terça-feira, 10 de março de 2009

Aula - Especificações dos Aparelhos

Situação de Aprendizagem 2 da disciplina de física para a terceira série do Ensino Médio.



Entendendo as Especificações dos Aparelhos



Competências e Habilidades: identificar elementos que caracterizam a transformação da energia elétrica; iniciar a discussão das grandezas apresentadas, tais como resistência elétrica, corrente elétrica, tensão, energia e potência elétrica.



Buscando as especificações dos aparelhos


Primeiro como atividade extra classe é necessário que os alunos pesquisem em suas casas nas placas e manuais dos aparelhos ou selos nos próprios as suas especificações de grandezas relacionadas a eletricidade e anote na tabela.


Um exemplo de alguns aparelhos coletados em casa:

Questões:



1-) Por que os aparelhos apresentam essas especificações?
Eles apresentam essas especificações para facilitar seu uso e manuseio de maneira correta e sem causar danos ao aparelho ou problemas, são também especificações para segurança e informação ao consumidor.

2-) O que você acredita que vai ocorrer com o aparelho se as especificações não forem obedecidas? Por quê?
Ele não irá funcionar corretamente ou de modo seguro, podendo ocorrer alguns problemas em seu uso. Porque seu circuito interno foi preparado para suportar de forma segura um certo valor de tensão elétrica e corrente, dentro do especificado pelo fabricante.



3-) Você sabe o que significa cada um dos símbolos? Explique.
Significam as unidades das grandezas físicas relacionadas com a eletricidade, exemplos: W = watt, unidade de potência; Hz = hertz, unidade de frequencia; V = volts, unidade de tensão elétrica.



4-) Que símbolos representam a corrente, a tensão, a potência e a frequência de cada aparelho?

Corrente é medida em ampère A; tensão medida em volts V; potência medida em watts W; e frequencia medida em hertz Hz.

5-) Qual grandeza pode ajudar você na avaliação do consumo de energia elétrica? Por quê?

A potência elétrica. Porque ela indica a taxa de energia consumida pelo aparelho num determinado tempo.

6-) Existe um elemento comum, entre aqueles identificados na primeira atividade (Ordenando os aparelhos elétricos, página 4), nos aparelhos que têm potência alta? Qual?

Sim. A resistência, são os aparelhos resistivos que transformam energia elétrica em calor os que possuem as maiores potências.

7-) Podemos afirmar que os equipamentos de alta potência são os maiores consumidores de energia elétrica? Explique sua resposta.
Sim, porque a potência é a energia gasta em um certo intervalo de tempo, então quanto maior a potência, maior o consumo de energia elétrica em um mesmo tempo.

Grandezas Físicas Relacionadas a Eletricidade:

Tensão elétrica ou voltagem: É a diferença entre a quantidade de carga elétrica de um ponto a outro em um circuito. Os aparelhos elétricos que são ligados na tomada ou à rede elétrica da residência trazem escrito os valores de 110V ou 220V. Alguns aparelhos como os rádios, por exemplo, permitem que se ajuste o aparelho à tensão da rede elétrica da residência da cidade onde você mora e que pode ser 110V ou 220V.
No caso de um desses aparelhos ser ligado numa tensão maior que a especificada pelo fabricante, ele queima quase que imediatamente. Se ele for ligado a uma tensão menor que a especificada, ou o aparelho não funciona ou funciona precariamente.

Potência: A potência é a grandeza elétrica que indica o consumo de energia elétrica do aparelho em cada unidade de tempo de seu funcionamento. Por exemplo, se uma lâmpada tem potência de 100 watt, significa que em cada segundo de funcionamento ela consome 100 joules de energia elétrica.

Corrente elétrica: A corrente elétrica é uma grandeza cujo valor depende da potência do aparelho e também da tensão em que ele é colocado para funcionar. Por exemplo, uma lâmpada de 100 watt feita para funcionar na tensão de 110 volts, quando ligada requer maior corrente elétrica que uma de potência de 60 watt e de mesma tensão. É por essa razão que a lâmpada de 100 watt apresenta luminosidade maior que a de 60 watt.
Existem dois tipos de corrente elétrica: a corrente contínua que é fornecida por pilhas e baterias e a corrente alternada que é aquela fornecida pelas usinas para as casas, indústrias, etc.

Frequencia: Embora a frequencia seja uma grandeza que comparece na maioria dos aparelhos elétricos nos valores 50/60 e na unidade hertz (Hz) ela não é usada somente na eletricidade. Nesse caso, ela se refere a uma característica da corrente elétrica alternada obtida com as usinas geradoras de eletricidade. No Brasil, a frequencia da corrente alternada é de 60 hertz, ou seja, 60 ciclos por segundo. Há países como Portugal e o Paraguai onde a frequencia é de 50 hertz.



Verificando e comparando as especificações dos aparelhos



1-) Com base nas informações indicadas na etiqueta, identifique a tensão de funcionamento do chuveiro, a potência e a corrente máxima do disjuntor.

2-) Qual aparelho consome mais: uma lâmpada de 60 W - 127 V ligada 24 horas ou um chuveiro de 5400 W - 220 V ligado por 15 minutos? Justifique a sua resposta.



