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Dilatação Linear

25/03/2009

Autor e Coautor(es)

Autor: ANDREA MARQUES LEAO DOESCHER

PRESIDENTE PRUDENTE - SP UNOESTE COLEGIO ENSINO MEDIO E PROFISSIONAL

Coautor(es):

Erwin Doescher e Bruno Pagliarani Mattiazzo

Estrutura Curricular

Modalidade / Nível de Ensino	Componente Curricular	Tema
Ensino Médio	Física	Calor, ambiente e usos de energia

Dados da Aula

O que o aluno poderá aprender com esta aula

* Dilatação Linear.

Duração das atividades

Uma (1) aula de 50 minutos.

Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno

* Medidas de Temperaturas (Celsius, Fahrenheit e Kelvin); * Equilíbrio Térmico.

Estratégias e recursos da aula

As estratégias utilizadas serão:
- Aula Interativa;
- Aula Conceitual;
- Uso do Laboratório de Informática.

O professor deverá iniciar a aula fazendo perguntas aos alunos (que envolvam o conceito que será trabalhado nesta aula), como, por exemplo: alguém já observou os trilhos de uma estrada de ferro? Já perceberam que entre dois pedaços consecutivos de trilho há sempre um espaço? Vocês já notaram que as pontes de concreto, quando extensas, não são construídas em um único bloco? É importante que, após a discussão, o professor pontue que tanto os trilhos quanto as pontes extensas são formadas por vários blocos (de ferro e de concreto, respectivamente) dispostos uns ao lado dos outros e, entre dois blocos vizinhos, também há um espaço. Esses espaços são calculados pelos construtores de linhas férreas ou de pontes porque, sob a ação do calor, o aço e o concreto aumentam de tamanho. Tal fenômeno físico é denominado dilatação linear.

Após motivar os alunos, peça para os alunos sentarem em duplas ou trios e que trabalhe o recurso postado abaixo:

Recurso: Rede Elétrica

Link do Recurso: http://www2.fe.usp.br/~mef-pietro/rived/sim_termo_rede.html

Abaixo é mostrado uma imagem do recurso (Fig. 1) representando uma simulação interação/vibração das moléculas devido à variação da temperatura (frio ou calor), a idéia do recurso é fazer com que o aluno descubra qual a variação no comprimento do fio de cobre devido à variação na temperatura.

Figura 1 - Tela da simulação da vibração das moléculas.

No término desta atividade, o professor deverá solicitar que o aluno descubra o comprimento final do fio numa determinada temperatura (Figura 2):

Figura 2 - Tela do recurso que trabalha o comprimento final de um fio numa determinada temperatura

Peça para os alunos discutirem e resolverem a atividade proposta pelo recurso.

Neste momento, o professor deverá concluir a aula ressaltando que a dilatação linear é aquela que ocorre variação em apenas uma dimensão, ou seja, o comprimento do material. Peça para os alunos imaginarem a seguinte situação: uma barra de metal de comprimento Li à temperatura ti, é aquecida até uma determinada temperatura tf. O que se percebe é que a barra, após o aquecimento, não tem mais o mesmo comprimento, ou seja, ela sofreu uma variação na sua dimensão, no seu comprimento, ela dilatou. Podemos tomar como exemplos de Dilatação Linear os trilhos de uma ferrovia - que ficam deformados (Fig. 3) após uma grande elevação de temperatura e, para que a dilatação de uma ponte se faça livremente, emprega-se as chamadas juntas (fendas) de dilatação.

Figura 3 - Trilho de trem retorcido por causa da dilatação linear.

Imagem Disponível em: www.coladaweb.com/fisica/termica_arquivos/image006.jpg. Acesso em: 11 dez 2008.

Um outro exemplo muito comum no cotidiano dos alunos são aquelas fendas nas pontes. Quando um carro passa por ela é possível ouvir um barulho e um pequeno tranco no carro, esse tranco é ocasionado pelas fendas de dilatação nas pontes, pois sem elas a ponte não teria espaço para dilatação, podendo trincar e vir a cair.

