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Modelagem Computacional no Ensino de Física em nível Médio Eliane Angela Veit (IF-UFRGS) Rafael Vasques Brandão (PPgEnfis-UFRGS) Instituto de Física UFRGS.

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1 Modelagem Computacional no Ensino de Física em nível Médio Eliane Angela Veit (IF-UFRGS) Rafael Vasques Brandão (PPgEnfis-UFRGS) Instituto de Física UFRGS Porto Alegre, 23 a 27 de novembro de 2009

2 Atividade 1: Use funções que permitam obter as seguintes trajetórias retilíneas no Modellus

3

4 Use eq. diferenciais que permitam obter as seguintes trajetórias parabólicas no Modellus O aluno de ensino médio não trabalharia com eq. diferenciais, mas os professores sim, para poderem trabalhar com sistemas com aceleração variável.

5 Atividade 2: Qual a trajetória de uma gota dágua na fotografia abaixo?

6 Atividade 3: Simule o movimento do ponteiro dos segundos de um relógio Atividade 4: Simule o movimento de um oscilador forçado

7 Atividade 5: A aerodinâmica da bola de futebol (Aguiar e Rubini, 2004). Disponível em:

8 1. A situação física…...que contextualiza o fenômeno de interesse é: o gol que Pelé não fez na partida Brasil x Tchecoslováquia pela Copa do Mundo de 1970, em Guadalajara (Ibid, p. 301).

9 2. A nossa situação-problema…...que contextualiza o fenômeno de interesse e envolve as questões-foco que buscaremos responder com a construção/análise do modelo computacional é: E durante o movimento, o que aconteceu com a bola?

10 3. Questões-foco Durante uma partida, quais as forças envolvidas, e como atuam, no movimento de uma bola de futebol no ar? Qual a trajetória da bola chutada por Pelé?

11 4. Em quais referentes estamos interessados? Qual é o sistema físico de interesse? A bola de futebol. Entre os infinitos agentes que atuam sobre o sistema físico, quais são os de nosso interesse? O ar por exercer uma força aerodinâmica sobre a bola que decomporemos em duas: o arrasto e a sustenção (força de Magnus). A Terra por exercer uma força de atração sobre a bola, o peso. P

12 5. Informações disponíveis sobre os referentes A partir da análise do vídeo da jogada de Pelé. Outros dados importantes. tXYZVxVx VyVy VzVz (s)(m)(m/s) 0,003-5,2-2,90,027,8-0,48,8 3,20054,3-3,70,015,2-0,2-8,9 ParâmetroSímboloValor [Unidade] Coeficiente de arrastoCACA 0,5 se V

13 6. Idealizações e aproximações assumidas pelo modelo teórico subjacente à simulação computacional que será implementada Idealizações: A bola de futebol é suposta uma esfera lisa. O eixo de rotação da bola é perpendicular à velocidade da bola. Aproximações: C M 1,0

14 7. Grau de precisão e domínio de validade do modelo computacional V bola 0,1 m/s V bola 20 m/s CRISE

15 Atividade 6: Simule uma reação química reversível Um exemplo de reação reversível é a de produção da amônia (NH 3 ), a partir do gás hidrogênio (H 2 ) e do gás nitrogênio (N 2 ): N 2 (g) +3H 2(g) 2 NH 3 15 WikipediaWikipedia: Equilíbrio químico


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