O e n s i n O d e F a p a r t i r d O c O n t e x t O s O ...A aposta é que você contribua com...

O e n s i n O d e F í s i c a a p a r t i r d O c O n t e x t O s O c i O c u l t u r a l e d a s t e c n O l O g i a s d i g i t a i s

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c a d e r n O d e r e g i s t r O s n O v O s t a l e n t O s d a F í s i c a 2011

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CADERNO DE REGISTROS

NOVOS TALENTOS DA FÍSICA 2011


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Equipe Envolvida na Produção do Caderno de Registros

Anahy Arrieche Fazio

Charles dos Santos GuidottiFélix Afonso de Afonso

Josiane Nunes dos Santos Luciano Medina Peres Michele Veleda Lemos

Rafaele Rodrigues de Araújo Raquel Silveira da Silva

Valmir HecklerWillian Rubira da Silva

CADERNO DE REGISTROS

NOVOS TALENTOS DA FÍSICA 2011

Rio Grande2012

Valmir HecklerRafaele Rodrigues de Araújo

OrganizadOres


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Copyright ©2011 Projeto Novos Talentos da Física - FURG

Projeto gráfico, diagramação e capa:Pluscom Editora

Ilustrações internas:Equipe do projeto

Ilustração da capa:Luine Gallois

Dados de catalogação: Valmir Heckler, Rafaele Rodrigues de Araújo

Editor: Marcelo França de Oliveira

Caderno de registros Novos Talentos da Física 2011 - O ensino de Física a partir do contexto sociocultural e das tecnologias digitais / Valmir Heckler, Rafaele Rodrigues de Araújo (orgs). Rio Grande: Pluscom, 2012.

82p.ISBN 978-85-62983-21-4

1. Física 2. Ensino de Física 3. Novos Talentos - I. Heckler, Valmir II. Araújo, Rafaele Rodrigues de III. Título

CDU:53.01/.09

C122

Dados internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)

Pluscom Editora

(Pluscom Comunicação Ltda)Rua 19 de Fevereiro, 550 / 301 - Centro96200-490 - Rio Grande - RS - Brasil

+55 53 3232.1972 - [email protected]

2012

Catalogação: Pluscom Editora


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SUMÁRIO

APRESENTAÇÃO

TEMÁTICA A - Experienciando tópicos de Física com auxílio do computador ...................................................................................................9Valmir HecklerJosiane Nunes dos SantosLuciano Medina PeresFélix Afonso de AfonsoRafael Augusto Penna dos Santos

TEMÁTICA B - Estudando Termodinâmica para manter a cabeça fria ................................................................................................................26Rafaele Rodrigues de AraújoLuciano Medina Peres

TEMÁTICA C - Desenvolvendo a Ótica com material hipermidiático ............................................................................................34Michele Veleda LemosValmir Heckler

TEMÁTICA D - Desenvolvendo tópicos de Física com auxílio do programa Modellus .................................................................................................. 55Valmir Heckler Josiane Nunes dos Santos Luciano Medina Peres Félix Afonso de AfonsoRafael Augusto Penna dos Santos

TEMÁTICA E - Compreendendo os conceitos de ondas sonoras a partir de situações-problemas ............................................................................72 Raquel Silveira da SilvaAnahy Arrieche FazioBerenice Vahl Vaniel

REFERENCIAIS ...............................................................................................78

EQUIPE ENVOLVIDA NA PRODUÇÃO DO CADERNO DE REGISTROS .............81


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Apresentação

Apresentamos a você leitor, o Caderno de Registros Novos Talentos da Física 2011, com as atividades e temáticas inerentes as ações do projeto “A Educação Científica: O Ensino de Física a partir do contexto sociocultural e das tecnologias digitais”, proposto e desenvolvido por docentes do Instituto de Matemática, Estatística e Física – IMEF, mestrandos e doutorandos do Programa de Pós-Graduação em Educação em Ciências da Universidade Federal do Rio Grande - FURG e estudantes do curso de Licenciatura em Física e Matemática. O trabalho está vinculado ao Laboratório de Educação Matemática e Física – LEMAFI do Centro de Educação Ambiental, Ciências e Matemática - CEAMECIM.

O referido caderno, acompanhado de CD (DVD) contém roteiros, atividades e outros artefatos que foram desenvolvidos e problematizados nos encontros com professores e estudantes no projeto Novos Talentos da Física no ano de 2011, oportuniza o debate em torno das seguintes temáticas:

- Temática a) Experienciando tópicos de Física com auxílio do computador.- Temática b) Estudando Termodinâmica para manter a cabeça fria.- Temática c) Desenvolvendo a Ótica com material hipermidiático.- Temática d) Desenvolvendo tópicos de Física com auxílio


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do programa Modellus.- Temática e) Compreendendo os conceitos de ondas sonoras a partir de situações-problemas.

O projeto financiado pelo Programa de Apoio a Projetos Extracurriculares da Capes (Edital CAPES/DEB Nº 033/2010), investe em Novos Talentos da Rede Pública para Inclusão Social. Sendo assim, a FURG participa desse Programa desde 2007, via ações do CEAMECIM e, em 2010, foi integrado à equipe um grupo de estudos da área do Ensino de Física da FURG.

Optamos por deixar os “registros” das ações do projeto em forma de livro, com a expectativa de que o leitor, interlocutor ativo nesse texto, não o use como guia de instrução, um roteiro a ser seguido, ou como sugestões para suas aulas, mas, sim, como um material inicial para reflexão sobre as temáticas, com vistas a promover novas escritas e propostas para os processos de ensinar e aprender.

O caderno tem por finalidade ser um artefato a ser utilizado para fins educacionais oportunizando reflexões sobre ensino, pesquisa e extensão, não sendo autorizada a comercialização do mesmo.

Fica o convite a você leitor para potencializarmos as discussões em torno do ensino de Física na Educação Básica. A aposta é que você contribua com ideias e sugestões com os autores.

Valmir Heckler e Rafaele Rodrigues de Araújo.


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TEMÁTICA A

Experienciando Tópicos de Física com Auxílio do Computador1

Ministrantes da Atividade:Valmir Heckler

Josiane Nunes dos Santos Luciano Medina Peres Félix Afonso de Afonso

Rafael Augusto Penna dos Santos

Roteiro de Atividades

Orientações Básicas1.

Em função da limitação do tempo de nossa atividade, iremos experienciar alguns tópicos de Física com auxílio do computador, entre eles estão o trabalho com simuladores, aquisição e análise de dados em planilha eletrônica e a realização de experimentos com aquisição automática de dados via placa de som. As atividades estão interligadas a temática “Desenvolvendo Tópicos de Física com auxílio do Programa Modellus”.

Na integração de atividades das duas temáticas em referência, estaremos abordando um tema central que é a ideia de estar pensando coletivamente em Modelo, Modelar, Modelagem...Chamamos estes dois momentos integrados de “OFICINA MODELO, MODELAR E MODELAGEM”

1 Material parcialmente desenvolvido e financiado pelo Edital 15/CAPES/SEaD/FURG 2011.


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Apresentação

Prezado Estudante! Na oficina estaremos discutindo e problematizando alguns significados para o que chamamos de “MODELO, MODELAR, MODELAGEM...”

