Conteúdos
Queda livre.
Influência do ar nos movimentos.
Aceleração da gravidade.
Objetivos
Este roteiro trata do estudo qualitativo da queda dos corpos e da influência do ar nesse movimento. Nele espera-se que o aluno tenha a oportunidade de compreender que todos os corpos abandonados próximos à superfície terrestre tendem a cair com a mesma aceleração (a aceleração da gravidade local), mas que o ar influencia nessa queda, alterando a aceleração resultante.
1ª Etapa: Apresentando a queda dos corpos
Nessa etapa o professor deve propor aos alunos a realização de algumas atividades experimentais a fim de observar a queda dos corpos e testar algumas ideias comuns sobre esse tipo de movimento.
Dependendo do número de alunos, do tempo disponível e do bom senso do professor, essas atividades podem ser propostas diretamente aos alunos ou realizadas pelo professor como demonstrações ou, ainda, de ambas as formas.
O material anexo, “Roteiros de Experimentação”, disponível na seção “Para Organizar o seu Trabalho e Saber Mais” traz as atividades sugeridas para essa etapa.
2ª Etapa: A gravidade e a queda dos corpos.
Nessa etapa o professor pode iniciar com a pergunta: “Afinal, porque os corpos caem?”.
É possível que os alunos respondam usando expressões como “porque têm peso”, “porque são puxados pela Terra”, “Por causa da gravidade”, dentre outras possibilidades.
Nessa atividade o objetivo não é apresentar a teoria da gravitação, mas o professor deve justificar a queda dos corpos pela propriedade da Terra atrair os corpos com massa para seu centro e, então, estender essa conclusão para outros planetas e luas e, por fim, para quaisquer dois corpos que tenham massa.
Sem apresentar fórmulas, equações ou uma discussão mais profunda da gravidade, o professor deve passar a informação de que todos os corpos com massa tem essa “propriedade”, chamada gravidade, de atrair e ser atraído por outros corpos que também têm massa.
O professor deve informar os alunos que quanto maior for a massa dos corpos (ou de um deles, pelo menos), maior será essa “força” de atração. Por essa razão a Terra atrai nossos corpos com uma força bem maior do que a Lua atrairia.
Por fim, o professor deve explicar ao aluno que é essa força de atração que faz com que todos os corpos tendam a cair com uma mesma “aceleração” (a aceleração da gravidade) em um mesmo local. Essa aceleração, assim como a força da gravidade, depende da massa dos corpos. Por isso na Lua, que tem massa menor que a Terra, essa aceleração de queda é menor e faz com que os astronautas possam caminhar “aos pulos”.
Feitas essas explicações o professor deve apresentar os dois vídeos sugeridos na seção “Para Organizar o seu Trabalho e Saber Mais”.
Para encerrar essa etapa o professor deve retomar as perguntas anotadas incialmente na lousa e verificar agora com os alunos quais delas já podem ser respondidas, solicitando que os alunos o façam em seus cadernos.
3ª Etapa: Finalização.
Para a finalização dessa aula o professor pode propor aos alunos que joguem o game “Módulo de pouso lunar” sugerido na seção
“Para Organizar o seu Trabalho e Saber Mais”. Pode-se estabelecer um “campeonato” para ver quem consegue o melhor resultado.
Depois do jogo é interessante perguntar aos alunos quais as dificuldades que tiveram no jogo e, se houver oportunidade, comentar sobre a “inércia” que também está presente nesse jogo, além da própria gravidade.
4ª Etapa: Início de Conversa:
A noção de que corpos mais pesados tendem a cair mais rapidamente (com maior aceleração, portanto) do que corpos mais leves é uma noção intuitiva e, no entanto, errônea.
Nesse roteiro você vai desconstruir essa noção intuitiva e fazer o aluno vivenciar situações onde fica claro que o ar influencia nos movimentos de queda e que, compensada essa influência, todos os corpos tendem a cair com uma mesma aceleração: a aceleração da gravidade terrestre local. Para as atividades experimentais sugeridas não são necessários materiais especiais.
5ª Etapa: Problematização e sensibilização
Nessa etapa o professor deve apresentar o tema de estudo, “Queda dos corpos”, 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. Vocês sabem por que as coisas caem?
2. Todas as coisas abandonadas a certa altura caem?
3. Quando dois corpos diferentes são soltos num mesmo instante e de uma mesma altura, qual cai primeiro?
4. O que afeta a queda de um corpo? (Sua massa? Sua densidade? Sua forma? O ar?)
5. Será que na Lua as coisas caem da mesma forma como caem aqui na Terra?
A partir das respostas dos alunos o professor pode ir elencando temas para tratar conjuntamente durante a atividade. Uma boa ideia consiste em anotar na lousa as dúvidas que surgirem e, ao final, fotografar a lousa para registrar essas dúvidas. Parte delas podem também ser dúvidas do próprio professor e poderão se transformar em objeto para pesquisas na internet ou na biblioteca da escola.
É importante que nesse momento os alunos tenham a palavra e que as suas 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.
Espera-se nessa atividade que aflorem concepções errôneas sobre a queda dos corpos, como a crença de que a aceleração de queda depende da massa do corpo. O professor não deve esclarecer nenhuma dessas perguntas nesse momento, deixando que os alunos fiquem com as dúvidas e o desejo de resolvê-las.
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Vídeo (4:41) feito na maior câmara de vácuo do mundo mostrando a queda de uma esfera maciça e penas com e sem a presença do ar. Vídeo e legendas em inglês, mas o Youtube tem um recurso de tradução para o português
Um
game para pousar um módulo na Lua (“Módulo de pouso lunar”) usando propulsores e lutando contra a inércia e a gravidade lunar
Roteiros de Experimentação: dois roteiros com atividades experimentais orientadas para o desenvolvimento da aula disponível em MATERIAL DE APOIO
Arquivos anexados
- Queda dos corpos.
