os desafios da escola pÚblica paranaense na … · 2016-08-01 · introdução á temas da...

OS DESAFIOS DA ESCOLA PÚBLICA PARANAENSENA PERSPECTIVA DO PROFESSOR PDE

Produções Didático-Pedagógicas

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

II

Ficha para identificação da Produção Didático-pedagógica – Turma 2014

TÍTULO Prática Investigativa de conceitos Físicos presentes na

Mecânica Newtoniana, utilizando diversos recursos de

ensino.

AUTORA Inês Aparecida Vicente

DISCIPLINA/ÀREA Física

ESCOLA DE

IMPLEMANTAÇÃO

Colégio Estadual Parigot de Souza – Mandaguaçu.

MUNICIPIO DA

ESCOLA

Mandaguaçu

NRE Maringá

PROFESSORA

ORENTADORA IES

Prof.ªDrª. Polônia Altoé Fusinato.

IESVINCULADA Universidade Estadual de Maringá – UEM

RESUMO O presente projeto de intervenção pedagógica que será

desenvolvido no programa PDE, propõe a realização de ações

que promovam a motivação e a interação entre os alunos e destes

com o professor, proporcionando uma participação reflexiva,

oportunizando uma vivência real e comprometida com o ensino-

aprendizagem de Física. Pretende-se contribuir para amenizar as

inúmeras lacunas e desmotivações observadas no ensino dessa

Ciência, hoje mais que nunca, intensamente presente no

cotidiano de cada aprendiz. Planejamos desenvolver, recursos

experimentais didáticos pedagógicos investigativos que abordem

temas da Dinâmica Newtoniana de forma a ressaltar os conceitos

físicos presentes nos temas selecionados e no cotidiano do

aprendiz e de fácil verificação.

PALAVRAS-CHAVE Educação, Ensino de Física, Conservação de Energia Mecânica.

FORMATO DO

MATERIAL DIDÁTICO

Sequência Didática

PÚBLICO OBJETO DA Alunos do 1ª ano do Ensino Médio do Colégio Estadual Parigot

INTERVENÇÃO de Souza.

TEMA DE ESTUDO DA

PROFESSORA PDE

Prática Investigativa, proposta de ensino utilizando o

experimento looping como recurso de ensino para Dinâmica

Newtoniana com os alunos do 1º ano do ensino Médio do

Colégio Estadual Parigot de Souza Mandaguaçu, Pr.

Secretária de Estado da Educação-SEED

Superintendência da Educação-SUED

Diretoria de Políticas e Tecnologias Educacional-DPPE

Programa de Desenvolvimento Educacional-PDE

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ

SEQUÊNCIA DIDÁTICA

INÊS APARECIDA VICENTE

Produção Didático-pedagógica, apresentada

á Secretária de Estado da Educação –

SEED, na disciplina de Física, com

subsídio metodológico para Prática

Investigativa, proposta de ensino utilizando o

experimento looping como recurso de ensino

para Dinâmica Newtoniana, parte dos

requisitos do Programa de

Desenvolvimento Educacional- PDE,

2014/2015, em parceria com a

Universidade Estadual de Maringá-UEM.

Orientador IES: Prof.ªDrª. Polônia Altoé Fusinato.

Maringá

2014

Secretária de Estado da Educação- SEED

Superintendência da Educação- SUED

Diretoria de Políticas e Tecnologias Educacional- DPPE

Programa de Desenvolvimento Educacional- PDE

PRODUÇÃO DIDÁTICO-PEDAGÓGICA

INÊS APARECIDA VICENTE

Prática Investigativa de conceitos Físicos presentes na Mecânica Newtoniana,

utilizando diversos recursos de ensino

Maringá

2014

Sumário

1. APRESENTAÇÃO ....................................................................................................... 5

2. JUSTIFICATIVA ......................................................................................................... 5

3. Objetivo Geral .............................................................................................................. 6

3.1 Objetivos Específicos ............................................................................................. 7

4. Público Alvo ................................................................................................................. 7

5. Metodologia .................................................................................................................. 7

6. Papel do professor ........................................................................................................ 8

7. Avaliação ...................................................................................................................... 8

8. Esquema de organização da Sequência Didática .......................................................... 9

9. Sequência Didática ..................................................................................................... 10

Atividade 01 ............................................................................................................... 10

Introdução á Temas da Mecânica Newtoniana: Explorando os conhecimentos prévios

dos alunos sobre o significado da palavra energia. .................................................... 10

Atividade 02 ............................................................................................................... 12

Investigando os conceitos de Energia Mecânica e Movimento .................................. 12

Atividade 03 ............................................................................................................... 14

Investigando o Looping e a Conservação da Energia Mecânica. ............................... 14

Atividade 04 ............................................................................................................... 16

Investigando a construção do Looping ....................................................................... 16

Atividade 05 ............................................................................................................... 17

Utilizando o simulador como um recurso didático para a compreensão do looping .. 17

Atividade 06 ............................................................................................................... 19

Explorando os conceitos da Mecânica Newtoniana com tirinhas. ............................. 19

Atividade 07 ............................................................................................................... 20

Investigando as colisões entre carrinhos e fazendo comparações com o experimento

looping. ....................................................................................................................... 20

Atividade 08 ............................................................................................................... 22

Investigando a interferência das forças externa na Conservação de Energia ............. 22

Atividade 09 ............................................................................................................... 24

Revisão dos conteúdos das aulas 01 á 04 ................................................................... 24

Atividade 10 ............................................................................................................... 26

Revisão dos conteúdos das aulas 05 á 08 ................................................................... 26

Atividade 11 ............................................................................................................... 27

Avaliação: Elaboração de um Gibi ............................................................................. 27

10. Referencias ............................................................................................................... 30

11. Anexos ...................................................................................................................... 31

Anexo I ....................................................................................................................... 31

ATIVIDADE I ............................................................................................................ 31

Anexo II ...................................................................................................................... 33

ATIVIDADE II .......................................................................................................... 33

Anexo III .................................................................................................................... 35

ATIVIDADE III ......................................................................................................... 35

12. APÊNDICES ............................................................................................................ 38

APÊNDICE I .............................................................................................................. 38

ATIVIDADE IV ......................................................................................................... 38

APÊNDICE II ............................................................................................................. 39

ATIVIDADE V .......................................................................................................... 39

APÊNDICE III ........................................................................................................... 39

ATIVIDADEVI .......................................................................................................... 39

ATIVIDADEVII ......................................................................................................... 41

ATIVIDADEVIII ....................................................................................................... 41

APÊNDICE IV ........................................................................................................... 42

ATIVIDADE IX ......................................................................................................... 42

5

1. APRESENTAÇÃO

A produção desta Sequência Didática é o resultado de estudos, na condição de

participante do Programa de Desenvolvimento Educacional – PDE/2014, oferecido

pelo Governo do Estado do Paraná como Formação Continuada. Organizamos a

Sequência Didática para que seja desenvolvida em atividades que destacam temas

da Dinâmica Newtoniana.

A Sequência Didática é direcionada aos alunos do 1ª ano do Ensino Médio do

Colégio Estadual Parigot de Souza da cidade de Mandaguaçu, como subsídio aos

processos de ensinar e aprender os temas relacionados à Dinâmica Newtoniana e

tem como ponto de partida a pratica investigativa do experimento looping. A

finalidade desta Sequência Didática é de contribuir para a formação do aluno,

partindo do pressuposto de que quando o aluno investiga e compreende um conceito

cientifico ele consegue fazer relação com seu cotidiano.

A partir da situação investigativa estruturamos as demais atividades. Procurando

elaborar a sequência Didática de forma que o professor seja capaz de verificar se os

alunos estão compreendendo os conteúdos e se os objetivos educacionais estão

sendo atingidos.

