Lab de Física - Fichário de Experimentos

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<p>TEÓRICO</p><p>VOLUME ÚNICO</p><p>Física</p><p>na Prática</p><p>Ensino Médio</p><p>©</p><p>E</p><p>zu</p><p>m</p><p>e</p><p>Im</p><p>ag</p><p>es</p><p>/S</p><p>hu</p><p>tt</p><p>er</p><p>st</p><p>o</p><p>ck</p><p>2ª Edição</p><p>FICHÁRIO DE</p><p>EXPERIMENTOS</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 1EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 1 01/09/2022 01:23:2901/09/2022 01:23:29</p><p>©</p><p>L</p><p>ab</p><p>ut</p><p>in</p><p>A</p><p>er</p><p>t/</p><p>Sh</p><p>ut</p><p>te</p><p>rs</p><p>to</p><p>ck</p><p>Dados Internacionais para Catalogação na Publicação (CIP)</p><p>(Mônica Catani M. de Souza, CRB-9/807, PR, Brasil)</p><p>INCA Tecnologia</p><p>Rua Emanuel Kant, nº 60 • 9º andar • sala 903</p><p>CEP: 81020-670 • Capão Raso • Curitiba • PR</p><p>Tel: +55 (41) 3377-2054</p><p>E-mail: incatecnologia@incatecnologia.com.br</p><p>Site: incatecnologia.com.br</p><p>Erica Miranda Sucokow</p><p>Graduada em licenciatura em Física pela UTFPR e Pós-graduada em Ensino de Matemática</p><p>também pela UTFPR. Já atuou como professora de Física e suas tecnologias para turmas de</p><p>Ensino Médio e como editora de conteúdo em uma editora de livros didáticos. Atualmente, atua</p><p>como editora de avaliações, responsável pela leitura, edições e autorias de provas e simulados</p><p>de Física.</p><p>Equipe Editorial</p><p>Imagem da capa</p><p>Iconografia</p><p>Projeto Gráfico</p><p>Diagramação</p><p>Inca Tecnologia</p><p>Shutterstock</p><p>Suelen Fortunato, Juliana Ruggiero</p><p>Juliana Ruggiero A. Santana</p><p>Antônio Domingues, Mise Design</p><p>É terminantemente proibido reproduzir este livro total ou parcialmente por qualquer meio</p><p>químico, mecânico ou outro sistema, seja qual for a sua natureza. Todo o desenho gráfico</p><p>foi criado exclusivamente para este livro, ficando proibida a sua reprodução, ainda que seja</p><p>mencionada sua procedência.</p><p>2ª edição</p><p>© 2022 – Araujo Holding</p><p>Todos os direitos reservados.</p><p>S942 Suckow, Erica Miranda.</p><p>Física na prática : ensino médio, fichário de</p><p>experimentos, volume único / Erica Miranda Suckow. —</p><p>2.ed. — Curitiba : INCA, 2022.</p><p>p.80 —(Coleção pensar e praticar).</p><p>ISBN 978-65-5369-129-2</p><p>1. Física. I. Título..</p><p>CDU 53</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 2EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 2 01/09/2022 01:23:3101/09/2022 01:23:31</p><p>SU</p><p>MÁ</p><p>RI</p><p>O</p><p>EXPERIMENTO 1 – TEMPO DE REAÇÃO .................................................................................................. 8</p><p>EXPERIMENTO 2 – MEDIDA DE COMPRIMENTO .................................................................................11</p><p>EXPERIMENTO 3 – VELOCIDADE MÉDIA ...............................................................................................15</p><p>EXPERIMENTO 4 – MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME – MRU .....................................................18</p><p>EXPERIMENTO 5 – MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO – MRUV ....................22</p><p>EXPERIMENTO 6 – MOVIMENTO VERTICAL .........................................................................................28</p><p>EXPERIMENTO 7 – LANÇAMENTO HORIZONTAL ................................................................................32</p><p>EXPERIMENTO 8 – PRIMEIRA LEI DE NEWTON ....................................................................................35</p><p>EXPERIMENTO 9 – TERMOMETRIA E DILATAÇÃO TÉRMICA ..............................................................38</p><p>EXPERIMENTO 10 – PROPAGAÇÃO DE CALOR ....................................................................................42</p><p>EXPERIMENTO 11 – CALORIMETRIA ......................................................................................................46</p><p>EXPERIMENTO 12 – LEI DA REFLEXÃO E LEI DA REFRAÇÃO .............................................................49</p><p>EXPERIMENTO 13 – ONDAS MECÂNICAS ..............................................................................................54</p><p>EXPERIMENTO 14 – PÊNDULO SIMPLES ...............................................................................................57</p><p>EXPERIMENTO 15 – ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES ............................................................................60</p><p>EXPERIMENTO 16 – CIRCUITO ELÉTRICO ............................................................................................65</p><p>EXPERIMENTO 17 – PROCESSO DE ELETRIZAÇÃO E ELETROSCÓPIOS ........................................69</p><p>EXPERIMENTO 18 – CAMPO ELÉTRICO ................................................................................................73</p><p>EXPERIMENTO 19 – TUBO DE RAIOS CATÓDICOS .............................................................................76</p><p>EXPERIMENTO 20 – RADIÔMETRO DE CROOKES ..............................................................................78</p><p>REFERÊNCIAS................. ...........................................................................................................................80</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 3EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 3 01/09/2022 01:23:3101/09/2022 01:23:31</p><p>AP</p><p>RE</p><p>SE</p><p>NT</p><p>AÇ</p><p>ÃO</p><p>Diante dos desafios cotidianos, as ciências buscam formas de</p><p>promover soluções para a humanidade, mesmo que elas não sejam</p><p>percebidas a curto prazo. O sucesso das pesquisas e estudos ao longo da</p><p>trajetória humana demonstra a importância de adquirir conhecimento</p><p>prático e teórico. Com base nesse pensamento, buscamos propor uma</p><p>coleção que traga o conteúdo necessário para a formação e que dê</p><p>subsídios para que ele se desenvolva socialmente e profissionalmente.</p><p>A Física estudada ao longo desta coleção não visa somente à</p><p>aplicação direta de conteúdo, mas sim um trabalhado sistematizado,</p><p>buscando que o público-alvo seja capaz de desenvolver as habilidades</p><p>e competências necessárias para tomar decisões críticas acerca da sua</p><p>própria vida e da comunidade na qual vive. O aluno que desenvolve a</p><p>capacidade de analisar situações, questioná-las, investigá-las e depois</p><p>conjecturá-las está apto para contribuir significativamente com o</p><p>mundo ao seu redor.</p><p>Entendemos que o Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) caminha</p><p>cada vez mais em direção aos conhecimentos do mundo, promovendo</p><p>o aprendizado interdisciplinar, o letramento e a criticidade. Tudo isso em</p><p>consonância com a Base Nacional Comum Curricular (BNCC). Aproveite</p><p>este momento para se dedicar, criticar, questionar, errar, analisar e, acima</p><p>de tudo, contribuir com uma sociedade mais justa e saudável para todos.</p><p>Esperamos que esta coleção seja o impulso que você precisa para o</p><p>seu crescimento e amadurecimento.</p><p>A autora.</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 4EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 4 01/09/2022 01:23:3201/09/2022 01:23:32</p><p>CONDUTAS ADEQUADAS NAS PRÁTICAS DE USO</p><p>DO LABORATÓRIO E A INVESTIGAÇÃO CIENTÍFICA</p><p>O uso de experimentos e de recursos tecnológicos é importantes para o ensino e aprendizagem,</p><p>especialmente em processos e práticas de investigação, com enfoque na investigação científica, visto</p><p>que nossa sociedade está organizada hoje com base no desenvolvimento científico e tecnológico.</p><p>Por isso, é necessário termos acesso à diversidade de conhecimentos científicos e nos</p><p>apropriarmos de processos, práticas e procedimentos da investigação científica para construir nossa</p><p>formação humana e cidadã.</p><p>► INVESTIGAÇÃO CIENTÍFICA</p><p>A Base Nacional Comum Curricular (BNCC) referente ao Ensino Médio, traz a proposta de</p><p>organização do currículo escolar a partir de competências e habilidades dos componentes</p><p>curriculares das áreas do conhecimento e de itinerários formativos, sendo estes organizados</p><p>em torno de quatro eixos estruturantes (investigação científica, processos criativos, mediação e</p><p>intervenção sociocultural, empreendedorismo).</p><p>Assim, a BNCC traz que a investigação científica</p><p>supõe o aprofundamento de conceitos fundantes das ciências para a interpretação de ideias,</p><p>fenômenos e processos para serem utilizados em procedimentos de investigação voltados</p><p>ao enfrentamento de situações cotidianas e demandas locais e coletivas, e a proposição de</p><p>intervenções que considerem o desenvolvimento local e a melhoria da qualidade de vida da</p><p>comunidade (BRASIL, 218, p. 478).</p><p>Nesse sentido, esse material propõe momentos de uso de processos, práticas e procedimentos</p><p>de investigação e resolução de problemas, com ou sem suporte de recursos tecnológicos digitais,</p><p>sen i = n</p><p>B</p><p>· sen r.</p><p>Assim, realizar atividades experimentais com aplicação da reflexão e da refração da luz faz com</p><p>que seja possível entender os fenômenos ópticos que estão relacionados com a forma com que a</p><p>luz se propaga. Exemplos desses conceitos são a reflexão na</p><p>superfície de um lago e a pesca de peixes com arco, em que não</p><p>se deve mirar exatamente na imagem do peixe, mas um pouco</p><p>mais para baixo.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Analisar o princípio da reflexão luminosa.</p><p>• Demonstrar a lei fundamental da reflexão.</p><p>• Estudar a reflexão da luz em um espelho côncavo e em</p><p>um convexo.</p><p>• Estudar a formação de um ponto luminoso real de um virtual.</p><p>• Analisar o princípio da refração luminosa.</p><p>• Demonstrar a lei fundamental da refração.</p><p>• Estudar a refração da luz em uma lâmina de fases paralelas, lentes convergentes e lentes</p><p>divergentes.</p><p>EXPERIMENTO 12</p><p>LEI DA REFLEXÃO E LEI DA REFRAÇÃO</p><p>©</p><p>C</p><p>R</p><p>St</p><p>o</p><p>ck</p><p>er</p><p>/s</p><p>hu</p><p>tt</p><p>er</p><p>st</p><p>o</p><p>ck</p><p>49</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 49EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 49 01/09/2022 01:24:0001/09/2022 01:24:00</p><p>• Determinar o índice de refração do vidro.</p><p>• Avaliar a decomposição da luz.</p><p>MATERIAL</p><p>Atividade 1</p><p>• 1 fonte de luz branca</p><p>• 1 diafragma com uma fenda</p><p>• 1 anteparo vertical</p><p>• 1 diafragma com três fendas</p><p>• 1 suporte com disco giratório</p><p>• 1 dispositivo refletor plano</p><p>• 1 dispositivo refletor côncavo</p><p>• 1 dispositivo refletor convexo</p><p>• 1 trena</p><p>Atividade 2</p><p>• 1 fonte de luz branca</p><p>• 1 diafragma com uma fenda</p><p>• 1 anteparo vertical</p><p>• 1 diafragma com três fendas</p><p>• 1 suporte com disco giratório</p><p>• 1 dispositivo refrator plano</p><p>• 1 dispositivo refrator convergente</p><p>• 1 dispositivo refrator divergente</p><p>• 1 trena</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>Atividade 1</p><p>1. Posicione a fonte de luz branca em uma mesa horizontal e ligue-a. Coloque, a 40 cm da fonte, um</p><p>anteparo e observe a geometria de iluminação.</p><p>2. Encaixe o diafragma com uma fenda. Observe a geometria de iluminação.</p><p>3. Retire o diafragma com uma fenda e substitua-o pelo diafragma com três fendas. Observe a geo-</p><p>metria de iluminação.</p><p>4. Desligue a fonte, substitua o diafragma de três fendas pelo diafragma de uma fenda e retire o an-</p><p>teparo.</p><p>5. Ligue a fonte luminosa e observe a formação de um filamento luminoso linear. Na frente da fon-</p><p>te, alinhado com o filamento luminoso, coloque o suporte com o disco giratório, configurado de</p><p>modo que o filamento intercepte o centro do disco. Gire o disco até aferir um ângulo de 0°.</p><p>6. Coloque o dispositivo centralizado no disco e perpendicular ao feixe, de modo que o feixe lumino-</p><p>so permaneça na mesma direção.</p><p>7. Gire o disco de modo que o raio incida sob um ângulo de 10°. Observe o ângulo que o raio refletido</p><p>forma. Anote na tabela.</p><p>8. Repita o procedimento até completar a tabela.</p><p>50</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 50EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 50 01/09/2022 01:24:0001/09/2022 01:24:00</p><p>Tabela 1</p><p>Ângulo de incidência Ângulo de reflexão</p><p>10°</p><p>20°</p><p>30°</p><p>40°</p><p>0°</p><p>9. Desligue a fonte, retire o diafragma de uma fenda e substitua-o pelo diafragma de três fendas.</p><p>10. Ligue a fonte de luz e configure o feixe luminoso central alinhado com a marcação de 0°.</p><p>11. Substitua o dispositivo refletor plano pelo côncavo. Observe a geometria dos feixes incidentes e</p><p>refletidos e expresse-a por um diagrama, ilustrando um ponto de convergência.</p><p>12. Substitua o dispositivo refletor côncavo pelo convexo. Observe a geometria dos feixes incidentes</p><p>e refletidos e expresse-a por um diagrama, ilustrando um ponto de convergência.</p><p>Atividade 2</p><p>1. Posicione a fonte de luz branca em uma mesa horizontal e ligue-a. Coloque, a 40 cm da fonte, um</p><p>anteparo e observe a geometria de iluminação.</p><p>2. Encaixe o diafragma com uma fenda. Observe a geometria de iluminação.</p><p>3. Retire o diafragma com uma fenda e substitua-o pelo diafragma com três fendas. Observe a geo-</p><p>metria de iluminação.</p><p>4. Desligue a fonte, substitua o diafragma de três fendas pelo diafragma de uma fenda e retire o an-</p><p>teparo.</p><p>5. Ligue a fonte luminosa e observe a formação de um filamento luminoso linear. Na frente da fon-</p><p>te, alinhado com o filamento luminoso, coloque o suporte com o disco giratório, configurado de</p><p>modo que o filamento intercepte o centro do disco. Gire o disco até aferir um ângulo de 0°.</p><p>6. Coloque o dispositivo refrator plano centralizado no disco e perpendicular ao feixe, de modo que</p><p>o feixe luminoso permaneça na mesma direção.</p><p>7. Gire o disco de modo que a raio incida sob um ângulo de 10°. Observe o ângulo que o raio refratado</p><p>forma. Anote na tabela.</p><p>8. Repita o procedimento até completar a tabela.</p><p>9. Adotando o índice de refração do ar igual a 1 e com o auxílio da lei da refração nar · senθ = nvidro· senβ,</p><p>calcule o índice de refração do vidro e preencha a tabela. Lembre-se de que:</p><p>• nar é o índice de refração do ar;</p><p>• nvidro é o índice de refração do vidro.</p><p>51</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 51EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 51 01/09/2022 01:24:0001/09/2022 01:24:00</p><p>Tabela 2</p><p>Ângulo de incidência θ Ângulo de refração β Índice de refração do vidro</p><p>10°</p><p>20°</p><p>30°</p><p>40°</p><p>50°</p><p>80°</p><p>90°</p><p>10. Desligue a fonte, retire o diafragma de uma fenda e substitua-o pelo diafragma de três fendas.</p><p>11. Ligue a fonte de luz e configure o feixe luminoso central alinhado com a marcação de 0°.</p><p>12. Substitua o dispositivo de lâmina refratora plana pelo dispositivo de lâmina bicôncava. Observe a</p><p>geometria dos feixes incidentes e refratados e expresse-a por um diagrama, ilustrando um ponto</p><p>de convergência que pode ser virtual ou real.</p><p>13. Substitua o dispositivo de lâmina bicôncava pelo dispositivo de lâmina biconvexa. Observe a geo-</p><p>metria dos feixes incidentes e refletidos e expresse-a por um diagrama, ilustrando um ponto de</p><p>convergência que pode ser virtual ou real.</p><p>QUESTÕES</p><p>Atividade 1</p><p>1. Qual é a função do diafragma colocado na fonte luminosa?</p><p>2. Qual é a forma da geometria luminosa que ilumina o anteparo quando sem diafragma, com o</p><p>diafragma de uma fenda e com o diafragma com três fendas?</p><p>3. Analisando a reflexão do feixe luminoso no dispositivo refletor plano, qual é a relação entre o</p><p>ângulo de incidência e o ângulo refletido detalhados na tabela?</p><p>4. Expresse por um diagrama o raio incidente, o raio refletido, ângulo de incidência, ângulo de re-</p><p>flexão e uma normal imaginária.</p><p>5. Descreva a diferença reflexiva entre o dispositivo refletor côncavo e o dispositivo refletor</p><p>convexo.</p><p>52</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 52EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 52 01/09/2022 01:24:0001/09/2022 01:24:00</p><p>Atividade 2</p><p>1. Qual é a função do diafragma colocado na fonte luminosa?</p><p>2. Qual é a forma da geometria luminosa que ilumina o anteparo quando sem diafragma, com o dia-</p><p>fragma de uma fenda e com o diafragma com três fendas?</p><p>3. Analisando a refração do feixe luminoso no dispositivo refrator plano, qual é a relação entre o ân-</p><p>gulo de incidência e o ângulo refletido detalhados na tabela?</p><p>4. Qual é o valor medido para o índice de refração luminosa para o vidro?</p><p>5. Qual é o significado do índice de refração de um determinado meio?