Prévia do material em texto
Física Física Volume 2 – Capítulo 6 APRESENTAÇÃO 1 Neste capítulo vamos iniciar o estudo de fenômenos associados à ondulató- ria. A ondulatória é uma parte da Física muito importante para compreender- mos o funcionamento de aparelhos tecnológicos, tais como: celulares, apa- relhos televisores, rádios e radares, etc., presente também nos mecanismos da fala e audição, nos instrumentos músicas, funcionamentos de relógios e muito mais. Não é difícil demonstrar aos alunos a relevância do estudo das ondas aplicada ao nosso dia a dia. Começaremos pelas ondas mecânicas e posteriormente, nos próximos ca- pítulos, avançaremos para fenômenos da acústica, luz até a sistematização final com aplicações e tecnologias que envolvem ondas eletromagnéticas. Os conteúdos desse capítulo são básicos e foram divididos da seguinte for- ma: 1- movimento ondulatório, 2-Propagação de ondas, 3- Reflexão, refração difração de ondas e 4- Interferência e ressonância de ondas, de modo, a se- guir uma sequência lógica que facilite a compreensão dos alunos e oportuni- ze ampliação dos conceitos na sequência. Beija-flor planando no ar. Criança em um balanço. Pêndulo de relógio de parede. Ondas mecânicas SE LE ZN EV V AL ER Y/ SH UT TE RS TO CK /G LO W IM AG ES LU CI AN A W HI TA KE R/ PU LS AR IM AG EN S KT S DE SI GN /S HU TT ER ST OC K/ GL OW IM AG ES 2 FÍSICA | Física | Volume 2 – Capítulo 6 As aulas devem ser expositivo-dialogadas, apoiadas em situações do cotidiano do aluno, valorizando sempre a interação entre os alunos e promovendo o debate. PÚBLICO-ALVO: Alunos da 2ª série do ensino médio. DURAÇÃO: 4 aulas. EXPECTATIVAS DE APRENDIZAGEM: • Reconhecer as condições e características do movimento ondu- latório a partir da observação, análise e experimentação. • Determinar valores de grandezas associadas ao movimento on- dulatório. • Resolver situações problemas que envolvam pêndulos e siste- mas massa-mola. • Identificar diferentes movimentos que se realizam no cotidiano e as grandezas relevantes para sua observação. • Caracterizar as variações de algumas dessas grandezas, fazen- do estimativas, realizando medidas, escolhendo equipamentos e procedimentos adequados. EIXO TEMÁTICO PRESENTE NA PROPOSTA: Movimentos: variações e conservações RECURSOS E MATERIAIS NECESSÁRIOS: • Giz • lousa • caderno • livro didático • projeto multimídia • simuladores • exemplos em vídeo das situações de movimentos ou equipa- mentos apresentados nas aulas (quando não puderem ser re- produzidos em classe ou laboratório da escola), materiais para o experimento proposto ao final do capítulo 3FÍSICA | Física | Volume 2 – Capítulo 6 AULA 1 – Movimentos oscilatórios Organize os alunos em pequenos grupos, por exemplo, três alunos por grupo. Inicie a aula pedindo aos alunos que em uma folha de papel escrevam o maior número de palavras associadas à palavra onda, ao término do tempo estipula- do para que os grupos escrevam. Solicite que os grupos façam uma pequena explanação das relações entre as palavras listadas e ondas. Sistematize as informações trazidas pelos grupos, aproveite para complementar a lista dos alunos trazendo palavras que por virtude tenham ficado de fora, como por exemplo: ondas eletromagnéticas, ondas de rádio, ondas mecânicas, terre- motos, ondas sonoras, interferências de ondas etc. Faça com os alunos à leitura compartilhada do primeiro tópico do capítulo: movimentos oscilatórios (página 132) comente os exemplos apresentados, interrompa a leitura a leitura e demonstre o movimento pendular de forma prá- tica, provoque os alunos perguntando quais os efeitos de uma massa maior pressão na extremidade de um fio de mesmo comprimento em relação a uma massa menor se considerarmos ao tempo de oscilação dos dois conjuntos. PREPARAÇÃO Verifique os conhecimentos de matemáticos dos alunos relativos à trigono- metria básica para auxiliar na compreensão dos problemas de movimento pendular e oscilação do sistema massa-mola. Faça atividades simples ou experimentos demonstrativos, como por exemplo: sistema massa-mola, pêndulos simples entre outras para ajudar na compre- ensão dos conceitos físicos. Se possível, utilize durante as aulas filmes, animações e simuladores a res- peito dos conceitos envolvidos na sequência