2. JUSTIFICATIVA

Os professores da rede estadual de ensino vêm enfrentando dificuldade em trabalhar

com os conteúdos de Física na primeira série do Ensino Médio. Os alunos apresentam-

se desmotivados, e demonstram pouco interesse em participarem das aulas de Física, a

preocupação maior é com a nota e não em aprender o conteúdo, como relata os autores

Alves e Stachak:

Atualmente, o ensino é visto como um objeto abstrato, longe da realidade dos

alunos, o qual gera um desinteresse total pelo trabalho escolar. Os alunos

preocupam-se apenas com a nota e com a promoção, os assuntos estudados

são logo esquecidos e aumentam os problemas de disciplina. (ALVES e

STACHAK, p.2)

6

Vivenciando está realidade no ensino público há alguns anos e podendo participar

do Programa PDE, entendemos que é uma excelente oportunidade para buscar recursos

de ensino que possam interferir nesta realidade.

Observamos que os conteúdos relacionados á temas da Dinâmica Newtoniana estão

sendo trabalhados em sala de aula apenas com a utilização de “fórmulas” e definições

que nem sempre são compreendidos pelos alunos e não apresentam relações com o seu

cotidiano proporcionando o aumento do desinteresse pela matéria.

Outro fato está relacionado a um importante conteúdo da Mecânica: a Conservação

de Energia Mecânica e Conservação de Quantidade de Movimento que muitas vezes

não vem sendo explorado em sala de aula. Nas Diretrizes Curriculares da Educação

Básica do Estado do Paraná, quando faz referência ao estudo dos movimentos, aleta ser

indispensável explorar os conceitos de Conservação de Momentum e Energia, eles

pressupõem o estudo de simetrias e leis de conservação, especialmente da lei da

Termodinâmica, considerada uma das mais importantes leis físicas.

A conservação de momentum está enraizada na própria concepção de

homogeneidade do espaço – simetria de translação no espaço – ao menos do

ponto de vista clássico. Além disso, encontra lugar no estudo de colisões ou

de eventos em que algum tipo de recuo se manifesta, como no caso de

colisões entre partículas. A conservação de momentum é também um

instrumento da Física de Partículas, uma importante área da Física Moderna,

ligada à cosmologia e à teoria quântica de campos. [...] (PARANÁ, p. 58,59.

2008).

Assim, propomos a realização de uma Sequência Didática com atividades ligadas a

Mecânica Newtoniana destacando a Conservação de Momentum e Energia, que conte

com a participação e interação dos alunos e que contribua para amenizar as inúmeras

lacunas observadas no aprendizado da Física. Os recursos de ensino proposto neste

projeto visam explorar em todos os sentidos a utilização de um experimento para que

faça sentido para o aluno.

3. Objetivo Geral

Investigar a contribuição de atividades experimentais investigativas no ensino da

Dinâmica Newtoniana para alunos da 1ª Série do Ensino Médio do Colégio Estadual

Parigot de Souza da cidade de Mandaguaçu Pr.

7

3.1 Objetivos Específicos

Propor a elaboração de experimentos por meio dos quais se desenvolva ações

que desperte a curiosidade e o interesse dos aprendizes pela Física;

Contextualizar os conceitos da Dinâmica Newtoniana;

Realizar por meio de experimentos investigativos fenômenos físicos

relacionados com a Dinâmica Newtoniana primeira série do Ensino Médio;

Verificar a viabilidade da experimentação de forma investigativa como meio de

aprendizagem;

Oportunizar a criatividade dos alunos, na construção de seus experimentos.

4. Público Alvo

Alunos do primeiro ano do Ensino Médio.

5. Metodologia

A sequência didática proposta busca promover uma investigação dos fenômenos

físicos envolvidos em várias atividades principalmente no experimento looping,

buscando despertar no aluno o interesse por ações que promovam uma interação

socioeducativa e a oportunidade de desenvolver sua criatividade. Será elaborada uma

investigação sobre aprendizagem de Física, utilizando atividades experimentais como

recursos de ensino.

Para o desenvolvimento das atividades escolhemos primeiro textos para leitura,

discussão e debate para propiciar ao aprendiz a oportunidade de aprender sobre os

conceitos físicos envolvidos na investigação do experimento. Nas atividades propostas

trabalharemos com a investigação do experimento looping fazendo com que o aluno

experimente na prática o que foi descrito nas leituras realizadas. Depois construiremos

com os alunos o looping para que os mesmo investiguem os passos de sua elaboração.

Utilizaremos o simulador da USP como um recurso didático para a memorização e

compreensão dos conteúdos. Exploraremos os conceitos da Mecânica Newtoniana por

8

meio de tirinhas e iremos propor aos alunos que confeccionem suas próprias tirinhas por

meio do conhecimento que estão adquirindo. Utilizaremos ainda de um experimento

simples para demonstrar que as colisões presentes no nosso dia-a-dia podem ser

comparadas com as forças que atuam no looping, investigaremos por meio de outro

recurso experimental as forças externas que se aplicam à Conservação da Energia

Mecânica.

Nas aulas finais serão revisados os conteúdos para oportunizar aos alunos rever

novamente, os conteúdos que foram discutidos ao longo das aulas. Também serão

realizadas avaliações periódicas para a verificação do conhecimento aprendido pelo

aluno, testando a viabilidade do projeto.

Com os recursos didático-pedagógicos pretende-se elaborar textos didáticos de

livros paradidáticos e didáticos, tirinhas que serão impressas ou disponibilizadas na TV

Multimídia, experimento looping e um Simulador que realizam demonstrações de

fenômenos físicos presentes em um looping.

6. Papel do professor

O papel do professor é estimular os alunos para uma reflexão produtiva sobre os

conceitos envolvidos, dialogar, orientar e dar oportunidade para o desenvolvimento

intelectual de cada estudante e estabelecer tarefas que proporcione regras de conduta,

para alcançar os objetivos de ensino.

7. Avaliação

A avaliação é um instrumento importante para a aprendizagem, uma vez utilizada

para que o aprendiz construa seus saberes. Por meio da avaliação o aluno tem a

oportunidade de verificar o que aprendeu. Assim, propomos que a avaliação seja

contínua durante o desenvolvimento das atividades para que o professor tenha

condições de verificar se os alunos estão realmente compreendendo os conteúdos que

estão sendo trabalhados em sala de aula. As avaliações contínuas oportunizarão

verificação da aprendizagem por meio das respostas dadas aos questionamentos

9

realizados no desenvolvimento da sequência didática, nas exposições orais realizadas

durante as atividades e sugerimos avaliações individuais que envolvam os conceitos

presentes nas atividades. E por fim propomos uma avaliação dos conhecimentos

acumulados pelos alunos, por meio de uma atividade diferenciada, ou seja, a elaboração

de um gibi, com objetivo de despertar a criatividade e estimular o conhecimento dos

conceitos que foram estudados.

8. Esquema de organização da Sequência Didática

As atividades da Sequência Didática estão organizadas da seguinte forma:

ATIVIDADES TEMAS Nº DE

AULAS

Atividade 01 Introdução á Temas da Mecânica Newtoniana: Explorando os

conhecimentos prévios dos alunos sobre a palavra energia.

Utilizando texto de apoio.

2

Atividade 02 Investigando os conceitos de Energia Mecânica e

Movimento.

2

Atividade 03 Investigado o Looping e a Conservação de Energia

Mecânica.

4

Atividade 04 Investigando a construção do Looping 4

Atividade05 Utilizando o simulador como um recurso didático para a

compreensão do looping. Resolução dos exercícios propostos

3

Atividade 06 Explorando os conceitos da Mecânica Newtoniana com

tirinhas. E confecção de tirinhas pelos alunos.

3

Atividade 07 Investigando as colisões entre carrinhos e fazendo 4

10

comparações com o experimento looping.

Atividade 08 Investigando a interferência das forças externa na

Conservação de Energia. Utilização de um recurso

experimental.

2

Atividade 09 Revisão das aulas – 01 á 04 2

Atividade 10 Revisão das aulas – 05 á 08 2

Atividade 11 Avaliação: Elaboração de um Gibi 4

9. Sequência Didática

Atividade 01

Introdução á Temas da Mecânica Newtoniana: Explorando os conhecimentos

prévios dos alunos sobre o significado da palavra energia.

