1 GUIA DO PROFESSOR FÓRMULA N2 Introdução O objeto

GUIA DO PROFESSOR
FÓRMULA N2
Introdução
O objeto Fórmula N2 constitui uma ferramenta auxiliar no processo de
ensino aprendizagem em Física, trabalha o conteúdo de forma a buscar o
desenvolvimento cognitivo do aluno.
Fazer com que o aluno enxergue a descrição de um movimento e sua
aplicação é um desafio transponível com o auxílio da tecnologia. Assuntos
abstratos normalmente são mais bem assimilados quando o giz, o quadro negro
e o formalismo tradicional recebem um auxílio adicional de um Objeto de
Aprendizagem.
Em uma situação virtual de deslocamento de um carro em uma pista de
automobilismo, o aluno poderá trabalhar com os conceitos de trajetória,
deslocamento e distância percorrida pelo carro, que independem da velocidade
desse carro. Mas, a velocidade de um carro depende desses valores e do tempo
gasto para percorrer essa distância.
A simulação de uma corrida é um forte atrativo, pois permite a
manipulação e interação com o software, a visualização de conceitos que são
também elementos base de estruturação para o aprendizado da Cinemática e da
Dinâmica, na seqüência.
Neste objeto será de grande auxilio o uso das ferramentas que o
computador proporciona, pois em uma das atividades, enquanto movimenta o
seu carrinho o aluno poderá visualizar a diferença entre a distância percorrida e
o deslocamento. Terá também gráficos à sua disposição na tela, a partir dos
quais poderá calcular velocidades médias e visualizar velocidades instantâneas
em diferentes momentos da trajetória.
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Para o aluno será interessante poder ‘brincar de correr’ numa pista de
automobilismo e aprender interagindo e observando.
Objetivos
O Objeto busca sanar algumas dúvidas corriqueiras, mas muito
freqüentes, relacionadas com deslocamento e distância percorrida, velocidade
média e velocidade instantânea, de modo lúdico e interativo.
•
Proporcionar ao aluno a oportunidade para lidar com objetos que
descrevam movimentos (Cinemática) mostrando-lhe visualmente, através
de vetores e gráficos em uma pista de corrida, a diferença entre
deslocamento e distância percorrida.
•
Incentivar o aluno a interagir com o computador, sendo a interação
com o Objeto propícia à inclusão digital;
•
Criar elementos cognitivos base (Cinemática, descrição dos
movimentos) para dar seqüência aos estágios evolutivos no processo do
aprendizado da Mecânica (Estática, Dinâmica..);
•
Observar e compreender a natureza dos fenômenos envolvidos de
situações-problema e identificar as grandezas relevantes;
•
Analisar, elaborar hipóteses, interpretar resultados (via gráfico,
tabela ou número) e propor modelos explicativos e as relações
matemáticas envolvidas.
Pré-Requisitos
Tratando–se de uma atividade auxiliar, espera-se que os alunos possuam
conhecimentos prévios em relação aos conceitos abordados para realizar
operações matemáticas simples exigidas nas atividades do objeto.
Preliminarmente, porém, espera-se que os alunos sejam incentivados
para a busca do conhecimento, à experimentação e à inclusão tecnológica.
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Por meio das aulas anteriores o professor poderá proporcionar aos alunos
debates e esclarecimentos quanto à utilização dos computadores, interpretação
de gráficos, o objetivo do módulo e sobre a contextualização dos temas
abordados.
Tempo previsto para as atividades
Desconsiderando as aulas prévias onde serão abordados os conceitos
básicos para a realização das atividades, a aplicação do módulo requer um
intervalo de tempo comum de aula (médio 50 min). Quando trabalhado de
maneira multidisciplinar, isto é, relacionando o conceito da física com outras
disciplinas, o tempo dispensado poderá superar o previsto.
Em uma aula de História pode-se relacionar os conceitos abordados
propondo um outro significado para aceleração/velocidade/tempo. Discutir a
evolução tecnológica, dos transportes (já que estamos trabalhando com corrida
no Fórmula N2) e sua repercussão na sociedade.
