1
1) PROBLEMATIZAÇÃO2, 3
Todos nós elaboramos, desde a infância, uma noção primitiva sobre forças,
quase sempre associada ao “esforço muscular”. Mas não só nós, seres vivos, exercemos
forças; elas também são exercidas por corpos inanimados, tais como, um livro apoiado
por uma mesa e um barbante ao sustentar uma pedra.
O “instrumento” mais primitivo que utilizamos para medir forças é o nosso
próprio corpo, através das sensações que nossos músculos nos transmitem. Assim,
podemos distinguir quando estamos exercendo pouca ou muita força; quando o objeto
que sustentamos é pouco ou muito pesado.
Quando empurramos ou puxamos uma cadeira, exercemos uma força sobre ela.
Há uma força quando jogamos ou chutamos uma bola. Mas nem sempre as forças
provocam o movimento de um corpo. Por exemplo, quando você está sentado, a força
da gravidade atua sobre o seu corpo, mas você permanece parado. É possível que você
empurre um bloco de pedra, mas não consiga movê-lo.
Figura 14, 5, 6: Situações cotidianas em que ilustram forças de sustentação.
Figura 27,8: Situações cotidianas em que ilustram forças que provocam movimento.
2) PERGUNTAS-CHAVE
2.1) O super herói He-man em cenas de seus filmes aparece gritando: “Eu tenho a
força”.
Em sua opinião o uso da palavra força pelo He-man expressa corretamente seu
significado físico?
2.2) Você está perdido a procura de um endereço e pede informações a uma pessoa
e a mesma lhe diz que o local procurado fica a três quadras de onde você se
encontra. Apenas com essa informação você conseguiria chegar ao local
procurado. Se não, que outra(s) informação(ões) estaria(m) faltando?
2.3) Dê dois exemplos de forças exercidas por corpos inanimados.
2.4)
Na tirinha acima temos a seguinte situação: O Cebolinha está caminhando
segurando um balão de borracha suspenso no ar sobre sua cabeça, já Anjinho
está voando e segurando um balão de borracha abaixo de seus pés, quase o
encostando ao chão. É correto afirmar que ambos estão fazendo em seus
balões forças de mesma direção e sentido? Explique.
2.5)
A figura acima9 ilustra um garoto andando de skate, no momento em que ele
está com um pé no chão impulsionando o skate para frente e o outro em cima
do skate. Descreva as forças que estão atuando no skate quando ele o
impulsiona.
3) CONCEITOS–CHAVE10
3.1) Classificação macroscópica:
3.1.1) Força de contato – há necessidade de contato entre o corpo que
exerce a força e aquele na qual a mesma atua. Por exemplo, o ato
de empurrar ou puxar um objeto.
Figura 311: Exemplo de força de contato.
3.1.2) Força de ação à distância – não há necessidade de contato entre
os corpos, como por exemplo, a força de atração da Terra sobre
um corpo.
Figura 412: Exemplo de força de atração.
3.2) Tipo de grandeza física:
Para especificar uma força, não basta apenas identificar seu valor numérico,
acompanhado de uma unidade. Suponha, por exemplo, que uma pessoa solicite a outra
que arraste o caixote, ilustrado na Figura 5 a seguir.
Figura 513: Caixote em repouso.
Seria natural que ela perguntasse: para qual lado ou direção?
Figura 6: Exemplo de direções
A força é uma grandeza vetorial. Para termos uma idéia completa da força,
precisamos saber como ela deve atuar no corpo. Assim, precisamos de outras
informações para caracterizá-la.
3.2.1)
Módulo ou Intensidade – “parte numérica” da grandeza vetorial,
acompanhada de uma unidade de medida, ou seja, o quanto ela vale.
3.2.2)
Direção – a reta ao longo da qual a força atua.
3.2.3)
Sentido – corresponde a uma das orientações possíveis em determinada
direção.
3.3) Representação gráfica:
Segmento de reta orientado, denominado vetor.
