Plano de Aula- 1 ano do Ensino Médio. Conservação da Energia Mecânica e Queda Livre

Documentos relacionados
Roteiros para Laboratorio de Física I- EAD- UESC 2011

Laboratório de Física I - EAD- UESC 2011

Laboratório de Física I - EAD- UESC 2011

Laboratório de Física

Física 1. Prof. Marim. Prof. Marim

Apresentação: Trabalho e energia

Laboratório de Física

Experimento I - Conservação da Energia II

Física I Lista de Problemas 3.2

Energia cinética e energia potencial

1 MECÂNICA GRÁFICA para alunos do ensino médio utilizando o SAM 7. Conservação da Energia Mecânica

PROGRAD / COSEAC Padrão de Respostas Física Grupos 05 e 20

FÍSICA 1 PROVA 3 TEMA 2 ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL E ELÁSTICA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA MECÂNICA. Prof. Neckel

Prof. Marim. Física 1

PROGRAD / COSEAC Padrão de Respostas Física Grupo 04

FÍSICA. Considerando essa situação, é CORRETO afirmar que, ao passar para a corda B, a onda:

Conservação de Energia

Correção dos exercícios de ondas elásticas. Prof. Sérgio Talim

Física B Extensivo V. 5

Física 1. 3 a prova 07/01/2017. Atenção: Leia as recomendações antes de fazer a prova.

5ª LISTA DE EXERCÍCIOS

Física 1. 3 a prova 07/01/2017. Atenção: Leia as recomendações antes de fazer a prova.

OLIMPÍADA BRASILEIRA DE FÍSICA DAS ESCOLAS PÚBLICAS 2016

Física 1. 2 a prova 03/06/2017. Atenção: Leia as recomendações antes de fazer a prova.

PODEM. Fernando Lang da Silveira Instituto de Física UFRGS Rolando Axt Depto. de Física, Estatística e Matemática UNIJUÍ

Aula 13 e 14. Leis de Newton e Energia

2009 1ª. Fase Prova para alunos do 9º. Ano LEIA ATENTAMENTE AS INSTRUÇÕES ABAIXO:

Física - 1. Dados numéricos

Fís. Leonardo Gomes (Arthur Ferreira Vieira)

Física 1. 2 a prova 03/06/2017. Atenção: Leia as recomendações antes de fazer a prova.

FÍSICA. Constantes físicas necessárias para a solução dos problemas: Aceleração da gravidade: 10 m/s 2. Constante de Planck: 6,6 x J.s.

Escola Secundária de Casquilhos FQA11 - APSA1 - Unidade 1- Correção

(Prob. 1 da pág 195 do PLT 690, 9a. ed.) Qual é a constante elástica de uma mola que armazena 25 J de energia ao ser comprimida 7,5 cm?

Energia Potencial e Conservação de Energia. Energia Potencial Gravitacional

Ismael Rodrigues Silva Física-Matemática - UFSC.

OLIMPÍADA BRASILEIRA DE FÍSICA DAS ESCOLAS PÚBLICAS a FASE - NÍVEL C (alunos do 3 o e 4 o anos - Ensino Médio/Ensino Técnico)

Experimentos. Como a distância entre as fitas afetam a interação entre elas? Explique. Duas fitas T Duas fitas B Uma fita T e uma B

EXERCICIOS SISTEMAS CONSERVATIVOS

Oscilações. Uma partícula material executa um MHS quando oscila periodicamente em torno de uma posição de equilíbrio, sobre uma trajetória reta.

Física Geral. Trabalho, Energia e Momentum Linear.

CADERNO DE EXERCÍCIOS 1A

Cada questão objetiva vale 0,7 ponto

Um exemplo de outra grandeza que se conserva é a carga elétrica de um sistema isolado.

Tópico 8. Aula Prática: Pêndulo Simples

Lista 5: Trabalho e Energia

Campo Elétrico. a) Q < 0 e q < 0. b) Q > 0 e q < 0. c) Q < 0 e q neutra. d) Q > 0 e q > 0. e) Q < 0 e q > 0.