das aulas, é possível encontrar bons materiais em sites dedicados a divulgação científica e ensino de Física, no Manual do professor você encontra a indicação de alguns deles. Oriente os alunos para que em grupos se organizem para realização do expe- rimento proposto ao final do capítulo, veja no Manual do Professor as orienta- ções complementares para o experimento. Os boxes “Compreendendo o mundo” e “Física explica” podem ser utilizadas como forma de avaliar o grau de entendimento dos alunos das leis físicas e tecnologias a elas associadas por meio de interpretação de texto, realização de resenhas, debates e etc. 4 FÍSICA | Física | Volume 2 – Capítulo 6 Prossiga a leitura com o tema pêndulo simples e o boxe “Física tem História: Galileu e o pêndulo” (página 133). Finalize a leitura do tópico com o sistema massa-mola e compare as grande- zas envolvidas na expressão matemática do pêndulo simples e do sistema massa-mola. Solicite que os alunos façam como tarefa os exercícios relativos aos movimentos oscilatórios (páginas 135 e 136). AULA 2 – Ondas mecânicas e ondas eletromagnéticas Inicie a aula resolvendo com os alunos em lousa os exercícios indicados como tarefa (páginas 135 e 136), faça a correção dos exercícios e reforce os conceitos que os alunos tiveram maior dificuldade para entender, se achar necessário prepare uma lista extra de exercícios para fixação dos conteú- dos. Apresente por meio do texto as principais características das ondas tais como: amplitude, frequências, período, comprimento de ondas, crista e vale e velocidade de propagação. Comente com os alunos que embora as ondas sejam representadas graficamente estáticas na prática variam cristas e vales subindo ou descendo ou para frente e para trás constantemente. Apresenta a equação fundamental da ondulatória conforme o texto (página 139). Solicite que os alunos resolvam os exercícios relativos ao tópico ondas mecâ- nicas e eletromagnéticas (página 140). AULA 3 – Reflexão, refração e difração de ondas. Retome a discussão do capítulo anterior a características das ondas e gran- dezas associadas ao movimento oscilatório, prossiga a aula com a leitura do tópico Reflexão, refração difração de ondas, após a leitura (páginas 140 a 142) e verifique o que os alunos compreenderam, faça perguntas a respeito das propriedades das ondas apresentadas no tópico, promova um detalhamento das equações e passagens matemáticas, se necessário revise os conceitos de seno e cosseno necessários para o bom entendimento dos fenômenos refração e reflexão. Apresente o conceito de difração conforme o texto (página 144) e comple- mente a aula, se possível por meio de vídeos, procure na Internet por “difração cuba de ondas” Finalize a aula com a resolução dos exercícios de difração (página 144). 5FÍSICA | Física | Volume 2 – Capítulo 6 Utilizar conceitos físicos para solucionar situações-problema que envolvam movimentos oscilatórios em situações do cotidiano. Determinar valores de grandezas do movimento oscilatório em pêndulos sim- ples e sistemas massa-mola e sua variação. Resolver situações-problema que envolvam reflexão, refração, interferência e difração de ondas. ACOMPANHAMENTO DE APRENDIZAGEM AULA 4 – Interferência de ondas e ondas estacionárias Inicie a aula apresentando aos alunos o simulador de interferências de ondas Phet Colorado, https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/sound , mesmo com um único computador e um projetor é possível utilizar o recurso do simulador, deixe que alguns alunos conduzam com a classe a exploração do simulador, peça que um aluno leia o texto interferência de ondas (páginas145 e 146) enquanto os outros alunos tentem simular os conceitos apresen- tados no textos, conduza a aula de modo que os alunos possam se revezar na exploração e leitura. Finalize a aula com uma síntese do uso do simulador em conjunto com o texto, faça leitura do tópico ondas estacionárias (página 148) e indique como tarefa os exercícios de interferência de ondas (página 147) e a leitura do tópico Ressonância (página 150). O experimento pêndulo simples (página 152) e um trabalho a respeito do boxe “Em construção” sobre Christiaan Huygens (página 151) podem ser utilizados como forma de avaliação da aprendizagem dos alunos.