TEXTO PRONTO PROCESSUAL 2 DE FÍSICA_ A FÍSICA APLICADA AOS BRINQUEDOS DOS PARQUES DE DIVERSÃO

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FÍSICA - PROF. FABRÍCIO - 1ª SÉRIE: ATIVIDADE PROCESSUAL 2: ATIVIDADE PROCESSUAL 2 DE FÍSICA: A FÍSICA APLICADA AOS BRINQUEDOS DOS PARQUES DE DIVERSÃO CONTEÚDOS: ENERGIA MECÂNICA, DINÂMICA IMPULSIVA E COLISÕES

EVOLUTION:

FONTE: https://lh3.googleusercontent.com/proxy/aYLZ7wHpCgb2ONuyI1STANtytct84OQqR_N8DT0x9HVorP_cnlEvp6qE95tGKEFMWkaabWvl EdDLk4hjRiJwXPsuWvANILU_IxoqZw5HpdoEllFYp_VxxsS8NMtkyLdmdCxk4e0miDpj

Evolution, consiste em um braço mecânico giratório, do qual carrega gôndolas que formam uma circunferência onde ficam as pessoas. As travas de segurança são individuais, cabendo em torno de 4 pessoas em cada banco. O brinquedo gira em torno de si, para a direita e esquerda, podendo alcançar 20 metros de altura. O esquema e funcionamento do brinquedo evolution funciona assim: primeiramente, ele parte do repouso, então não há energia mecânica (cinética, gravitacional potencial, elástica) atuando, não há impulso também, já que o impulso depende da força, e a força atuando no princípio é 0, e quanto a quantidade de movimento, 0 pois a velocidade inicial é nula. Quando o brinquedo sai do repouso, ele começa a se movimentar (presença de energia cinética), já que há o movimento, e começa a obter uma altura (energia potencial gravitacional), tendo um aumento na energia mecânica. Bom, o brinquedo vai rodando em círculos, e com isso, conclui-se que há uma força que mantém esse movimento, portanto, há impulso, pois depende da força aplicada que mantém o brinquedo e o funcionamento e o tempo de brinquedo, também a uma aceleração centrípeta. A quantidade de movimento seria a massa do brinquedo, e sua velocidade aplicada. E por fim, conclui-se que não há energia elástica, vendo que o brinquedo não sofre deformação, e sim apenas, energia cinética e potencial gravitacional. Quanto mais alto e mais rápido estiver o brinquedo, maior minha energia mecânica, e tudo também dependerá se a minha velocidade for constante ou não.

BIG TOWER (ELEVADOR)

https://www.google.com/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fdestino.betocarrero.com.br%2Fpre-carnaval-com-diversao-em-dobro-no-beto -carrero-world%2F&psig=AOvVaw00hfYjgKvZ_41tvQ-uwt8Z&ust=1602335059860000&source=images&cd=vfe&ved=0CAIQjRxqFwoTC PC15LbJp-wCFQAAAAAdAAAAABAJ

A torre Big Tower tem 100 metros de altura e é uma das maiores torres radicais do mundo! Sua altura equivale a um prédio de 30 andares ou mais. A velocidade do elevador atinge 120km/h. No entanto, os usuários das atrações podem ficar tranquilos, de acordo com o certificado emitido pelo Beto Carrero World, a segurança do brinquedo é garantida pela TUV (Organização Técnica de Supervisão) alemã. Durante a subida, o sistema exerce uma força para cima, provocando um impulso para cima até o tempo de chegada no ponto mais alto. Nesse trecho de subida, a Energia vai sendo armazenada em potencial gravitacional. No momento da queda, a Energia potencial gravitacional é convertida em Energia cinética. A força peso do corpo aplica um impulso, fazendo a quantidade de movimento do elevador variar. Na chegada, uma força contrária é aplicada, gerando um impulso contrário e reduzindo a quantidade de movimento do elevador para zero.