O nosso desafio não é apresentar os conceitos prontos e definidos. Propomos através de atividades práticas, iniciarmos as discussões que possam servir de base para pensarmos sobre as temáticas. Podemos “brincar”, dizendo que é um chute inicial, que será potencializado pela vossa experiência de sala de aula, principalmente de suas escritas e leituras em torno da temática. Então vamos ao jogo!

Durante o jogo, o interessante não é, ou ao menos não deveria ser, nós “estarmos” meros espectadores e sim participantes ativos em torno do próprio jogo. No caso, o jogo é no campo das ideias, definições e construção da argumentação. Imaginamos você, aquele que pede a bola, questiona, auxilia na definição das estratégias, procura (re)construir as regras, conversa com o torcedor, propõe o novo jogo e forma uma equipe coletiva e cooperativa.

Forte Abraço,Equipe da Oficina.


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Na primeira Rodada do Jogo, questionamos!

1) Se você já refletiu em seus estudos sobre o que são modelos. Sim! Não! Talvez! Explique o que significa este termo. Descreva com suas palavras. _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

2) Nessa mesma expectativa, questionamos o que para você significa Modelar e a Modelagem. Descreva com suas palavras._____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.


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Atividade 2 - Entrar no CD-ROM Tempo estimado: 20 min

Bom! Agora é hora de desenvolver seu(s) Modelo(s) e criar as representações, para tal, teremos o auxílio das ferramentas das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC).

Inicialmente entre no Simulador e veja o que acontece com o objeto em análise. Você pode iniciar (INICIO) a queda do objeto, pode pausar (PAUSE) e pode voltar à situação Inicial (REINICIAR), bem como retroceder e avançar lentamente nas setas (<< e >>).


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Sugerimos que você se familiarize com o simulador e com auxilio da Planilha Excel organize os dados do tempo de queda do objeto e sua Posição. É Importante saber o que fazer com os dados coletados e organizados no Excel. O que vamos fazer com os dados? Vejamos! Estamos desenvolvendo conceitos sobre Modelos e as Representações.

Antes, faz-se necessário conhecer alguns recursos básicos da planilha, os quais podem nos auxiliar nesta atividade. Leia o material sobre: Breves Instruções de Uso da Planilha Excel.

Breves Instruções de Uso da Planilha Excel para análise de Dados.

A partir dos dados obtidos de forma experimental, podemos desenvolver os gráficos na planilha Excel, permitindo uma análise qualitativa e quantitativa mais eficaz do referido fenômeno e ou situação em análise.

Usaremos abaixo o exemplo da simulação de um objeto em queda, observado por um estudante em seu Laboratório.

Ao observar a simulação, você terá os dados da posição do objeto e a sua velocidade em função do tempo de queda, conforme visualizado na figura 01.


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Figura 01 – Representação da queda do objeto, indicando posição (y), tempo (t) e velocidade.

Para facilitar a aquisição dos dados, você deverá optar em clicar com auxílio do mouse em Pause, parando a simulação, para continuar clique novamente em Iniciar, ou avance e retroceda nas setas (<<, >>). Os dados deverão ser organizados em forma de tabela, exemplo figura 02.

Figura 02 – Tabela de dados da queda do objeto em função do tempo.

t (s) y (m)t1 xxxt2 xxxt3 xxxt4 xxxt5 xxxt6 xxxt7 xxx


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Com os dados organizados em forma de tabela na planilha Excel, selecione os mesmos com auxílio do mouse, permitindo gerar o gráfico, clicando no ícone Inserir, após irá abrir o assistente de gráficos mostrando as etapas de construção do gráfico, optar em gráfico de dispersão conforme figura 03, optando pelo de gráfico de linhas suaves.

Figura 03 – Escolha do tipo de gráfico para interpretação e análise dos dados.

Ao clicar com o mouse sobre o gráfico, irá aparecer na tela de seu computador a 2a etapa que envolve o Design, onde você poderá optar no campo Layout de Gráfico, para incluir legendas, conforme a figura 04. Nesta etapa você terá a possibilidade em digitar o título do gráfico, indicar os nomes e as unidades dos valores dos eixos x e y, optando ou não em ter legenda no gráfico, etc.


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Figura 04 – Incluindo legendas no Gráfico / Modificando o Layout e as caixas de texto.

Nesse momento, iremos fazer uma primeira análise de nosso gráfico, gerando a equação que representa os dados que coletamos. Com o botão direito do mouse clique na linha representada no gráfico, conforme figura 05 e depois em adicionar linha de tendência.

Figura 05 – Adicionando linha de tendência no gráfico.


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Ao clicar em adicionar linha de tendência, irá abrir a opção formatação da linha de tendência, tendência/tipo de regressão, com estamos trabalhando com equação de 20 grau, clique em polinomial de ordem 2, conforme a figura 06.

Na mesma tela, aparece o item exibir equação no gráfico, clique nele, e aí terás a equação que representa a queda do objeto em função do tempo.

Figura 06 – Opções de Linha de Tendência e Exibir Equação no Gráfico

Parabéns! Você já deve estar com o seu gráfico, com a equação gerada conforme figura 07. Aproveite agora para usar a ferramenta em suas análises e interpretações.


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Figura 07 – Gráfico final com a equação.

Na Terceira Rodada do Jogo, Vamos Jogar Sozinhos...

Utilize o simulador do Menino que observa a bola no Laboratório, organizando em tabela a Posição x tempo e a velocidade x tempo. Gerando os dois gráficos distintos.


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Atividade 1 – Terceira Rodada – Entre em Local de Postagem dos gráficos gerados. Envie os gráficos.

Atividade 2 - Problematização da Atividade Reflita sobre:

a) Mas como assim? É uma simulação e apresenta um modelo que não conheço?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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b) Que modelo é este? Argumente._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

c) Como posso estudar sobre o mesmo?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

d) Será que nós (professores e estudantes) perguntamos sobre o que as simulações estão representando? Quais as possibilidades e as suas limitações?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

*** Isso parece muito interessante discutir neste momento em que temos muitos modelos em nosso cotidiano.


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Espaço para conversarmos sobre os diferentes simuladores disponibilizados na Internet. Onde encontrar?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Quarta Rodada

Utilize o simulador do sujeito que observa a Paisagem externa do seu Laboratório, organize em tabela a Posição x tempo e a velocidade x tempo. Gerando dois gráficos distintos.


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a) Analisando os resultados gerados em seus gráficos, descreva sobre o que significam os mesmos.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

b) O que representa a equação?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

c) Que conceitos físicos e matemáticos existem envolvidos na atividade?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

d) O que acontece com a equação quando aplicamos a derivada dy/dx? O que significa o resultado?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

e) Existem limites no modelo gerado nesta atividade experimental virtual? Cite:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.


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Atividade 3 – Aprofundando conceitos

3.1- Quais conceitos físicos foram utilizados para criar a representação da queda do objeto?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

3.2- O comportamento da queda sempre será o mesmo, quando o objeto for exposto a diferentes condições ambientais?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

As investigações sobre o que são modelos, e a construção de modelos a partir de simulações, das representações gráficas e da interpretação de resultados, nos acontece em torno da integração de conceitos físicos e matemáticos, inerente as ações do projeto Problematizando e Integrando o Ensino de Matemática e Física na Educação Básica, que está em desenvolvimento, junto ao CEAMECIM/IMEF, na Universidade Federal do Rio Grande - FURG desde março de 2010.

