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:

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.

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.

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.

Aula - Modelo Científico - Caixa Preta

Essa aula foi proposta para ser aplicada na primeira semana de aula em todos os anos do Ensino Médio na disciplina de Física.

Algumas imagens capturadas durante a primeira etapa da aula:

Objetivos Gerais
Apresentar o papel dos modelos na construção do conhecimento físico e estabelecer as diferenças entre os modelos usados no cotidiano e na ciência.

Conteúdo
Noção de modelo no cotidiano
Modelo físico

Atividade 1 – Inventando um modelo para a caixa preta

Nessa primeira aula é apresentada a Caixa-Preta aos alunos, que eu montei em duas versões, uma mais simples, na qual apenas coloquei alguns objetos dentro de uma caixa de papelão e a lacrei com fita isolante. E outra, mais complexa, onde há um mecanismo escondido por dentro da caixa que é evidenciado por dois palitos de churrascos que saem de seu interior para fora por orifícios nas laterais da caixa, e um arame no centro atravessando a caixa de um lado ao outro.

A classe é reunida em grupos e em conjunto são estimulados a pensar no que há escondido pela caixa preta, que explique os efeitos que são visíveis externamente, de acordo com a caixa utilizada, foi permitido aos alunos que pudessem manusear a caixa e o mecanismo.

Após terem algumas idéias, colocaram-as no papel e entregaram para ser corrigido.

Em algumas salas logo após recolher os "modelos" do que haveria na caixa foi exposto para a sala as idéias de todos os grupos e comentado com a sala quais as prováveis, as que funcionariam como um modelo e as que apresentavam alguma dificuldade em explicar os fenômenos verificados no manuseio com a caixa.

Atividade 2 – Modelos no cotidiano e na ciência

A atividade prática de observação da caixa preta serviu como uma introdução ao assunto a ser abordado durante a segunda aula, que são os modelos na ciência e como os mesmos são construídos pelos cientistas com o auxílio de uma ferramenta muito importa que é a matemática. Que ajuda a comprovar, reforçar ou refutar os modelos na ciência.

O texto abaixo, retirado do material disponível no site: http://nupic.incubadora.fapesp.br/portal/projetos/fisica-moderna/dualidade-onda-particula-1

Foi comentado em algumas salas, lido em outras parcial ou integralmente e em apenas algumas delas foi possível pedir aos alunos que respondessem as questões sobre seu conteúdo.

Disponibilizo aqui o texto para quem quiser ler e entender melhor a discussão e explicações ocorridas em sala:

Os Modelos na Ciência

Vimos que os modelos podem representar desde uma idéia individual até objetos, como brinquedos ou peças de museus. Você já viu um planetário? Pois é, são modelos do sistema solar, criados a partir de teorias feitas por físicos.

Assim, a ciência também faz uso da modelagem. Um cientista cria modelos para representar uma parte da realidade que ele investiga. Por exemplo, todos sabem que o homem já foi à Lua, na década de 60. Mas, foi somente há alguns anos que uma sonda, não tripulada, foi enviada a Marte. Porém, os cientistas “conhecem” o Planeta Vermelho há séculos!! Ninguém nunca foi lá, boas fotos de satélites existem apenas há uns 10 anos, como então os cientistas podem saber sobre o clima, tipo de solo, período da órbita, atmosfera, e outras coisas desse tipo?

Simples, através dos modelos que criam.

Agora, preste muita atenção no que talvez seja a parte mais importante deste texto. Um cientista para construir seus modelos não precisa utilizar somente materiais sólidos como plásticos, isopor ou madeira. Ele faz uso principalmente de conceitos e relações. São a matéria-prima da ciência. São “materiais” intelectuais, construídos pela imaginação e pela razão. Muitas vezes, estes conceitos são parecidos com coisas visíveis como, por exemplo, o conceito de partícula. É quase imediato “vermos” uma bolinha ao lermos a palavra partícula, não é mesmo?

Porém, na maioria dos casos não se pode mais fazer uso da visão para construir modelos. Um átomo, por exemplo. Você deve ter aprendido que ele tem um núcleo constituído de prótons e nêutrons e fica rodeado de elétrons. Algum cientista “viu” isso? Com os olhos não, pois isso é impossível. Nem mesmo utilizando o mais potente dos microscópios! Eles o “vêem” através dos modelos que constroem. Comparando-os com as experiências que realizam eles são capazes de criar uma “imagem” do átomo, indo muito além do que os nossos sentidos nos revelam. Imagem não apenas no sentido de forma, como um retrato do átomo. Mas, principalmente, os modelos permitem identificar propriedades, características e comportamento destes átomos. Os modelos atômicos são, então, construídos sem a ajuda da visão.

Para isso, o cientista utiliza uma ferramenta intelectual ainda mais poderosa: a matemática. Ela passa a ser, então, o constituinte destes modelos. Logo ela, que parece que não serve para nada... engana-se, e muito, quem pensa assim.

Desta forma, a única maneira que o físico tem de acessar a realidade é justamente através dos modelos que ele cria. Para cada teoria tem-se um modelo mais competente, mais de acordo com o que se pretende explicar. Da mesma forma, na moda, as modelos magrelas, quase pele e osso, parecem representar melhor o universo feminino da alta-costura hoje em dia. Mas nem sempre foi assim. As gordinhas já foram também consideradas padrão de beleza de outra época, que por sinal deveria ser bem mais feliz para as mulheres. Vemos então, que há uma dinâmica na construção e manutenção destes modelos. Assim, alguns são modificados, outros são abandonados e surgem alguns mais novos, mais sofisticados, seja na física, no mundo da moda ou no aeromodelismo, mas cada dinâmica com suas regras.

No mundo da moda estas regras são arbitrárias, ditadas pelo gosto de alguns. A saia curta que no ano passado foi um sucesso, e todas a mulheres usavam, este ano será dita “fora de moda” e, assim, ficará esquecida no canto do guarda-roupas até que volte a fazer sucesso um outro ano qualquer. Porém, as regras são bem rígidas no mundo da ciência. Não é questão de gosto um modelo científico “fazer mais sucesso” que outro.

Hoje, qualquer estudante sabe que a Terra gira ao redor do Sol. Porém, durante mais de dois mil anos era considerado o oposto. A Terra não deixou de ser o centro do sistema solar porque saiu de moda para dar lugar ao Sol. Acontece que o modelo Geocêntrico, nome difícil para dizer que a Terra (Geo) era o centro (cêntrico), não era capaz de explicar uma série de fenômenos, como a órbita de alguns planetas. Assim, ele acabou sendo superado por outro modelo: o Heliocêntrico. O Sol (Hélio) era agora o centro. Esse novo modelo dava conta de explicar de uma maneira bem melhor estes fenômenos, bem como prever uma série de outros que, mais tarde, foram verificados.

Isso mostra que todo modelo científico proposto é testado incansavelmente, inúmeras vezes. Todas as informações que ele fornece são confrontadas com dados obtidos experimentalmente. E basta apenas um destes dados não bater para que o modelo seja colocado em xeque. É um mundo bem mais agressivo que o mundo das passarelas, pode ter certeza disso.

Observação: Um muito obrigado aos modelos que se dispuseram a posar para as fotos.