Cap.11 Trabalho Trabalho e energia cinética Calculando e usando trabalho

Questões Conceituais

Lista Básica Aulas 22 e 23 Frente 3

Centro Educacional Colúmbia 2000

DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DA VELOCIDADE DE UM PROJÉTIL UTILIZANDO UM PÊNDULO BALÍSTICO

Apresentação: Movimento unidimensional

Conservação do momento linear

NOME: N O : TURMA: 1. PROFESSOR: Glênon Dutra

Física 1. 3 a prova 09/12/2017. Atenção: Leia as recomendações antes de fazer a prova.

Faculdade de Tecnologia de Mogi Mirim Arthur de Azevedo EXPERIMENTO 8

Mecânica ª Lista de Exercícios Trabalho e Energia

2ª Fase. 3º Ano. Leia com atenção todas as instruções seguintes.

Física Energia Mecânica Difícil [10 Questões]

Figura 1. Ilustração de um movimento parabólico.

Física 1 VS 16/12/2017. Atenção: Leia as recomendações antes de fazer a prova.

Colégio Estadual Dr. Xavier da Silva EF e EM. PIBID - FÍSICA Disciplina: Física 1º Ano EM Turma:A Atividade Experimental Conteúdo: Colisões

Teorema da energia cinética

Professora Florence. 1,0 C e q3

Física 1. 2 a prova 02/07/2016. Atenção: Leia as recomendações antes de fazer a prova.

UFF - Universidade Federal Fluminense

01- Sobre a energia mecânica e a conservação de energia, assinale o que for correto.

PROVA DE FÍSICA II. 04. Dois satélites artificiais A e B, de massas diferentes, são colocados em uma mesma órbita de raio r em torno da Terra.

Gravitação IME. Lista de Exercícios 3

LANÇAMENTO DE PROJETEIS

Física Geral e Exp. para a Engenharia I - Prova Substitutiva - 05/07/2012

Mecânica ª Lista de Exercícios Forças Conservativas

CONTEÚDO FISICANDO AULA 01 CHARLES THIBES

Laboratório de Física

DEFIS - ICEB - UFOP. Após realizar o experimento e analisar os dados, você deverá ser capaz de:

COLÉGIO MONJOLO ENSINO MÉDIO

Física. B) Determine a distância x entre o ponto em que o bloco foi posicionado e a extremidade em que a reação é maior.

VESTIBULAR UFPE UFRPE / ª ETAPA

Energia, potência e trabalho. Camyla Moreno

Faculdade de Tecnologia de Mogi Mirim Arthur de Azevedo EXPERIMENTO 12

Universidade Federal do Rio de Janeiro Instituto de Física Lista de Revisão Física 1. prof. Daniel Kroff e Daniela Szilard 20 de junho de 2015

FÍSICA - QUESTÕES de 1 a 15

BC Fenômenos Mecânicos. Experimento 4 - Roteiro

FÍSICA - I. Objetivos. Introdução. Energia Potencial. O trabalho sobre uma partícula, acarreta a variação da energia cinética.

Física. CURSO Física. Só abra este caderno quando o fiscal autorizar. Leia atentamente as instruções abaixo.

3 a prova de F 128 Diurno 30/06/2014

FEDERAL Instituto. de Física. Pantoja. Apêndice. Rio de Janeiro

Segunda Etapa 2ª ETAPA 2º DIA 11/12/2006

ESCOLA SECUNDÁRIA DE CASQUILHOS

LEIS DE NEWTON DINÂMICA 3ª LEI TIPOS DE FORÇAS

Energia mecânica. O que é energia?

Laboratorio de Física I - EAD- UESC 2011

Energia Cinética (Ec)

Parte 2 - P2 de Física I NOME: DRE Teste 0. Assinatura:

LISTA DE EXERCÍCIOS Nº 4

DATA DE ENTREGA: 17/12/2016 VALOR: 20,0 NOTA:

Experiência 3 - Pêndulo

Energia é uma palavra freqüentemente usada no diálogo entre pessoas. No dia-adia é comum se ouvir as frases exemplificadas a seguir:

ENERGIA POTENCIAL E CONSERVAÇÃO DA ENERGIA

Transcrição:

Plano de Aula- 1 ano do Ensino Médio Conservação da Energia Mecânica e Queda Livre Objetivo: Consolidar os conceitos presentes na Lei de Conservação da Energia Mecânica e discutir o movimento de queda livre. Pré Requisitos: Energia Cinética Energia Potencial Gravitacional Energia Mecânica Conservação da Energia Mecânica Queda Livre Tempo de Duração: 50 minutos Recursos Didáticos: Experimento, data-show, quadro e giz. Referências Bibliográficas: UNESP, Experimentos de Física para o Ensino Médio e Fundamental com materiais do dia-a-dia. Disponível em: <http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/>. Acesso em 19 de setembro de 2016. Dinâmica da Aula: Introdução da aula com a divisão dos estudantes em grupos, conforme previamente acertado com a turma. Cada bolsista ficou responsável por um grupo, e em cada grupo foi feita uma problematização inicial.

Em um segundo momento, foi realizado um experimento sobre conservação da energia. Cada grupo recebeu materiais para a montagem experimental e o bolsista realizou, junto com os alunos, o experimento. O experimento serviu para que os estudantes investigassem as hipóteses iniciais construídas a partir da problematização. Momento de discussão: cada grupo, a partir de algumas questões apresentadas pelo bolsista, argumentou e sintetizou os conceitos necessários para responder às indagações apresentadas. Esta síntese foi entregue a professora ao final da aula. Após essa discussão sobre a Lei de Conservação de Energia, foi apresentado aos estudantes o vídeo que mostra a queda de objetos com massas diferentes (https://www.youtube.com/watch?v=e43-cfukegs ) no vácuo, para discussão sobre o movimento de queda livre. Para finalizar a aula, foi promovida uma discussão final entre os grupos, sobre o vídeo, os quais apresentaram seus argumentos para os demais. Materiais Didáticos da Aula Problematização Inicial - Em qual das duas situações é mais fácil parar uma bicicleta? Situação 1: Um menino descendo sozinho de bicicleta em um morro não muito íngreme. Situação 2: Um menino descendo de bicicleta com um amigo na garupa em um morro não muito íngreme. Questão: Quais são os fatores relevantes para você analisar as situações apresentadas? Situação 3: Um menino descendo sozinho de bicicleta em um morro muito íngreme. Situação 4: Um menino descendo de bicicleta com um amigo na garupa em um morro muito íngreme.

Questão: Quais são os fatores relevantes para você analisar as situações apresentadas? Questão: Qual é a diferença entre a situação 1 e a situação 3? Vocês conseguem relacionar algum princípio físico a essas situações? Material Didático Roteiro do Experimento, adaptado de: http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/ O experimento realizado em sala de aula foi fundamentado no roteiro abaixo. Foram feitas algumas adaptações que estão descritas no plano de aula. Conservação da Energia Objetivo: O objetivo deste experimento é discutir a transformação da Energia Potencial Gravitacional em Energia Cinética, ilustrando o Princípio da Conservação da Energia Mecânica. Contexto: o Princípio da Conservação da Energia diz que "a energia pode ser transformada ou transferida, mas nunca criada ou destruída". Em um determinado sistema mecânico, em que formas de energia relacionadas a fenômenos eletromagnéticos ou térmicos não estão presentes, pode-se dizer que a energia total do sistema é puramente mecânica. Desse modo, o Princípio da Conservação da Energia implica a conservação da energia mecânica. Esta, por sua vez, é a soma das quantidades de energia cinética e das diversas formas de energia potencial (gravitacional e elástica entre elas). Embora a energia mecânica seja sempre constante, a quantidade de cada uma de suas componentes pode sofrer variação, de tal modo que a energia total do sistema permaneça constante. Neste experimento podemos identificar uma transformação de um tipo de energia em outro. Inicialmente, um objeto possui energia potencial gravitacional, que é a energia de interação entre a massa do objeto com a massa da Terra. Essa energia está armazenada no sistema Terra-objeto, e vai diminuindo à medida que o objeto e a Terra se aproximam. A energia potencial gravitacional de um objeto, que é diretamente

