Experimentos Didáticos sobre as Leis de Newton

 Experimentos sobre as Leis de Newton

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        Sir Isaac Newton, com sua mente brilhante, desvendou os segredos do movimento e da força, presenteando o mundo com as Leis da Dinâmica. Mas como tornar esses conceitos abstratos tangíveis para os alunos? 

        Aí reside a mágica dos experimentos didáticos! Através de atividades práticas e envolventes, podemos transformar a sala de aula em um laboratório de descobertas, onde os alunos não apenas aprendem, mas vivenciam os princípios fundamentais da Física.

Segue abaixo uma coletânea de experimentos didáticos sobre as Leis  de Newton.

1. Inércia: Desvendando a Resistência à Mudança

Resumo do vídeo Inércia - Experimentos de comprovação

    Neste vídeo, o canal João Pedro explora o conceito de inércia através de experimentos simples e intuitivos.

O que é inércia?

    A inércia é a tendência de um objeto em manter seu estado de movimento ou repouso. Em outras palavras, se um objeto está parado, ele tende a permanecer parado, e se está em movimento, ele tende a continuar se movendo em linha reta com velocidade constante, a menos que atue sobre ele uma força externa.

Experimentos com inércia

    O vídeo apresenta vários experimentos para demonstrar o conceito de inércia:

    Moeda e garrafa: Uma moeda é colocada sobre um rolo de papelão (rolo de fita durex) que cobre a boca de uma garrafa. Quando o rolo é puxada rapidamente, a moeda cai dentro da garrafa devido à inércia. A moeda tende a manter seu estado de repouso, mesmo quando o rolo é removido.

    Garrafa sobre a folha de papel: Uma garrafa é colocada sobre uma folha de papel que esta em cima de uma mesa . Quando a folha é puxada rapidamente, a garrafa tende a permanecer parada devido à inércia. A inércia da garrafa impede que ela seja arrastada pela folha.

    Terra e movimento: O vídeo usa uma analogia com a rotação da Terra para explicar como a inércia afeta objetos em movimento. Se a Terra parasse de repente, os objetos em movimento na superfície da Terra continuariam se movendo em linha reta devido à inércia, saindo da atmosfera.

Conclusão

        O vídeo demonstra de forma clara e divertida o conceito de inércia usando experimentos simples e cotidianos. É um recurso útil para estudantes que estão aprendendo sobre física básica.

Resumo do vídeo "Primeira Lei de Newton - Principio da Inercia - experimentos"

        Neste vídeo, o canal CallOfDuutyMW3 explica a primeira lei de Newton, também conhecida como princípio da inércia, através de experimentos simples.

O que é a primeira lei de Newton?

        A primeira lei de Newton, também conhecida como princípio da inércia, afirma que um objeto em repouso tende a permanecer em repouso e um objeto em movimento tende a permanecer em movimento com velocidade constante em linha reta, a menos que seja atuado por uma força externa.

Experimentos demonstrados no vídeo

        O vídeo apresenta dois experimentos para ilustrar a primeira lei de Newton:

1. Dois copos com água: Dois copos com água são colocados em uma mesa sobre uma folha de papel. O papel é puxado rapidamente e os copos que estavam em repouso por conta da inercia continuam na mesma posição. 

2. Ovo em um copo: Um ovo é colocado sobre um papel em um copo. O papel é rapidamente puxado, fazendo com que o ovo permaneça no lugar devido à inércia.

3. Repetição tripla: Três ovos são colocados sobre um papel em três copos. O papel é rapidamente puxado, fazendo com que os ovos caiam juntos nos copos.

Conceitos chave

        O vídeo destaca os seguintes conceitos chave relacionados à primeira lei de Newton:

• Inércia: A tendência de um objeto a resistir a mudanças em seu estado de movimento.
• Força: Uma influência externa que pode alterar o estado de movimento de um objeto.
• Força normal: A força exercida por uma superfície sobre um objeto em contato com ela.
• Força peso: A força gravitacional que atrai um objeto em direção ao centro da Terra.
• Equilíbrio: O estado em que as forças atuantes sobre um objeto se cancelam, resultando em movimento zero.