3-) Em uma lâmpada fluorescente compacta vem escrita as seguintes informações: 25 W; 127 V; 60 Hz; 321 mA. Quais as grandezas que estão sendo especificadas?



Lição de Casa:

domingo, 8 de março de 2009

Aula - Identificando as Variáveis Relevantes

Situação de Aprendizagem 2 da disciplina de física para a primeira série do Ensino Médio.

Identificando as variáveis relevantes de um movimento

Competências e Habilidades: utilizar modelo explicativo de movimento para compreender os movimentos de translação; utilizar terminologia científica adequada para descrever situações cotidianas; analisar e prever fenômenos ou resultados de experimentos científicos organizando e sistematizando informações dadas.

1. Desenhe pelo menos cinco diferentes placas de sinalização de rodovias ou de vias urbanas. Aponte quais indicam distância e quais indicam tempo.

Alguns exemplos de placas indicando velocidade e distância. (As placas que indicam tempo geralmente são outdoors avisando o tempo de chegada até shoppings, postos, restaurantes, etc.)

2. O que significam as placas que indicam distâncias, por exemplo: lombada a 300 metros, restaurante a 3 quilômetros, próxima cidade a 22 quilômetros etc.? A lombada, o restaurante ou a cidade estão longe ou perto?

Essas placas significam a distância que há da placa até o local indicado. O fato dos locais estarem longe ou perto vai depender com o que você está comparando (lembrando que longe e perto são advérbios), e da velocidade que você está em seu veículo ao avistar a placa. Por exemplo, 22 km é perto se comparamos com uma cidade a 420 km de distância, mas é longe se comparo com uma lombada a 300 metros. A mesma lombada pode estar próxima se estou com velocidade de 40 km/h, ou distante se estou com uma velocidade de 5 km/h.

3. O que significam as placas que indicam tempo, por exemplo: posto a 5 minutos, restaurante a 15 minutos etc.?

Significa que este é o tempo que você pode levar para chegar até o local a partir do momento em que você avistou a placa.

4. Será que você realmente chega a essas localidades no tempo indicado?

Apenas se você estiver na velocidade máxima permitida da pista. Já que este tempo é calculado levando-se em conta o limite de velocidade. E se você não tiver nenhum imprevisto ou impecilho durante o trajeto.

5. Você pode demorar um tempo menor que esse?

Pode. Mas para isso deverá trafegar a uma velocidade superior a velocidade máxima permitida.

6. O que significam as placas que indicam limite de velocidade?

Significam que o veículo não deve ultrapassar daquele limite de velocidade para que possa trafegar com maior segurança.

7. Por que a velocidade dos veículos é expressa em unidade de distância dividida por unidade de tempo, como km/h ou m/s ou cm/s?

Porque a velocidade de um veículo significa a distância que o mesmo percorre em um certo tempo. Logo para calculá-la devemos dividir a distância percorrida pelo tempo que levamos para percorrê-la.

Antes de resolver o exercício 8. desta situação de aprendizagem é necessário relembrar algumas coisas:

Velocidade Média = É a variação do espaço percorrido em média por unidade de tempo. Ou a variação do tempo que você levou para percorrer (uma distância) de um ponto a outro.

Com relação as unidades de velocidade: 1 m/s equivale a 3,6 km/h.

E para transformar a velocidade de um corpo de km/h para m/s devemos dividir por 3,6.

E para transformar a velocidade de m/s para km/h devemos multiplicar por 3,6.

Com relação as unidades de tempo: 1 hora tem 60 minutos. Logo:

Para transformar um valor de horas em minutos devemos multiplicar por 60.

Para transformar um valor de minutos em horas devemos dividir por 60.

sexta-feira, 6 de março de 2009

Aula - Refletindo sobre a eletricidade

Situação de Aprendizagem 1 do terceiro ano do Ensino Médio na disciplina de Física, atividades complementares do Caderno do Aluno.

Refletindo sobre a eletricidade

1-) Você já imaginou o mundo atual sem a eletricidade?
(Aqui você deve refletir sobre o mundo atual, e todas as coisas e atividades que utilizam a energia elétrica de alguma maneira e imaginar como seria sem elas)

Não seria impossível, mas um retorno ao passado, a épocas mais remotas onde a eletricidade não era utilizada pelo homem. A comunicação seria mais escassa, demorada e grandes distâncias iriam separar pessoas e criar barreiras para relacionamentos e acordos. Muito conforto, lazer e facilidades no trabalho dos nossos dias voltariam a ser como antigamente, exemplo, ler ao invés de assistir a televisão ou ouvir música, dormir cedo ao escurecer e conviver com o cheiro de velas, lenha e lamparina queimando. Passar roupa com ferro a brasa, preparar a comida no forno a lenha, ao invés de comprar gás ir pegar lenha para o fogão. Transporte feito com energia braçal, tração animal, eólica ou a vapor. Etc.

2-) Como seria o seu dia-a-dia sem eletricidade?
(Pensar nas atividades que você realiza, porque precisa, gosta ou deve, e como elas seriam sem eletricidade. Se seriam possíveis, prejudicadas ou incompletas).