(Tempo estimado de duas aulas de 50 minutos)

CONTEÚDO ESTRUTURANTE: Movimento

CONTEÚDO ESPECÍFICO: Energia.

OBJETIVO:

-Identificar o conhecimento prévio dos alunos com o termo energia.

-Contextualizar os conceitos atribuídos à energia;

-Enumerar os vários tipos de energia.

PAPEL DO PROFESSOR

A atitude do professor é envolver os alunos na discussão e reflexão do tema,

elaborando questões para que os alunos possam refletir, incentivando e valorizando as

11

respostas, registrando no quadro todas as definições prévias dos estudantes e orientando

para o debate e participação de todos os alunos.

EXPECTATIVAS DE APRENDIZAGEM

Espera-se que os alunos participem da aula, opinando sobre as reflexões e

demonstrando interesse sobre o tema proposto.

MATERIAL DIDÁTICO- PEDAGÓGICO

Livro didático.

Quadro e giz.

Caderno, lápis, caneta e borracha.

Texto para debate.

PROCEDIMENTO

Momento 1: O professor propõe que os alunos pensem e registrem em seus cadernos

rapidamente sobre as seguintes questões: “Quais as formas de energia que você

conhece? No seu dia-a-dia você ouve com frequência a palavra Energia? Ela tem o

mesmo significado cada vez que é citada ou não? Justifique sua argumentação.

Momento 2: O professor pede aos alunos que façam a leitura em voz alta das respostas

dadas e faz uma comparação das mesmas.

Momento 3: O professor registra no quadro a definição de Energia: “ É a propriedade de

um sistema que lhe permite realizar trabalho”. Ainda registra os tipos de energia:

mecânica, elétrica, magnética, atômica, nuclear entre outras. Após o registro o professor

incentiva os alunos a voltarem para as primeiras reflexões sobre o temo energia, faz um

debate de comparação com as ideias que os alunos tinham antes e depois da definição

de Energia.

Momento 4: O professor propõe uma atividade com o texto “Energia no Cotidiano”

(Atividade I; ver no Anexo I).Trata-se de um texto de Alessandro Aquino Bucussi, no

qual o autor apresenta o conceito de Energia em seus aspectos materiais e culturais. Ao

longo da leitura os alunos vão sendo questionados sobre o texto com o objetivo de

aprofundar no conceito de Energia.

12

Momento 5: Discussão coletiva. Os alunos comentam sobre a leitura, e as definições

presentes no texto. Agora depois da leitura e debate do conceito de Energia, pergunta-

se: No estudo da natureza e seus fenômenos em particular os relacionados á Física, qual

é o seu significado e o mesmo de antes da leitura?

ATIVIDADE I- Com o texto: “Energia no cotidiano” os alunos serão levados a

refletirem sobre a importância da energia no seu cotidiano e a necessidade de estudá-la e

compreender o seu significado. O autor explora o conceito de Energia em seus aspectos

materiais e culturais.

Atividade 02

Investigando os conceitos de Energia Mecânica e Movimento



CONTEÚDO ESPECÍFICO: Energia e Conservação de Energia.

OBJETIVO:

-Identificar os tipos de energia.

-Fazer com que o aluno perceba a presença da conservação de energia no cotidiano;

-Promover a aprendizagem dos conteúdos por meio de textos históricos.

PAPEL DO PROFESSOR

A atitude do professor é envolver os alunos na discussão e reflexão do tema,

elaborando questões para que possam refletir. Incentivando e valorizando as respostas

dos estudantes, proporcionando um debate harmonioso entre alunos-professor.


13

Espera-se que os alunos sejam capazes de visualizar os fenômenos físicos

presentes no vídeo e elaborem respostas coerentes ao que foram visto e lido por eles, de

modo que fiquem motivados para o estudo dos conteúdos propostos.


Livro didático.

Quadro e giz.


Texto para discussão.

Vídeo.

TV pendrive

PROCEDIMENTO

Momento 1: O professor apresenta na TV pendrive o vídeo: “Domino Fall”- Youtube.

Duração: 1min 45s.Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=7BVr6LaC_HQ.

Momento 2: O professor logo após o termino do vídeo, questiona os alunos: o que vocês

observaram de interessante na execução do dominó? Quais os princípios dos

movimentos das peças? Vocês são capazes de definir os conceitos de energia que

estavam presentes no dominó? Houve obstáculos para o movimento das peças? Quais

fatores não deixavam as peças perderem a velocidade? Já tinham visto a montagem de

um dominó tão sofisticado?

Momento 3: O professor distribui os textos: O LOOPING e HISTÓRIA DO

LOOPING, (Atividade II, ver Anexo II)convida os alunos para que façam uma leitura

silenciosa, após um tempo faz um questionamento sobre os apontamentos realizados

pelos alunos, iniciando um debate sobre as informações dos textos. O professor deve

incentivar os alunos para que falem sobre o que entenderam e explorar as experiências

que muitos já tiveram ao brincar em um looping no parque de diversão.

Momento 4:Após a leitura e a troca de ideais o professor registra no quadro negro as

sequintes perguntas:

a) Qual o significado da palavra looping? Sugere aos alunos que consulte o dicionário.

b) Quando bricamos no looping no parque de diversões, ou observamos um, que forças

imaginamos exestir para que o carrinho não caia?

https://www.youtube.com/watch?v=7BVr6LaC_HQ

14

c) Depois da leitura sua concepção sobre o looping, mudou? Ou não?Justifique sua

resposta.

Momento 5: O professor pede para que os alunos comentem em voz alta as respostas e

faz as correções necessárias.

ATIVIDADE II – Com a leitura dos textos iremos explorar as experiências que muitos

já tiveram ao brincar em um looping no parque de diversão. Explorar as forças que

agem no looping, verificar os conceitos que os alunos trazem sobre o brinquedo

looping. E realizar o estudo sobre a história do looping.

Atividade 03

Investigando o Looping e a Conservação da Energia Mecânica.

(Tempo estimado de quatro aulas de 50 minutos cada)


CONTEÚDO ESPECÍFICO: Conservação da Energia Mecânica.

OBJETIVO:

-Realizar por meio de experimentos investigativos fenômenos físicos relacionados com

a Dinâmica Newtoniana primeira série do Ensino Médio;

-Verificar a viabilidade da experimentação de forma investigativa como meio de

aprendizagem;

PAPEL DO PROFESSOR: O professor deverá acompanhar o desenvolvimento do

experimento e motivar os alunos para que venham fazer a experiência com looping e

depois orientá-los na compreensão das observações que serão realizadas.

EXPECTATIVAS DE APRENDIZAGEM: Espera-se que os alunos sejam capazes

de interpretar o fenômeno e de identificar a influência da velocidade de deslocamento e

a presença da força e aceleração centrípeta e comparar por meio do experimento a

existência de uma velocidade mínima e a velocidade das bolas com diferentes massas.

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Looping;

Bola de gude;

Bola de sinuca;

Cronometro;

Caderno;

Lápis;

Borracha;

Calculadora;

Balança digital do laboratório;

Quadro negro;

Giz.

PROCEDIMENTO:

Momento 1 O professor apresenta o experimento looping para os alunos e permite que

os alunos visualize e investigue o looping. Depois pergunta aos alunos: O que chama

atenção dos alunos no experimento? Podemos afirmar que o deslocamento da bola foi

causado por alguma energia?

Momento 2 O professor propõe uma atividade com o texto: “ O looping” ( Atividade

III ver Anexo II). Trata-se de um texto informativo sobre as origens do looping e

explicação de como funciona.

Momento 3O professor pede aos alunos que 1º Determinar o Hmin para que a bola de

bilhar consiga descrever toda a trajetória circular. 2º Calcular as energias cinéticas e

potenciais em diferentes pontos da trajetória da bola, no “looping”. 3º Verificar

experimentalmente a Lei da Conservação da Energia Mecânica.

