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Trabalho: Uma grandeza Física

 

18/05/2010

Autor e Coautor(es)
ANDREA MARQUES LEAO DOESCHER
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PRESIDENTE PRUDENTE - SP UNOESTE COLEGIO ENSINO MEDIO E PROFISSIONAL

Bruno Pagliarani Mattiazzo, Paloma Alinne Alves Rodrigues e Erwin Doescher

Estrutura Curricular
Modalidade / Nível de Ensino Componente Curricular Tema
Ensino Médio Física Movimento, variações e conservações
Dados da Aula
O que o aluno poderá aprender com esta aula

Nesta aula o aluno poderá compreender o conceito de Trabalho e relacioná-lo com situações do cotidiano. Além disso, esta aula pode contribuir para aprimorar as capacidades crítica, analítica e argumentativa dos alunos relacionadas às temáticas de Dinâmica.

Duração das atividades
Aproximadamente 100 minutos, duas (2) aulas.
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno

* Força; * Deslocamento.

Estratégias e recursos da aula

As estratégias utilizadas serão:

• Aula interativa;

• Aula conceitual;

• Uso do Laboratório de Informática ou Sala de Vídeo, pois o áudio proposto pode ser salvo em CD.   

Motivação:

Sugerimos que o professor, após orientar os alunos para que formem grupos de quatro (4) a cinco (5) integrantes, instigue a curiosidade deles sobre o tema a ser estudado, perguntando como eles entendem a seguinte frase: “Alguém esta realizando Trabalho”. Muito provavelmente os alunos irão relacionar a palavra Trabalho com emprego (profissional). O professor deverá ressaltar que a palavra Trabalho, na frase em questão, é um conceito Físico.

Após ouvir as opiniões dos alunos, entregue a cada grupo as figuras 1 e 2, e peça para que eles interpretem as imagens e digam como está sendo realizado o Trabalho em cada uma delas.

Observação: O professor deverá providenciar cópias em número suficiente aos alunos, ou apresentá-los em transparência (utilizando Datashow ou retroprojetor).   

Figura 1 – Imagem de uma moça subindo um morro correndo.

Imagem disponível em: http://ipiau.ondavip.com.br/images/Image/Ipiau/Imagens%20de%20noticias/exercicio-aerobico-450.jpg. Acesso em: 10 mai. 2010    

Figura 2 – Piano sendo erguido

Imagem disponível em: http://estrelascadentes.files.wordpress.com/2009/08/ilustra_piano_web.png. Acesso em: 10 mai. 2010    

Após ouvir as opiniões dos alunos sobre as figuras, ressalte que a palavra Trabalho na Física tem uma definição particular, e que ela está relacionada ao uso de Força durante certo deslocamento, por exemplo, o movimento de algum objeto, exercícios físicos (Fig. 3) etc.

Figura 3 – Exercício físico

Imagem disponível em: http://www.anossaescola.com/cr/AdvHTML_Upload/Atividade_F%C3%ADsica1.jpg. Acesso em: 30 abr. 2010    

Em seguida, peça para eles analisarem novamente as figuras e dizerem se suas opiniões se mantém ou mudaram após a observação feita.   

É importante que os alunos compreendam que em todas as imagens é evidenciado  a realização de Trabalho, pois é observado Forças atuando nas representações. Na figura 1, por exemplo, uma pessoa corre num determinado sentido, e isso ocorre pelo uso da força. Assim, como a moça se desloca devido à ação de uma Força, nesta situação há Trabalho sendo realizado.

O mesmo acontece no caso do piano (Fig. 2), pois este é erguido por cordas – as quais deslocam o piano para cima, ocasionando assim o Trabalho.    

Peça para que os alunos dêem outros exemplos de situações onde é visualizada a realização de Trabalho, ressaltando que  o conceito Físico de Trabalho é o tema a ser trabalhado nesta aula.     

Explique aos alunos que o conceito Físico de Trabalho é o tema a ser trabalhado nesta aula.   

Atividade 1

Dando prosseguimento a aula, o professor deverá reunir os alunos na sala de vídeo e exibir o recurso, postado abaixo, que se trata de um vídeo (Fig. 4), com duração de oito (8) minutos, o qual explica e demonstra o conceito de Trabalho.   

Recursos: Novo Telecurso - Ensino Médio - Física - Aula 14 (1 de 2)

Link do Vídeo: http://www.youtube.com/watch?v=Wlpo1Xh2a8I&feature=related Acesso em: 10 mai. 2010    

Figura 4 – Imagem do vídeo Física – “Novo Telecurso - Ensino Médio - Física - Aula 14 (1 de 2)”.   

Sugestão: O professor, se preferir, poderá gravar o vídeo em DVD e apresentá-lo aos alunos na Sala de Vídeo da escola, de forma que todos possam assisti-lo ao mesmo tempo.      

O vídeo em questão exibe uma explicação detalhada do conceito de Trabalho, além de explicar o seu uso no cotidiano das pessoas e demonstrar sua relação com o conceito com a Energia Cinética.   

Após a apresentação do vídeo, incentive uma discussão entre os grupos sobre o que foi abordado neste, conforme roteiro postado abaixo. Em seguida, promova uma discussão, em aula aberta, com todos os grupos.   