Curiosidade: Pensando no problema proposto pelo recurso, o professor poderá fazer o seguinte questionamento aos alunos: qual o motivo dos fios de energia dos postes não serem bem esticados? O professor deverá discutir isto com os alunos e ajudá-los a compreenderem que os fios não podem ser bem esticados por causa da dilatação, pois num dia muito frio o fio irá se comprimir e se ele for muito esticado ele irá se romper por não ter espaço para se dilatar.

Observação: Usando as idéias citadas acima podemos demonstrar a Dilatação Linear, como:

Onde ΔL = Lf – Li é a variação do comprimento, ou seja, a dilatação linear da barra. E Δt = tf – ti é a variação da temperatura da barra.
Experimentalmente verifica-se que:
- o comprimento inicial (Li) é proporcional à temperatura inicial (ti);
- o comprimento final (Lf) é proporcional à temperatura final (tf);
- a dilatação linear depende do material que constitui a barra.

Mediante a essas constatações foi determinada a seguinte equação para dilatação linear dos corpos: ΔL = Liα Δt, onde α é denominada de coeficiente de dilatação linear, é uma constante característica do material que constitui o corpo. Por exemplo, para o alumínio temos que α = 0,000023 por °C (ou °C-1), isso quer dizer que o alumínio dilata 23 milionésimos de seu comprimento a cada 1°C de variação na sua temperatura, ou seja, uma dilatação muito pequena e que possivelmente só pode ser vista em microscópio.

Recursos Complementares

Teoria e experimentos:
http://www.brasilescola.com/fisica/dilatacao-linear.htm
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/13134/dilatacaoecontracao1.pdf

Recursos Educacionais

Nome	Tipo
Dilatação e contração - 1	Experimento prático

Avaliação

Avalie a participação dos alunos no desenvolvimento da atividade e na entrega do resultado.

Opinião de quem acessou

Três estrelas 17 classificações

Cinco estrelas 5/17 - 29.41%
Quatro estrelas 5/17 - 29.41%
Três estrelas 5/17 - 29.41%
Duas estrelas 1/17 - 5.88%
Uma estrela 1/17 - 5.88%

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Opiniões

Jose Flavio Bernal Gomes, Col. Est. Érico Veríssimo , Paraná - disse:
bernal781@hotmail.com
15/09/2010
Três estrelas
Poderia ter sido colocado um video, para melhor entendimento, mas assim mesmo está boa sua aula. Esta é minha opinião.

JÚNIOR RODRIGUES FERREIRA, ESCOLA ESTADUAL "D. PEDRO II" , Minas Gerais - disse:
junior-fis@hotmail.com
30/05/2010
Quatro estrelas
ADOREI O PLANO DE ENSINO, GOSTARIA DE RECEBER POR E-MAIL OS PLANOS.GRATO

messias ishida, E E Adolpho Carvalho , São Paulo - disse:
mex_ishida@yahoo.com.br
02/04/2010
Cinco estrelas
Otima aula. Assim q tiver tempo vou postar este tipo de aula onde uso dois experimentos praticos.

margarete, particular , Rio Grande do Sul - disse:
margacamp@brturbo.com.br
24/03/2010
Cinco estrelas
adorei!!

Valdecy dos Santos Cardoso, E.E. DANIEL MARTINS MOURA , Mato Grosso - disse:
lipax@terra.com.br
24/03/2010
Cinco estrelas
Excelente.

emanuel ramos de macedo, COL EST DO ATHENEU NORTE RIOGRANDENSE , Rio Grande do Norte - disse:
emanuelbn@hotmail.com
24/03/2010
Quatro estrelas
uma aula muito boa que mostra de uma maneira bem simples o comportamento térmico dos sólidos sem haver necessidade de se prender a fórmulas matemáticas.

Djalma Negromonte Nascimento, COLEGIO ESTADUAL PADRE PALMEIRA , Bahia - disse:
dnnegromonte@gmail.com
24/03/2010
Quatro estrelas
Gostei de como está focalizado o tema.

