19/03/2009
Erwin Doescher e Bruno Pagliarani Mattiazzo
Modalidade / Nível de Ensino | Componente Curricular | Tema |
---|---|---|
Ensino Médio | Física | Movimento, variações e conservações |
As estratégias utilizadas serão:
• Aula interativa;
• Aula conceitual;
• Uso do Laboratório de Informática;
• Desenvolvimento de um experimento. Observamos que o professor deverá solicitar previamente aos alunos os materiais (como segue na Tabela 1 abaixo) necessários para a realização do experimento nestas aulas.
Motivação:
Comece a aula questionando os alunos sobre o porque é tão difícil fechar uma porta empurrando-a próximo da dobradiça (Fig. 1). Se eles não souberem responder, peça para cinco (5) alunos (um de cada vez), fecharem à porta da sala aplicando uma força próxima à dobradiça da mesma.
Figura 1 – Força sendo aplicada próximo da dobradiça da porta
Poderá ser visualizado que realmente é difícil abrir ou fechar uma porta quando empurrada próximo da dobradiça. No entanto, é relativamente fácil abri-la ou fechá-la quando empurrada próximo da maçaneta (Fig. 2). Ao que parece, quanto mais longe do eixo de rotação da porta (a dobradiça), menos força é feita para girá-la.
Figura 2 – Força sendo aplicada num ponto distante da dobradiça da porta
Antes de começar as atividades propostas, é sugerido uma breve discussão com os alunos sobre o que é Torque. Explique aos alunos que torque é a razão entre uma força aplicada a uma determinada distância do eixo de rotação do objeto. Para o exemplo acima (Fig. 2), o eixo de rotação é a dobradiça da porta. Diga aos alunos que eles irão compreender melhor a ação do torque no nosso cotidiano durante o desenvolvimento destas aulas.
Atividade 1
Após as discussões, estando os alunos organizados em grupos de quatro ou cinco integrantes, o professor deverá entregar o recurso (que se trata de uma experiência) postado a seguir.
Recurso:
Link do Recurso no site do Portal do Professor:
http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/recursos/18048/alicate.pdf
O recurso acima consiste num experimento onde é demonstrado que o alicate é uma ferramenta que utiliza o torque para ampliar força e facilitar trabalhos (Fig.2) do cotidiano do homem. Na figura 3 pode-se ver a força “f1” transformada na força “F2”.
Figura 3 – Representação das forças num alicate.
A força “f1” aplicada a uma certa distância “D1” do centro de rotação produz um torque no alicate. A mesma quantidade de torque aparece do outro lado da ferramenta, mas este outro torque é dado pelo produto da força “F2” pela distância “d2”. Como a distância do ponto de aplicação da força “f1” ao eixo de rotação (D1) é muito maior que “d2”, a força “F2” deve ser muito maior que a força “f1” para que as quantidades de torque sejam iguais nos dois lados do alicate.
Observamos que a lista de materiais necessários para a realização desta experiência encontra-se na Tabela 1 abaixo.
Tabela 1 – Lista de Materiais
Item | Observações |
Um alicate | Usado por eletricistas. |
Dois canos PVC | O importante é que se ajustem no cabo do seu alicate. Usamos dois tubos com 3/4 de polegada de diâmetro e uns 30 cm de comprimento. |
Dois clipes | Poderá também ser usado aquelas pecinhas de alumínio usadas para abrir latinhas de bebida, ou tachinhas, etc. |
É importante destacar que essa experiência é de grande valia no ensino de Física, na área da dinâmica, pois o objetivo do experimento é mostrar como o torque pode ampliar uma força e assim facilitar trabalhos, como por exemplo, o uso de um alicate para soltar um parafuso.
Para a montagem do experimento o professor deverá dar as seguintes instruções aos alunos:
Figura 4 – Canos colocados no cabo do alicate.
