(Originais Teachy 2023) - Questão Média de Experimentos científicos

Uma equipe de estudantes do 1º ano do ensino médio realizou um experimento para investigar como o comprimento de uma mola afeta a sua constante elástica. Eles coletaram dados medindo as deformações da mola para diferentes pesos. Após a análise, perceberam que a constante elástica variava de acordo com um padrão que relacionava o comprimento inicial da mola e a deformação causada pelo peso aplicado. Com base nos conceitos de Elasticidade e Gráficos, qual é a conclusão mais apropriada que os estudantes podem extrair dos dados coletados que melhor sustenta ou refuta a hipótese inicial do experimento?

Em um experimento sobre a Lei de Ohm, um estudante projetou um circuito no qual uma resistência variável foi conectada a uma fonte de tensão contínua. Durante o experimento, o estudante alterou o valor da resistência e mediu a corrente que passava pelo circuito para diferentes valores de tensão. Com os dados coletados, o estudante deseja identificar a relação entre a corrente elétrica ('I') e a tensão ('V') aplicada à resistência. A partir dos princípios da Lei de Ohm, o estudante deve aplicar um método matemático para ajustar uma função que relacione corretamente 'I' e 'V', considerando as possíveis variações geométricas e estruturais da resistência variável. Como o experimento é de natureza multidisciplinar, envolvendo conceitos de física (Lei de Ohm) e matemática (análise de dados e modelagem matemática), qual função matemática o estudante deve empregar para descrever a relação entre 'I' e 'V' e como ele deve proceder para garantir que o modelo ajustado é o mais apropriado para os dados observados?

Um estudante deseja verificar experimentalmente a direção do campo magnético gerado por um fio condutor percorrido por corrente elétrica. Para isso, ele posiciona uma bússola em diferentes pontos ao redor do fio e observa o alinhamento de sua agulha magnética. Com base nos conhecimentos sobre o efeito magnético de uma corrente elétrica, descreva como o estudante poderia projetar o experimento, quais materiais seriam necessários e quais observações ele deveria fazer para determinar com precisão a direção do campo magnético criado pelo fio condutor.

Um estudante do ensino médio deseja determinar a densidade de um metal desconhecido. Para isso, ele utiliza uma balança para medir a massa do metal e um recipiente graduado para medir o volume de água deslocado quando o metal é submerso. Após realizar o experimento, ele deve calcular a densidade do metal e comparar com a densidade de outros materiais que ele pesquisou previamente. Qual a densidade do metal se ele mediu uma massa de 200 gramas e o volume de água deslocado foi de 50 mL? Considere que a densidade da água é de 1 g/mL e que o recipiente possui uma precisão de leitura de 1 mL. Dado adicional: O estudante utilizou cálculos de estequiometria aprendidos em Química para entender o conceito de densidade e realizar as conversões necessárias para a unidade de medida adequada.