OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSENA PERSPECTIVA DO PROFESSOR PDE

Produções Didático-Pedagógicas

Versão Online ISBN 978-85-8015-079-7Cadernos PDE

II

Ficha para identificação da Produção Didático-pedagógica – Turma 2014

Título: CONTEXTUALIZANDO CONTEÚDOS DE MECÂNICA A PARTIR DA

PRODUÇÃO DE TEXTOS

Autor: Lúcia Larsem Kieling

Disciplina/Área: Física

Escola de Implementação do

Projeto e sua localização:

Colégio Estadual Quatro Pontes – Ensino Fundamental e

Médio

Município da escola: Quatro Pontes - PR

Núcleo Regional de Educação: Toledo - PR

Professor Orientador: Prof. Dr. Ricardo Francisco Pereira

Instituição de Ensino

Superior:

Universidade Estadual de Maringá

Relação Interdisciplinar:

Resumo:

Ao longo do tempo percebemos a falta de interesse dos

alunos em se envolverem no processo de ensino

aprendizagem, levando assim a necessidade de mudança

didática utilizada pelos docentes. Portanto essa Produção

Didática Pedagógica visa estimular o interesse dos alunos

pela Física procurando relacionar o conhecimento da

vivência do aluno com os conteúdos da Física, mostrando

a eles que a disciplina é acessível e importante para até

solucionar as dificuldades que os mesmos possam

encontrar no dia a dia. Esse trabalho é elaborado de

forma contextualizada, aonde o aluno possa ligar as

experiências com a utilização de textos atuais, pesquisas,

sendo o professor um mediador nesse processo de

ensino aprendizagem e o aluno um construtor do seu

próprio conhecimento, tornando um sujeito participativo e

autônomo para que no final desse processo possa

elaborar textos, usando conceitos Físicos, socializando

seu trabalho com os demais colegas.

Palavras-chave: Contextualização, física do cotidiano, produção de textos

Formato do Material Didático: Unidade Didática

Público: Alunos do 1º Ano do Ensino Médio

APRESENTAÇÃO

A Produção Didático–pedagógica será realizada com os alunos dos

primeiros anos do Ensino Médio, matutino e vespertino, do Colégio Estadual

Quatro Pontes, do município de Quatro Pontes, com o objetivo de relacionar o

conteúdo da Mecânica com o cotidiano, conforme o projeto de intervenção

escolar, utilizando conhecimento prévio dos alunos e textos relacionados com o

conteúdo. Ele será no formato de Unidade Didática, sendo dividido em módulos,

conforme a forma e o conteúdo a ser trabalhado.

A proposta é proporcionar o gosto pela Física e pelas suas aplicações

práticas, contextualizando-a através da associação com o cotidiano e

experiências que os alunos têm em relação à disciplina com auxílio de textos para

elaboração de projetos, vivenciando a ciência como um todo.

Com o objetivo de tornar as aulas mais interessantes e dinâmicas de forma

a envolver os alunos no ensino aprendizagem essa produção visa criar um elo

entre a prática e o científico, portanto:

É importante que o processo pedagógico inicie através do conhecimento prévio dos estudantes, suas concepções espontâneas, aquilo que ele conhece do seu dia-a-dia, da sua interação com os diversos objetos presentes no seu espaço de convivência e as traz para a escola,

iniciando assim, o seu processo de aprendizagem (TANAKA, 2009, p.7).

Sendo que os conteúdos serão trabalhados de forma a proporcionar aos

alunos a compreensão do conteúdo aonde eles serão orientados a participar de

maneira ativa, ajudando a construir o seu próprio aprendizado, auxiliando na

montagem dos conceitos e na elaboração do texto final no qual utilizarão os

conceitos aprendidos, socializando com os colegas da turma e do Colégio. O

professor será um mediador do seu conhecimento, procurando analisar textos

atuais do cotidiano junto com os alunos.

Também será utilizado o livro Didático para resolverem alguns exercícios e

algumas pesquisas no laboratório de informática, devidamente orientados pelo

professor para não fugirem do foco, sempre procurando associar todas as

atividades com o dia a dia do aluno.

A Produção Didática-Pedagógica tem a preocupação de tornar as aulas

mais interessantes e conseguir envolver os alunos nas atividades de forma ativa,

enxergando a Física como uma matéria importante para o seu desenvolvimento

social e pessoal.

MÓDULO 1: APRESENTAÇÃO DO PROJETO E VERIFICAÇÃO DO

CONHECIMENTO PRÉVIO DOS ALUNOS EM RELAÇÃO A MECÂNICA

No primeiro momento será apresentado aos alunos como será trabalhado o

conteúdo da Mecânica, que assuntos serão mencionados e como a contribuição

deles vai ser necessária para o bom desenvolvimento dessa Produção.

Na sequência faremos uma discussão sobre o que eles conhecem e

pensam sobre a Mecânica e aonde eles acreditam que ela está aplicada no dia a

dia.

Tempo previsto: 02 aulas.

Objetivos:

Verificar o conhecimento dos alunos sobre a Mecânica;

Discutir as ideias doa alunos sobre o conteúdo relacionando-o com o dia a

dia.

Orientações metodológicas:

Organizar os alunos em um semi-circulo para haver maior interação entre

eles durante a discussão sobre as ideias que eles têm sobre a Mecânica

relacionada com seu dia a dia.

Na sequência será entregue para os alunos dois textos sobre a Mecânica,

e algumas imagens.

Fonte: http://www.brasilescola.com/fisica/mecanica.htm por Mariane Mendes.