3-) O que diferencia um aparelho do outro?
Um aparelho elétrico é diferenciado do outro pelas suas características próprias, funções e aplicabilidade. Suas especificações com relação a tensão elétrica, corrente, modo correto de uso também os diferenciam, além das transformações energéticas envolvidas em seu funcionamento.

4-) Cite três objetos que você acredita não utilizam eletricidade. Explique o porquê.
Objetos que não utilizam a eletricidade de maneira direta podemos citar muitos: peteca, pente, roupas, meias, faca (cortar), vassoura, etc. Se considerarmos objetos que não utilizem a eletricidade nem de maneira indireta, ou seja, para sua fabricação poderemos citar: tijolo, potes e vasos de argila e barro, cadeira ou banco de palha, objetos artesanais manuais como brincos, colares e pulseiras de sementes, pipa, etc.

5-) Os equipamentos elétricos podem ser classificados em grupos (segundo a atividade desenvolvida em sala de aula). A qual grupo você acredita que pertençam os equipamentos a seguir?

a) cafeteira elétrica: Aparelhos Resistivos
b) rádio: Aparelhos de Comunicação e Informação
c) bateria de celular: Geradores Elétricos
d) aspirador de pó: Aparelhos Motores

Eletricidade no corpo humano: impulsos elétricos do olho para o cérebro.

Identifique outros sentidos, além da visão, que produzem impulsos elétricos no corpo humano.

Praticamente todos os outros sentidos produzem e transmitem impulsos elétricos no corpo humano em seu sistema nervoso. Audição e sistema vestibular (equilíbrio), paladar, olfato, tato (mecanoreceptores, termoreceptores e terminações nervosas livres, ou seja, pressão, entrada e saída de calor e dor), e a propriocepção (sentido que diz ao nosso corpo que ele está no local que está).

Você Aprendeu?

1-) Escreva uma frase que defina a vida moderna em relação à eletricidade.
(Use a criatividade para relacionar em uma frase a vida moderna e a eletricidade. Como uma depende da outra, como se relacionam, uma idéia é utilizar-se de metáforas criativas comparando a função da eletricidade na vida moderna a função de alguma coisa em um sistema maior).

2-) A partir do que foi estudado, destaque os elementos que caracterizam os equipamentos classificados nos seguintes grupos:

a) resistivos: A resistência é o que os caracteriza, e principalmente a transformação energética de energia elétrica em energia térmica.
b) motores: O motor elétrico é o principal componente destes aparelhos, e ele está ligado a transformação de energia elétrica em energia mecânica (movimento).
c) comunicadores: Geralmente compostos de componentes como semi-condutores, transistores, capacitores e circuitos de micro-eletrônica. Estão ligados a produção, recepção, ou armazenamento de informação através do uso do magnetismo ou de ondas eletromagnéticas.
d) fontes: São geradores de energia elétrica, transformando qualquer outra forma de energia (química, mecânica, térmica, solar) em energia elétrica.

3-) O simples fato de sentir o cheiro de algo ou o gosto de um alimento está ligado à eletricidade. A partir dessa informação, reflita sobre a necessidade da eletricidade para realização de funções vitais ao ser humano, como, por exemplo, respirar. Escreva em seu caderno um pequeno texto expondo suas ideias a esse respeito.
(Esse exercício eu não achei muito necessário que fosse realizado. Mas para aqueles que quiserem aqui vai algumas dicas:
É para escrever um texto expondo suas idéias a esse respeito, o que você pensa sobre isso, ou se nunca pensou nada a respeito, agora, depois que foi falado na aula sobre a importância da eletricidade no corpo humano e para os sentidos, o que você pode concluir e refletir sobre sua necessidade e evidência nas funções vitais do ser humano.
Lembre-se de que o cérebro é um órgão que funciona a base de impulsos elétricos, e é através destes que ele se comunica em suas diferentes partes e com o resto do corpo, é também através deles que obtém informação dos sentidos do corpo e do que está ocorrendo em todo o corpo, o controla, constrói, restaura, protege, etc. Lembre-se também de que o corpo é formado essencialmente de água, e isso não é apenas uma informação interessante, é no meio líquido que as cargas elétricas do corpo são transportadas através dos íons, pelo sistema nervoso, pelas células e pelo cérebro.
Está aí a importância da reposição dos eletrólitos pelos atletas durante os exercícios, e também do soro caseiro água (meio de transporte e nutrição) + sal (íons para as cargas elétricas) + açúcar (glicose, energia para as células manterem sua vida e poderem fazer a bomba de sódio e potássio ligada a pressão sanguínea e também a eletricidade do corpo). Se quiser incrementar seu texto pode procurar informações de biofísica e biologia sobre o funcionamento destas funções e situações do ponto de vista de outra ciência.
Mas o importante é não se delongar demais, pois é apenas um pequeno texto expondo suas idéias sobre o assunto, não é uma dissertação, mas apenas uma constatação do que você pensa a esse respeito. Abaixo um exemplo entre milhares de como poderia ficar esse texto:)

A eletricidade não está apenas presente na obtenção de informações externas pelo corpo, através dos sentidos, e na percepção do mundo. Mesmo para respirar, sobreviver ou realizar funções básicas como digestão dos alimentos, excreção das substâncias desnecessárias pela urina e suor, regulação da fome e sede, da absorção dos nutrientes e da temperatura interna do corpo, movimentação dos músculos dos membros, sensações de prazer ou dor, ou ainda na produção de hormônios e ferômonios está envolvido o comando do cérebro. E este comando é coordenado e feito através de impulsos elétricos. Logo podemos dizer que somos uma máquina bio-elétrica que possui também sua bateria que sempre precisa estar sendo recarregada. A eletricidade está então presente em muito mais coisas da nossa vida do que podemos supor, a força elétrica ao que parece regula e favorece a vida.