Conclusão

        O vídeo demonstra de forma clara e simples a primeira lei de Newton e seus conceitos relacionados. Os experimentos práticos ajudam a visualizar como a inércia afeta o movimento dos objetos.

Resumo do vídeo "Trabalho De Física - Experimento da 1ª Lei de Newton - Lei da Inércia"

        Neste vídeo, Guilherme Matheus Mendes, aluno do 1º ano do ensino médio do Colégio Tiradentes da Polícia Militar de Curvelo, Minas Gerais, demonstra a primeira lei de Newton, a lei da inércia, através de um experimento simples.

Materiais necessários:

• Copo com água
• Folha de papel A4 branca
• Moeda (ou outro objeto pequeno que caiba no copo)

O experimento:

1. Coloque a moeda em cima da folha de papel.
2. Posicione a folha sobre o copo, com a moeda mais próxima da borda.
3. Puxe a folha rapidamente.

Observação:

        A moeda cai dentro do copo.

Explicação:

        De acordo com a lei da inércia, um corpo em movimento tende a permanecer em movimento e um corpo em repouso tende a permanecer em repouso, a menos que uma força externa atue sobre ele. 

        No experimento, a moeda está inicialmente em repouso sobre a folha de papel. Quando a folha é puxada, ela se move rapidamente, mas a moeda, devido à inércia, tende a permanecer em repouso. Como a moeda não está mais apoiada pela folha, ela cai dentro do copo.

Conclusão:

        O experimento demonstra com sucesso a primeira lei de Newton, a lei da inércia.

Resumo do vídeo "Leis de Newton | Experimento - Inércia do ovo em queda"

        Neste vídeo do canal Física Universitária, é realizado um experimento para demonstrar o conceito de inércia usando um ovo, um tubo, uma bacia e um jarro com água.

O experimento

        O ovo é colocado em cima do tubo, que por sua vez está apoiado na bacia.

        A bacia é puxada rapidamente para o lado.

        Devido à inércia, o ovo tende a permanecer em repouso e cai diretamente no jarro com água, sem tocar no tubo.

O que é inércia?

        Inércia é a propriedade dos corpos de resistirem a mudanças em seu estado de movimento. Um objeto em repouso tende a permanecer em repouso, e um objeto em movimento tende a continuar em movimento com velocidade constante, a menos que seja atuado por uma força externa.

O que acontece no experimento?

        No experimento, quando a bacia é puxada, o tubo também se move para o lado. No entanto, devido à inércia, o ovo não se desloca junto com o tubo. Ele permanece parado no ar por um instante, até que a gravidade o puxe para baixo. Como o ovo cai diretamente no jarro com água, a queda é amortecida.

Conclusão

        O experimento demonstra como a inércia afeta o movimento dos objetos. É importante entender esse conceito para compreender as leis de Newton do movimento.

Resumo do vídeo "Tema 06 - Leis de Newton | Experimento - Equilibrio estável"

        Neste vídeo, o canal Física Universitária demonstra o conceito de equilíbrio estável usando um experimento simples com materiais comuns.

Materiais do experimento:

• Uma folha de papel sulfite
• Uma garrafa PET cheia de água
• Um tubo de plástico com base inclinada

O experimento:

1. A garrafa PET é presa ao tubo de plástico.
2. O conjunto é colocado sobre a folha de papel sulfite.
3. A folha de papel sulfite é puxada rapidamente.

Observação:

        O conjunto (garrafa, tubo e água) permanece em pé mesmo com a folha de papel sendo puxada rapidamente.