Mecânica

A Mecânica é a parte da Física que estuda o movimento dos corpos. Ela é

dividida em cinemática, dinâmica e estática.

Cinemática: Descreve o movimento dos objetos sem se preocupar com suas

causas, abrangendo os conteúdos de movimento retilíneo uniforme, movimento

uniformemente variado, grandezas vetoriais nos movimentos e movimento

circular.

Dinâmica: É o estudo dos movimentos e suas causas. Tem como base de seus

conteúdos as Leis de Newton.

Estática: Estuda o equilíbrio de um sistema sob a ação de várias forças.

Embora seja difícil estabelecer a origem dos estudos da mecânica, existem

registros de que ela está fortemente ligada às observações de astros celestes

desde as mais antigas civilizações. Foi a partir da observação da periodicidade do

movimento dos astros que foram feitos os primeiros calendários na Mesopotâmia,

por exemplo, por volta de 2700 a.C.

Um salto importante na área ocorreu na Grécia antiga a partir da filosofia natural,

que exercia uma “busca pela verdade”. Os principais nomes dessa fase foram

Aristóteles (384-322 a.C.), que definia o movimento como um atributo do ser em

movimento, e Arquimedes (287-212 a.C.), que introduziu os estudos de estática e

hidrostática.

O conhecimento dos gregos prevaleceu durante séculos. Somente a partir do

século XV, com o Renascimento, que a ciência começou a modernizar-se. Galileu

Galilei (1564-1642) foi o principal cientista da área nessa época. Foi ele quem

introduziu o conceito de movimento uniforme e estudou o movimento do pêndulo

simples e dos projéteis. Foi também ele que propôs que o Sol seria o centro do

Sistema Solar, e não a Terra, como se acreditava anteriormente.

No mesmo ano da morte de Galileu, nasceu Isaac Newton, um grande filósofo,

matemático e físico que propôs as três Leis fundamentais da dinâmica em sua

obra denominada “Princípios matemáticos da filosofia natural”, publicada em

1687. As teorias apresentadas por Newton pareciam ser perfeitas e descreviam,

até então, o movimento de todos os corpos.

Porém, no início do século XX, Albert Einstein publicou a teoria da relatividade,

que afirmou que os eventos físicos são os mesmos para quaisquer referenciais

com velocidade relativa constante. As Leis de Newton passaram a ser

consideradas válidas apenas para velocidades muito menores do que a da luz.

Porém, as leis propostas por Newton são suficientes para o estudo dos

movimentos observados na superfície da Terra, por isso ainda são consideradas

relevantes para a Física clássica.

Imagens

Fonte: http://pt.slideshare.net/jesraynenascimento/fsica-mecnica-17558160.

MÓDULO 2: INICIANDO O CONTEÚDO SOBRE A MECÂNICA UTILIZANDO

MAPA CONCEITUAL

Continuando o assunto, neste módulo será trabalhado o mapa conceitual

com os alunos.

Tempo previsto: 04 aulas

Objetivos:

Orientar os alunos para a construção de um o mapa conceitual;

Trabalhar os conceitos básicos de Mecânica

Orientações metodológicas:

Inicialmente orientar os alunos para trabalhar em duplas para esta

atividade.

Após orientações prévias sobre o que é, como funciona e como montar um

mapa conceitual, pedir para que cada dupla construa um mapa conceitual sobre

Mecânica englobando tudo o que eles acham que tem relação com o tema.

Para apresentar o que é um mapa conceitual, abaixo um exemplo de mapa

conceitual produzido a partir de discussão com professores de Física sobre tudo

que é relacionado a “Luz”.

Imagem 1: Mapa conceitual sobre Luz. Imagem cedida pelo Prof. Dr. Ricardo Francisco Pereira

(DFI/UEM).

Após as duplas de alunos fazerem seus respectivos mapas conceituais,

uma a uma (fica a critério do professor a ordem das duplas) as duplas irão ao

quadro para fazer seus respectivos mapas, mostrando as ligações que eles

acham que fazem parte da Mecânica e entregar em seguida o mapa construído

por eles para o professor. Ao desenhar o mapa no quadro eles possibilitam a

todos os colegas terem contato com as produções e as ideias de cada dupla.

Após essa atividade, será trabalhado os conceitos da Mecânica e depois

será retomado o mapa para refazerem e ver se ouve a aprendizagem.

MÓDULO 3: ESTUDO SOBRE CINEMÁTICA E SEUS CONCEITOS

Neste módulo vai ser dado o texto abaixo, para os alunos conhecerem os

conceitos iniciais da mecânica e suas divisões, no qual será discutido para sanar

todas as dúvidas que possam surgir e fazer atividades.

Objetivos:

Apresentar os conceitos aos alunos;

Discutir os conceitos;

Orientar os alunos para uma pesquisa sobre deslocamento, distância

percorrida e velocidade média, associado com situações do dia a dia.

Tempo previsto: 05 aulas.

Orientações metodológicas:

Será impresso e entregue para os alunos o texto abaixo que aborda os

conceitos básicos da Cinemática para os alunos lerem e trabalharem em sala de

aula. Em seguida o professor trabalhará os conteúdos no quadro irá propor

algumas atividades selecionadas do livro de Física adotado pelo Colégio.

Mecânica:

Estuda os movimentos que se divide em Cinemática, Dinâmica e

Estática.

A Cinemática estuda os movimentos sem considerar as causas, já a

Dinâmica estuda os movimentos considerando as causas do mesmo e Estática

estuda o equilíbrio dos corpos.

