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Princípios físicos que permitem a um avião voar.

2 horas-aula de 50 minutos.

-Trigonometria. -Vetores.

 

 Como um avião pode voar?

Primeira Aula

1. Motivação

1.1. Apresentação do Problema:

- Comece a aula apresentando aos alunos a importância dos aviões para viagens de longa distância, comparando-as com outros meios de transporte como navio, barco ou ônibus, por exemplo.

-Comente um pouco sobre aspectos históricos da aviação, como o vôo de Santos Dumont com o 14-bis.

- Lance aos alunos a pergunta de por que um avião voa.

- Ouça as opiniões e as hipóteses apresentadas pelos alunos.

1.2. Apresentação de Vídeos:

- Apresente para os alunos vídeos de aviões em vôo, tais como:

   

Video 1:  Avião da esquadrilha da fumaça.

 

 

Video 2:  Dois aviões da esquadrilha da fumaça.

 

2. Física do vôo de um avião

- Inicie a parte física com a apresentação das principais forças atuantes em um avião: sustentação, arrasto, tração e peso.

 

-Discuta com os alunos o conceito de equilíbrio de forças que permite ao avião ficar no ar.

-Discuta com os alunos a sustentação das asas de um avião causada pela diferença de pressão entre as partes superior e inferior das asas do avião.

- Aprofunde a discussão com os alunos apresentando os conceitos de ângulo de ataque, ângulo de ataque crítico e estol, ou estimule uma pesquisa sobre esses aspectos do vôo.

-Discuta com os alunos o porquê de o avião voar com base nos conceitos físicos desenvolvidos .

-Discuta o equilíb rio de forças e as diferenças de pressão para o ente ndimento do vôo de um avião.

- Apresente e discuta a equação de Bernoulli, enfatizando seu papel na sustentação.

-Discuta com os alunos sobre os movimentos dos vôos da esquadrilha da fumaça, procurando a explicação física para cada movimento apresentado. Use um vídeo pa ra ilustr ar os movimentos e procure fazer com que todos os alunos participem da discussão com explica&c cedi l;ões. Oriente a discussão para as explicaçõ es físicas.
 

 

Segunda Aula

3. Atividade Prática: Construção da asa de um avião

Esta atividade consiste em mostrar, experimentalmente, como um objeto com peso ma ior do que o ar pode voar.

-Organize os alunos em grupos e obtenha os seguintes materiais para a atividade prática a ser realizada por cada grupo:

Material:

Cartolina
Régua
Tesoura sem ponta
Cola
Canudo de refresco
Linha de pesca
Dois cabos de vassoura
Ventilador

-Oriente os alunos de acordo a seguinte procedimento:

Procedimento:

1. Corte uma tira de cartolina nas dimensões de 30 cm de largura por 10 cm de comprimento.
2. Dobre a tira de cartolina pela metade.
3. Passe cola ao longo de 1 cm de uma das extremidades e cole a 4 cm da outra extremidade.
4. Faça furos na cartolina para passar o canudo de refresco.
5. Cole o canudo de refresco na cartolina, mantendo-a encurvada.
6. Passe a linha de pesca pelo canudo de refresco e amarrar as pontas cada uma das pontas a cada um dos cabos de vassoura.
7. Vire o perfil da asa de avião contra o ventilador.
8. Ligue o ventilador (vento).
9. Procure a inclinação adequada do fio em relação ao vento, para que asa possa subir através do fio.

A figura abaixo ajuda a ilustrar o procedimento:

 

 

 

4. Avaliação:

-Discuta com cada grupo os resultados que obtiveram com o experimento da aula prática.
-Peça aos alunos que alunos escrevam um relatório com as razões físicas dos resultados obtidos no experimento que fizeram na aula prática.
-Peça aos alunos que façam uma redação, de no mínimo 15 linhas, explicando por que o avião voa.
-Fale para os alunos que a redação deve conter:
a) Como as forças de sustentaçã o, arrasto, traç&ati lde;o e peso atuam sobre o avião;
b) Como a diferença de pressão nas asas contribui para a sustentação.
c) Como a equação de Bernoulli perm ite entender a sustentação de um avião.
 

Vídeo histórico da aviação: vôo 14-bis: http://www.eesc.usp.br/smm/aeronautica/14bis/14-Bis.mov. Artigo científico sobre o ensino da física do vôo: http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol7/Num2/v13a07.pdf, N. Studart e S.R. Dahmen, A física do vôo na sala de aula, Física na Escola, v.7, n.2, 2006.