PARA SABER MAIS

Escolha um aparelho elétrico e descreva as modificações tecnológicas pelas quais ele passou nos últimos anos.

(Qualquer aparelho elétrico serve aqui. A importância deste exercício é refletir sobre os avanços tecnológicos e perceber como a ciência muda e modifica os aparelhos adequando-os as nossas necessidades e tornando seu uso mais confortável, vou dar dois exemplos, mas existem dezenas de aparelhos que poderiam ser descritos aqui)

Ferro de Passar Roupa: Antigamente eram pesados e faziam muita sujeira além de perigosos, eram a brasa, que era colocada em seu interior. Hoje em dia são elétricos, com regulagem automática da temperatura para cada tipo de tecido, com adição de água e vapor para melhorar e desamarrotar melhor a roupa. Os mais modernos evitam até que se queime a roupa desligando automaticamente quando esquecidos no mesmo local por muito tempo.

Celulares: Os primeiros celulares eram verdadeiros tijolos, de tão grandes e pesados, facilmente paravam de pegar e bastava entrar em alguma cobertura para o sinal ficar mais fraco. E tinham apenas uma única função, discar para alguém e receber chamadas como um telefone. Os mais modernos desse tempo tinham agenda e gravavam atalhos para discagem rápida. Hoje além disto eles tiram foto, armazenam dados, possuem jogos, músicas, vídeos, acessam a internet, mandam mensagem, transmitem informações para outros aparelhos de armazenagem, gravam som, são bem finos e leves, com visor colorido e de alta definição, pegam estações de rádio e emissoras de TV além de terem maior durabilidade de suas baterias.

Lição de Casa

A lição de casa deve ser feita procedendo-se do mesmo modo como nas primeiras aulas, listando os aparelhos elétricos de sua casa e refletindo para classificá-los entre aparelhos resistivos, motores, geradores ou utilizados para comunicação e informação.

quinta-feira, 5 de março de 2009

Aula - Calor e Temperatura

Alguns clicks batidos durante a experiência no segundo ano C do Nely Carbonieri.
Primeiro uma foto da Daiane filha do Carlão, colocando a mão na água quente e na água gelada.
Nessa foto temos a Mayte, saudades dela, que agora está de noite, Mayte, volta pra manhã!!!
Aqui a Jessica na primeira parte da experiência, com as mãos em águas com temperatura alta e baixa.E essa na segunda etapa, quando as duas mãos são colocadas juntas na bacia com água na temperatura ambiente.
Após realizar a experiência com os alunos sobre a sensação térmica do corpo humano e sua relação com Calor e Temperatura, respondemos as seguintes questões:

A Física Térmica no dia-a-dia

1-) O que significa calor?
Calor, na física, é o processo de transferência de energia térmica de um corpo para outro. O calor sempre é transferido (passa) de um corpo com maior temperatura para um corpo com menor temperatura e nunca o contrário.
Na foto o pessoal lá do Alcyr da Rosa Lima, da segunda série A.

2-) O que significa temperatura?
Temperatura é uma grandeza física que mede a quantidade média de movimento aleatório dos átomos e moléculas de um corpo qualquer. Ou seja, temperatura é a medida do grau de agitação das partículas microscópicas que formam a matéria. Quanto maior é a agitação destas partículas maior é a temperatura da matéria, e quanto menor é esse movimento, menor sua temperatura. Na foto a Giani linda, que nem a irmã dela a Janaina, minha amiga de rpg!

3-) O que a Física Térmica estuda?
A Física Térmica estuda o Calor (processo de transferência de energia térmica) e a Temperatura, e suas relações entre si e entre outras grandezas da física, como a potência, a energia mecânica (Trabalho), o rendimento, o volume, a densidade, a pressão, etc.
Na foto o Wesley, um aluno perfeito em tudo que faz, mas com um defeito que compensa a falta de todos os outros, ser corinthiano... tem gente que nasce no sofrimento, mas no caso deste, ele escolheu ser sofredor.
Abaixo o Rodrigão tentando sentir alguma coisa com a experiência...
E aqui o pessoal da noite. O Johny da segunda série E, fazendo a experiência.
E a Daiane da mesma classe, muito risonha participando também da aula.

Aula - Eletricidade no dia-a-dia

Situação de Aprendizagem 1 da disciplina de física para a terceira série do Ensino Médio.

Reconhecendo a Eletricidade no Dia-a-Dia

Competências e Habilidades: identificar a presença da eletricidade no cotidiano; classificar os equipamentos elétricos a partir de seu uso em tarefas cotidianas.