Vamos ver alguns conceitos importantes:

a) Ponto material → é o corpo cujas as dimensões não influenciam no estudo

de um determinado fenômeno. Por exemplo: um ônibus percorrendo uma

estrada que liga Marechal Candido Rondon à Quatro Pontes.

b) Corpo extenso → é o corpo cujas as dimensões influenciam no estudo de

um determinado fenômeno. Por exemplo: O mesmo ônibus chegando na

rodoviária de Quatro Pontes.

c) Posição do corpo, movimento e repouso → Quando sabemos se um corpo

está em movimento ou em repouso? Para isso precisamos conhecer o

ponto de referência. Por exemplo: Dois colegas de vocês que estão

sentados nas respectivas cadeiras, se pegarmos a parede como referência

em relação a eles, eles estão em movimento ou em repouso? Por que? Vão

estar em repouso, porque passa o tempo e os dois continuam com a

mesma distância com a parede. Agora se pegarmos o Sol como referência

os dois continuarão em repouso? Não, agora estarão em movimento porque

a Terra se movimenta em torno do Sol e em torno de si mesma, portanto

conforme o tempo passa, em relação ao Sol estamos em movimento pois

mudamos de posição no decorrer do tempo.

d) Trajetória → É uma linha percorrida por um ponto material no decorrer do

tempo. Por exemplo: as marcas de uma pessoa na areia.

e) Espaço → Define a posição que o corpo se encontra em relação ao ponto

de origem. Por exemplo:

Fonte: http://www.infoescola.com/fisica/movimento-retilineo/ retirado no dia 18/11/2014

f) Deslocamento e Distância Percorrida → Deslocamento é a distância entre

o ponto inicial e o ponto final. É o caminho mais curto. Distância

Percorrida é a trajetória percorrida por um ponto material, pode ser uma

reta, ou uma curva. Por exemplo:

A B Deslocamento: AD

Distância percorrida: AB + BC + CD

C D

g) Velocidade escalar média e velocidade instantânea → A diferença entre as

duas é que a velocidade média é a média da velocidade percorrida numa

determinada distância num determinado tempo e a instantânea é a

velocidade que o ponto material tem em cada instante (num intervalo de

tempo muito pequena). Sendo à fórmula da velocidade média:

𝑉𝑚 = Δ𝑠

Δt

Onde: Vm = velocidade média; ∆s = deslocamento; ∆t = intervalo de tempo

Os alunos serão orientados a se dividirem em grupos de quatro pessoas e

na sequência será feito alguns questionamentos para os mesmos responderem e

entregarem em relação a Cinemática do cotidiano elaborados pelo professor que

tenha haver com o tempo gasto com viagens, distância entre lugares,

aproximação das distâncias de movimentos retilíneos, pois a cinemática aplicada

ajuda no entendimento da mecânica automotiva e também é utilizada para melhor

desempenho dos motores automotivos, sendo que pode ser pesquisado no site:

http://www.colegioweb.com.br/trabalhos-escolares/fisica/o-que-e-cinematica-

2.html#ixzz3JQKA1EyY e as questões pode ser pesquisado no site:

http://fisicaprofneivaldolucio.blogspot.com.br/2009/08/cinematica.html e em

seguida os alunos serão orientados a resolver problemas, retirados de livros

didáticos no qual o professor utiliza no seu trabalho, sobre deslocamento e

distância percorrida no quadro-negro, para que todos os grupos tenham acesso a

atividade feita pelos colegas e devidamente corrigidas.

No final, como uma atividade prática, os alunos calcularão a velocidade

média que eles atingem para chegar à escola, como tarefa de casa, independente

se é feito à pé ou com algum transporte, para entregar na próxima aula, fica a

critério do professor de cobrar esta atividade individualmente ou em grupos.

MÓDULO 4: MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME (MRU)

Neste módulo vamos ver a velocidade constante e fazer uma pequena

discussão sobre o que eles sabem e fazer algumas atividades.

Tempo previsto: 6 aulas

Objetivos:

Verificar o conhecimento que eles têm em relação a MRU e discutir o tema;

Resolver as atividades propostas, utilizando o livro didático adotado pelo

Colégio.

Orientações metodológicas:

Se o professor desejar ter um trabalho mais dinâmico, pode colocar os

alunos sempre em semi-círculos, em todas as aulas, para que todos possam

participar e o mesmo poder avaliar melhor a participação de cada aluno.

Discutir com os alunos sobre velocidade constante, perguntar para eles o

que significa a expressão movimento uniforme, o que é uniforme nesse

movimento e em seguida com a participação dos alunos escrever um resumo

sobre o assunto, colocando a equação, conceito e orientá-los a escreverem, em

duplas, onde eles verificam no dia a dia, a ação da velocidade constante para

entregar. Em seguida serão resolvido alguns exercícios sobre o assunto,

elaborados pelo professor e tem atividades complementares no livro didático: ser

Protagonista – Física Ensino Médio 1º ano, p.350 e 351.

Vai ser dado o texto abaixo referente a aplicação do conteúdo no dia a dia:

Movimento uniforme no cotidiano

Fonte: http://efisica.if.usp.br/mecanica/basico/mru/cotidiano/

Apesar de ser o movimento mais simples que se possa imaginar, ele não é

muito frequente na natureza. O que impede um objeto de manter-se em

velocidade constante, quando impelido a colocar-se em movimento, são as forças

que atuam sobre ele.

