Aula 4 - Rally
Aula 2 - Rally
HABILIDADES BNCC
(EF06MA16) Associar pares ordenados de números a pontos do plano cartesiano do 1º quadrante, em situações como a localização dos vértices de um polígono.
(EF06CI13) Selecionar argumentos e evidências que demonstrem a esfericidade da Terra.
OBJETIVOS DA APRENDIZAGEM
Compreender a correspondência entre o ângulo do plano inclinado e a velocidade desenvolvida pelo corpo experimental e a independência entre aceleração e massa de um corpo em situações de queda livre. Elaborar um projeto de plano inclinado para situação específica, usando projeção em plano cartesiano.
.RECURSOS.
- Uma superfície lisa com pouco mais de 1 metro de comprimento. Pode ser uma tábua de madeira lisa;
- 2 carrinhos de brinquedo iguais, com rodas livres;
- Suportes para apoiar a madeira e fazer um plano inclinado. Pode ser pedaços de madeira ou livros;
- Bolinhas de gude ou outras massas que possam ser fixadas em um dos carrinhos;
- Transferidor;
- Régua;
- Fita crepe.
PROBLEMATIZAÇÃO: ISSO É GRAVE!
A situação está grave! Ao ouvir uma afirmação como esta, já ficamos apreensivos. Algo importante está acontecendo e provavelmente não é coisa boa. Sentimos uma sensação ruim de peso dentro da gente, não é mesmo? Mas olha que curioso, a palavra grave teve origem no latim e era usada para indicar que existia uma força que puxava as coisas em direção ao chão: o peso. A ciência se apropriou dessa palavra para descrever essa força, que ficou conhecida, também, como força da gravidade.
Viu como as coisas se conectam? Hoje, a força da gravidade é bem conhecida e detalhada por teorias que permitem caracterizar movimentos de objetos aqui na Terra, de planetas e outros astros, e até calcular com precisão uma viagem espacial.
Quando um corpo está submetido unicamente à força da gravidade, dizemos que ele está caindo. Quando essa queda tem algum controle, a diversão é garantida. Taí o Wet’n Wild que não nos deixa mentir. Muitas das suas atrações usam a gravidade para mover nossos corpos felizes e sorridentes.
Embora tudo no planeta esteja sujeito à gravidade, frequentemente a missão do ser humano é superá-la. Para subir, um avião tem que ser submetido a uma força, para cima, maior do que seu próprio peso. Para isso são necessários motores potentes e muito combustível.
Um prédio não pode ser construído sem levar em conta todo esforço que seu próprio peso vai fazer no solo. Por isso eles contém grandes colunas super-resistentes feitas de ferro e concreto fixadas em rochas muito abaixo do chão.
Enfim, tudo o que vemos e interagimos tem alguma conexão com a gravidade. Pelo contrário, há casos em que a gravidade é uma grande aliada. Um salto de paraquedas oferece uma oportunidade única de queda livre para o piloto. O passageiro de um tobogã aquático também aproveita a incrível sensação que somente a gravidade pode oferecer.
Cientificamente, a gravidade é uma propriedade dos corpos que têm massa. Nosso corpo possui gravidade própria e é capaz de atrair outros corpos, mas o efeito é tão pequeno que não percebemos. Já objetos grandes, como a Lua, a Terra ou o Sol, têm tanta massa que sua gravidade é intensa, o que faz com que os corpos sejam atraídos em direção a eles. Por isso, quando soltamos uma bola no ar, ela cai em direção à Terra. E nessa interação constante com a gravidade, encontramos as rampas, que oferecem uma porção maior ou menor da força peso para gerar movimento. Naquelas muito inclinadas, a velocidade aumenta rapidamente. Já nas rampas com ângulo pequeno, o deslocamento é lento. O certo é que no Wet’n Wild podemos explorar a gravidade de diversas formas. Embarque com a gente, senão a situação poderá ficar grave!
A água que entra no parque é coletada de uma represa através de bombas hidráulicas. Ela passa por filtros especiais, tratamento químico, controle laboratorial e só então é enviada para os reservatórios que abastecem as piscinas. Ao longo do dia, essa água tratada que circula pelo parque é devolvida para outros sistemas de tratamento que garantem o padrão de qualidade, sem desperdícios.
