• Conceituar Fenômeno Físico;
• Identificar o Som como Fenômeno Físico;
• Por meio de um experimento, transformar energia mecânica em energia sonora;
• Iniciar a utilização de um relatório para produção de texto sobre o experimento.

Uma aula de cinco horas.

• Estados Físicos da Matéria.

Conteúdos específicos:

• Transformação de energia mecânica em sonora.

Recursos educacionais:

• http://www.cdcc.sc.usp.br/ciencia/artigos/art_25/musica.html

• http://www.seara.ufc.br/sugestoes/fisica/som1.htm

 

• Simulador de um tambor que após o movimento do som mostra a onda produzida (do centro para as extremidades)
  http://cursos.if.uff.br/fisica19/doku.php/blog:menu
   

Preparando a aula:
Leia o roteiro experimental:
Experimento: Como produzir som em taças de vidro
Sugestão: Inicialmente, o experimento deve ser a nível demonstrativo, ou seja, o(a) professor(a) deve realizar o experimento e os alunos observarem. Em seguida, peça que cada aluno(a) realize o experimento e que todos fiquem observando.(você, professor(a), deve monitorar todos os alunos por segurança – lembre que eles irão manipular taças de vidro que são feitos de material perfuro cortante, por isso, se o(a) aluno(a) o manipular, deve ser realmente acompanhado pelo professor(a)).

Roteiro de Experimento:

• Material Utilizado:
•  05 taças de vidro;
• Caneta esferográfica;
• Água;
• Jarra com água;
• Pano (para secar o chão ou a carteira (se necessário)).

Procedimento Experimental
1. Mostre aos alunos as taças e perguntar como posso fazer som a partir delas. Ouça algumas opiniões e faça uma primeira tentativa batendo a caneta na borda de cada uma das taças para produzir um som;
2. Mostre a água na jarra e coloque um pouco dela em uma delas, com a mão esquerda coloque a base da taça entre os dedos (para firmar a taça) e em seguida molhe o dedo indicador direito na água e passe-o sobre a borda de cada taça em movimentos circulares e uniformes (para cada taça refazer esse procedimento) até obter um som harmônico e melódico.
3. Pergunte para os alunos como o que é o som é produzido na taça. Espere a resposta dos alunos e demonstre novamente como produziu o som;
4. Em seguida, coloque quantidades diferentes de água em cada taça de tal forma que se os alunos visualizem que há diferentes quantidades de água em cada copo e produza novamente o som;
5. Pergunte aos alunos qual deles é o mais grave e o mais agudo e a partir de suas respostas, crie uma escala musical: da taça onde emite o som mais grave ao agudo.
6. Pergunte novamente aos alunos o conceito de som e explique que o som se trata de um fenômeno físico. Conceitue fenômeno Físico e dê outros exemplos de fenômeno físico (como a quebra de um copo de vidro, o amasso de um papel, etc.)
7. Em seguida, oriente os alunos a descobrir a razão de se obter o som na taça a partir do movimento dos dedos em sua borda. (há uma conversão de energia mecânica (produzida pelo dedo) em sonora. O formato da taça faz com que a energia produzida pela fricção do dedo percorra a taça e faça que retorne parte em energia sonora que é percebida pelos ouvidos).

Modelo de Relatório:

Desenvolvendo a aula:

Aula 1 – antes do recreio (3h)

Professor(a), esta aula deve ser desenvolvida na sala de informática. Antes de a aula começar acesse o site http://www.cdcc.sc.usp.br/ciencia/artigos/art_25/musica.html, explore-o e crie um atalho de forma que fique disponível no desktop de cada computador. Também explore o simular de som (http://www.falstad.com/circosc/)

e após, c rie um atalho de forma que fique disponível no desktop de cada computador. Separe também o material do experimento, ou seja, taças de vidro, água (em uma jarra) e um pano (para segurança) na sala de aula. Imprima e/ou rode o modelo do relatório número suficiente para que sua turma trabalhe em duplas.
Na sala de aula, pergunte a turma se todos conhecem o som e pergunte: O que é o som? Ouça algumas respostas e em seguida monte as taças do experimento conforme desenho abaixo (lembrando que você irá montar cinco taças e não sete. Caso você não tenha essa base para firmar as taças, você pode firmá-las utilizando uma das mãos – segurando a base da taça toda vez que você irá tocá-la):

(imagem do site http://www.seara.ufc.br/sugestoes/fisica/som1.htm, em 24/05/2008)

Pergunte como você pode obter som a partir das taças. Espere algumas respostas, se não houver, sugira a primeira: Você pode simplesmente bater nelas com uma caneta esferográfica (e faça esse procedimento). Em seguida, fale que você pode obter outro som mais bonito e agradável se você esfregar suavemente a ponta do dedo na borda da taça,
Em seguida, molhe a ponta do dedo indicador (o dedo "fura-bolos") e passe-o pela borda da taça em movimentos circulares na borda toda (faça esse procedimento antes da aula para um breve treino). Com um pouco de treino você, professor(a) será capaz de produzir um som cheio e harmonioso. Se você colocar água nas taças em volumes diferentes, cada taça emitirá uma tonalidade diferente pois o tom depende da distância entre a superfície da água e a borda da taça. Você pode comparar o tom de cada taça para formar uma escala musical. Comece com uma taça quase vazia (som mais grave) e prossiga para as outras, com quantidade decrescente de água (som mais agudo).