Momento 4 O professor explica aos alunos como deverão proceder para realizar o

experimento. 1º Medir na balança, amassa da bola de bilhar e a de gude. 2º Encontre no

plano inclinado o ponto em que, você deve soltar a bola, partindo do repouso e que

consiga fazer o “looping “.3º Medir no plano inclinado a altura H1 , exatamente do

ponto em que você soltou a bola, até a base do “looping”.

Momento 5 O professor pede aos alunos que na equipe façam esta atividade para ser

recolhida pelo professor com a seguinte questão: Deduza matematicamente o menor

valor de H para que a bola de bilhar consiga descrever toda a trajetória circular.

ATIVIDADE III – Explorar o texto “O looping” para a investigação da Conservação

da Energia Mecânica e a origem do experimento e do brinquedo.

16

Atividade 04

Investigando a construção do Looping

(Tempo estimado de quatro aulas de 50 minutos)



OBJETIVO: Oportunizar a investigação pelos alunos, na construção de seus looping.

PAPEL DO PROFESSOR: O professor deverá orientar os alunos para a construção

correta do looping, verificando os detalhes do processo de montagem.


de interpretar os fenômenos envolvidos e de identificar os erros que poderão ocorrer na

elaboração do experimento.


Mangueira transparente e flexível de 3 m de comprimento e de 4 cm de

diâmetro;

Caderno;

Lápis;

Borracha;

Estopa de lã;

200 ml de gasolina;

Fita adesiva;

Bolinhas 3 cm aço da engrenagem de roda de caminhão;

Arame fino de 1m.

PROCEDIMENTO:

Momento 1 Os alunos serão divididos em equipes de 5 membros pelo professor.

Momento 2 O professor explica para as equipes como deverão medir e cortar a

mangueira.

Momento 3 Depois o professor ensina os alunos a retirar o atrito com a estopa de lã e

um pouquinho de gasolina que deve ser passada por dentro da mangueira com ajuda de

um arame fino, o professor percorre as equipes para sanar as possíveis duvidas.

Momento 4 Após a retirada do atrito o professor explica para as equipes antes de

colocar a bolinhas de aço dentro da mangueira devem verificar suas massas e depois se

elas correm sem a presença do atrito que foi retirado com a lã.

17

Momento 5 Os alunos com o auxilio do professor devem encontrar o tamanho do raio

para fazerem o looping e também investigar qual altura será a mais correta para que a

bolinha faça o looping sem dificuldade.

Momento 6 Os alunos deveram investigar qual será o local na sala de aula em que

colocaram o looping para a apresentação, o mesmo deve ser colado com fita adesiva .

Momento 7 Cada equipe poderá fazer o seu suporte se assim preferir, as equipes irão

relatar as dificuldades e as descobertas dos experimentos. O professor questiona os

membros das equipes sobre os conceitos envolvidos como: Houve a presença da

energia? Se houve qual? O qual as mediadas da altura e raio dos looping de cada

equipe? Elas interferem no deslocamento da bola? E a massa da bola interfere na

formação do looping? Depois do looping feito relate a sua opinião sobre o experimento,

foi valido ou não? Não se esqueça de justificar sua argumentação.

Atividade 05

Utilizando o simulador como um recurso didático para a compreensão do looping

(Tempo estimado de três aulas de 50 minutos )



OBJETIVO: Verificar a viabilidade da experimentação de forma investigativa e

interativa como meio de aprendizagem.

PAPEL DO PROFESSOR: O professor deverá orientar os alunos de como irão

proceder para conectar o simulador e também explicar de maneira clara como ele

funciona.

EXPECTATIVAS DE APRENDIZAGEM: Espera-se que os alunos sejam capazes de

interpretar o fenômeno e de identificar a influência da velocidade de deslocamento e a

presença da força e aceleração centrípeta e comparar por meio do experimento a

existência de uma velocidade mínima e a velocidade das bolas com diferentes massas.


18

Computadores ligados à internet;

Caderno;

Lápis;

Borracha;

Calculadora.

PROCEDIMENTO:

Momento 1 O professor inicia a aula no laboratório de informática os computadores

conectados na internet, o professor pede aos alunos que eles acessem o buscador e

depois o site:http://www.labvirt.fe.usp.br/simulacoes/fisica/sim_energia_montanharussa.htm.

Momento 2O professor auxilia os alunos e faz a verificação se todos encontraram a

pagina do simulador, depois ele inicia sua explicação sobre o simulador e de como

deverá ser utilizado pelos alunos.

Momento 3 O professor fala com os alunos deverão proceder: Primeiramente os alunos

irão ler com atenção a pergunta da pagina inicial para reflexão e só depois é que irão

clicar em iniciar a simulação. Ao abrir à segunda pagina irão fazer novamente a leitura

e depois clicar em instruções que serão lidas com atenção, em seguida flechará a janela

das instruções e começarão a mudar a altura e a massa da bola.

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=299, acesso em 08/10/14.

Momento 4Após as explicações de como usar o simulador o professor indaga os alunos

a respeito dos resultados que eles encontrarão quando mudarem os valores da altura e da

massa. Quais variações encontradas? Faz sentido o looping do simulador com o

experimento que foi realizado ao vivo? São parecidos em quais requisitos?

http://www.labvirt.fe.usp.br/simulacoes/fisica/sim_energia_montanharussa.htm

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=299


19

Momento 5Ao voltar para a sala de aula o professor propõe os problemas (Atividade IV,

ver Apêndice I) , com o objetivo de fixar o que eles apreenderão até agora.

Momento 6 O professor verifica quais alunos resolverão os problemas e auxilia os que

demostram dificulades, depois corrige todos no quadro tirando as duvidas e verificando

se todos entendero os exercicios que foram propostos.

ATIVIDADE IV- Aplicando problemas sobre os conteúdos estudados para que os

reforcem os conceitos aprendidos no simulador do looping.

Atividade 06

Explorando os conceitos da Mecânica Newtoniana com tirinhas.

(Tempo estimado de três aulas de 50 minutos).


CONTEÚDO ESPECÍFICO: Conservação de movimento

OBJETIVO: Oportunizar a criatividade dos alunos, na construção de seu

conhecimento.

PAPEL DO PROFESSOR: O professor auxilia os alunos na interpretação das tirinhas,

motivando para a compreensão dos conceitos físicos que estão envolvidos nelas.


de realizar uma boa interpretação das figuras e que relacione o fato com o seu contexto

diário e motive para a criação da sua própria tirinha.


Tinhas.

Lápis, borracha, caderno.

Lápis de cor.

Livro de didático;

TV pendrive.

PROCEDIMENTO:

20

Momento 1 O professor inicia a aula apresentando a tirinha 01 (Atividade V ver

APÊNDICE II) na TV pendrive.

Momento 2 O professor pede que os alunos observem com atenção e analisem o

contexto físico empregado na tirinha.

Momento 3 Após um tempo, o professor pede que cada aluno exponha suas

observações sobre a tirinha em voz alta, as ideais serão discutidas e o professor

direciona a um debate produtivo e harmonioso entre os alunos.

Momento 4 O professor questiona os alunos : O que vocês observaram? Como

podemos perceber a Mecânica Newtoniana na tirinha?Será que o carro da frente estava

parado ou em movimento no momento da colisão? Se o carro estivesse parado a batida

seria mais leve? Você já bateu em alguém, se já qual foi à reação? Como foi?

Momento 5 O professor incentiva os alunos a criarem suas tirinhas :Agora é a sua vez

de fazer uma tirinha envolvendo a Mecânica Newtoniana , depois de pronta será

apresentada para a sala.

ATIVIDADE V- Explorar com o auxilio da tirinha conceito de Conservação de

Movimento e despertar os alunos para fatos físicos presentes no cotidiano, além

proporcionar a criatividade com a elaboração de suas próprias tirinhas.

Atividade 07

Investigando as colisões entre carrinhos e fazendo comparações com o

experimento looping.

(Tempo estimado de quatro aulas de 50 minutos cada)


CONTEÚDO ESPECÍFICO: Conservação de movimento

OBJETIVO:

Propor a elaboração de experimentos por meio dos quais se desenvolva ações que

desperte a curiosidade e o interesse dos aprendizes pela Física;

Contextualizar os conceitos da Dinâmica Newtoniana;

21

Verificar a relação das colisões com o experimento looping.


experimento e auxiliar os alunos na compreensão das observações.