Explicação:

• Inércia: A inércia da água na garrafa ajuda a manter o conjunto em equilíbrio. A inércia é a propriedade da matéria de resistir a mudanças em seu estado de movimento.
• Centro de gravidade: O centro de gravidade do conjunto está localizado acima do ponto de apoio do tubo. Isso contribui para a estabilidade do conjunto.
• Força de atrito: Quando a folha de papel é puxada rapidamente, cria-se uma grande força de atrito entre o papel e o tubo. Essa força é suficiente para vencer as forças de atrito entre o tubo e a superfície, impedindo que o conjunto tombe.

Conclusão:

O experimento demonstra como a inércia e o centro de gravidade contribuem para o equilíbrio estável. A força de atrito também desempenha um papel importante nesse experimento.

Resumo do vídeo "A BATATA que desafia a FÍSICA? #Shorts"

        O vídeo do canal Manual do Mundo no YouTube explora a primeira lei de Newton, a lei da inércia, usando uma batata como exemplo.

Lei da Inércia

• Um objeto em repouso tende a permanecer em repouso e um objeto em movimento tende a permanecer em movimento em linha reta com velocidade constante, a menos que seja atuado por uma força externa.

Demonstração no Vídeo

        No vídeo, o apresentador coloca uma batata em um espeto e  bate no cabo do espeto com força. O espeto atravessa a batata em quanto ela permanece em repouso.   Ele explica que a batata estava em repouso e, devido à inércia, continua em repouso. 

Aplicações da Lei da Inércia

        A lei da inércia tem diversas aplicações no mundo real, como o funcionamento de cintos de segurança em carros, a trajetória de bolas em jogos e o movimento de planetas no espaço.

Observações sobre o Vídeo

        O vídeo é curto e informativo, usando uma linguagem simples e exemplos práticos para explicar um conceito científico importante.

2. Segunda Lei de Newton: A Força por Trás da Aceleração

Resumo do vídeo "Garrafa no barbante e a segunda Lei de Newton"

        Neste vídeo, o professor Juarez de Paulo do Rosário demonstra a segunda lei de Newton usando uma garrafa de água mineral, um barbante e uma borracha escolar.

Experimento

1. Montagem: A garrafa é presa ao barbante, que por sua vez é preso à borracha. O barbante passa pelo tubo de PVC.
2. Soltando a garrafa: A borracha é girada e a garrafa é solta. O que a força centrípeta da borracha girando começa a equilibrar a garrafa que sofre ação da força  peso.

Conclusão

        O experimento demonstra que a segunda lei de Newton se aplica a objetos em movimento, como a garrafa no barbante. A velocidade e a aceleração do objeto dependem da força resultante que atua sobre ele.

Experimento: Empurrando a Garrafa (Segunda Lei de Newton)

        Nesse experimento, temos uma demonstração simples da segunda lei de Newton, o principio da dinâmica , utilizando apenas uma simples garrafa pet.

A Segunda Lei de Newton: A Força e a Aceleração

        A segunda lei de Newton, também conhecida como Princípio Fundamental da Dinâmica, estabelece uma relação direta entre a força resultante aplicada a um objeto e a aceleração que esse objeto adquire.

         Em outras palavras, quanto maior a força aplicada a um corpo, maior será a aceleração que ele experimentará. Essa lei é fundamental para entendermos o movimento dos corpos e é expressa matematicamente pela equação F = m.a, onde F é a força resultante, m é a massa do corpo e a é a aceleração. 

        Essa lei nos mostra que a massa de um corpo é uma medida de sua inércia, ou seja, de sua resistência a mudanças em seu estado de movimento.

3. Ação e Reação: Uma Força Nunca Está Sozinha

Resumo do vídeo "Experimento "Terceira lei de Newton" : o carrinho com a bexiga"

        Neste vídeo, Camila Alves, aluna do curso interdisciplinar em ciências naturais da Unilab, demonstra um experimento simples que ilustra a terceira lei de Newton, também conhecida como princípio da ação e reação.

Materiais necessários:

    Bexiga

    Cano de plástico

    Tesoura

    Fita adesiva

    Carrinho de brinquedo

Montagem do experimento:

    Corte o cano de plástico em um tamanho adequado para o carrinho.