</p><p>6. Expresse por um diagrama o raio incidente, o raio refratado, ângulo de incidência, ângulo de refra-</p><p>ção e uma normal imaginária.</p><p>7. Descreva a diferença na refração entre os dispositivos refratores bicôncavo e biconvexo.</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Pesquisar sobre os materiais utilizados no experimento e sobre as leis de reflexão e refração.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Realize todas as medições e elabore um relatório contendo os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento, quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados</p><p>obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Pode ser feita alteração dos ângulos propostos e, para a refração, a utilização de materiais com</p><p>índices de refração diferentes dos utilizados no experimento.</p><p>53</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 53EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 53 01/09/2022 01:24:0001/09/2022 01:24:00</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT205) Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos</p><p>naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites</p><p>explicativos das ciências.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>Uma onda estacionária é o resultado da superposição de duas ondas idênticas, mas que se</p><p>propagam em sentidos opostos num mesmo meio. Pode-se obter uma onda estacionária quando há</p><p>uma mola fixa em uma das extremidades e vibrando na outra.</p><p>A realização de atividades práticas a respeito de onda estacionária fornece subsídios para</p><p>compreender as características das ondas e verificar um padrão de interferência que ocorre na corda</p><p>esticada.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Verificar o comportamento de uma onda transversal e longitudinal, bem como suas caracte-</p><p>rísticas.</p><p>©</p><p>fr</p><p>id</p><p>as</p><p>/s</p><p>hu</p><p>tt</p><p>er</p><p>st</p><p>o</p><p>ck</p><p>EXPERIMENTO 13</p><p>ONDAS MECÂNICAS</p><p>54</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 54EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 54 01/09/2022 01:24:0101/09/2022 01:24:01</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 mola slink</p><p>• 1 cronômetro</p><p>• 1 trena</p><p>• 1 presilha de plástico</p><p>• 1 suporte universal</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>1. Prenda uma extremidade da mola com a presilha de plástico na haste do suporte universal.</p><p>2. Solicite a um colega que segure firmemente o suporte universal sobre uma mesa.</p><p>3. Segure a outra extremidade. Deforme a mola horizontalmente até que ela atinja um comprimento</p><p>de 3 m e comece a oscilar vertical e constantemente. Procure oscilar de modo que seja formada</p><p>uma onda com uma geometria senoidal. Descreva as características da onda gerada.</p><p>4. Estabilize a mola na direção horizontal com 3 m de deformação. Procure oscilar de modo que a</p><p>extremidade da mola se mova rapidamente para frente e para trás. Observe e descreva as carac-</p><p>terísticas da onda gerada.</p><p>5. Estabilize a mola novamente na direção horizontal com 3 m de deformação. Oscile rapidamente</p><p>para frente e para trás de modo que se forme apenas uma perturbação. Simultaneamente, solicite</p><p>ao seu colega que acione o cronômetro e trave-o quando a perturbação retornar. Repita o proce-</p><p>dimento 4 vezes e calcule a média dos quatro tempos observados.</p><p>ΔT = _____ s</p><p>6. Anote o deslocamento da extremidade livre da mola no percurso de ida e volta.</p><p>Δs = _____ m</p><p>QUESTÕES</p><p>1. Qual é a diferença entre as características das ondas formadas?</p><p>2. Determine a velocidade de propagação da perturbação.</p><p>3. Foi observado que a perturbação se deslocou pela mola. Houve deslocamento de material? O que</p><p>foi, de fato, deslocado?</p><p>55</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 55EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 55 01/09/2022 01:24:0101/09/2022 01:24:01</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Estudar a classificação das ondas e conceitos que envolvem deformação de molas.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Realize todas as medições e elabore um relatório contendo os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento, quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>Também pode ser elaborado um mapa conceitual com os conteúdos abordados no experimento.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Variar o comprimento e rigidez das molas utilizadas.</p><p>ANOTAÇÕES</p><p>56</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 56EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 56 01/09/2022 01:24:0101/09/2022 01:24:01</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT11) Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as</p><p>transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento</p><p>para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que</p><p>priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em</p><p>todas as suas formas.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>Um pêndulo simples é constituído por um corpo de massa m suspenso por um fio de comprimento</p><p>L. Ele pode oscilar em torno da posição de equilíbrio, com período de oscilação T – que é definido</p><p>como o tempo que o pêndulo leva para realizar uma oscilação completa, ou seja, que sai do ponto</p><p>extremo e volta a ele. Nesta experiência, será possível determinar o período do pêndulo, considerando</p><p>diferentes comprimentos (L) e diferentes massas (m). Para isso, deve-se colocar o pêndulo a oscilar</p><p>para pequenos ângulos θ.</p><p>L</p><p>m</p><p>posição de</p><p>equilíbrio</p><p>θ</p><p>Realizar atividade prática que envolve conceitos a respeito de pêndulo é importante para</p><p>compreendermos situações do nosso cotidiano, como encontrar o valor da aceleração da gravidade</p><p>durante uma aula de Física.</p><p>EXPERIMENTO 14</p><p>PÊNDULO SIMPLES</p><p>57</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 57EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 57 01/09/2022 01:24:0201/09/2022 01:24:02</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Realizar experiências quantitativas do movimento de um pêndulo simples.</p><p>• Medir a aceleração da gravidade utilizando um pêndulo simples.</p><p>• Determinar o período, a frequência, a velocidade angular e a aceleração centrípeta do pên-</p><p>dulo simples.</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 conjunto de pêndulo simples</p><p>• 1 cronômetro</p><p>• 1 tesoura</p><p>• 1 rolo de barbante</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>1. Monte a haste na base de sustentação e posicione firmemente o eixo de apoio do pêndulo.</p><p>2. Corte 40 cm de barbante. Em uma das extremidades, amarre o peso metálico e, na outra, amarre</p><p>o eixo do suporte configurando-o para um comprimento pendular de 30 cm.</p><p>3. Desloque o pêndulo 10° da vertical e registre o tempo de 10 oscilações, ou seja, acione o cronô-</p><p>metro na largada e trave-o após 10 oscilações. Lembre-se de que uma oscilação corresponde ao</p><p>movimento de ida e volta do pêndulo. Repita o processo 3 vezes e registre na tabela a seguir.</p><p>4. Repita o procedimento usando o pêndulo com comprimento de 60 cm e 90 cm e anote os resul-</p><p>tados na tabela.</p><p>Comprimento do</p><p>pêndulo</p><p>Tempo referente a 10</p><p>oscilações completas</p><p>Tempo referente</p><p>a uma oscilação</p><p>Média dos tempos de</p><p>uma oscilação</p><p>L = 30 cm</p><p>Δt1 = T</p><p>1</p><p>= T =</p><p>Δt2 = T</p><p>2</p><p>=</p><p>Δt3 = T</p><p>3</p><p>=</p><p>L = 60 cm</p><p>Δt1 = T</p><p>1</p><p>= T =</p><p>Δt2 = T</p><p>2</p><p>=</p><p>Δt3 = T</p><p>3</p><p>=</p><p>L = 90 cm</p><p>Δt1 = T</p><p>1</p><p>= T =</p><p>Δt2 = T</p><p>2</p><p>=</p><p>Δt3 = T</p><p>3</p><p>=</p><p>58</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 58EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 58 01/09/2022 01:24:0201/09/2022 01:24:02</p><p>QUESTÕES</p><p>1. Para o mesmo comprimento pendular, o tempo de oscilação foi significativamente diferente?</p><p>2. Podemos definir o pêndulo como um aparato assíncrono?</p><p>3. O período de uma oscilação aumenta ou diminui em relação ao comprimento do pêndulo sim-</p><p>ples?</p><p>4. Usando uma calculadora e a equação T = 2</p><p>L</p><p>g</p><p>, calcule o valor de g para os três pêndulos, levan-</p><p>do em conta que L é o valor do comprimento do pêndulo e T é o tempo de uma oscilação. Compa-</p><p>re o valor medido com a aceleração gravitacional da Terra, que é de 9,8 m/s2.</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Estudar sobre movimentos periódicos e movimento circular.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Realize todas as medições e elabore um relatório contendo os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento,</p><p>quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>Também pode ser elaborado um mapa conceitual com os conteúdos abordados no experimento.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Procure aplicar variações no comprimento do fio, na massa do objeto e na quantidade de</p><p>oscilações.</p><p>59</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 59EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 59 01/09/2022 01:24:0201/09/2022 01:24:02</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT31) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de</p><p>medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir,</p><p>avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>Em vários circuitos elétricos, é muito comum a associação de resistores, que é realizada quando</p><p>se deseja obter valor de resistência maior do que aquele que é fornecido por um único resistor. Os</p><p>resistores podem ser associados de três maneiras básicas, que são: associação em série, associação</p><p>em paralelo e associação mista.</p><p>Para que haja compreensão a respeito de associação de resistores, é imprescindível a realização</p><p>das atividades com processos e práticas de investigação sobre circuitos elétricos, muito importantes</p><p>e presentes em nosso cotidiano.</p><p>OBJETIVO</p><p>• Medir a resistência equivalente de resistores em série e em paralelo.</p><p>©</p><p>N</p><p>at</p><p>ee</p><p>P</p><p>ho</p><p>to</p><p>/s</p><p>hu</p><p>tt</p><p>er</p><p>st</p><p>o</p><p>ck</p><p>Resistores em uma placa de circuito.</p><p>EXPERIMENTO 15</p><p>ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES</p><p>60</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 60EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 60 01/09/2022 01:24:0501/09/2022 01:24:05</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 multímetro</p><p>• Cabos de conexões flexíveis com pinos de pressão para derivação</p><p>• 1 painel elétrico CA/CC</p><p>• 4 resistores R</p><p>1</p><p>, R</p><p>2</p><p>, R</p><p>3</p><p>e R</p><p>4</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>1. Posicione os quatro resistores sobre a mesa. Conecte as ponteiras no multímetro, de acordo com</p><p>as orientações no manual do instrumento. Ligue-o e configure-o para a escala da leitura ôhmica</p><p>(Ω), responsável por fazer as medidas dos valores das resistências em ohm. Procure fazer a leitura</p><p>dessa escala sempre partindo do maior para o menor valor. Nunca execute o procedimento inver-</p><p>so, até que a leitura seja confirmada com segurança.</p><p>2. Com o auxílio do instrumento em escala ôhmica, meça o valor das resistências dos resistores R</p><p>1</p><p>,</p><p>R</p><p>2</p><p>, R</p><p>3</p><p>e R</p><p>4</p><p>e registre na tabela 1.</p><p>Tabela 1</p><p>Resistores Valor (Ω)</p><p>R</p><p>1</p><p>R</p><p>2</p><p>R</p><p>3</p><p>R</p><p>4</p><p>3. Sob supervisão do professor, realize associações em série entre os resistores R</p><p>1</p><p>e R</p><p>2</p><p>no painel</p><p>elétrico AC/CC, auxiliado pelos condutores de conexão, de modo que favoreça a criação do</p><p>circuito solicitado. Em seguida, meça a resistência equivalente da associação e registre na</p><p>tabela 2.</p><p>4. Repita o procedimento obedecendo às configurações de associação em série apontadas na ta-</p><p>bela 2 e registre o valor equivalente.</p><p>5. Com o auxílio da equação R = R</p><p>1</p><p>+ R</p><p>2</p><p>+ ..., calcule o valor equivalente da resistência de associação</p><p>em série medido em cada configuração indicada na tabela 2. Registre o valor calculado ao lado do</p><p>valor medido.</p><p>Imagem ilustrativa de uma</p><p>associação em série.</p><p>©</p><p>zi</p><p>zo</p><p>u7</p><p>/S</p><p>hu</p><p>tt</p><p>er</p><p>st</p><p>o</p><p>ck</p><p>61</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 61EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 61 01/09/2022 01:24:0501/09/2022 01:24:05</p><p>Tabela 2</p><p>Resistores</p><p>Valor medido</p><p>Resistência equivalente (Ω)</p><p>Valor calculado</p><p>Resistência equivalente (Ω)</p><p>R</p><p>1</p><p>- R</p><p>2</p><p>R</p><p>1</p><p>– R</p><p>3</p><p>R</p><p>2</p><p>– R</p><p>3</p><p>R</p><p>1</p><p>– R</p><p>4</p><p>R</p><p>1</p><p>– R</p><p>2</p><p>- R</p><p>3</p><p>R</p><p>1</p><p>– R</p><p>2</p><p>- R</p><p>3</p><p>- R</p><p>4</p><p>6. Coordenado pelo professor, realize associações em paralelo entre os resistores R</p><p>1</p><p>e R</p><p>2</p><p>no pai-</p><p>nel elétrico AC/CC, auxiliado pelos condutores de conexão, de modo que favoreça a criação</p><p>do circuito solicitado. Em seguida, meça a resistência equivalente da associação e registre na</p><p>tabela 3.</p><p>7. Repita o procedimento obedecendo às configurações de associação em série apontadas na ta-</p><p>bela 3 e registre o valor equivalente.</p><p>8. Com o auxílio da equação 1</p><p>R = 1</p><p>R1</p><p>+ 1</p><p>R2</p><p>+ ..., calcule o valor equivalente da resistência de asso-</p><p>ciação em paralelo medido em cada configuração indicada na tabela 3. Registre o valor calculado</p><p>ao lado do valor medido.</p><p>R1</p><p>A</p><p>i</p><p>B</p><p>i1</p><p>R2</p><p>i2</p><p>R3</p><p>i3</p><p>Imagem ilustrativa de uma</p><p>associação em paralelo.</p><p>62</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 62EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 62 01/09/2022 01:24:0501/09/2022 01:24:05</p><p>Tabela 3</p><p>Resistores</p><p>Valor medido</p><p>Resistência equivalente (Ω)</p><p>Valor calculado</p><p>Resistência equivalente (Ω)</p><p>R</p><p>1</p><p>- R</p><p>2</p><p>R</p><p>1</p><p>– R</p><p>3</p><p>R</p><p>1</p><p>– R</p><p>4</p><p>R</p><p>1</p><p>– R</p><p>2</p><p>- R</p><p>3</p><p>R</p><p>1</p><p>– R</p><p>2</p><p>- R</p><p>3</p><p>- R</p><p>4</p><p>9. Coordenado pelo professor, construa uma associação mista no painel elétrico AC/CC, utilizando</p><p>os resistores R</p><p>1</p><p>, R</p><p>2</p><p>, R</p><p>3</p><p>e R</p><p>4</p><p>e os condutores de conexão, de modo que obedeça à configuração</p><p>abaixo. Em seguida, meça a resistência equivalente com o multímetro.</p><p>R3</p><p>R1A Bparalelo</p><p>série</p><p>Valor medido = Ω Valor calculado = Ω</p><p>R2</p><p>i1</p><p>i i</p><p>R4 i2</p><p>Valor medido = _______ Ω Valor calculado = _______ Ω</p><p>QUESTÕES</p><p>1. Qual é a importância do multímetro durante o experimento?</p><p>2. Há diferença física entre associação em série e em paralelo?</p><p>3. O valor medido está de acordo com o calculado?</p><p>4. De acordo com o experimento, qual é o sentido físico da resistência equivalente?</p><p>5. Quando os resistores foram associados em série, de acordo com a tabela 2, o que aconteceu com</p><p>o valor da resistência equivalente?</p><p>6. Quando os resistores foram associados em paralelo, de acordo com a tabela 3, o que aconteceu</p><p>com o valor da resistência equivalente?</p><p>7. Em sua residência, qual é o tipo de associação dos dispositivos elétricos para formação do circui-</p><p>to elétrico? Justifique sua resposta com sustentação científica.</p><p>8. Em qual situação a associação em série tem uma importância mais significativa que a associação</p><p>em paralelo?</p><p>63</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 63EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 63 01/09/2022 01:24:0601/09/2022 01:24:06</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Propor projetos de pesquisa em que se busque informações a respeito da diferenciação entre</p><p>associação em série e em paralelo.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Realize todas as medições e elabore um relatório contendo os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento, quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>Também pode ser elaborado um mapa conceitual com os conteúdos abordados no experimento.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Realizar de montagens diversificadas, utilizando as mesmas resistências.