O Go Direct® Photogater é um sensor avançado concebido para medições precisas de tempo, velocidade e aceleração em experiências de física e ciências físicas. Com duas fotocélulas integradas nos braços do sensor e um modo de laser adicional, permite uma ampla gama de aplicações sem necessidade de conhecer a geometria do objeto em movimento.

O GDX-VPG é um fotogate de dupla função que combina duas fotocélulas internas com um canal de laser externo. Esta configuração permite medições precisas de velocidade e aceleração, sendo ideal para estudos de objetos em queda livre, colisões, movimento rotacional e sistemas como o pêndulo ou o plano inclinado. O sensor pode ser utilizado de forma autónoma ou em conjunto com outro Go Direct Photogate através de um cabo de ligação opcional (VPG-CB-GDX), aumentando a precisão nas medições entre dois pontos.

Especificações Técnicas

• Fonte de infravermelhos: Pico a 880 nm
• Largura do portão: 77,5 mm
• Separação entre portões internos: 20 mm
• Distância dos portões internos à base dos braços: ~10 mm
• Distância dos portões internos às laterais dos braços: ~5 mm
• Indicadores LED dos portões: Desligado quando desobstruído; ligado quando obstruído
• Bateria: Lítio-polímero recarregável de 650 mAh
• Autonomia da bateria: ~10 horas de coleta contínua de dados
• Ciclos de carga: ~300 ciclos completos (vários anos, dependendo do uso)
• Conectividade:
  • Sem fios: Bluetooth
  • Com fios: USB

Aplicações Educativas e Científicas

• Medição da aceleração de um carrinho em um plano inclinado usando uma régua de palhetas
• Estudo do movimento angular de uma roda em rotação
• Investigação da segunda lei de Newton utilizando uma máquina de Atwood modificada
• Determinação do tempo que um objeto leva para passar por um ou mais portões

Características Adicionais

• Flexibilidade de Conexão: Pode ser utilizado com ou sem fios, adaptando-se às necessidades do laboratório ou sala de aula.
• Compatibilidade de Software: Funciona com a aplicação Vernier Graphical Analysis™ e LabQuest® 3.
• Bateria Recarregável: A bateria de longa duração permite sessões prolongadas de coleta de dados sem interrupções.

Atividades com o Go Direct Photogate

 1. Queda Livre

• Objetivo: Determinar a aceleração da gravidade.
• Como: Deixar cair um objeto (ex.: régua de palhetas) através do fotogate e medir o tempo entre os bloqueios da luz.
• Resultado esperado: Determinação de g (~9,8 m/s²).

2. Movimento Acelerado num Plano Inclinado

• Objetivo: Estudar o movimento uniformemente acelerado.
• Como: Um carrinho desce um plano inclinado e interrompe o feixe do sensor em diferentes posições.
• Resultado esperado: Confirmação da equação do movimento: http://www.w3.org/1998/Math/MathML">s=v0t+12at2s = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2s=v0​t+21​at2

3. Rotação e Velocidade Angular

• Objetivo: Medir a velocidade angular de um disco rotativo.
• Como: Palhetas refletem no fotogate a cada rotação.
• Resultado esperado: Determinação da frequência e velocidade angular.

4. Máquina de Atwood

• Objetivo: Explorar a 2.ª Lei de Newton.
• Como: Medir o tempo que os pesos levam para passar entre dois fotogates.
• Resultado esperado: Determinar aceleração e tensão no fio.

5. Estudo de Colisões

• Objetivo: Verificar conservação da quantidade de movimento.
• Como: Dois carrinhos passam pelos fotogates antes e depois de colidirem.
• Resultado esperado: Cálculo das velocidades e momento linear antes/depois da colisão.

6. Pêndulo Simples

• Objetivo: Calcular o período de oscilação e estudar harmónicos.
• Como: Instalar o fotogate no ponto de passagem do pêndulo.
• Resultado esperado: Medir o tempo de oscilação e relacionar com o comprimento.

7. Cronometria de Eventos

• Objetivo: Medir tempos de reação ou tempos curtos entre eventos.
• Como: Utilizar objetos em movimento manual ou automático para interromper o feixe.
• Resultado esperado: Obter tempos de precisão até milissegundos.

8. Disco de Momento de Inércia

• Objetivo: Determinar o momento de inércia de um objeto.
• Como: Deixar o disco girar livremente e utilizar o sensor para calcular aceleração angular.
• Resultado esperado: Comparar com valores teóricos.