F2 PROGRAMA DE FÍSICA 10ª Classe INEF
Ficha Técnica Título Programa de Física - 10ª Classe - INEF Editora Editora Moderna, S.A. Pré-impressão, Impressão e Acabamento GestGráfica, S.A. Ano / Edição / Tiragem / N.º de Exemplares 2013 / 2.ª Edição / 1.ª Tiragem / 2.000 Ex. E-mail: geral@editoramoderna.com 2013 EDITORA MODERNA Reservados todos os direitos. É proibida a reprodução desta obra por qualquer meio (fotocópia, offset, fotografia, etc.) sem o consentimento escrito da editora, abrangendo esta proibição o texto, as ilustrações e o arranjo gráfico. A violação destas regras será passível de procedimento judicial, de acordo com o estipulado no código dos direitos de autor.
ÍNDICE Introdução ----------------------------------------------------------------------- 4 Objectivos da Física no INEF -------------------------------------------------- 5 Programa Especial de Física INEF --------------------------------------------- 6 Sugestões Metodológicas ------------------------------------------------------ 11 Bibliografia --------------------------------------------------------------------- 13 3
10ª CLASSE INTRODUÇÃO O esforço comunitário no apoio à investigação no domínio das novas tecnologias nas condições industriais modernas, requer uma rapidez de reacções e agilidade de raciocínio na análise e síntese das questões. Estas qualidades do pensamento humano aparecem somente através de exercícios e prolongados treinamentos com base nas actividades independentes dos estudantes. No processo do ensino de física patenteia-se a necessidade de analisar e sintetizar a essência dos fenómenos físicos, de utilizar a abstracção e a generalização, a compreensão e as analogias, a classificação e a definição dos conceitos e a obtenção de conclusões por via da indução e dedução. Por isso ao estimular a realização destas operações mentais, o professor favorece o desenvolvimento lógico do pensamento dos estudantes. Este programa especial de física, dando continuidade ao plano curricular do 1º ciclo do ensino primário, destina-se aos alunos dos cursos de educação física. Os temas foram criteriosamente seleccionados, com base na biomecânica, de modo a permitir ao aluno do INEF uma maior e melhor compreensão e interpretação dos fenómenos físicos ligados a actividade desportiva e uma base sólida que lhe permite a continuidade dos estudos superiores. Em física, o tratamento dos conteúdos realiza-se partindo de observações de fenómenos a um nível essencialmente quantitativo e significativo através da via indutiva. Por isso as experiências demonstrativas e os trabalhos de laboratório devem ser incorporados no desenvolvimento do processo docente educativo. 4
PROGRAMA DE FÍSICA Objectivos da física no INEF Desenvolver um sistema de conhecimentos físicos e de habilidades que preparem o aluno para os aplicar na vida prática e desportiva; Compreender a relação causa efeito nos fenómenos físicos; Contribuir para a concepção cientifica do mundo, através dos conteúdos a estudar; Consciencializar a necessidade da aquisição de conhecimentos, habilidades e hábitos para a solução dos problemas da vida diária; Promover o desenvolvimento de hábitos de planificação e de realização correcta dos trabalhos de laboratório; Compreender a relação existente entre o desenvolvimento técnico-cientifico e o social; Desenvolver o gosto por uma constante actualização dos conhecimentos; Desenvolver atitudes de análise crítica, concretamente das implicações da ciência e da tecnologia na sociedade actual e na preservação do ambiente. 5
10ª CLASSE Tema I Cinemática PROGRAMA ESPECIAL DE FÍSICA INEF Subtema I: Movimento Uniforme 1.1. Movimento rectilíneo uniforme 1.2. Vector deslocamento 1.3. Vector velocidade 1.4. Tempo 1.5. Lei do movimento rectilíneo uniforme 1.6. Gráficos do movimento rectilíneo uniforme Subtema II: Movimento variado 2.1. Velocidade média. Velocidade instantânea 2.2. Vector aceleração, aceleração média, aceleração instantânea 2.3. Movimento uniformemente variado (MUV) 2.4. Leis do movimento uniformemente variado 2.5. Gráficos do movimento uniformemente variado Estudo do movimento uniformemente acelerado Movimento uniformemente acelerado e retardado Subtema III: Movimento vertical 3.1. Queda livre 3.2. Lançamento vertical dos corpos de baixo para cima 3.3. Lançamento oblíquo 3.4. Alcance 6
PROGRAMA DE FÍSICA Estudo de queda livre Determinação da aceleração da gravidade Subtema IV: Movimento curvilíneo 4.1. Movimento curvilíneo 4.2. Movimento circular uniforme 4.2.1. Velocidade e aceleração angulares 4.2.2. Aceleração centrípeta 4.2.3. Período e frequência 4.3. Movimento periódico 4.3.1. Conceito de pêndulo 4.3.2. Lei do movimento periódico 4.3.3. Gráficos do movimento periódico Estudo do movimento curvilíneo Demonstrar a relação entre o movimento circular e o periódico Tema II Dinâmica Subtema I Leis da dinâmica 1.1. Lei da inércia 1.2. Lei fundamental da dinâmica 1.3. Lei da acção e reacção 1.4. Peso e massa de um corpo 1.5. Força de atrito. Importância do atrito na vida desportiva 1.6. Força elástica 7