No Wet, a água é a matéria prima da diversão. Do Lazy River ao Kamikaze, do Vortex ao Wave Lagoon, cada um escolhe como vai se divertir. Uns preferem mais emoção, outros decidem relaxar em uma piscina tranquila, mas todo mundo tem água tratada garantida.
E como o tratamento de água utiliza-se de importantes conhecimentos científicos, que tal conhecê-los um pouco melhor? Prepare-se para um banho de ciência!
ANTES DA AULA
- Prepare os materiais indicados na seção “Recursos”.
- Revise os procedimentos do experimento.
- Disponibilize e/ou exiba o vídeo “O grande campeão” para os alunos.
.O EXPERIMENTO - Passo a passo.
AULA EXPERIMENTAL
• Inicie a aula ouvindo os alunos sobre suas experiências no Wet’n Wild. Você pode fazer perguntas, como:
- Qual foi sua atração preferida? Por quê?
- Em qual atração você desenvolveu mais velocidade?
- Qual foi a atração mais emocionante? Por quê?
• Conduza a conversa para que, em algum momento, percebam que, em muitas atrações, eles foram submetidos a planos inclinados e que a velocidade que adquiriam foi devido à força da gravidade.
• Leia o texto “Isso é grave!” junto com os alunos. Explore alguns pontos do texto sobre a ação da força da gravidade e pergunte onde eles puderam verificar essa força durante o passeio pelas atrações.
• Fale que vão realizar um experimento para investigar o movimento. Faça a montagem do plano inclinado com a primeira inclinação (10 °), explicando cada etapa.
• Mostre os dois carrinhos para os alunos. Passe a eles para que possam manipulá-los.
• Adicione as massas (bolinhas de gude) em um deles, enfatizando que, por causa disso, sua massa é maior do que a do outro.
• Posicione os dois carrinhos na marcação superior (largada) e pergunte: soltando os dois carrinhos simultaneamente, qual deles vai chegar no final do plano inclinado antes, o mais leve ou o mais pesado?
- Suspenda a execução do experimento por um tempo e anote as respostas dos alunos em uma tabela na lousa, tabulando as três respostas possíveis: o mais leve chega antes; o mais pesado chega antes; os dois chegam juntos.
- Retome o experimento e solte os carrinhos (eles devem chegar juntos, pois a aceleração a que são submetidos não depende da sua massa).
• Use as respostas prévias dos alunos para iniciar uma discussão sobre o porquê do resultado.
• Agora, repita o experimento para as outras duas inclinações, 20° e 30°.
• Abra uma roda de conversa para debater quais as diferenças encontradas em cada uma das situações experimentadas. Você pode fazer perguntas, como:
- Nas três situações os carrinhos chegaram juntos. O que se pode concluir sobre isso?
- O que se pode dizer sobre a velocidade adquirida pelos carrinhos em cada situação? Qual foi mais rápido e qual foi mais lento?
• Distribua aos alunos o croqui da atração R4lly (anexo I).
• Peça que indiquem as coordenadas no plano cartesiano em que a aquisição de velocidade é maior (mais aceleração) e menor (menos aceleração).
• Peça que desenhem no croqui um novo perfil de pista que considerem que possa oferecer uma experiência de descida diferente da que vivenciaram e que justifiquem a escolha.
ENCERRAMENTO
• Consolide a interpretação sobre o movimento dos corpos sob a ação da força da gravidade, enfatizando:
- A aceleração e, consequentemente, a velocidade adquirida pelos corpos, não depende da sua massa.
- Em um plano inclinado, a componente da força da gravidade que realiza movimento depende do ângulo de inclinação, ou seja, em planos mais inclinados, a aceleração é maior; em planos menos inclinados, a aceleração é menor.
• Comente que a física e a matemática são essenciais no projeto de um tobogã aquático e que o sistema de coordenadas cartesianas é uma ferramenta importante para o projeto. Você pode usar a atividade no plano cartesiano (anexo I) como método avaliativo.
• Recolha os materiais do experimento e guarde no acervo da escola.
E aí, curtiu a aula? Descubra ainda mais aventuras científicas como essa!
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