Muitos de nós como estudantes, ao longo da caminhada escolar e acadêmica, fomos desafiados pelos professores a interpretar diferentes modelos. Geralmente estes modelos são do tipo conceitual, representando de forma precisa e pronta


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algum fenômeno, situação e ou evento da natureza. No ensino de física e matemática, estes modelos conceituais,

são apresentados por professores, estão expressos nos livros textos, como por exemplo, o caso de um sistema oscilatório, figura 1, representação de um movimento oscilatório, onde o mesmo busca explicar didaticamente (ferramenta), como é o comportamento em termos matemáticos e gráficos (representação) de um objeto que oscila de maneira idealizada.

Figura 1 – Representação de um movimento oscilatório, um modelo conceitual.

Essas ideias preliminares nos remetem a pensar sobre os diferentes significados existentes em nosso cotidiano para a palavra “modelo”, por exemplo, a modelo de moda Gisele Bündchen, o modelo de carro, o modelo da economia, modelo de família, modelo industrial, o modelo político, podendo influenciar fortemente a concepção do que é modelo: como “algo perfeito” a ser seguido, ou a ser reproduzido.

Observamos que podemos ter colegas e estudantes,


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participantes de nosso jogo educativo, nos revelando que nunca pararam para pensar em um significado, para as palavras modelo, modelar e modelagem.

Frente ao exposto pensamos ser fundamental em nossa conversa inicial, nos questionarmos sobre: qual é o papel que a modelagem apresenta no processo da construção do conhecimento em áreas da Matemática, Física, Química, Biologia, Engenharias?

***Estaremos nos encontrando na próxima etapa da referida oficina, onde iremos discutir o uso do Programa Modellus.


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TEMÁTICA B

Estudando Termodinâmica para manter a cabeça fria

Ministrantes:Rafaele Rodrigues de Araújo

Luciano Medina Peres

Roteiro - Estudantes

A oficina tem por objetivo oportunizar espaço de reflexão aos alunos do Ensino Médio, os conceitos da Termodinâmica, de uma maneira divertida e contextualizada.

- 1º momento: Separação dos estudantes em dois grupos (DEFESA e ACUSAÇÃO) para assistir o interrogatório.

- 2º momento: Encenação do texto extraído do livro: Calor e Temperatura de Aníbal Figueiredo e Maurício Pietrocola – São Paulo: Editora FTD, 2000.


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Um “Interrogatório” com o Calor2

O elemento calor atendeu imediatamente à intimação. Já o outro (o frio) preferiu esquivar-se. E, pasmem, um depoimento decisivo nos surpreendeu! Veja a íntegra do interrogatório com o calor:

- Qual é o seu nome?

- Calor.

- Então é você que provoca as secas, algumas queimadas e outros tantos acontecimentos?

- É...mas também sou responsável pelas chuvas...

- Como? Quer dizer que você é culpado pelas cheias, pelas enchentes?

- Sim. No fundo, sou.

- Tentamos marcar um encontro entre você e o frio, como pode ver, ele não apareceu.

- Eu sabia que ele não viria...

- Como sabia? Ele o avisou!

- Não, não... Ele não existe! Nunca existiu! Na verdade, sou o responsável pelas geadas, pelas tempestades de neves, etc.

- O quê? Como você pode esquentar e esfriar?

- Não se espante. Posso explicar como tudo acontece. Mas talvez fosse melhor começar por um caso particular. O senhor já deve ter se esquentado, pela manhã, com a chegada dos primeiros

2 Texto de apoio retirado da referência Calor e Temperatura de Aníbal Figueiredo e Maurício Pietrocola. São Paulo: Editora FTD, 2000.


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raios solares, não é?

- Sim, claro. Principalmente nas manhãs de verão.

- E também já deve ter pego um dia de inverno, com o céu encoberto, em que sentiu os pés gelarem.

- Claro que sim. Mas por que tantas perguntas?

- Pois bem, sou o responsável por essas situações. Chego diariamente em grande quantidade na Terra, vindo do Sol. Na verdade, uma grande estrela, cuja superfície apresenta uma temperatura de 6000°C... É muito quente.

- Se você vem de um lugar em que a temperatura é de 6000°C, é razoável que você possua esquentar. Mas e sobre as geadas e sensações de frio? Como isso é possível?

- Calma, eu chego lá. Tenha um pouco de paciência. O Sol não me envia sozinho, mas em “bandos”. Todos nós aquecemos, mas alguns vêm função de colorir o mundo na forma de luzes: vermelha, laranja, amarela, verde, azul, anil e violeta. Outros não são visíveis como a luz, mas têm a capacidade de esquentar muito a pele humana, como a radiação ultravioleta, que em excesso pode fazer mal aos seres vivos, pois pode modificar o código genético das células.

- Espere um momento. Quer dizer que você e a radiação são a mesma coisa?

- Nesse caso, sim. Mas nem sempre isso ocorre...

- Você está me deixando confuso. Afinal de contas, quem você é? Até agora não me disse como pode produzir geadas e frio...

- Desculpe se estou complicando as coisas. Vou tentar explicar


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melhor. Na realidade, as pessoas me associam com as mudanças de temperatura dos corpos, mesmo que isso nem sempre seja verdade. Quando uma chama aquece uma panela com água, por exemplo, dizem que estive lá. O mesmo ocorre se no lugar da chama for colocado carvão em brasa...

- Agora estou me lembrando de alguns relatos antigos, nos quais as pessoas afirmavam que, ao por um corpo quente em contato com um frio, havia passagem de um fluido do primeiro para o segundo. Então você é esse tal fluido!

- Essas histórias são muito antigas... As pessoas nem se lembram mais delas.

- Não é bem assim... Muita gente ainda se lembra disso. Acredita-se que você se escondia no fogo e de lá seguia por toda vizinhança, esquentando tudo ao seu redor. Havia até quem dissesse que, ao se instalar nos corpos, você aumentava o “peso” deles. Você era chamado por alguns de calórico.

- Tudo engano. Não sou fluido nem nada de material. É que as pessoas são curiosas e, ao tentarem compreender os fenômenos envolvendo as sensações térmicas de quente e frio, usam informações e ideias disponíveis na época. Percebiam que, ao receber calor, uma barra de ferro dilatava um pouco e concluíam que a dilatação ocorria porque o ferro ganhara algo. Esse “algo” deveria ser um tipo de matéria, e portanto, o corpo aquecido tinha seu “peso” aumentado.

- É, depois que pararam de falar nesse tal calórico.

- Pararam porque, entre outras coisas, ao “pesarem” alguns corpos que ganhavam calor viram que o “peso” não variava.

- Esse resultado deve ter sido inesperado. Como os estudiosos


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da época reagiram a isso?

- A natureza é cheia de surpresas. A todo o momento ela nos desafia, exigindo novas ideias. A reação de muitos foi abandonar a idéia de fluido e adotar outra. Outros insistiram na existência do calórico, porém como um fluido sem massa.

