Introdução
Neste projeto, vamos desenvolver a construção de uma balança com materiais de baixo custo, através da prática pedagógica experimental, buscando melhorar a compreensão de fenômenos Fiscos que estão presentes o nosso cotidiano. A Física como disciplina curricular no eixo de Ciências da Natureza deve, além de proporcionar ao aluno
um conhecimento dos fenômenos físicos naturais, também instruir para a formação da cidadania, onde o aluno deve entender o mundo em que vive através dos conceitos físicos e construir seu conhecimento juntamente com uma mentalidade questionadora e crítica (CARVALHO JUNIOR, 2002, p. 53).
Diante desse contexto, este trabalho tem como tema a construção de uma balança com materiais de baixo custo, e como objeto de pesquisa a utilização da prática pedagógica experimental para melhorar o interesse do aluno, baseando-se na Atividade F04- Molas, de Física, da plataforma Cav, Stem Brasil, e a utilização da mesma para o
estudo da Lei de Hooke, movimento Harmônico Simples, Leis de Newton e Energia Potencial Elástica justificam a elaboração do projeto.
O movimento de oscilação harmônica simples, como o próprio nome já diz, nos dá a ideia de um movimento que se repete periodicamente em um determinado intervalo de tempo. Este intervalo de tempo é nomeado como período da oscilação.
Um exemplo de um oscilador harmônico, pode ser representado pelo sistema abaixo, onde um bloco de massa m está em uma superfície lisa sem atrito, preso por uma mola com constante elástica igual a K, e que se encontra na posição de equilíbrio O, ou seja, posição natural da mola.
Figura 1.
Suponhamos, que seja aplicada uma força F no bloco, o mesmo apresentará um deslocamento x, partindo de O, que pode ser determinado como amplitude a, quando a mola tiver o sinal negativo, -a, significa que a mola está comprimida, e o sinal positivo, + a, que a mola está esticada. A força ELÁSTICA é uma força restauradora, ou seja, está sempre orientada para a posição de equilíbrio O.
São dadas as equações que representam esse movimento:
Equações do movimento:
Fórmula - Figura 2.
Métodos
A construção da balança caseira foi desenvolvida pelos seguintes
passos:
Materiais utilizados:
Tábua de madeira, dimensões 50 cm de comprimento, 8 cm de largura e
1,5cm de espessura.
Dois ganchos metálicos para parafusar.
1 régua de 30cm.
1 marcador permanente.
1 mola de carburador.
Construção:
Marque o ponto central da madeira em relação a largura, parafuse um gancho no ponto da parte de cima, de modo que ela possa ficar suspensa pelo gancho. E depois parafuse outro gancho no ponto central, 3 cm abaixo da borda superior, de modo que ele sustente a mola.
Logo após acople a mola ao gancho e marque a posição da mola, em baixo da mola, onde será o marco 0 kg. E com auxilio de alguns pesos, materiais de casa como, macarrão 500g embalagem fechada, arroz de 5kg embalagem fechada, farinha de milho 500g embalagem fechada, comece a fazer as marcações. Com auxilio do saco plástico,
coloque 1 kg e com a mola paralela a tabua marque com um lápis, depois faça o mesmo com 5 kg.
Assim ficamos com as marcações 0 kg, 1 kg e 5 kg, depois com a régua medimos o intervalo de 1 ate 5 e fazemos a marcação 2, 3 e 4 kg. Um dado importante é o valor gasto com os materiais, já que é um experimento de baixo custo:
Valor unitário:
Régua: 1, 35 R$
Marcador permanente: 3,84 R$
Gancho 2 unid.: 0,40 R$
Tabua de madeira: 2,50 R$
Mola: 5 R$
TOTAL: 13,09 R$
O experimento tem como objetivo estudar o comportamento da mola quando colocado diferentes pesos e calcular sua constante elástica. Analisamos as diferentes deformações da mola, e também as diferentes forças aplicadas sobre o dinamômetro, preso na mola cujo estamos estudando. A parte experimental do estudo foi executada e montada dá a seguinte maneira:
Montamos em um suporte com régua, cujo a mola esta presa e suspensa, depois, desconsiderando a massa do suporte de pesos, fomos anotando as medidas de deslocamento X (mm) e da força, sendo essa a força peso dos objetos,Y (N).
Os obtidos estão na seguinte tabela abaixo:
Tabela 1.
FIGURA 1
FIGURA 2
FIGURA 3
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