</p><p>ANOTAÇÕES</p><p>64</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 64EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 64 01/09/2022 01:24:0601/09/2022 01:24:06</p><p>EXPERIMENTO 16</p><p>CIRCUITO ELÉTRICO</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT31) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de</p><p>medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir,</p><p>avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>Os circuitos elétricos são trechos fechados, que se iniciam e se encerram no mesmo ponto, como</p><p>representado na imagem a seguir. Esses circuitos são formados por vários elementos interligados que</p><p>viabilizam a passagem da corrente elétrica. Em um circuito elétrico simples, há vários caminhos que</p><p>permitem o livre acesso das correntes elétricas e obedecem às leis</p><p>de Kirchhoff e às leis de Ohm.</p><p>Em um circuito elétrico, por muitas vezes se faz necessário medir algumas das grandezas físicas</p><p>nele presentes. Para isso, são utilizados alguns aparelhos: voltímetro e amperímetro.</p><p>O efeito térmico, também conhecido como efeito joule, é causado pelo choque dos elétrons</p><p>livres contra os átomos dos condutores. Ao receberem energia, os átomos aumentam sua vibração.</p><p>Quanto maior a vibração, maior será a temperatura do condutor. Assim, observa-se o aquecimento</p><p>deste. Esse efeito é muito aplicado nos aquecedores em geral, como no chuveiro elétrico, no ferro de</p><p>passar, na lâmpada incandescente, no secador de cabelos ou na chapinha, na torradeira, cafeteira e</p><p>muitos outros.</p><p>Para que haja compreensão a respeito de circuitos elétricos, é importante a realização das</p><p>atividades com processos e práticas de investigação sobre as leis de Kirchhoff e sobre as leis de Ohm.</p><p>A importância desses assuntos se deve ao fato de os conteúdos estarem muito presentes em nosso</p><p>cotidiano.</p><p>65</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 65EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 65 01/09/2022 01:24:0601/09/2022 01:24:06</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Medir a corrente elétrica.</p><p>• Analisar a composição de um circuito elétrico.</p><p>• Entender a relação da intensidade de brilho de uma lâmpada quando associada em série e em</p><p>paralelo.</p><p>• Analisar o significado das grandezas físicas que estão associadas ao funcionamento de um</p><p>circuito elétrico.</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 multímetro</p><p>• Cabos de conexão flexíveis com pinos de pressão para derivação</p><p>• 1 painel elétrico CA/CC</p><p>• 3 soquetes com lâmpadas L</p><p>1</p><p>, L</p><p>2</p><p>e L</p><p>3</p><p>• 1 dispositivo resistor R</p><p>1</p><p>• 1 fonte de alimentação CC</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>1. Posicione os três soquetes com lâmpada e um resistor R</p><p>1</p><p>sobre a mesa. Conecte as ponteiras no</p><p>multímetro de acordo com as orientações do manual. Ligue o instrumento e configure-o para a</p><p>escala de leitura ôhmica (Ω), responsável por fazer as medidas dos valores das resistências em</p><p>ohm. Procure fazer a leitura da escala ôhmica sempre partindo do maior valor para o menor. Nun-</p><p>ca execute o procedimento inverso, até que a leitura seja confirmada com segurança.</p><p>2. Com o auxílio do instrumento em escala ôhmica, meça o valor das resistências das lâmpadas L</p><p>1</p><p>, L</p><p>2</p><p>,</p><p>L</p><p>3</p><p>e do resistor R</p><p>1</p><p>e registre na tabela 1.</p><p>Tabela 1</p><p>Lâmpadas Valor (Ω)</p><p>L</p><p>1</p><p>L</p><p>2</p><p>L</p><p>3</p><p>R</p><p>1</p><p>66</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 66EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 66 01/09/2022 01:24:0701/09/2022 01:24:07</p><p>3. Conecte os condutores de alimentação na fonte de tensão e ligue-os no painel elétrico AC/CC.</p><p>Coordenado pelo professor, estabeleça um circuito simples ou de apenas uma malha, conec-</p><p>tando, em série, o multímetro em escala de leitura de corrente contínua de 10 A, um soquete</p><p>com lâmpada L</p><p>1</p><p>e condutores de conexão fechando o circuito com a fonte de alimentação.</p><p>4. Ligue a fonte de tensão e configure-a para uma tensão contínua de 6 V. Analise o brilho no dispo-</p><p>sitivo eletrônico L</p><p>1</p><p>e verifique no multímetro o valor da corrente. Registre a corrente medida na</p><p>tabela 2.</p><p>5. Desligue a fonte de tensão e substitua o dispositivo eletrônico L</p><p>1</p><p>pelo L</p><p>2</p><p>. Ligue a fonte de tensão,</p><p>verifique o valor da corrente e o brilho do dispositivo L</p><p>2</p><p>. Registre a corrente medida na tabela 2.</p><p>6. Repita o procedimento para os dispositivos eletrônicos L</p><p>3</p><p>e R</p><p>1</p><p>e anote os valores medidos da cor-</p><p>rente elétrica.</p><p>7. Calcule a potência elétrica em cada dispositivo usando a equação: P = U · I. Sabendo que P é a</p><p>potência elétrica (unidade W), U é a tensão de alimentação (unidade V) e I é a corrente elétrica</p><p>(unidade A).</p><p>Tabela 2</p><p>Dispositivo</p><p>eletrônico</p><p>Valor da corrente</p><p>elétrica (A)</p><p>Potência elétrica (W)</p><p>L</p><p>1</p><p>L</p><p>2</p><p>L</p><p>3</p><p>R</p><p>1</p><p>QUESTÕES</p><p>1. Qual é a função da fonte de alimentação?</p><p>2. Qual é a diferença entre tensão elétrica e potência elétrica?</p><p>3. De acordo com os dados da tabela 2, o que explica os dispositivos elétricos serem alimentados</p><p>pela mesma tensão e apresentarem potências elétricas diferentes?</p><p>Imagem ilustrativa do</p><p>circuito de uma malha.</p><p>67</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 67EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 67 01/09/2022 01:24:0701/09/2022 01:24:07</p><p>4. As lâmpadas apresentaram o mesmo brilho? Qual delas apresentou maior brilho?</p><p>5. Justifique, com base no efeito joule, o brilho das lâmpadas e a diferença entre eles.</p><p>6. Qual é a diferença entre um dispositivo eletrônico resistor e um dispositivo eletrônico lâmpada?</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Estudar sobre as leis de Kirchhoff, leis de Ohm e sobre potência.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Realize todas as medições e elabore um relatório contendo os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento, quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Utilizar de potências diferentes e montagens diversas para encontrar o valor da corrente elétrica.</p><p>ANOTAÇÕES</p><p>68</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 68EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 68 01/09/2022 01:24:0701/09/2022 01:24:07</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT31) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de</p><p>medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir,</p><p>avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>Os processos de eletrização ocorrem na natureza constantemente e, muitas vezes, passam</p><p>despercebidos por nós. Eles consistem na transferência de cargas elétricas entre os corpos, a qual</p><p>pode ocorrer pode ocorrer por meio de três processos conhecidos: por atrito, por contato e por</p><p>indução.</p><p>Os eletroscópios são dispositivos utilizados na detecção e avaliação de cargas elétricas em</p><p>excesso, ou seja, podem diferenciar um corpo eletrizado de um não eletrizado. Caso algum corpo</p><p>esteja eletrizado, tais cargas criam campos elétricos que geram potenciais elétricos e, desse modo,</p><p>os eletroscópios podem detectá-los. Esses aparelhos foram desenvolvidos em uma época na qual</p><p>prevalecia a eletricidade estática ou eletrostática.</p><p>Para que haja compreensão a respeito dos processos de eletrização e dos eletroscópios, é</p><p>importante a realização das atividades com práticas de investigação sobre as cargas elétricas e</p><p>os processos de atrito, contato e indução. Por serem observáveis no cotidiano, o estudo desses</p><p>processos é muito importante para a explicação de vários fenômenos, como no caso de se levar um</p><p>choque ao sair de um carro e fechar a porta, por exemplo.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Observar o efeito da indução eletrostática.</p><p>• Mostrar que a carga elétrica adquirida por indução tem sinal</p><p>contrário ao da carga indutora.</p><p>• Mostrar que o sinal da carga adquirida por atrito depende dos</p><p>corpos.</p><p>• Eletrizar corpos por atrito, indução e contato.</p><p>• Evidenciar o fenômeno da polarização elétrica.</p><p>• Evidenciar a presença de carga elétrica.</p><p>Voltagem</p><p>Receptor</p><p>Correia</p><p>ColetorEsfera</p><p>Metálica ©</p><p>a</p><p>d</p><p>g</p><p>Gerador de Van de Graaff.</p><p>EXPERIMENTO 17</p><p>PROCESSO DE ELETRIZAÇÃO E ELETROSCÓPIOS</p><p>69</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 69EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 69 01/09/2022 01:24:0801/09/2022 01:24:08</p><p>MATERIAL</p><p>Atividade 1</p><p>• 1 gerador de Van de Graaff</p><p>• 1 barbante</p><p>• 1 suporte universal</p><p>• 1 haste com fixador</p><p>• Papel alumínio</p><p>• 1 bola de isopor pequena</p><p>• 1 tesoura</p><p>• 1 trena</p><p>Atividade 2</p><p>• 1 gerador de Van de Graaff</p><p>• 1 eletroscópio</p><p>• 1 canudo</p><p>• Algodão</p><p>• 1 bola de sopro</p><p>• 1 mesa plástica</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>Atividade 1</p><p>1. Corte 60 cm de barbante e amarre firmemente uma de suas</p><p>extremidades na bola de isopor.</p><p>2. Envolva completamente o isopor com o papel alumínio, de modo que fique similar a um pêndulo.</p><p>3. Amarre a outra extremidade na haste com o fixador. Prenda o sistema acima do ponto médio do</p><p>suporte universal, de modo que a bola de isopor revestida fique ao alcance ou próximo da esfera</p><p>eletrizadora do gerador de Van de Graaff.</p><p>4. Posicione o gerador de Van de Graaff próximo ao sistema montado. Ligue o gerador e calibre o sis-</p><p>tema de modo a favorecer a geração de cargas elétricas estáticas. Aproxime a esfera auxiliar sem</p><p>que ocorra contato entre elas. Observe e anote.</p><p>5. Mantenha o suporte universal com o pêndulo de bola de isopor revestido de papel alumínio afas-</p><p>tado do gerador de Van de Graaff. Observe e anote. Com o gerador ligado, aproxime-o o máximo</p><p>possível da bola de isopor em repouso sem que ocorra contato. Observe e anote.</p><p>6. Em seguida, afaste o gerador vagarosamente. Observe e anote.</p><p>7. Mantenha o suporte universal com o pêndulo de bola de isopor revestido de papel alumínio afas-</p><p>tado do gerador de Van de Graaff. Observe e anote. Com o gerador ligado, aproxime-o o máximo</p><p>possível da bola de isopor em repouso até que ocorra o contato. Observe e anote.</p><p>8. Em seguida, afaste o gerador vagarosamente. Observe e anote.</p><p>9. Com o gerador ligado, eletrize por contato a esfera auxiliar. Em seguida, aproxime-a vagarosamen-</p><p>te da bola de isopor revestida sem que ocorra o contato. Observe e anote.</p><p>10. Em seguida, afaste a esfera vagarosamente. Observe e anote.</p><p>11. Desligue o gerador de Van de Graaff.</p><p>70</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 70EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 70 01/09/2022 01:24:0801/09/2022 01:24:08</p><p>Atividade 2</p><p>1. Coloque o gerador de Van de Graaff em cima de uma mesa plástica e ligue-o. Com o auxílio da es-</p><p>fera auxiliar, aproxime-a do gerador de Van de Graaff e observe se já está eletrizado.</p><p>2. Coordenado pelo professor, desligue o gerador de Van de Graaff e, com a esfera auxiliar, descar-</p><p>regue-a.</p><p>3. Coloque o eletroscópio sobre a mesa, afastado do gerador eletrostático. Aproxime a esfera auxi-</p><p>liar do eletroscópio. Observe e anote.</p><p>4. Ligue o gerador de Van de Graaff e observe se o eletroscópio percebeu a presença de cargas.</p><p>5. Pegue a esfera auxiliar, eletrize-a no gerador, usando o processo de eletrização com contato e</p><p>aproxime-a do eletroscópio. Observe e anote.</p><p>6. Desligue o gerador, descarregue-o com o auxílio da esfera auxiliar e retire-o da mesa.</p><p>7. Coloque sobre a mesa o canudo, a bola de sopro e o algodão.</p><p>8. Encha a bola de sopro e amarre o bico para que ela permaneça cheia. Aproxime-a do eletroscópio.</p><p>Observe e anote.</p><p>9. Esfregue rapidamente a bola no cabelo e aproxime-a do eletroscópio. Observe e anote.</p><p>10. Pegue o canudo pela sua extremidade e aproxime-o do eletroscópio. Observe e anote.</p><p>11. Com a outra mão, pegue o algodão, esfregue-o rápida e firmemente e aproxime-o do eletroscópio.</p><p>Observe e anote.</p><p>12. Repita o procedimento com o canudo e coloque-o rapidamente na parede e solte-o. Tente até</p><p>que o canudo fique preso à parede. Observe e anote.</p><p>QUESTÕES</p><p>Atividade 1</p><p>1. Depois que o gerador de Van de Graaff foi ligado, o que aconteceu quando a esfera auxiliar foi</p><p>aproximada sem que ocorresse o contato? O evento observado se assemelha a qual evento da</p><p>natureza?</p><p>2. Descreva por que a esfera do gerador de Van de Graaff fica totalmente eletrizada se está isolada.</p><p>3. O que aconteceu quando o gerador se aproximou da bola de isopor revestida de papel alumínio</p><p>que estava em repouso? E quando, posteriormente, foi afastada? A bola de isopor foi eletrizada?</p><p>Qual é o processo de eletrização envolvido? Ilustre a configuração da eletrização na bola de isopor</p><p>por um diagrama.</p><p>4. Descreva o que aconteceu após o contado entre a esfera do gerador de Van de Graaff e a bola de</p><p>isopor revestida. A bola de isopor revestida ficou eletrizada? Qual é o tipo de eletrização envolvida</p><p>nessa situação?</p><p>5. O que aconteceu quando a esfera auxiliar eletrizada aproximou-se da bola de isopor também ele-</p><p>trizada? O que justifica o observado? A carga adquirida pela bola de isopor é a mesma acumulada</p><p>pela esfera do gerador? Justifique sua resposta.</p><p>71</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 71EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 71 01/09/2022 01:24:0801/09/2022 01:24:08</p><p>Atividade 2</p><p>1. Por que a mesa de apoio para o experimento eletrostático deveria ser de plástico?</p><p>2. Usando a esfera auxiliar, como você percebeu que o gerador eletrostático estava eletrizado?</p><p>3. Quando o gerador eletrostático se encontrava desligado, foi observada alguma presença de carga</p><p>pelo eletroscópio?</p><p>4. Como o eletroscópio percebeu que a esfera auxiliar estava eletrizada?</p><p>5. Ao ligar o gerador eletrostático, o eletroscópio percebeu a presença de cargas? Justifique.</p><p>6. Após esfregar a bola no cabelo, houve um processo de eletrização? Qual foi o procedimento usa-</p><p>do para constatar se ocorreu a eletrização? Qual é o nome desse processo de eletrização?</p><p>7. Com base no processo de eletrização e da lei de Coulomb, justifique o porquê de o canudo ficar</p><p>preso à parede, equilibrando o efeito gravitacional.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Propor pesquisas sobre corpos eletrizados e processos de eletrização.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Produzir um mapa conceitual com os principais pontos observados nos experimentos das</p><p>atividades 1 e 2, utilizando quadros explicativos e imagens que possam contribuir com as explicações.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Elaborar um protótipo de eletroscópio de folhas através de pesquisas realizadas e com materiais</p><p>de fácil acesso.</p><p>ANOTAÇÕES</p><p>72</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 72EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 72 01/09/2022 01:24:0901/09/2022 01:24:09</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT31) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de</p><p>medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir,</p><p>avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>Um campo elétrico é uma grandeza física vetorial usada para definir a força elétrica que uma carga</p><p>é capaz de produzir em cargas elétricas de prova.</p><p>O poder das pontas é a capacidade dos corpos eletrizados de se descarregarem por elas, ou</p><p>seja, a facilidade que as cargas elétricas terão para entrar ou sair por lugares pontiagudos existentes</p><p>devido às configurações assumidas pelo campo elétrico na região. A carga elétrica em excesso num</p><p>condutor distribui-se pela superfície exterior do corpo e concentra-se nas zonas mais pontiagudas,</p><p>rarefazendo-se nas restantes.</p><p>Para que haja compreensão a respeito de campo elétrico, é importante entender que os efeitos</p><p>elétricos que ocorrem nas proximidades das cargas estão associados à existência de um campo</p><p>elétrico no local, assim como compreender a realização das atividades com processos e práticas de</p><p>investigação sobre grandezas vetoriais e força elétrica. A importância desses assuntos se deve ao</p><p>fato de os conteúdos estarem muito presentes no nosso cotidiano, como quando os cabelos de uma</p><p>pessoa ficam arrepiados ao encostar na tela de uma televisão convencional.