Focando a matemática básica, exigida nos cálculos das atividades e a
interpretação da Língua Portuguesa, por exemplo, na diferenciação de
deslocamento e distância percorrida, é possível solucionar duas das principais
dificuldades encontradas, que são as operações básicas algébricas e a
interpretação do que lê e até do que é visto não só no ensino quanto no
cotidiano de muitos cidadãos.
Na Sala de Aula
Além de aulas prévias que contemplem os conceitos, sugere-se que haja
um diálogo inicial para que os alunos busquem na memória o que sabem sobre
o assunto e relacionem o que já viram com os elementos do objeto:
Descrição geral dos movimentos, instrumentos necessários para realizar
a medição: pontos de referência, cronômetro ou relógio, régua ou trena.
Levantar questões para discussões como:
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Relatividade dos movimentos e a necessidade de estabelecer um
referencial, alguns alunos podem se lembrar de terem tido dúvidas
quanto qual dos carros ou ônibus estaria em movimento, estando dentro
de um deles. Neste caso precisaria olhar para um referencial tal como
um poste ou um edifício próximo.
Compreensão individual de deslocamento, distância percorrida e
intervalo de tempo;
Diferenciação entre: velocidade escalar, velocidade média e velocidade
instantânea;
•
Deslocamento: O deslocamento x de um corpo móvel é uma reta que
liga o ponto origem a um outro ponto da trajetória do móvel. Portanto, a
cada mudança de posição de um ponto P1 (x1, y1) para outro ponto P2
(x2,y2) o vetor deslocamento vai variar. O deslocamento é uma grandeza
vetorial, ou seja, para defini-lo são necessárias três informações: direção,
módulo ou tamanho e o sentido.
•
Trajetória: é o caminho percorrido pelo carrinho, pode ser retilínea, curva
ou ondulada, ou ainda em ziguezague.
•
Distância percorrida: É a medida de quanto o carrinho ou o móvel
percorreu de fato pelo móvel durante toda a trajetória. Podemos também
dizer que é a soma de toda a seqüência de deslocamentos da trajetória
entre o ponto inicial e o ponto final.
•
Velocidade média: é a razão entre a distância percorrida e o intervalo de
tempo gasto para percorrer essa distância. Portanto, considerando que o
carrinho se deslocou de um ponto Pi (xi, yi) para outro ponto Pf (xf,yf)
durante um intervalo de tempo t = tf – ti ,sua velocidade média durante
esse intervalo é:
Vméd = d/t = d / tf – ti onde d é a distância entre os pontos P1 e P2.
•
Destacamos fornecer ao aluno também um exemplo real de velocidade
instantânea: Todos os carros, ônibus ou qualquer veículo tem um
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instrumento que indica a velocidade em um determinado instante
chamado de velocímetro. Dentro de um carro em movimento se o
velocímetro estiver marcando, por exemplo, 45 km/h você observará que
essa é a sua velocidade naquele instante ou, velocidade instantânea, ou
seja, a velocidade que o veículo tem no momento em que você olha para
o velocímetro.
Preparação
Em todas as atividades, tanto em sala de aula quanto nas salas
ambientes de informática das escolas, sugere-se que os alunos sejam
estimulados a trabalhar em grupo de 3 a 4 alunos.
O professor deverá incentivar as discussões, a observação, a
interpretação, o questionamento e principalmente o pensar de todos para que a
aula seja uma experiência enriquecedora.
É pertinente a utilização de lápis e papel assim como recursos
tecnológicos, se disponíveis, para anotações e eventual formulação de textos e
glossários, e também se recomenda o uso da Internet, quando disponível, para
pesquisas.
Requerimentos Técnicos
Para utilização do objeto é necessário navegador Web com plug-in do
Adobe Flash Player 8 ou superior.
Disponível em www.adobe.com.br
Durante a Atividade
É indispensável a presença do professor no acompanhamento das
atividades para o esclarecimento de eventuais dúvidas.
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Sugere-se que o aluno disponha de um rascunho para efetuar cálculos,
anotar conclusões e dados que possam ser utilizados na formulação de textos,
trabalhos ou qualquer outra avaliação formativa.
