Proponha uma atividade experimental, segura e mensurável para alunos do 9.º ano que permita determinar o…

Questão

Proponha uma atividade experimental, segura e mensurável para alunos do 9.º ano que permita determinar o coeficiente de atrito estático entre um sapato de dança e o piso do ginásio. Descreva equipamentos, procedimentos, equações (SI) e como tratar incertezas.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Procedimento modelo: 1) Equipamento: dinamômetro de mão (0–50 N), blocos de madeira, régua, balança (kg), cronômetro opcional, fita antiderrapante para segurança. 2) Montagem: fixe o sapato no bloco de madeira para simular pé; pese o conjunto para obter m (kg). 3) Medida: aplique força horizontal crescente com o dinamômetro até o sapato começar a deslizar; registre a força máxima F_s (N) no instante anterior ao deslizamento; repita 5 vezes em locais diferentes do piso. 4) Cálculo: normal N = m·g (g = 10 m/s²); coeficiente estático µ_s = F_s / N (adimensional). Use média aritmética das 5 repetições e desvio padrão como incerteza: µ¯ = (1/n)Sµ_i, s = sqrt[S(µ_i-µ¯)²/(n-1)]. 5) Gráfico: plotar F_s versus N (obtido variando massa com contrapesos) e ajustar reta F_s = µ_s·N; coeficiente é a inclinação; incerteza da inclinação dá incerteza em µ_s. 6) Segurança e validade: garantir apoio estável, usar superfícies limpas e testar com supervisão; evitar variações bruscas de velocidade ao puxar o dinamômetro (retirar oscilações) para medir o limite estático. 7) Apresentação: relatar média e incerteza (ex.: µ_s = 0,42 ± 0,03), peso usado, número de repetições e condições (sapato, piso, umidade).

Explicação

A proposta apresenta um experimento prático que utiliza equipamentos adequados e procedimentos claros para medir o coeficiente de atrito estático, garantindo a repetibilidade e a segurança. O cálculo do coeficiente é fundamentado em princípios físicos, e a inclusão de incertezas permite uma análise crítica dos resultados. Além disso, a abordagem de apresentação dos dados assegura que os alunos compreendam a importância da precisão nas medições experimentais.

Raio-X da questão

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