Roteiro de discussão:

  • O que vocês entenderam do vídeo?
  • Qual o tema tratado no vídeo? Explique-o em algumas palavras.
  • O conceito de Trabalho depende de quais grandezas Físicas?
  • Dêem outros exemplos de Trabalho evidenciado no nosso cotidiano.   

Os alunos deverão, primeiramente, discutir estas questões em grupo, depois escrevê-las numa folha de papel e, então, compartilhar com a sala de aula estas informações. Observamos que este momento é importante tanto para socializar informações entre os alunos, como também para corrigir conceitos errôneos, esclarecer dúvidas, além de possibilitar trabalhar a competência oral dos alunos!   

Atividade 2

Continuando a aula, o professor deverá entregar aos alunos cópias impressas da imagem (Fig. 5) postada abaixo.

Figura 5 – Imagens a serem analisadas.   

Fonte: Grupo de Reelaboração do Ensino de Física (GREF). Física 1: mecânica. Disponível em: < http://www.if.usp.br/gref/mec/mec3.pdf >. Acesso em: 30 abr. 2010 

Feito isto, o professor deverá pedir para que os alunos identifiquem e discutam as forças existentes (Peso, Força de deslocamento, Normal, Atrito) nas figuras recebidas (Fig. 5) e apontem aquelas que realizam trabalho e as que não realizam, completando a tabela a seguir (Fig. 6).   

Figura 6 – Tabela das Forças.

Fonte: do autor

Em seguida, peça para os grupos apresentarem a análise que eles fizeram das figuras, favorecendo, neste momento, que eles possam compreender que não existe Trabalho em força que forme ângulo reto (90°) entre o vetor Força e o deslocamento. Isto acontece, pois na determinação do Trabalho levamos em conta o valor do cosseno, sendo que o cosseno de um ângulo de 90º é igual a zero. Nas imagens (todas, exceto a da balança) o Peso é quase sempre nulo.  

Após os alunos terem analisado as imagens e compreendido a ação do Trabalho nestas, favoreça uma discussão com todos da sala seguindo o roteiro abaixo.  

Roteiro de perguntas: 

  • Quais objetos realizaram Forças na direção horizontal? E na vertical?
  • Entre os exemplos das figuras, quais têm Trabalho nulo? E quais forças estão realizando este Trabalho?
  • A Força Peso sempre será nula? Expliquem.
  • Como podemos ter um Trabalho nulo, tendo a ação de uma Força no corpo?   

Atividade 3

Para finalizar a aula, nesta atividade será feita uma análise do Trabalho com a Força de atrito - numa situação em que temos uma Força de Atrito agindo no sentido contrário da Força de deslocamento.   

Para isto, sugerimos que o professor faça o seguinte questionamento aos alunos: “A força de atrito (Fig. 7) pode realizar um Trabalho positivo?”.   

Figura 7 – Força de atrito.

Imagem disponível em: http://www.brasilescola.com/upload/e/foca%20de%20atrito.jpg. Acesso em: 30 abr. 2010    

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 é possível a Força de atrito realizar Trabalho positivo, bastando para isto que esta (Força) atue no sentido do deslocamento. Por exemplo, em um caixote arrastado por uma esteira ou apoiado sobre a carroceria de um caminhão em movimento (Fig. 8), a força de atrito realiza trabalho positivo, pois atua no sentido do deslocamento (2).   

Figura 8 – Caminhão carregando caixas.

Imagem disponível em: http://www.amarracaodecargas.com.br/blog/wp-content/uploads/2009/02/conc_tec_am_atrito11.jpg. Acesso em: 30 abr. 2010    

Sugerimos que o professor leve para a sala de aula um dinamômetro (equipamento de medição de Força) e alguns pequenos pesos (Fig. 9). Para que demonstre a todos da sala a relação da Força com o deslocamento, que é o Trabalho.

Figura 9 – Dinamômetro.

Imagem disponível em: http://moodle.eb23-stacombadao.edu.pt/file.php/29/8ANO_REVISOES_2_PERIODO/imag_2/dinamometro1.GIF. Acesso em: 18 Mai. 2010      

Apóie os pesos sobre uma mesa (com sua superfície a mais lisa possível, pois não queremos que a Força de Atrito interfira no experimento) e arraste-os com o auxílio do dinamômetro (Fig. 10). Desta forma, pode-se determinar o valor da Força (marcado no dinamômetro) e a distância percorrida, determinando, assim, o Trabalho – visto que este se dá pela multiplicação entre a Força aplicada no bloco e o valor de seu deslocamento.  

Figura 10 – Experiência com o dinamômetro.

Imagem disponível em: http://uy.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200709/24/fisicayquimica/20070924klpcnafyq_147.Ges.SCO.png. Acesso em: 11 mai. 2010      

Referências Bibliográficas

  1. Grupo de Reelaboração do Ensino de Física (GREF). Física 1: mecânica. Disponível em: < http://www.if.usp.br/gref/mec/mec3.pdf >. Acesso em: 30 abr. 2010 
  2. Gaspar, Alberto. Física 1º Edição. p. 138, 2008.
Recursos Complementares
Avaliação

Avalie a participação dos alunos no desenvolvimento das atividades e peça para que os grupos pesquisem na internet e em livros cinco (5) situações onde ocorre à conversação máxima de Força em Trabalho (ângulo de zero grau) e Trabalho nulo (ângulo de noventa graus).

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