(imagem do site http://www.sea ra.ufc.br/sugestoes/fisica/so m1. htm, em 24/05/2008)

Explicação da experiência: O som é um fenômeno físico pelo fato de não alterar o material (como amassar o papel ou quebrar um vidro – há mudança do formato, mas a constituição do material não se altera). O som produzido pelas ocorre por causa do formato da taça, pois o que vibra são as suas paredes (parte onde coloca o líquido). O som se propaga no ar. A taça é composta de vidro que por sua vez tem uma freqüência própria de vibração, como tudo nesse mundo. Ao esfregar seu dedo na borda, você fornece energia (energia mecânica) que atravessa toda a parede da taça e retorna em modo de vibração que é percebida pelos nossos ouvidos (retorna em forma de energia sonora). Há a transformação de energia mecânica em energia sonora. Observe que a freqüência dessa vibração ressonante depende da quantidade de água que o copo contém. A água adicionada também participa da vibração. Quanto mais água, mais massa vibrando quando a oscilação é provocada. E mais massa vibrando implica em menor freqüência, ou seja, há a produção de sons graves e agudos.
Em seguida, peça silêncio para a turma, pois todos os alunos irão fazer o experimento. Peça, então que todos ouçam o colega realizar o experimento. Faça que todos os alunos façam o experimento e bata palmas quando concluírem (geralmente a turma toda participa).
Então, após todos terem realizado o experimento, faça que eles fiquem em dupla e distribuía o relatório impresso e solicite que eles o façam. Explique cada um dos itens do relatório e à medida que for explicando, faça que eles o preencham. Somente a análise de dados (a pergunta: O som é um fenômeno físico. Explique como ocorre a produção de som do experimento e o desenho solicitado). Essa pergunta deve ser respondida a partir de uma pesquisa que eles irão realizar no laboratório de informática. Fique atento ao tipo de linguagem que a dupla utiliza já que há a possibilidade de você, professor(a), introduzir a linguagem científica (linguagem formal, na terceira pessoa do singular e no passado).

Aula 2 – após o recreio (2h)

Na sala de aula, comu nique aos alunos que eles irão ao lab oratório de informática para terminar o rela tório. Esclareça q ue eles irão continuar trabalhando em dupla. No laboratório de informática, separe os alunos em duplas ou grupos de modo que eles saibam trabalhar em grupo e faça que cada grupo explore o ata lho do site sobre som (já devidamente criado). Oriente a dupla quanto a exploraç ão do site.
Em seguida faça que os alunos terminem o relatório respondendo a pergunta da análise de dados. Em seguida faça que os alunos façam o desenho no programa de edição de desenhos (por exemplo, o programa Paint – sistema Microsoft Windows ou Painttux – sistema Linux). Grave o desenho e ensine os alunos a colocá-lo no relatório. Ao final, imprima o relatório de cada dupla.
Em seguida, solicite que a dupla acesse o simulador e explique como ele funciona (lembre se que ele está na língua inglesa).
http://www.falstad.com/circosc/

Explicação simplificada do simulador: ao clicar em um dos quadrados, ocorre a produção da nota musical e se visualiza como ele se propaga em um plano circular (do centro para as extremidades). É possível ver somente uma nota, várias na seqüência, ouvir uma delas. Também se pode produzir acordes. Toca-se a nota e a onda se propaga em um plano circular do centro para as extremidades (selecionar todos os quadrados à esquerda – para selecionar).

Sugestão de alternativa para o desenvolvimento da aula:

Caso o professor não tenha à sua disposição um laboratório computacional e possua apenas um computador com um datashow, poderá mostrar a simulação para a turma.
 

 

 

Animações audiovisuais em DVD para atividades complementares:
Aula 07: Piano e Sabão (somente a aula sobre piano) do DVD Mundo da Ciências – Parte I - volume II – DVDescola da TVescola do Ministério da Educação.

Aula 18: Energia Solar e Órgão de Tubo (somente a aula sobre órgão de Tubo) do DVD Mundo da Ciências – Parte I - volume II – DVDescola da TVescola do Ministério da Educação.

A avaliação dos alunos pode ser feita das seguintes maneiras:
1. Elaboração do relatório;
2. Discussão sobre o assunto;
3. Produção de novos instrumentos musicais (atividade complementar).