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Nesta aula o aluno compreender? o que ? o Trabalho de alguma For?a e como ele est? presente no nosso cotidiano.

* Trigonometria (cosseno e seno); * Segunda lei de Newton.

As estrat?gias utilizadas ser?o:
? Aula interativa;
? Aula conceitual;
? Uso do Laborat?rio de Inform?tica;
? Desenvolvimento de um experimento. Observamos que o professor dever? solicitar previamente aos alunos os materiais (como segue na Tabela 1 abaixo) necess?rios para a realiza??o do experimento nestas aulas.

Tabela 1 ? Lista de Materiais

Motiva??o:

Sugerimos que o professor, ap?s pedir para que os alunos formem grupos de quatro a cinco integrantes, demonstre em sala de aula um macaco mec?nico (Fig. 1) em a??o. Em seguida, o professor dever? levantar sua mesa ou um balde grande com terra usando para isso o macaco mec?nico. O professor poder? pedir, se preferir, que um aluno tente fazer tal atividade.

Figura 1 ? Macaco mec?nico.
Imagem dispon?vel em: http://www.testedos100dias.com.br/fusion/wp-content/uploads/2009/07/macaco-520x390.jpg. Acesso em: 07 Out 2009

Ap?s isto, promova uma discuss?o com os alunos, tendo as seguintes quest?es como norteadoras desta:

? Como o macaco mec?nico funciona?

? Ele pode levantar um carro?

? Quais conceitos f?sicos est?o envolvidos?

? Qual a import?ncia deste equipamento para a humanidade?

? importante que o professor ou?a as opini?es dos alunos e favore?a com que eles possam concluir que temos as For?as de Atrito, Peso, Contato, al?m da a??o da gravidade e de Energias (Potencial e Cin?tica) envolvidas no trabalho realizado pelo macaco mec?nico. Ressalte, entretanto, que iremos focar na a??o do Trabalho do macaco mec?nico, assim sendo o professor dever? dizer que este conceito ser? estudado e esclarecido no decorrer destas aulas.

Atividade 1

Pensando no funcionamento do macaco mec?nico, sugerimos que o professor, ap?s dividir os alunos em grupos de 4 a 5 pessoas, pe?a para que eles (os grupos) imaginem e construam um sistema parecido com o macaco mec?nico, e que este sistema auxilie com que as pessoas consigam levantar objetos muito pesados, como por exemplo, um cavalo que se feriu e que dever? ser colocado sobre um caminh?o ou, at? mesmo, para erguer um container (Fig. 2). ? importante informar aos alunos que neste sistema somente poderemos utilizar equipamentos simples (cordas, ganchos, placa de madeira, roldanas etc.). Ressaltamos que o professor dever? levar estes materiais para a aula, de forma a propocionar a realiza??o desta atividade.

Figura 2 ? Container.
Imagem dispon?vel em: http://www.greenhomebuilding.com/weblog/uploaded_images/container16-771995.jpg. Acesso em: 10 Nov. 2009

Pe?a para que cada grupo apresente aos demais alunos da sala suas ideias e que eles opinem sobre o funcionamento desta. ? importante que o professor promova com os alunos uma discuss?o sobre a efetividade do que foi constru?do pelos grupos para resolver os problemas propostos!! Feito isto, explique aos alunos que na pr?xima atividade ser? desenvolvido um experimento que ilustra este sistema - Trabalho.

Atividade 2

Na atividade anterior foi discutido a forma??o de um sistema id?ntico ao macaco mec?nico, ou seja, que utilizasse os mesmo conceitos de funcionamento, neste momento, o professor dever? apresentar o recurso que aborda uma experi?ncia que trata sobre o mesmo assunto - Trabalho, como postado abaixo.

Recurso:Economia de for?a 2

Link do Recurso no site do Portal do Professor:
recursos/mec_5465/economia_de_for%c3%a7a_2.pdf

Este experimento (Fig. 3) consiste em demonstrar o estudo do Trabalho num plano inclinado.

Figura 3 ? Representa??o da experi?ncia.

Neste experimento poder? ser visto q ue com o uso adequado de um plano inclinad o, podemos realizar o mesmo trabalho realizando menos for?a. O trabalho em quest?o ? levantar uma caixa a uma determinada altura.

O experimento consiste em utilizar duas rampas feitas com papel?o, uma caixa de "ch? mate", barbante, suportes, dinam?metro e massas.