    Insira o cano na bexiga.

    Prenda o cano na bexiga com fita adesiva para vedar.

    Encaixe a bexiga no carrinho, com a abertura do cano voltada para frente.

    Prenda a bexiga no carrinho com fita adesiva.

Demonstração do experimento:

    Aperte a bexiga para impulsionar o carrinho.

    Observe o carrinho se movendo no sentido oposto ao do ar que sai da bexiga.

Explicação do fenômeno:

        O ar que sai da bexiga exerce uma força no ar do ambiente (ação). O ar do ambiente, por sua vez, exerce uma força de igual módulo e direção, mas de sentido oposto no carrinho (reação). Essa força faz com que o carrinho se mova.

Conclusão:

        O experimento demonstra de forma simples o princípio da ação e reação, que é um dos princípios fundamentais da mecânica clássica.

Observações:

        O vídeo é curto e fácil de entender, com explicações claras e concisas.

        O experimento é simples de ser realizado e utiliza materiais baratos e fáceis de encontrar.

        O vídeo é uma boa ferramenta para o ensino da terceira lei de Newton.

Resumo do vídeo "Teleférico de Newton - Experimento de Física"

        Neste vídeo do canal Alex Amorim, o professor Milton demonstra a terceira lei de Newton, também conhecida como princípio da ação e reação, através da construção de um teleférico feito com barbante, canudo e um balão.

Materiais necessários:

Barbante
Canudo de plástico
Balão
Balanço
Prendedor de roupas
Fita adesiva

Construção do teleférico:

1. Inflar o balão: Utilize o prendedor de roupas para manter o balão inflado, facilitando a fixação no canudo.
2. Passar o barbante pelo canudo: Introduza o barbante no interior do canudo e faça a fixação nos pontos de partida e chegada, utilizando fita adesiva.
3. Fixar o balão ao canudo: Prenda o balão ao canudo com fita adesiva, completando a construção do "teleférico".

Demonstração da terceira lei de Newton:

1. Soltar o ar do balão: Ao liberar o ar do balão, ele se desloca em uma direção (ação).
2. Movimento do balanço: Como reação à ação do ar liberado, o balão se desloca no sentido contrário (reação).

Observações importantes:

O experimento demonstra de forma prática e lúdica a terceira lei de Newton.
O vídeo fornece dicas úteis para a construção do "teleférico", como manter o balão inflado e fixar o barbante no canudo.

Resumo do vídeo "COMO FAZER UM FOGUETE DE FÓSFORO (AÇÃO E REAÇÃO)."

        Neste vídeo, Alex Amorim demonstra como construir e lançar um foguete de fósforo, utilizando materiais simples. O experimento serve como uma demonstração prática da terceira lei de Newton, o princípio da ação e reação.

Materiais necessários:

• Pedaço de alumínio (cerca de 6 cm por 8 cm)
• 2 palitos de fósforo intactos
• Espeto de churrasco
• Reservatório de apontador de lápis
• Caixa de papelão
• Madeira

Construção do foguete:

1. Enrole o papel alumínio em volta do espeto, deixando cerca de metade do espeto descoberto.
2. Retire o espeto e insira um outro palito de fósforo no centro do papel alumínio enrolado.
3. O segundo palito de fósforo vai encontrar a "cabeça" do primeiro, formando a base do foguete.
4. Prepare uma base inclinada usando o reservatório do apontador de lápis, a caixa de papelão e a madeira.

Lançamento do foguete:

1. Acenda um isqueiro no local de encontro dos dois palitos no papel alumínio enrolado.
2. Observe o lançamento do foguete, que é impulsionado pela ação das forças produzidas pela combustão do palito de fósforo.

Considerações importantes:

• É crucial que os palitos de fósforo estejam intactos para garantir um lançamento bem-sucedido.
• O espeto é utilizado inicialmente para criar um espaço interno no foguete, permitindo que a reação de combustão escape e impulsione o lançamento.
• A base inclinada ajuda a direcionar o lançamento do foguete.

