Observatório de Aprendizagem

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Núcleo de ANÁLISE E PRODUÇÃO DE MATERIAL DIDÁTICO - FÍSICA (NAPROMADF)

Público-Alvo

O material didático analisado e produzido por este núcleo é direcionado tanto aos alunos da educação básica (para aplicação nos estágios curriculares e extra-curriculares dos alunos de licenciatura), como material didático para o ensino superior (cursos da UNIPAMPA ou das demais universidades da região) e formação de multiplicadores na criação de material didático digital (cursos de curta duração abertos a docentes de todos os níveis da região).

Objetivos do Núcleo

Proporcionar aos professores e/ou futuros professores a apropriação de recursos experimentais, através de atividades de baixo custo e que possam ser utilizadas em sala de aula para dar significado aos conceitos físicos trabalhados nas aulas teóricas, visando facilitar a aprendizagem conceitual dos alunos.

Experimentos

Atualmente (2010/2) fizemos uma seleção de quinze experimentos envolvendo os principais tópicos de Física ministrados no Ensino Médio (da Mecânica à Física Moderna) para serem implementados e analisados em mincursos ofertados para professores de Física de Ensino Médio. A análise será pautada pela viabilidade e possibilidade de propiciar condições favoráveis para os alunos superarem dificuldades de aprendizagem. Salientamos que alguns dos experimentos listados não são de nossa autoria. Nossa proposta não visa somente desenvolver experimentos inovadores, mas também que propostas didáticas relatadas na literatura cheguem até sala de aula.

Na Tabela abaixo apresentamos para cada experimento uma foto ilustrativa e os objetivos a serem atingidos pelos alunos ao interagirem com os mesmos. Para os experimentos que concebemos (identificados como Napromadf) elaboramos um guia para os alunos e para os professores apresentamos os materiais experimentais utilizados, algumas sugestões e formas alternativas para montar os experimentos. Para os demais nos concentramos na construção e nas potencialidades dos experimentos.

Experimentos	Foto Ilustrativa	Objetivos: Ao interagir com o experimento o aluno deverá:
1. Cone Duplo NAPROMADF		· · perceber o significado físico do conceito de centro de massa e · · ser capaz de perceber que o duplo cone executa um movimento harmônico amortecido em torno da posição de mínimo do centro de massa. Guia para os alunos
2. Plano Inclinado NAPROMADF		· perceber o significado físico do conceito de atrito estático; · ser capaz de perceber a real inclinação das ruas e avenidas de nossas cidades; · ser capaz de perceber a relação entre a inclinação da rampa e o coeficiente de atrito estático entre as superfícies em contato; · obter experimentalmente o coeficiente de atrito estático entre duas superfícies. Guia para os alunos
3. Queda Livre NAPROMADF		· ser capaz de construir um gráfico posição versus tempo para um corpo em queda livre; · ser capaz de perceber que a equação matemática capaz de descrever o movimento deve ser de segundo grau (polinomial de segunda ordem); · obter experimentalmente a aceleração da gravidade. Guia para os alunos, Passo a Passo para construção de gráficos no excel, Passo a passo para gravar som no software Goldwave e Faça download do Goldwave.
4. Prensa Hidráulica NAPROMADF		· visualizar experimentalmente a demonstração no Princípio de Pascal; · ser capaz de perceber que há perdas significativas de energia mecânica no experimento real. Guia para os alunos
5. Tudo em U NAPROMADF		· visualizar experimentalmente a demonstração no Princípio de Stevin; · perceber que dois pontos situados no mesmo nível de um líquido em equilíbrio suportam pressões idênticas; · obter experimentalmente a densidade do óleo de cozinha. Guia para os alunos
6. Ludião NAPROMADF		· visualizar experimentalmente a demonstração dos princípios de Pascal e Arquimedes e · ser capaz de perceber as relações entre as forças peso e empuxo em um objeto submerso em um líquido. Guia para os alunos
7. Velocidade do Som Grala & Oliveira (2005)		· inicialmente estimar o intervalo de tempo que uma onda sonora leva para percorrer uma distância de 3 m no ar; · perceber a necessidade de um instrumento de medida capaz de captar, com uma boa precisão, o intervalo de tempo previsto no item anterior; · obter experimentalmente a velocidade do som no ar. Para montagem do experimento e elaboração de um guia sugerimos a leitura do trabalho de Grala & Oliveira (2005).
8. Trocas de Calor Mattos & Gaspar (2003)		· perceber que o resfriamento de um líquido pode ser descrito de acordo com a equação de resfriamento de Newton; · obter experimentalmente o calor específico do alumínio; · perceber que é possível realizar experimentos que apresentam perdas de energia para o ambiente (sistemas não ideais). Para montagem do experimento e elaboração de um guia sugerimos a leitura do trabalho de Mattos & Gaspar (2003).
9. Dilatação dos Líquidos Netto (2010)		· visualizar experimentalmente a didatação volumétrica de um líquido; · ser capaz de perceber que a equação matemática capaz de descrever a variação de volume do líquido em função da temperatura deve ser de primeiro grau (linear); · obter experimentalmente o coeficiente de dilatação volumétrica da água. Para montagem do experimento e elaboração de um guia sugerimos a leitura do trabalho de Netto (2010). Passo a Passo para construção de gráficos no excel.

