fisica 9ºano 1ºvolume unidade2 principaisforcas

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  • 8/17/2019 Fisica 9ºAno 1ºVolume Unidade2 PrincipaisForcas

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    04/02/2015André Lima

    Data de Publicação:Autor(a):

    Plano de aulaHora(s)-aula:3

    Física - 9º ano - 1º Volume - Unidade 2 - Principaisforças

    OBJETIVOS ESPECÍFICOS

      • Conhecer a diferença entre peso e massa.  • Caracterizar as principais forças da Mecânica.  • Aplicar as Leis de Newton em diferentes situações-problema.MATERIAIS DE APOIO

      • Computador com acesso à internet.  • Projetor multimídia (opcional).Encaminhamento metodológico1ª etapaInicie a aula, promovendo a visualização do trailer do filme Transformers 3 – o lado oculto da Lua,facilmente encontrado em um portal de compartilhamento de vídeo, com o auxílio do projetor multimídia.Caso a escola não disponha desse recurso, organize a aula no Laboratório de Informática, para queusando os computadores os alunos possam assistir ao vídeo. Para essa atividade, os computadoresdevem estar conectados à internet e equipados com caixas de som. Questione os alunos sobre a ida dohomem à Lua e pergunte: por que os astronautas na Lua, como visto no trailer, estão sempre pulando?Introduza o conceito de peso e o diferencie do conceito de massa, geralmente os estudantesconfundem os dois conceitos por conta da linguagem cotidiana, na qual eles são usados comosinônimos. Esclareça que para a Física, massa é a medida da quantidade de matéria que existe em umcorpo, já peso é uma força e depende da aceleração da gravidade a que um corpo está submetido.

    Peça para cada aluno calcular o seu peso aqui, na superfície da Terra, utilizando a aceleraçãogravitacional do planeta de aproximadamente 10 m/s². E, depois, solicite a eles que calculem os seuspesos na superfície da Lua, cuja gravidade é de aproximadamente 1,6 m/s². Discuta sobre os efeitosdisso, caso eles, um dia, viajem à Lua.Como ampliação do conteúdo em estudo, sugere-se a apresentação do trailer do filme John Carter –Item 1 – Sugestões de multimídia. Embora o filme mostre efeitos físicos interessantes quanto à ação dagravidade no nosso corpo, ele é extremamente exagerado e é importante deixar isso claro para osalunos.2ª etapaIntroduza o conceito de força normal. Força normal é uma força sempre perpendicular à superfície decontato e que aparece pela interação entre o objeto e a superfície. É importante explicitar que nemsempre a força normal será igual ao peso, como: em planos inclinados, elevadores ou a força da mãodo professor no quadro. Com esses exemplos, também fica claro que a força normal e a força peso não

    formam um par ação e reação (aliás, ação e reação nunca estão no mesmo corpo).Depois de abordar a força normal, retome o conceito de força de atrito, perguntando aos

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    alunos quais são os benefícios e malefícios da existência de atrito. Ouça as contribuições, valide-as ecomplemente explicando que só conseguimos andar, correr, escrever no quadro negro por causa daexistência do atrito, em contrapartida, o atrito é um dissipador de energia, ou seja, economizaríamosbastante energia se não houvesse atrito. Explique que há diferença de atrito quando um objeto está emrepouso ou em movimento.No Item 2 – Sugestões de multimídia, há indicação de uma simulação sobre as forças de movimentoque pode ser utilizada, de modo a tornar o estudo desse conteúdo mais lúdico e dinâmico.Por fim, acrescente a força elástica entre as principais forças estudadas na Mecânica. Ela é a força queaparece quando esticamos ou comprimimos um corpo. Claro que alguns corpos são mais suscetíveis adeformações do que outros e que essa deformação pode não ser diretamente proporcional à força feita.Os casos de interesse de estudo nesse momento são aqueles em que deformação e força elásticaformam uma função linear, isto é, são diretamente proporcionais. É o caso, tipicamente, de comprimirou esticar uma mola helicoidal. Alguns elásticos também podem servir bem aos propósitos deexemplificação da força elástica dada por Fel = k · dAcompanhamento da aprendizagem

      • Questão 1  • Questão 2  • Questão 3NívelFácilObjetivoVerificar os conhecimentos adquiridos sobre peso.

      1. Suponha que um garoto de massa igual a 50 kg está sentado numa cadeira, na superfície de umplaneta cuja gravidade vale 20 m/s².

