Estratégia

 

Exemplo de uma aula de Física – Dinâmica (Leis de Newton)

 

Nome da professora: Egina Bande

 

Disciplina: Física   1º Ano             Duração da aula: 90min             03/07/2013

 

Unidade Temática-III: Dinâmica

Tema: Segunda Lei de Newton

 

 

1.      Objectivos Cognitivos

No fim desta aula o aluno sabe que:

§  A aceleração que um corpo adquire é diretamente proporcional à resultante das forças que atuam nele;

§  Para a mesma massa, quanto maior for a força resultante, maior será a aceleração e para a mesma força resultante, quanto menor for a massa do corpo, maior será a sua aceleração;

§  A força resultante que actua num corpo é igual ao produto da massa do corpo pela sua aceleração.

 

2.      Competência a serem alcançadas:

No fim desta aula o aluno é capaz de:

 

§  Usar a segunda lei de Newton para explicar e intervir na resolução de situações do dia a dia;

§  Resolver exercícios da 2ª Lei de Newton;

   §   Dar exemplos concretos com base na lei de Newton.

TEMPO (min)	FUNÇÃO DIDÁCTICA	FORMAS DE SOCIALIZAÇÃO ESTRATÉGIAS	CONTEÚDO	METODOLOGIA E ORGANIZAÇÃO
				Activid. do aluno	Actividades do professor
10 min	Conhecimentos prévios;   Motivação  e   apresentação dos objectivos	Elaboração conjunta   Método interrogativo	Na aula passada estudamos a 1ª lei de Newton, ou lei da inércia. §  O que diz a primeira lei de Newton?   R - "Qualquer corpo permanece no estado de repouso ou de movimento rectilíneo uniforme se a resultante das forças que actuam sobre esse corpo for nula".   Assim, se o corpo estiver em repouso continuará em repouso; se estiver em movimento, continuará o seu movimento em linha recta e com velocidade constante. A primeira lei explica o que acontece com um corpo quando a resultante de todas as forças externas que atuam sobre ele é zero. Imagine um menino puxando um carrinho com força constante. §  O que acontece com a velocidade do carrinho, se um outro menino colocar gradualmente objectos no carrinho? §  O que acontece com a velocidade do carrinho se os dois meninos puxarem o carrinho?   Newton estudou este facto e no seu  livro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica e escreveu as suas descobertas relactivamente ao movimento, as três leis de Newton.Para a aula de hoje estudaremos a segunda lei de Newton. A segunda lei explica o que acontece com um corpo quando aquela resultante não é zero e nos tráz a relação existente entre a força aplicada a um corpo e a aceleração que este adquire, bem como a relação existente entre a força aplicada e a massa do corpo.	Faz a revisão dos conhecimentos sobre a 1a lei de Newton	Orienta os alunos para a revisão de conceitos importantes da aula passada sobre a 1a lei de Newton e motiva-os
40 min	Trabalho na matéria nova                                                                                       Trabalho na matéria nova (cont)	Método:   Experimental; Elaboração conjunta.   Estratégia Trabalho em pequenos grupos para maior interação no manunseamento dos materiais de experiência e também para poderem responder com mais liberdade                                                               Elaboração conjunta;     Método interrogativo Estratégia Indutiva	Experimentação Esquema de montagem da experiência 1.     Verificação da relação entre a massa do carrinho e aceleração que este adquire, mantendo se constante a força aceleradora.   2.     Procedimento Experimental 1.     Faça a montagem da experiência conforme o esquema da figura acima; 2.     Coloque a massa m1=200g sobre o carrinho e ponha o sistema em movimento, colocando a massa m2=10g. no extremo C da corda; 3.     Meça o tempo gasto pelo carrinho para percorrer o espaço AB; 4.     Calcule a aceleração usando a fórmula . 5.     Repita a experiência agora usando m1=400g depois m1=600g.   Questões 1.     Qual o comportamento do carrinho quando aumentamos massa m1? 2.     Em caso de duplicarmos a sua massa? 3.     E em caso de triplicarmos a massa?   m1 (g) S (m) F=m2.g (N) t (s) a (m/s2) 1 200 2 0.1 2.8 0.5 2 400 2 0.1 4 0.25 3 600 2 0.1 5 0.16   Constatações: Ø  Quando aumentamos a massa m1, a aceleração diminui. Ø  Quando duplicamos a massa do carrinho, a aceleração produzida é a/2. Ø  Quando triplicamos a massa do carrinho, a aceleração a/3.   2ª etapa da experiência 3.     Verificação da relação entre a força aplicada ao carinho e a aceleração adquirida, mantendo-se constante a massa m1. 1.     Faça a montagem da experiência conforme o esquema da figura acima; 2.     Coloque a massa m1=200g sobre o carrinho e ponha o sistema em movimento, colocando a massa m2=10g. no extremo C da corda; 3.     Meça o tempo gasto pelo carrinho para percorrer o espaço AB; 4.     Calcule a aceleração usando a fórmula . 5.     Repita a experiência agora usando m2=20g depois m1=30g.   Questões 1.     O que acontece com a massa e a aceleração? 2.     Que tipo de proporcionalidade existe entre a massa e a aceleração?   m1 S (m) F=m2.g (N) t (s) a (m/s2) 1 200 2 0.1 2.8 0.5 2 200 2 0.2 2 1 3 200 2 0.3 1.6 1.5   Constatações: Ø  Quando aumentamos a massa m2, a aceleração aumenta. Ø  Quando duplicamos a massa do carrinho, a aceleração produzida é 2xa. Ø  Quando triplicamos a massa do carrinho, a aceleração 3xa.     Gráfico F – a O gráfico é uma linha recta crescente, o que revela que: A aceleração do corpo é directamente proporcional á força aplicada – Segunda Lei de Newton Formulação da segunda lei de Newton: §  A aceleração que um corpo adquire é diretamente proporcional à resultante das forças que atuam nele; §  Para a mesma massa, quanto maior for a força resultante, maior será a aceleração e para a mesma força resultante, quanto menor for a massa do corpo, maior será a sua aceleração; §  A força resultante que actua num corpo é igual ao produto da massa do corpo pela sua aceleração. Segunda Lei de Newton (Princípio fundamental da dinâmica) – “A aceleração que um corpo adquire é diretamente proporcional à resultante das forças que atuam nele e tem a mesma direção e o sentido desta resultante” ( ). Matematicamente:  F = m . a                                                         F – Força aplicada ao corpo                           m – Massa corpo                                                     a – Aceleração adquirida pelo corpo   Quando a massa é dada em Kg e a aceleração, em m/s2, a unidade de força será kg.m/s2, chamada de Newton (N).	Faz a tarefa 1 da ficha de trabalho   Monta a experiência conforme o recomendado   Respondem as questões lançadas pelo professor: Hipóteses 1.     Quando aumentamos a massa o carrinho aumenta a aceleração; 2.     Continua a aumentar na mesma proporcionalidade; 3.     Triplica a sua aceleração.       Faz a tarefa 2 da ficha de trabalho     Levantam Hipóteses: 1.     Ao aumentarmos a  massa, a aceleração aumenta; 2.     Existe proporcionalidade directa.                                                 Formula a 2ª lei de Newton na base das conclusões experimentais	O professor apresenta o esquema em power point para melhor visualização; Para a apresentação do cronómetro, pede que os estudantes usem os seus telefones móveis.                   Orienta os alunos na montagem e manuseio da experiência                             O professor faz a síntese 1 dos resultados obtidos na experiência.           Orienta os alunos na montagem e manuseio da experiência     O professor faz a síntese para o grande grupo, de acordo com as leis de Newton. Para desenharem gráfico, o professor recorda que esse conteúdo já foi abordado na matemática                               Orienta os alunos na formulação da 2ª lei de Newton (aplica a estratégia indutiva)
10 min	Consolidação	Elaboração conjunta; Os grupos são desfeitos	Quando se exerce uma certa força F sobre um corpo, ele adquire uma aceleração a. Se for aplicada uma força 2 vezes maior, a aceleração da caixa também será 2 vezes maior e assim por diante. Ou seja,a aceleração de um corpo é diretamente proporcional à força resultante que atua sobre ele. Entretanto, a aceleração de um corpo também depende da sua massa. Para uma mesma força F aplicada a um corpo com massa 2 vezes maior. A aceleração produzida será, então, a/2. Se a massa for triplicada, a mesma força aplicada irá produzir uma aceleração a/3.	Descreve, sintetiza e explica assuntos chaves abordados na aula	Induz os alunos a fazerem o resumo dos aspectos ou conceitos chaves da aula.
20 min	Avaliação e controle	Trabalho Autónomo Os grupos são desfeitos	Exercício:   Sobre um bloco de 10Kg actua uma força tal que ele atinge uma aceleração de 5m/s2. Qual é o valor desta força? Dados:                                  Resolução:                   Cálculos m=10Kg                               F=m.a                           F=10Kg x 5m/s2 a=5m/s2                                                                     F=50N F = ? Resposta: O valor da força é de 50N   TPC   Um carro com 925Kg de massa aumenta a sua velocidade de 0m/s até 22m/s durante 11 segundos. O automobilista tem uma massa de 75Kg. Calcule: a)     A aceleração do carro, supondo que é constante. (Sol: a=2m/s2 b)     A força que actua sobre o carro. (F=2000N)	Descreve e explica assuntos abordados na aula de acordo com as questões dadas	Orienta a realização dos exercícios e marca o T.P.C.

