Contextualização

Neste projeto, vamos explorar o mundo fascinante das forças elásticas. Todos nós já demos uma esticada em uma mola ou apertamos uma bola de borracha, e observamos que esses objetos retornam ao seu tamanho e formato originais assim que paramos de aplicar força neles. Mas o que faz com que esses materiais recuperem seu formato? O que está por trás deste fenômeno?

A força elástica é uma força de restauração, ou seja, ela age no sentido de devolver o corpo deformado à sua forma original. Essa força está presente em muitos contextos do nosso cotidiano, desde a mola do nosso colchão até os pneus do nosso carro. É uma das várias formas através das quais a matéria resiste à deformação quando submetida a uma força externa.

Todo material possui uma "elasticidade", medida por uma constante conhecida como constante elástica. Um objeto com uma alta constante elástica é duro e resistente a deformações, como o aço. Já um objeto com uma baixa constante elástica é mais mole e facilmente deformável, como a borracha.

Uma das leis fundamentais da física é a Lei de Hooke, que descreve a força elástica. Segundo essa lei, a força elástica é diretamente proporcional ao deslocamento do material e inversamente proporcional à sua constante elástica. Isso significa que, quanto mais você distender ou comprimir um material elástico, maior será a força que ele exercerá para retornar ao seu estado inicial.

A força elástica é extremamente relevante para nossa vida cotidiana. Ela está envolvida em tudo, desde os cintos de segurança que nos protegem em colisões de veículos até os trampolins que nos permitem saltar alto. Mesmo no nosso corpo, a força elástica é fundamental. As fibras de colágeno na nossa pele, por exemplo, possuem propriedades elásticas que permitem que a pele volte ao seu estado normal depois de ser esticada.

Dominar o conceito de força elástica é essencial para qualquer pessoa que deseje entender a física e a engenharia. Com isso em mente, nosso projeto tem como objetivo explorar de forma prática a força elástica, a Lei de Hooke, e suas aplicações.

Atividade Prática

Título da Atividade: "Explorando a Força Elástica: O Salto do Peso"

Objetivo do Projeto

O objetivo do projeto é explorar a força elástica através de um experimento prático. Os alunos irão construir um sistema simples utilizando massa e mola para entender como a força elástica atua e como essa força pode ser calculada. Além disso, esse projeto visa fomentar a colaboração entre os alunos e por meio do desenvolvimento do trabalho, buscar o aperfeiçoamento de habilidades, como a comunicação, o gerenciamento de tempo, resolução de problema e o pensamento criativo.

Descrição Detalhada do Projeto

Neste experimento, os alunos irão anexar uma massa a uma mola e lançar a massa, observando o quanto a mola se estica em resposta à força aplicada. Em seguida, eles irão usar a Lei de Hooke para calcular a constante de mola, e verificar se o valor obtido é precisa.

Esse projeto deverá ser realizado por grupos de 3 a 5 alunos, e é estimado que demore entre 5 a 10 horas por aluno para ser executado. O prazo de entrega do projeto é de um mês a partir da data de início.

Materiais Necessários

• Mola
• Pesos de diferentes massas, marcados com o valor de sua massa
• Trena ou régua grande
• Suporte ou estrutura para pendurar a mola
• Câmera ou celular para registrar o experimento

Passo a Passo Detalhado

1. Pendure a mola no suporte. Certifique-se de que ela esteja completamente relaxada e não se movendo antes de começar o experimento.
2. Tire uma foto da mola em seu estado relaxado para ter uma referência de sua forma original.
3. Anexe um dos pesos à mola. Observe como a mola se estica em resposta à força da gravidade puxando o peso para baixo.
4. Meça quanto a mola se esticou (em centímetros) e anote essa medida junto com o valor da massa do peso que você anexou à mola.
5. Repita os passos 3 e 4 para cada um dos pesos. Certifique-se de dar tempo suficiente para a mola parar de se mover antes de fazer sua medição a cada vez.
6. Quando tiver terminado de fazer suas medições, você estará pronto para começar a calcular a constante da mola.

Entregas do Projeto

No final do projeto, cada grupo deverá entregar um relatório detalhado, escrito em formato de relatório acadêmico, que deve conter quatro seções principais: Introdução, Desenvolvimento, Conclusões e Bibliografia utilizada.

1. Introdução: O aluno deve contextualizar o tema, sua relevância e aplicação no mundo real bem como o objetivo deste projeto. Explique a relevância da força elástica no cotidiano e o propósito do experimento realizado.
2. Desenvolvimento: Aqui, o aluno deve explorar a teoria por trás da força elástica e da Lei de Hooke. Apresente detalhadamente o processo seguido para a realização do experimento, incluindo a descrição dos materiais utilizados, as etapas realizadas, as dificuldades enfrentadas e as soluções encontradas. Além disso, apresente e discuta os resultados obtidos, como as medidas de distensão da mola e a constante da mola calculada.
3. Conclusão: Aqui, o aluno deve retomar os pontos principais do trabalho, refletindo sobre o que foi aprendido a partir do experimento e a relação entre os resultados obtidos e a teoria estudada. Avalie se a constante da mola calculada a partir dos resultados do experimento é razoável com base em sua compreensão teórica da força elástica e da Lei de Hooke.
4. Bibliografia: Indique todas as fontes que você usou para se informar sobre o tema e para orientar a realização do experimento. Isso pode incluir livros, sites, vídeos, etc.

Lembre-se, a qualidade da sua redação, a clareza das suas explicações e a precisão dos seus cálculos serão valorizadas na correção do trabalho.