Espera-se que o objeto colabore para uma aprendizagem significativa,
isto é, que o aluno consiga dominar a teoria conceitual; representar através da
ferramenta algébrica os símbolos, fórmulas e leis; relacionar o conteúdo deste
objeto com o cotidiano e transmitir aos demais ao seu redor; adquirir uma
estrutura cognitiva que permita a assimilação de conceitos posteriores,
conseqüentemente, realize um desenvolvimento intelectual. Principalmente
esperamos que o aluno faça interpretações dos gráficos, dos resultados de seus
cálculos e possa aplicar os conhecimentos em benefício seu e de outros.
Depois da Atividade
Questões para discussão
Com criatividade o professor pode utilizar o software para trabalhar
diferentes conceitos, por exemplo, no caso da aceleração, a partir da velocidade
e do tempo gasto ele pode calcular a aceleração média. Os alunos poderão
imaginar o ambiente da Fórmula 1 e discutir a questão dos pneus utilizados em
dias de sol ou de chuva, do desgaste dos pneus, todas relacionadas com o atrito
e escorregamento, as batidas de carros e a razão de se colocarem paredes de
pneus em algumas posições das pistas (amortecimento dos impactos), a
questão da aerodinâmica dos carros e a força de resistência do ar. O professor
pode até mesmo aproveitar para discutir segurança nas estradas e nas cidades
relacionadas com limites de velocidade.
Poderá discutir também:
O valor marcado no velocímetro do automóvel Fórmula N2;
Dependência entre a natureza do corpo que se movimenta e o
movimento;
A trajetória e o deslocamento após o término do circuito.
A velocidade média e escalar do automóvel;
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Por que em certas estradas há alerta aos motoristas em relação às
dimensões muito grandes de certos veículos como “treminhões”?
O significado da transformação de medidas.
Dica
O professor pode improvisar um laboratório onde possam realizar
inúmeras experiências relacionadas à cinemática. Com qualquer objeto que
realize um movimento, um cronômetro ou outro instrumento similar que meça
o tempo e um padrão de medidas de comprimento (régua ou trena), papel e
lápis para as anotações e para traçar gráficos. O aluno é convidado mais
uma vez a observar sob outra ótica o significado de grandezas físicas como
metros, segundos, velocidade média, grandeza vetorial (aceleração) e
desenvolver a linha de raciocínio do estudo dos movimentos.
Avaliação
Pode-se inovar também quanto aos métodos avaliativos. No intuito de
valorizarmos a aprendizagem significativa, poderia haver uma aula inusitada
onde fosse avaliado o raciocínio. Por exemplo, ao levar os alunos para
assistirem a uma partida de futebol, o professor convida os alunos a
analisarem os diferentes movimentos da bola: trajetórias curvas e retilíneas,
velocidades médias e instantâneas, relação entre potência de um chute com
a velocidade e alcance da bola. O professor poderia também pedir para eles
descreverem o movimento, prever a distância que a bola percorre em um
curto intervalo de tempo e, conseqüentemente associar ao valor da
velocidade média. Seria desejável e possível até mesmo descrever esse
movimento da bola decompondo-o em porção horizontal e porção vertical.
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Atividades Complementares
Sugerimos a leitura complementar descrita na bibliografia e a resolução
de exercícios e problemas relacionados ao estudo dos movimentos.
A prática em laboratórios (experiência) ou fazer da experiência própria
diária o seu laboratório, é importante para contextualização propiciando um
aprendizado útil à vida e posteriormente ao trabalho, onde as informações, o
conhecimento, as competências, habilidades e os valores desenvolvidos sejam
instrumentos reais de percepção, julgamento, atuação, desenvolvimento pessoal
ou de aprendizado permanente.
Bibliografia
1. BRASIL, Secretaria de Educação Fundamental. Parâmetros
Curriculares Nacionais do Ensino Médio: Física/ Secretaria da
Educação Fundamental. – Brasília: MEC/ SEF, 2000.
2. GASPAR, A.; Física 1. Mecânica São Paulo, Ática, 2000.
3. GREF, Física 1. Mecânica Ed. Edusp 5ª ed. 1995
4. HALLIDAY, D.; RESNICK, R. & WALKER, J. Fundamentos de
Física 1. Ed. LTC 6ª ed.2003
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