Looping: solução da lagrangiana, simulação computacional e estratégias didáticas

Abstract

Este artigo descreve como construir e resolver a lagrangiana para obter as equações de movimento de uma esfera em um looping, tradicional equipamento utilizado em laboratórios de física e outros espaços de divulgação científica para discutir aspectos ligados à conservação da energia. As equações encontradas são codificadas em uma simulação computacional que permite ao usuário escolher alguns parâmetros, tais como altura de lançamento, material e tamanho da esfera. Em resposta, a simulação mostra a sua trajetória e gráficos e tabelas da posição, velocidade, aceleração e energia (em suas diversas manifestações) em função do tempo. São também apresentadas algumas sugestões de uso didático da simulação, e em particular dos gráficos e tabelas produzidos por ela, para buscar ajudar alunos e visitantes a aprofundar sua compreensão das grandezas físicas subjacentes e suas inter-relações. A simulação pode ser acessada em canzian.fsc.ufsc.br/looping.

Keywords

• simulação
• modelo computacional
• lagrangiana
• looping
• loop-the-loop