Portal do Governo Brasileiro
Início do Conteúdo
VISUALIZAR AULA
 


O grande perigo da Ressonância!

 

28/09/2009

Autor e Coautor(es)

Erwin Doescher, Bruno Pagliarani Mattiazzo e Lívia Raposo Bardy

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

Nestas aulas os alunos poderão compreender o que é Ressonância, como ela age e o quão destruidor ela pode vir a ser para a vida e saúde do homem.

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

* Ondas (Freqüência e Período).

Estratégias e recursos da aula

As estratégias utilizadas serão:
• Aula interativa;
• Aula conceitual;
• Desenvolvimento de um experimento. Observamos que o professor deverá solicitar previamente aos alunos os materiais (como segue na Tabela 1 abaixo) necessários para a realização do experimento nestas aulas.

Motivação:

Sugerimos que o professor, após pedir para que os alunos formem grupos de quatro a cinco integrantes, pergunte se eles já ouviram falar que quando uma tropa de soldados (Fig. 1) vão atravessar uma ponte, eles são orientados a não seguir numa marcha constante.

Figura 1 – Tropa do exército.
Imagem disponível em: http://brazeco.files.wordpress.com/2009/04/exercito2-11.jpg. Acesso em: 16 Set. 2009

Pergunte aos alunos o porquê desta orientação e o que isso tem a ver com a Física.

Após ouvir os alunos, o professor deverá dizer que a resposta para estas questões poderão ser dadas com mais certeza e de forma mais adequada durante o decorrer destas aulas.

Atividade 1

Neste momento, o professor deverá apresentar o recurso (que se trata de uma experiência) postado abaixo.

Recurso: Bateria Humana
Link do Recurso no site Feira de Ciências:
http://www.feiradeciencias.com.br/sala10/10_32.asp

Este experimento (Fig. 2) consiste em demonstrar a Ressonância em alguns anéis, que poderemos relacioná-los com o que acontece com alguns prédios.

Figura 2 – Representação da experiência.
Imagem disponível em: http://www.feiradeciencias.com.br/sala10/image10/10_01_01.gif. Acesso em: 16 Set. 2009

Neste experimento será permitir a visualização de que, objetos de tamanhos e rigidez diferentes, tendem a vibrar e a responder a freqüências adequadas.

Observamos que a lista de materiais necessários para a realização desta experiência encontra-se na Tabela 1 abaixo.

Tabela 1 – Lista de Materiais

Materiais Comentários
Uma folha de papelão grosso Ou madeira fina com cerca de (30 x 40) cm
Uma folha de cartolina Para fazer os anéis.
Fita adesiva Para prender os anéis.
Tesoura

Em relação à montagem do experimento, o professor deverá dar as seguintes instruções aos alunos:

  • Cortem quatro (4) ou cinco (5) tiras de cartolina de 2,5 cm de largura e o máximo de comprimento que a folha permitir.
  • Cortem essas tiras longas em tiras menores de modo a obter tiras com comprimentos de 50 cm, 42 cm, 34 cm, 26 cm etc.
  • Juntem as extremidades de cada tira (para formar anéis) sobrepondo-as cerca de 1cm e fixe com fita adesiva em ambas as faces. A seguir, como ilustra a Figura 3, fixem-nas sobre a placa de papelão ou madeira fina (use fita adesiva).

Figura 3 – Experimento.

  • Agitem a folha de papelão de um lado para o outro (Fig. 4), horizontalmente. Iniciem com baixas freqüências e lentamente vá aumentando a freqüência de agitação. Chamem a atenção para os comportamentos dos anéis (que simulam os prédios). Mostrem que sob baixa freqüência (e só so b determinada baixa freqüência) só o anel maior responde aos estímulos da excitação e começa a vibrar. Aumentando progressivamente a freqüência do estímulo os anéis menores começam a responder.

Figura 4 – Demonstração do movimento na horizontal.

Pergunte aos alunos o que eles observaram no momento em que agitaram horizontalmente a placa de papelão (do experimento). Questione o que ocorreu com os anéis.

Favoreça que eles possam concluir que cada anel entra em Ressonância a partir de uma determinada freqüência. O anel menor só responderá a freqüências mais altas, já o maior responderá a baixas freqüências. Este fato é explicado pelo efeito da Ressonância.