EXPECTATIVAS DE APRENDIZAGEM: Espera-se que os alunos sejam capazes de

realizar uma boa interpretação dos fenômenos físicos que estarão envolvidos no

experimento, e verificar que os mesmos têm relação com o experimento looping.


Carrinhos de brinquedos pequenos, de vários tamanhos.

Cronometro.

Lápis, caneta, borracha, caderno.

Livro de didático;

Quadro negro e giz.

2 réguas de 30 cm.

Fita crepe.

PROCEDIMENTO:

Momento 1 O professor inicia a aula explicando aos alunos os objetivos do experimento

que são verificar os fatores que influenciam nas colisões.

Momento 2 O professor pergunta aos alunos: Quais os fatores que eles observação que

podem interferir nas colisões? Todas as hipóteses serão escritas no quadro para serem

comparadas, assim que o experimento for realizado.

Momento 3 O professor separa os alunos por equipes de no máximo 4 alunos para fazer

as observações e construírem os experimentos.

Momento 4 O professor caminha pela sala e verifica quais dificuldades os alunos estão

encontrando para a montagem do experimento e auxilia-os. Explicando detalhes da

montagem ( Atividade VI ver APÊNDICE III).

Momento 5 Os alunos irão realizar todas as etapas para levantamentos de os dados, que

serão apresentados por todos da equipe no final do procedimento.

Momento 6 O professor pede aos alunos que apresente seus dados coletados durante a

realização do experimento para que seja debatido por todos.

Momento7 Após a realização das apresentações o professor propõe a resolução de

exercícios para fixar os conteúdos investigado no experimento (Atividade VII ver

APÊNDICE III).

22

Momento 8O professor auxilia os alunos nas dificuldades para resolverem as questões

(Atividade VIII ver APÊNDICE III) propostas.

Momento 9 O professor faz a correção no quadro de todos os exercícios que foram

propostos convidando os alunos para resolverem no quadro.

ATIVIDADE VI – Proporcionar aos alunos a oportunidade de construção do seu

próprio looping, investigar o experimento e observando as várias situações que irão

acontecer, fazendo anotações sobre as posições da mangueira. E ainda verificar com os

alunos os resultados obtidos e por meio deles resolver problemas que serão propostos.

Atividade 08

Investigando a interferência das forças externa na Conservação de Energia

(Tempo estimado de duas aulas de 50 minutos cada)


CONTEÚDO ESPECÍFICO: Conservação da Quantidade de Movimento.

OBJETIVO: Realizar por meio de experimentos investigativos fenômenos físicos

relacionados com a Dinâmica Newtoniana primeira série do Ensino Médio;


experimento e auxiliar os alunos na elaboração e depois na compreensão das

observações que serão realizadas.


de interpretar o fenômeno e de perceberem a presença da conservação da quantidade de

movimento no experimento que está sendo investigado.


Tabua com cerca de 10 cm de largura, a mais lisa e leve possível.

Martelo.

23

3 pregos.

1 elástico tipo de amarrar dinheiro.

Barbante.

1 tesoura.

Muitos lápis de mesma largura.

“Projétil” – corpo que será lançado.

PROCEDIMENTO:

Momento 1 O professor inicia a aula explicando o objetivo do experimento que é

visualizar a conservação da quantidade de movimento por meio de dois corpos

lançados em sentidos opostos.

Momento 2 O professor separa os alunos em grupos de no máximo 5 alunos.

Momento 3 O professor distribui as tábuas cortadas e devidamente medidas, os pregos,

barbantes, elástico e o objeto que será lançado.

Momento 4 O professor explica o procedimento para os alunos: Fixa dois pregos nas

extremidades da tábua e coloca-se o elástico entre eles. Mede-se o meio das duas

extremidades para fixar outro prego e amarrar nele um barbante que deve contornar o

elástico e voltar novamente ao prego.

Momento 5 Depois colocar aproximadamente 15 lápis e a tábua sobre eles, e por fim

posicionar o projétil que será lançado, cortar o barbante. Neste primeiro momento

deixar os alunos brincar com o experimento sem compromisso.

Momento 6 O professor questiona as equipes para que relatem para aos demais colegas

o que conseguiram observar enquanto brincavam com o experimento.

Momento 7 O professor promove um debate produtivo e harmonioso entre as equipes

utilizando as questões:

1) O que ocorreu com o sistema?

2) O que se movimenta e com qual intensidade?

3) Substituir o projétil por um corpo de massa maior ou menor e repetir o experimento.

4) O que se modifica?

5) Esticar o elástico com trações diferentes, ora puxando-o bastante com o barbante, ora

pouco. No que isso influencia o experimento?

6)Qual a função do lápis?

7)O experimento tem ligações com o looping? Justifique sua resposta.

24

Figura ilustrativa do experimento

ARTUSO, Alysson Ramos; WRUBLEWSKI, Marlon. Física 1. Ensino Médio. 1ª Edição. Curitiba, Pr. Ed.

Positivo,2013. Manual do professor p.96.

Atividade 09

Revisão dos conteúdos das aulas 01 á 04



CONTEÚDO ESPECÍFICO: Energia.

OBJETIVO:

- Revisar com os alunos os conceitos estudados sobre: Energia, a conservação de

Energia, a investigação do experimento looping e a sua construção.

PAPEL DO PROFESSOR

O professor deverá incentivar os alunos para que retornem aos conteúdos

estudados, questionando e relembrando pontos importantes dos conteúdos.

25


Espera-se que os alunos participem da aula, demonstrem interesse pela revisão e

que busquem o esclarecimento das duvidas que restaram sobre o conteúdo.


Livro didático.

Quadro e giz.


PROCEDIMENTO

Momento 1: O professor propõe que os alunos pensem nas aulas que foram ministradas

e que façam uma reflexão sobre as duvidas que tiveram.

Momento 2: O professor pede aos alunos que façam a leitura em voz alta das duvidas

para que possam ser esclarecidas pelo professor.

Momento 3: O professor relembra com os alunos o conceito de energia e faz uma

comparação com as respostas das pelos alunos na primeira atividade que foi realizada.

Momento 4: O professor relembra a atividade com o texto “Energia no

Cotidiano”.Trata-se de um texto de Alessandro Aquino Bucussi, no qual o autor

apresenta o conceito de Energia.

Momento 5: O professor novamente leva os alunos a uma discussão coletiva. Os alunos

comentam sobre as definições de energia no texto. O professor pergunta novamente aos

alunos se a definição sobre energia ficou clara?

Momento 6O professor relembra os alunos sobre a conservação de Energia e a relação

existente entre o experimento looping e o conceito.

Momento 7O professor pede aos alunos que relatem quais as dificuldades encontradas

na construção do experimento looping, e se por acaso alguma equipe não conseguiu

terminar o experimento, qual foi o motivo?

Momento 8 O professor pergunta aos alunos: As forças presentes no looping interferiam

na eficiência do desempenho do experimento? Se sim, como?

26

Atividade 10

Revisão dos conteúdos das aulas 05 á 08




OBJETIVO:

- Proporcionar aos alunos uma retomada dos conteúdos.

PAPEL DO PROFESSOR

O professor deve auxiliar os alunos nas retomada dos conteúdos, esclarecendo a duvida

e incentivando os alunos para que reflitam sobre suas dificuldades e as expressem para

que as mesmas sejam resolvidas.


Espera-se que os alunos participem da aula, demonstrem interesse pela revisão e

que relatem suas duvidas e dificuldades.


Livro didático.

Quadro e giz.


PROCEDIMENTO

Momento 1: O professor pergunta aos alunos sobre o simulador: Vocês já conheciam o

simulador? Ele ajudou vocês na compreensão do experimento? O que ele tinha de

especial que chamou atenção de vocês? Na pratica o simulador imita o experimento

looping?

