- Compreender relações entre superfície e força na construção do conceito de pressão.
- Construir o conceito de pressão a partir de analogias.

2 aulas de 50 minutos.

- Conhecer os conceitos de superfície e força.

Momento 01:

 

Boa parte dos exemplos, propostos para se iniciar o estudo do fenômeno pressão, partem da seguinte questão: Uma moça com sapato de 'salto agulha' e um homem de bota caminham lado a lado. Qual causa maior dano onde pisa?

 
Disponível em: http://www.feiradeciencias.com.br/sala07/image07/07_01_00.gif

A partir desta discussão e considerando que as pessoas que estariam usando os respectivos calçados possuem o mesmo peso , conclui-se que o sapato de salto alto que contém uma área menor apresentará uma maior pressão sobre o solo e como conseqüência terá maior facilidade de marcar alguns tipos de pisos. Logo, chegasse a lei áurea das pressões:

 

Use área grande para diminuir a pressão	Use área pequena para aumentar a pressão
Caminhar sobre areia dói menos que caminhar sobre pedregulhos: menor pressão significa menos dor!   A força da cabeça do parafuso é melhor distribuída pela arruela; isso evita que a cabeça do parafuso penetre no madeiramento.   Animais pesados necessitam de pernas espessas; caso contrário seus ossos não suportariam a pressão.	Cravos em chuteiras de futebol elevam a pressão e permitem afundar no solo.   A lâmina da faca: quanto mais afiada, maior será a pressão exercida.   Os alfinetes e percevejos para fixação têm pontas; a pressão que exercem é maior do que a madeira pode tolerar.

Disponível em: http://www.feiradeciencias.com.br/sala07/07_01.asp

 Seria a melhor abordagem?

 Orengo e Battistela, propõe o seguinte exemplo para iniciarmos a discussão:

Seja o esquema abaixo, Figura 1, que representa um fluido - líquido para simplificar. Para explorar melhor esta abordagem as moléculas serão exageradas em tamanho e, podemos fazer uma  analogia com um condutor repleto de bolinhas de tênis, por exemplo. Desta forma facilitará o desenho esquemático, já que as moléculas são muito menores do que as dimensões dos recipientes que as contêm. Esta “analogia” em nada afetará a dedução da expressão matemática e conceitual da pressão.

Figura 1.
Disponível em: http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xvi/cd/resumos/T0040-2.pdf

Desejamos empurrar o líquido, ou as bolinhas, no interior da tubulação, e para isso cada bolinha deverá receber uma força para deslocar-se. A solução encontrada para empurrarmos o líquido como um todo é colocarmos, um êmbolo ou uma chapa que tenha a mesma forma e área da seção transversal da tubulação e, sobre esta aplicar a força F perpendicular à superfície, como mostra a Figura 1(a).
A força é aplicada no êmbolo, que empurrará cada bolinha com uma força f . A força f que o êmbolo transmitirá a cada bolinha dependerá do número de bolinhas em contato com o mesmo (Figura 1(b)). Se tivermos, somente como exemplo, 5 bolinhas em contato com as superfície, a intensidade da força f  , em média, sobre cada bolinha será f = F/5. E assim, se tivermos n bolinhas em contato, o módulo da força f sobre cada bolinha será dado por:

f = F/n

Esta analogia é válida como se cada bolinha fosse uma molécula e o conjunto de bolinhas, um líquido. Aqui, cabe ressaltar, que o caráter vetorial da força pode ser desconsiderado, porque a superfície transmite perpendicularmente a força para cada molécula (bolinha). A direção e sentido serão sempre os mesmos. Necessitamos, então, de uma grandeza física que esteja associada à força F e a área A da superfície. Chamaremos esta grandeza de pressão e representaremos pela letra p. Portanto, podemos dizer que pressão é o efeito dinâmico ou estático, fornecido pela ação de uma força em superfície. Esta grandeza é, na realidade, uma adaptação física das leis de Newton, para uso no estudo da mecânica dos fluidos.

Vale lembrar que a expressão matemática que relaciona o módulo da força F , a área A da superfície e a pressão p é dada por: p=F/A, que é a expressão matemática encontrada nos livros didático de Física, relacionada a pressão, que simplesmente é escrita sem muitas explicações.

Saiba mais em: Uma abordagem alternativa para o ensino do conceito de pressão. Disponível em: http://www.sbf1.sbfisica.org.br/eventos/snef/xvi/cd/resumos/T0040-2.pdf

 

 Momento 02: No laboratório de Informática

Professor:

Se nunca trabalhou com os alunos, oriente-os antes de se encaminharem para este espaço, explique quais os objetivos da atividade que realizarão em tal espaço e estabeleça regras para o uso, bem como, os critérios que serão utilizados para avaliação das atividades realizadas no laboratório, previamente. Se possível estabeleça os critérios para realização de toda a aula com os alunos, já desde o início, independente de ser ou não no laboratório de informática, ok?!?

Na aula: Qual a pressão da picada de uma abelha?, Thiago Prudêncio de Oliveira, aprensenta breve o tema pressão. Disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=248. Seria interessante retomar essa aula e solicitar que os alunos realizem em duplas no laboratório a seguinte atividade.

 

 Momento 03:

Solicite aos alunos que respondam as seguintes questões, com base no texto que se segue e no que estudamos até aqui.

Quando a pessoa está deitada numa cama de pregos seu peso (intensidade da força) é distribuído pelos pregos fazendo com que sobre cada um deles a intensidade da força seja menor, por conseguinte, a pressão é reduzida e os pregos acabam por não perfurar a roupa ou a pele.
 

Sabendo disso, responda:

a) O que dói mais, a picada de uma abelha ou dormir numa cama de pregos? Por quê? Discuta com seus colegas.

b) Para que uma pessoa de 70 kg possa se deitar numa cama de pregos, onde cada prego suporte 35 g, quantos pregos deverão estar distribuidos nesta cama?  Essa situação causaria algum desconforto a pessoa? Justifique sua resposta.

 

Nome	Tipo
Uma Picada Dolorida	Animação/simulação

1 - Netto, Luiz Ferraz. Conceito de pressão. . Disponível em: http://www.feiradeciencias.com.br/sala07/07_01.asp. Acesso em 02 de fev. de 2009.
2 - Muniz, Pedro Paulo Carboni. Quem corta mais? Disponível em: http://www.clubedeciencias.com/artigos/pressao.htm. Acesso em 02 de fev. de 2009.

A avaliação será realizada no transcorrer dos questionamentos apresentados, primeiramente observando a formação de conceitos pelos alunos, analisando seus questionamentos e intervenções, procurando, por meio do diálogo, perceber se houve assimilação dos conteúdos propostos. Pela leitura das produções dos alunos, o professor avaliará sugerindo as mudanças e adequações necessárias, estimulando as leituras e quando necessário, o feedback dos conteúdos.