BARCO VIKING

https://www.google.com/url?sa=i&url=http%3A%2F%2Ffatimarobots.blogspot.com%2F2012%2F05%2Fbarco-viking.ht ml&psig=AOvVaw0aJAQfCdkTFXqPIWgtq9Sf&ust=1602334699064000&source=images&cd=vfe&ved=0CAIQjRxqFwoT CIiAqozIp-wCFQAAAAAdAAAAABAJ

O barco viking é um brinquedo que funciona como um grande pêndulo que se movimenta de um lado para o outro simulando uma tempestade em alto mar.

Esse brinquedo armazena energia mecânica constante através da energia cinética (pois possui velocidade) e da energia potencial gravitacional (pois possui altura). Assim que o barco é impulsionado ele começa a se mover, atribuindo uma quantidade de movimento. O corpo quando impulsionado ganha velocidade, armazenando energia cinética, que não é constante pois nas extremidades ele perde velocidade e no centro ele ganha; e já que ele possui altitude, se movendo a uma certa altura do chão, ele armazena também energia potencial gravitacional, que não é constante já que quando o barco está nas extremidades ele ganha altura, aumentando sua energia potencial gravitacional, mas quando o brinquedo está no centro ele perde altura diminuindo a quantidade de energia potencial gravitacional. A energia cinética trabalha com a velocidade. A velocidade fica menor nas pontas, quando o barco está lá em cima e maior no centro. Já a energia potencial gravitacional fica maior nas pontas, pelo fato de estar mais pra cima, é mais leve no meio por estar mais pra baixo. A energia mecânica é a soma dessas duas energias então quando a energia cinética está baixa a energia potencial gravitacional e vice versa fazendo assim uma soma sempre constante. Assim que o barco é impulsionado para cima ganha movimento e exerce as duas energias.

KAMIKAZE

https://saopauloparacriancas.com.br/ineditos-extreme-2-atracoes-millennium-park-campinas/

O kamikaze é um brinquedo fechado encontrado em parques de diversões. O brinquedo funciona como um pêndulo enquanto desenvolve velocidade para uma volta de 360°, seria no caso uma barca (brinquedo do tipo pêndulo) que dá volta completa.Geralmente a atração possui outro veículo que faz a trajetória reveza ao primeiro de maneira simultânea. Por ser um brinquedo de caráter radical. Os operadores da máquina tentam como ponto atrativo da atração manter os dois veículos de cabeça para baixo por maior tempo possível. São aplicadas neste brinquedo a energia cinética e a energia gravitacional. A energia cinética é aplicada por causa do movimento do brinquedo e da sua velocidade, fazendo ele se movimentar. E a energia gravitacional é aplicada por causa da gravidade, que quando ele chega no alto,a gravidade atua, fazendo ele descer de novo e ganhar velocidade. Como a velocidade da cabine do brinquedo varia aumentando e diminuindo, conclui-se que a quantidade de movimento da cabine varia, não apenas em valor, mas também em direção. Isso ocorre porque, a resultante das forças que atuam no brinquedo, além de realizar trabalho, também aplicam impulsos, variando a quantidade de movimento da cabine.

RODA GIGANTE

https://www.google.com.br/url?sa=i&url=https%3A%2F%2Fwww.correio24horas.com.br%2Fnoticia%2Fnid%2Ffestival-tera-roda-giga nte-tirolesa-e-vila-gastronomica%2F&psig=AOvVaw07nQg9AWcnZgCbbzsw37MC&ust=1602333338507000&source=images&cd=vfe &ved=0CAIQjRxqFwoTCMCzlZHDp-wCFQAAAAAdAAAAABAD

Um brinquedo típico dos parques de diversões é a roda gigante. Formado por duas rodas paralelas que giram em torno do mesmo eixo, suspensas em duas torres verticais e sustentado em suas circunferências bancos oscilantes para duas ou mais pessoas. Ao considerarmos a posição e a velocidade de uma pessoa em uma roda-gigante podemos prever que terá uma energia, a Energia Mecânica que provém de outras energias como a cinética que em relação a roda-gigante podemos ver sobre uma pessoa no ato da velocidade do corpo, e a potencial gravitacional que acontece quando um corpo atinge determinada altura e sofrerá a ação da gravidade. Já o impulso pode vir quando o brinquedo prover uma força para que o corpo seja impulsionado para que ocorra o movimento circular do brinquedo. Outra coisa que podemos perceber é a quantidade de movimento que pode acontecer com base ao impulso podendo desencadear o seu movimento, direção e posição (quantidade de movimento) realizando o movimento circular do brinquedo em relação a massa e a sua velocidade. Podendo ser medido no sistema internacional, em quilograma.metro por segundos (kg.m/s).