- Tudo bem. Já entendi como você esquenta as coisas e que você não é um fluido. Mas estou ficando irritado com sua má vontade em responder minha pergunta: como consegue fazer gelo?

- Espere um pouco, não falei isso. Afinal, não sou uma geladeira. Disse que também sou responsável pelas coisas frias. Mas é por omissão!

- Por ação ou por omissão, para mim dá no mesmo! Pode ir se explicando... E sem rodeios!

- Pois bem. Vamos voltar à radiação solar. Qualquer uma das radiações, ao ser absorvida pelos objetos, aumenta a vibração de suas moléculas. É uma magnífica transformação de energia! Essa vibração que as moléculas ganham provoca um aumento de temperatura no corpo.

- Muito interessante...

- Ao ficarem quentes, os objetos transformam-se numa eficiente fonte de calor. E ai estou eu novamente, entrando em cena com cara nova.

- Tudo bem, tudo bem. Só que você ainda não me explicou como consegue esfriar as coisas...

- Estou chegando lá. Se o Sol não enviasse uma quantidade enorme de radiação para Terra, de onde as moléculas de


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superfície terrestres ganhariam energia para vibrar? Se não vibrassem, permaneceriam frias. Quanto menos vibrarem, mais baixa será a temperatura do corpo que elas constituem. Ou seja, o corpo que não ganhar calor permanecerá gelado.

- E os objetos que já estão quentes?

- Pois é... Os corpos que já se encontram com temperatura elevada podem esfriar ao perder calor, isto é, ao cedê-lo para a vizinhança. Sou eu “caindo fora” da situação.

- É um verdadeiro crime de omissão deixar essas moléculas com pouco ou sem movimento algum!

- Não é possível contentar todos ao mesmo tempo!

- Quer dizer que o frio não existe?

- Isso mesmo. O que existe é o calor, uma maravilhosa sensação que o senhor não vê, mas sente na própria pele! Minha ausência deixa os corpos frios. Que tal conhecer-me ainda melhor?

- 3º momento: Ocorrida a divisão dos grupos (ACUSAÇÃO e DEFESA), vocês deverão formular questões e argumentos que sustentem suas afirmações sobre o que foi mencionado no texto.

- 4º momento: A partir da dinâmica realizada, em duplas, escrevam quais conceitos da Termodinâmica vocês identificam no texto “Um Interrogatório com o Calor”.

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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- 5º momento: Momento de compartilhar as ideias com o grupo, e, em conjunto dialogaremos sobre a relação dos conceitos com acontecimentos do dia-a-dia.

- 1º momento: Vamos assistir o documentário: Uma verdade inconveniente.

- 2º momento: A partir do que foi visto no documentário, vamos discutir como a Física tem relações com as questões ambientais.

- 3º momento: Para concluir nossa oficina, a turma será dividida em dois grupos para jogarmos “Batalha Naval” a partir de tudo que discutimos nesse intenso dia.

Roteiro – Professores

- 1º momento: Apresentação e explanação da proposta.

- 2º momento: Vamos assistir o documentário: Uma verdade


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inconveniente, para a partir deste começarmos nossas discussões.

- 3º momento: Como trabalhar com um filme ou documentário em sala de aula?

– Formação dos grupos e a divisão de tópicos, para estabelecer uma argumentação, para tais conceitos estarem ou não, presentes no dia-a-dia da escola e de que forma.

Temperatura, calor e energia interna.1.

Calor específico e capacidade térmica.2.

Dilatação térmica.3.

Transmissão de calor e mudanças de fase.4.

Questões ambientais.5.

- 1º momento: Apresentação e discussão sobre práticas pedagógicas: Unidades Didáticas e Situações-Problema

- 2º momento: DESAFIO: Vamos construir uma situação-problema para aplicação na sala de aula.


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TEMÁTICA C

Desenvolvendo a Ótica com Material Hipermidiático

Ministrantes da Atividade:Michele Veleda Lemos

Valmir Heckler


Orientações Básicas

Prezad@ Estudante,Estamos disponibilizando o roteiro, com o objetivo de

apresentar inicialmente orientação e descrição das diferentes atividades práticas, que estaremos desenvolvendo nessa temática.

No CD-ROM você terá acesso aos seguintes conteúdos:

Hipermídia de Ótica: Você entrará através do referido link, diretamente no Hipermídia de Ótica, que é uma publicação do professor Valmir Heckler no Instituto de Física da UFRGS.

Hipermídia de Apoio ao Professor de Física n.7 – ISSN 1808-3382. O material foi desenvolvido com o objetivo de explorar as novas tecnologias de ensino no estudo de Ótica na Educação Básica, no que tange à inclusão e à exploração de simuladores


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(Java Applet) e de imagens em animação geradas ou obtidas através de filmadora digital de vídeo, e textos explicativos e teóricos, formando este material interativo.

Vídeos: Os vídeos foram selecionados e “baixados” da Internet, organizados pelas temáticas e com breve descrição dos principais tópicos abordados.

Atividades Complementares: Disponibilizamos um espaço com 42 exercícios de escolha múltipla, desenvolvidos com o software educacional Hot Potatoes, com questões dos principais vestibulares do RS. É a oportunidade para você fazer uma avaliação dos principais conteúdos abordados no Hipermídia de Ótica e caso necessário, parar e aprofundar os tópicos com o auxílio de nosso material.

Roteiro: Disponibilizamos o roteiro que estás lendo agora em arquivo doc., para que possas acessar e fazer uso.

Iniciando o diálogo

Atividade 1 – Refletindo sobre conceitos que estudamos no Ensi-no Médio... Momento de escrevermos (registrar)

Quando você ouve falar em Ótica, o que você pensa?______________________________________________________________________________________________________.

O que é Onda?____________________________________________________________________________________________________.


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O que você sabe sobre Partícula?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Atividade 2 - Entrar no CD-ROM Tempo estimado: 20 min

Nesse momento, organizados em duplas, você fará uso do CD-ROM. Orientamos que navegue livremente nos diferentes tópicos, links, acesse vídeos, simuladores, imagens e textos. O objetivo é que você se familiarize com o material.

OBSERVAÇÃO IMPORTANTE:

Nessa atividade, “Desenvolvendo a ótica com Material Hipermidiático”, iremos explorar alguns tópicos dos materiais disponibilizados, em função da limitação do tempo. Ressaltamos que o nosso objetivo maior não é ensinar os tópicos de ótica e sim permitir o contato com o material, analisar e refletir sobre as potencialidades de estudar a ótica com auxílio de diferentes mídias, formas de estudar e aprofundar as questões conceituais envolvidas, limitações, visando ampliar e despertar o interesse no estudo das diferentes temáticas.


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Registre no espaço a sua opinião acerca de seu primeiro contato com o material. Levando em consideração o que mais lhe chamou atenção ao navegar nos tópicos, dificuldades e o que você pode fazer com o material.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Atividade 3 – Introdução ao Estudo da Luz Tempo estimado: 60 min

Ao analisarmos algumas áreas interligadas ao estudo da ótica, verifica-se que a luz é a base para se aprender inúmeros tópicos, conforme representação na figura 2.

Figura 2 – Representação de alguns conteúdos que se relacionam com a

ótica


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Desafio: Descreva a partir de seus conhecimentos prévios sobre que é a Luz? Como podemos representar a mesma?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

- Discutir a ideia sobre o comportamento dual da luz (onda-partícula).

