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?         O conceito de in?rcia.

?         O que ? Movimento retil?neo e uniforme.

?         Identificar fen?menos no cotidiano relacionados ao conceito de in?rcia e Movimento retil?neo uniforme.

50 min.

• Estado de repouso de um corpo.
• Atrito
• For?a
• Movimento.

Com essa aula, dever? ficar claro para os estudantes que, se nenhuma for?a resultante agir sobre um corpo, ele permanecer? em repouso ou em movimento retil?neo e uniforme.

Atividade 1.

Objetiva mostrar aos alunos que um corpo colocado em repouso sobre uma superf?cie qualquer, permanece em repouso se nenhuma for?a resultante atuar nele.

Material  

06 Kits composto por: 02 ou mais cubos de gelo; 01 espelho retangular de aproximadamente 60 cm de comprimento e com as duas faces graduadas em mil?metros; uma bancada sobre a qual ser? colocado o espelho e um n?vel de pedreiro.

Procedimento

O professor, ap?s dividir a turma em equipes de cinco alunos, deve solicitar que os alunos respondam ?s quest?es propostas, tendo por base os experimentos a serem realizados.

Como plano de trabalho, os alunos devem seguir as instru??es abaixo:

- Cada equipe, composta por cinco alunos, deve  receber um Kit como o descrito no item material.

- O experimento deve ser realizado com o espelho colocado na horizontal, sobre a bancada, com a face n?o polida voltada para cima, depois de se nivelar a bancada.

- Coloca-se o cubo de gelo numa das extremidades do espelho.

- Observa-se e anota-se o que ocorre ao cubo se nenhuma for?a for aplicada a ele e o espelho estiver colocado, na horizontal, totalmente nivelado.

- Na seq??ncia, d?-se um leve empurr?o ao cubo, imprimindo-se a ele uma pequena velocidade inicial. Deve-se observar e anotar o que ocorre com o cubo.

- Repete-se a experi?ncia, mas dessa vez o cubo de gelo deve ser colocado sobre a face polida do espelho, que estar? virada para cima. Deve-se anotar o resultado das observa??es.

                 

                    Figura 1: primeiro experimento. Um cubo de gelo ? colocado em movimento sobre a face n?o polida e sobre a face polida de um espelho (figura produzida pelo pr?prio autor).

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Quest?es

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a) No primeiro momento da experi?ncia, quando nenhuma for?a ? aplicada sobre o cubo de gelo, ele se movimenta?

b) Quando aplicamos uma for?a moment?nea sobre o cubo colocado sobre a face n?o polida do espelho, no sentido do comprimento desse espelho, o que ocorre com o movimento do cubo?

c) Usando a face polida do espelho, aplique uma for?a moment?nea ao cubo, semelhante ao que foi feito na experi?ncia realizada sobre a face n?o polida. O que ocorre com o cubo? Desloca-se mais ou menos e por qu??

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Tendo por base o conhecimento pr?vio exigido do aluno, depois de respondidas as quest?es acima o professor dever? esperar as seguintes respostas:

a) N?o.

b) Depois de cessada a aplica??o da for?a o cubo desloca-se por uma pequena dist?ncia e cessa o movimento devido ao atrito com a face n?o polida do espelho.

c) Desloca-se por uma dist?ncia maior, pois o atrito com a face polida do espelho ? bem menor do que o atrito com a face n?o polida.

Percebe-se que um corpo em repouso permanece em repouso at? que uma for?a aplicada sobre ele o fa?a adquirir movimento e que, uma vez cessada a for?a aplicada, esse movimento perdura at? o momento em que o atrito com o meio onde ocorre o movimento, for?a contr?ria ao movimento, o fa?a parar e voltar ao estado de repouso.

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Atividade 2.

Essa atividade objetiva levar os alunos a perceber que a for?a aplicada sobre um corpo, colocado em um meio que n?o gere nenhum atrito, cria um movimento nesse corpo e esse tende a se manter em movimento constante, retil?neo e uniforme mesmo ap?s cessar a aplica??o dessa for?a.

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Material

05 Kits compostos por 01 CD, coberto com um bojo pl?stico (copo descart?vel),  parcialmente preenchido com gelo seco (CO2 s?lido); 01 Espelho (bem polido) de aproximadamente 1 metro de comprimento e 25 cm de largura; uma bancada para se colocar o espelho e um n?vel de pedreiro.