27

Momento 2: O professor pede aos alunos que voltem aos exercícios para relembrá-los e

para que verifique se ainda tem duvidas de como resolve?

Momento 3: O professor pergunta aos alunos: Vocês lembram da diferença entre as

forças conservativas e não-conservativas?

Momento 4: O professor conduz os alunos a seguinte reflexão: A atividade com

tirinhas foi prazerosa de ser realizada? O que vocês acharam da atividade? Acrescentou

alguma coisa nova para vocês?

Momento 5: O professor pede aos alunos que reflitam sobre o experimento das colisões

e digam em voz alta a relação que elas tem com o experimento looping? Justificando as

argumentações.

Momento 6O professor pergunta: Enquanto vocês estavam brincando com os carrinhos

o que vocês observavam?

Momento 7 O professor faz aos alunos o seguinte questionamento: Os problemas

apresentados e resolvidos tornaram-se mais fáceis depois do experimento? Justifique

sua resposta.

Atividade 11

Avaliação: Elaboração de um Gibi

(Tempo estimado de quatro aulas de 50 minutos)


CONTEÚDO ESPECÍFICO: Conservação de Energia.

OBJETIVO:

- Avaliar o aprendizado dos alunos por meio da elaboração de um gibi.

- Despertar a criatividade dos alunos.

- Aprimorar seus conhecimentos nos conteúdos estudados.

PAPEL DO PROFESSOR

28

O professor deve incentivar os alunos para que elaborem um gibi. Orientando

nos conceitos e buscando envolve-los no projeto.


Espera-se que os alunos sejam capazes de realizar a atividade com criatividade e

interesse, e que percebam que os conteúdos de Física estão inseridos no seu cotidiano.


Folhas de papel de sulfite.

Lápis.

Borracha.

Lápis de cor.

Régua.

PROCEDIMENTO

Momento 1: O professor explica para os alunos que a avaliação será cobrada de uma

maneira diferenciada sem a utilização de prova escrita e que a nota será dividida em

duas etapas: a primeira da apresentação oral da historinha a segunda do gibi, somando a

nota final.

Momento 2: O professor explica aos alunos que os mesmos irão desenvolver um gibi

em equipe e que nesta historia deverá aparecer os conceitos estudados .

Momento 3: O professor separa as equipes para a elaboração do gibi, lembrando aos

alunos que a criatividade e o capricho contarão como requisitos para a nota final.

Momento 4: O professor registra no quadro o roteiro para a elaboração do gibi.

(Atividade IX ver APÊNDICE IV)

Momento 5: O professor orienta os alunos na elaboração do gibi e circula pela sala para

auxiliar todas as equipes.

Momento 6 Logo que termine a confecção do gibi, o professor pede que as equipe

apresente seu gibi e a historinha para a sala. Neste momento o professor observa

atentamente o roteiro atribuindo a nota parcial e depois a total para as equipes.

29

Momento 7 No final das apresentações o professor recolhe os gibi, para fazer as

correções e sugiro que os gibi confeccionados pelos alunos sejam colocados na

biblioteca para que outros alunos possam ver o trabalho que foi desenvolvido.

Atividade IX – O roteiro é um norte para a elaboração do Gibi, são dadas dicas para o

bom andamento do trabalho.

30

10. Referencias

ARTUSO, Alysson Ramos; WRUBLEWSKI, Marlon. Física 1. Ensino Médio. 1ª

Edição. Curitiba, Pr. Ed. Positivo, 2013. Manual do professor p.96.

BUCUSSI, Alessandro Arquino. Introdução ao conceito de energia. Textos de apoio ao

professor de Física, Porto Alegre, v.17,n3,2006. P. 17- 21. Disponível em:

http://www.if.ufrgs.br/tapf/v17n3_Bucussi.pdf, acesso em 27/10/14.

FUSINATO, Polonia Altoé . O Looping. PDE/UEM/2014.

GASPAR, Alberto. Compreendendo a Física - Mecânica. V. 1.São Paulo: Ed.

Ática,2011.

GREF, Física1: Mecânica. 7ª ed., São Paulo: Ed. USP, 2002. P.61,62 e 63

GREF, versão preliminar: Leituras de Física: Mecânica. 1ª ed., São Paulo: Convênio

USP/MEC-FNDE, 1998.

GUIMARÕES, Osvaldo; PIQUIERA, José Roberto; CARRON, Wilson. Física Volume

1. São Paulo: Ed. Ática, 2014.

http://ead.liberato.com.br/~mitza/prj09_eletro_2g.pdf, acesso em 07/08/14.

http://interna.coceducacao.com.br/ebook/pages/7100.htm: acesso em 13/10/14.

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=299, acesso em

08/10/14.

http://professorpanosso.com.br/documentos/for%C3%A7a%20centripeta%20panoss%2

008.pdf: Acesso em 13/10/14.

http://www.cbpf.br/~caruso/tirinha. Acesso em 19/09/14.

http://www.labvirt.fe.usp.br/simulacoes/fisica/sim_energia_montanharussa.htm., acesso

em 08/10/14.

https://www.youtube.com/watch?v=7BVr6LaC_HQ,acesso em 27/10/14.

MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Curso de Física. Volume 1.São Paulo:

Ed. Scipione, 2011.

Org. Dr. PEREIRA, Ricardo. Propostasproduzidas e apresentadas pelos alunos da

disciplina de Estágio Supervisionado em Física B no cursode 2º Licenciatura em Física

do PAFOR da UEM no ano de 2013.

ALVES, Vagner Camarini; STACHAK, Marilei. A importância de aulas experimentais

no processo ensino-aprendizagem em Física: Eletricidade.

PARANÁ, Secretaria de Estado da Educação. Diretrizes Curriculares da Educação

Básica. Física. Curitiba, 2008.

http://www.if.ufrgs.br/tapf/v17n3_Bucussi.pdf

http://ead.liberato.com.br/~mitza/prj09_eletro_2g.pdf

http://interna.coceducacao.com.br/ebook/pages/7100.htm

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=299

http://professorpanosso.com.br/documentos/for%C3%A7a%20centripeta%20panoss%2008.pdf


http://www.cbpf.br/~caruso/tirinha


https://www.youtube.com/watch?v=7BVr6LaC_HQ

31

11. Anexos

Anexo I

ATIVIDADE I

ENERGIA NO COTIDIANO

Energia é um termo amplamente utilizado na descrição e na explicação de fatos

cotidianos, sendo um tema de grande relevância para a sociedade moderna. Notícias

sobre construções de hidrelétricas e termelétricas, preço do petróleo o uso de fontes

renováveis de energia, riscos da energia nuclear, são frequentes nos meios de

comunicação.

Sabemos que as principais fontes de energia em uso atualmente: movimento das

águas e do ar, o calor produzido por reações químicas ou nucleares e a luz solar são

todas conversíveis por meio de dispositivos adequados em energia elétrica. Esta por sua

vez, depois de servir como “intermediária” até os locais de consumo, é convertida em

outras “formas” desejadas. Outra maneira de transportar energia até seu local de

consumo é através da energia química ou nuclear “armazenada” nos diversos

combustíveis. Estes, da mesma forma que no caso da energia elétrica, deverão passar

por um processo de transformação a fim de que possamos dispor da energia neles

contida.

Assim, após ser produzida e transportada, a energia estará disponível para o

consumo. Contudo, como nas sociedades modernas atuais o consumo é muito alto,

passam a ser relevantes os problemas de ordem ambiental, social, econômica e

geopolítica envolvidos em todas estas etapas.

Desta forma, a experiência cotidiana nos revela que a energia, além de ser

indispensável ao nosso atual modo de vida, precisa ser tratada de modo sustentável

desde sua produção, até seu armazenamento, transporte e consumo.

Esta presença da energia em nosso dia-a-dia, indubitavelmente, nos leva a

construir significados para ela. Se formos, por exemplo, consultar um

dicionário1encontraremos diversas acepções:

1 Dicionário Aurélio Eletrônico, versão 3.0,1999.

32

“S.f. [Do gr. enérgeia, pelo lat. energia.]