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Iniciaremos agora as discussões sobre o comportamento da luz, a Ótica e seus conceitos ligados ao Ensino de Física Moderna na Educação Básica.

Momento de assistirmos o primeiro vídeo neste encontro – Entre no CD-ROM – e clique no link – Vídeos.


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Vídeo: A Ideia do Quantum – Efeito Fotoelétrico

Figura 3 – Representação dos comandos básicos para executar o vídeo.

Assista com calma ao respectivo vídeo, caso necessário pause, retroceda o filme. Relacione os principais conteúdos envolvidos e anote aqui:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.


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Nesse momento vamos nos organizar em pequenos grupos e discutir sobre.

I - Como podemos afirmar que a luz tem comportamento de partícula?

II – O que é Fóton? Onde podemos encontrar fótons?II – Do que trata a Quantização da Energia?Faça o registro do que o grupo discutiu e pensou de respostas

para os questionamentos. Faremos agora a socialização das respostas no grande grupo e aprofundaremos o diálogo.

Momento de Mão no Mouse e trabalho com Hipermídia de Ótica

1- Fazer uma breve leitura do item Natureza da Luz – clique no menu à esquerda - Natureza da Luz - entre em natureza corpuscular da luz.

Questão para discussão.Afinal, a luz é onda ou partícula?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ .

2- Estudo sobre Efeito Fotoelétrico - clique no menu à esquerda – Natureza da Luz – entre em Efeito Fotoelétrico.

Questões para discussão:a) No que consiste o fenômeno do Efeito Fotoelétrico?______________________________________________________________________________________________________.


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b) O que é necessário para que o elétron abandone determinadasuperfície metálica polida?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ .

2.1- Usar o simulador do efeito fotoelétrico, aplicando as informações contidas no hipermídia, fazendo suas observações e anotações.

2.1.1- ATIVIDADES A SEREM DESENVOLVIDAS COM AUXÍLIO DO SIMULADOR 1.1.3:

c) Após estar familiarizado com o applet, organize a tabela 1.1.1 e complete com sim quando elétrons são arrancados do metal e não quando nenhum elétron é arrancado do metal. Selecione o metal e o comprimento de onda proposto.

Tabela 1.1.1 - Relação do material com comprimento de onda

Metal (600nm) (400nm) (300nm) (200nm) (100nm)

Alumínio (Aluminum)

Cobre (Cooper)

Chumbo (Lead)

Sódio (Sodium)

Zinco (Zinc)

Lítio (Lithium)

Ferro (Iron)

Platina (Platinum)


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3- Com base nos dados obtidos na tabela 1.1.1, o que você pôde concluir, quanto ao início do efeito fotoelétrico para os diferentes materiais?

4- Qual a frequência de luz incidente necessária para que ocorra ejeção de elétrons para o Chumbo? E para o Lítio?

5- Organize uma tabela, conforme as tabelas (1.1.2 e 1.1.3), para baixa e alta intensidade de luz. Observe se o efeito fotoelétrico acontece para um comprimento de onda maior ou não. Complete com sim ou não para cada comprimento de onda proposto.

Tabela 1.1.2 - Fonte com baixa intensidade


Alumínio (Aluminum) . . . . .

Cobre (Cooper) . . . . .

Platina (Platinum) . . . . .

Sódio (Sodium) . . . . . Tabela 1.1.3 - Fonte com alta intensidade


Alumínio (Aluminum) . . . . .

Cobre (Cooper) . . . . .

Platina (Platinum) . . . . .

Sódio (Sodium) . . . . .

5.1- O que você observou, para os diferentes metais, ao variar a intensidade da luz:a) em relação ao início do efeito fotoelétrico?b) em relação à quantidade de elétrons ejetados?


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Atividades complementares – Desafio para ser construído e enviado por e-mail

6- Pesquisar e organizar em uma tabela a função trabalho dos seguintes metais: Sódio, Cobalto, Alumínio, Chumbo, Zinco, Ferro, Cobre, Prata e Platina.

7- Buscar explicações sobre o que é “Quanta”.

8- O que é uma célula fotoelétrica?

9- Descrever com suas próprias palavras, a importância histórica do efeito fotoelétrico no entendimento do modelo corpuscular e ondulatório da luz.

10- Descrever a importância e as aplicações tecnológicas do efeito fotoelétrico.

11- Qual a condição básica para acontecer o efeito fotoelétrico?

12- Com a luz de uma lâmpada comum (luz visível), poderíamos obter o efeito fotoelétrico para os metais listados na tabela 1.1.1?

Sugerimos que para desenvolver a atividade complementar você: Assista ao vídeo, figura 4 - Demonstração do Experimento Virtual - Efeito Fotoelétrico, disponibilizado no link – Vídeos.


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Figura 4 – Vídeo sobre Experimento Virtual do Efeito Fotoelétrico e os tópicos envolvidos.

Atividade 4* – Princípios da Ótica Geométrica Tempo estimado: 50 min

* Somente iremos realizar esta em sala se estivermos com tempo livre... Caso contrário ficará como sugestão para estudo a distância.

Iniciaremos agora as discussões sobre os conceitos da ótica geométrica, onde os fenômenos estudados podem ser descritos considerando-se as fontes luminosas como simples raios luminosos.

O estudo será associado às potencialidades de auxiliar no estudo de tópicos da Astronomia.

Momento de assistirmos o próximo vídeo neste encontro – Entre no CD-ROM – e clique no link - Vídeos.


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Vídeo: Movimento da Lua, Terra e Sol

Figura 5 – Vídeo: Movimento da Lua, Terra e Sol e os tópicos envolvidos


3- Fazer uma breve leitura do item Feixes e Raios de Luz – clique no menu à esquerda – Princípios da Ótica Geométrica - entre em Feixes e Raios de Luz.

Anote Aqui!

Quais aspectos mais lhe chamaram atenção no vídeo._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.


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3.1- Estudo sobre as Eclipses do Sol e da Lua - clique no menu à esquerda – Princípios da Ótica Geométrica – entre em Eclipses do Sol e da Lua.

3.2. Quais são os principais elementos da ótica geométrica e suas relações que precisam ser considerados para explicar um eclipse solar e lunar? Explique a partir da figura 6.

Figura 6 - Movimento da Terra em torno do Sol e da Lua em torno da Terra

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.


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3.3 Considerando que você está na Terra e presencia um eclipse do Sol. Esquematize a posição dos astros Sol, Terra e Lua para este caso.3.4 Estudo sobre as Fases da Lua - clique no menu à esquerda – Princípios da ótica Geométrica – entre em Fases da Lua.

3.5 – Explique a partir da figura 7, porque o observador localizado na Terra pode visualizar as diferentes fases da Lua.

Figura 7- Simulação do movimento da Lua em torno da Terra

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.


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3.6 - Demonstre através de um esquema, envolvendo o Sol, Terra e a Lua, as suas quatro fases: Lua nova, Lua em quarto crescente, Lua cheia e Lua em quarto minguante.

3.6.1 - Explique em qual das fases pode ocorrer um eclipse da Lua._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ .

3.6.2 - Explique em qual das fases pode ocorrer um eclipse do Sol._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ .


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Atividade 5 – Discutindo sobre Princípios da Ótica Física

Faremos nessa atividade algumas discussões básicas sobre os conceitos do comportamento ondulatório da Luz, onde serão enfatizados os fenômenos da Difração e Interferência da Luz.


4- Fazer uma breve leitura dos itens Fontes e Ondas coerentes, Experimento de Young e Posições de Franjas – clique no menu à esquerda – Interferência - entre em Fontes e ondas coerentes; Experimento de Young; Posição das franjas.

4.1- Você deve estar se perguntando: “Por que estudar interferência de ondas sonoras, ou ondas na água, em Ótica?”_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4.2- Explique, partindo da figura e usando o modelo ondulatório da luz, o que Young demonstrou em seu experimento.


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4.3- Uma pessoa observa a luz solar entrar por duas frestas idênticas existentes em cada lado da porta de sua casa, projetando seus raios na parede, mas neste caso ela não consegue observar o fenômeno de interferência. Por quê?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4.4- Você pode simular a interferência provocada por duas fendas, no simulador Java Applet disponibilizado no Hipermídia de Ótica na simulação 9.3.1, conforme figura 16. Com auxílio do mouse você poderá alterar o comprimento de onda λ(lambda) incidente nas fendas, a distância d entre as mesmas e o comprimento L de afastamento entre a posição das fendas e o anteparo. Observa-se o padrão de interferência formado no anteparo (Screen), com franjas coloridas e franjas escuras, e ao lado têm-se um gráfico (Graph) que representa a intensidade luminosa no anteparo em função da posição.


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Figura 8 - Simulador interativo de interferência - Desenvolvido por Serge G. Vtorov - http://vsg.quasihome.com/interf.htm

Com auxílio do simulador e baseado na equação , responda as seguintes questões:

4.4.1- Simulando inicialmente no experimento com luz monocromática violeta e posteriormente com luz monocromática vermelha, o que acontece com o espaçamento das franjas nos dois casos, observados no anteparo? Justifique o seu resultado.______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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4.4.2- Repetindo-se a mesma simulação anterior, apenas aumentando a distância d entre as fendas, existe mudança no espaçamento das franjas? Qual é a relação entre a distância d e o espaçamento das franjas? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Desafio complementar: Física Moderna fazendo parte de nossos estudos

Existem possibilidades de associarmos os conceitos da Luz e da Ótica a Física Quântica. Vamos assistir ao Vídeo: Dr. Quântico - Experimento da Fenda Dupla, figura 9 e estabelecer as potencialidades existentes no Hipermídia.

Momento de assistirmos a mais um vídeo neste encontro – Entre no CD-ROM – e clique no link - Vídeos.

Vídeo: Dr. Quântico – Experimento da Fenda Dupla

Figura 8 – Vídeo Dr. Quântico – Experimento da Fenda Dupla


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5.1 Espaço para registros (observações) sobre o vídeo: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5.2 Pensando em suas experiências cotidianas, e em aspectos do vídeo, você acredita que pode ser possível um material atravessar outro? De que forma isso pode acontecer?________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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Fórum de discussões para criarmos um debate sobre a questão abaixo.

a) Como podemos lidar com as questões místicas associadas à Física Quântica, como por exemplo, “CURA QUÂNTICA” Medicina Quântica?___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Como sugestão de Continuidade de Estudos na Física Quantica - Desafio de ler o livro – Alice no País do Quantum.


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TEMÁTICA D

Desenvolvendo Tópicos de Física com Auxílio do Programa Modellus3

Ministrantes da Atividade:Valmir Heckler

Josiane Nunes dos Santos Luciano Medina Peres Félix Afonso de Afonso

Rafael Augusto Penna dos Santos


1. Orientações Básicas

Nas atividades estaremos desenvolvendo ideias de Modelagem Computacional, com enfoque nas temáticas do Ensino de Física da Educação Básica. O ponto inicial de nosso diálogo são as questões debatidas na atividade “ Experienciando Tópicos de Física com Auxilio do Computador”, portanto, continuaremos nossa problematização integrando ao o que chamamos de “OFICINA MODELO, MODELAR E MODELAGEM”.

Parte do material digital foi produzido no edital 15/CAPES/SEaD/FURG.


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Mudando o Rumo do Jogo, passar do jogar para “o pensar o jogo”, construir o jogo e desafiar os demais a jogar. Vamos rumo a Modelagem Computacional.

Atividade 1 – Diálogo sobre.

1) A partir do modelo matemático desenvolvido, como podemos prosseguir no processo de modelagem da referida situação em estudo? Como poderemos aproveitar este exemplo em nossas aulas (em nossos estudos)?__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

2) Quais são as possibilidades e limitações observadas neste experimento virtual? _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.


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3) Podemos trabalhar os conteúdos integrados de funções, análise gráfica, unidades, movimentos, aceleração, sem precisar dizer o que é Física e Matemática? Argumente._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Atividade 2 – Diálogo sobre O Programa Modellus

Conhecendo o Programa Modellus

Atividade 3- Estudantes! É hora de navegarmos e conhecermos o site oficial do Programa Mo-dellus! Entre em: http://modellus.fct.unl.pt/


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Atividade 4 – Vamos modelar no Modellus

Vamos criar nosso modelo no Programa Modellus! É hora de navegarmos e conhecermos como se trabalha com o Programa Modellus.

A partir dos resultados da representação gráfica da situação em que usamos o simulador interativo, onde obtivemos um modelo matemático, no nosso caso y = -4,68x^2 – 0,4725x +40,114, vamos desenvolver a nossa modelagem.

Construa com o seu colega e auxílio do Programa Modellus, uma modelagem para a equação da velocidade x tempo, obtida na atividade do simulador virtual e da planilha Excel.

Caso precisem de auxílio e orientação, indicamos o Manual Básico do Modellus.

Bem vindo ao manual de comandos básicos para uso do software MODELLUS 4.01.

A utilização de modelagem para complemento dos conceitos produzidos nos processos de ensino-aprendizagem permite ao professor e o estudante, através do computador interagir tal qual feito com outros materiais concretos, como massa de modelar para séries inicias, ou a construção de maquetes nos anos finais.

O software de livre distribuição Modellus (desenvolvido por Teodoro, Vieira & Clérigo) preserva a característica da interatividade sem a necessidade de uma linguagem rebuscada


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para a operação permitindo ao professor e ao aluno manter a atenção no modelo proposto, na representação, na manipulação das variáveis, na interpretação dos gráficos produzidos, tabelas e outras formas de leitura dos efeitos, oportunizada pelo software, sedimentando e contextualizando os conceitos em questão.

Por vezes a necessidade de abstração para compreensão dos conceitos das disciplinas exatas expõe o professor a uma dificuldade de encontrar um discurso que se faça ser compreendido pelo o aluno e em contrapartida o aluno não consegue construir mentalmente conexões da oralidade e ou da escrita, pois as representações estáticas não condizem com a natureza humana de interações dinâmicas, e neste momento a modelagem computacional com a linguagem amigável é de contribuição positiva, pois possibilita nos ater ao fenômeno e não a operação do software, que em muitos casos quando aprendemos a manipular o software a situação proposta para estudo já não importa, e até mesmo foi esquecida.

