O uso do Tracker no estudo de rolamento no plano inclinado

Resumo

O fenômeno do rolamento em um Plano Inclinado (PI) costuma ser negligenciado nos cursos de Física, possivelmente devido à sua complexidade a respeito do deslizamento. No entanto, o PI é comum em diversas rampas ao nosso redor, o que pode fazer com que sua presença e importância passem despercebidas, mesmo que desempenhe um papel crucial na acessibilidade urbanística. Para a realização do trabalho foi construído um plano inclinado utilizando duas tábuas de madeira presas por uma dobradiça simples de modo a controlar ângulo.  A gravação da descida das esferas de diferentes raios e massam que rolam sem deslizar, no plano inclinado, é feita por meio do celular, que é submetido ao software de vídeoanálise, o Tracker. Seu uso possibilitou o estudo do movimento de um objeto determinando a curva de seu movimento, através do rastreamento da posição em função do tempo ao longo de um vídeo. No estudo da conservação da energia mecânica, a energia cinética rotacional deve ser levada em conta. O momento de inércia (I) do centro de massa é levado em consideração devido ao rolamento, a fim de que o valor teórico da aceleração corresponda ao valor experimental. As variações nas dimensões, materiais e massas das esferas podem gerar dúvidas nos estudantes sobre qual delas teria a maior aceleração durante a descida. No entanto, pode haver surpresa ao descobrir que, em um plano inclinado com a mesma inclinação, todas as esferas se comportam de maneira semelhante durante o rolamento. O dispositivo, juntamente com a análise, mostrou uma boa correspondência entre as previsões analíticas e os resultados experimentais, tanto em relação à posição quanto à energia durante a descida. Além disso, a utilização de celulares para a coleta de dados é um aspecto relevante, já que muitos alunos possuem smartphones com boa qualidade de filmagem, facilitando o acesso a recursos didáticos que podem melhorar a compreensão dos fenômenos físicos.