1-) Faça uma lista das tarefas realizadas hoje desde o momento que você saiu da cama e depois responda às questões seguintes:
Exemplo de lista feita individualmente ou com a sala toda: Espreguiçar-se, desligar o despertador, lavar o rosto, escovar os dentes, tomar banho, trocar de roupa, lavar as mãos, ir ao banheiro, dar a descarga, pentear o cabelo, abrir a porta, acender a luz, beber água, passar a roupa, lavar a louça, abrir a geladeira, ouvir música no mp3, atender o telefone, mexer no celular, tomar café da manhã, fazer café, passar a chapinha no cabelo, maquiar-se, assistir a televisão, ouvir o rádio, beijar, abraçar, pedir a benção para a vó, abrir o portão eletrônico, ir de carro até a escola, andar, pegar o ônibus, etc.

2-) Quais das atividades listadas utilizaram a eletricidade para serem executadas?
Utilizaram a eletricidade de forma direta para serem executadas (excetuando-se a corrente elétrica do corpo): Desligar o despertador, tomar banho (se for quente), acender a luz, passar a roupa, abrir a geladeira, ouvir música no mp3, atender o telefone, mexer no celular, tomar café da manhã (depende do que foi feito para o café), fazer café (se usou fogão elétrico ou cafeteira), passar a chapinha no cabelo, assistir a televisão, ouvir o rádio, abrir o portão eletrônico, ir de carro até a escola, pegar o ônibus, ver a hora no relógio etc.

3-) Existem outras tarefas que ainda serão realizadas durante o dia e que utilizarão a eletricidade?
Sim. No trabalho (se trabalhar com máquinas, aparelhos, iluminação, ventilação, etc), usar o computador, entrar na internet, lavar a roupa (tanquinho ou máquina de lavar), usar o liquidificador ou o processador de alimentos, preparar sanduíches na sanduicheira elétrica, usar panela elétrica ou chapa elétrica, fazer contas na calculadora, apertar o controle remoto, etc.

4-) Você consegue apontar uma atividade que utilize eletricidade sem ser um aparelho elétrico ou tecnológico?
Sim, qualquer atividade realizada com o corpo humano, já que o ser humano capta e percebe o mundo com o uso da eletricidade de seu corpo, que se utiliza de íons para percorrer o caminho das extremidades dos sentidos até o cérebro através do sistema nervoso. Uma outra opção é falar aqui do uso indireto da eletricidade, por exemplo, para beber água aparentemente não usamos eletricidade, mas o serviço de água a utiliza para que seja possível que você tenha água em sua casa na torneira. Trocar-se utiliza eletricidade na confecção das roupas que você está trocando ou no seu transporte e venda. Etc.

5-) Separe as atividades que usam eletricidade em dois grupos que tenham características em comum. Quais são esses grupos?
Alguns grupos que foram sugeridos pelos alunos:

Atividades que usam eletricidade de fonte de corrente contínua (que provém de fontes como pilhas, baterias e íons, que precisam ser recarregadas após um tempo de uso porque gastam-se com o tempo) e atividades que usam eletricidade de fonte de corrente alternada (que provém das tomadas e do sistema elétrico urbano, obtidas em usinas geradoras de eletricidade).

Aparelhos elétricos (com circuito simples e sem chips ou placas de microeletrônica) e aparelhos micro-eletrônicos ou eletrônicos (que envolvem em seu interior circuitos integrados, semicondutores, micro circuitos etc.).

Atividades que usam eletricidade diretamente e atividades que se utilizam da eletricidade indiretamente.

Atividades utilizadas para o lazer e divertimento e atividades essenciais ou necessárias para se manter no dia-a-dia.

Ordenando os aparelhos elétricos

Agrupar os aparelhos elétricos abaixo utilizando algum critério:

Aparelhos Resistivos: Chuveiro, Aquecedor Elétrico, Lâmpada, Secador de Cabelo, Torradeira, Lâmpada Fluorescente, Ferro de Passar.

Aparelhos Motores: Batedeira, Aparelho de Barbear, Furadeira, Secador de Cabelo, Lavadora, Geladeira, Ventilador, Liquidificador.

Geradores e Fontes: Tomada, Pilha, Bateria de Carro, Dínamo.

Aparelhos de Comunicação e Informação: Telefone, Televisão, Computador, Microfone, DVD player, Fita Cassete.

1-) Quais são os critérios de classificação que você adotou?

Foi adotado o seguinte critério: Aparelhos resistivos (para aqueles nos quais a principal função é a obtenção de energia térmica/calor através da eletricidade), aparelhos motores (nos quais a principal função é a obtenção de movimento ou energia mecânica a partir da eletricidade), geradores ou fontes (que fazem o inverso, fornecendo energia elétrica a partir de outras formas de energia como energia química ou energia potencial gravitacional) e aparelhos de comunicação e informação (cuja principal função é guardar informações, decodificá-las, transportá-las e servir a comunicação, estão relacionados com o magnetismo e com ondas eletromagnéticas).

2-) Por que esse seria um bom critério para agrupar os aparelhos? Você consegue pensar em outro? Qual?

Este seria um bom critério porque separa os aparelhos de acordo com suas principais funções e usos, e reúne aparelhos que contém elementos semelhantes em seu interior em um mesmo grupo. Outro critério poderia ser separá-los de acordo com a fonte que utilizam para gerar ou obter energia elétrica.

