SIMULAÇÕES DO PÊNDULO SIMPLES, APLICADO NO PROGRAMA MODELLUS X
Muitas aplicações dos fenômenos físicos são de extrema importância, tanto para analise de estudo como para observação, quando se trata do uso das suas aplicações e equações adequadas, ou seja, teoria sendo aplicada com a parte experimental, prática. Tanto os alunos como professor estão sempre familiarizado com tais fenômenos físicos comuns aos estudos abordados em cursos de ensino superior como também de ensino médio.
Mas, podemos exemplificar uma apresentação de um fenômeno físico no qual queremos dinamizar e abordar aos nossos estudos, no nosso caso um pêndulo simples, usando uma simulação computacional através de um software: modellus x, podemos obter tal resultado.
Consideramos uma situação muito curiosa do movimento de um pêndulo simples, constituído por uma massa pontual m, ligada a uma haste rígida com massa quase desprezível ao nosso caso proposto e de comprimento l. O extremo livre da haste, a diferença dos outros casos estudados, poderá mover-se no plano xy em geral de forma arbitrária. Aplicando as equações de Lagrange e todo formalismo matemático adequado para diferentes casos de movimento de um pêndulo simples, temos então cinco casos para ser analisados, no qual o 1º tivemos um movimento circular uniforme, 2º movimento do tipo oscilatório, caso de um movimento harmônico simples, 3º movimento oscilatório com o parâmetro R deslocando em torno do eixo x, 4º movimento oscilatório com o parâmetro R deslocando em torno do eixo y, 5º movimento oscilatório com o parâmetro R deslocando em torno do eixo x e y, para tanto, faz-se necessário o uso e demonstração de tais simulações, para efeito aproximado da teoria física aplicada experimentalmente em sala de aula ou laboratórios.
Portanto, é demonstrado tanto para o estudo, quanto na pesquisa de tal fenômeno físico relacionando a causa e efeito experimental. Através do software modellus x, usando as equações e modelagem adequada para tal simulação de efeito físico, mostra-se o movimento para cinco casos particulares do movimento de um pêndulo simples, um estudo adequado e direcionado, com abordagem simples tanto para estudantes do ensino médio como também para estudantes do ensino superior, faz-se uma adequação para o ensino-aprendizagem dos alunos do ensino médio, ou seja, não se apresenta as equações e talvez nem a montagem das equações em si de acordo com a realidade e local dos alunos para tal apresentação dessa simulação computacional, através de espaço e mídia física, temos os resultados satisfatório e esperado.
SIMULAÇÕES DO PÊNDULO SIMPLES, APLICADO NO PROGRAMA MODELLUS X
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DOI: 10.22533/at.ed.3722028104
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Palavras-chave: ensino-aprendizagem; modellus x; pêndulo simples
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Keywords: teaching-learning; modellus x; simple pendulum
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Abstract:
Many applications of physical phenomena are extremely important, both for study analysis and for observation, when it comes to the use of their proper applications and equations, that is, theory being applied with the experimental, practical part. Both students and teachers are always familiar with such physical phenomena common to studies addressed in higher education courses as well as high school.
But, we can exemplify a presentation of a physical phenomenon in which we want to dynamize and approach to our studies, in our case a simple pendulum, using a computer simulation through a software: modellus x, we can obtain such result.
We consider a very curious situation of the movement of a simple pendulum, consisting of a point mass m, connected to a rigid shaft with mass almost negligible to our proposed case and length l. The free end of the rod, the difference from the other cases studied, may move in the xy plane in general in an arbitrary way. Applying the Lagrange equations and all the appropriate mathematical formalism for different cases of movement of a simple pendulum, we have then five cases to be analyzed, in which the 1st had a uniform circular movement, 2nd oscillatory movement, case of a simple harmonic movement, 3rd oscillatory movement with the parameter R moving around the x-axis, 4th oscillatory movement with parameter R moving around the y axis, 5th oscillatory movement with parameter R moving around the x and y axis, for this, it is necessary to use and demonstrate such simulations, for approximate effect of the physical theory applied experimentally in a classroom or laboratory.
Therefore, it is demonstrated both for the study and the research of such a physical phenomenon by relating the experimental cause and effect. Through the software modellus x, using the equations and modeling suitable for such physical effect simulation, the movement for five particular cases of a simple pendulum movement is shown, a suitable and targeted study, with a simple approach for both high school students and college students, we make an adequacy for the teaching-learning of high school students, that is, we do not present the equations and perhaps not even the assembly of the equations themselves according to the reality and place of the students for such presentation of this computational simulation, through space and physical media, we have the results satisfactory and expected.
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Número de páginas: 6
- Jonilson Silva Dias
