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Conservação de energia

 

18/12/2008

Autor y Coautor(es)
ANDREA MARQUES LEAO DOESCHER
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PRESIDENTE PRUDENTE - SP UNOESTE COLEGIO ENSINO MEDIO E PROFISSIONAL

Erwin Doescher e Bruno Pagliarani Mattiazzo

Estructura Curricular
Modalidad / Nivel de Enseñanza Disciplina Tema
Ensino Fundamental Inicial Ciências Naturais Ambiente
Datos de la Clase
O que o aluno poderá aprender com esta aula
* Conservação de energia: transformação de energia potencial gravitacional em energia cinética.
Duração das atividades
Uma (1) aula de 50 minutos.
Conhecimentos prévios trabalhados pelo professor com o aluno
* Energia cinética; * Energias potenciais (gravitacional e elástica).
Estratégias e recursos da aula

As estratégias utilizadas serão:
- Aula Interativa;
- Aula Conceitual.

Estando os alunos organizados em grupos de até 4 pessoas, entregue a eles a experiência postada abaixo:

portaldoprofessor.mec.gov.br:8080/recursos/13625/conservacao_da_energia_1.pdf

 

O objetivo deste experimento é mostrar a transformação da Energia Potencial Gravitacional em Energia Cinética, ilustrando a Conservação da Energia Mecânica.

 

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1285/imagens/conservacao.jpg

Figura 1 - Representação da experiência.

O professor deverá distribuir o material do experimento - que pode ser solicitado previamente aos alunos, e auxiliar os alunos na realização deste. Além disso, é importante que o professor observe atentamente cada grupo (como estão desenvolvendo o experimento, suas dúvidas etc.) e questionar sobre o porquê da bolinha conseguir movimentar o copo plástico. Ressaltamos que, antes de explicar o porquê do copo plástico se movimentar, é importante revisar os conceitos de Energia Cinética e Potencial Gravitacional. Lembre-os que Energia Cinética é a quantidade de trabalho que teve que ser realizado sobre um objeto para tirá-lo do repouso e colocá-lo a uma velocidade v, Energia Potencial Gravitacional é a energia que um corpo tem quando se encontra numa altura h tendo assim uma capacidade de realizar trabalho.

Feito isto, explique os conceitos de Energia Mecânica através do experimento. Ressalte que a bolinha de vidro está em queda livre m um plano inclinado que transfere sua Energia Cinética para um copo. Ao iniciar o movimento, a bolinha transforma sua Energia Potencial Gravitacional (Epg) em Energia Cinética (Ec). Durante o movimento há diminuição da Energia Potencial Gravitacional e aumento da Energia Cinética. Devido a Conservação da Energia Mecânica, no final do plano, toda a Energia Potencial Gravitacional se transforma em Energia Cinética. Parte desta energia é transferida para o copo que se move e parte é transformada em Energia térmica e Sonora. Neste caso o valor destas formas de energia chega ser desprezível. Assim, podemos supor que toda Energia Potencial Gravitacional é transformada em Cinética.
Então temos que a Energia Mecânica é a soma das Energias Cinética com a Potencial, como é demonstrado abaixo:

 

Em = Ec + Ep

 

Após o desenvolvimento do experimento, visando favorecer a comprensão e construção do conhecimento dos conceitos físicos abordados nesta aula, sugerimos que o professor distribua para cada grupo o texto abaixo e que solicite que eles, após lerem e discutirem em grupo, façam a relação deste com o experimento realizado.

 


Texto: Gramática da Física: Forças Dissipativas e Conservação da Energia
Referência: GASPAR, Alberto. Física. Local: São Paulo Editora Ática, 2008, 1º edição, p. 160.

O signficado de dissipar é gastar e no dicionário, é verificado que o significado de dissipar é um gastar perdulário, irresponsável.
Gastar uma fortuna, por exemplo, é empregar uma soma de dinheiro muito grande em alguma coisa que pode não ser um bom investimento, mas um desperdício. Assim, dissipar uma fortuna é jogá-la É com esse mesmo sentido, que uma Força é classificada como Dissipativa na Física, onde o trabalho que essa Força realiza gera energia inaproveitável em determinada situação. Como exemplos podemos citar: o aquecimento, o ruído e as faíscas luminosas que aparecem junto às rodas de uma locomotiva quando é freada. Essas energias (térmicas, sonora e luminosa) são dissipadas, pois não há como aproveitá-las em nenhum outro sistema. Quando supomos que em determinada situação não há forças dissipativas – o que nunca ocorre na realidade, não há dissipação de energia e o Princípio da Conservação da Energia Mecânica pode ser aplicado.

 

Pode-se também ser verificado o Principio da Conservação de Energia na aula "Transformação de Energia" encontrada no site: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=919
Em oposição às Forças dissipativas, o Trabalho das forças conservativas não se perde. Um exemplo de Força conservativa é visto quando elevamos um corpo a determinada altura ou esticamos um corpo preso a uma mola, o trabalho nele realizado é conservado na forma de energia potencial gravitacional ou elástica. Se solto, o corpo pode cair ou voltar e "devolver" o trabalho sobre ele realizado.


Curiosidade: Explique aos alunos que numa usina hidroelétrica a Energia Potencial da água armazenada em represa é utilizada para girar turbinas que geram energia elétrica. Como é possível ver no texto do site:
http://www.mundovestibular.com.br/articles/701/1/USINA-HIDRELETRICA/Paacutegina1.html
Colete o nome de algumas usinas que foram citadas no texto acima e distribua uma usina por grupo e peça para eles pesquisarem alguns dados importantes das usinas como: Localização, tamanho da barragem, potência gerada, número de geradores, área e volume do lago.

 http://portaldoprofessor.mec.gov.br/storage/discovirtual/aulas/1285/imagens/conservacao2.JPG

Figura 2 - Ilustração de uma usina hidrelétrica.

Imagem disponivel em : upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/71/Hydroelectric_dam_portuguese.PNG , acesso em: 11 de dez de 2008

Recursos Complementares

Teoria e experimentos:

http://www.feiradeciencias.com.br/sala05/05_RE_06.asp

http://www.feiradeciencias.com.br/sala05/05_04.asp

http://www.feiradeciencias.com.br/sala05/05_27.asp

Aula do Portal:

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=919

Recursos Educacionais
Nome Tipo
Conservação da energia 1 Experimento prático
Avaliação
O professor deverá avaliar a participação dos alunos nas discussões, envolvimentos nas atividades realizadas em sala de aula, no desenvolvimento do experimento e no resultado final.
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