O exemplo mais simples desse fenômeno é o do carro que se move numa

auto-estrada plana, sem qualquer inclinação, a 100km/h. Se deixarmos o carro

por sua própria conta (tirando o pé do acelerador), ele irá, fatalmente, parar. O

automóvel para como resultado da força de atrito, que resulta do contato dos

pneus com o solo.

Para conseguirmos velocidade constante, precisamos buscar formas de

compensar ou equilibrar as forças que tendem a desacelerar. O acelerador do seu

carro tem exatamente essa função. Você pode se manter com velocidade

constante, desde que comprima, adequadamente, o acelerador do veículo. Alguns

automóveis mais modernos têm um dispositivo (o piloto automático), que faz isso

automaticamente, mantendo a velocidade do veículo constante.

Um trator se move lentamente e com velocidade praticamente constante

em linhas retas.

Um trem longe das estações também mantém a velocidade praticamente

constante em trechos retos.

Um pára-quedas aberto, embora inicialmente realize um movimento

acelerado, dada a resistência do ar, logo entra em movimento uniforme e,

exatamente por isso, a velocidade não aumenta demasiadamente.

O texto será lido por todos e em seguida vai ser conferido com o resumo

que os alunos entregaram.

Será repassado para os alunos um texto referente a velocidade no

trânsito para os alunos terem uma ideia dos conceitos usados em relação a

velocidade no trânsito, retirado do livro de Física, ser Protagonista, 1º ano, p.45.

Ação e cidadania

Fonte: Direção Defensiva: trânsito seguro é um direito de todos. Denatran e Ministério das

Cidades, 2005. p.30,31,56-58 apud Física Ensino Médio 1º ano – ser Protagonista – p.45, Edições

SM, 2ª Edição, 2013, Editor responsável: Angelo Stefanovits.

Velocidade no trânsito: uma questão de educação

Você tem a obrigação de dirigir numa velocidade compatível com as

condições da via, respeitando os limites de velocidade estabelecidos.

Embora os limites de velocidade sejam os que estão nas placas de

sinalização, há determinadas circunstâncias momentâneas nas condições da via

– tráfego, condições do tempo, obstáculos, aglomeração de pessoas – que

exigem que você reduza a velocidade e redobre sua atenção, para dirigir com

segurança. Quanto maior a velocidade, maior é o risco, mais graves são os

acidentes e maior a possibilidade de morte no trânsito. [...]

Toda a infração é passível de uma penalização. Uma multa, por exemplo.

Algumas infrações, além da penalidade, podem ter uma consequência

administrativa, ou seja, o agente de trânsito deverá adotar “medidas

administrativas”, cujo objetivo é impedir que o condutor continue dirigindo em

condições irregulares.

Por exemplo, dirigir com velocidade superior à máxima permitida, em mais

de 20%, em rodovias, tem como consequência, além da penalidade (multa e

suspensão do direito de dirigir), também o recolhimento do documento de

habilitação (medida administrativa). Para cada infração cometida, além da multa,

somam-se alguns pontos na carteira do motorista.

Se você atingir 20 pontos, vai ter a sua Carteira Nacional de Habilitação

suspensa, de um mês a um ano, a critério da autoridade de trânsito. Para

contagem dos pontos é considerada a soma das infrações cometidas no último

ano, a contar regressivamente da data da última penalidade recebida.

Para algumas infrações, em razão da sua gravidade e consequências, a

multa poderá ser multiplicada em três ou até mesmo cinco vezes.

Após a leitura e uma discussão sobre o assunto, os alunos serão

orientados a fazer uma pesquisa sobre velocidade associada a ingestão de

bebida, em grupos de quatro alunos cada, sobre as multas e seus valores e os

pontos que podem perder por acesso de velocidade. Poderá ser feito um texto

orientando as equipes, conforme o critério do professor, para não fugirem do

assunto e para não fazerem o mesmo trabalho, no qual será entregue ao

professor o trabalho final após a apresentação aos demais colegas.

Texto para orientação à pesquisa:

Todos os alunos devem colaborar na pesquisa;

Utilizar sites confiáveis da internet para fazer a pesquisa, no qual deve ser

escrita manualmente e não digitada;

Cada equipe irá pesquisar um assunto diferente, conforme a orientação do

professor;

As questões são:

a) Quais são os valores e as pontuações por excesso de

velocidade?

b) Quais são os valores e as pontuações por ingestão de bebida

alcoólica antes de dirigir?

c) Quais são os valores e as pontuações por infrações de trânsito

no geral?

d) Quais das infrações de trânsito são consideradas mais graves e

quais os valores e as pontuações cobradas por cada infração?

e) Quais das infrações cometidas no trânsito que houve maior

mudança, de forma a tornar a aplicação da multa mais rígida?

MÓDULO 5: MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (MRUV) E

ACELERAÇÃO DA GRAVIDADE

Nesta parte vamos abordar o movimento variado junto com a aceleração

da gravidade, pois o movimento de subida e descida de um ponto material possui

movimento variado, só que no sentido vertical.

Tempo previsto: 06 aulas.

Objetivos:

Verificar o conhecimento prévio dos alunos em relação ao MRUV e

aceleração da gravidade;

Discutir a relação que existe entre o tema abordado e o dia a dia;

Propor uma pesquisa a partir de alguns questionamentos pré-

estabelecidos.

Orientações metodológicas:

Iniciar com um pequeno debate sobre o que os alunos sabem da diferença

entre movimento uniforme e movimento uniformemente variado, orientando-os a

fazer um resumo sobre o que eles têm de conhecimento sobre aceleração da

gravidade e responder nesse resumo: qual a diferença entre a queda de corpos

no vácuo e no ar?