10ª CLASSE Estudo da Lei do movimento Determinação do coeficiente de atrito Subtema II Impulso e momento linear 2.1. Impulso e interacções 2.2. Momento linear 2.2.1. Lei da conservação do momento linear 2.2.2. Choques Subtema III Máquinas simples 3.1. roldana. Roldana fixa e roldana móvel 3.2. Alavanca. Tipos de alavancas. Equilíbrio das alavancas 3.2.1. Momento de força 3.3. Potência de uma máquina. Rendimento de uma máquina 3.4. Plano inclinado 3.4.1. Trabalho de uma força no plano inclinado Estudo da roldana e da alavanca Demonstrar que o homem é uma máquina Determinação do coeficiente de rendimento Tema III Estática e dinâmica de rotação Subtema I Estática de um corpo 1.1. Codição de equilíbrio do ponto material 8
PROGRAMA DE FÍSICA 1.1.1. Equilíbrante de um sistema de forças 1.2. Corpo indeformável móvel em torno de um eixo fixo 1.2.1. Corpo livre sujeito a acção de forças paralelas 1.2.2. Equilíbrio de um corpo indeformável 1.3. Binário de forças. Momento de um binário Subtema III Dinâmica de rotação 2.1. Momento de inércia de um sistema de partículas 2.1.1. Raio de giração 2.1.2. Momento de inércia de um corpo indeformável 2.1.3. Equação fundamental da dinâmica de rotação 2.2. Momento angular de um sistema de partículas 2.2.1. Conservação do momento angular 2.3. Sistemas de forças redutíveis a uma força única 2.3.1. Sistemas de forças redutíveis a um binário 2.3.2. Sistemas de forças redutíveis a uma força e a um binário 2.4. Centro de gravidade de um sistema de partículas 2.4.1. Centro de massa Determinação do momento de inércia e do momento angular Tema IV Hidrostática Subtema I Fluidos 1.1. Noção de fluidos 1.1.1. Densidade de uma substância 9
10ª CLASSE 1.1.2. Densidade absoluta 1.1.3. Peso específico 1.2. Pressão e força de pressão 1.2.1. Principio fundamental de hidrostática 1.2.2. Pressão atmosférica 1.3. Teorema de Arquímedes 1.4. Lei de Pascal 1.4.1. Vasos comunicantes Determinação do teorema de Arquímedes Demonstração do peso aparente Demonstração da lei de Pascal 10
PROGRAMA DE FÍSICA SUGESTÕES METODOLÓGICAS Este programa especial de física destina-se aos alunos do Instituto Normal de Educação Física, tem a finalidade de ampliar os conhecimentos de física adquiridos nos níveis anteriores e aprofundar os conteúdos permitindo aos futuros professores de Educação Física preservar uma base sólida para o exercício do seu trabalho profissional. Sugere-se: 1. Fazer uma avaliação diagnóstica dos conteúdos tratados nos níveis anteriores. 2. Demonstrar as grandezas vector velocidade e vector deslocamento e traçar os respectivos gráficos e interpretá-los. 3. Demonstrar as leis do movimento uniformemente variado partindo dá lei do movimento rectilíneo uniforme. Debruçar-se sobre a equação de torricelli quer no MUV como no movimento vertical. Fazer algumas experiências demonstrativas sobre os movimentos acelerado e retardado e calcular a aceleração da gravidade como função da altura (altitude). 4. Relacionar o movimento circular ao movimento periódico ou harmónico simples e estabelecer a respectiva equação horária. Realçar a aceleração centrípeta. 5. Definir o vector força e aprofundar as leis da dinâmica ou leis de Newton. Estabelecer a relação causa efeito e a importância da força de atrito na vida pratica e desportiva. Calcular o coeficiente de atrito. 6. Demonstrar através da lei do movimento (lei fundamental da dinâmica) o teorema de impulso e a lei de conservação do momento linear quando um sistema está isolado de forças externas. 7. Demonstrar que o homem é uma máquina e realizar experiências sobre o plano inclinado. Determinar o trabalho no plano inclinado e definir o momento de uma força. Representar as forças que agem numa alavanca. 8. Representar num sistema de eixos ortogonais x e y as projecções de forças coplanares que agem num ponto material e achar a resultante dessas forças e o ângulo de inclinação. Realçar o binário de forças. 11
10ª CLASSE 9. Mostrar que várias forças podem ser reduzidas a uma única força ou a um binário de forças. Definir o momento angular e momento de inércia de diferentes corpos. Determinar o centro de gravidade e o centro de massa. 10. Demonstrar a relação existente entre a densidade de um corpo e o volume que este ocupa. Explicar porquê que alguns corpos se afundam e outros não. Descreve a Lei fundamental da Hidrostática e a lei de Aquímedes. 11. Demonstrar as experiências de Stevén, Arquímedes e Pascal. Falar sobre o sistema de vasos comunicantes. 12
PROGRAMA DE FÍSICA BIBLIOGRAFIA 1. Os fundamentos da Física Ramalho Ivan Nicolau Toledo Editora Moderna 1982 Brasil 2. Física 2 Bukhovtsev, Klimantovitch Editora Mir 1992 Moscovo Rússia 3. Física clássica volume I Caio Sérgio Calçada e José L. Sampaio Editora Actual 1985 Brasil 4. Física clássica volume II Caio Sérgio Calçada e José L. Sampaio Editora Actual 1985 Brasil 5. Física em Módulos de Ensino Vasco Pedro Morettao Editora Ática 1979 Brasil 6. Física 12º ano Maria T. Roxo e Maria M. Massa Porto Editora 1988 Portugal cidade do Porto 7. Física volume I Robortella, Edson e Avelino Editora Ática 1984 1985 Brasil 8. Programas de Física dos IMN, IMT e PUNIV Angola 9. Forças e movimentos Física 11º ano. M. Margarida R. D. Rodrigues e Fernando Morão Lopes Dias Porto Editora 1998 Portugal cidade do Porto 10. Biomecánica com fundamentos da técnica desportiva D. D. Donskoi Editorial Pueblo y Educacion 1982 cidade de Havana Cuba (tradução). 13