No software Modellus, que vamos trabalhar conta com diversas de formas de visualização e uma interface amigável de interação, o Modellus é quase como escrever na lousa, mas permite a dinamização e a interação em todos os momentos podendo ser parado, ser reiniciado, e principalmente para a situação: - “mas se trocar x por y vai funcionar?”, e no momento do questionamento realizamos a troca e observa-se o resultado, mantendo sempre o foco no conceito e não no programa.

1. Iniciando o programa:

Ao inicializar o programa encontramos esta janela:


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figura 1

Entre as muitas vantagens do Modellus a arquitetura de abas, menus e janelas já são nossas conhecidas, mas vamos relembrar. Na inicialização a aba “Início”,

figura 2

e fica ativa com os menus respectivos:

figura 3

Na figura abaixo vamos ver a aba “Início” e os menus:i Ficheiro:

Abrir = abre algum arquivo já existente do Modellus.• Novo = inicia um novo projeto• Guardar = salva o arquivo atual preservando as instruções •


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já definidas.Guardar como = salva o arquivo atual alterando nome e • local de armazenagem.

ii Preferências:

Protegido = inserir uma senha para acesso ao arquivo• = apresentação do programa• Idioma = disponibiliza a escolha do idioma• Ângulos= disponível para radianos e graus• Casas decimais = disponível até 10• -15

Limite exponencial = escolher a potência a ser utilizado • no software

iii Ambiente de trabalho:

Grelha = é preciso ativar, para então aparecer na área de • trabalho uma grelha com as cores e dimensões definidas pelo usuário, se houver interesse para entendimento ou demonstração do modelo.Fundo = é preciso ativar, para então inserir como uma • imagem de fundo, com as opções de centralizar ou esticar para preencher completamente.


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2. Começando a trabalhar:

Nesta aba vamos trabalhar informações relativas a variável independente:

i. Variável independente:

Variável independente = o Modellus tem como variável • padrão “t”, mas pode ser alterada conforme a necessidade do usuário em relação ao modelo que será utilizado.Passo (∆t) = que é em função da variável anterior e segue • que quanto maior que a unidade (1) menos pontos de representação gráfica e mais rápida o processamento do modelo, quanto menor que a unidade (1) mais pontos de representação gráfica mais lenta o processamento do modelo. Esta opção deve ser alterada conforme for desenvolvendo o modeloMín. e Máx. = são os valores em relação a variável • independente que serão arbitrados de forma a darmos sentido ao desenvolvimento do modelo, e estão intrínsecos aos conceitos de função, domínio e imagem.

3. Inserindo e operando um modelo:

i. Modelo:


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Copiar imagem = copia o conteúdo da janela “modelo • matemático”.Interpretar = realiza a interpretação algébrica do • modelo inserido, não verifica a coerência. Se modelo for algebricamente possível pode não ser coerente e poderá ser coerente, mas estar algebricamente inconsistente, é necessário ter claro os princípios dos conceitos a serem abordados, pois o software nos auxilia na resolução e na interpretação, mas não nos faz incorporar os conceitos teóricos, nas substitui ler e estudar e muito.

ii Elementos:

Potência = permitir inserir uma potência nas • variáveis ou em constantes, tecla de atalho “^”.Raiz quadrada = permiti inserir um radicando de • índice 2, tecla de atalho “#”.Delta = é necessário saber conceitualmente quando • us usar e associar a variável correta, tecla de atalho “%”.Taxa de variação = é necessário saber conceitualmente • quando usar e associar a variável, tecla de atalho “$”. Índice = indexa a variável um parâmetro que será • utilizado para interpretação do modelo.Neste comando recuperamos o último valor associado •


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a variável desejada.Condicional = este comando é no mesmo formato do • usado em funções descontínuas e ou definidas por duas ou mais sentenças.

iii. Valores:

É a forma de o sistema informar que o programa não • está retornando um valor numérico.Forma de entrada da constante PI (π)• Forma de entrada da constante (e)•

4. Parametrizando um modelo:

Agora nos vamos inserir valores, quando necessário as

variáveis do modelo que precisarem de parâmetros iniciais.

5. Definindo as condições iniciais:


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6. Pensando a tabela, esta é umas das formas de visualização dos resultados obtidos em função do estudo do nosso modelo objeto.

Nesse passo vamos informa, em função do nosso modelo, quais são as variáveis que gostaríamos que fossem representadas em tabela, a ordem, a cor, a barra de intensidade, e ao final de visualizado o modelo no botão “copiar tabela”, a tabela do nosso modelo pode ser transferida diretamente para uma planilha eletrônica outra forma de manipulação dos dados.

7. Gráfico é a forma de retorno visual do nosso modelo. Aqui vamos inferir as variáveis que irão compor os eixos ordenados, o formato e as peculiaridades que desejarmos.


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Nesse momento podemos definir as variáveis que irão compor o nosso gráfico, se separadas ou conjuntas, o formato do gráfico, as escalas para leitura. No botão “copiar imagem”, o gráfico apresentado pode ser copiado para outro software e ser utilizado como imagem de ilustração, não editável neste outro ambiente.

8. Objetos, é aqui que o nosso fenômeno ganha vida, as diferentes formas de ilustrar, animar e relacionar o objeto de estudo com uma representação visual e didática-pedagógica.

Neste momento vamos escolher o objeto que melhor irá se adaptar a forma de representar o modelo em estudo, pode se alterar a imagem de fundo buscar objetos do arquivo de forma que sejam representativos, além dos disponíveis no Modellus.


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Escolhido o objeto de representação passaremos a configurá-lo ao nosso objetivo de representação, definindo os eixos, atribuindo textos e as especificidades que estiverem disponíveis e desejarmos alterar para melhorar e incrementar a nossa apresentação. Ainda no botão “copiar imagem” pode transferir a nossa representação final, ou ir transferindo-a passo a passo para outro software que auxilie no processo de estudo ou de registro.

Vamos observar o sistema oscilatório demons-trado no vídeo “Harmonic Oscillation”.


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Atividade Coletiva Como podemos Modelar o Sistema Massa Mola demonstrado no vídeo?

Desafio 1 - Converse com @ coleg@ e encontrem uma forma de representar o movimento acima. Vamos expor ao grande grupo as principais observações, ideias e conceitos envolvidos. _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

Desafio 2 - É momento de fazer a modelagem matemática com auxílio do software Modellus.Crie e desenvolva seu modelo matemático a partir do desafio 1. Inclua análise gráfica, faça a simulação do objeto representando o movimento, inclua tabela para dados de posição e tempo.

Importante Considerar: a) Que conceitos físicos e matemáticos estão envolvidos no sistema oscilatório? E quais são importantes considerar para montar o nosso modelo?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

b) Quais as possíveis limitações existentes na representação do sistema oscilatório no simulador?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.


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Vamos modelar então!

Salve o seu modelo.

Desafio Coletivo

Prezados Integrantes do Jogo! Vamos refletir sobre o que trabalhamos até agora.

Podemos então com clareza definir o que é modelo, modelar e modelagem? Sim, Por quê? Não, Por quê? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.


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Nós também pensamos nestas ideias e tentamos reproduzir o sistema massa mola ideal em um protótipo físico e veja como ficou no vídeo.