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Conferir que as cargas elétricas são uma das causas</p><p>geradoras do campo elétrico.</p><p>• Entender que o campo elétrico é uma grandeza física</p><p>que se percebe, mas que não se enxerga.</p><p>• Estudar os efeitos do campo elétrico.</p><p>• Estabelecer uma relação entre a força elétrica e o</p><p>campo elétrico.</p><p>• Evidenciar os efeitos da ionização do ar e a influência</p><p>de pontas condutoras sobre corpos eletrizados.</p><p>EXPERIMENTO 18</p><p>CAMPO ELÉTRICO</p><p>©</p><p>h</p><p>tt</p><p>p:</p><p>//</p><p>d</p><p>em</p><p>o</p><p>w</p><p>eb</p><p>.p</p><p>hy</p><p>si</p><p>cs</p><p>.u</p><p>cl</p><p>a.</p><p>ed</p><p>u/</p><p>si</p><p>te</p><p>s/</p><p>d</p><p>ef</p><p>au</p><p>lt/</p><p>fil</p><p>es</p><p>/</p><p>d</p><p>em</p><p>o</p><p>m</p><p>an</p><p>ua</p><p>l/e</p><p>le</p><p>ct</p><p>ric</p><p>ity</p><p>_a</p><p>nd</p><p>_m</p><p>ag</p><p>ne</p><p>tis</p><p>m</p><p>/k</p><p>cv</p><p>an</p><p>d</p><p>eg</p><p>ra</p><p>ff</p><p>.jp</p><p>g</p><p>73</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 73EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 73 01/09/2022 01:24:1001/09/2022 01:24:10</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 gerador de</p><p>Van de Graaff</p><p>• 1 tesoura</p><p>• Papel alumínio</p><p>• 1 rolo de fita adesiva</p><p>• 1 torniquete eletrostático com suporte para torniquete</p><p>• Barbante</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>1. Com o auxílio de uma tesoura, cuidadosamente e sob a supervisão do professor, recorte 40 fitas</p><p>de papel alumínio de 5 cm x 0,5 cm.</p><p>2. Com a fita adesiva, prenda todas as fitas pelas extremidades de maneiras equidistantes, de modo</p><p>similar a uma cabeleira, por toda a esfera do gerador.</p><p>3. Após o procedimento de fixação, observe criticamente a disposição de todas as fitas com base</p><p>nas leis newtonianas. Anote as observações.</p><p>4. Coordenado pelo professor, ligue o gerador. Observe a disposição das fitas, discuta as observa-</p><p>ções com base nas leis físicas e anote.</p><p>5. Desligue o gerador e descarregue-se com a esfera auxiliar. Remova todas as fitas fixadas.</p><p>6. Faça uma bolinha de com papel de alumínio e amarre 20 cm de barbante, construindo um pêndu-</p><p>lo.</p><p>7. Ligue o gerador e espere que ele seja eletrizado.</p><p>8. Afastado do gerador eletrizado, levante o pêndulo pela extremidade do barbante. Procure deixar</p><p>o pêndulo em repouso. Discuta a disposição dele de acordo com as leis newtonianas. Anote o ob-</p><p>servado.</p><p>9. Aproxime o pêndulo vagarosamente sem deixar que ocorra o contato com o gerador. Discuta a</p><p>nova disposição com base nas leis físicas e anote.</p><p>10. Aproxime o pêndulo vagarosamente até que ocorra o contato com o gerador. Discuta a nova dis-</p><p>posição com base nas leis físicas e anote.</p><p>11. Desligue o gerador, acomode o torniquete eletrostático com suporte para torniquete e ligue o ge-</p><p>rador. Observe e anote.</p><p>74</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 74EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 74 01/09/2022 01:24:1001/09/2022 01:24:10</p><p>QUESTÕES</p><p>1. Depois que o gerador foi ligado, o que aconteceu com a disposição das fitas de alumínio? Justifi-</p><p>que o porquê da mudança de disposição antes e depois de ligado com base nas leis físicas.</p><p>2. Faça um desenho que ilustre as linhas do campo gravitacional geradas pelas cargas em volta da</p><p>esfera do gerador eletrizado.</p><p>3. Ilustre, por meio de diagramas, a disposição do pêndulo em relação à vertical quando afastada</p><p>do gerador, quando próxima a ele e após o contato com ele. Justifique as disposições do pêndulo</p><p>com um diagrama de forças e do campo elétrico.</p><p>4. O que aconteceu com o torniquete quando a gerador foi eletrizado?</p><p>5. Justifique os acontecimentos no torniquete, tomando como referência o poder das pontas, a lei</p><p>da ação e reação e as transformações energéticas.</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Conceituar carga e campo elétricos. Retomar as leis de Newton.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Realize todas as medições e elabore um relatório contendo os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento, quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>Também pode ser elaborado um mapa conceitual com os conteúdos abordados no experimento.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Usar de vários tipos de papel para as fitas.</p><p>75</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 75EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 75 01/09/2022 01:24:1101/09/2022 01:24:11</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT11) Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as</p><p>transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento</p><p>para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que</p><p>priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em</p><p>todas as suas formas.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>No final do século XIX, Thomson começou a fazer experimentos utilizando raios catódicos. Nesse</p><p>tipo de experimento, uma alta tensão é aplicada através de dois eletrodos presentes nas extremidades</p><p>do tubo, fazendo com que o feixe de partículas flua do eletrodo carregado negativamente para o</p><p>ânodo que é carregado positivamente.</p><p>Esse experimento serviu para testar as propriedades das partículas. Foi observado que os raios</p><p>catódicos são compostos de partículas carregadas, que podem sofrer influência caso um ímã seja</p><p>aproximado do tubo de raios.</p><p>O estudo desses conceitos é muito importante, pois foi por meio dele que foram observados os</p><p>valores das cargas. Por isso, realizar esse experimento facilitará o entendimento desse conteúdo e de</p><p>situações do dia a dia que envolvem os estudos das características dos elétrons.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Analisar os conceitos envolvidos no experimento do tubo dos raios catódicos.</p><p>• Entender o que ocorre ao aproximar um ímã de um tubo de raios catódicos.</p><p>• Estudar os efeitos do campo magnético.</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 tubo de raios catódicos</p><p>• 1 fonte de alta tensão D. C 250 V – 300 V</p><p>• 1 fonte de baixa tensão D. C 10 V – 12 V</p><p>• 1 ímã</p><p>corrente elétrica</p><p>bomba de vácuo</p><p>A</p><p>+–</p><p>©</p><p>a</p><p>d</p><p>g</p><p>Representação de um tubo de raios catódicos</p><p>EXPERIMENTO 19</p><p>TUBO DE RAIOS CATÓDICOS</p><p>76</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 76EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 76 01/09/2022 01:24:1301/09/2022 01:24:13</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT11) Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as</p><p>transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento</p><p>para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que</p><p>priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em</p><p>todas as suas formas.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>No final do século XIX, Thomson começou a fazer experimentos utilizando raios catódicos. Nesse</p><p>tipo de experimento, uma alta tensão é aplicada através de dois eletrodos presentes nas extremidades</p><p>do tubo, fazendo com que o feixe de partículas flua do eletrodo carregado negativamente para o</p><p>ânodo que é carregado positivamente.</p><p>Esse experimento serviu para testar as propriedades das partículas. Foi observado que os raios</p><p>catódicos são compostos de partículas carregadas, que podem sofrer influência caso um ímã seja</p><p>aproximado do tubo de raios.</p><p>O estudo desses conceitos é muito importante, pois foi por meio dele que foram observados os</p><p>valores das cargas. Por isso, realizar esse experimento facilitará o entendimento desse conteúdo e de</p><p>situações do dia a dia que envolvem os estudos das características dos elétrons.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Analisar os conceitos envolvidos no experimento do tubo dos raios catódicos.</p><p>• Entender o que ocorre ao aproximar um ímã de um tubo de raios catódicos.</p><p>• Estudar os efeitos do campo magnético.</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 tubo de raios catódicos</p><p>• 1 fonte de alta tensão D. C 250 V – 300 V</p><p>• 1 fonte de baixa tensão D. C 10 V – 12 V</p><p>• 1 ímã</p><p>corrente elétrica</p><p>bomba de vácuo</p><p>A</p><p>+–</p><p>©</p><p>a</p><p>d</p><p>g</p><p>Representação de um tubo de raios catódicos</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>1. Ligue a fonte de tensão.</p><p>2. Verifique o que ocorre com o feixe de raios.</p><p>3. Após essa primeira observação, aproxime o ímã do tubo.</p><p>4. Observe e anote.</p><p>QUESTÕES</p><p>1. Explique o que ocorre quando o ímã é colocado perto do aparato experimental.</p><p>2. Explique qual é o principal conceito observado no experimento.</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Pesquisar o magnetismo.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Ao final do experimento, elabore um mapa conceitual de forma colaborativa, com os principais</p><p>conceitos observados na execução dele. Faça pesquisas em sites confiáveis sobre o experimento e</p><p>coloque imagens e figuras no mapa elaborado.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Usar de mais ímãs para verificar a deflexão dos raios.</p><p>ANOTAÇÕES</p><p>77</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 77EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd</p><p>77 01/09/2022 01:24:1301/09/2022 01:24:13</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT31) Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de</p><p>medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir,</p><p>avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>Por volta de 1871, Crookes observou certa irregularidade nas medidas do peso atômico do</p><p>elemento Tálio, sendo que essa diferença seria resultado de uma “força psíquica”. Por meio de um</p><p>arranjo experimental, conhecido como radiômetro de Crookes, William Crookes percebeu que os</p><p>pesos eram alterados quando a luz solar incidia nas lâminas.</p><p>O radiômetro é feito de um bulbo de vidro com vácuo parcial</p><p>dentro dele, com levíssimas hélices de metal. Um dos lados</p><p>dele tem a cor preta e é fixado em um eixo com pouco atrito.</p><p>Quando expostas à luz solar, as hélices giram com os lados</p><p>claros avançando para a fonte de radiação, sendo que esse lado</p><p>da hélice conta com maior energia que o outro, uma vez que a</p><p>energia radiante da fonte de luz aquece o lado negro – absorção</p><p>do corpo negro – mais rapidamente que o metálico.</p><p>O estudo desse conceito é muito importante, pois envolve</p><p>o aprendizado das radiações eletromagnéticas e a forma como</p><p>elas são absorvidas pelos corpos. Um exemplo disso é a troca de</p><p>energia entre a Terra e o resto do Universo.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Analisar o conceito de absorção do corpo negro.</p><p>• Entender os fenômenos da energia radiante.</p><p>Willian Crookes, litografia</p><p>publicada na revista Vanity Fair</p><p>em 21 de maio de 1903</p><p>©</p><p>S</p><p>ci</p><p>en</p><p>ce</p><p>H</p><p>is</p><p>to</p><p>ry</p><p>in</p><p>st</p><p>itu</p><p>te</p><p>/G</p><p>re</p><p>go</p><p>ry</p><p>T</p><p>o</p><p>b</p><p>ia</p><p>s</p><p>EXPERIMENTO 20</p><p>RADIÔMETRO DE CROOKES</p><p>78</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 78EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 78 01/09/2022 01:24:1601/09/2022 01:24:16</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 radiômetro de Crookes</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>1. Primeiramente, coloque o radiômetro em uma sala com pouca luminosidade e observe o que</p><p>acontece com as hélices de metal presentes em seu interior.</p><p>2. Logo após, coloque o aparelho em uma sala com maior luminosidade (na qual a luz solar atinja</p><p>diretamente as hélices do equipamento) e observe o que ocorre com a rotação do eixo com as</p><p>hélices.</p><p>QUESTÕES</p><p>1. O que pode ser observado na realização do experimento? Explique os conceitos envolvidos.</p><p>2. Por qual motivo este experimento é importante para a Física?</p><p>3. Desenhe o que pode ser observado no anteparo e faça esquemas para explicar esses fenômenos.</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Estudar a radiação do corpo negro.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Monte um mapa conceitual com os principais conceitos envolvidos neste experimento, contendo</p><p>a parte histórica, os gráficos e desenhos que possam explicar os conceitos teóricos observados nele.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Variar a luminosidade da sala, assim como verificação do que ocorre com o equipamento ao</p><p>segurá-lo com as mãos.</p><p>79</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 79EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 79 01/09/2022 01:24:1601/09/2022 01:24:16</p><p>►REFERÊNCIAS</p><p>BRASIL. Ministério da Educação. A área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias. In: ________. Base Nacional Comum Curricular:</p><p>educação é a base. Brasília: Ministério da Educação, 2019. p. 547-560. Disponível em:</p><p>Acesso em: 10 nov. 2020.</p><p>BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Disponível em:</p><p>Acesso em: 25 ago. 2022.</p><p>BRASIL. Ministério da Educação. Referenciais curriculares para a elaboração de itinerários formativos. Disponível em:</p><p>Acesso em: 25 ago. 2022.</p><p>CARBINATTO, B. 37 oC é coisa do passado: a temperatura corporal média dos humanos está caindo. Super Interessante. Disponível em:</p><p>Acesso em:</p><p>25 ago. 2022.</p><p>CARVALHO, A. M. P. de et al. Ensino de Física. São Paulo: Cengage Learning, 2010. 176 p. (Coleção Ideias em Ação).</p><p>CRUZ, Gleidson Bomfim da; CAMPOS, Joelma Bomfim da Cruz; Laboratórios. 4. ed. atual. e rev. Cuiabá: Universidade Federal de Mato</p><p>Grosso/Rede e-Tec Brasil, 2013. (Curso técnico de formação para os funcionários da educação. Profuncionário; 14). Disponível em: http://</p><p>portal.mec.gov.br/index.php?option=com_docman&view=download&alias=33611-05-disciplinas-ft-ie-caderno-14-md-laboratorios-</p><p>profuncionario-pdf&category_slug=fevereiro-2016-pdf&Itemid=30192. Acesso em: 25 ago. 2022.</p><p>GREF – Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Leituras em Física. Disponível em: http://www.if.usp.br/gref/pagina01.html. Acesso</p><p>em: 25 ago. 2022.</p><p>INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, Ciência e Tecnologia de Sergipe. Manual de Normas Gerais de Segurança dos Laboratórios</p><p>de Ensino. Disponível em: http://www.ifs.edu.br/proen/images/Documentos/Documentos_Internos/Manual_de_Seguranca_dos_</p><p>Laboratrios_de_Ensino.pdf. Acesso em: 25 ago. 2022.</p><p>LUCENA, Regilania da Silva. Laboratório de Ensino de Matemática. Fortaleza: UAB/IFCE, 2017. Disponível em: https://educapes.capes.</p><p>gov.br/handle/capes/429642. Acesso em: 25 ago. 2022.</p><p>Normas de segurança no laboratório de Química. Disponível em: http://www.portaldoconhecimento.gov.cv/bitstream/10961/1784/2/</p><p>monografia.pdf. Acesso em: 25 ago. 2022.</p><p>NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física Básica: Eletromagnetismo. v. 3. 2. ed. São Paulo: Blucher, 2015.</p><p>______. Curso de Física Básica: Fluidos, oscilações e ondas. v. 2. 4 ed. São Paulo: Blucher, 2002.</p><p>______. Curso de Física Básica: Mecânica. v. 1. 4 ed. São Paulo: Blucher, 2002.</p><p>______. Curso de Física Básica: Óptica, Relatividade e Física Quântica. v. 4. 2. ed. São Paulo: Blucher, 2014.</p><p>PARANÁ. Secretaria de Estado da Educação. Orientações para utilização do laboratório escolar de Ciências da Natureza. Curitiba:</p><p>SEED/PR, 2013. Disponível em: http://www.biologia.seed.pr.gov.br/arquivos/File/PDF/cadern_lab_2013.pdf. Acesso em: 25 ago. 2022.</p><p>SANTANA, Salete de Lourdes Cardoso. Utilização e gestão de laboratórios escolares. 2011. 196 f. Dissertação (Mestrado em Ciências</p><p>Biológicas) – Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2011. Disponível em: https://repositorio.ufsm.br/handle/1/6654. Acesso</p><p>em: 25 ago. 2022.</p><p>SÃO PAULO. Secretaria de Educação. Manejo e Gestão de Laboratório – Guia de Laboratório e de Descarte. Ensino Fundamental –</p><p>Anos Finais e Ensino Médio. Caderno do Professor. 2014. Disponível em: http://eeepedrocia.com.br/site/wp-content/uploads/2016/07/</p><p>MANEJO-E-GESTAO-LAB.pdf. Acesso em: 25 ago. 2022.</p><p>SILVA, A. L. dos S. et al. Ensino de Física: experiências, pesquisas e reflexões. Teresina: EDUFPI, 2019. 188 p. Disponível em: https://www.</p><p>ufpi.br/arquivos_download/arquivos/LIVRO_ENSINO_DE_F%C3%8DSICA_EBOOK20190909103253.pdf. Acesso em: 25 ago. 2022.</p><p>SIMULADOR mede o tempo de reação de motoristas em situação de risco. G1. 