Conclusão:

        O experimento do foguete de fósforo demonstra de forma prática a terceira lei de Newton, onde a ação da combustão no papel alumínio gera uma reação que impulsiona o lançamento do foguete.

A Terceira Lei de Newton no Barquinho com Imã e Prego

        A Terceira Lei de Newton, ou princípio da ação e reação, estabelece que para toda ação há uma reação de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto.

        No caso do barquinho com imã e prego, a aplicação dessa lei é bastante clara:

1. Ação: O imã exerce uma força de atração sobre o prego. Essa força é uma ação.
2. Reação: O prego, por sua vez, exerce uma força de atração igual em magnitude sobre o imã, mas em sentido oposto. Essa é a reação à ação do imã.

Como isso move o barquinho?

• Desequilíbrio de forças: Se o imã estiver fixo a um ponto externo ao barquinho, e o prego estiver fixo ao barquinho, a força de atração do imã sobre o prego causará um desequilíbrio de forças no barquinho.
• Movimento: Essa força resultante não balanceada fará com que o barquinho se mova em direção ao imã.
• Impulso: A força de atração do imã sobre o prego, durante um determinado intervalo de tempo, aplica um impulso ao barquinho, fazendo-o adquirir uma certa velocidade.

Em resumo:

• Ação e Reação: O imã puxa o prego, e o prego puxa o imã.
• Movimento: A força resultante sobre o barquinho o faz se mover.
• Terceira Lei de Newton: A força que move o barquinho é a reação à força que o imã exerce sobre o prego.

Análogo ao foguete:

        Esse experimento é análogo ao lançamento de um foguete. O foguete expulsa gases para trás (ação), e esses gases exercem uma força sobre o foguete para frente (reação), impulsionando-o. 

Observação:

        É importante ressaltar que a força magnética é uma força à distância, ou seja, o imã não precisa estar em contato físico com o prego para exercer uma força sobre ele. Essa força atua através do campo magnético gerado pelo imã.

Resumo do vídeo "Leis de Newton | Experimento - Carrinho a ventilador"

        Neste vídeo, o canal Física Universitária demonstra a lei da ação e reação através de um experimento com um carrinho e um ventilador.

Experimento com carrinho e ventilador

1. Carrinho sem placa: O carrinho é colocado sobre a mesa e o ventilador é ligado. O carrinho se move no sentido contrário ao do ar soprado pelo ventilador. Isso ocorre porque as pás do ventilador empurram o ar para trás, e esse mesmo ar empurra o carrinho no sentido contrário com a mesma força.
2. Carrinho com placa acrílica: Uma placa de acrílico é presa ao carrinho na frente da hélice. O carrinho não se move mais. Isso ocorre porque o vento soprado pela hélice bate na placa e empurra o carrinho no sentido contrário ao movimento. Como essas forças são praticamente iguais e em sentidos opostos, a força resultante sobre o carrinho é nula.
3. Carrinho com placa acrílica inclinada: A placa de acrílico é presa ao carrinho de forma inclinada. O carrinho se move, porém lentamente. Isso ocorre porque a placa inclinada faz com que o vento seja desviado para cima, criando uma força resultante que empurra o carrinho para frente.

Lei da ação e reação

O experimento demonstra a lei da ação e reação, que diz que para toda ação, há uma reação igual e oposta. No caso do carrinho e do ventilador, a ação é o ar sendo empurrado para trás pelas pás do ventilador, e a reação é o carrinho sendo empurrado para frente pelo ar.

Conclusão

        O vídeo demonstra de forma clara e simples a lei da ação e reação, utilizando um experimento simples e fácil de entender.

        Espero que essa coletânea o ajude na sua apresentação. Se você tem outras sugestões de experimentos sobre as leis de Newton coloque o link nos comentários. 

Autor: Nilson Andrade

Professor Licenciado em Física.