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• Diferenciar peso e massa; • Descobrir que os outros planetas do nosso sistema solar têm gravidades diferentes.

Uma aula de 50 minutos.

Para esse aprendizado o aluno deverá ter conhecimento sobre cinemática e dinâmica do primeiro ano e também ter aprendido a Lei universal da gravitação de Newton.

Desenvolvimento da atividade

Motivação / Introdução (10minutos)

Como argumento motivador desta aula, podemos iniciar uma discussão com os estudantes a respeito de uma questão fundamental:

Qual a diferença entre peso e massa? Quando estamos sobre uma balança, a medida da balança indica o peso ou a massa do nosso corpo?

Em sala de aula (20minutos)

Para começarmos a construção deste novo conhecimento, o professor pode pedir aos estudantes que se recordem da seguinte relação que foi desenvolvida numa aula anterior:

  (1)

Nesta equação temos a força peso do lado esquerdo escrito em termos da lei universal da gravitação de Newton, do lado direito. Saliente com eles, que esta expressão indica a força de interação entre um corpo sobre a superfície terrestre. Da última equação, podemos escrever a aceleração da gravidade como:

  (2)

Esta expressão, encontrada para a aceleração da gravidade, pode ser utilizada para cálculos apenas em regiões próximos à superfície terrestre, onde um pequeno acréscimo no raio da terra não trará grandes alterações no valor da gravidade. Desta forma, podemos tomar o peso, que é a força de interação gravitacional como,

  (3)

Na equação (3), g é a constante de aceleração da gravidade, que muda de acordo com a expressão (2). A massa de qualquer objeto sujeita a interação gravitacional, juntamente com nossos corpos, pode ser escrita a partir de (3) como,

  (4)

 

 

Através desta equação, notamos que a massa de um corpo é uma quantidade que não varia mudando a interação gravitacional. Isto ocorre, pois aumentando a interação gravitacional indo para um planeta com uma interação maior, teremos uma força de atração também maior e este fato está relacionado a termos também uma aceleração maior. Desta forma, vemos que estes dois acréscimos irão se cancelar na equação (4) mantendo o valor da massa constante. Isso é muito razoável se lembrarmos que massa é apenas quantidade de matéria em um volume no espaço. Uma determinada quantidade de matéria não deve mudar apenas por que mudamos a intensidade da interação gravitacional percebida por ela, por exemplo, introduzindo uma segunda massa em suas proximidades. Com esses argumentos, podemos organizar melhor as características de peso e massa da seguinte forma:

 

Na sala de Informática (20minutos)

    Para que os estudantes possam compreender melhor as explicações, vamos acompanhar a seguinte dinâmica computacional.

Acesse a simulação clicando na figura.

Nesta dinâmica o professor deve dividir os estudantes em grupos e pedir-lhes que acompanhem o desenvolvimento da atividade, respondendo sempre as questões ou os questionamentos colocados na simulação. Através desta série de exemplos interativos, os alunos poderão viajar por vários planetas do nosso sistema solar e descobrir de forma dedutiva que a massa de nossos corpos não varia mudando a intensidade da interação gravitacional. Eles poderão perceber também que a aceleração da gravidade nos outros planetas vizinhos tem grandes alterações.

 

Rived – Por que as coisas tem peso?: http://rived.proinfo.mec.gov.br/atividades/concurso2006/peso/fis1_ativ1.swf Neste objeto educacional os estudantes poderão compreender melhor a propriedade de massa atribuída aos corpos.

Podemos avaliar o conhecimento aprendido pelos estudantes, passando para eles alguns problemas que visem à manipulação das expressões trabalhadas na aula. Desta forma, ao calcular de forma correta a força gravitacional ou a massa de um determinado corpo poderemos perceber se o estudante realmente compreendeu o assunto abordado.