Relate os cálculos e conclusões para determinar a velocidade angular média da variação da elevação solar entre…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Relate os cálculos e conclusões para determinar a velocidade angular média da variação da elevação solar entre 09:00 e 10:00, a partir das medidas de sombra de uma haste vertical de h = 1,00 m: s(09:00)=4,00 m e s(10:00)=2,00 m. Apresente ?(t)=arctan(h/s), calcule ?? em ° e em rad/s, compare com ?_teórica = 2p/86400 s?¹ ˜ 7,27×10?5 rad/s e discuta possíveis fontes de discrepância e melhorias experimentais.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
?09 = arctan(1/4)=14,036°; ?10 = arctan(1/2)=26,565°; ?? = 12,529° em 1 h ? 12,529°/h. Em rad/s: ??_rad = 12,529·(p/180) rad = 0,2187 rad; taxa = 0,2187/3600 ˜ 6,08×10?5 rad/s. Comparação: 6,08×10?5 vs ?_teórica 7,27×10?5 rad/s (diferença ~16,4%). Fontes: erro de medida de s, inclinação imperfeita da haste, refração atmosférica, variação sazonal do movimento aparente do Sol; melhorar: medidas com intervalo menor, fler repetições, nível de bolha para haste, registrar horário com sincronismo e corrigir por refração.
Explicação
A explicação apresenta o cálculo da velocidade angular média utilizando a tangente inversa para determinar os ângulos de elevação solar em dois momentos distintos, convertendo os resultados de graus para radianos e, em seguida, para radianos por segundo. A comparação com a velocidade angular teórica do movimento da Terra revela uma discrepância que é discutida em relação a possíveis fontes de erro experimental. As sugestões de melhorias experimentais visam aumentar a precisão das medições e reduzir as incertezas nos resultados.
Raio-X da questão
velocidade angular média
avaliacao
trigonometria básica · cálculo de ângulos
Revisar cálculos de trigonometria e conceitos de velocidade angular.
O aluno pode confundir a relação entre a altura da haste e a medida da sombra, resultando em um cálculo incorreto do ângulo.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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