Aplicar os conceitos de energia potencial elástica, potencial gravitacional e energia cinética

2 aulas de 50 minutos.

- Compreender o princípio de conservação da energia mecânica e determinar a energia potencial elástica de uma mola.
- Entender o conceito de força elástica, energia potencial gravitacional e energia cinética.

A energia é uma grandeza. E sabemos que as grandezas sempre se conservam. A energia pode ser armazenada e transformada em outras formas.

Na compressão de uma mola, temos um exemplo clássico de transformação de energia, pois ao comprimir uma mola estamos transformando a energia química armazenada em nosso corpo em movimento (energia cinética), que é transformada em energia potencial elástica na mola e depois, quando a mola se expande transformada novamente em energia cinética (movimento).

Vamos ver uma aplicação que utiliza o conceito de força elástica, energia potencial gravitacional e energia cinética, bem como, princípio de conservação da energia mecânica e determinação da energia potencial elástica de uma mola.

 

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Atividade 01.

Oriente aos alunos antes de se encaminharem ao laboratório de informática, 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?!?

Solicite que realizem as atividades propostas no seguinte recurso:

 Um salto radical

Primeiramente os alunos em duplas observam uma cena de um salto real de "Bungee Jump".

Depois, calculam o comprimento exato de um elástico necessário para realizar com precisão o salto. Para isso, deverão determinar:

• utilizando a expressão da força elástica, a constante do elástico utilizado no salto;
• utilizando o Princípio de Conservação da Energia, o alongamento máximo do elástico após o salto e,
• o comprimento do elástico. 02.

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Atividade 02.

Na sala de aula, proponha a seguinte atividade para ser realizada nos grupos:

Materiais

• uma mola, por exemplo, uma tira de elástico, um espiral de caderno.
• uma régua;
• 10 massas iguais, por exemplo, 10 bolinhas de gude;
• um suporte para colocar as massas escolhidas. Pode ser usado um copinho plástico com furos na parte superior para poder passar um barbante e amarrar o copinho à mola;
• um pedaço de barbante.

Montagem

• Passe o barbante nos furos do copinho plástico e amarre-o na parte inferior da mola.
• Prenda a mola com o suporte em algum lugar de maneira que o conjunto possa ficar suspenso e com a extremidade inferior livre (onde serão penduradas as massas).
• Pode ser usado, por exemplo, a maçaneta de uma porta para prender o conjunto. O mais importante é que a extremidade inferior fique livre.
• Se for usada a porta como local para fazer a experiência, coloque ao lado do conjunto mola e suporte, ou seja, prenda na porta com uma fita adesiva, a régua ou o papel milimetrado.  

1. determinar (utilizando a expressão da força elástica) a constante do elástico ou do esperial utilizado;
2. determinar , utilizando o Princíp io de Conservação da Energia, o alongamento máximo do elásti co ou espiral;
3. determinar o comprimento do elástico ou do espiral.

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Atividade 03.

Quais as conseqüências de cada um dos resultados da atividade anterior se :

• aumentar o tamanho de elástico ou espiral?
• aumentar o número de elásticos ou espirais?
• de que depende a constante elástica de um elástico ou de um espiral?
• quais as transformações de energia que podem ser identificadas?

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Atividades realizadas com base nas do Portal de Ensino de Ciências, disponível em: http://www.cienciamao.if.usp.br/tudo/exibir.php?midia=pmd&cod=_pmd2005_0402 e na Fábrica Virtual - Design Pedagógico - Energia, disponível em: http://www-usr.inf.ufsm.br/~rose/curso3/cofre/exemplos/fis_design_ex4.pdf

Nome	Tipo
Um salto radical	Animação/simulação

- Aula: Salto de Salto de Bungee Jump. Disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=411

- Aula: Cinemática dos saltos. Disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=377

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.