(a) vetor de mesma
direção e sentido
(b) vetor de mesma direção
e sentidos opostos
Quando queremos nos referir a certa força, caracterizando-a como grandeza
vetorial, escrevemos:
Nesse tipo de nomenclatura, se lê: “vetor F”.
3.4) Unidades de força – quilograma-força (Kgf) e Newton (N), dentre outras,
são unidades usuais de força, sendo que o Newton (N) é a unidade de força
do Sistema Internacional (SI).
4. ATIVIDADES EM GRUPO
Sugere-se que na realização das atividades os alunos sejam divididos em grupos
de ± 5 alunos, incluindo os não-videntes nos grupos de alunos videntes, de maneira que
eles participem ativamente das atividades. Propõe-se que os textos relativos à
problematização, às perguntas-chave e à avaliação da aprendizagem sejam impressos
em Braille.
Inicia-se a atividade, distribuindo o texto da problematização aos alunos para
que realizem a leitura do mesmo. Solicita-se aos alunos que discutam entre si as
questões apresentadas nas perguntas-chaves e propõe-se um pequeno debate entre os
grupos. Em seguida, sugere-se a exploração do kit. O professor pode utilizar as
conclusões dos alunos a cerca do kit para a “construção” das explicações científicas.
Para finalizar sugere-se que seja feita a avaliação de aprendizagem com intuito de
verificar a evolução conceitual dos alunos.
Considera-se relevante que para melhor compreensão (visualização) dos
enunciados das questões para a avaliação da aprendizagem, o professor disponibilize
para os alunos, videntes e não-videntes, materiais concretos, tais como: peteca, bloco
de madeira, corda de nylon.
5. CONSTRUÇÃO E MONTAGEM DO KIT
5.1)
Material necessário:
- 1 placa de compensado com dimensões, aproximadas, de (23 cm x 16 cm x 1.5
cm);
- 2 antenas para TV (ou rádio) que gire 360º, nos planos vertical e horizontal;
- adesivo instantâneo universal líquido;
- broca de 8 mm;
- massa epóxi;
- esmalte azul ou outra cor;
- transferidor de 360º;
- furadeira elétrica.
5.2)
Construção:
Faça dois furos equidistantes e paralelos no centro da placa de compensado
(use uma broca relativa à espessura da antena). Fixe as antenas nesses furos e após a
montagem, passe o adesivo instantâneo entre as antenas e a placa de compensado para
melhor fixação. Use a massa epóxi para modelar as setas nas extremidades das
antenas e após secarem, pinte-as com o esmalte. Cole, com o adesivo instantâneo, o
transferidor no centro da placa e entre as antenas, conforme ilustrações a seguir.
Figura 8: Ilustrações do kit experimental
5.3)
Como Funciona o Kit:
Use as antenas como vetores, variando sua intensidade (tamanho das antenas),
direção e sentido. Utilize o transferidor para variar o ângulo entre elas.
6) SUGESTÕES PARA A AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM
6.1) Na tirinha de humor a seguir, após uma jogada de mestre da Mônica a peteca
sobe e leva muito tempo para descer até o Cebolinha.14
Represente nas duas situações (subida e descida) a(s) força(s) que atua(m) na
peteca. Apresente uma justificativa para a sua resposta.
6.2) A seguir temos duas tirinhas da Turma da Mônica. Na tirinha 1, a Mônica e o
Cascão brincam de cabo de guerra, exercendo na corda, uma força de mesmo
módulo, mesma direção e sentidos opostos. Na tirinha 2, a Mônica puxa uma
corda que está presa a uma parede.15
Tirinha 1:
Tirinha 2:
a) Sobre a tirinha 1, descreva e indique a(s) força(s) que atua(m) na corda;
b) Na tirinha 2, descreva e indique a(s) força(s) que atua(m) na corda e diga se
existe diferença entre a(s) da tirinha 1, sabendo que a Mônica exerce a
mesma força nos dois casos.