10. Circuitos Elétricos Simples Dorneles (2010)		· ser capaz de desenhar um diagrama que represente o circuito elétrico, sem abrir a caixa; · identificar o comportamento da diferença de potencial nas extremidades das lâmpadas; · identificar o comportamento a intensidade de corrente elétrica que passa em cada lâmpada. Guia para os alunos
11. Fonte Real Dorneles, Araujo & Veit (2005)		· ser capaz de perceber que em uma associação de lâmpadas em paralelo com uma fonte real as diferenças de potencial sobre as lâmpadas não é constante; · perceber que quanto maior a intensidade de corrente elétrica no circuito maior é a queda de diferença de potencial devido à resistência interna da fonte; · devem captar que se a resistência interna da fonte for muito menor que a resistência equivalente, a influência da resistência interna será mínima e um modelo teórico com uma fonte ideal poderá representar com maior grau de precisão o circuito real. Guia para os alunos e modelos computacionais. O software Modellus deve ser instalado.
12. Lentes esféricas Netto (2010)		· ser capaz de perceber o funcionamento do olho humano e de uma máquina fotográfica; · ser capaz de descrever a trajetória de raios de luz ao incidirem em uma lente biconvexa a partir das leis de refração e, assim, entenderem porquê a imagem dentro da caixa aparece invertida (de cabeça para baixo). Para montagem do experimento e elaboração de um guia sugerimos a leitura do trabalho de Netto (2010). Para análise da trajetória dos raios de luz sugerimos a exploração da figura proposta por Gaspar (2003).
13. Fluorescência Rocha, Corrales & Kakuno (2009)		· perceber que a radiação ultravioleta (UV) possui energia suficiente para excitar os elétrons das últimas camadas dos átomos e elétrons de ligações químicas e através destas os efeitos biológicos da radiação UV; · observar o fenômeno de fluorescência, ou seja, capacidade de uma substância emitir luz visível quando exposta às radiações (UV) e através destes processos verificamos a conservação de energia; · visualizar que a clorofila, quando excitada por luz azul emitirá fluorescência na forma de luz vermelha. Para montagem do experimento e elaboração de um guia sugerimos a leitura do trabalho (e as referencias lá citadas) de Rocha, Corrales & Kakuno (2009).

Experimentos

Foto Ilustrativa

Objetivos: Ao interagir com o experimento o aluno deverá:

1. Cone Duplo

NAPROMADF

· · perceber o significado físico do conceito de centro de massa e

· · ser capaz de perceber que o duplo cone executa um movimento harmônico amortecido em torno da posição de mínimo do centro de massa.

Guia para os alunos

2. Plano Inclinado

NAPROMADF

· perceber o significado físico do conceito de atrito estático;

· ser capaz de perceber a real inclinação das ruas e avenidas de nossas cidades;

· ser capaz de perceber a relação entre a inclinação da rampa e o coeficiente de atrito estático entre as superfícies em contato;

· obter experimentalmente o coeficiente de atrito estático entre duas superfícies.

Guia para os alunos

3. Queda Livre

NAPROMADF

· ser capaz de construir um gráfico posição versus tempo para um corpo em queda livre;

· ser capaz de perceber que a equação matemática capaz de descrever o movimento deve ser de segundo grau (polinomial de segunda ordem);

· obter experimentalmente a aceleração da gravidade.

Guia para os alunos, Passo a Passo para construção de gráficos no excel, Passo a passo para gravar som no software Goldwave e Faça download do Goldwave.