1. Maneira como se exerce uma força.

2. Força moral; firmeza: Notável a energia de seu caráter: Tem agido com

grande energia.

3. Vigor, força: Com a idade, perdeu a energia.

4. Filos. Segundo Aristóteles (v. aristotélico), o exercício mesmo da atividade,

em oposição à potência da atividade e, pois, à forma.

5. Fís. Propriedade de um sistema que lhe permite realizar trabalho. A energia

pode ter várias formas (calorífica, cinética, elétrica, eletromagnética, mecânica,

potencial, química, radiante), transformáveis umas nas outras, e cada uma capaz de

provocar fenômenos bem determinados e característicos nos sistemas físicos. Em todas

as transformações de energia há completa conservação dela, i. e., a energia não pode ser

criada, mas apenas transformada (primeiro princípio da termodinâmica). A massa de

um corpo pode se transformar em energia, e a energia sob forma radiante pode

transformar-se em um corpúsculo com massa [símb.:E].”

Percebe-se, portanto, que a definição Física de energia é apenas uma das muitas

outras que os dicionários trazem, ou que estão presentes em determinada cultura. Além,

é claro, da infinidade de definições associadas às adjetivações relativas ao termo:

“Energia atômica, Energia nuclear, Energia térmica, Energia cinética, Energia de

ativação, Energia de ligação, Energia de repouso, Energia interna, Energia livre, Energia

magnética, Energia nuclear, Energia potencial, Energia radiante, Energia térmica,

Energia vital, Energia eólica, entre outras”.

Contudo, a concepção Física do conceito de energia não é muito clara, ela está

associada a um modelo conceitual compartilhado pela comunidade científica e este

modelo como vimos na breve história da gênese do conceito de energia, não é imutável,

estático, ele evolui, passa por reelaborações que devem, por isso mesmo, serem

contextualizadas historicamente. Antes de discutirmos algumas formas de expressar a

concepção científica atualmente aceita, que como veremos, não tem uma versão única,

consensual, seja na ciência Física ou na Física escolar, vamos antes destacar o papel das

chamadas concepções alternativas dos estudantes a respeito da energia.

Texto disponível http://www.if.ufrgs.br/tapf/v17n3_Bucussi.pdf, acesso em 27/10/14.

http://www.if.ufrgs.br/tapf/v17n3_Bucussi.pdf

33

Anexo II

ATIVIDADE II

LOOPING

https://www.google.com.br/search?q=imagens+de+loop+em+parque+de+diversoes&biw=1366&bih=631&tbm=isch

&imgil=xCs0mr7yQ7kM-M%, acesso em 07/10/14.

Nos parques de diversões encontramos vários tipos de brinquedos interessantes e

que desafiam as leis da Física um deles em particular chama atenção pela sua estrutura,

o looping.

Na sua construção e montagem nos parques de diversões é fundamental a

observação de alguns detalhes como o desnível entre o ponto de partida dos veículos e

o ponto mais alto do looping, se não houver a presença do atrito e a resistência do ar, o

desnível permanece o mínimo, ou seja, igual à metade do raio do looping. No

brinquedo ocorre à dissipação de energia mecânica, então por motivo de segurança faz-

se necessário que o brinquedo seja operado com um desnível sempre maior que a

metade do raio do looping.

Quando investigamos os fenômenos físicos que ocorrem no looping,

verificamos a existência de conceitos e forças que fazem parte da Mecânica

Newtoniana. O primeiro que aparece é o movimento circular que tem a função de

deslocar o objeto numa trajetória circular fazendo surgir a segunda componente a força

centrípeta que age na direção do vetor velocidade e surge durante o movimento do

https://www.google.com.br/search?q=imagens+de+loop+em+parque+de+diversoes&biw=1366&bih=631&tbm=isch&imgil=xCs0mr7yQ7kM-M%25


34

objeto, aplicado uma força para o centro do circulo conhecida como aceleração

centrípeta. A aceleração centrípeta é sempre perpendicular ao vetor velocidade em cada

ponto, em todo movimento circular existe uma força resultante na direção radial que

atua como força centrípeta, de modo que a força centrípeta não existe por si só, em

muitos casos pode haver uma aceleração tangencial que deve ser compensada

aumentando a aceleração centrípeta para que a trajetória seja circular.

https://www.google.com.br/search?q=imagens+de+loop+em+parque+de+diversoes&biw=1366&bih=631&tbm=isch

&imgil=xCs0mr7yQ7kM-M%, acesso em 07/10/14.

O looping apresenta a conservação de energia, que garante a quantidade total de

energia constante em um sistema isolado. Sabe-se que a energia não pode ser criada e

nem destruída, portanto, a energia é conservada. O que pode ocorrer em um sistema

isolado como este é que a energia pode mudar de forma, como por exemplo a energia a

energia cinética transforma-se em energia térmica.

Ainda podemos explorar a energia cinética como a quantidade de trabalho

realizado sobre um objeto ou veículo para modificar a sua velocidade, a energia

potencial é a forma de energia que se encontra em um determinado sistema e que pode

ser utilizada a qualquer momento para realizar trabalho. A energia potencial

gravitacional tem como função armazenar energia, podendo a qualquer momento

manifestar-se. Na presente atividade, temos a energia mecânica total composta pela

energia potencial mais a energia cinética. Durante a descida do objeto ou veículo pelo



35

“looping” a energia potencial gravitacional é convertida em energia cinética e quando o

objeto sobe o looping, parte desta energia é convertida em energia potencial.

(Uma adaptação da própria autora do texto disponível em:http://ead.liberato.com.br/~mitza/prj09_eletro_2g.pdf,

acesso em 07/08/14.

HISTÓRIA DO LOOPING

A origem do looping está nas montanhas-russas, que segundo noticias vêm da

Rússia com os passeios de trenó no inverno em montes de gelo em torno de São

Petersburgo. Nos Estados Unidos a primeira montanha-russa construída foi em 1884

por Phillip Hinkle, mas quem patenteou foi LamarcusAdnaThampson em 1885. No

entanto o primeiro looping provavelmente construído foi em Paris em 1846, um projeto

inglês, realizava uma volta de 3,96 metros de diâmetro.

Os passeios eram extremamente perigosos e logo os loopings foram desativados,

tendo que esperar meio século para desenvolverem um looping mais seguros e

atualizados. Seus ancestrais diretos foram os monumentais tobogãs de gelo, populares

na Rússia nos séculos XVI e XVII, estes tobogãs tinham uma construção

consideravelmente simples: constituíam em uma longa e íngreme rampa de madeira

coberta com gelo.

Surgiu também a primeira montanha-russa Americana que foi a estrada de ferro

Mauch Chunck, construída nas montanhas da Pensilvânia. Nos dias atuais o looping

passa por diversas modificações mecânicas e estruturais, onde buscam o

aperfeiçoamento tanto tecnológico como diversificado. Com base nessas referências

puderam elaborar loopings com o movimento circular mais amplo e o mínimo de atrito

possível.

Texto disponível em :http://ead.liberato.com.br/~mitza/prj09_eletro_2g.pdf, acesso em 07/08/14.

Anexo III

ATIVIDADE III

O LOOPING



36

Faremos o estudo do Looping, palavra que em inglês significa "fazer a volta",

esse estudo nos permitirá associar o Princípio da Conservação da Energia com o

movimento circular.

Para fazer um estudo do looping precisamos entender como um objeto se move

em uma montanha russa e como conserva a energia mecânica total do sistema. Esta

demonstração lembra a experiência da "montanha russa" onde a pessoa fica de cabeça

para baixo e não cai.

Quando abandonamos de certa altura uma esfera ou bola de bilhar no looping, a

energia potencial, associada ao sistema formado pela esfera e a Terra, faz com a esfera

entre em movimento (a energia potencial é transformada em energia cinética), e

dependendo da energia cinética adquirida pela esfera ela poderá ou não conseguir fazer

a volta completa no looping.

