Contextualização

Conceitos Teóricos

O tópico em estudo é a "Velocidade média do MUV" (Movimento Uniformemente Variado). O MUV é o movimento onde a aceleração é constante e diferente de zero, ou seja, a velocidade do objeto varia uniformemente com o decorrer do tempo. Importante é a compreensão de que a velocidade média é a relação entre a variação de espaço e o intervalo de tempo, isto é, a média das velocidades que um móvel adquire em pontos diferentes de sua trajetória durante um certo intervalo de tempo.

Nesse contexto, entendemos a Velocidade Média (Vm) como sendo o quociente da distância percorrida pelo tempo que o corpo demora para percorrer essa distância. No MUV, a velocidade média é uma média aritmética das velocidades inicial (Vi) e final (Vf) do móvel, visto que a aceleração é constante. Portanto, Vm = (Vi + Vf)/2. Além disso, podemos relacionar a velocidade média com a aceleração e o tempo pelo seguinte formato: Vm = Vi + a*t, onde "a" é a aceleração e "t" é o tempo.

Acrescente-se à isso, a compreensão de que o tempo é uma grandeza fundamental e a velocidade é uma grandeza derivada, que une as grandezas de espaço (distância percorrida) e de tempo. Em unidades de medida do Sistema Internacional de Unidades, a velocidade é medida em metros por segundo (m/s).

Importância e Aplicação

A aplicação e a importância em se conhecer a velocidade média de um MUV são vastas e abrangem várias áreas. No cotidiano, usamos o cálculo de velocidade média para definir o tempo de viagens, calcular a eficiência de um objeto em movimento, para projetar e calcular o desempenho de veículos, para segurança no trânsito, entre outros. Em um contexto mais amplo, o cálculo da velocidade média é uma ferramenta essencial em diferentes campos científicos como Engenharia, Física, Astronomia, Biologia e até mesmo Economia.

Além disso, compreender como calcular e interpretar a velocidade média de um objeto em movimento uniformemente variado, permite entender melhor fenômenos naturais, processos industriais e esportivos. Esse entendimento é crítico para inovações tecnológicas, como a criação de novos meios de transporte, otimização de produção e desenvolvimento de novas tecnologias de energia.

Atividade Prática

Título da Atividade: Corrida de Carrinhos: Compreendendo a Velocidade Média do MUV

Objetivo do Projeto:

O objetivo deste projeto é permitir que os alunos compreendam e apliquem o conceito de velocidade média no contexto do Movimento Uniformemente Variado de maneira lúdica e experimental. Por meio desta atividade, os alunos também trabalharão habilidades como trabalho em equipe, resolução de problemas e pensamento crítico.

Descrição Detalhada do Projeto:

Os alunos serão divididos em grupos de três a cinco participantes. Cada grupo deverá construir um carrinho, que será impulsionado para percorrer uma distância em uma superfície plana, e registrar o tempo necessário para que o carrinho percorra essa distância. Em seguida, os alunos deverão calcular a velocidade média do carrinho.

O projeto será realizado em duas sessões: na primeira sessão, os grupos construirão seus carrinhos e na segunda sessão, realizarão a corrida e farão os cálculos de velocidade média.

Materiais Necessários:

• Objetos com rodas (pode ser um carrinho de brinquedo, um rolo de desodorante roll-on ou até uma lata de refrigerante remove a base)
• Fita métrica ou régua
• Cronômetro (pode ser o do celular)
• Fita adesiva

Passo a Passo Detalhado para a Realização da Atividade:

Construção do Carrinho

1. Primeiramente, os grupos devem providenciar um objeto com rodas que servirá como carrinho. Este pode ser um brinquedo ou qualquer outro objeto caseiro que se mova facilmente em uma superfície plana.

Realização da Corrida

1. Em uma superfície plana e longa o suficiente para a corrida (como um corredor ou uma rua tranquila), marque a linha de partida e a linha de chegada. A distância entre essas duas linhas deve ser medida exatamente com a régua ou a fita métrica e anotada.

2. Cada grupo deve, então, soltar seu carrinho na linha de partida e registrar o tempo que o carrinho demora para chegar à linha de chegada. Esse tempo deve ser anotado.

3. Os grupos devem realizar a corrida pelo menos três vezes para obter uma média de tempo.

Cálculo da Velocidade Média

1. Usando os valores de distância e tempo médio que foram anotados, cada grupo deve calcular a velocidade média do carrinho usando a fórmula da velocidade média em um MUV: Vm = (Vi + Vf)/2. Considerando que o carrinho começou do repouso (Vi = 0), a velocidade final (Vf) será a velocidade média.

2. Com o valor da velocidade média em mãos, os grupos poderão comparar seus resultados e discutir os fatores que podem ter influenciado a velocidade média de seus carrinhos.

Produtos Finais e Entrega do Projeto:

Os grupos devem entregar um relatório escrito, composto por quatro partes principais: Introdução, Desenvolvimento, Conclusões e Bibliografia utilizada.

1. Introdução: Os alunos devem contextualizar o tema da velocidade média do MUV, sua relevância, aplicação no mundo real e o objetivo do projeto.

2. Desenvolvimento: Nesta parte, os alunos irão apresentar a construção do carrinho, os detalhes da corrida e o cálculo da velocidade média do carrinho. Os alunos devem explicar a teoria do MUV e como isso se aplica à atividade que realizaram. Deve-se também apresentar e discutir os resultados obtidos.

3. Conclusão: Aqui, os alunos devem resumir a atividade, os resultados e o que aprenderam com ela. Eles também podem discutir possíveis aplicações do que aprenderam e como isso pode ser útil em suas vidas.

4. Bibliografia: Os alunos devem listar todas as fontes de que se basearam para trabalhar no projeto, sejam livros, páginas da web, vídeos, etc.

Cada grupo terá uma semana a partir do momento que a atividade prática for realizada para entregar o relatório escrito.