* Terceira lei de Newton.

Aproximadamente 100 minutos, duas (2)

* Primeira e segunda lei de Newton.

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 na sala de aula instigue a curiosidade dos alunos sobre o tema a ser estudado, perguntando se podemos aplicar uma força em nós mesmo para nos movimentarmos.

Favoreça a discussão entre os alunos fazendo perguntas como: “Um corredor pode se empurrar para ganhar mais velocidade?” (Fig. 1); “Pode uma pessoa escapar de uma areia movediça puxando seu próprio cabelo?”.

Figura 1 – Corredor.

 Imagem disponível em: http://stat.correioweb.com.br/arquivos/Olimpiadas2008/noticias/00atletismo_bolt20.jpg. Acesso em: 30 Jun. 2009

Ao término da discussão, informe os alunos que no decorrer destas aulas eles poderão responder essas questões com mais facilidade.

Atividade 1

Neste momento, o professor deverá apresentar o recurso, que se trata de um áudio que tem dez minutos, postado abaixo.

Recurso: Ação e Reação - O Chute - Parte I e II

Link do Recurso no site do Banco Internacional de Objetos Educacionais:

http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/10664

O recurso tem dois áudios (Fig. 2) e eles versam sobre a terceira lei de Newton – “Ação e Reação”, a partir de uma questão problematizadora: “Qual foi a reação da bola ao chute do Roberto Baggio na final da Copa de 94?”

Figura 2 – Site do recurso.

Na primeira parte do áudio, os personagens da trama discutem e experimentam qual seria a reação ao chutar diferentes bolas, tendo como objetivo discutir a idéia fundamental d a terceira lei de New ton: as forças atuam s empre aos pares, não existe ação sem reação.

Já na segunda parte, a personagem Carol Carolina conversa com Isaac Newton (Fig. 3) e tira suas dúvidas sobre as questões e situações que aparecem no áudio.

Figura 3 – Isaac Newton.

Imagem disponível em: http://www.cienciahoje.pt/files/22/22588.jpg. Acesso em: 14 Jul. 2009

Neste momento, pergunte aos alunos o porquê podemos andar, ou seja, como conseguimos andar, e o que isso tem a ver com a lei da ação e reação!

Discuta com os alunos sobre a pergunta e os ajude a compreender que é através do atrito que conseguimos nos mover, já que, sem ele, não conseguiríamos nos manter de pé. Pela lei da ação e reação, ao andar, empurramos o chão para trás, e o chão, por sua vez, empurra-nos para frente.

Observações: Sugerimos que o professor veja também a aula sobre o atrito disponível no site:

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=2025

Exemplifique aos alunos uma situação bem comum no cotidiano do trânsito - a colisão entre dois veículos (Fig. 4). Neste evento, ambas as partes levam prejuízo, mesmo que um deles esteja parado, pois ocorrem danos nos dois carros! Nesta situação, a "Ação" corresponde ao fato do primeiro carro bater num segundo, e a reação é o segundo carro exercer uma força contrária, de mesma intensidade, no primeiro carro.

Figura 4 – Colisão de dois carros.

Imagem disponível em: http://www.sertao24horas.com.br/cute/data/upimages/caruaru-acidente-2.jpg. Acesso em: 14 Jul. 2009

Outro exemplo que poderá ser dado é o de chutar uma bola. Quando chutamos uma bola (Fig. 5), a força exercida pelo pé empurra a bola para frente, enquanto a bola também age no pé, aplicando-lhe uma força no sentido oposto. Se não fosse assim, poderíamos chutar até uma bola de ferro sem sentir dor.

Figura 5 – Chute de bola.

Imagem disponível em: http://globoesporte.globo.com/Esportes/foto/0,,14984532-EX,00.jpg. Acesso em: 14 Jul. 2009

Portanto, podemos concluir que o Princípio da Ação e Reação explica que, toda vez que aplicamos uma força em algum objeto, este objeto irá realizar uma força de mesma intensidade e direção, mas de sentido contrário.