Em rela??o ? montagem do experimento, o professor dever? dar as seguintes instru??es aos alunos:

? Cortem uma das rampas de papel?o com 60 cm de comprimento e a outra rampa com 30 cm (Fig.4)

Figura 4 ? Demonstra??o.

? Fa?am dois suportes ? com as tampas requisitadas na tabela 1. Os suportes devem ser do mesmo tamanho e formato, se poss?vel com os mesmos materiais para ambos.

? Coloquem uma das rampas em um suporte e a outra no outro suporte (Fig. 4).

? Fixem com fita adesiva as rampas na borda dos suportes, para que estas n?o se desloquem.

? Furem dois lados da caixa de ch?. Passem uma das extremidades do barbante nos furos e amarrem-no na outra ponta (Fig. 5).

Figura 5 ? Caixinha com o barbante.

? Coloquem massas na caixa.

? Com o uso do dinam?metro, levantem a caixa at? que seu fundo atinja o topo do suporte, mas dividindo este de tr?s modos (Fig. 6): primeiramente sem o uso das rampas, depois na rampa mais curta (de maior inclina??o) e finalmente na rampa mais longa (de menor inclina??o).

Figura 6 ? Sistema dinam?metro e caixa.

Pergunte aos alunos o que eles notaram de diferente nos dados obtidos pelo dinam?metro enquanto faziam as tr?s etapas do experimento. Ajude-os a compreender que quanto maior a dist?ncia de deslocamento do objeto menor ser? a for?a para desloc?-lo. Assim, o mesmo Trabalho ? feito usando-se menos For?a, ocasionando, assim, um aumento na dist?ncia percorrida.

Neste momento, retome a pergunta inicial (do macaco mec?nico) e favore?a com que os alunos compreendam que o macaco consegue erguer o carro pela rala??o entre for?a e deslocamento. A medida da dist?ncia percorrida pela m?o que gira a manivela ? dezenas de vezes maior que a eleva??o sofrida pelo autom?vel em decorr?ncia desse movimento. A redu??o da for?a ? exatamente o inverso do aumento do deslocamento: se este se torna dezenas de vezes maior, a for?a exercida por quem opera o macaco se torna dezenas de vezes men or ⁽¹⁾.

SUGEST?O

Sugerimos que o professor leve os alunos para o laborat?rio de inform?tica ou ? sala de v?deo e apresente o seguinte v?deo (Fig. 7):

Recurso: http://www.youtube.com/watch?v=1nprO5JZu8U (Acesso em: 07 Out. 2009)

Figura 7 ? Imagem do v?deo.

Observa??o: O v?deo sugerido acima ? a primeira parte de uma aula que contem cinco (5) partes. Nesta primeira parte ? discutido o Trabalho de uma for?a, assim sendo sugerimos somente a exibi??o da primeira parte desta aula, mas fica a cargo do professor trabalhar as demais partes.

Sugest?o: O professor, se preferir, poder? gravar o v?deo em DVD e apresent?-lo aos alunos na Sala de V?deo da escola, de forma que todos possam assisti-lo ao mesmo tempo.

Este v?deo explica o conceito de Trabalho detalhadamente e a sua rela??o com a Energia Cin?tica.

Ap?s a apresenta??o do v?deo, pergunte aos alunos qual a import?ncia do estudo do Trabalho nas nossas vidas. Al?m disso, pergunte se o Trabalho tem alguma rela??o com o macaco mec?nico discutido no in?cio destas aulas.

Refer?ncias Bibliogr?ficas

(1) ? Gaspar, Alberto. F?sica 1? Edi??o. p. 135, 2008.

Teoria e experimentos:
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/trabalho.php  

V?deos da continua??o da aula:
Aula 2 - http://www.youtube.com/watch?v=3ILXCnEKHUc&feature=related
Aula 3 - http://www.youtube.com/watch?v=aAKsTihDrNg&feature=related
Aula 4 - http://www.youtube.com/watch?v=o_MmF9VZWFY&feature=related 
Aula 5 - http://www.youtube.com/watch?v=cfMpIMUhixY&feature=related  

Avalie a participa??o dos alunos nas discuss?es, na explora??o do recurso, e pe?a para eles pesquisem em livros e na internet cinco (5) outras m?quinas que utilizem o conceito de Trabalho em seu funcionamento.