3-) É possível identificar algum elemento característico em cada grupo? Qual?

Nos aparelhos resistivos podemos identificar o RESISTOR (resistência) que é o responsável principal pela transformação energia elétrica --> energia térmica.

Nos aparelhos motores o elemento característico é o motor elétrico, que pode ser de corrente contínua ou alternada, baseados em princípios do eletromagnetismo ou processos eletrostáticos e que transforma energia elétrica --> energia mecânica.

Nos geradores o elemento característico é o processo de indução eletromagnética, feito com uma bobina e um elemento magnético (que pode ser um ímã ou um campo magnético), existem também geradores eletrostáticos, geradores a partir de células fotovoltaicas e geradores químicos que utilizam reações entre substâncias para a formação de íons. Nas fontes e geradores ocorre a transformação de algum tipo de energia em energia elétrica.

Nos aparelhos e informação e comunicação há muitos dispositivos e circuitos, mas o que os une principalmente é que trabalham com a informação e a forma de codificar e decodificar informações por ondas eletromagnéticas, magnetismo ou eletricidade.

Observações da aplicação desta atividade:

É necessário que eu relate que a aplicação desta atividade trouxe algum estranhamento em uma sala na qual a apliquei. Um aluno que já cursou eletrônica em uma escola técnica teve alguma indignação de ver o uso de termos técnicos bem definidos na sua mente serem utilizados como termos gerais para agrupar coisas muitos diferentes e distintas entre si.

Por exemplo, foi difícil para ele aceitar que a tomada fosse considerada uma fonte ou um gerador, mesmo que de forma genérica, e ele não deixa de estar correto, a tomada é um dispositivo, uma peça, e não a fonte em si da eletricidade. Mas quando representamos um circuito de forma simbólica, representamos a tomada com o símbolo de um gerador, não que ela gere a energia, mas que para o sistema ou o recorte que estamos fazendo da realidade, é a ela que cabe esse papel, já que não vamos incluir a usina ou as subestações em nosso circuito.

Também não achou adequado essa classificação genérica dos aparelhos, dizendo que muitos, como o computador por exemplo, poderiam e com razão, ser encaixados em todos os critérios. Salientei que separamos pelas principais funções e usos do aparelho e não apenas por apresentarem tal transformação ou elemento característico. Por isso, o DVD player foi classificado em aparelhos de comunicação e não em aparelhos motores, apesar de possuir também um motor elétrico. O mesmo pode ser afirmado de casos semelhantes.

Já o Secador de Cabelo trouxe-me algumas dúvidas. Sua principal função é secar o cabelo. O que pode ser conseguido tanto pelo vento que ele gera graças ao seu motor elétrico, como pelo calor que ele gera através de sua resistência. Então por sua função ele entraria muito bem nos dois critérios. Mas optei por deixá-lo apenas entre os motores, já que sempre há nele o movimento do motor, e o calor pode não ser utilizado (em alguns modelos) no seu funcionamento. Mas considerei correto sua classificação de forma distinta da adotada, desde que o aluno saiba o porquê de estar inserindo ele em tal classificação. O mesmo vale para outros aparelhos da lista.

segunda-feira, 2 de março de 2009

Aula - Cadê o Calor?

Situação de Aprendizagem 1 da disciplina de física para a segunda série do Ensino Médio.

Problematizando e Classificando: Cadê o Calor?

Competências e Habilidades: identificar fenômenos, substâncias e materiais envolvidos em processos térmicos; relacionar características térmicas dos materiais com seus diferentes usos diários; perceber a participação do calor nos processos naturais ou tecnológicos; elaborar comunicação escrita ou oral utilizando linguagem científica adequada.

Roteiro 1

1-) Liste pelo menos 20 termos, processos ou situações que tenham alguma relação com calor ou com temperatura.
Fogo, água, gasolina, álcool, blusa de lã, cobertor, gelo, gás freon, evaporação, condensação, fusão, explosão, dinamite, exercícios físicos, forno, fermentação, café, queimadura, gangrena, febre, termômetro, etc.

2-) Quais características dos elementos que você listou os associam a processos térmicos? Por exemplo, nossas mãos se esquentam quando as esfregamos, ou nossa pele molhada com álcool se resfria se a sopramos.
O fogo aquece pela queima de combustíveis.
A água pode ser utilizada como sistema de refrigeração retirando o calor dos corpos.
A gasolina produz calor através de sua queima e explosão.
O álcool esquenta o corpo quando o tomamos.
A blusa de lã isola o corpo dificultando a troca de calor. O cobertor também.
O gelo resfria roubando calor dos objetos nos quais está em contato.
O gás freon retira calor de dentro da geladeira para realizar sua expansão e o devolve ao ambiente no condensador atrás da geladeira sob alta pressão.
A evaporação é um processo natural da passagem do estado líquido ao gasoso ou vapor no qual há consumo/ganho de calor, e a condensação é um processo do estado gasoso ao líquido no qual há perda de calor. Na fusão o sólido passa para o líquido retirando calor do ambiente.
A explosão é uma grande expansão de pressão e temperatura que ocorre em um pequeno tempo.
A dinamite serve para provocar explosões.
Os exercícios físicos geram calor pelo atrito e movimento dos músculos o que provoca um aumento da quantidade de calor no corpo.
O forno aquece os alimentos funcionando como uma estufa, fazendo o calor circular homogeneamente por dentro dele.
A fermentação é um processo químico/biológico que gera calor e gás carbônico.
O café para ser feito utiliza o calor da água para aumentar sua solubilidade na mesma.
A queimadura ocorre quando uma fonte de calor transforma a água do nosso corpo em vapor, a gangrena ocorre quando os líquidos do nosso corpo passam para o estado sólido, e a febre é um mecanismo de defesa do corpo humano utilizado para matar as bactérias, germes e vírus que não resistem a altas temperaturas.
O termômetro é um aparelho utilizado para medir a temperatura através da comparação com um agente controlado que dilata ao receber calor.