Atividade 2

Após a realização da atividade anterior, sugerimos que o professor leve os alunos para o laboratório de informática ou à sala de vídeo e apresente o seguinte vídeo (Fig. 6) aos alunos:

http://www.youtube.com/watch?v=GCsaHlRRUxk

Figura 6 – Imagem do vídeo “Física CSA Experimento de Física - Leis de Newton”

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.

Este vídeo demonstra conceitualmente e experimentalmente a primeira e a terceira lei de Newton. Nele veremos vários exemplos demonstrando o conceito de Inércia e será discutido um exemplo já abordado na aula, que é como podemos andar.

Retome as pergunt as feitas no início da aula (do corredor e da areia movediça) e aju de os alunos a concluir que para ambos os cas os é impossível uma pessoa aplicar uma força nela mesmo. No caso do homem na areia movediça, por exemplo, é impossível ele sair dela puxando seus próprios cabelos! Em ambos os casos, as forças de ação e reação se anulam por serem aplicadas num mesmo corpo.

Atividade 3

Na atividade anterior foi ensinado os conceitos da 3º Lei de Newton ou o Princípio da Ação e Reação. Nesta próxima atividade iremos trabalhar os conceitos experimentalmente.

Sugerimos que, neste momento, o professor leve os alunos para a quadra da escola e organize um jogo de futsal (Fig. 7). Forme quatro (4) equipes mesclando meninas e meninos. A ideia da atividade é que as duas equipes que ficarem de fora do jogo façam um levantamento das forças de Ação e Reação que acontecem no jogo, conforme visualizados por eles. Quando acabar o primeiro jogo (sugerimos quinze minutos), as duas equipes que estavam assistindo a partida e anotando os acontecimentos sobre Ação e Reação do jogo, deverão ir para a quadra jogar futsal e as outras duas que estavam jogando, deverão assistir o jogo e fazer as citadas anotações.

Figura 7 – Futsal.

Imagem disponível em: http://www.cm-s tirso.pt/images/stories/files/futsal.jpg.Acesso em: 21 Jul. 2009

Ao término dos dois jogos, levem os alunos de volta a classe e peça para cada grupo informar as Ações e Reações visualizadas por eles.

Observação: Professor sempre interfira quando for observado um conceito errôneo!

Sugestão:

O professor poderá fazer o seguinte questionamento aos alunos: “Quando uma pessoa empurra uma caixa de fósforos (Fig. 8), que está disposta sobre uma mesa, pelo Princípio da Ação e Reação a caixa de fósforos empurra a pessoa também, mas no sentido oposto. Por que ela, a caixa, se movimenta e você não?”.

Figura 8 – Caixa de fósforos.

Imagem disponível em: http://farm1.static.flickr.com/122/366475634_902cbb9153.jpg?v=0. Acesso em: 02 jul. 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, como são dois corpos diferentes, há duas situações físicas distintas: uma na caixa de fósforos, sobre a qual, na direção do movimento, atuam a força que você exerce sobre ela em um sentido (a ação) e a força de atrito entre ela e a mesa no sentido oposto. Se a caixa se movimenta é porque a força que você exerce sobre ela é maior que a força de atrito entre ela e a mesa. Em relação a você aparecem também na mesma direção, duas forças: uma exercida pela caixa de fósforos (a reação à força que você exerceu sobre ela) em um sentido e a força de atrito entre seus pés e o chão no sentido oposto. Como esta última pode atingir intensidades muito maiores que a força de reação exercida pela caixa sobre você, ela a equilibra e você não se desloca. Note que não há relação direta entre o Princípio da Ação e Reação e a situação de cada corpo isoladamente ⁽¹⁾.

Referências Bibliográficas

(1) – Gaspar, Alberto. Física 1º Edição. p. 84, 2008

Teoria e experimentos:

http://efisica.if.usp.br/mecanica/basico/3a_lei_de_newton/cotidiano/

Avalie a participação dos alunos na utilização do recurso, nas discussões, e peça para que cada aluno pesquise em casa cinco (5) fenômenos onde ocorra a terceira lei de Newton (ação e reação) e entregue em forma de trabalho, demonstrando em figuras os sentidos e direções das forças.