6.3) Verifique se a seguinte afirmação está correta e justifique: Quando um
jogador chuta uma bola, ela sai do pé com a força que o pé aplicou nela. 16
6.4) Um gato cai, em queda livre, da varanda de um
quarto. Descreva a(s) força(s) que atua(m) no gato
durante a queda, caracterizando-a(s) com o uso de
vetor(es) que indique(m) a intensidade, a direção e o
sentido da(s) mesma(s). 17
6.5) Um bloco apoiado em uma superfície horizontal é submetido à ação de duas
forças horizontais e sentidos opostos, conforme mostra a figura. A força
exercida no bloco para a esquerda tem intensidade maior do que a que está
exercida para a direita. É correto afirmar que o bloco:
F2
F1
a) se movimenta para a esquerda.
b) se movimenta para a direita.
c) pode permanecer em repouso.
1
Projeto-aula elaborado, no 1º semestre letivo de 2010, pela licenciada/bacharelanda em Física, Karla
Silene Oliveira Marinho.
2
Adaptado de GUIMARÃES, Luiz Alberto; BOA, Marcelo Fonte. Física: Mecânica. Niterói, RJ: Editora
Futura, 2004
3
Adaptado de SERWAY, Raymond A. Física I para Cientistas e Engenheiros, 3ª Edição. Rio de Janeiro,
RJ: LTC Editora, 1996.
4
Disponível em: <http://www.blogdicas.com.br/fotos/2009/09/como-aumentar-sua-forca-fisica.jpg>.
Acesso em 05 de maio de 2010.
5
Disponível em: <http://www.zaroio.com.br/i/o/2008072803561314.jpg>. Acesso em 05 de maio de
2010.
6
Disponível em: <http://www.musculação.com/images/forca-muscular.jpg>. Acesso em 05 de maio de
2010.
7
Disponível em:
<http://2.bp.blogspot.com/_BdDYvWwcuAk/St5TeDXFi3I/AAAAAAAAACA/1XcEQFaaLfk/s320/Ca
sc%25C3%25A3o%2Bchutando%2Bbola.jpg>. Acesso em 07 de junho de 2010.
8
Disponível em: < http://www.negociosdobairro.com.br/wp-content/uploads/2007/08/puxando.jpg>.
Aceso em 07 de junho de 2010.
9
Disponível em: < http://www.google.com.br/images?q=impulso+skate&um=1&hl=ptBR&tbs=isch:1&sa=N&start=140&ndsp=20>. Acesso em 23 de maio de 2010.
10
LUZ, Antônio Máximo Ribeiro; ÁLVARES, Beatriz Alvarenga. Física. Volume Único. Editora Scipione.
1ª edição. São Paulo, 2004.
GUIMARÃES, Luiz Alberto; BOA, Marcelo Fonte. Física: Mecânica, Editora Futura. Niterói, 2004.
11
Disponível em: <http://4.bp.blogspot.com/_IJQYBdqR5O4/RjmlibwlRI/AAAAAAAAADQ/ia1rlY6cr_8/s400/pushing_smart_car2.jpg>. Acesso em 23 de maio de
2010.
12
Disponível em: <http://chargesdobenett.zip.net/images/PIBemQueda.jpg>. Acesso em 25 de maio de
2010.
13
Disponível em:
<http://www.shopferreo.com.br/ecommerce_site/arquivos3416/arquivos/1242177098.jpg>. Acesso
em 11 de maio de 2010.
14
Adaptado de <http://www.ensinodefisica.net/1_THs/sit.problemas/mec_10.pdf>. Acesso em 31 de
maio de 2010.
15
Adaptado de: < http://www.ensinodefisica.net/1_THs/sit.problemas/mec_17.pdf>. Acesso em 31 de
maio de 2010.
16
Disponível em: < http://www.scribd.com/doc/3561070/Apostila-Curso-de-Fisica-1Ano-Modulo-02Vetor-e-Forca>. Acesso em 07 de junho de 2010.
17
Adaptado de: < http://www.explicatorium.com/documents/CFQ9_exercicios3.pdf>. Acesso em 07 de
junho de 2010.