Sugira com que os alunos relacionem este fenômeno dos anéis com os prédios. Pergunte aos alunos o que ocorre com um prédio quando ocorre um terremoto. As vibrações de um terremoto podem derrubar um prédio.

Quando ocorre um terremoto numa cidade, ou seja, cria-se uma freqüência ondulatória na terra. Estas vibrações seguem um determinado padrão: baixas freqüências - os prédios grandes caem; Altas freqüências - Os prédios pequenos caem!

Questione os alunos se por acaso pode acontecer em alguma cidade um terremoto que derrube somente prédios grandes ou pequenos. Explique aos alunos que é impossível cair somente prédios grandes ou pequenos num terremoto, pois os edifícios são feitos de materiais diversificados, portanto não respondem a todas as freqüências provocadas pelos terremotos.

  • A seguir, reiniciem o experimento agitando o cartão de cima para baixo (Fig. 5).

Figura 5 – Demonstração do movimento na horizontal.

Analisem o que foi observado agora, as freqüências às quais cada anel responde, vibrando facilmente (suas freqüências ressonantes) mudam. Elas são dependentes de vários fatores, entre os quais sua massa (inércia do papel) e sua dureza (rigidez). Objetos mais duros têm freqüências ressonantes mais altas enquanto que objetos mais densos respondem a freqüências mais baixas.

Pergunte aos alunos qual anel tem a maior massa e o mais flexível. Conclua com os alunos que é o anel maior, assim sendo ele responderá às mais baixas freqüências.

Finalizando a atividade:

Neste momento, retome a pergunta inicial (da ponte) e favoreça com que os alunos compreendam que uma ponte, ou qualquer estrutura, é capaz de vibrar com certas freqüências naturais. Se a marcha regular de um pelotão de soldados for próxima de umas das freqüências naturais de vibração da ponte, esta poderá romper (Fig. 6) por atingir uma amplitude de vibração muito alta. (1).

Figura 6 – Ponte desmoronando.
Imagem disponível em: http://www.infoescola.com/files/2009/08/ressonancia2.jpg.  Acesso em: 16 Set. 2009

SUGESTÃO

Questione os alunos sobre onde mais podemos observar o efeito de Ressonância e como ela pode agir nestes casos.
Sugira que eles pesquisem na internet ou em livros outros exemplos de Ressonância e apresentem na próxima aula seus exemplos. Faça com que cada grupo apresente e explique seus fenômenos estudados, debata com todos os alunos sobre a importância deste efeito, pois a Ressonância pode tanto ser destruidora quanto muito produtiva para todos nós (exemplos rádio (Fig. 7), televisores, microondas etc.).

Fi gura 7 – Rádio.
Imagem disponível em: http://br.geocities.com/blogkeepstrong/old_radio_1.jpg Acesso em: 16 Set. 2009

Sugestões de Sites:

http://www.searadaciencia.ufc.br/tintim/fisica/ressonancia/ressonancia5.htm
http://fisicomaluco.com/wordpress/2008/04/20/o-fenomeno-da-ressonancia/
http://www.feiradeciencias.com.br/sala10/10_T03.asp
http://www.seara.ufc.br/tintim/fisica/ressonancia/ressonancia6.htm
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Ondas/ressonancia.php

Referências Bibliográficas
(1) Info Escola. Ressonância. Disponível em: < http://www.infoescola.com/fisica/ressonancia/ >. Acesso em: 16 Ago 2009.

Recursos Complementares
Avaliação

Avalie a participação e envolvimento dos alunos nas atividades propostas nestas aulas, nas discussões, avalie se todos os grupos buscaram novos efeitos da Ressonância e peça para os alunos, em duplas, procurem uma reportagem, ou artigo científico, que evidencie algum fato onde ocorra Ressonância.

Opinião de quem acessou

Cinco estrelas 1 classificações

  • Cinco estrelas 1/1 - 100%
  • Quatro estrelas 0/1 - 0%
  • Três estrelas 0/1 - 0%
  • Duas estrelas 0/1 - 0%
  • Uma estrela 0/1 - 0%

Denuncie opiniões ou materiais indevidos!

Opiniões

Sem classificação.
REPORTAR ERROS
Encontrou algum erro? Descreva-o aqui e contribua para que as informações do Portal estejam sempre corretas.
CONTATO
Deixe sua mensagem para o Portal. Dúvidas, críticas e sugestões são sempre bem-vindas.