Fonte: http://www.youtube.com/watch?v=qWaZIX9UF3c

Qual a relação que esses modelos ideais como o da mola tem com os modelos reais? Como você poderia usar isso em suas atividades da sala de aula? Seriamos capazes de reproduzir esses sistemas ideais com experiências reais? Sim? Não? Quais seriam as possíveis dificuldades que encontraríamos? _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.


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Vamos continuar Modelando, utilizando outros exemplos e tópicos da Física. Que modelo iremos construir agora?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.


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TEMÁTICA E

COMPREENDENDO OS CONCEITOS DE ONDAS SONORAS A PARTIR DE SITUAÇÕES PROBLEMAS

Ministrantes da Atividade:Raquel Silveira da Silva

Anahy Arrieche FazioBerenice Vahl Vaniel


Debate: O Som alto nos carros do Cassino

1. Objetivos

Desafiar através do debate, os estudantes a trabalharem em equipe, de forma posicionarem-se, fortalecendo argumentações e (re)significando suas ideias inicias. Esta argumentação deve ser embasada nos conceitos científicos adquiridos e pode ser apresentada com o uso de conhecimentos aprendidos nas outras oficinas. Com este debate busca-se a integração entre as oficinas e também entre os sujeitos envolvidos.

2. Recursos

Os participantes do debate poderão utilizar recursos de multimídia (vídeos, reportagens, artigos) e também o material didático disponibilizado (CD/DVD) pelo projeto.


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3. Metodologia

a) Previamente, conversar com os professores sobre a proposta do debate e discutir sua função. É importante que os professores instiguem os estudantes acerca dos conteúdos de Física envolvidos em cada situação, desenvolvida durante a formação da argumentação de soluções.

b) Apresentar ao grupo (estudantes e professores) a situação problema e questionar suas opiniões sobre o assunto, de forma a estabelecer dois grupos distintos de ideias.

c) Explanar sobre o conceito de debate e a função dos componentes (debatedores e moderadores) do debate, além de fornecer um roteiro de organização do mesmo (ANEXO I).

d) Sugerir um roteiro (Anexo II), sobre como deve proceder à pesquisa e a formação da argumentação de defesa das suas ideias.

e) O material deve ser desenvolvido durante os encontros do curso e o material final apresentado durante o debate. Vale ressaltar que as organizadoras da oficina estarão acompanhando cada grupo para nortear os seus argumentos.


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ANEXO I



O que é um debate?

É uma discussão amigável entre pessoas que queiram apenas apresentar suas ideias ou discordar de alguma ideia, sempre buscando prevalecer sua opinião de forma a convencer ou ser convencido pelas opiniões opostas, mediados pela problematização e a construção de argumentos.

Componentes! Um debate é composto por:

Moderadores: Expõe as regras, apresenta o tema a ser 1. discutido, escolhe os debatedores, problematiza e estipula o tempo de cada um.Debatedores2. Juiz: Avalia os argumentos.3.

Como se desenvolverá?

Iniciará com a apresentação do assunto do debate, dos grupos participantes e das regras expostas pelos moderadores.


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Previamente deverá ser entregue aos moderadores um roteiro dos tópicos utilizados.

Os grupos irão apresentar a sua opinião e desenvolver 1. suas justificativas. Terão no máximo 10 minutos para sua exposição.Após suas exposições, inicia-se o período de 5 minutos para 2. perguntas do grupo oponente, juízes e moderadores. Recesso dos juízes para a avaliação dos argumentos e 3. posicionamentos durante a discussão.


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ANEXO II



NOME DA EQUIPE:____________________________________________________

COMPONENTES: __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ORADOR:____________________________________________________

( ) CONTRA A PROIBIÇÃO ( ) FAVORÁVEL A PROIBIÇÃO

JUSTIFICATIVA:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


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CONCEITOS DE FÍSICA ENVOLVIDOS NA SUA JUSTIFICATIVA: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

NÃO ESQUEÇA, PARA UMA BOA ARGUMENTAÇÃO, DE RESPONDER AS QUESTÕES ABAIXO!

O que é o som? Quais são suas características?1. Como o ouvido interpreta os sons e os ruídos? Ele pode 2. interpretar todos os sons?O que são as propriedades fisiológicas do som? 3. O que são notas musicais?4.

OBSERVAÇÕES:

As perguntas acima devem ser respondidas e organizadas • em forma de apresentação.Todos os recursos explorados (vídeos, fotos, reportagens, • entrevistas) devem conter fontes.Deve ser entregue para os jurados um roteiro com o • desenvolvimento da sua argumentação. Onde você colocará os tópicos que irá abordar quando apresentar sua argumentação.Não se esqueça de bolar perguntas para o outro grupo. •


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Referenciais

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EQUIPE ENVOLVIDA NA PRODUÇÃO DO CADERNO DE REGISTROS

Anahy Arrieche FazioLicenciada em Física pela Universidade Federal do Rio Grande – FURG. Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Fisiologia Comparada da Universidade Federal do Rio Grande – FURG.E-mail: [email protected]

Charles dos Santos GuidottiLicenciado em Física pela Universidade Federal do Rio Grande – FURG. Mestrando do Programa de Pós-Graduação Educação em Ciências: Química da Vida e Saúde da Universidade Federal do Rio Grande – FURG. Professor Colaborador do Instituto de Matemática, Estatística e Física da Universidade Federal do Rio Grande – FURG.E-mail: [email protected]

Félix Afonso de Afonso Graduando da Licenciatura em Matemática pela Universidade Federal do Rio Grande – FURG.E-mail: [email protected]

Josiane Nunes dos Santos Licenciada em Física pela Universidade Federal do Rio Grande – FURG. Técnica em Ótica na Universidade Federal do Rio Grande – FURG.E-mail: [email protected]

Luciano Medina Peres Graduando da Licenciatura em Matemática pela Universidade Federal do Rio Grande – FURG.E-mail: [email protected]

Michele Veleda Lemos Licenciada em Física pela Universidade Federal do Rio Grande – FURG. Mestre em Educação em Ciências pela Universidade Federal do Rio Grande – FURG.E-mail: [email protected]


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Rafaele Rodrigues de Araújo Licenciada em Física pela Universidade Federal do Rio Grande – FURG. Mestre em Educação em Ciências pela Universidade Federal do Rio Grande – FURG. Professora Assistente da Universidade Federal do Pampa – UNIPAMPA.E-mail: [email protected]

Raquel Silveira da SilvaGraduanda da Licenciatura em Matemática pela Universidade Federal do Rio Grande – FURG.E-mail: [email protected]

Valmir HecklerLicenciado em Ciências - Matemática e Física pela Universidade Regional do Noroeste do Rio Grande do Sul - UNIJUÍ. Especialização em Administração de Recursos Humanos pela Sociedade Educacional Três de Maio - SETREM. Mestrado em Ensino de Física pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul - UFRGS. Doutorando em Educação em Ciências pela Universidade Federal do Rio Grande. Professor Assistente da Universidade Federal do Rio Grande – FURG.E-mail: [email protected]

Willian Rubira da SilvaGraduando da Licenciatura em Física pela Universidade Federal do Rio Grande – FURG.E-mail: [email protected]


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