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Bloco Datação

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Módulo Inovador para o Ensino de Física – Curso de Metodologia do Ensino de Física I FE-USP 
A Física Ajudando a Polícia a Resolver Crimes - Módulo Inovador para o Ensino de Física Página 1 
 
Bloco: Criminalística 
A Física Ajudando a Polícia a Resolver Crimes 
 
Datação por C-14 
 
QUADRO SINTÉTICO 
 
ATIVIDADE MOMENTOS TEMPO 
Entendendo o que 
é o decaimento 
radioativo 
Introdução e contextualização 
2 aulas 
Atividade 1- Decaimento do C-14 
Resolução de questões 
TEXTO 1 - Isótopos radioativos, 
decaimento e meia-vida 
Modelização 
Matemática 
Atividade 2 – Escolhendo a Função 1 aula 
Interpolação 
Leitura do Texto 2 
1 aula Atividade 3 – Montando a Função de 
Decaimento 
 
Objetivos gerais: desenvolver senso de utilização da matemática na física; entender como se 
processa o método de datação por carbono 14. 
Tema: Datação por carbono 14 
Conteúdo Físico: fenômeno de decaimento nuclear e dos métodos de datação; Interpolação;. 
 
Recursos utilizados: 
Texto 1 - Isótopos radioativos, decaimento e meia-vida. 
Atividade 1 – Modelando o fenômeno do decaimento. 
Multimídia 1 – Decaimento 
Atividade 2 – Modelagem Algébrica 
Atividade 3 – Montando a Função 
Questões Aula 1 
TEXTO 1 - Isótopos radioativos, decaimento e meia-vida 
TEXTO 2 - O processo de medição e algumas aplicações da datação por carbono-14 
NOTÍCIA 1 
 
Motivação: Contextualização dos métodos datação com a criminalística [os casos e o nosso 
caso; aplicabilidade do método/validade]; Formação e datação do C14; característica 
probabilística do decaimento nuclear. 
Formulação de hipóteses: decaimento radioativo do C14 na cena do crime [sequência de 
decaimento]; Formulação de hipótese sobre a quantidade de C14 na amostra conforme o tempo 
passa; 
Validação: Apresentação do experimento (Atividade 1) [relacionar o fenômeno probabilístico 
da face do cubo com o decaimento]; Execução do experimento [tomada de dados; tabela; 
gráfico]. 
Enunciado: Comparação do modelo formulado com o dados experimentais [diminui a 
quantidade de C-14? Como diminui? Linearmente?]; apresentação da interpolação para o 
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fenômeno [ajuste da função no gráfico]; (Atividade 2) apresentação da lei do decaimento 
exponencial; extrapolação algébrica dos gráficos [através dos dados os alunos devem descobrir 
a lei para seus próprios dados]. 
Resultados dos exames periciais: Conclusão sobre o artefato roubado; possíveis causas 
do assassinato; Fechamento [ligação com a contextualização inicial e demais provas]; 
 
 
Aulas 1 e 2 
 
1º momento 
Contextualização das técnicas de datação com a criminalística; utilização do recurso 
Notícia 1 
Tempo 20 min. 
 
2º momento 
Proponha a Atividade 1- Decaimento do C-14 
Tempo 50 min. 
 
 
 
4º momento 
Distribuição e rápida leitura do TEXTO 1 - Isótopos radioativos, decaimento e meia-
vida 
Tempo 15 min. 
 