01 fev. 2013. Disponível em: http://g1.globo.com/jornal-</p><p>nacional/noticia/2013/02/simulador-mede-o-tempo-de-reacao-de-motoristas-em-situacao-de-risco.html. Acesso em: 25 ago. 2022.</p><p>TELLES, R. O que é e como funciona a pintura eletrostática? Física e cidadania. Disponível em: https://www.ufjf.br/</p><p>fisicaecidadania/2013/12/16/o-que-e-e-como-funciona-a-pintura-eletrostatica/. Acesso em: 25 ago. 2022.</p><p>80</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 80EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 80 01/09/2022 01:24:1701/09/2022 01:24:17</p><p>por meio de atividades indicadas na seção didática Mão na Massa, e para desenvolvê-las é feita</p><p>uma contextualização teórica com subsídio ao seu desenvolvimento.</p><p>Para a investigação, deve ser levado em conta o uso do método científico, que consiste em um</p><p>conjunto de normas e procedimentos que devem ser seguidos para se chegar a uma conclusão ou</p><p>explicação a respeito do que está sendo investigado, contribuindo para a produção ou confirmação</p><p>de conhecimento científico. De modo simplificado, as etapas do método científico são:</p><p>1. fazer observação para coletar informações;</p><p>2. escrever projeto da experimentação, elaborando o problema ou pergunta;</p><p>3. elaborar hipóteses, formulando explicação que pode ser testada;</p><p>4. coletar dados com base na experimentação, testando as hipóteses e utilizando informações</p><p>selecionadas em fontes confiáveis;</p><p>5. analisar os dados e resultados, fazendo modelo da experiência, comparando o modelo com</p><p>os dados, repetindo a experimentação sempre que necessário, respeitando o uso ético das infor-</p><p>mações coletadas;</p><p>5</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 5EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 5 01/09/2022 01:23:3201/09/2022 01:23:32</p><p>6. comunicar a conclusão obtida, considerando a possibilidade de indicar soluções ao problema</p><p>proposto, avaliando também sua eficácia para resolver problemas cotidianos e considerar a pos-</p><p>sibilidade de desenvolver ações para intervir na melhoria da qualidade de vida individual, coletiva</p><p>e socioambiental.</p><p>Para realizar uma experimentação utilizando equipamentos, reagentes, materiais de laboratório,</p><p>é preciso levar em consideração condutas para uso do laboratório escolar, visando à segurança de</p><p>todos que estiverem envolvidos na realização de atividades práticas.</p><p>►CONDUTAS PARA USO DO LABORATÓRIO</p><p>Sabendo que o laboratório escolar é um ambiente de aprendizagem, ter as seguintes condutas ao</p><p>utilizá-lo no desenvolvimento de experimentos, processos e práticas de investigação:</p><p>• seguir as orientações do professor, realizando as atividades com atenção e cuidado;</p><p>• ter ciência de que o laboratório é um local de trabalho sério e de risco potencial;</p><p>• conhecer a localização das saídas de emergências, dos extintores, da caixa de primeiros</p><p>socorros e do restante de equipamentos de proteção;</p><p>• saber que as bancas devem estar arrumadas e limpas, e que o chão precisa estar limpo e seco</p><p>para evitar acidentes;</p><p>• realizar somente os experimentos autorizados pelo professor;</p><p>• utilizar jaleco ou avental, de preferência comprido e em tecido de algodão, evitando tecido</p><p>sintético;</p><p>• usar equipamento de proteção individual (EPI), sempre que for indicado e orientado pelo pro-</p><p>fessor: máscara, luvas, óculos de segurança;</p><p>• usar calçados fechados;</p><p>• manter presos cabelos compridos;</p><p>• evitar o uso de lentes de contato, já que, havendo necessidades, elas não poderão ser retira-</p><p>das com facilidade;</p><p>• nunca levar as mãos à boca ou ao rosto durante as atividades;</p><p>• não colocar sobre a bancada ou mesa mochilas, bolsas ou qualquer outro objeto que não faça</p><p>parte da atividade prática;</p><p>• não obstruir os locais destinados à livre circulação no ambiente;</p><p>• não ingerir alimentos e/ou bebidas no laboratório;</p><p>• ler atentamente o procedimento da atividade – dúvidas devem ser solucionadas antes de</p><p>começar o trabalho;</p><p>• cuidar com o manuseio do material do laboratório para evitar danos, especialmente vidrarias</p><p>e equipamentos elétricos;</p><p>• sempre observar as condições e voltagem do equipamento e instrumentos ao utilizá-los;</p><p>• seguir manual de operação dos equipamentos e instrumentos;</p><p>• sempre comunicar o professor caso ocorra algum dano em materiais, instrumentos ou</p><p>equipamentos;</p><p>• nunca abrir frascos de reagentes químicos sem a autorização e orientação do professor, sem-</p><p>pre tendo o cuidado de ler previamente o rótulo;</p><p>6</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 6EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 6 01/09/2022 01:23:3301/09/2022 01:23:33</p><p>• caso algum líquido seja derramado, o local deve ser imediatamente limpo, utilizando-se os</p><p>cuidados necessários para cada tipo de produto conforme orientação do professor;</p><p>• nunca testar substâncias químicas pelo odor ou sabor;</p><p>• não cheirar diretamente uma substância. A orientação é manter o rosto afastado e, com movi-</p><p>mentos da mão, conduzir os vapores na direção do nariz;</p><p>• não deixar restos de materiais em locais inadequados;</p><p>• não utilizar a mesma vidraria para medir soluções diferentes durante a realização de um expe-</p><p>rimento para evitar contaminação ou acidente;</p><p>• nunca retornar sobras de soluções e/ou reagentes aos frascos de origem;</p><p>• ter cuidado ao aquecer vidro em uma chama;</p><p>• não deixar lamparinas ou bicos de Bunsen acesos sem utilização;</p><p>• não trabalhar com inflamáveis próximos a chamas;</p><p>• nunca aquecer um tubo de ensaio com a extremidade aberta voltada para o rosto de quem</p><p>está executando a experiência ou de outra pessoa;</p><p>• nunca pipetar soluções com a boca. Utilizar pipetador ou pera de borracha ao transferir/medir</p><p>líquidos;</p><p>• ter cuidados ao manusear substâncias voláteis, especialmente éter e clorofórmio. Sempre,</p><p>antes do manuseio, perguntar ao professor como agir;</p><p>• manipular com muita atenção objetos perfurocortantes como lâminas e lamínulas de vidro,</p><p>estiletes, bisturis, tesouras e pinças, para evitar acidentes;</p><p>• lavar bem as mãos, quando necessário, durante a aula e sempre ao fim das atividades;</p><p>• seguir as orientações do professor para o descarte de material ou reagente;</p><p>• seguir as orientações do professor para lavar ou higienizar algum material;</p><p>• sempre contribuir com a organização do laboratório, deixando-o limpo e organizado, guar-</p><p>dando os materiais em locais adequados;</p><p>• em caso de acidente, comunicar imediatamente ao professor e seguir suas orientações.</p><p>Ressalta-se que para o espaço e as instalações do laboratório, a instituição de ensino deve seguir</p><p>as recomendações apresentadas na legislação vigente a respeito de laboratório escolar, garantindo</p><p>assim a segurança de todos que utilizam esse ambiente educativo. O professor deve conhecer e</p><p>saber manusear os equipamentos, materiais e reagentes com planejamento das atividades práticas</p><p>e orientação dos estudantes de forma a garantir a segurança de todos e uma aprendizagem efetiva</p><p>da prática que estiver sendo desenvolvida para que as habilidades a seguir, relacionadas ao pensar e</p><p>fazer científico, sejam mobilizadas e/ou desenvolvidas:</p><p>• identificar, selecionar, processar e analisar dados, fatos e evidências com curiosidade, aten-</p><p>ção, criticidade e ética, inclusive utilizando o apoio de tecnologias digitais;</p><p>• posicionar-se com base em critérios científicos, éticos e estéticos, utilizando dados, fatos e</p><p>evidências para respaldar conclusões, opiniões e argumentos, por meio de afirmações claras,</p><p>ordenadas, coerentes e compreensíveis, sempre respeitando valores universais, como liber-</p><p>dade, democracia, justiça social, pluralidade, solidariedade e sustentabilidade;</p><p>• utilizar informações, conhecimentos e ideias resultantes de investigações científicas para</p><p>criar ou propor soluções para problemas diversos.</p><p>7</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 7EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 7 01/09/2022 01:23:3301/09/2022 01:23:33</p><p>EXPERIMENTO 1</p><p>TEMPO DE REAÇÃO</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT204) Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no</p><p>Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos</p><p>e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>Os conceitos envolvidos neste experimento são muito importantes, pois são encontrados em</p><p>nosso cotidiano. Uma das aplicações do tempo de reação é o tempo que levamos para pisar no freio,</p><p>a fim de evitar acidentes, por exemplo.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Determinar o tempo de reação individual de um experimentador e verificar a incerteza a ser</p><p>considerada na medição de</p><p>um intervalo de tempo feito por ele.</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 cronômetro.</p><p>• 1 régua milimetrada.</p><p>• 1 calculadora.</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>1. Dois alunos devem auxiliar na realização deste experimento: o aluno A deve segurar a extremi-</p><p>dade superior da régua na posição vertical, com a marca dirigida para baixo e o aluno B deve</p><p>posicionar seus dedos (polegar e indicador) entreabertos na marca zero da régua.Sem avisar</p><p>previamente, o aluno A deve soltar a régua, e o aluno B deve tentar segurá-la fechando os de-</p><p>dos.É importante que ele não abaixe nem suba a mão.</p><p>8</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 8EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 8 01/09/2022 01:23:3401/09/2022 01:23:34</p><p>2. Observe em que marca o aluno B segurou e anote a distância s de queda da régua na tabela 1. De-</p><p>pois, os alunos A e B devem trocar de função entre si. Anote também a distância obtida pelo aluno</p><p>A na tabela 2.</p><p>3. Repita os passos anteriores até completar as tabelas.</p><p>4. Com o auxílio da equação</p><p>2</p><p>9,8</p><p>st = e de uma calculadora, calcule o tempo relativo à queda da</p><p>régua até completar todas as tabelas. Use</p><p>2 xt</p><p>g</p><p>=</p><p>∆</p><p>.</p><p>Tabela 1</p><p>Teste s (m) Tempo</p><p>1</p><p>2</p><p>3</p><p>Tabela 2</p><p>Teste s (m) Tempo</p><p>1</p><p>2</p><p>3</p><p>QUESTÕES</p><p>1. Como se define o tempo equivalente à queda da régua?</p><p>2. O tempo observado é o mesmo para todas as pessoas?</p><p>3. Em futuros experimentos que necessitem da perícia de aferição temporal de um evento, como</p><p>avaliar que esse tempo analisado tem um sentido significativo no quantitativo medido?</p><p>4. Qual é a importância do tempo investigado na prevenção de acidentes no trânsito?</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Antes de começar o experimento, verifique os conceitos sobre unidades de medida.</p><p>9</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 9EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 9 01/09/2022 01:23:3401/09/2022 01:23:34</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Com base nas anotações feitas, elabore um relatório sobre o experimento, descrevendo todas</p><p>as observações e resultados obtidos, comparando-os com a teoria já estudada.</p><p>O relatório deve conter os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento, quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>Também pode ser elaborado um mapa conceitual com os conteúdos abordados no experimento.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Podem ser alterados os valores da posição e no valor da gravidade para realização dos cálculos a</p><p>partir da equação apresentada.</p><p>ANOTAÇÕES</p><p>10</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 10EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 10 01/09/2022 01:23:3401/09/2022 01:23:34</p><p>EXPERIMENTO 2</p><p>MEDIDA DE COMPRIMENTO</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT205) Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos</p><p>naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites</p><p>explicativos das ciências. Utilizar noções de probabilidade e incerteza para interpretar previsões sobre atividades</p><p>experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, reconhecendo os limites explicativos das ciências.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>As unidades de medida caracterizam grandezas físicas, as quais são mensuráveis quantitativa-</p><p>mente e estão muito presentes no cotidiano das pessoas.</p><p>Por isso, é importante conhecê-las. Antigamente cada povo utilizava unidades de medida dife-</p><p>rentes, o que tornava difíceis as relações. Foi necessário, então, criar um sistema que padronizasse</p><p>tudo isso.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Mensurar a grandeza comprimento utilizando os instrumentos de medida micrômetro, paquí-</p><p>metro, régua e trena.</p><p>• Avaliar qual melhor instrumento de medida de comprimento adequado para avaliar as dimen-</p><p>sões de objetos.</p><p>• Compreender a importância das unidades de medidas de comprimento, especialmente em</p><p>situações vivenciadas no cotidiano.</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 paquímetro</p><p>• 1 micrômetro</p><p>• 1 régua</p><p>• 1 trena</p><p>• 1 esfera de aço</p><p>• 1 carta de baralho</p><p>• 1 folha de papel milimetrado</p><p>• 1 porta de sala de aula</p><p>11</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 11EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 11 01/09/2022 01:23:3401/09/2022 01:23:34</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>Procure seguir todas as rotinas com preceitos e rigor de medição dos instrumentos, obedecendo</p><p>às suas limitações e critérios de modo a minimizar erros na mensuração das medidas. Sugestão: repita</p><p>todos os processos quatro vezes e mensure uma média coerente com o instrumento adotado.</p><p>Meça as dimensões indicadas com cada um dos instrumentos. Registre os resultados nas respec-</p><p>tivas tabelas:</p><p>Régua Milímetros (mm) Centímetros (cm) Metros (m)</p><p>Diâmetro da esfera</p><p>Espessura da carta de baralho</p><p>Lado menor da folha</p><p>Lado maior da folha</p><p>Espessura da folha</p><p>Altura da porta</p><p>Paquímetro Milímetros (mm) Centímetros (cm) Metros (m)</p><p>Diâmetro da esfera</p><p>Espessura da carta de baralho</p><p>Lado menor da folha</p><p>Lado maior da folha</p><p>Espessura da folha</p><p>Altura da porta</p><p>Micrômetro Milímetros (mm) Centímetros (cm) Metros (m)</p><p>Diâmetro da esfera</p><p>Espessura da carta de baralho</p><p>Lado menor da folha</p><p>Lado maior da folha</p><p>Espessura da folha</p><p>Altura da porta</p><p>12</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 12EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 12 01/09/2022 01:23:3501/09/2022 01:23:35</p><p>Trena Milímetros (mm) Centímetros (cm) Metros (m)</p><p>Diâmetro da esfera</p><p>Espessura da carta de baralho</p><p>Lado menor da folha</p><p>Lado maior da folha</p><p>Espessura da folha</p><p>Altura da porta</p><p>QUESTÕES</p><p>1. Durante a realização do trabalho, com qual o instrumento você teve mais dificuldade em avaliar as</p><p>medidas solicitadas?</p><p>2. Preencha a tabela a seguir apontando o melhor instrumento de medida de comprimento para</p><p>cada atividade executada.</p><p>ATIVIDADE INSTRUMENTO</p><p>1. Medir perímetro do terreno de uma casa.</p><p>2. Medir a espessura do cabelo de uma pessoa.</p><p>3. Medir o perímetro da carteira de identidade.</p><p>4. Medir o diâmetro interno de uma porca.</p><p>3. De acordo com o experimento, qual é a unidade mais importante para compreender uma medida</p><p>de comprimento?</p><p>13</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 13EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 13 01/09/2022 01:23:3501/09/2022 01:23:35</p><p>5. Qual é o melhor instrumento para mensurar as medidas de comprimento?</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Trabalhe as unidades de medida não usuais, tais como a polegada, a jarda, o pé e o cúbito.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Realize todas as medições e elabore um relatório contendo os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento, quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Realizar as medições usando outras unidades de medidas não usuais. Cada um pode inventar</p><p>uma unidade de medida própria e depois comparar as suas medições com as feitas com a régua, o</p><p>paquímetro etc.</p><p>a)</p><p>b)</p><p>c)</p><p>d)</p><p>©</p><p>N</p><p>ik</p><p>o</p><p>la</p><p>B</p><p>ili</p><p>c/</p><p>Sh</p><p>ut</p><p>te</p><p>rs</p><p>to</p><p>ck</p><p>©</p><p>G</p><p>ill</p><p>m</p><p>ar</p><p>/S</p><p>hu</p><p>tt</p><p>er</p><p>st</p><p>o</p><p>ck</p><p>©</p><p>N</p><p>o</p><p>n</p><p>C</p><p>/S</p><p>hu</p><p>tt</p><p>er</p><p>st</p><p>o</p><p>ck</p><p>©</p><p>N</p><p>ik</p><p>o</p><p>la</p><p>y_</p><p>E</p><p>/S</p><p>hu</p><p>tt</p><p>er</p><p>st</p><p>o</p><p>ck</p><p>4. A seguir, encontram-se várias imagens. Aponte o melhor instrumento de medida para avaliar suas</p><p>dimensões e justifique a escolha.