Andréa Marques Leão Doescher, UNOESTE COLEGIO ENSINO MEDIO E PROFISSIONAL , São Paulo - disse:
andreamleao@gmail.com
24/03/2010
Cinco estrelas
Agradeço a todos os elogios à aula. Sempre buscamos contextualizar os temas da Física com o cotidiano dos alunos. Fazendo assim que o conceito fique mais interesante e informativo aos alunos.

Evando Santos, ESCOLA DE ENSINO FUNDAMENTAL E MÉDIO GOV. CÉSAR CALS DE O. FILHO , Ceará - disse:
evandosantos@yahoo.com.br
24/03/2010
Três estrelas
Parabéns pela brilhante inciciativa Fico muito feliz de outros colegas estarem também usando os recursos de objetos virtuais de aprendizagem listado acima. Utilizo bastante os objetos do LABVIRT da USP. São excelentes. Essa sua idéia de iniciar o conteúdo buscando relacionar o conteúdo a ser apresentado com o cotidiano do aluno sem dúvidas trás a atenção do aluno para o exposto o que culmina com uma atividade prática onde os mesmos é que, por meio da teoria aprendida são desafiados a alcançar

ANTONIO DE LIMA FURTADO, Universidade Federal do Acre , Acre - disse:
antoniofurt@gmail.com
24/03/2010
Três estrelas
Professoras - Bom dia ! Parabéns plea aula. Achei bem motivaddora e de contéudo tembém relevante. aprova a idéia. Repito: parabéns! Prof. Antonio Furtado - UFAC -Univ. Fed. do Acre

Max, Parque do Obelisco , Rio Grande do Sul - disse:
www.meaddnomsn@hotmail.com
24/03/2010
Uma estrela
gostei achei muito criativo se todos professores fizesen isto acharia a aula bem melhor

Douglas Gonçalves da Silva, EE MANOEL GARCIA LEAL , Mato Grosso do Sul - disse:
douggonsil@hotmail.com
24/03/2010
Duas estrelas
Penso que a informática na educação deve ser fonte de novas metodologias, fico temeroso quando vejo aulas programadas na sala de tecnologia que trazem textos para o aluno ler, afinal, vivemos em uma época em que a leitura não é apreciada por nossos alunos. Conhecemos e apoiamos a importância da leitura em nosso cotidiano, não é isso que está em questão, mesmo porque se não soubermos preparar aulas motivadoras usando os recursos da tecnologia, acabaremos por "matá-la".

Silvia Leticia, Escola E Deputado Vital de Mendonça , Amazonas - disse:
sleticianascimento@bol.com.br
24/03/2010
Quatro estrelas
Parabéns professora!! sua aula é ótima. Fico muito feliz quando encontro matrial como esse que serve de motivação para que outros profeesores possam inovar suas aulas. Nós da EE Deputado Vital de Mendonça-Itacoatiara Amprocuramos sempre melhorar com as experiencias de outros professores.

Daniel Rodrigues Ventura , COL DE APLICACAO DA UFV - COLUNI , Minas Gerais - disse:
dventura@ufv.br
24/03/2010
Quatro estrelas
Muito legal, da pra conduzir bem o conteudo de dilatação.

Artur Soares Scalassara, Colégio Marista de Londrina , Paraná - disse:
artur_soares92@hotmail.com
24/03/2010
Cinco estrelas
Excelente essa tecnica de ensino, com uma aula dinamica eu concordo que há uma melhor interração aluno-professor, prendendo a atenção deles por mais tempo e assim possibilitando que eles se interessem pelo assunto.

Jane Leite da Silva, EEFM EDITE ALCANTARA MOTA , Ceará - disse:
hiljanne @yahoo.com.br
24/03/2010
Três estrelas
As aulas que começam com análise da realidade, proporcionam maior motivação nos alunos e quando enreiquecidas com a tecnologia tornam-se ainda mais atrativas.

Francisca Evanda, EEFM TOME GOMES DOS SANTOS , Ceará - disse:
evandaquinto@yahoo.com.br
24/03/2010
Três estrelas
Professora, sua sugestão de aula é bastante interessante e inovadora, mas o tempo estipulado para ministar a mesma, na minha opinião é pouco. De qualquer forma, Parabéns. São exelentes as suas sugestões. Evanda