4. Prensa Hidráulica

NAPROMADF

· visualizar experimentalmente a demonstração no Princípio de Pascal;

· ser capaz de perceber que há perdas significativas de energia mecânica no experimento real.

Guia para os alunos

5. Tudo em U

NAPROMADF

· visualizar experimentalmente a demonstração no Princípio de Stevin;

· perceber que dois pontos situados no mesmo nível de um líquido em equilíbrio suportam pressões idênticas;

· obter experimentalmente a densidade do óleo de cozinha.

Guia para os alunos

6. Ludião

NAPROMADF

· visualizar experimentalmente a demonstração dos princípios de Pascal e Arquimedes e

· ser capaz de perceber as relações entre as forças peso e empuxo em um objeto submerso em um líquido.

Guia para os alunos

7. Velocidade do Som

Grala & Oliveira (2005)

· inicialmente estimar o intervalo de tempo que uma onda sonora leva para percorrer uma distância de 3 m no ar;

· perceber a necessidade de um instrumento de medida capaz de captar, com uma boa precisão, o intervalo de tempo previsto no item anterior;

· obter experimentalmente a velocidade do som no ar.

Para montagem do experimento e elaboração de um guia sugerimos a leitura do trabalho de Grala & Oliveira (2005).

8. Trocas de Calor

Mattos & Gaspar (2003)

· perceber que o resfriamento de um líquido pode ser descrito de acordo com a equação de resfriamento de Newton;

· obter experimentalmente o calor específico do alumínio;

· perceber que é possível realizar experimentos que apresentam perdas de energia para o ambiente (sistemas não ideais).

Para montagem do experimento e elaboração de um guia sugerimos a leitura do trabalho de Mattos & Gaspar (2003).

9. Dilatação dos Líquidos

Netto (2010)

· visualizar experimentalmente a didatação volumétrica de um líquido;

· ser capaz de perceber que a equação matemática capaz de descrever a variação de volume do líquido em função da temperatura deve ser de primeiro grau (linear);

· obter experimentalmente o coeficiente de dilatação volumétrica da água.

Para montagem do experimento e elaboração de um guia sugerimos a leitura do trabalho de Netto (2010).

Passo a Passo para construção de gráficos no excel.

10. Circuitos Elétricos Simples

Dorneles (2010)

· ser capaz de desenhar um diagrama que represente o circuito elétrico, sem abrir a caixa;

· identificar o comportamento da diferença de potencial nas extremidades das lâmpadas;

· identificar o comportamento a intensidade de corrente elétrica que passa em cada lâmpada.

Guia para os alunos

11. Fonte Real

Dorneles, Araujo & Veit (2005)

· ser capaz de perceber que em uma associação de lâmpadas em paralelo com uma fonte real as diferenças de potencial sobre as lâmpadas não é constante;

· perceber que quanto maior a intensidade de corrente elétrica no circuito maior é a queda de diferença de potencial devido à resistência interna da fonte;

· devem captar que se a resistência interna da fonte for muito menor que a resistência equivalente, a influência da resistência interna será mínima e um modelo teórico com uma fonte ideal poderá representar com maior grau de precisão o circuito real.

Guia para os alunos e modelos computacionais. O software Modellus deve ser instalado.

12. Lentes esféricas

Netto (2010)

· ser capaz de perceber o funcionamento do olho humano e de uma máquina fotográfica;

· ser capaz de descrever a trajetória de raios de luz ao incidirem em uma lente biconvexa a partir das leis de refração e, assim, entenderem porquê a imagem dentro da caixa aparece invertida (de cabeça para baixo).

Para montagem do experimento e elaboração de um guia sugerimos a leitura do trabalho de Netto (2010).

Para análise da trajetória dos raios de luz sugerimos a exploração da figura proposta por Gaspar (2003).

13. Fluorescência

Rocha, Corrales & Kakuno (2009)

· perceber que a radiação ultravioleta (UV) possui energia suficiente para excitar os elétrons das últimas camadas dos átomos e elétrons de ligações químicas e através destas os efeitos biológicos da radiação UV;

· observar o fenômeno de fluorescência, ou seja, capacidade de uma substância emitir luz visível quando exposta às radiações (UV) e através destes processos verificamos a conservação de energia;

· visualizar que a clorofila, quando excitada por luz azul emitirá fluorescência na forma de luz vermelha.

Para montagem do experimento e elaboração de um guia sugerimos a leitura do trabalho (e as referencias lá citadas) de Rocha, Corrales & Kakuno (2009).