A ligação entre a massa e a distância percorrida por uma bola quando liberada de uma rampa revela um fato importante sobre a gravidade e como ela funciona. O projeto é uma ótima maneira de ilustrar a ligação entre força gravitacional e massa e pode ser montado em uma sala de aula ou em casa. Rolando esferas de massas diferentes abaixo de uma rampa elevada revela o efeito da massa na distância percorrida. Esse projeto simples também fornece uma introdução útil ao design de experimentos científicos, portanto, a variável que você está considerando é a única que afeta os resultados. Se você está procurando por um projeto científico esclarecedor, mas simples, investigar o efeito da massa na distância percorrida por uma bola é uma escolha fantástica.
Etapa 1: Configurar o experimento
Configurar o experimento elevando um lado da sua rampa. Corte seu tubo de papel de embrulho ao meio longitudinalmente usando sua tesoura para criar uma longa trilha em forma de U para suas bolas. Empilhe seus livros didáticos (ou coloque seu outro objeto) no lugar que você escolheu para o início de sua rampa. Certifique-se de que tem bastante espaço em frente à rampa para permitir que as bolas rolem e parem.
Se você não tiver muito espaço, pode colocar uma xícara ou uma pequena caixa de papelão na base da rampa, com a abertura voltada para a rampa, para pegar a bola depois de rolar para baixo. A taça ou caixa reduz substancialmente a distância percorrida, mas a bola ainda a move. Como alternativa, reduza a elevação da sua rampa para reduzir a distância percorrida.
Finalmente, você precisa medir a distância percorrida pela bola. A maneira mais fácil de fazer isso é com fita métrica. Você pode simplesmente esperar que a bola (ou xícara /caixa) pare e, em seguida, medir a distância da parte inferior da rampa até seu local de descanso final. Como alternativa, você pode usar uma régua de medição para marcar uma série de incrementos de 1 metro a partir da base da rampa e, depois, fazer uma medição mais precisa usando a régua e suas marcações existentes.
Etapa 2: Meça a massa das suas bolas
Meça a massa das suas bolas para ajudá-lo a interpretar os seus resultados. É crucial que você tenha um conjunto de bolas (três ou mais) com massas diferentes. Se você não pode fazer isso com precisão, o mais importante é que você pode classificá-los do mais leve ao mais pesado, mas se você tiver um conjunto de balanças de cozinha, meça suas massas precisas e tome nota delas.
Role cada bola pela rampa várias vezes e registre a distância percorrida desde a base da rampa. Tomar três ou mais medições de cada um fornecerá um resultado mais confiável. Faça suas medições com a maior precisão possível, mas repetir cada teste várias vezes ajudará a minimizar o impacto de quaisquer erros. Para cada bola, some as medidas individuais e divida pelo número de medidas para encontrar a média. Passar por este processo para cada uma das suas bolas e registrar as regras em um caderno.
Etapa 4: Interpretando seus resultados
Os resultados devem mostrar que a bola mais pesada viaja mais longe antes de parar. Isso ocorre porque a força da gravidade depende da massa do objeto que está puxando. A gravidade puxa as bolas pela rampa e a força da gravidade é maior em objetos de massa maior. A força extra na bola maior significa que ela tem mais energia quando chega ao fundo da rampa e, consequentemente, viaja mais antes de parar.
A força de atrito (entre a bola e o chão) diminui a velocidade bola para uma parada. O atrito também depende da massa do objeto, mas a ligação entre massa e aceleração mostrada pela segunda lei de Newton também significa que é preciso mais força para desacelerar um objeto maior. Certifique-se de usar bolas idênticas (de todas as maneiras possíveis) e solte-as da mesma altura. Além disso, certifique-se de que eles rolam no mesmo material durante toda a jornada e esses efeitos devem ser cancelados. Um objeto duas vezes mais pesado deve rolar duas vezes mais longe antes de parar.
É por isso que um bom projeto experimental é importante porque qualquer outra diferença entre os testes pode afetar seus resultados. Idealmente, a única diferença entre seus testes deve ser a massa da bola.