      1. Calcule o seu peso. 

    2. Onde está aplicada a força de reação do seu peso? Qual o valor? 

    3. Onde está aplicada a força normal? Respostas: a) 1 000N; b) No centro do planeta, 1 000N; c) No garoto

    Comentário: para o cálculo do peso utilizamos a equação P = m · g. Sendo a gravidade do planeta emquestão 20 m/s², temos que: P = 50 · 20 = 1 000 N. O peso existe, porque a força de gravidade doplaneta atrai o garoto para baixo. Por reação, o garoto atrai o planeta para cima. Logo, a reação do seupeso está no centro do planeta.Considerando que o garoto está sentado em uma cadeira, por causa do seu peso, ele está fazendouma força para baixo, por reação, a cadeira faz uma força normal para cima. Logo, a reação normalestá aplicada no garoto.NívelMédioObjetivoVerificar os conhecimentos adquiridos sobre força elástica.

      1. (UFU-MG) O tiro com arco é um esporte olímpico desde a realização da segunda olimpíada em

    Paris, no ano de 1900. O arco é um dispositivo que converte energia potencial elástica, armazenadaquando a corda do arco é tensionada, em energia cinética, que é transferida para a flecha. Numexperimento, medimos a força F necessária para tencionar o arco até uma certa distância x, obtendo osseguintes valores:Fel(N)160320480X(cm)102030

    Qual o valor e a unidade da constante elástica K do arco?

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    Resposta: 16N/cma força elástica é calculada pela equação Fel = k · d, sendo k o coeficiente de elasticidade da mola e d,a deformação. O coeficiente de elasticidade é constante para uma determinada mola, por isso osvalores da tabela são proporcionais, ou seja, quaisquer valores de colunas que utilizarmos resultará nomesmo valor. Logo: Fel = k · d 160 = k · 10 k = 160/10 = 16 N/cmNívelDifícilObjetivoVerificar os conhecimentos adquiridos sobre atrito

      1. Um corpo de massa 20 kg se encontra apoiado sobre uma mesa horizontal. O coeficiente de atritoestático entre o corpo e a mesa é igual a 0,30 e o movimento somente poderá ocorrer ao longo do eixoX e no sentido indicado na figura. Considerando-se o valor da aceleração da gravidade igual a 10 m/s²,examine as afirmações:

      1. A força para colocar o corpo em movimento é maior do que aquela necessária para mantê-lo emmovimento uniforme;  2. A força de atrito estático que impede o movimento é sempre de 60 N, dirigida para a direita;  3. Se, além da força de atrito, nenhuma outra força atuar no corpo ao longo do eixo X, o corpo vai semover para a direita;  4. A força de atrito estático máxima é 60 N. Isso significa que se houver uma força externa no corpoque o coloque na iminência de movimento ao longo do eixo X, essa força é igual a 60 N.São corretas as afirmações:

      1. I e II  2. I e III  3. I e IV  4. II e IIIResposta: CComentário

      1. Correta: para manter o objeto em movimento uniforme é necessário que a força resultante sejaigual a zero. Logo, a força feita teria que ser exatamente igual à força de atrito. Para colocar o corpo em

    movimento é necessário que se faça uma força maior que a força de atrito estático.  2. Incorreta: a equação Fat = µ · N é aplicada para calcular a força de atrito máxima entre um objeto ea superfície, mas a força de atrito real que aparece no objeto depende do quanto de força está sendoaplicada para tentar movimentá-lo.  3. Incorreta: a força de atrito é uma força contrária ao movimento ou à tendência de movimento, senenhuma força está tentando mover o objeto, então, a força de atrito é nula e o corpo permanece emrepouso.  4. Correta: força de atrito máxima ocorre quando o objeto está na iminência de se mover, é calculadapela equação Fat = µ · N = 0,3 · 200 = 60 N. Logo, a força F que proporciona a iminência do movimentotambém tem módulo de 60 N. Item 1 – Trailer - Filme John Carter para discussão sobre os efeitos da gravidade no peso e afinsDisponível em: http://www.youtube.com/watch?v=Hil8YwE-lc8

    Acesso em: 20 dez. 2014.Item 2 – Atividade interativa – Simulação que mostra o efeito das forças peso, normal e atrito em umobjeto. Disponível em: http://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/forces-and-motionAcesso em: 20 dez. 2014

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