Na sequência será montado junto com os alunos o conceito sobre

movimento uniformemente variado e aceleração da gravidade em relação a queda

livre. Será explicado e passado as equações que são usadas e alguns exemplos

elaborados e/ou escolhidos pelo professor.

Propomos um experimento simples sobre a aceleração da gravidade,

soltando de uma determinada altura um papel amassado e um papel não

amassado, no qual os alunos vão fazer, anotar o que aconteceu e entregar.

Depois será discutido a atividade, acrescentando mais experimentos em

que possam auxiliar os alunos na aprendizagem e passando para os alunos as

seguintes questões para responder:

Qual a diferença de usar uma pedra e uma pena em vez da folha de papel

amassada e a não amassada?

No estudo da gravidade a massa influi na aceleração dos corpos?

Quem se aprofundou no estudo da gravidade? O que Galileu contribuiu?

Qual a contribuição de Aristóteles no estudo dos movimentos?

Qual a contribuição de Newton?

Os alunos farão a pesquisa em grupos de quatro integrantes no laboratório

de informática. Após a pesquisa, deverão entregar ao professor e deve ser escrito

à mão e não digitado.

O papel do professor é o de mediador nesse período.

Após essa pesquisa, será trabalhado com os alunos um texto sobre a ação

da velocidade variada e sobre a aceleração da gravidade em relação ao cotidiano,

no qual será lido e discutido com os alunos sobre o entendimento dos mesmos, o

texto dado é do livro: INTRODUÇÃO ILUSTRADA À FÍSICA, de Larry Gonicke e

Art Huffman, traduzido e adaptado por Luis Carlos de Menezes, retirado da

página 7 a 20.

MÓDULO 6: DINÂMICA E SUAS LEIS

Neste módulo vamos abordar as causas do movimento (força) e iniciar as

leis de Newton.

Tempo previsto: 04 aulas.

Objetivos:

Desenvolver os conceitos iniciais de dinâmica e relacioná-los com o

cotidiano;

Resolver exercícios em sala de aula.

Orientações metodológicas:

Orientar os alunos a se organizarem em semi-círculo e pensarem sobre o

que eles entendem sobre a Dinâmica e as Leis de Newton, respondendo também

as seguintes questões:

O que é necessário para que um corpo em repouso passe a se

movimentar?

O que é necessário para alterar a velocidade de um corpo em movimento?

Depois que eles entregarem a atividade, que pode ser feita em duplas,

discutir se eles fazem alguma associação com o cotidiano, levantando a seguintes

questões: (Fonte: ser Protagonista – Física Ensino Médio 1º ano, p.102).

Existe testes de colisão que as industrias automobilísticas fazem, e um dos

testes elaborados é o teste de colisão entre um carro e uma moto, por que

são necessários fazer este tipo de teste?

Explique por que na colisão o motoqueiro é jogado para frente da moto?

Será entregue aos alunos alguns textos e tirinhas do GREF para trabalhar

o assunto com eles. Na sequência, fazer um experimento simples com eles

utilizando uma borracha e uma folha de papel, que é feito da seguinte maneira:

primeiramente coloca um papel na mesa e em seguida coloca a borracha sobre

uma das extremidades da folha. Depois, puxe rapidamente a folha pela

extremidade oposta, aplicando uma força paralela a superfície da mesa, após a

observação perguntar aos alunos o que aconteceu com a borracha?

Em seguida será entregue o texto, fornecido logo abaixo, sobre força e as

Leis de Newton. Trabalhar esses conceitos e resolver alguns exercícios para que

no final possam fazer o projeto que é a elaboração de textos referente as

questões do cotidiano que envolvam os conceitos visto nas aulas.

Força

Como já vimos a Dinâmica estuda os movimentos considerando as suas

causas. Uma dessas causas é a força. Na Física a força tem um significado

específico que é capaz de produzir ou alterar um movimento. Exemplo: força de

atração (um imã sobre o metal), força de movimento (ao chutar uma bola), força

de equilíbrio (quando um objeto não se movimenta) e força de gravidade (na

queda dos corpos). Portanto para haver uma força é preciso que ocorra uma

interação entre dois ou mais corpos. Quando ocorre uma interação temos dois

tipos: a de contato e a de campo. Forças de contato é quando os corpos são

encostados um ao outro criando entre eles uma força e as forças de campo é

quando ocorre forças entre os corpos que não estão em contato. A força é uma

grandeza vetorial pois tem módulo, direção e sentido. Ex:

Fonte:http://www.ciencia-cultura.com/pagina_fis/vestibular00/vestibular_CinematEscalar008.html

tirado dia 18/11/2014

Temos a força resultante que é a soma de todas as forças aplicadas num

determinado corpo. Conforme o exemplo abaixo, aonde a força resultante é

calculada conforme é representado. Na questão:

a) só tem uma força, então a FR é igual a 4N;

b) a FR é igual a 2N, 4 – 2 = 2N;

c) a FR é igual a 5N, √42 + 32 = 5N, como o ângulo é de 90° à fórmula

utilizada é do Teorema de Pitágoras;

d) a FR é igual a 3N, √32 + 32 + 2 . cos 120°. 3 . 3 = 3N, usa fórmula da lei

dos cossenos, pois o ângulo é maior que 90°.

Fonte: http://fsicafascinante.blogspot.com.br/p/1-ano.html

Sendo as fórmulas para calcular a força resultante:

Caso 1 – Forças com mesma direção e sentido.