3-) Identifique sistemas naturais e criados pelo homem nos quais exista alguma relação com calor e temperatura.
Sistemas naturais: Formação das chuvas, formação dos ventos, neve e granizo, neblina, erupção vulcânica, efeito estufa, el niño e la ninã, aquecimento global, destruição da camada de ozônio, eras glaciais, etc.
Criados pelo homem: Usina nuclear, usina termoelétrica, geladeira, ar condicionado, máquina a vapor, caldeira, motor a explosão, etc.
4-) Agora use os elementos de sua lista para preencher a tabela a seguir.
A Física Térmica no dia-a-dia.

Antes de falarmos da diferença entre Calor (processo) e Temperatura (Grandeza relacionada ao movimento da matéria), será feita a seguinte experiência, segue o modelo do relatório:

Temperatura e Calor

Objetivo: Verificar que nosso sentido térmico é mais eficaz em captar o calor que ganha ou perde em relação as coisas do que suas temperaturas reais.

Material: Três vasilhas, água na temperatura ambiente, água quente e água com gelo. Além de alguém para realizar a experiência.

Procedimento: Colocar uma das mãos mergulhada na vasilha com água quente e a outra mão na vasilha com água com gelo. Esperar alguns instantes. Em seguida, retirar ambas as mãos ao mesmo tempo das vasilhas e colocá-las juntas sem se tocarem muito uma na outra na vasilha com água na temperatura ambiente. Observar o que ocorre.

Resultados: A mão que está mergulhada na água quente sofrerá um aumento de temperatura, pois está ganhando calor, energia, e quando recebemos calor temos a sensação de quente. A outra mão mergulhada na água com gelo sofrerá uma diminuição da temperatura, pois transferirá calor para a água gelada, com a saída do calor da mão temos a sensação de frio.

Quando colocamos as duas mãos na água com temperatura ambiente sentimos uma inversão nas sensações. A mão que está com menor temperatura, a gelada, nos passa a sensação de quente, e a mão que está com maior temperatura, a quente, nos passa a sensação de frio. Isso ocorre porque quando colocamos a mão gelada na água com temperatura ambiente ela receberá calor dessa água, e sempre que recebemos calor temos a sensação de quente. A outra mão, que está com maior temperatura, ao ser colocada na água ambiente cede calor para essa água, e sempre que doamos calor temos a sensação de frio.

Conclusão: Podemos concluir que nosso corpo não consegue sentir a temperatura das coisas e sim apenas a transferência de energia térmica, o calor. E sempre que o calor é transferido de nosso corpo ao ambiente temos a sensação de frio, e quando ocorre o contrário, o calor é transferido do ambiente para nosso corpo, temos a sensação de quente.

Posando para as fotos temos o João e a Giani, alunos do 2º C no Nely.

Aula - Levantamento e Classificação dos Movimentos do Cotidiano

Situação de Aprendizagem 1 da disciplina de física para a primeira série do Ensino Médio.

Grandezas do Movimento:
Levantamento e Classificação dos Movimentos do Cotidiano

Competências e Habilidades: Utilizar terminologia científica adequada para descrever movimentos de situações cotidianas; identificar a presença de movimentos no cotidiano; classificar os movimentos identificando as grandezas que os caracterizam; planejar o estudo dos movimentos contemplando as classificações efetuadas.

1-) Faça uma lista dos movimentos que você realizou hoje e de tudo que viu em movimento desde quando acordou.
Esticar os braços, respirar, andar, abrir a porta, lavar as mãos, dar descarga, tomar banho, trocar-se, escovar os dentes, beber água, pular, o ponteiro do relógio, o ventilador, a bicicleta passando, o carro na rua, o ônibus freando, o pássaro voando, pentear o cabelo, bocejar, escutar um CD de música, subir as escadas, dar tchau para os pais, beijar, abraçar alguém, correr, agachar, levantar algum objeto, cachorro latindo, as árvores balançando com o vento, o vento, escrever no caderno, esbarrar no colega, varrer a sala, lavar a louça, passar a roupa, abrir uma lata de refrigerante, comer, cortar o pão, abrir a geladeira, apertar o interruptor, sentar, etc.

