Modelagem científica : influência da resistência do ar na queda de um corpo plano

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pereira, Willian Reene Aguero
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Monografias da UFMT
Texto Completo: http://bdm.ufmt.br/handle/1/3319
Resumo: This paper presents the development of two theoretical models for the fall of three plates with equal cross-sectional areas, made of the same material but with different masses, taking into account air resistance. With the perspective of the fundamental role of scientific modeling in the teaching of Physics, this work provides a methodological approach that promotes conceptual understanding, problem-solving, and knowledge construction. Therefore, the objective of this work is to present, analyze, and compare the theoretical models that attempt to describe this phenomenon, addressing the influence of air drag force (or resistance), whether it is viscous drag or inertial drag. In the first model, the viscous drag force is proportional to the body's falling velocity, while the second model considers the inertial drag force to be proportional to the square of the velocity. The model is constructed using Mario Bunge's scientific modeling as a reference. Subsequently, the developed models are empirically tested; the experiment's analysis is performed using the video analysis program Tracker. The motion of the fall of three square-shaped cardboard plates, with the same area but different thicknesses and masses, was studied, and experimental data on position and falling time were obtained. By comparing the experimental data with the models, it was observed that both the inertial drag model and the viscous drag model effectively explain the behavior of the experimental data, with a slight advantage for the inertial drag model, particularly in the final seconds of the motion.
id UFMT-1_d90137403b6718368fb748f3edf182db
oai_identifier_str oai:localhost:1/3319
network_acronym_str UFMT-1
network_name_str Biblioteca Digital de Monografias da UFMT
repository_id_str
spelling Modelagem científica : influência da resistência do ar na queda de um corpo planoCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAModelo teóricoQueda dos corposForça de arrasto viscosoForça de arrasto inercialTheoretical modelFalling bodiesViscous drag forceInertial drag forceThis paper presents the development of two theoretical models for the fall of three plates with equal cross-sectional areas, made of the same material but with different masses, taking into account air resistance. With the perspective of the fundamental role of scientific modeling in the teaching of Physics, this work provides a methodological approach that promotes conceptual understanding, problem-solving, and knowledge construction. Therefore, the objective of this work is to present, analyze, and compare the theoretical models that attempt to describe this phenomenon, addressing the influence of air drag force (or resistance), whether it is viscous drag or inertial drag. In the first model, the viscous drag force is proportional to the body's falling velocity, while the second model considers the inertial drag force to be proportional to the square of the velocity. The model is constructed using Mario Bunge's scientific modeling as a reference. Subsequently, the developed models are empirically tested; the experiment's analysis is performed using the video analysis program Tracker. The motion of the fall of three square-shaped cardboard plates, with the same area but different thicknesses and masses, was studied, and experimental data on position and falling time were obtained. By comparing the experimental data with the models, it was observed that both the inertial drag model and the viscous drag model effectively explain the behavior of the experimental data, with a slight advantage for the inertial drag model, particularly in the final seconds of the motion.O presente trabalho apresenta a elaboração de dois modelos teóricos da queda de três placas de áreas transversais iguais, do mesmo material, mas de massas diferentes, considerando a resistência do ar. Tendo como perspectiva, o papel fundamental da modelagem cientifica para o ensino de Física, fornecendo uma abordagem metodológica que promove a compreensão conceitual, a resolução de problemas e a construção de conhecimento. Deste modo, trabalho tem como objetivo apresentar, analisar e comparar os modelos teóricos que tentam descrever esse fenômeno, abordando a influência da força de arrasto (ou resistência) do ar, seja arrasto viscoso ou de arrasto inercial. No primeiro modelo, a força de arrasto viscoso é proporcional a velocidade da queda do corpo, enquanto o segundo modelo considera-se a força de arrasto inercial proporcional ao quadrado da velocidade. O modelo é construído usando como referencial a modelagem cientifica de Mario Bunge. Posteriormente, os modelos desenvolvidos são testados empiricamente; a análise do experimento foi realizada por meio do programa de vídeo análise Tracker. Foi estudado o movimento da queda de três placas de papelão de formato quadrado, de mesma área, mas de espessuras e massas diferentes, são obtidos os dados experimentais de posição e tempo de queda. Da confrontação dos dados experimentais com os modelos constatou-se que tanto o modelo de arrasto inercial quanto do modelo de arrasto viscoso explicam bem o comportamento dos dados experimentais, com ligeira vantagem para o modelo de arrasto inercial principalmente nos segundos finais do movimento.Universidade Federal de Mato GrossoBrasilInstituto de Ciências Naturais, Humanas e Sociais (ICNHS) – SinopUFMT CUS - SinopFísica - CUSSantana, Ricardo Robinson Campomaneshttp://lattes.cnpq.br/4005610138735380Santana, Ricardo Robinson Campomaneshttp://lattes.cnpq.br/4005610138735380Pinheiro, Jean Reinildeshttp://lattes.cnpq.br/4791706939726587Botan, Évertonhttp://lattes.cnpq.br/2500224616031473Pereira, Willian Reene Aguero2023-08-02T17:50:09Z2023-06-052023-08-02T17:50:09Z2023-06-03info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/datasetPEREIRA, Willian Reene Aguero. Modelagem científica: influência da resistência do ar na queda de um corpo plano. 2022. 55f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Licenciatura em Ciências Naturais e Matemática – Habilitação em Física – Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Naturais, Humanas e Sociais, Sinop, 2022.http://bdm.ufmt.br/handle/1/3319porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Monografias da UFMTinstname:Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)instacron:UFMT2023-08-03T07:00:33Zoai:localhost:1/3319Biblioteca Digital de Monografiahttps://bdm.ufmt.br/PUBhttp://200.129.241.122/oai/requestopendoar:2023-08-03T07:00:33falseBiblioteca Digital de Monografiahttps://bdm.ufmt.br/PUBhttp://200.129.241.122/oai/requestbibliotecacentral@ufmt.br||opendoar:2023-08-03T07:00:33Biblioteca Digital de Monografias da UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)false