A experiência mostra que se abandonarmos a bolinha de uma altura H = (5/2)R

ela não realiza o "looping", pois no caso real – como a experiência viva – existem forças

que retardam o movimento ou que dissipam energia. A bolinha no seu percurso perde

energia com o atrito, com a resistência do ar e na produção de som.

Para a bolinha conseguir fazer o "looping" ela deve possuir uma velocidade

mínima. Nos livros os cálculos que levam em consideração além da translação, também

a rotação da bolinha, indicam que ela deve ser solta de uma altura ( mínima) igual ao

diâmetro da circunferência mais um quarto do diâmetro ou Hmin = (2R) + (2R)/4 =

(5/2)R .

Para compensar as perdas, a bolinha deve ser solta de uma altura maior que

aquela calculada nos livros.

37

Figura 1-O Looping

Texto: Profª. Dra. Polônia Altoé Fusinato . PDE/UEM/2014.

38

12. APÊNDICES

APÊNDICE I

ATIVIDADE IV

RESONVENDO PROBLEMAS

1) Qual o Principio Geral de Conservação de Energia? Ele é valido em qualquer

fenômeno que ocorre na natureza? Justifique sua resposta.

2) Qual a diferença entre Forças conservativas e Forças não-conservativas?

3) Um piloto executa um "looping" com seu avião - manobra acrobática em que a

aeronave descreve um arco de circunferência no plano vertical - que atinge, no ponto

mais baixo da trajetória, ao completar a manobra, a velocidade máxima de 540 km/h. O

raio da trajetória é igual a 450 m e a massa do piloto é 70 kg. Nessas manobras

acrobáticas deve-se considerar que a maior aceleração que o organismo humano pode

suportar é 9g (g = aceleração da gravidade).

Com base nos dados fornecidos, assinale a(s) proposição (ões) CORRETA(S).

(01). Se o raio de trajetória fosse menor do que 250 m, o piloto seria submetido a uma

aceleração centrípeta máxima maior do que 9g (nove vezes a aceleração da gravidade).

(02). A força centrípeta sobre o piloto, na parte mais baixa da trajetória, é cinco vezes

maior do que o seu peso.

(04). O piloto é submetido a uma aceleração centrípeta máxima igual a 5g (cinco vezes

a aceleração da gravidade).

(08). A velocidade mínima para que o avião complete a volta, no topo da trajetória, é

igual a 270 km/h.

(16). A força que o avião faz sobre o piloto, na parte mais baixa da trajetória, é igual a

4200 N.

39

(32). A força que o piloto faz sobre o avião é igual ao seu peso, em toda a trajetória.

(64). O piloto é submetido a uma aceleração centrípeta máxima no topo da trajetória,

quando a força de sustentação do avião é mínima.

Soma: _______

Questão adaptada http://professorpanosso.com.br/documentos/for%C3%A7a%20centripeta%20panoss%2008.pdf:

Acesso em 13/10/14.

APÊNDICE II

ATIVIDADE V

http://www.cbpf.br/~caruso/tirinha. Acesso em 19/09/14.

APÊNDICE III

ATIVIDADEVI

MONTAGEM DO EXPERIMENTO:


http://www.cbpf.br/~caruso/tirinha

40

GREF, Física 1 : Mecânica. 7ª ed., São Paulo: Ed. USP, 2002. P.61.

1-Fixe as réguas sobre a mesa, de forma que os carrinhos possam deslizar entre elas,

numa única direção.

2-Usando dois carrinhos de massas bem diferentes coloque o de maior massa parado e

faça com que o outro colida frontalmente com ele.

2.A- Repita o procedimento, anotando as posições dos carrinhos antes e depois da

colisão e a posição onde ocorreu.

3-Com os mesmos carrinhos, faça agora o de maior massa colidir com o outro parado.

3.A- Repita o procedimento, anotando as posições dos carrinhos antes e depois da

colisão, e a posição onde esta ocorreu.

4-Usando agora dois carrinhos de massas iguais, e ambos inicialmente em movimento

provoquem uma colisão entre eles.

4.A- Os dois carrinhos se movimentam na mesma direção, porém em sentidos opostos.

Anote todos os resultados.

OSERVAÇÃO: Para imprimir uma velocidade inicial aos carrinhos, pode-se

construir uma pequena rampa utilizando cadernos.

4.B-Ainda com dois carrinhos de mesma massa, provoque uma colisão com os dois se

movimentando na mesma direção e sentido. Anote os resultados.

41

4.C- Retire os carrinhos da canaleta e faça com que tenham uma colisão obliqua. Anote

os resultados.

ATIVIDADEVII

QUESTÕES

1)Como você interpreta os resultados obtidos nos passos 2.A e 3.A?

2) Você utilizou os mesmos carrinhos nos passos 2.A e 3.A. Compare os resultados e

procure explicar as diferenças obtidas.

3)Interprete os resultados obtidos nos itens 4.A e 4.B.

4)Compare os resultados de 4.C e 4.B e procure explicar as diferenças observadas.

5)Interprete o resultado da colisão do item 4.C.

6) interprete o resultados da colisão do item 5.

7) Como você interpreta a influencia da massa, da velocidade, da direção e do sentido

de movimento dos objetos que participam de uma interação?

(As atividades do livro: GREF, Física 1 : Mecânica. 7ª ed. , São Paulo: Ed. USP, 2002. P.61,62 e 63)

ATIVIDADEVIII

RESONVENDO PROBLEMAS

1) Imagine um carro caindo da janela de um edifício, de frente para o chão.

Desprezando a resistência do ar, ele estaria sempre aumentando sua velocidade até

atingir o solo. Quando maior a altura, maior a velocidade ao chegar ao chão. Durante a

queda sua energia potencial irá, pouco a pouco se transformando em energia cinética.

Admitindo uma velocidade de 36 km/h, e tomando como valor da gravidade g = 10

N/kg, qual seria o valor da altura de quede deste carro?

42

2) Imagine que um carro deixe uma marca de 15 metros de comprimento no asfalto e

que na hora da colisão ele estava com a 10 m/s. Será que ele corria muito antes de

brecar? Consideremos que o coeficiente de atrito do pneu do carro com o asfalto seja

igual a 1. Neste caso, a força de atrito terá valor igual ao da força normal, se a pista for

horizontal, será também igual ao peso do carro. O trabalho realizado pelo atrito é a

retirada de energia cinética do carro, ou seja:

Energia cinética perdida = trabalho do atrito.

Assim temos:

- =

Com alguns cálculos matemáticos chegamos a está equação:

= + 2.g.d

Você consegue a façanha de calcular, qual a velocidade do carro antes da freada?

(Adaptação das atividades da versão preliminar: GREF, Leituras de Física : Mecânica. 1ª ed. , São Paulo:

Convênio USP/MEC-FNDE, 1998.)

APÊNDICE IV

ATIVIDADE IX

Roteiro para elaboração do gibi

1- A equipe de retomar novamente aos conteúdos estudados;

2- Escolher qual será o formato do gibi (escrito ou digitado);

3- Escolher quantos personagens fará parte da história;

4- Escolher um título para a história;

5- Dar nomes as personagens;

6- A história deverá ter inicio, meio e fim;

43

7- As personagens podem ser criadas ou copiadas;

8- Depois de escrita a história, os alunos devem fazer a correção ortográfica do

texto, (sugestão: ler historia para um professor de português);

9- Os alunos devem se organizar para apresentação;

10- O gibi deve ser entregue no formato de livro ou encadernado.

Respostas dos exercícios propostos

Atividade 05

1) A energia pode ser transformada de uma forma para outra, mas não pode ser

criada nem destruída; a energia total é constante. Sim, este principio é sempre valido,

em qualquer fenômeno que ocorre na natureza.

2) Sistemas-não conservativos: São aqueles sistemas onde há transformação de

energia em outra. Exemplo: Energia Cinética para Energia térmica.

Sistema conservativo: A quantidade de energia inicial é igual á quantidade de energia

final, não temos transformação de energia.

3)1 +2+4+16= 23

Atividade 07

1) H= 5m

2)Vantes= 20m/s

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