20/07/2011
Daniel Rodrigues Ventura, José Higino Dias Filho, Edson Luís Nunes.
Modalidad / Nivel de Enseñanza | Disciplina | Tema |
---|---|---|
Ensino Médio | Física | Movimento, variações e conservações |
Educação de Jovens e Adultos - 2º ciclo | Ciências Naturais | Visões de mundo |
Velocidade, Conceito de Força, quantidade de movimento, leis de Newton.
Recomendamos que no início da aula o professor apresente para a turma a simulação abaixo e discuta com a turma, apenas qualitativamente, a conservação da quantidade de movimento em cada exemplo explorado. Essa animação se encontra disponível no Portal do Professor, com título e endereço abaixo:
Conservação da quantidade de movimento I
Sugerimos também que se possível apresente um filme de pequena duração, cerca de dois minutos e meio, relacionado com o assunto da aula, muito interessante e sem dúvida, os alunos gostarão de assistir. Este filme se encontra disponível na internet com o seguinte título e endereço:
Foguete a Água
http://www.youtube.com/watch?v=aK4Ad-efjAc&feature=related
Atividade I
Após observação do filme o professor deverá fazer uma breve discussão com a turma inclusive conduzindo o grupo a um desafio, investigando a possibilidade de que alguém ou alguma equipe, voluntariamente, seria capaz de propor a confecção de um aparato semelhante ao do filme, para ser testado numa área adequada. Se houver voluntários, deverá orientá-los em horário apropriado e oportuno, inclusive prepará-los para tomarem as medidas de precauções e cuidados necessários para evitar possíveis acidentes. Após discussões e comentários, faça um questionamento à turma: No instante em que o foguete decola, o que mais vocês observaram além da parte que subiu? É obvio que todos observaram a água sendo empurrada para baixo, mas a próxima pergunta está relacionada com essa resposta. O que faz com que o foguete de garrafas pet suba? Aqui talvez respondam que é a força de reação da água, uma vez empurrada para baixo exerce uma força igual e contrária para cima, mas também pode ser explicado pelo princípio da quantidade de movimento linear que é o nosso objetivo nessa aula. Após responderem essa questão, faça na seqüência, nova pergunta: Se não colocarmos água na garrafa, deixando apenas o ar pressurizado, o foguete subirá com mesma aceleração? Por quê? O ar sairá da garrafa em um tempo muito menor se nela não tiver água, enquanto que a água permanece mais tempo no interior da garrafa e sua massa no interior dela é muito maior que a massa de ar.
Atividade II
O professor deverá organizar o material necessário para fazer a montagem que se encontra esquematizado na Figura 01. Preferencialmente dividir a turma em grupos de quatro alunos e distribuir material para cada grupo.
O material consiste em uma pequena placa (10cmx20cm) de madeira ou outro material leve, como acrílico; cerca de 20 cm de elástico ou uma gominha de prender dinheiro; quatro lápis; pedaço de giz e 15 cm de linha fina resistente.
Prenda as pontas do elástico em dois pontos da placa próximo aos cantos adjacentes dela, como na figura. Se a placa for de madeira use pregos tipo tachinha para prender o elástico, mas se a placa a ser usada não permite o uso da tachinha, como o acrílico, faça um ou dois furos para passar e prender o elástico. Após prender o elástico amarre a linha em seu ponto médio e prenda a outra extremidade no lado oposto da placa de modo a manter o elástico bem esticado, observe o esquema da figura. Apóie a placa sobre os lápis que deverão estar sobre uma mesa ou carteira. Coloque um pedaço de giz entre o elástico, de modo que ele fique bem ajustado na dobra do elástico, veja a figura. Verifique que tudo esteja correto e corte a linha com uma tesourinha, tendo o cuidado de não tocar com a ponta da tesoura na placa, ou queime a linha usando um fósforo aceso.
Se o professor tiver tempo e material disponível poderá construir um carrinho simples de madeira apenas substituindo os lápis por rodinhas conforme esquema da Figura 02, além de melhorar o manuseio da experiência, o carrinho poderá ser útil em outras práticas de mecânica.
Após realização do experimento, o professor deverá reorganizar a turma na sala e fazer uma discussão do assunto com participação de todos. Faça o seguinte questionamento: Porque ao empurrar o giz para frente, a placa foi empurrada para trás? Quais os elementos fazem parte do sistema nesse experimento? Se houve conservação da quantidade de movimento durante o tempo em que o pedaço de giz foi empurrado, como poderíamos relacionar essas grandezas?
Provavelmente não terão dificuldade em responder que o recuo da placa se deve ao fato de que a quantidade de movimento do sistema era inicialmente nula, portanto a soma da quantidade do movimento do sistema deve permanecer nula: neste caso, a quantidade de movimento da placa deverá ser em módulo igual à quantidade de movimento do giz, porém em sentidos opostos. A placa com o elástico e o giz constitui o sistema deste procedimento.
Atividade III
O professor poderá utilizar do esquema da Figura 03, que ilustra uma pessoa caminhando sobre uma tábua, a partir de sua extremidade esquerda, e formular um exercício sobre conservação da quantidade de movimento, para ser resolvido em duplas.
Sugestão: suponha a massa da pessoa que caminha na tábua igual a 60 kg e a massa da tábua de 40 kg e que a tábua está sobre o gelo, podendo desprezar o atrito entre a tábua e solo. Nesse caso peça aos alunos que baseando no princípio da conservação do movimento, quando o homem chegar à outra extremidade da tábua, que distância terá andado em relação ao solo?
Solução do problema: A Figura 04 ilustra a situação, indicando a pessoa sobre a tábua no início, quando começa a caminhar na tábua e no fim da caminhada, ao chegar até a outra extremidade da mesma. À medida que caminha, para a direita, na figura, a tábua desloca-se para a esquerda. Ao final a pessoa terá deslocado (6,0m – X), para a direita, enquanto a tábua deslocou-se X metros, para a esquerda.
Após correção dos exercícios, o professor poderá mostrar para a turma um fenômeno interessante envolvendo o assunto. Acesse a seguinte animação, disponível na internet com título e endereços seguinte:
Conservação da quantidade de movimento
Ainda poderá apresentar o seguinte vídeo, também sobre o assunto, disponível na internet com o título e endereço abaixo:
Mago da Física - Pêndulo de Newton: 2 min e 32 s
Nome | Tipo |
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Conservação da quantidade de movimento | Experimento prático |
Conservação da quantidade de movimento I | Animação/simulação |
Sugerimos ao professor que visite o seguinte site:
Sugerimos que o professor divida a turma em grupos de aproximadamente 6 alunos e peça que cada grupo pesquise e desenvolva um dispositivo prático onde se aplica a conservação da quantidade de movimento.
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