</p><p>14</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 14EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 14 01/09/2022 01:23:3901/09/2022 01:23:39</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT205) Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos</p><p>naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites</p><p>explicativos das ciências.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>O movimento retilíneo uniforme é aquele no qual o móvel percorre uma trajetória ao longo de uma</p><p>pista retilínea, sofrendo variações iguais de espaço em intervalos de tempo iguais, implicando uma</p><p>velocidade constante.</p><p>A velocidade pode ser calculada pela seguinte equação:</p><p>Δs</p><p>Δtv =</p><p>Por isso, estudá-la é importante para compreender como ela aparece no nosso dia a dia, por</p><p>exemplo, na determinação da velocidade média de um veículo em uma viagem.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Determinar a velocidade média de uma esfera e uma bolha de ar no tubo com meio viscoso.</p><p>• Determinar qual dos elementos é mais rápido.</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 base de sustentação com plano inclinável ajustável</p><p>• 1 cronômetro</p><p>• 1 régua milimetrada</p><p>• 1 tubo lacrado com bolha no líquido viscoso</p><p>• 1 esfera de aço</p><p>• 1 ímã</p><p>• 1 calculadora</p><p>EXPERIMENTO 3</p><p>VELOCIDADE MÉDIA</p><p>15</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 15EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 15 01/09/2022 01:23:4001/09/2022 01:23:40</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>1. Eleve o plano inclinado a 15º acima da horizontal.</p><p>2. Com o auxílio do ímã, posicione a esfera um pouco antes da marca 0.</p><p>3. Libere a esfera e acione o cronômetro quando ela passar pela marca 0 e pare-o quando passar</p><p>pela marca 400 mm. Anote o tempo transcorrido na tabela 1.</p><p>4. Repita o item 3 até completar a tabela 1.</p><p>5. Com o auxílio da calculadora e da equação da velocidade média (</p><p>Δs</p><p>Δtv = ), em que Δs é o deslo-</p><p>camento de 400 mm, Δt o intervalo de tempo transcorrido e v a velocidade média, preencha os</p><p>valores da coluna v da tabela 1.</p><p>Tabela 1 – Esfera de aço</p><p>Δs (mm) Δt (s) v (mm/s)</p><p>400</p><p>400</p><p>400</p><p>400</p><p>6. Eleve a base do plano inclinado, permanecendo com a mesma configuração do item 1, até que a</p><p>bolha se posicione na marcação 500 mm.</p><p>7. Baixe rapidamente a base para a horizontal e acione o cronômetro quando a bolha passar pelo</p><p>marco 500 mm e pare-o quando passar pela marca 0. Anote o tempo transcorrido na tabela 2.</p><p>8. Repita os itens 6 e 7 até completar a tabela 2.</p><p>9. Com o auxílio da calculadora e da equação da velocidade média (</p><p>Δs</p><p>Δtv = ), em que Δs é o</p><p>deslocamento de 400 mm, Δt o intervalo de tempo transcorrido e v a velocidade média,</p><p>preencha os valores da coluna v da tabela 2.</p><p>Tabela 2 – Bolha</p><p>Δs (mm) Δt (s) v (mm/s)</p><p>500</p><p>500</p><p>500</p><p>500</p><p>16</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 16EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 16 01/09/2022 01:23:4001/09/2022 01:23:40</p><p>QUESTÕES</p><p>1. Determine a média das velocidades médias da esfera de aço.</p><p>2. Determine a média das velocidades médias da bolha.</p><p>3. O significado da média das velocidades médias é a velocidade média!</p><p>4. Qual dos corpos apresenta maior velocidade média?</p><p>5. Qual é a importância de fiscalizar a velocidade média na mobilidade urbana?</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Elaborar gráficos do movimento e pesquisar sobre os conceitos matemáticos envolvidos.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Realize todas as medições e elabore um relatório contendo os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento, quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Alterar o experimento variando a o deslocamento Δs.</p><p>ANOTAÇÕES</p><p>17</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 17EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 17 01/09/2022 01:23:4001/09/2022 01:23:40</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT204) Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de</p><p>objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais,</p><p>com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade</p><p>virtual, entre outros).</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>Um corpo está em movimento quando muda sua posição em relação ao observador. Ao pensar</p><p>em movimento retilíneo uniforme (MRU), pode-se dizer que a velocidade permanece constante, não</p><p>existindo aceleração. Esse é um conceito importante, pois está presente no cotidiano das pessoas,</p><p>como é o caso da velocidade do avião quando quem o observa está em cruzeiro.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Caracterizar um movimento retilíneo e uniforme.</p><p>• Calcular a velocidade de um móvel próximo ao MRU.</p><p>• Prever a posição futura a ser ocupada por um móvel que se desloca próximo ao MRU.</p><p>• Construir um gráfico de posição versus tempo e o gráfico da velocidade versus o tempo de um</p><p>móvel próximo ao MRU.</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 base de sustentação com plano inclinável ajustável</p><p>• 1 cronômetro</p><p>• 1 régua milimetrada</p><p>• 1 esfera de aço</p><p>• 1 ímã</p><p>• 1 calculadora</p><p>EXPERIMENTO 4</p><p>MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORME – MRU</p><p>18</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 18EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 18 01/09/2022 01:23:4001/09/2022 01:23:40</p><p>PROCEDIMENTO</p><p>1. Eleve o plano inclinado a 15° acima da horizontal.</p><p>2. Com o auxílio do ímã, posicione a esfera um pouco antes da marca 0.</p><p>3. Libere a esfera e acione o cronômetro quando ela passar pela marca 0 e pare-o quando passar</p><p>pela marca 100 mm. Anote o tempo transcorrido na tabela.</p><p>4. Libere a esfera e acione o cronômetro quando ela passar pela marca 100 e pare-o quando passar</p><p>pela marca 200 mm. Anote o tempo transcorrido na tabela.</p><p>5. Libere a esfera e acione o cronômetro quando ela passar pela marca 200 e pare-o quando passar</p><p>pela marca 300 mm. Anote o tempo transcorrido na tabela.</p><p>6. Libere a esfera e acione o cronômetro quando ela passar pela marca 300 e pare-o quando passar</p><p>pela marca 400 mm. Anote o tempo transcorrido na tabela.</p><p>7. Com o auxílio da calculadora e da equação da velocidade média (</p><p>Δs</p><p>Δtv = ), em que Δs é o</p><p>deslocamento, Δt o intervalo de tempo transcorrido e v a velocidade média nos referidos</p><p>intervalos de tempo, preencha os valores da coluna v da tabela.</p><p>Tabela – Esfera de aço</p><p>Δs (mm) Δt (s) v (mm/s)</p><p>0 a 100</p><p>100 a 200</p><p>200 a 300</p><p>300 a 400</p><p>QUESTÕES</p><p>1. Calcule a velocidade média de cada percurso até completar a tabela.</p><p>2. Utilizando os valores de Δs versus Δt da tabela, construa um possível gráfico da posição versus</p><p>tempo.</p><p>19</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 19EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 19 01/09/2022 01:23:4101/09/2022 01:23:41</p><p>3. Como você denomina a figura geométrica obtida no gráfico da posição versus tempo? Esse gráfi-</p><p>co é característico de um MRU? Justifique a sua resposta.</p><p>4. Com os valores da tabela, diagrame o gráfico da velocidade versus tempo.</p><p>20</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 20EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 20 01/09/2022 01:23:4401/09/2022 01:23:44</p><p>5. Como denominar a figura geométrica obtida no gráfico da velocidade versus o tempo? Esse gráfi-</p><p>co aproxima-se de um MRU?</p><p>6. Calcule a área abaixo do gráfico em qualquer intervalo de tempo e interprete-a com o gráfico po-</p><p>sição versus tempo. O que você percebeu?</p><p>7. Como poderíamos representar, por meio de uma equação de posição temporal, um movimento</p><p>similar ao que estudamos?</p><p>8. Arraste a esfera até a posição antes do zero, libere-a e ligue o cronômetro assim que passar por</p><p>essa marcação. Desligue-o após transcorridos 10 s e anote a posição do móvel nesse instante.</p><p>Essa posição coincide com o valor calculado?</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Pesquisar sobre a elaboração de gráficos do movimento e de conceitos matemáticos relevantes</p><p>na construção de gráficos.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Realize todas as medições e elabore um relatório contendo os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma</p><p>descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento, quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>A atividade pode ser estendida tomando outros valores para Δs tais como 50 mm, 150 mm, 500</p><p>mm etc.</p><p>21</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 21EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 21 01/09/2022 01:23:4401/09/2022 01:23:44</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT204) Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no</p><p>Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos</p><p>e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>No movimento uniformemente variado, existe uma mudança na velocidade que chamamos de</p><p>aceleração. Existem dois casos: quando a velocidade aumenta – movimento acelerado – e quando a</p><p>velocidade diminui – sendo chamado de movimento retardado.</p><p>O movimento pode ser descrito por meio das funções horárias que, como o próprio nome diz, são</p><p>em função do tempo.</p><p>S = S0 + v0t + at2</p><p>2</p><p>vf = v0 + at</p><p>Estudar e realizar atividades experimentais a respeito desse assunto é importante para</p><p>entendermos situações de movimento do cotidiano, como quando observamos a aceleração ou</p><p>desaceleração de veículos.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Caracterizar um movimento retilíneo uniformemente acelerado (MRUA).</p><p>• Calcular a mudança da velocidade no decorrer do tempo, prever as equações da velocidade e</p><p>posição futuras que representam o movimento de um móvel que se desloca com MRUA.</p><p>• Construir um gráfico da velocidade versus tempo e estimar, com base no gráfico da veloci-</p><p>dade e com a análise do gráfico referente à tabela da posição, o gráfico da posição versus o</p><p>tempo de um móvel próximo ao MRUA.</p><p>EXPERIMENTO 5</p><p>MOVIMENTO RETILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO – MRUV</p><p>22</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 22EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 22 01/09/2022 01:23:4401/09/2022 01:23:44</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 base de sustentação com plano inclinável ajustável</p><p>• 1 cronômetro</p><p>• 1 régua milimetrada</p><p>• 1 esfera de aço</p><p>• 1 calculadora</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>1. Eleve o plano inclinado a 10° acima da horizontal.</p><p>2. Posicione a esfera um pouco antes da marca 0, libere-a, acione o cronômetro quando ela passar</p><p>pelo marco zero e pare-o quando passar pela marca 150 mm. Repita esse procedimento 3 vezes.</p><p>Denote os tempos por Δt1, Δt2, Δt3 e anote na tabela 1.</p><p>3. Posicione a esfera um pouco antes da marca 0, libere-a, acione o cronômetro quando ela passar</p><p>pelo marco 150 mm e pare-o quando passar pela marca 300 mm. Repita esse procedimento 3</p><p>vezes. Denote os tempos por Δt1, Δt2, Δt3 e anote na tabela 1.</p><p>4. Posicione a esfera um pouco antes da marca 0, libere-a, acione o cronômetro quando ela passar</p><p>pelo marco 300 mm e pare-o quando passar pela marca 450 mm. Repita esse procedimento 3</p><p>vezes. Denote os tempos por Δt1, Δt2, Δt3 e anote na tabela 1.</p><p>5. Preencha a coluna do Δt a partir da média em cada linha que corresponde ao intervalo de tempo</p><p>médio em cada trecho. Para auxiliar no cálculo, utilize a equação:</p><p>Δt =</p><p>Δt1 + Δt2 + Δt3</p><p>3</p><p>Tabela 1 – Esfera de aço</p><p>S</p><p>0</p><p>S Δs (mm) Δt</p><p>1</p><p>(s) Δt</p><p>2</p><p>(s) Δt</p><p>3</p><p>(s) Δt (s)</p><p>0 150 Δsa Δt1</p><p>150 300 Δsa Δt2</p><p>300 450 Δsa Δt3</p><p>6. Com o auxílio da calculadora e da equação da velocidade média (</p><p>Δs</p><p>Δtv = ), em que Δs é o deslo-</p><p>camento, Δt intervalo de tempo transcorrido e v a velocidade nos referidos intervalos de tempo,</p><p>preencha os valores da coluna v da tabela 2.</p><p>23</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 23EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 23 01/09/2022 01:23:4501/09/2022 01:23:45</p><p>Tabela 2 – Esfera de aço</p><p>Δs (mm) Δt (s) v (mm/s)</p><p>S</p><p>0</p><p>0 t</p><p>0</p><p>0 v</p><p>0</p><p>0</p><p>Δs</p><p>1</p><p>150 Δt</p><p>a</p><p>v</p><p>1</p><p>Δs</p><p>2</p><p>150 Δt</p><p>b</p><p>v</p><p>2</p><p>Δs</p><p>3</p><p>150 Δt</p><p>c</p><p>v</p><p>3</p><p>7. Interpretando as informações da tabela 2, preencha a tabela 3 para conduzir a elaboração dos</p><p>gráficos velocidade versus tempo e posição versus tempo. Seguem instruções para auxiliar no</p><p>preenchimento da tabela 3.</p><p>s1 = Δsa t1 = Δta</p><p>s2 = Δsa + Δsb t2 = Δta + Δtb</p><p>s3 = Δsa + Δsb + Δsc t3 = Δta + Δtb + Δtc</p><p>Tabela 3 – Esfera de aço</p><p>s (mm) t (s) v (mm/s)</p><p>s</p><p>0</p><p>0 t</p><p>0</p><p>0 V</p><p>0</p><p>0</p><p>s</p><p>1</p><p>t</p><p>1</p><p>V</p><p>1</p><p>s</p><p>2</p><p>t</p><p>2</p><p>V</p><p>2</p><p>s</p><p>3</p><p>t</p><p>3</p><p>V</p><p>3</p><p>QUESTÕES</p><p>1. Com o auxílio da tabela 3, esboce o diagrama da velocidade versus tempo, ou seja, o gráfico</p><p>v versus t.</p><p>24</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 24EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 24 01/09/2022 01:23:4501/09/2022 01:23:45</p><p>2. Qual é a grandeza, de acordo com os conceitos cinemáticos, que sinaliza a inclinação gráfica ob-</p><p>tida no gráfico da velocidade em função do tempo? Esse gráfico é característico de um MRUA?</p><p>Justifique a sua resposta.</p><p>3. Com o auxílio da calculadora e da equação da aceleração (</p><p>Δv</p><p>Δta = ), em que Δv é a variação da ve-</p><p>locidade, Δt intervalo de tempo transcorrido e a a aceleração nos referidos intervalos de tempo,</p><p>preencha os valores da coluna na tabela 4.</p><p>Tabela 4 – Esfera de aço</p><p>Δv (mm) Δt (s) a (mm2/s)</p><p>Δv1 = v1 - v0 Δt1 = t1 - t2 a0</p><p>Δv2 = v2 – v1 Δt2 = t2 – t1 a1</p><p>Δv3 = v3 – v2 Δt3 = t3 – t2 a2</p><p>4. A média das acelerações obtidas na tabela 4 corresponde à aceleração do movimento estudado.</p><p>Com essa informação, determine a aceleração da esfera durante o percurso.</p><p>5. Com os valores da tabela 4, diagrame o gráfico da aceleração versus tempo.</p><p>25</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 25EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 25 01/09/2022 01:23:4601/09/2022 01:23:46</p><p>6. Como denominar a figura geométrica obtida no gráfico da velocidade versus o tempo? Esse grá-</p><p>fico aproxima-se de um MRU?</p><p>7. Calcule a área abaixo do gráfico da velocidade em função do tempo em qualquer intervalo de</p><p>tempo e interprete-a com o gráfico posição versus tempo. O que você percebeu?</p><p>8. Com os valores da tabela 3, diagrame o gráfico da posição versus tempo.</p><p>26</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 26EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 26 01/09/2022 01:23:4601/09/2022 01:23:46</p><p>9. Estime uma possível equação da velocidade em função do tempo.</p><p>10. Estime uma possível equação da posição em função do tempo com as informações acumuladas</p><p>durante o experimento.</p><p>11. Arraste a esfera até a posição antes do zero, libere-a e ligue o cronômetro assim que passar por</p><p>essa marcação. Desligue-o após transcorridos 3 s e anote a posição do móvel nesse instante. Essa</p><p>posição coincide com o valor calculado?</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO DO ALUNO</p><p>Estudar gráficos dos movimentos e a elaboração desses gráficos, juntamente com o componente</p><p>curricular de Matemática.</p><p>AVALIAÇÃO</p><p>Realize todas as medições e elabore um relatório contendo os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento, quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>VARIAÇÕES</p><p>Alterar os deslocamentos ou o ângulo do plano inclinado.