Procedimento

Como no experimento 01, o professor, ap?s dividir a turma em equipes de cinco alunos, deve solicitar que os alunos respondam ?s quest?es propostas, tendo por base os experimentos a serem realizados.

Ap?s a divis?o das equipes, cada equipe deve estar de posse de um kit contendo o material necess?rio para a realiza??o da atividade.

- O primeiro passo consiste em nivelar a bancada, utilizando-se o n?vel.

- Coloca-se o espelho deitado sobre a bancada, com a superf?cie polida para cima.

- Em uma das extremidades do espelho, coloca-se o CD conforme a figura 2.

- Aplica-se uma leve for?a sobre o CD, no sentido do comprimento do espelho e verifica-se o que ocorre com o CD.

- Anota-se o resultado.

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Figura 2: Disco flutuante (figura produzida pelo pr?prio autor).

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Quest?es

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a) No primeiro momento da experi?ncia, quando nenhuma for?a ? aplicada sobre o CD, ocorre algum movimento dele?

b) O que ocorre ao CD ap?s a aplica??o da for?a sobre ele? Permanece em repouso ou entra em movimento?

c) Qual a dire??o e sentido do movimento obtido?

d) Se nenhuma outra for?a extra agir sobre o CD, como fica o seu movimento?

e) Nesse experimento, o que faz cessar o movimento do CD?

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Respostas esperadas

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a) N?o, ele fica em repouso.

b) Entra em movimento.

c) O movimento ocorre na dire??o e sentido do impulso inicial aplicado.

d) Retil?neo e uniforme, ou seja: ocorre em linha reta e n?o sofre altera??o na sua velocidade.

e) A for?a resultante do seu encontro a moldura oposta do espelho.

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Observa-se que o gelo seco, ao se tornar g?s, escapa pelo furo central do CD e cria uma camada de gasosa entre o CD e a superf?cie do espelho, o que praticamente elimina o atrito entre os dois.

Sem a for?a resultante do atrito entre o CD e o espelho, o CD, quando em movimento, tende a manter o seu movimento at? que uma for?a, aplicada em sentido oposto ao que ele se move, o fa?a parar.

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Atividade 3 

Usando um carrinho de brinquedo e um pequeno boneco, objetivamos mostrar aos alunos um efeito pr?tico da in?rcia sobre o boneco.

Material

01 Carrinho de brinquedo de m?dio tamanho (15 cm), um pequeno boneco (05 cm) e uma bancada, com um obst?culo em uma das extremidades, que sirva de pista para o deslocamento do carro, 01 computador com acesso a internet.

Procedimento

O professor deve dividir a turma em equipes de cinco alunos e entregar um carrinho e um boneco a cada equipe.

Os alunos devem colocar o boneco sobre o carro e colocar o carro em movimento sobre a pista, que estar? assentada sobre uma bancada.

O carro deve ir de encontro e se chocar com o obst?culo.

Os alunos observam o experimento e anotam o resultado e depois devem responder as seguintes quest?es:

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a)        O que ocorre com o movimento do carro ao se chocar contra o obst?culo?

b)       O que ocorre com o boneco? Fica parado ou tende a manter o movimento? Por qu??

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Respostas esperadas:

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a)         O carro cessa seu movimento.

b)        Tende a continuar em movimento em dire??o ao obst?culo. Ele obedece a lei da in?rcia.

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O professor deve pedir aos alunos que acessem o endere?o http://cepa.if.usp.br/e-fisica/imagens/mecanica/universitario/cap10/primeiralei40.gif  e fa?am uma compara??o com o experimento.

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Conforme podemos observar, temos diversas manifesta??es da in?rcia em nossas atividades corriqueiras e a compreens?o delas nos ajuda a criar mecanismos de seguran?a contra choques mec?nicos.

Recursos Complementares:

Os v?deos a seguir mostram o efeito da in?rcia sobre os corpos:

http://www.youtube.com/watch?v=vcYPH2wy-hA&feature=related

http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol6/Num2/a06.pdf

http://www.youtube.com/watch?v=hkN4WtsNMhs&feature=related : O efeito da in?rcia sobre o corpo de uma crian?a, que est? sem cinto de seguran?a, dentro de um carro durante uma colis?o frontal.

Ap?s estudar essa aula o aluno dever? ter uma compreens?o formada sobre:

• A propriedade de in?rcia dos corpos.
• O movimento dos corpos, resultante da propriedade da in?rcia.
• O efeito da in?rcia no cotidiano.