dc.title.none.fl_str_mv Modelagem científica : influência da resistência do ar na queda de um corpo plano
title Modelagem científica : influência da resistência do ar na queda de um corpo plano
spellingShingle Modelagem científica : influência da resistência do ar na queda de um corpo plano
Pereira, Willian Reene Aguero
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Modelo teórico
Queda dos corpos
Força de arrasto viscoso
Força de arrasto inercial
Theoretical model
Falling bodies
Viscous drag force
Inertial drag force
title_short Modelagem científica : influência da resistência do ar na queda de um corpo plano
title_full Modelagem científica : influência da resistência do ar na queda de um corpo plano
title_fullStr Modelagem científica : influência da resistência do ar na queda de um corpo plano
title_full_unstemmed Modelagem científica : influência da resistência do ar na queda de um corpo plano
title_sort Modelagem científica : influência da resistência do ar na queda de um corpo plano
author Pereira, Willian Reene Aguero
author_facet Pereira, Willian Reene Aguero
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Santana, Ricardo Robinson Campomanes
http://lattes.cnpq.br/4005610138735380
Santana, Ricardo Robinson Campomanes
http://lattes.cnpq.br/4005610138735380
Pinheiro, Jean Reinildes
http://lattes.cnpq.br/4791706939726587
Botan, Éverton
http://lattes.cnpq.br/2500224616031473
dc.contributor.author.fl_str_mv Pereira, Willian Reene Aguero
dc.subject.por.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Modelo teórico
Queda dos corpos
Força de arrasto viscoso
Força de arrasto inercial
Theoretical model
Falling bodies
Viscous drag force
Inertial drag force
topic CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Modelo teórico
Queda dos corpos
Força de arrasto viscoso
Força de arrasto inercial
Theoretical model
Falling bodies
Viscous drag force
Inertial drag force
description This paper presents the development of two theoretical models for the fall of three plates with equal cross-sectional areas, made of the same material but with different masses, taking into account air resistance. With the perspective of the fundamental role of scientific modeling in the teaching of Physics, this work provides a methodological approach that promotes conceptual understanding, problem-solving, and knowledge construction. Therefore, the objective of this work is to present, analyze, and compare the theoretical models that attempt to describe this phenomenon, addressing the influence of air drag force (or resistance), whether it is viscous drag or inertial drag. In the first model, the viscous drag force is proportional to the body's falling velocity, while the second model considers the inertial drag force to be proportional to the square of the velocity. The model is constructed using Mario Bunge's scientific modeling as a reference. Subsequently, the developed models are empirically tested; the experiment's analysis is performed using the video analysis program Tracker. The motion of the fall of three square-shaped cardboard plates, with the same area but different thicknesses and masses, was studied, and experimental data on position and falling time were obtained. By comparing the experimental data with the models, it was observed that both the inertial drag model and the viscous drag model effectively explain the behavior of the experimental data, with a slight advantage for the inertial drag model, particularly in the final seconds of the motion.
publishDate 2023
dc.date.none.fl_str_mv 2023-08-02T17:50:09Z
2023-06-05
2023-08-02T17:50:09Z
2023-06-03
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
info:eu-repo/semantics/dataset
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv PEREIRA, Willian Reene Aguero. Modelagem científica: influência da resistência do ar na queda de um corpo plano. 2022. 55f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Licenciatura em Ciências Naturais e Matemática – Habilitação em Física – Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Naturais, Humanas e Sociais, Sinop, 2022.
http://bdm.ufmt.br/handle/1/3319
identifier_str_mv PEREIRA, Willian Reene Aguero. Modelagem científica: influência da resistência do ar na queda de um corpo plano. 2022. 55f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Licenciatura em Ciências Naturais e Matemática – Habilitação em Física – Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Naturais, Humanas e Sociais, Sinop, 2022.
url http://bdm.ufmt.br/handle/1/3319
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Mato Grosso
Brasil
Instituto de Ciências Naturais, Humanas e Sociais (ICNHS) – Sinop
UFMT CUS - Sinop
Física - CUS
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de Mato Grosso
Brasil
Instituto de Ciências Naturais, Humanas e Sociais (ICNHS) – Sinop
UFMT CUS - Sinop
Física - CUS
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Monografias da UFMT
instname:Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)
instacron:UFMT
instname_str Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)
instacron_str UFMT
institution UFMT
reponame_str Biblioteca Digital de Monografias da UFMT
collection Biblioteca Digital de Monografias da UFMT
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Monografias da UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)
repository.mail.fl_str_mv bibliotecacentral@ufmt.br||
_version_ 1804658261553577984