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Intervalo vertical do movimento da mola: o que muda quando a distância inicial aumenta?
Use três gravações selecionadas do laboratório real de Mola para investigar se aumentos iguais da distância inicial produzem aumentos semelhantes no intervalo vertical inicial do movimento.
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Learning Outcomes
Usar o laboratório remoto de Mola para comparar três distâncias iniciais selecionadas.
Distinguir distância inicial, amplitude e intervalo vertical entre máximo e mínimo.
Calcular dois aumentos do intervalo vertical a partir de gráficos reais de distância em função do tempo.
Descrever uma relação geral sem afirmar proporcionalidade exata com base em um rastreamento de vídeo ruidoso.
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Activity Content
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Dois aumentos iguais: o intervalo vertical cresce de modo regular?
7 min
Engenheiros de suspensão veicular testam quanto um sistema se move depois de diferentes perturbações. Se o deslocamento inicial aumentar sempre a mesma quantidade, o intervalo vertical do movimento da mola também aumentará aproximadamente a mesma quantidade ou a resposta se tornará irregular?
Você investigará essa questão com gravações reais da mesma mola e da mesma massa. As distâncias iniciais são 20 mm, 35 mm e 50 mm: dois aumentos iguais de 15 mm. As gravações incluem amortecimento normal e pequenos degraus de rastreamento. Portanto, o objetivo é fazer uma comparação geral bem fundamentada, e não obter números perfeitamente coincidentes.
Montagem real do laboratório de Mola
Observe a massa cilíndrica vermelha à direita. Os marcadores coloridos ajudam o laboratório a transformar o movimento em um gráfico de distância em função do tempo.
É importante distinguir duas grandezas:
- Distância inicial: ajuste do controle deslizante antes de soltar a massa.
- Intervalo vertical inicial do movimento: primeiro valor máximo menos o valor mínimo adjacente depois que a curva começa a se repetir. Esse intervalo entre máximo e mínimo corresponde a aproximadamente duas vezes a amplitude de oscilação e evita estimar a posição de equilíbrio, embora as duas leituras do gráfico continuem aproximadas.
O que você prevê para os dois aumentos iguais de 15 mm na distância inicial?
Use sempre o mesmo par inicial de máximo e mínimo
5 min
Use exatamente 20 mm, 35 mm e 50 mm, nessa ordem. Ajuste cada valor com o controle deslizante vertical. A caixa de texto ao lado não é o controle usado nesta atividade.
Em cada ensaio, leia o primeiro máximo e o mínimo adjacente depois que a curva começar a se repetir. Ignore a parte de elevação/preparação antes da liberação e a cauda amortecida posterior. Não combine o máximo de um ciclo com o mínimo de um ciclo posterior. Estime o intervalo vertical assim:
valor máximo aproximado - valor mínimo aproximado
Por exemplo, um máximo de 6 mm e um mínimo de -4 mm resultam em um intervalo de 6 - (-4) = 10 mm. Esses valores servem apenas para demonstrar a subtração; use os valores da sua própria gravação.
Qual intervalo de evidência permite a comparação mais justa?
Realize ensaios com 20 mm, 35 mm e 50 mm
20 min
Abra o laboratório por esta atividade e complete a mesma sequência três vezes.
Abrir o laboratório de Mola
Ajuste o controle deslizante vertical para 20 mm e selecione o botão verde Start experiment now / Comenzar experimento.
Observe a massa vermelha. Depois que a curva começar a se repetir, leia no eixo vertical o primeiro máximo e o mínimo adjacente.
Volte para esta atividade e complete a linha de 20 mm antes de reiniciar o laboratório.
Selecione Restart experiment / Reiniciar experimento. Repita as mesmas etapas com 35 mm, complete a linha correspondente e, depois, repita com 50 mm.
Depois de completar a linha de 50 mm, volte para esta atividade e marque o bloco do laboratório como concluído.
Complete somente as três linhas predefinidas abaixo. Se a interface da tabela oferecer uma linha vazia adicional, deixe-a em branco. Os valores máximo e mínimo podem ser negativos. Use estimativas razoáveis em números inteiros; não é necessária precisão no nível de pixels. Em Observação sobre a qualidade, registre uma característica visível, como primeiro par máximo-mínimo claro, pequenos degraus de rastreamento ou amortecimento visível.
Evidências de três ensaios com a mola
Use exatamente as três linhas predefinidas. Em cada ensaio, leia o primeiro máximo e o mínimo adjacente depois que a curva começar a se repetir, calcule o intervalo vertical como máximo menos mínimo e acrescente uma observação sincera sobre a qualidade. Deixe qualquer linha extra em branco.
| Distância inicial mm | Máximo aprox. mm | Mínimo aprox. mm | Intervalo máx.-mín. mm | Observação de qualidade |
|---|---|---|---|---|
Compare os dois aumentos iguais da distância inicial
8 min
Calcule duas variações usando sua tabela:
- intervalo com 35 mm - intervalo com 20 mm
- intervalo com 50 mm - intervalo com 35 mm
Qual afirmação corresponde melhor aos seus três ensaios?
Escreva uma ou duas frases que citem os três intervalos verticais e os dois aumentos calculados. Diga se os dois aumentos são aproximadamente comparáveis ou não, usando uma linguagem aproximada coerente com suas leituras.
Avalie o que as evidências permitem afirmar
2 min
O gráfico pode mostrar amortecimento, degraus de rastreamento ou valores difíceis de ler com exatidão.
Qual interpretação é cientificamente mais sólida?
Responda à pergunta da investigação
2 min
Em uma ou duas frases, responda: Aumentos iguais da distância inicial produzem aumentos aproximadamente comparáveis no intervalo vertical inicial do movimento? Depois, diga se você mantém ou corrige sua previsão inicial.
Seus três intervalos verticais, os dois aumentos calculados e a limitação de medida já foram registrados acima; não os repita aqui. Uma resposta fundamentada, seja sim ou não, é aceitável.