Caso 2 – Forças perpendiculares

Caso 3 – Forças com mesma direção e sentidos opostos

Caso 4 – Caso Geral – Com base na lei dos Cossenos

Fonte: http://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/dinamica-as-leis-de-newton.htm

Temos as três leis de Newton, que são: A primeira lei de Newton (princípio

da inércia), a segunda lei de Newton (princípio fundamental da dinâmica) e a

terceira lei de Newton (princípio da ação e reação).

Princípio da Inércia (1ª lei de Newton)

Antes de passar o conceito da primeira lei de Newton, vamos discutir as

tirinhas do Garfield, do GREF, relatando sobre a inércia, o que eles entenderam

sobre o assunto a partir dessa montagem, respondendo as seguintes questões:

a) Em relação a primeira tirinha a descrição que o Garfield faz dessa lei não

está completa. Complete a frase do gato, acrescentando o que você acha

que foi omitida.

b) Em relação a última tirinha o que aconteceu com o carro e os passageiros?

Fonte: http://newtoninercia.blogspot.com.br/p/quadrinhos.html

O princípio da inércia é considerado o princípio da preguiça, pois se o corpo

estiver em movimento quer permanecer em movimento retilíneo uniforme e

quando está em repouso quer permanecer em repouso. Exemplos de inércia:

Um ônibus lotado em movimento frear bruscamente, o que acontece com

as pessoas que estão em pé? Tendem o corpo para frente, pois segundo a

inércia o corpo tende estar em movimento.

Um foguete no espaço pode se movimentar sem o auxilio dos propulsores

apenas por Inércia. Quando os propulsores do foguete são desligados ele

continua seu movimento em linha reta e com velocidade constante.

Resumidamente:

Podemos esquematizar o princípio da inércia assim:

Fonte: http://www.mundovestibular.com.br/articles/627/1/PRIMEIRA-LEI-DE-

NEWTON/Paacutegina1.html

MÓDULO 7: ESTUDO DA 2ª LEI DE NEWTON

Neste módulo vamos tratar da segunda lei de Newton, que seria o princípio

fundamental da dinâmica.

Tempo previsto: 04 aulas.

Objetivos:

Desenvolver os conceitos iniciais de dinâmica e relacioná-los com o

cotidiano;

Resolver exercícios em sala de aula.

Pesquisar situações do cotidiano.

Orientações metodológicas:

Toda aula procurar colocar os alunos em semi-círculo para melhor trabalhar

com eles. Perguntar aos alunos o que eles sabem sobre a segunda lei de Newton,

abrindo um bate papo sobre aplicação da força, massa, peso e qual a relação

deles com o dia a dia.

Na sequência será dado um texto sobre o princípio fundamental da

dinâmica, assim como alguns exemplos do e alguns exercícios, conforme o

professor desejar.

Princípio fundamental da dinâmica (2ª lei de Newton)

Toda a causa tem um efeito, a causa é a força aplicada e o efeito é a

aceleração adquirida. Portanto a força é diretamente proporcional a aceleração.

Sendo a fórmula:

FR = m . a

Onde:

FR → força resultante (N)

m → massa (kg)

a → aceleração (m/s2)

Um newton (N) é a força que

proporciona a um objeto de 100g de massa

uma aceleração de 1m/s²

Exemplo da segunda Lei de Newton:

Fonte: http://www.coladaweb.com/fisica/mecanica/leis-de-newton

Os carros podem aumentar e diminuir suas velocidades graças ação de

forças aplicadas pelo motor e pelo freio respectivamente.

Aplicação da força depende da inércia do objeto, quanto maior for a inércia

maior deve ser a força a ser aplicada, vejamos alguns exemplos do cotidiano:

a) Força maior para carrinho mais pesado

Se o carrinho do supermercado estiver vazio, é muito fácil fazê-lo correr.

Mas se o carrinho estiver cheio, você tem que se esforçar muito para fazê-lo

andar.

b) Medindo a massa

O peso das pessoas é medido em balanças. Quanto maior a massa da

pessoa, maior é a força peso P = mg e maior é a deflexão que a força peso

exerce numa mola. Essa mola, por sua vez, está acoplada a um ponteiro.

Fonte: http://efisica.if.usp.br/mecanica/basico/2ª_lei_de_newton/seg_lei_Newton.

Na segunda Lei de Newton, temos que estudar a massa e o peso, também,

pois são duas grandezas importantes no estudo da Mecânica e da Física no modo

geral.

Primeiramente deve-se entender que a massa é diferente de peso. No dia

a dia é comum as pessoas dizerem que vão se pesar na balança ou dizem que

estão acima do peso ou abaixo do peso, do ponto de vista da Física, essa

linguagem expressa uma confusão de conceitos. Sendo que:

O Peso é a força de atração exercida pela Terra sobre os corpos, é a ação

da gravidade. O peso é medido por um aparelho chamado dinamômetro.

A Massa é a medida da inércia do corpo e é obtida usando-se a balança, é

que o corpo possui. Quanto maior for a massa (inércia) maior é a força de atração

da Terra, ou seja, maior é o peso.

A equação da força peso:

P = m.g

Onde:

P→ peso (N)

m→ massa (kg)

g→ aceleração da gravidade (m/s2)

Alguns exemplos:

Quando um jogador bate um pênalti, a bola possui uma inércia, há atrito no

chão e existe vento fazendo forças contra o movimento do chute do

batedor, mais como a força que ele imprimi na bola é maior que todos

esses fatores, faz a bola entrar em movimento e adquirir a mesma direção

e sentido do movimento da perna do jogador (fonte: http://fisica-no-

cotidiano.blogspot.com.br/2008/10/as-trs-leis-de-newton.html).

