ATIVIDADE EXPERIMENTAL VIRTUAL DA BOLA SALTITONA

(abordagens cinemática e energética do ressalto de uma bola)

Esta Atividade Experimental Virtual (AEV) representa a interação física entre uma bola em

queda livre e uma superfície horizontal, onde os únicos parâmetros físicos variáveis e

suscetíveis de serem alterados, são o coeficiente de restituição da colisão e a altura de queda

da bola.

A simulação foi especialmente concebida para complementar e aprofundar o estudo

experimental da atividade prática laboratorial APL 2.2, do programa de Física do 10º ano.

O objetivo desta simulação é oferecer aos estudantes e professores a possibilidade de

efetuarem experiências virtuais, acerca do ressalto de uma bola no chão. As atividades

propostas permitem os estudos energético, cinemático e dinâmico do fenómeno, potenciando

ainda a compreensão da influência do coeficiente de restituição no ressalto de uma bola.

A teoria de erros também é contemplada nesta AEV, aproveitando o caráter didático que a

abordagem deste tema proporciona, no mundo virtual, ao nível da compreensão do que é o

alcance e a sensibilidade de um instrumento de medição, bem como a incerteza e o erro na

medida de grandezas físicas.

A simulação é disponibilizada num pack com duas versões, uma para o professor e outra para

o aluno. A diferença entre as duas versões está no objetivo didático que se pretende

estabelecer.

Na versão do professor, pode-se conhecer o coeficiente de restituição do choque, a altura da

bola e simultaneamente observar o gráfico da altura da bola em função do tempo. O professor

poderá utilizar essa informação para mostrar ou explorar com os alunos alguns dos resultados

obtidos.

Na versão do aluno, essas características não estão disponíveis, pois o objetivo é que eles

façam medições (sujeitas a erros de medição), que permitam dar resposta às questões

colocadas nas atividades propostas.

Embora vocacionada para o ensino secundário, algumas das atividades que constam nesta

simulação contemplam conteúdos avançados que podem servir de estímulo para os alunos

mais interessados, bem como para estudantes universitários que frequentem unidades

curriculares de Física geral.

Para correr a animação, deve-se fazer duplo-clique sobre o documento da simulação.

DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES

Em Introdução/Teoria, é feita uma breve descrição do fenómeno do ressalto de uma bola no

solo, fazendo referência ao conceito de coeficiente de restituição do choque entre dois corpos.

Antes das AEV propriamente ditas, propõe-se uma abordagem às Medições e Incertezas,

durante a qual o aluno é levado a explorar conceitos relacionados com a medição de

grandezas e os instrumentos de medição, no sentido de melhorar os seus conhecimentos

sobre este tema. Desta forma, espera-se que o aluno fique melhor preparado para os aplicar

nesta simulação (experiências virtuais), nas atividades que envolvem medições de incertezas.

Esta abordagem pode ser enquadrada em aulas sobre a temática da Medição em Ciências

Físico-Químicas, contemplada no programa do Ensino Secundário.

A atividade 1 contém uma série de questões que levam o utilizador a familiarizar-se com a

simulação e as diversas funções disponibilizadas. Permite também aperfeiçoar a técnica de

medição da posição da bola (essencial para a obtenção de bons resultados), ao mesmo tempo

que introduz o conceito de coeficiente de restituição e a sua relação com diferentes grandezas

físicas. Além disso, é uma oportunidade para os alunos aprenderem a tratar dados e a

construírem tabelas, competências necessárias nas atividades seguintes.

A atividade 2 corresponde à da prática laboratorial APL 2.2 – Bola Saltitona, do programa

curricular da Física e Química A do 10º ano. Esta atividade pode ser usada para complementar

ou, eventualmente, substituir a atividade laboratorial real, em caso de impossibilidade logística

de esta ser realizada na escola. Trata-se de uma experiência virtual para os alunos realizarem

na sala de aula, como complemento da atividade laboratorial real, ou então fora dela como

trabalho de casa. Os instrumentos de medição usados na simulação são, naturalmente,

diferentes daqueles utilizados no laboratório: por exemplo, não se usam sensores, mas sim um

referencial e um “cursor” para obter as coordenadas da bola nesse referencial. Todavia, os

objetivos da atividade e a atitude perante o problema são os mesmos, quer se trate de uma

experiência real ou virtual.

A atividade 3 explora o fenómeno do ressalto da bola numa perspetiva energética, tal como é

contemplado na unidade 2 do programa de física do 10º ano, possibilitando ao aluno analisar o

fenómeno através dos conceitos relacionados com a energia mecânica dos corpos.

A atividade 4 permite a exploração desta simulação num contexto do 11º ano, associando-a à

atividade prática laboratorial APL 1.1 – Queda Livre. Esta atividade virtual é apresentada na

forma de um problema, que complementa e aprofunda a atividade laboratorial APL 1.1. Em

particular, a atividade 4 permite discutir o problema de Galileu e de Aristóteles, sobre o tempo

de queda de objetos com massas diferentes.

O Glossário, para além de ser um conjunto de conceitos e leis que situam e contextualizam, em

Física, o fenómeno abordado nesta simulação, proporciona também ao aluno, enquanto

atividade prática, o desenvolvimento de pesquisas e de estudos, melhorando a aprendizagem

e compreensão da Física.

A Ajuda é uma página com informações e dicas úteis para o manuseamento da simulação.