Conteúdos
Ondas
Energia
Som
Luz
Objetivos
Este roteiro trata do conceito de onda, apresentando ondas mecânicas e eletromagnéticas a partir de exemplos do cotidiano (som e luz). Esperamos que ao final do roteiro o aluno compreenda que as ondas estão presentes no seu cotidiano a todo o momento e que possuem importância especial nos dias atuais. Como contextualização, propomos atividades práticas de demonstração/experimentação envolvendo o conceito de frequência da onda.
1ª Etapa: Problematização e sensibilização
A ondulatória é um vasto campo de estudos da Física e as ondas são fenômenos extensamente presentes em nosso cotidiano. Nos utilizamos de ondas para ver, ouvir e nos comunicar mas, apesar disso, quase sempre não associamos o conceito de onda a essas situações.
Nesse roteiro tentaremos aproximar o aluno do conceito de onda de maneira que ele passe a compreender a necessidade de saber mais sobre o tema. Portanto, esse roteiro deve servir como uma introdução e como motivação para o estudo das ondas.
Na primeira etapa o professor deve apresentar o tema de estudo, “Ondas”, e estimular um debate rápido sobre o que os alunos pensam sobre o tema. Algumas perguntas podem orientar esse debate e ajudar em uma diagnose dos conhecimentos prévios dos alunos:
1. Você sabe do que é “feito” o som? E a luz?
2. Sabe por que existem sons “diferentes”?
3. Sabe por que existem cores diferentes?
4. Você sabe como produzir um som? E uma música?
5. Sabe como as informações chegam no smartphone?
6. Você sabe dizer o que é uma onda e o que ela tem a ver com tudo isso?
A partir das respostas dos alunos o professor já pode ter um diagnóstico inicial do nível de compreensão que os alunos têm do tema. As perguntas acima provavelmente receberão respostas incompletas ou erradas, ou mesmo nenhuma resposta. Também podem surgir novas dúvidas por parte dos alunos e as dúvidas deles e do próprio professor poderão se transformar em objeto para pesquisas na internet ou na biblioteca da escola como uma atividade complementar.
É importante que, nesse momento, as dúvidas sejam anotadas e não respondidas. O objetivo é despertar a curiosidade, o interesse e diagnosticar o que os alunos já sabem e o que precisam saber ou aperfeiçoar.
2ª Etapa: Apresentando os conceitos de onda
Onda
Uma onda é uma perturbação criada em um meio (material ou não) que se propaga de um local para outro transportando energia.
O som é um bom exemplo de onda. O som é criado quando fazemos algo vibrar e movimentar as moléculas do ar ao redor. O som precisa das moléculas do ar (ou de um meio líquido ou sólido) para se propagar de um lugar para outro e, por isso, dizemos que é uma onda mecânica.
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A luz é outro exemplo muito importante de onda. A luz é criada quando um corpo eletricamente carregado vibra e cria perturbações elétricas e magnéticas no espaço. A luz, ao contrário do som, não precisa de meio material para se propagar, por isso pode se propagar no espaço vazio (vácuo).
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A energia utilizada para criar uma onda passa a ser transportada por ela. Então ondas são formas de transportar a energia de um lugar para outro.
Frequência de uma onda
As ondas possuem muitas características importantes e interessantes. Uma delas é a frequência. Como as ondas são vibrações se propagando pelo espaço, a frequência delas é a quantidade de vibrações por segundo que é produzida pela fonte que as cria. A unidade de medida da frequência de uma onda é o hertz (símbolo: Hz).
Nós percebemos diferentes frequências de som como “sons diferentes” (notas musicais, por exemplo) e, no caso da luz, as diferentes frequências são percebidas como diferentes cores.
Nosso ouvido é capaz de perceber sons com frequências entre 20 Hz e 20.000 Hz e vai perdendo sua capacidade de ouvir sons de alta frequência à medida que envelhecemos ou quando somos expostos a sons muito intensos frequentemente. Por isso é preciso tomar bastante cuidado com fones de ouvidos e o hábito de ouvir música alta.
Nossos olhos conseguem detectar frequências de luz que correspondem às cores que vão do violeta ou vermelho. Na tabela são mostradas as frequências correspondentes a essas faixas de cores em unidades de terahertz (1 THz = 1012 Hz).
No entanto, há uma infinidade de outras frequências de ondas eletromagnéticas que para nós são “luzes invisíveis”, mas que tem diversas outras utilidades, como as telecomunicações, por exemplo.
3ª Etapa: Experimentação – Produzindo e testando ondas.
Nessa etapa o professor deve utilizar o roteiro de experimentação/demonstração. Os vídeos sugeridos na seção “Para Organizar o seu Trabalho e Saber Mais” podem ser utilizados antes ou depois de feitas as experiências/demonstrações, com exceção do vídeo “Hearing Test HD” (“Teste de audição”) que será usado como uma das atividades de experimentação. Já a simulação sobre ondas em uma corda pode ser propostas como atividade na sala de informática, propiciando uma atividade de revisão de conceitos.
4ª Etapa: Finalização.
Para a finalização dessa aula o professor deve retomar as perguntas feitas inicialmente e tentar construir as respostas que não foram dadas ou que estavam erradas ou incompletas. Dessa forma também se pode verificar a aprendizagem e o novo nível de compreensão do tema pelos alunos.
Algumas questões iniciais podem gerar trabalhos de pesquisa na internet, complementares à aula, como, por exemplo, a pergunta sobre a forma de comunicação dos smartphones. Muitas outras questões podem surgir e dar origem a outras pesquisas. É importante lembrar que esse roteiro tem como objetivo apenas apresentar as ondas e estimular os alunos a quererem saber mais sobre o tema.
Materiais Relacionados
Vídeo (1:56) “Música em garrafas”, demonstração simples e divertida sobre a produção de sons de diferentes frequências usando garrafas com água
Vídeo (5:59), “
Hearing Test HD” (“Teste de audição”) – um vídeo com sons na faixa de frequência de audibilidade humana (20 Hz – 20.000 Hz):
Simulação, “
Wave on a string” (“Onda em uma corda”): simulação de pulsos e ondas em uma corda. Em inglês, mas fácil de entender e operar:
Fontes das imagens utilizadas neste plano
Roteiros de Experimentação: um roteiro com atividades experimentais orientadas para o desenvolvimento da aula. [Material anexo em formato docx]
Arquivos anexados
- Ondas
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