Teach lesson
Pêndulo: o que controla o período?
Investigação avançada em que os estudantes usam o laboratório remoto de Pêndulo para testar se o ângulo inicial ou a configuração do pêndulo, incluindo as posições da lata, influencia mais o período.
Learning Outcomes
Usar o laboratório remoto de Pêndulo para coletar evidências de ângulo-tempo do laboratório ou de dados de referência fornecidos pelo professor.
Estimar o período do pêndulo a partir de ciclos repetidos ou de cruzamentos no mesmo sentido.
Comparar uma varredura de ângulo com uma comparação de configurações em ângulo fixo.
Redigir uma conclusão com afirmação, evidência e raciocínio sobre o que controla o período neste laboratório.
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Activity Content
Preview only. In a class session, students can fill in responses and submit their work to the teacher.
Planejar a investigação
9 min
O período de um pêndulo é o tempo de uma oscilação completa. Neste laboratório, você pode mudar o ângulo inicial e a configuração do pêndulo, observar o movimento e ler a evidência de ângulo em função do tempo.
Sua investigação tem duas partes controladas:
1. Mantenha a configuração fixa e mude o ângulo inicial.
2. Mantenha o ângulo fixo e mude a configuração.
Configurações do laboratório
Mude apenas uma variável de cada vez. O pêndulo curto muda o comprimento efetivo; as posições da lata também mudam onde a massa fica concentrada, então não explique o resultado apenas como "mais massa".
Para um pêndulo padrão, o que você prevê que acontecerá com o período quando o ângulo inicial passar de 10 graus para 30 graus?
Qual configuração você espera que tenha o menor período e por quê? Responda em 2 ou 3 frases usando a ideia de comprimento efetivo ou de onde a massa está localizada.
Usar o laboratório remoto com intenção
12 min
Estratégia no laboratório
Use o plano de oito linhas abaixo, a menos que seu professor indique uma versão mais curta:
- Varredura de ângulo: pêndulo padrão em 10, 15, 20, 25 e 30 graus.
- Comparação de configurações: curto, lata acima, padrão e lata abaixo, todos a 15 graus.
A linha do padrão a 15 graus conta nas duas partes, então o total é de oito linhas de laboratório.
Abrir o laboratório de Pêndulo
Abra o laboratório de Pêndulo a partir do Teach.
Escolha a configuração do pêndulo para a linha atual.
Defina o ângulo inicial da linha atual.
Inicie a observação e acompanhe o gráfico de ângulo em função do tempo.
Se o laboratório permitir baixar CSV, XLSX ou PNG e você quiser usar esses arquivos, faça isso; não é obrigatório.
Estime o período a partir de ciclos repetidos ou de cruzamentos no mesmo sentido.
Se sua sessão estiver limitada ao modo demo, registre essa limitação e use os dados de referência fornecidos pelo professor para as linhas que você não conseguir observar.
Qual plano testa melhor se a configuração afeta o período?
Registrar e processar a evidência
16 min
Complete as oito linhas. Cada linha é uma estimativa de período. Em comparação, copie o rótulo já indicado (varredura de ângulo ou comparação de configurações). Em configuração e ângulo inicial, copie os valores já indicados na linha. Em período estimado, escreva o período em segundos que você obteve: se baixou CSV/XLSX, você pode estimá-lo procurando cruzamentos por zero repetidos no mesmo sentido, ou cronometrando várias oscilações completas e dividindo pelo número de oscilações. Em origem da evidência, escreva de onde saiu o dado, por exemplo picos do gráfico, cruzamentos por zero, cronômetro do vídeo ou dados de referência do professor. Em notas, você pode acrescentar qualquer observação.
Evidência de período do pêndulo
Insira uma estimativa de período por linha. Use segundos. Se usar dados de referência do professor por limitações do modo demo, indique isso na coluna de origem da evidência.
| Comparação | Configuração | Ângulo inicial graus | Período estimado s | Origem da evidência | Notas |
|---|---|---|---|---|---|
Explique como você estimou o período a partir da evidência do laboratório. Responda em 2 ou 3 frases e indique se usou oscilações repetidas, cruzamentos por zero, picos do gráfico, dados CSV/XLSX ou uma tabela de referência fornecida pelo professor.
Mostre um cálculo de período. Insira um valor de período em segundos e explique o cálculo em 2 ou 3 linhas. Por exemplo, se cinco oscilações completas levam 6,56 s, o período é 6,56 / 5 = 1,31 s. Use uma linha da sua tabela.
Buscar padrões
11 min
Antes de entregar a evidência gráfica, construa dois gráficos simples a partir da sua tabela.
1. Gráfico de ângulo: use apenas as linhas do pêndulo padrão. Coloque ângulo inicial (graus) no eixo horizontal e período T (s) no eixo vertical.
2. Gráfico de configuração: use as linhas de 15 graus. Coloque configuração no eixo horizontal e período T (s) no eixo vertical.
Cada gráfico deve ter um título claro, eixos rotulados com unidades quando necessário e um ponto para cada linha da tabela usada. Não suavize os pontos para parecerem uma curva perfeita: seus valores medidos podem variar alguns por cento.
Modelos de gráfico em branco
Use estes modelos como guia de organização. Adicione seus próprios pontos medidos a partir da tabela; a figura não mostra o resultado de propósito.
Evidência de gráfico ou planilha
Entregue uma evidência que apoie sua varredura de ângulo e sua comparação de configurações: uma imagem ou captura do seu gráfico, um link para uma planilha ou um gráfico revisado pelo professor. Se você não puder enviar um arquivo, descreva o que colocou em cada eixo e quais pontos aparecem.
Use as linhas do pêndulo padrão para decidir se o ângulo teve um efeito pequeno, moderado ou grande sobre o período nos seus dados. Responda em 3 ou 4 frases e cite pelo menos dois valores de período.
A 15 graus, compare as configurações. Responda em 3 ou 4 frases: qual configuração teve o período mais curto e qual teve o mais longo? Que razão física explica a diferença?
Formular a afirmação científica
7 min
Qual afirmação este laboratório apoia melhor?
Redija uma conclusão com afirmação, evidência e raciocínio. Escreva um parágrafo de 6 a 8 linhas com esta estrutura, se ela ajudar:
- Afirmação: o ângulo inicial teve um efeito pequeno/moderado/grande, e a configuração teve um efeito menor/maior.
- Evidência: cite pelo menos dois períodos da varredura de ângulo e pelo menos dois períodos das configurações a 15 graus.
- Raciocínio: explique o padrão usando o comprimento efetivo, a posição da massa e a incerteza de medição.
Extensão
8 min
Se você tivesse mais tempo, qual linha ou repetição adicional melhoraria mais sua conclusão? Explique se ela reduziria a incerteza, testaria um intervalo maior de ângulos ou separaria melhor a massa do comprimento efetivo.