 
Dinâmica da aula: 
 
 Para o primeiro momento, sugerimos ao professor iniciar a aula com a contextualização 
do crime apresentando sua aplicação na verificação de fraudes de obras de arte e arqueologia. 
Utilize o recurso Notícia 1 como apoio. Seria interessante se este texto já tivesse sido lido pelos 
alunos com antecedência, mas se não for o caso, de algumas pinceladas nele e deixe-o para 
leitura posterior. Apresente o método de datação propriamente dito iniciando pela estrutura e 
instabilidade nuclear enfatizando sua característica probabilística. 
 Distribua o roteiro e o material da Atividade 1 e aplique-a compartilhando a leitura do 
roteiro com os alunos. Procure discutir o roteiro fazendo ligação com o fenômeno de 
decaimento. Peça a eles que respondam as questões conforme executam a atividade. Discuta as 
perguntas e respostas dessa Atividade assim como os gráficos e tabelas. Os resultados desta 
atividade serão utilizados em atividades posteriores e o professor deverá solicitar aos alunos 
que os mantenham disponíveis durante as aulas subseqüentes. 
 Finalmente sugerimos distribuir o TEXTO 1 - Isótopos radioativos, decaimento e meia-
vida e fazer uma rápida leitura. A essa altura os alunos devem reconhecer no texto o que 
aprenderam em sala. 
 
 
3º momento 
Resolução das Questões da aula 1 
Tempo 15 min. 
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Aula 3 
 
1º momento 
Recordação dos conceitos do TEXTO 1; 
Tempo 10 min. 
 
2º momento 
Propor a Parte I da Atividade 2 – Escolhendo a Função 
Tempo 10 min. 
 
3º momento 
Parte II da Atividade 2 – Escolhendo a Função 
Explicação e discussão sobre as funções 
Tempo 30 min. 
 
Dinâmica da aula: 
 Para esta aula espera-se que os alunos tenham tido contato com o Texto 1 entregue no 
final da aula anterior. Sugerimos uma breve recordação das aulas anteriores para iniciar a 
Atividade 2. Nessa atividade os alunos deverão ter em mãos as folhas da Atividade 1 
preenchidas. 
A Atividade 2 procura moldar o senso matemático dos alunos e se divide em duas partes. Na 
primeira, os alunos escolhem a função matemática que a eles parece mais correta e entregam 
ao professor suas respostas. Depois, sugerimos ao professor discutir cada função e suas 
inconsistências com os dados obtidos concluindo com os alunos que a exponencial é a melhor 
escolha. Procure incluir na discussão a utilização da matemática para previsão dos fenômenos e 
o caminho que vai da realidade empírica para a realidade idealizada explicitando suas 
limitações. 
Novamente os alunos respondem e entregam suas anotações ao professor para análise 
do curso. 
 
Aula 4 
 
1º momento 
Leitura do Texto 2 
Tempo 20 min. 
 
2º momento 
Propor Atividade 3 – Montando a Função de Decaimento 
Tempo 30 min. 
 
Dinâmica da aula: 
Sugerimos o desenvolvimento da leitura do Texto 2 enfatizando o caráter matemático da 
equação de decaimento. Faça uma analogia entre as jogadas da Atividade 1 com o tempo de 
decaimento explicitando principalmente o significado de tempo de meia vida. 
Aplique a atividade 3 lendo o roteiro com os alunos. 
 
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Atividade 1- Decaimento do C-14 
 
Materiais para cada grupo 
 
· 30 balas cúbicas 
· 30 Etiquetas ou canetas com tinta que fixe na embalagem da bala 
· 1 caixa de sapatos ou similar 
· Folha de papel milimetrado ou quadriculado 
· Canetas hidrográficas coloridas 
 
Montagem / Aplicação 
 
Primeiramente os alunos irão etiquetar duas faces de cada cubo. A caixa 
representa a amostra do crânio encontrado na cena do crime. 
 
 
 
As jogadas deverão ser da forma mais aleatória possível. Após cada jogada, o 
aluno deverá retirar os “átomos” que “decaíram”, simbolizando a transformação do C-14 
em nitrogênio. 
 
 
 
As jogadas sucessivas deverão ser feitas da mesma forma até que se acabem os cubos. 
 
Esse procedimento deverá ser feito três vezes para que se construa um gráfico 
com qualidade suficiente para as atividades subseqüentes. A tabela abaixo foi preenchida 
com dados reais de um dos ensaios. 
 
 
 
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TABELA 1 Átomos de C-14 que persistem na amostra após 
cada jogada 
Jogada