QUADRO SUMÁRIO

 

Lição no                                                                                                                                                                                                                                                                                                        Data: 03 /07 / 13                  Tema:  A segunda lei de Newton ou lei da aceleração

Esquema de montagem da experiência   Conclusões experimentais   Relação entre a massa do carrinho e aceleração que este adquire, mantendo se constante a força aceleradora. Ø  Quando aumentamos a massa m2, a aceleração aumenta. Ø  Quando duplicamos a massa do carrinho, a aceleração produzida é 2xa. Ø  Quando triplicamos a massa do carrinho, a aceleração 3xa.   Relação entre a força aplicada ao carinho e a aceleração adquirida, mantendo se constante a massa m1. Ø  Quando aumentamos a massa m2, a aceleração aumenta. Ø  Quando duplicamos a massa do carrinho, a aceleração produzida é 2xa. Ø  Quando triplicamos a massa do carrinho, a aceleração 3xa.

2ª lei de Newton: “A aceleração que um corpo adquire é diretamente proporcional à resultante das forças que atuam nele e tem a mesma direção e o sentido desta resultante”. F = m . a       Quando a massa é dada em Kg e a aceleração, em m/s2, a unidade de força será kg.m/s2, chamada de Newton (N)       Exercício: Sobre um bloco de 10Kg actua uma força tal que ele atinge uma aceleração de 5m/s2. Qual é o valor desta força?   Dados: m=10Kg  e a=5m/s2. Pede-se F  Cálculos: F=m.a    ⇒    F=10Kg x 5m/s2   ⇒   F=50N Resposta: O valor da força é de 50N

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