</p><p>ANOTAÇÕES</p><p>27</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 27EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 27 01/09/2022 01:23:4701/09/2022 01:23:47</p><p>EXPERIMENTO 6</p><p>MOVIMENTO VERTICAL</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT204) Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no</p><p>Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos</p><p>e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>O movimento vertical é unidimensional e tem influência da aceleração</p><p>da gravidade. É um caso do</p><p>movimento uniformemente variado.</p><p>As equações que regem esse movimento são:</p><p>0</p><p>2</p><p>0 0</p><p>2 2</p><p>0</p><p>· ·</p><p>· ·</p><p>2</p><p>· 2 ·</p><p>y</p><p>y</p><p>y y</p><p>v v t g t</p><p>g ty y v t</p><p>v v t g y</p><p>= −</p><p>= + −</p><p>= − ∆</p><p>Realizar atividades práticas e estudar sobre o movimento vertical fornece subsídios para</p><p>compreender, ações do cotidiano, como o movimento de um paraquedista em um salto.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Determinar a aceleração de queda de um corpo proporcionado pelo campo de gravidade.</p><p>• Comparar a aceleração de queda e o valor teórico do campo gravitacional.</p><p>• Analisar a queda livre e verificar suas relações com o MRUV.</p><p>• Compreender o tempo de reação pelos conceitos de queda livre.</p><p>28</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 28EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 28 01/09/2022 01:23:4701/09/2022 01:23:47</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 trilho em alumínio de 1 200 mm com escala milimetrada e fixador metálico e sensores</p><p>ópticos</p><p>• 1 base de ferro com sapatas niveladoras reguláveis</p><p>• 2 suportes corrediços metálico para os sensores com fixadores para o trilho graduado</p><p>• 1 fixador metálico para eletroímã</p><p>• 1 eletroímã e com dois bornes e haste</p><p>• 2 sensores fotoelétricos com fixador corrediço</p><p>• 1 cabo de ligação conjugado</p><p>• 1 solenoide</p><p>• 2 cestas na parte inferior para acomodar a queda de esferas</p><p>• 3 esferas de aço compatíveis ao liberador com Ø18 mm, Ø 20 mm e Ø 25 mm.</p><p>• 1 manual de montagem</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>1. Monte o equipamento conforme o manual de montagem do aparato.</p><p>2. Fixe o eletroímã na extremidade do trilho.</p><p>3. Ligue o eletroímã de tensão variável em série na caixa chave liga-desliga.</p><p>4. Conecte o cabo start (S</p><p>1</p><p>) do cronômetro na caixa chave liga-desliga.</p><p>5. Coloque a esfera de aço de Ø18 mm em contato com o eletroímã.</p><p>6. Coloque o sensor STOP (S</p><p>2</p><p>) a 200 mm abaixo da esfera (preste atenção no diâmetro da esfera e</p><p>na posição em que a esfera em queda livre interrompe a contagem quando esta passar pelo cen-</p><p>tro do sensor). Meça, com régua, a primeira medida 200 mm = 0,20 m.</p><p>Y = 0,20 m</p><p>7. Desligue o eletroímã liberando a esfera e anote o tempo indicado pelo cronômetro. Repita o expe-</p><p>rimento 3 vezes até completar a tabela 1.</p><p>ΔY = 0,20 m</p><p>8. Faça o mesmo procedimento para as distâncias de 300 mm = 0,30 m, 400 mm = 0,40 m e</p><p>500 mm = 0,50 m. Repita o experimento 3 vezes até completar a tabela 1.</p><p>9. Procure calcular o tempo de queda de cada esfera com o auxílio da equação:</p><p>1 2 3</p><p>3</p><p>t t tt + +</p><p>=</p><p>29</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 29EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 29 01/09/2022 01:23:4701/09/2022 01:23:47</p><p>Tabela 1</p><p>Nº Y</p><p>0</p><p>(m) Y(m) t</p><p>1</p><p>t</p><p>2</p><p>t</p><p>3</p><p>t(s)</p><p>1 0,00 0,20</p><p>2 0,00 0,30</p><p>3 0,00 0,40</p><p>4 0,00 0,50</p><p>10. Com o auxílio de uma calculadora e das informações coletadas na tabela 1, preencha a tabela 2 de</p><p>acordo com as instruções correspondentes a cada coluna na tabela.</p><p>Tabela 2</p><p>t(s) t2</p><p>11. Calcule a aceleração de gravidade utilizando a equação: g = 2Y</p><p>t2</p><p>Preencha a tabela 3 com o auxílio da tabela 2.</p><p>Tabela 3</p><p>Y(m) 2Y t2 g(m/s2)</p><p>0,20</p><p>0,30</p><p>0,40</p><p>0,50</p><p>30</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 30EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 30 01/09/2022 01:23:4801/09/2022 01:23:48</p><p>QUESTÕES</p><p>1. Considerando, uma tolerância de erro admitida (de 5%), pode-se afirmar que a aceleração da gra-</p><p>vidade permaneceu constante?</p><p>2. Construa, num papel milimetrado, um gráfico da posição (Y) em função do tempo.</p><p>3. Com que forma se assemelha a figura obtida no gráfico construído?</p><p>4. O gráfico construído anteriormente ilustra uma aproximação a um MRUV?</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Estudar os gráficos dos movimentos (MRU, MRUA) pode contribuir para a elaboração deste</p><p>experimento.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Realize todas as medições e elabore um relatório contendo os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento, quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Algumas variações neste experimento poderão ser realizadas a partir da mudança das medidas</p><p>das distâncias Y.</p><p>ANOTAÇÕES</p><p>31</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 31EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 31 01/09/2022 01:23:4801/09/2022 01:23:48</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT204) Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no</p><p>Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos</p><p>e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>No lançamento horizontal, a trajetória descrita pelo corpo é parabólica, já que ele é composto</p><p>de dois movimentos simultâneos: MRU na horizontal (eixo x) e queda livre na vertical (eixo y). Dessa</p><p>forma, em x, o móvel percorre espaços iguais em intervalos de tempo iguais e, em y, em tempos iguais,</p><p>o espaço cresce, pois está sob ação da aceleração gravitacional e sua velocidade varia constante-</p><p>mente. Um exemplo é o de um avião em velocidade constante em relação à Terra e dois observadores:</p><p>A e B. O observador A está em repouso na Terra e o B está em repouso em relação ao avião, mas com</p><p>velocidade constante em relação à Terra, pois sua velocidade é a mesma do avião. Observe a figura.</p><p>observador B</p><p>observador A</p><p>O observador B solta um objeto do avião. A trajetória de queda por ele vista será a de queda</p><p>livre, ou seja, trajetória retilínea, pois o objeto solto possui a mesma velocidade que o avião e,</p><p>consequentemente, que o observador B, na horizontal. O observador A visualizará uma parábola, pois,</p><p>além do movimento de queda na vertical, observa que a posição do objeto na horizontal muda, pois</p><p>este possui velocidade em relação ao observador A, que é a mesma do avião e do observador B.</p><p>Então, a atividade experimental é desenvolvida para que se torne possível observar, na prática,</p><p>esses conceitos nos jogos de videogame e na parte histórica das guerras.</p><p>EXPERIMENTO 7</p><p>LANÇAMENTO HORIZONTAL</p><p>32</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 32EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 32 01/09/2022 01:23:4801/09/2022 01:23:48</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Reconhecer e exemplificar a posição horizontal.</p><p>• Identificar o alcance num lançamento de projétil.</p><p>• Executar medidas de alcance e de altura.</p><p>• Relacionar a altura de abandono na rampa com o alcance.</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 solenoide</p><p>• 1 bateria de 9 volts</p><p>• 1 pincel atômico</p><p>• 1 esfera metálica</p><p>• 1 plataforma de lançamento</p><p>• 1 tira de papel vegetal</p><p>• 1 tira de papel carbono</p><p>• Folhas de A3</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>1. Execute a montagem conforme a figura a seguir.</p><p>Anteparo</p><p>Folha A3</p><p>Ti</p><p>ra</p><p>d</p><p>e</p><p>pa</p><p>pe</p><p>l V</p><p>eg</p><p>et</p><p>al</p><p>Ti</p><p>ra</p><p>d</p><p>e</p><p>pa</p><p>pe</p><p>l C</p><p>ar</p><p>bo</p><p>no</p><p>Esfera</p><p>Solenoide (eletroímã)</p><p>Plataforma de lançamento</p><p>2. Coloque uma folha A3 sobre a plataforma de lançamento.</p><p>3. Prenda o papel vegetal e o papel carbono no anteparo, de forma que o carbono marque o papel</p><p>vegetal quando for atingido pela esfera.</p><p>4. Ligue o solenoide e conecte a esfera metálica.</p><p>5. Aproxime o anteparo do lançador.</p><p>6. Desligue o solenoide. A esfera colidirá com o anteparo, produzindo</p><p>uma marca nele.</p><p>7. Marque, com o pincel atômico, o local da colisão na folha A3.</p><p>8. Afaste o anteparo 1 cm e repita o procedimento até que a esfera não</p><p>atinja mais o anteparo.</p><p>9. Observe a figura ao lado.</p><p>33</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 33EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 33 01/09/2022 01:23:4901/09/2022 01:23:49</p><p>QUESTÕES</p><p>1. Complete a tabela 1.</p><p>Posição Altura h (cm) Alcance (cm)</p><p>2. Em x, o espaço entre cada marcação é igual ou diferente?</p><p>3. Como o espaço entre cada marcação varia em y? É igual ou diferente?</p><p>4. O que se pode afirmar a respeito dos componentes</p><p>da velocidade nos eixos x e y? Ocorreu algu-</p><p>ma variação? Explique.</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Antes de executar o experimento e realizar as medições, aconselha-se que o jogo mencionado</p><p>no texto-base seja jogado pelos alunos, para que possam fazer as relações indicadas no decorrer do</p><p>material didático.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Elabore cartazes com os principais conteúdos e equações utilizadas na realização deste</p><p>experimento.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Alterar os valores dos ângulos apresentados no experimento e de suas velocidades iniciais para</p><p>verificar as relações entre as equações do movimento.</p><p>34</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 34EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 34 01/09/2022 01:23:4901/09/2022 01:23:49</p><p>EXPERIMENTO 8</p><p>PRIMEIRA LEI DE NEWTON</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT11) Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as</p><p>transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento</p><p>para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que</p><p>priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em</p><p>todas as suas formas.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>O estudo da causa do movimento dos corpos tem fascinado e aguçado a curiosidade de muitos,</p><p>desde os tempos de Aristóteles. Hoje, chamamos a propriedade de permanecer em repouso, quando</p><p>em repouso e, em movimento, quando se movendo, de inércia. A 1ª Lei de Newton (ou Lei da Inércia) é a</p><p>tendência que os corpos têm de permanecer em seu estado natural – repouso ou movimento retilíneo</p><p>e uniforme – ou seja, um corpo ou objeto parado, em razão de sua inércia, tende a permanecer em</p><p>repouso e, uma vez iniciado o movimento, a tendência é que ele permaneça em movimento retilíneo</p><p>e uniforme.</p><p>A realização de atividade experimental sobre a Lei da Inércia é importante para a compreensão de</p><p>situações do dia a dia, como na suspensão de pesos na academia.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Mostrar a possibilidade de substituição de uma força por duas outras equivalentes e vice-</p><p>-versa.</p><p>• Mostrar que a resultante de duas forças varia de acordo com o ângulo existente entre elas.</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 suporte com fixador</p><p>• 5 massas de 100 g</p><p>• 2 dinamômetros</p><p>• 1 cordão com ± 50 cm</p><p>• 1 roldana com alça</p><p>• 1 pino de fixação</p><p>35</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 35EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 35 01/09/2022 01:23:4901/09/2022 01:23:49</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>1. Inicialmente, converta o peso das massas de quilograma para Newton. Lembre-se de que 1 kgf</p><p>equivale a 9,8 N. Depois, faça a montagem ilustrada e descrita a seguir.</p><p>2. Prenda o suporte na lateral da mesa.</p><p>3. Encaixe o pino no suporte e pendure nele o dinamômetro.</p><p>4. Faça duas alças nas extremidades do cordão e engate-as no gancho do dinamômetro.</p><p>5. Coloque a roldana no cordão com quatro massas penduradas nela.</p><p>6. Remova uma das alças do cordão para o pino que sustenta o dinamômetro.</p><p>7. Discuta com seus colegas sobre como o peso ficou dividido entre as cordas.</p><p>QUESTÕES</p><p>1. O que acontece a um corpo se ele é puxado para cima com uma força:</p><p>a) menor do que seu peso?</p><p>b) igual ao seu peso?</p><p>c) maior do que seu peso?</p><p>Experimente suspender um corpo, colocado sobre a mesa com um dinamômetro para conferir,</p><p>na prática, as respostas dadas aos itens anteriores.</p><p>2. Você pode constatar que a força sobre o dinamômetro fica reduzida à metade quando se passa</p><p>uma das alças do cordão para o pino. Como você explica esse fato, se as massas penduradas na</p><p>roldana continuaram as mesmas?</p><p>3. Em cada situação apresentada, pode-se concluir que as forças feitas pelos dois ramos do cordão</p><p>equivalem ao peso do corpo suspenso por eles, porém, com sentido contrário ao do peso. A força</p><p>de ação equivalente às ações de duas ou mais forças é chamada de resultante.</p><p>a) Qual era o valor da resultante nos itens mencionados?</p><p>b) Você observou que os dinamômetros indicavam leituras sempre iguais e sempre maiores à me-</p><p>dida que aumentava o ângulo entre eles? Caso não tenha observado, refaça este item e verifi-</p><p>que. Observe, também, que a soma aritmética das forças feitas pelos dinamômetros apresenta</p><p>um valor maior que o peso que elas sustentam, exceto quando as duas forças estão paralelas.</p><p>36</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 36EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 36 01/09/2022 01:23:5001/09/2022 01:23:50</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Além de realizar o experimento e elaborar o relatório, executar o questionário e resolver mais</p><p>questões sobre a aplicabilidade da montagem do experimento e sobre os conceitos envolvidos</p><p>possibilita um melhor aprendizado para os alunos.</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Realize todas as medições e elabore um relatório contendo os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento, quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Para avançar nos estudos, pode-se alterar a quantidade de massinhas presas nos dinamômetros,</p><p>além de fazer a composição entre várias roldanas.</p><p>ANOTAÇÕES</p><p>37</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 37EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 37 01/09/2022 01:23:5001/09/2022 01:23:50</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT102) Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que</p><p>visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu</p><p>funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no</p><p>apoio à construção dos protótipos.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>O termoscópio é o precursor do termômetro. O objetivo principal desse instrumento é poder</p><p>avaliar as variações de temperatura, sem, no entanto, quantificá-las, como ocorre em um termômetro.</p><p>Uma das grandes personalidades a idealizar um termoscópio foi Galileu Galilei.</p><p>Já o anel de Gravesande foi idealizado pelo matemático e físico holandês Willem Jacob’s</p><p>Gravesande (1688-1742), com intuito de demonstrar, de modo simples, mas eficaz, que, mesmo as</p><p>substâncias sólidas, quando suficientemente aquecidas, podem dilatar-se de maneira sensível. É</p><p>por essa razão, por exemplo, que sobre as pontes ou viadutos das autoestradas faz-se necessário o</p><p>uso de uma série de junções ou juntas de dilatação, sem as quais a dilatação provocada pelas altas</p><p>temperaturas dos dias quentes causaria perigosas tensões nas estruturas.</p><p>Para que haja compreensão a respeito de escala termométrica e dilatação térmica, é importante a</p><p>realização das atividades com processos e práticas de investigação sobre Física Térmica.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Analisar a escala termométrica como uma representação numérica relativa ao grau de agita-</p><p>ção de temperatura.</p><p>• Criar uma escala termométrica.</p><p>• Demonstrar a dilatação de um objeto em função da variação da temperatura.</p><p>EXPERIMENTO 9</p><p>TERMOMETRIA E DILATAÇÃO TÉRMICA</p><p>38</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 38EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 38 01/09/2022 01:23:5001/09/2022 01:23:50</p><p>MATERIAL</p><p>Atividade 1</p><p>• 2 termômetros</p><p>• Fita adesiva branca</p><p>• 1 béquer</p><p>• Gelo</p><p>• 1 pisseta com água</p><p>• 1 fonte térmica</p><p>• 1 régua</p><p>• 1 lápis marcador</p><p>Atividade 2</p><p>• 1 lamparina</p><p>• 1 anel de Gravesande</p><p>• Fósforo</p><p>• 1 béquer</p><p>• Gelo</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>Atividade 1</p><p>1. Passe a fita adesiva branca no termômetro de modo que cubra toda a escala existente, deixando</p><p>visível a coluna do líquido termométrico. Não fite o bulbo do termômetro. Esse instrumento será</p><p>denominado de termoscópio.