- Trabalhar, na prática, o conteúdo de Queda Livre a partir do lançamento de foguete  didáticos, feito com garrafas PET, utilizando ar comprimido;

- Perceber que os conteúdos trabalhados em Física se relacionam diretamente com o seu dia a dia;

- Evidenciar que as funções e equação de segundo grau, vistas em Matemática, têm aplicação prática na Física;

- Trabalhar, interdisciplinarmente,  as disciplinas de Matemática (Funções e Equações de 2º grau)  e Física (Movimento de Queda Livre) , levando o aluno a internalizar que o conhecimento não é compartimentalizado.

Conversão de unidades de medidas;

Escalas;

Proporção;

Movimento Retilineo Uniformemente Variado.

Material Utilizado: Foguete de garrafa PET; base de lançamento; bomba de ar (tipo de encher bola e/ou pneu de bicicleta); máquina fotográfica e ou filmadora; cronômetro; régua.

Para realizar esta atividade, é necessário que seja realizada a construção de foguete didático e da base de lançamento (foto 1), segundo a proposta de oficina do programa AEB Escola (material "Coleção Explorando o Ensino: Astronáutica" volume 11 do AEB Escola http://pt.scribd.com/doc/34218676/colecaoexplorandooensino-Astronautica). Um material de apoio a construção e lançamento dos foguetes pode ser acessado em "Lancamento de foguetes por impulsao", disponivel em http://educacaoespacial.files.wordpress.com/2010/10/colecaoexplorandooensino_vol12.pdf (p. 332).

Foto 1 - Foguete e base de lançamento sugeridos pela OBA. Crédito: autor

Na sequência, far-se-á o lançamento de foguetes didáticos, feitos a partir de garrafas PET, utilizando como propulsor ar comprimido, conforme  proposta de oficina do programa AEB Escola. Os alunos filmam os lançamentos e, a partir das imagens, fazem medições de tempos e distâncias, dados esses que serão utilizados para desenvolver os cálculos sugeridos nesta aula e que estão descritos a seguir.

Atividade 1: Construção do foguete e base de lançamento

Para realizar esta atividade, os alunos podem ser organizados em equipes de 5 alunos. Cada equipe construirá, a partir das orientações do professor, o seu foguete. Depois, sob a orientação do professor, a turma construirá a base de lançamento.

As informações de como construir o foguete e a base de lançamento, bem como os materiais necessários, o professor encontrará, seguindo a proposta de oficina do programa AEB Escola. O passo a passo da construção do foguete e da base podem ser acessados nos endereço http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol8/Num2/v08n02a02.pdf, nos vídeos http://unbnasbpc.wordpress.com/2011/07/13/aeb-lanca-foguete-na-sbpc/ e http://www.youtube.com/watch?v=3SAsjM1PriM e no material encontrado no link http://educacaoespacial.files.wordpress.com/2010/10/projeto-foguetes-na-escola.pdf .

Atividade 2: Lançamento de foguetes e obtenção de dados

Para obter os dados necessários para a realização das atividades, os alunos devem se dirigir a um espaço aberto, como um campo de futebol ou local similar.

Primeiramente tira-se uma foto do professor, e, depois, no computador, indica-se a altura real do professor. Para uma maior compreensão da sequência de procedimentos para a execução desta etapa, tomemos como exemplo o lançamento feito pelo professor Jaime Campos, da rede pública de ensino do Distrito Federal (foto 2). Utilizando um conceito de Matemática, proporções, podemos, a partir da altura do professor e da escala que sua altura representa na foto, calcular a altura atingida pelo foguete. Vejamos:

A altura do professor é de 1,85 m. Na figura essa altura mede 2,1 cm. A altura que o foguete atingiu, na figura mede 6,7 cm. Utilizando o conceito de proporções podemos calcular a altura que o foguete subiu.

 Calculando, descobrimos que a altura atingida pelo foguete foi de 5,9 metros. Pelo cronômetro da filmadora, vemos o tempo para que o foguete atingisse tal altura.

Tempo inicial: 0:00:39.333

 Tempo final: 0:00:39.533

Ou seja: t = 0,2 s

Foto 2 - Foto de lançamento vertical de foguete didático. Crédito: Jaime Campos

Utilizando as equações (1), (2) e (3) de movimento de queda livre, sabendo que o foguete está sob a ação da aceleração da gravidade (g = 9,8 m/s²), podemos calcular as grandezas de movimento, tais como:

a) A velocidade inicial (v_0y) de lançamento do foguete.

b) A altura máxima (y) que o foguete irá atingir, acima do ponto de lançamento.

c) O tempo (t) que o foguete permanecerá no ar, até atingir novamente o solo.

Atividade 3: Pesquisa

Em sala de aula, organizar os alunos em 3 equipes. Cada equipe ficará responsável para pesquisar um dos temas sugeridos abaixo e apresentá-los em forma de seminário para o grande grupo.

1. História dos foguetes;

2. Programa espacial brasileiro;

3. Conquista da Lua 

Para a realização de tais pesquisas, sugerir que os alunos acessem o site "Astronomia, Astronáutica e Ciências Espaciais na Escola", onde encontrarão recursos e informações sobre esses e outros temas.

Para obter maiores informações e aprimorar o conhecimento necessário para desenvolver com êxito a aula sugerida, sugiro assistir os vídeos sobre Movimento Retilíneo Uniformemente Variado e sobre movimento de queda livre.

Outra estratégia e apoio é encontrada no recurso visual sobre Estudo do movimento retilíneo uniformemente acelerado e desacelerado e na aula Entendendo os Lançamentos Verticais de objetos, do professor Bruno Pagliarani Matiazzo, encontrados no Portal do Professor.

Para as pesquisas da atividade 3, são sugeridas as leituras Foguetes e Satélites , O Homen na Lua , A Fraude da Fraude do Século, Programas espaciais e a Tecnologia de Satélites.

Será realizada de forma contínua, verificando se o aluno assimilou o conceito de queda livre e se percebe que, tanto na subida quanto na descida do foguete, a aceleração do movimento é o valor da acelação gravitacional da Terra.

Mediante os procedimentos e participação dos alunos, os indicadores para a avaliação poderão ser:

• O aluno soube diferenciar escala de redução e escala de ampliação?
• Soube interpretar as medidas, em escalas, nas fotos?
• Aprendeu a determinar a altura a partir dos dados de tempo e distância obtidos nas fotos e/ou filmagem do lançamento?
• Aprendeu a resolver as grandezas envolvidas no movimento de queda livre, a partir dos dados coletados no lançamento dos foguetes?