2-) O que foi necessário para realizar cada um desses movimentos (combustível, alimento, uma rampa, ter pernas, ter rodas etc.)?
Para realizar esses movimentos foi necessário força e energia, e as fontes dessa força e energia podem variar. No caso de esticar os braços, respirar, andar, correr, bocejar, beijar, abraçar, esbarrar, é necessário o alimento, que fornecerá a energia química para o corpo. No caso de veículos essa energia pode vir do agente humano que o controla (ciclista, motorista) e também do combustível e da bateria. O ventilador, a geladeira, o ferro de passar e o toca CD utilizam a energia elétrica, o vento a energia do Sol. Pular e dar a descarga utilizam a energia gravitacional. O relógio pode funcionar com pilhas ou bateria. Para alguns movimentos além da fonte de energia também são necessários alguns elementos, como água para tomar banho e lavar as mãos, vassoura para varrer a sala, comida para comer, escadas para subí-las etc.

3-) Quais as finalidades de cada movimento?
A finalidade de andar, correr, usar a bicicleta, o carro ou o ônibus é a locomoção, se deslocar, chegar a algum lugar.
A finalidade do ponteiro do relógio é marcar a passagem do tempo.
A finalidade do ventilador é produzir vento e aliviar o calor.
A finalidade de tomar banho, escovar os dentes, lavar as mãos, usar a descarga, trocar-se é a higiene pessoal.
A finalidade de comer, respirar, beber água, cortar o pão, abrir uma lata de refrigerante e abrir a geladeira é se alimentar e obter energia.
A finalidade de lavar a louça, passar a roupa, varrer a sala, pentear o cabelo é manter a ordem e a limpeza.
A finalidade de abraçar, beijar e dar tchau para os pais é vivenciar sua afetividade e demonstrar carinho.
A finalidade de escrever no caderno é guardar informações ou exercitar habilidades.
A finalidade de ouvir música é divertir-se, relaxar ou distrair-se.
A finalidade de apertar o interruptor é permitir a passagem de corrente para algum aparelho ou máquina. Etc.

a) Dentre eles, quais movimentos tiveram a finalidade de deslocamento?
Esticar os braços, andar, pular, a bicicleta passando, o carro, o ônibus freando, o pássaro voando, pentear o cabelo, subir as escadas, varrer a sala (deslocar o lixo), etc.

b) Quais movimentos produzem o giro?
O ponteiro do relógio, o ventilador, abrir a porta (não um giro completo), abrir a geladeira (como a porta dos ambientes a porta da geladeira também gira presa a um eixo), dançar, dar a descarga, escovar os dentes, escrever no caderno, etc.

c) O que foi utilizado para controlar os movimentos?
Para controlar os movimentos foram utilizados o cérebro (movimentos do corpo de seres vivos), os freios, acelerador, volante, guidão, a força dos braços, o interruptor, a torneira, botões, etc.

d) É possível ampliar a força usando os movimentos?
Sim. Podemos pensar nisso de duas maneiras distintas. No caso de seres vivos, eles podem ampliar sua força (força no sentido do senso comum) através dos movimentos de um exercício físico ou musculação. Em um sentido mais físico (da disciplina Física), podemos ampliar nossa força utilizando os movimentos de algumas ferramentas ou partes do corpo específicos. Exemplo: ao utilizar um abridor de garrafa, o movimento que fazemos nele para abrir a garrafa amplia nossa fora, que de outro modo teríamos que utilizar maior energia e produzir uma força maior para abrir a garrafa sem o abridor. Um carrinho de mão, amplia nossa força, já que para carregar muitas coisas nele fazemos menos força do que se carregassemos as mesmas coisas sem o seu uso. Para varrer a sala, a vassoura e seu movimento amplia nossa força, pois juntar todo o lixo do chão sem utilizar-se do movimento de varrer gastaria mais energia. Etc.

e) Converse e identifique as semelhanças e as diferenças dos movimentos realizados, o que é necessário para produzir esses movimentos e para controlá-los. Anote as conclusões do grupo.
Há essencialmente dois tipos de movimentos identificados, o movimento de deslocamento, que na Física vamos chamar de movimento linear, onde há a mudança de lugar do corpo que se movimenta, e o movimento de giro ou rotação, chamado na Física de movimento angular, onde o que varia não é a posição de todo o objeto e sim apenas de parte dele ou de suas extremidades, mantendo-se um ponto fixo que chamamos de eixo, em torno do qual o objeto ou corpo se movimenta, lembrando que para ser um movimento de rotação o eixo em torno do qual ocorre o giro deve fazer parte do próprio corpo ou estar intrínseco nele. Exemplo: Andar em círculos com uma bicicleta não é um movimento de rotação ou angular e sim um deslocamento, pois, toda a bicicleta está constantemente mudando de lugar mesmo que retorne ao mesmo depois de um tempo, por outro lado, seus pneus e aros produzem rotações, já que giram em relação a seu centro (o eixo) sem afastar-se dele.

Para produzir e controlar os movimentos são necessárias forças. E uma força que produz, controla ou pára um deslocamento demanda energia de sua fonte, da mesma maneira para as rotações teremos os torques, que semelhante as forças, são os responsáveis por produzir, controlar ou parar o movimento angular, e demandam também energia.

A relação entre Força e Torque será vista mais para frente.

4-) Classifique tudo o que você levantou junto com seu grupo e anote na tabela o que: desloca-se; gira; produz movimentos; amplia força aplicada; permanece em equilíbrio.