</p><p>2. Coloque 300 mL água no béquer e adicione 3 pedras de gelo.</p><p>Espere 2 minutos para que o sistema</p><p>entre em equilíbrio térmico.</p><p>3. Mergulhe o termômetro e o termoscópio no sistema bifásico e aguarde a estabilização da altura</p><p>da coluna do líquido termométrico.</p><p>4. Com o lápis marcador, marque no termoscópio a posição em que a coluna do líquido termométri-</p><p>co estabilizou. Verifique qual a temperatura registrada no termômetro.</p><p>5. Com o auxílio de uma régua, meça a distância do bulbo até a marcação feita. Registre na tabela.</p><p>6. Descarte a mistura bifásica e coloque 300 mL de água no béquer. Com o auxílio da fonte térmica,</p><p>aqueça a água até que entre em ebulição.</p><p>7. Mergulhe o termômetro e o termoscópio no sistema fervendo e aguarde 2 minutos. Verifique a</p><p>temperatura registrada no termômetro e anote na tabela.</p><p>8. Com o lápis, marque a altura em que a coluna do líquido termométrico se estabilizou. Meça com a</p><p>régua a distância do bulbo até a nova marcação. Registre o valor na tabela.</p><p>Equipamento Processo de fusão Processo de ebulição</p><p>Termômetro (°C) T</p><p>F</p><p>= T</p><p>E</p><p>=</p><p>Termoscópio (cm) H</p><p>F</p><p>= H</p><p>E</p><p>=</p><p>39</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 39EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 39 01/09/2022 01:23:5001/09/2022 01:23:50</p><p>9. Com seus conhecimentos acumulados no aprendizado da termometria, estabeleça uma relação</p><p>termométrica entre a escala Celsius e a nova escala definida para o termoscópio.</p><p>10. Deixe os dois termômetros em repouso sobre a bancada por 5 minutos. Verifique a temperatura</p><p>no termômetro e, auxiliado por uma régua, verifique o valor H registrado. Anote os valores.</p><p>T = ____ °C</p><p>H = ____ cm</p><p>11. Com o auxílio da expressão que relaciona a temperatura do termômetro e a nova escala H, verifi-</p><p>que se o valor T equivale termicamente ao valor H registrado no item 10.</p><p>Atividade 2</p><p>1. Com o auxílio do professor, acenda a lamparina.</p><p>2. Em temperatura ambiente, encaixe a esfera no anel. Observe e anote.</p><p>3. Coloque a esfera diretamente em contato com a fonte térmica por 5 minutos e, posteriormente,</p><p>tente encaixá-la no anel. Observe e anote.</p><p>4. Aqueça simultaneamente o anel e a esfera por 5 minutos. Em seguida, tente encaixar a esfera no</p><p>anel.</p><p>5. Agora, com a esfera em temperatura ambiente, resfrie o anel, mergulhando-o por 5 minutos no</p><p>béquer com gelo. Tente encaixar a esfera no anel. Observe e anote.</p><p>QUESTÕES</p><p>Atividade 1</p><p>1. É possível criar uma escala termométrica diferente da usual?</p><p>2. Demonstre, matematicamente, a relação entre a temperatura na escala Celsius e a escala H.</p><p>3. De acordo com o experimento, quem expressa maior temperatura é o valor de 15 °C ou 17 cm?</p><p>4. Por que se usou como referência o processo de fusão e o processo de ebulição da água? Seria</p><p>possível ter sido usada outra substância? Justifique.</p><p>Atividade 2</p><p>1. O que aconteceu quando a esfera ou o anel foram aquecidos?</p><p>2. O que aconteceu quando a esfera ou o anel foram resfriados?</p><p>3. Qual é a relação do efeito da dilatação dos corpos quando a temperatura é alterada?</p><p>40</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 40EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 40 01/09/2022 01:23:5101/09/2022 01:23:51</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Rever informações a respeito de escalas termométricas usuais e escalas de medida de</p><p>comprimento (cm).</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Realize todas as medições e elabore um relatório contendo os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento, quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>Também pode ser elaborado um mapa conceitual com os conteúdos abordados no experimento.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Utilizar de materiais de outras composições.</p><p>ANOTAÇÕES</p><p>41</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 41EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 41 01/09/2022 01:23:5101/09/2022 01:23:51</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT102) Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que</p><p>visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu</p><p>funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no</p><p>apoio à construção dos protótipos.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>Sempre que existe uma diferença de temperatura entre duas regiões ou corpos, esta tende a</p><p>desaparecer espontaneamente pela passagem do calor de uma região para outra. A esse fato damos</p><p>o nome de transmissão de calor, que pode se dar de três maneiras diferentes: condução, convecção</p><p>e irradiação.</p><p>Então, realizar atividade prática sobre propagação de calor é importante para uma melhor</p><p>compreensão do processo, especialmente para entender como esse fenômeno se dá no nosso</p><p>cotidiano, como quando colocamos gelo em uma bebida para que ela fique mais gelada, por exemplo.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Analisar processos de propagação do calor.</p><p>• Concluir que o fluxo de propagação de calor está relacionado com o meio material.</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 suporte universal</p><p>• 1 haste com fixador</p><p>• 1 lamparina</p><p>• 4 pinos</p><p>• Parafina</p><p>• 1 barra de alumínio</p><p>• 1 barra de cobre</p><p>• 1 barra de latão</p><p>• 1 cronômetro</p><p>• 1 fixador com extensão e ventoinha</p><p>• 2 termômetros</p><p>• 1 corpo de prova branco com orifício</p><p>• 1 corpo de prova negro com orifício</p><p>• 1 fonte irradiante</p><p>EXPERIMENTO 10</p><p>PROPAGAÇÃO DE CALOR</p><p>42</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 42EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 42 01/09/2022 01:23:5101/09/2022 01:23:51</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>1ª etapa</p><p>1. Fixe a haste com o fixador no suporte universal em uma altura um pouco abaixo do ponto médio.</p><p>2. Com o auxílio de parafina, fixe os pinos na barra de alumínio, separados um do outro por 5 cm. Em</p><p>seguida, prenda na haste de sustentação do suporte universal.</p><p>3. Acenda a lamparina e posicione-a nas proximidades da extremidade livre da barra de alumínio.</p><p>4. Cronometre o tempo decorrido até a última queda do pino e registre na tabela.</p><p>5. Repita o mesmo procedimento com a barra de cobre e, posteriormente, com a barra de latão.</p><p>Tabela 1</p><p>2ª etapa</p><p>1. Prenda o fixador com extensão e ventoinha no suporte universal em uma altura mediana.</p><p>2. Acenda a lamparina e posicione-a abaixo da ventoinha. Observe e anote.</p><p>3ª etapa</p><p>1. Coloque um termômetro no corpo de prova branco e outro no corpo de prova negro.</p><p>2. Posicione a fonte radiante em uma mesa e coloque os dois corpos de provas lado a lado, a uma</p><p>distância de 50 cm. Registre a temperatura inicial na tabela.</p><p>3. Ligue a fonte e direcione o feixe radiante em direção aos corpos de prova. Observe a evolução da</p><p>temperatura dos termômetros e a cada 2 minutos registre na tabela.</p><p>Tabela 2</p><p>Tempo 0 min 2 min 4 min 6 min 8 min 10 min 12 min</p><p>Temperatura corpo negro</p><p>Temperatura corpo branco</p><p>©</p><p>fo</p><p>ua</p><p>d</p><p>a</p><p>. s</p><p>aa</p><p>d</p><p>/s</p><p>hu</p><p>tt</p><p>er</p><p>st</p><p>o</p><p>ck</p><p>Material Tempo</p><p>Alumínio</p><p>Cobre</p><p>Latão</p><p>43</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 43EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 43 01/09/2022 01:23:5201/09/2022 01:23:52</p><p>4. Desligue a fonte e observe a evolução da temperatura dos termômetros e, a cada 2 minutos.</p><p>Registre os dados na tabela.</p><p>Tabela 3</p><p>Tempo 0 min 2 min 4 min 6 min 8 min 10 min 12 min</p><p>Temperatura corpo</p><p>negro</p><p>Temperatura corpo</p><p>branco</p><p>QUESTÕES</p><p>1. O que fez com que os pinos caíssem sequenciados, do mais próximo para o mais afastado da</p><p>fonte térmica?</p><p>2. Qual é o tipo de processo de propagação de calor envolvido na 1ª etapa? Descreva.</p><p>3. De acordo com o experimento, a propagação de calor ocorreu com a mesma velocidade para as</p><p>três barras? Qual material conduziu o calor mais rápido?</p><p>4. De acordo com o experimento, o que difere um isolante térmico de um condutor térmico?</p><p>5. Qual o tipo de processo de propagação de calor envolvido na 2ª etapa? Descreva.</p><p>6. O que</p><p>justifica a movimentação da ventoinha?</p><p>7. É possível acontecer o mesmo processo de propagação de calor estudado na 2ª etapa no esta-</p><p>do sólido? Justifique.</p><p>8. Na 3ª etapa, as temperaturas são iguais? Por quê?</p><p>9. Qual termômetro atingiu maior temperatura?</p><p>10. Qual o tipo de processo de propagação de calor envolvido na 3ª etapa? Descreva.</p><p>11. Após desligar a fonte radiante, em qual dos dois termômetros a temperatura diminuiu mais ra-</p><p>pidamente?</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Estudar as propagações de calor e dos diferentes corpos de prova (corpo negro e branco).</p><p>44</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 44EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 44 01/09/2022 01:23:5201/09/2022 01:23:52</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Realize todas as medições e elabore um relatório contendo os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento, quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>Também pode ser elaborado um mapa conceitual com os conteúdos abordados no experimento.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Utilizar materiais de diferentes composições. Mudar a distância dos pinos nas hastes na 1ª etapa e</p><p>dos corpos de prova na 3ª etapa. Variar o tempo de registro das ações.</p><p>ANOTAÇÕES</p><p>45</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 45EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 45 01/09/2022 01:23:5201/09/2022 01:23:52</p><p>EXPERIMENTO 11</p><p>CALORIMETRIA</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT102) Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que</p><p>visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu</p><p>funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no</p><p>apoio à construção dos protótipos.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>Um calorímetro é um recipiente semelhante a uma garrafa térmica, que tem formato simples e</p><p>construído para que não haja trocas de calor com o ambiente. Existem vários formatos de calorímetro,</p><p>mas todos são constituídos basicamente de um recipiente de paredes finas envolvido por outro</p><p>recipiente fechado de paredes mais grossas e isolantes.</p><p>Nesse instrumento de estudo, são colocados dois acessórios: um termômetro e um agitador. Este</p><p>último é muito utilizado quando se realizam estudos térmicos com</p><p>líquidos como a água, por exemplo. Ele serve para agitar o sistema e</p><p>fazer com que alcance o equilíbrio térmico mais rapidamente.</p><p>Ao colocar dois corpos com diferentes temperaturas no interior</p><p>de um calorímetro, acontecerá troca de calor entre eles, até que</p><p>o equilíbrio seja atingido. É muito comum falar que, dentro de um</p><p>calorímetro, o calor cedido por um corpo é igual ao calor recebido</p><p>pelo outro. Por meio dessa igualdade, é possível determinar várias</p><p>grandezas térmicas de um material, como a capacidade térmica e o</p><p>calor específico.</p><p>Por isso, realizar esta prática de investigação é importante para</p><p>a compreensão das trocas de calor sem que ele seja cedido para o</p><p>ambiente.</p><p>OBJETIVOS</p><p>• Diferenciar os conceitos de capacidade térmica de calor específico.</p><p>• Calcular o calor específico de uma substância.</p><p>• Avaliar a importância do equilíbrio térmico.</p><p>• Experimentar a importância de um calorímetro no estudo da calorimetria.</p><p>©</p><p>fo</p><p>ua</p><p>d</p><p>a</p><p>. s</p><p>aa</p><p>d</p><p>/s</p><p>hu</p><p>tt</p><p>er</p><p>st</p><p>o</p><p>ck</p><p>Representação de</p><p>um calorímetro.</p><p>46</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 46EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 46 01/09/2022 01:23:5801/09/2022 01:23:58</p><p>MATERIAL</p><p>• 1 calorímetro</p><p>• 1 termômetro químico</p><p>• 1 fonte de tensão</p><p>• 1 multímetro</p><p>• 1 pisseta com água destilada</p><p>• 1 balança</p><p>• 1 béquer de 150 mL</p><p>• Fios condutores de conexão</p><p>• 1 cronômetro</p><p>PROCEDIMENTOS</p><p>1. Ligue a balança, coloque o béquer sobre o prato e configure-a no modo tara.</p><p>2. Pese 200 g de água destilada, transfira para o calorímetro e feche-o.</p><p>3. Instale o termômetro no calorímetro e verifique a temperatura. Anote o valor na tabela do item 7,</p><p>correspondente ao instante inicial (0 s).</p><p>4. Conecte a fonte de tensão, o calorímetro e o multímetro em série. Ajuste a fonte para uma tensão</p><p>(U) de 6 V e configure o multímetro para uma escala de corrente elétrica (I) contínua (CC).</p><p>5. Ligue a fonte e registre os valores da tensão na fonte e da corrente elétrica no multímetro.</p><p>U = _____ V I = ______ A</p><p>6. Com o auxílio da equação do efeito joule (P = U · I), calcule a potência (P) em watt (W) de</p><p>aquecimento da água no dispositivo de resistência.</p><p>P = ___ W</p><p>7. Assim que ligar a fonte de tensão, acione o cronômetro e monitore continuamente a evolução da</p><p>temperatura até completar a tabela. Desligue a fonte.</p><p>Tempo 0 s 30 s 60 s 90 s 120 s 150 s 180 s</p><p>Temperatura</p><p>Temperatura inicial: T</p><p>0</p><p>= ____ °C</p><p>Temperatura final: T</p><p>F</p><p>= ____°C</p><p>Variação de temperatura: ΔT = ____°C</p><p>8. Com a potência imposta durante 180 s, determine a quantidade de energia, em joule (J), fornecida</p><p>à água. Utilize a equação:</p><p>ΔE = P · Δt</p><p>ΔE = ___ J</p><p>47</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 47EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 47 01/09/2022 01:23:5901/09/2022 01:23:59</p><p>9. Com o auxílio do valor da massa (m) de água em gramas, da quantidade de energia em joule e da</p><p>variação de temperatura ∆T em Celsius, determine o calor específico (c) da água pela expressão:</p><p>C = ΔE</p><p>m · Δt , em que a unidade será expressa por J/g°C.</p><p>QUESTÕES</p><p>1. De acordo com os dados da tabela, expresse um gráfico da temperatura em função do tempo.</p><p>A água recebeu ou cedeu energia? Qual é o nome da energia fluida entre a água e a resistência?</p><p>2. De acordo com os dados obtidos na tabela, o fluxo de calor é latente ou sensível? Justifique.</p><p>3. Compare o valor do calor específico da água obtido no experimento com as informações existen-</p><p>tes na literatura.</p><p>4. O que significa, na literatura, uma quantidade de energia de 1 cal (caloria)? O experimento conse-</p><p>gue demonstrar esse significado?</p><p>SUGESTÕES PARA FACILITAR O APRENDIZADO</p><p>Buscar informações a respeito de conceitos de potência e elétrica (utilização de multímetro,</p><p>corrente, entre outros).</p><p>PROPOSTAS DE AVALIAÇÃO</p><p>Realize todas as medições e elabore um relatório contendo os seguintes itens:</p><p>• Introdução com o assunto abordado no experimento, incluindo uma descrição da teoria uti-</p><p>lizada na análise dos dados;</p><p>• Procedimento experimental com uma descrição do procedimento utilizado para realizar o</p><p>experimento (pode ser escrito em forma de tabela);</p><p>• Análise dos dados com os cálculos utilizados no experimento, quando houver;</p><p>• Conclusão apresentando uma síntese do que foi realizado e dos resultados obtidos;</p><p>• Referências utilizadas para complementar os estudos.</p><p>VARIAÇÕES DE PROCEDIMENTOS</p><p>Utilização de outras substâncias no experimento.</p><p>48</p><p>EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 48EXPERIMENTOS_FISICA_NOVO_2022.indd 48 01/09/2022 01:23:5901/09/2022 01:23:59</p><p>HABILIDADE DA BNCC</p><p>(EM13CNT205) Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos</p><p>naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites</p><p>explicativos das ciências.</p><p>JUSTIFICATIVA</p><p>Quando um raio de luz incide em uma superfície refletora, podem ser observadas algumas</p><p>características importantes. A primeira delas diz respeito ao pertencimento ao mesmo plano do</p><p>raio incidente, do raio refletido e da normal à superfície. A segunda se refere ao fato de o ângulo de</p><p>incidência e refletido serem iguais.</p><p>As leis da refração são especificadas da seguinte maneira: a primeira está ligada à questão de</p><p>o plano de incidência e o plano da luz refratada coincidirem; já a segunda pode ser expressa pela</p><p>equação n</p><p>A</p><p>·</p>