CARRINHO TROMBA-TROMBA

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No carrinho tromba-tromba, também conhecido como bate-bate, energias são aplicadas no funcionamento do brinquedo. A cinética é a mais visível delas. Visto que não há energia potencial, a cinética é igual à energia mecânica. O brinquedo também apresenta a quantidade de movimento, que permanece constante em toda a operação do carrinho, mesmo durante a colisão, principal propósito dele. O impulso está representado pelo próprio sistema do tromba-tromba, que aplica uma força durante determinado tempo para se mover. O impulso da força resultante exercido sobre um corpo durante determinado intervalo de tempo é igual à variação da quantidade de movimento desse corpo nesse intervalo de tempo. Ademais, a maioria das colisões existentes na natureza são parcialmente inelásticas ou parcialmente elásticas. Isto faz com que mesmo que esses carrinhos de bate-bate, possuam borracha para dilatar o tempo de colisão com intuito de diminuir os efeitos das batidas nos ocupantes dos carrinhos, repassem a sensação de impacto, mesmo que diminuída em seu valor, para os ocupantes-pilotos. Deste modo, mantendo a massa constante durante a colisão, então para um intervalo de tempo maior, menor será o valor da força experimentada pelos ocupantes durante a batida. Vale lembrar que cotidianamente se utilizam borrachas e isolantes, a fim de aumentar o tempo de colisão. Exemplos: Capinhas de silicone do celular (usadas para diminuir o impacto de uma possível queda do aparelho); e até mesmo o solado macio usado nos calçados (que buscam aumentar o intervalo de tempo de uma colisão). Na colisão, ocorre um choque parcialmente elástico, onde ocorre a dissipação parcial, não total, da energia cinética, e separa os corpos que sofreram o impacto entre si.

MONTANHA RUSSA

https://www.tribunapr.com.br/cacadores-de-noticias/curitiba/com-20-brinquedos-park-tupa-e-sinonimo-de-diversao-em-curitiba-ha-25anos/

No brinquedo montanha russa tem como perceber conceitos da energia mecânica como energia cinética e energia potencial gravitacional que se complementam tornando juntamente a energia potencial elástica(a qual não se apresenta no brinquedo) a energia mecânica;a soma da energia cinética e da energia potencial gravitacional sempre será igual a energia mecânica que será constante,pois no momento em que o carrinho sobe verticalmente ele perde energia cinética e ganha energia potencial gravitacional e quando ele desce ele ganha energia cinética e consequentemente perde energia potencial gravitacional. Os carrinhos de montanha russa não é motorizado,todo o movimento de uma montanha russa é resultado da ação da força da gravidade.Por isso,o trajeto desse brinquedo sempre tem logo de cara uma enorme descida que dá o impulso inicial para o carrinho junto a sua inércia percorrer o resto do caminho.

Os carrinhos não tem freios, mas eles são parados em locais estratégicos, por um freio externo, para evitar acidentes. Quantidade de movimento ou movimento linear se tem o seu valor e direção alterados durante toda a atividade do brinquedo, pois ela depende do vetor velocidade. Isso ocorre devido ao impulso da resultante das forças que atuam sobre o carrinho, fazendo com que sua quantidade de movimento se altere. ______________________ MATERIAL ELABORADO DE ACORDO COM AS PESQUISAS DOS ALUNOS DA 1ªSÉRIE - ENSINO MÉDIO - TURMA 2020, COM AS DEVIDAS CORREÇÕES, FEITAS PELO PROFESSOR FABRÍCIO.