Será visto no experimento que para amassar um clipe é necessário aplicar uma força muito grande no cabo do alicate. Quando se aumenta o comprimento dos "braços" do cabo com os pedaços de cano, amplia-se ainda mais a força aplicada no cabo; desta forma será preciso muito menos força para fazer o mesmo trabalho de amassar o clipe na pinça do alicate, pois a ampliação foi muito maior.
Usando a ideia acima, pergunte aos alunos se agora eles compreendem porque é mais difícil fechar uma porta aplicando uma força muito próxima da dobradiça dela. Se mesmo assim eles ainda não estiverem compreendendo como o torque funciona e como se ganha torque, a próxima atividade demonstrará outra ferramenta muito usada por mecânicos, que é uma chave de roda.
Atividade 2
Após a realização da atividade anterior, bem como feitas as considerações apontadas acima, sugerimos que o professor apresente o seguinte vídeo (Fig. 5) aos alunos:
http://www.youtube.com/watch?v=zfG1Dx4d2Rw
Figura 5 – Imagem do vídeo “Torque (Momento) - Física Prática no Youtube”
Este vídeo explica e demonstra o conceito de torque ou torção através de uma atividade do cotidiano de algumas pessoas que é a troca de um pneu de um automóvel.
Ao término desta atividade, retome a pergunta inicial da aula (a da porta) e favoreça que eles cheguem à conclusão de que: quanto mais longe da dobradiça de uma porta ou portão menor será a força uilizada para fechá-la, pois o torque é diretamente proporcional à distância entre o ponto de rotação (dobradiça da porta) ao local da aplicação da força.
CURIOSIDADE:
O professor poderá fazer o seguinte questionamento aos alunos: “No nosso dia-a-dia, executamos tarefas sem pensar por que as fazemos, geralmente, da mesma forma. Uma dessas tarefas é a de abrir uma porta. Qual seria a razão de a maçaneta (Fig. 6) localizar-se sempre na posição mais afastada da dobradiça?”.
Figura 6 – Maçaneta de uma porta.
Imagem disponível em: http://www.blindaco.com.br/img/img_publicacoes/porta-blindada3.jpg. Acesso em: 26 fev. 2009
É importante que o professor incentive a discussão entre os alunos a respeito desta pergunta, bem como medie esta, favorecendo a formação da construção do saber de que, essa posição é escolhida porque é nessas condições que conseguiremos abrir a porta fazendo a menor força, pois quanto maior a distância entre a dobradiça e o local onde a força é aplicada (maçaneta) menor será a força aplicada para abrir a porta (1).
Recursos complementares
Teoria e experimentos:
http://ciencia.hsw.uol.com.br/forca-potencia-torque-energia4.htm
Referencias Bibliográficas
(1) – Scribd. Física do Dia-a-Dia. Disponível em: < http://www.scribd.com/doc/4077040/Fisica-Curiosidades-Fisica-do-DiaaDia >. Acesso em: 03 mar. 2009
Nome | Tipo |
---|---|
Alicate | Experimento prático |
Quatro estrelas 7 classificações
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23/08/2014
Cinco estrelasExcelente a forma de explicar. Tornou óbvia. É assim q professores deveriam explicar física e matemática, mas desconfio q nem eles sabem, hehehe... Obg!
04/05/2014
Cinco estrelasGostei da explicação!
28/04/2013
Quatro estrelasCaramba, nem acredito que finalmente entendi o que é torque! Muito obrigada !!!
17/12/2012
Cinco estrelasmuito bem esplicado ,finalmente entendi o que é o torque.Muito obrigado
29/02/2012
Cinco estrelasMuito bem explicado e com sugestões de experiências interativas muito interessantes e práticas.Merecem meus parabéns.
24/03/2010
Cinco estrelasAchei muito interessante e fácil de aplicarmos. Usou a internet e o concreto para definir os conceitos. Parabéns
24/03/2010
Cinco estrelasbomm