Ao abri a garrafa, aplica-se uma força para segurar e outra força para

remover a tampa.

Uma pessoa aplicando uma força F para empurrar um carro.

Uma mulher aplica uma força que produz uma aceleração proporcional a

essa força para mover o carro (fonte:

http://professordeivdporto.blogspot.com.br/2009/10/as-leis-de-newton-no-dia-dia.html).

A aceleração produzida aumenta quando adicionada ao sistema a força

aplicada pelo garoto.

MÓDULO 8: ESTUDAR A TERCEIRA LEI DE NEWTON

Nesta etapa vamos trabalhar o último conteúdo dessa produção

pedagógica, no qual vai ser utilizado também textos, passando o conceito sobre

essa lei.

Tempo previsto: 04 aulas.

Objetivos:

Verificar o conhecimento prévio sobre a terceira lei de Newton;

Trabalhar textos do cotidiano;

Resolver exercícios.

Orientações metodológicas:

Fazer o semi-círculo inicialmente para fazer uma pequena discussão sobre

a terceira lei de Newton, se eles fazem alguma associação com o dia a dia deles,

se conhecem exemplos referente a esse assunto.

Na sequência, será dado um texto com o resumo da terceira lei de Newton

e alguns exemplos do cotidiano e depois será passado uma pequena experiência,

comprovando a terceira lei de Newton.

Princípio da ação e reação (3ª lei de Newton)

É a chamada leia da ação e reação onde: Toda a ação tem uma reação

de mesma intensidade, direção e sentidos opostos.

Toda vez que aplicar a terceira lei de Newton, não podemos esquecer que

as forças de ação e reação:

• Estão associadas a uma única interação, ou seja, correspondem às forças

trocadas entre apenas dois corpos;

• Têm sempre a mesma natureza (ambas de contato ou ambas de campo),

logo, possuem o mesmo nome (o nome da interação);

• Atuam sempre em corpos diferentes, logo, não se anulam.

A lei da ação e reação pode ser observada em varias situações da vida

cotidiana. Exemplos:

Quando uma pessoa caminha sobre uma superfície, ela é direcionada para

frente graças à força que ela aplicou sobre o chão.

Um foguete para entrar em órbita aplica uma constante ação de forças,

sobre o ar atmosférico, e em reação à esta força o foguete é impulsionado

para cima.

Note que quando já em órbita o foguete só necessita de propulsão para alterar

sua rota, pois como prevê a 1º Lei de Newton o corpo irá permanecer em

movimento, para mudar sua rota no espaço o foguete aplica uma força para o

lado oposto que necessita ir, e pela 3º Lei de Newton é direcionado para o outro

lado.

Muitas outras situações do nosso dia-dia descrevem não só a terceira lei

de Newton, mas como também as demais leis da física.

A terceira lei é muito comum no cotidiano. O ato de caminhar e o

lançamento de um foguete são exemplos da aplicação dessa lei. Ao caminharmos

somos direcionados para frente graças à força que nossos pés aplicam sobre o

chão.

Vejamos mais alguns exemplos:

A força que impulsiona um avião é a reação à força do jato de ar expelido

pela turbina

Ao empurrarmos um carro, exercemos uma força sobre o carro e este

exerce uma força sobre nós.

Pedra na areia – a pedra exerce uma força sobre o chão, comprimindo-o,

e este exerce uma força igual e contrária sobre a pedra, impedindo que ela

seja acelerada para o centro da Terra.

Pessoa caminhando – quando caminhamos, fazemos uma força sobre o

solo que, por sua vez, faz uma força sobre nosso corpo, impulsionando-o

para a frente e contrabalanceando a força peso.

Vaso pendurado no teto – o vaso faz uma força sobre o gancho preso no

teto, igual à sua força peso. O gancho, por sua vez, faz uma força igual

sobre a corrente do vaso, sustentando-o.

Martelo no prego – o martelo exerce uma força sobre o prego, fazendo

com que este penetre na madeira. O prego, por sua vez, exerce uma força

sobre o martelo.

Objetos em repouso sobre uma superfície - Ao colocarmos um objeto

sobre uma superfície, haverá uma tendência a comprimi-la. A superfície

(uma mesa, por exemplo) exercerá uma força de reação sobre o objeto

(dita normal), procurando mantê-lo em equilíbrio.

Patinador ganhando impulso - Um patinador encostado a uma parede

ganha impulso, isto é, ele se acelera ao "empurrar" uma parede com as

mãos. O resultado da reação da parede é uma força que o habilita a

qualquer aceleração.

Empurrando um carro - Ao empurrarmos um carro colocando-o em

movimento, aplicamos uma força sobre ele. A força de reação do carro

está no sentido oposto à força aplicada.

Chutando uma bola - Ao chutarmos uma bola, os nossos pés aplicam

uma força sobre a mesma. A força de reação da bolsa age sobre o pé do

jogador. O pé experimenta um movimento de recuo ou para quase que

instantaneamente. Experimente chutar uma bola leve e outra pesada, para

comparar a reação da bola sobre o seu pé.

Batendo um pneu - Os motoristas usam um pequeno martelo de madeira

para testar a pressão dos pneus dos caminhões. Ao batermos nos pneus

exercemos uma força sobre os mesmos. A força de reação dos pneus faz

com que o martelo inverta a o sentido do movimento. O motorista sente o

retorno e sabe quando o pneu está bom.