proporcional ao produto da sua massa, da aceleração da gravidade (g) e da sua distância vertical em relação a um ponto de referência, se transforma em energia cinética do objeto, que está associada ao seu movimento. Ideia do Experimento: o objetivo do experimento é mostrar que a energia potencial gravitacional, presente no início do movimento de queda de um objeto, depende da altura de queda e independe da distância a ser percorrida pelo objeto. A energia potencial gravitacional no início do movimento será medida pela quantidade de energia cinética gerada durante a queda, que poderá ser avaliada através de um mecanismo de freamento do movimento do objeto em queda. Neste experimento, utilizamos duas canaletas de diferentes comprimentos (uma possui o dobro do comprimento da outra), dois copos e uma bolinha. Como as canaletas possuem diferentes comprimentos, se elas forem montadas de modo que a bolinha tenha a mesma altura inicial em ambas, a energia potencial gravitacional será igual nos dois casos. Assim, a energia cinética da bolinha deverá ser a mesma ao final das duas canaletas, apesar do fato de num caso a bolinha percorrer o dobro da distância. Em cada canaleta, o fenômeno é idêntico. Ao iniciar o movimento, a bolinha inicia a transformação da sua energia potencial gravitacional em energia cinética. Durante o movimento há diminuição da energia potencial gravitacional e aumento da energia cinética. Devido à conservação da energia mecânica, no final da canaleta, a energia potencial gravitacional devido à perda de altura se transforma em energia cinética. Parte desta energia cinética é transferida para o copo que se move e parte é perdida em energia térmica e sonora, decorrentes do movimento. Neste caso, o valor desta perda de energia chega a ser desprezível. Assim, podemos supor que toda energia cinética da bolinha seja transferida para o copo. E, após a bolinha entrar em contato com o copo, a energia cinética é toda transformada em outras formas de energia: em energia térmica e sonora que o copo gera através do atrito e som, dissipando assim a energia cinética que recebeu da bolinha. O atrito sobre o copo é praticamente constante. E o copo necessita de uma quantidade fixa de energia cinética para vencer uma distância fixa. Portanto, se o copo se desloca mais, isto implica em um recebimento maior de energia cinética.

Ao se realizar o experimento, o que se observa é que os deslocamentos dos copos são, em média, praticamente iguais, mesmo tendo-se que uma distância que a bolinha percorre é o dobro da outra. Se variarmos a altura de queda de modo idêntico para ambas as canaletas, veremos que o resultado, em média, se mantém. A única diferença é que o deslocamento dos copos é proporcional à altura de queda. Então, para obter-se mais (ou menos) energia cinética, concluímos que a altura das canaletas é o fator que deve ser levado em consideração. Isto corrobora que a energia potencial gravitacional está diretamente relacionada à altura de queda do objeto e não à distância que ele percorre em queda. Quadro 1: Material necessário para a montagem do experimento. Montagem experimental Corte um quadrado de aproximadamente 3cm de largura por 6cm de altura na borda dos copos plásticos. Fixe, com fita adesiva, duas tampas plásticas nas extremidades de uma das réguas de 30 cm, de modo que fiquem alinhadas.

Fixe a outra régua de 30 cm, horizontalmente, sobre a outra face das tampinhas. Esta junção das duas réguas, separadas pelas tampinhas, fica parecendo uma canaleta. Repita este mesmo procedimento para as réguas de 60 cm, só que colocando uma tampinha a mais no centro das réguas. Para evitar que a bolinha ao rodar pela canaleta abra as duas réguas de 60cm, passe duas fitas adesivas na parte de baixo da canaleta, entre a primeira e a segunda tampa e entre a segunda e terceira tampa, de tal modo que as réguas não possam ser abertas e para que fiquem alinhadas. Coloque os copos sobre uma das extremidades das canaletas, sendo que o final de cada canaleta deverá tocar a face posterior de um dos copos. Levante a outra extremidade das canaletas usando como suporte um livro, que pode ser o mesmo para as duas. Coloque a bolinha de vidro no sulco de uma das canaletas, na parte de cima do suporte. Libere a bolinha e observe o copo. Repita este procedimento para a outra canaleta com a mesma bolinha, sem tirar o primeiro copo do lugar. Libere a bolinha e observe a posição do segundo copo. Repita o procedimento usando diferentes suportes, que permitam diferentes alturas.