• Compreender que materiais diferentes apresentam características de condutividade elétricas também diferentes; • Entender qual a relação da espessura e comprimento para a resistência de diversos materiais condutores.

Uma aula de 50 minutos.

Para que os estudantes compreendam o conteúdo desta aula, é importante que já tenham estudado a lei de Ohm.

Desenvolvimento da atividade

Motivação / Introdução: (10 minutos)

Com o intuito de chamar a atenção da turma para aprender e dominar mais este conceito da Física o professor pode lançar mão do seguinte desafio em sala: será que todos os materiais condutores conduzem eletricidade com a mesma eficiência? Ou seja: dado dois materiais condutores diferentes A e B e uma diferença de potencial V entre suas extremidades, será que a corrente que irá percorrer estes dois materiais são idênticas? Isso então independe do material em questão?
 Para solucionar este dilema, devemos trabalhar alguns conceitos de Física na sala de aula. Experimentalmente podemos submeter um condutor a uma diferença de potencial e verificar qual a corrente obtida neste processo. Veremos que sempre a lei de Ohm é obedecida para condutores Ôhmicos

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Mas se diminuirmos o calibre deste condutor, notaremos que haverá uma maior dificuldade de passagem da corrente, podendo até chegar a ficar incandescente. Outra coisa que podemos fazer é considerar comprimentos diferentes para este mesmo material em forma de fio. Notaremos que fios maiores também terão maior resistência e por isso dificultarão mais a passagem da corrente elétrica. Mas uma experiência surpreendente é quando consideramos materiais diferentes. Nesta situação perceberemos que materiais distintos também possuem resistências distintas: se realizarmos esta experiência com o cobre e com o ouro notaremos que o cobre exercerá uma maior dificuldade na passagem da corrente elétrica. Assim podemos dizer que a resistência de um determinado material é diretamente proporcional ao seu comprimento, ao tipo de material, que denotaremos por resistividade e inversamente proporcional a sua espessura, ou seja, sua área . Com estas relações, podemos montar uma equação que contenha todos os comportamentos experimentais verificados, que será

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Se considerarmos materiais a 20° graus Celsius podemos montar a seguinte tabela experimental de valores

Nesta tabela, temos uma diversidade grande de valores para a resistividade de vários materiais. Notamos também que estes valores variam muito de material para material, de valores insignificantes até valores enormes.

Proposta de atividade: (20 minutos)

Para que possamos verificar a utilização deste novo conceito aprendido pelos estudantes, vamos aplicá-lo na seguinte dinâmica:
 

Nesta simulação computacional, devemos compreender como o conceito de resistência e resistividade está presente no processo de geração de reflexos nervosos em nosso organismo. Por meio do aprendizado desta aula os estudantes devem introduzir o valor correto da área do axônio, sabendo sua resistividade, comprimento e resistência, para que seja possível executar o reflexo sempre observado por um estimulo externo.

Reflexos nervosos: http://www.labvirt.fe.usp.br/simulacoes/fisica/sim_eletro_reflexos.htm Com este aplicativo os alunos(as) poderão verificar a importância do conceito Físico aprendido nesta aula, para sua aplicação na Biologia.

Sugestão de questões para avaliação: 1) Dado um fio de prata com 3cm de comprimento e 1mm quadrado de área. Considerando uma temperatura ambiente, qual deve ser a resistência deste fio de prata nestas condições? 2) Considere um super axônio de 22cm de comprimento, 1,5x10^(-14)cm quadrados e uma característica resistiva de 2,0ohmsxcm. Nestas condições, qual deve ser a resistência apresentada por este axônio à passagem de corrente?