Consequência da reação - O calo ou a bolha na mão, que aparece

quando se faz repetidamente alguma atividade não usual, é consequência

da força de reação.

Será dado questões sobre a 3º Lei de Newton do livro Ser Protagonista

Ensino Médio 1º ano, p. 117 e será explicado os exemplos da p. 116. Se o

professor desejar pode utilizar o livro didático adotado pelo seu Colégio. No final

desse processo será dado mais questões tiradas dos sites:

http://criatividadeeciencia.blogspot.com.br/2012/05/exercicios-de-fisica-as-leis-de-

newton.html e http://www.coladaweb.com/exercicios-resolvidos/exercicios-

resolvidos-de-fisica/leis-de-newton

Os alunos terão que resolver esses exercícios para entregarem e valerá

nota.

MÓDULO 9: ELABORAÇÃO DE QUESTÕES SOBRE O COTIDIANO

Nesta etapa será feito o fechamento do conteúdo aonde os alunos irão

responder as questões elaboradas pelo professor utilizando os conceitos

aprendidos sobre a Mecânica.

Tempo previsto: 02 aulas.

Objetivos:

Fazer o fechamento do assunto;

Verificar o conhecimento atingido pelos alunos;

Elaborar textos referente aos conceitos trabalhados;

Trabalhar em equipe;

Apresentação dos textos feitos pelas equipes, para os demais colegas;

Fazer a exposição das atividades dos alunos em forma de varal.

Orientações metodológicas:

É a última etapa dessa produção didático-pedagógica, onde será feito a

avaliação se houve aprendizado dos alunos.

Neste momento será orientado aos alunos formarem equipes de quatro

alunos cada, onde será dada questões para que cada equipe pesquisar e

responda utilizando os conceitos trabalhados sobre a Mecânica trabalhados no

projeto. Sendo que as questões serão sorteadas entre as equipes.

Sendo as questões:

a) Porque um carro em alta velocidade fica mais leve?

b) Porque se mede a velocidade dos barcos em nós?

c) Como os antigos descobriram o ciclo anual da Terra, apenas com as

observações feitas aqui na Terra?

d) Como são definidas as estações do ano?

e) Porque a poeira do solo lunar não forma uma nuvem de poeira, apesar da

força de gravidade ser pequena?

f) Aonde tem maior ação de gravidade, na queda livre, na pedra ou na folha

de papel?

Fazer o fechamento do assunto;

Verificar o conhecimento atingido pelos alunos;

Elaborar textos referente aos conceitos trabalhados;

Trabalhar em equipe;

Apresentação dos textos feitos pelas equipes, para os demais colegas;

g) Na Terra e na Lua, a aceleração da gravidade é diferente. Na Lua, a

aceleração é 1/6 da aceleração da gravidade na Terra. É mais fácil pular na

Terra ou na Lua?

h) Vamos imaginar um jogador de tênis rebatendo uma bola. Está claro que,

ao fazer a bola mudar de velocidade no instante do impacto, a raquete está

exercendo uma força sobre ela. Mas a bola também exerce uma força

sobre a raquete? Explique.

i) Por que podemos andar?

j) Uma pessoa, num trem em movimento com velocidade constante em

trecho retilíneo da ferrovia, deixa cair um objeto pesado. Qual será

trajetória do objeto dentro do trem?

k) Um garoto de skate em movimento retilíneo uniforme lança uma bolinha de

ping-pong verticalmente para cima. Se o skate não acelerar e nem frear,

aonde a bolinha cairá?

l) Por que uma pessoa precisa fazer força para se manter em equilíbrio

quando o ônibus faz uma curva?

m) Para que serve o cinto de segurança?

n) Por que é errado afirmar que “eu tenho a força”?

o) É possível viajar de avião no vácuo?

p) Por que é perigoso dirigir com o carro muito próximo do carro da frente?

q) Como o astronauta consegue beber a água sem a gravidade?

Referências:

CARVALHO, Regina Pinto de. Física do dia a dia – 105 perguntas e respostas sobre Física fora da sala de aula / Regina Pinto de Carvalho. – 2. ed., 1 reimp. – Belo Horizonte: Gutenberg, 2006.

CARVALHO, Regina Pinto de. Física do dia a dia, volume 2: 104 perguntas e respostas sobre Física fora da sala de aula ... e uma na sala de aula. – Belo Horizonte: Autêntica Editora, 2011.

GONICK, LAWRENCE; HUFFMAN, ARTHUR, Introdução Ilustrada à Física, 1ª Ed. - Tradução e Adaptação de Luis Carlos de Menezes - São Paulo: Editora Harbra Ltda, 1994.

GREF - Grupo de Reelaboração do Ensino de Física – Instituto da Física da

USP. Disponível em: http://pt.slideshare.net/jesraynenascimento/fsica-mecnica-17558160

LUZ, ANTÔNIO MÁXIMO RIBEIRO DA; LUZ, BEATRIZ ALVARENGA ÁLVARES. Física (Ensino Médio), Vol. 01, 1ª Ed. São Paulo: Editora Scipione, 2005.

STEFANOVITS, ANGELO. Ser protagonista: Física, 1º ano: ensino médio / obra coletiva concebida, desenvolvida e produzida por Edições SM; 2. ed. – São Paulo: Edições SM, 2013.

TANAKA, Maria Ilda. Aplicações da Termodinâmica na cozinha. PDE – Universidade Estadual de Maringá – PR, 2009.