Exploradores da Energia!

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Área do Conhecimento/Disciplinas: Ciências da Natureza

Temática: Energia Mecânica e Transformações Energéticas

Neste plano de aula, os estudantes do 1º ano do Ensino Médio terão a oportunidade de explorar os conceitos de energia potencial elástica e transformação desta em energia cinética através de uma atividade prática no laboratório Maker. Utilizando materiais simples como elásticos, clips, palitos de picolé e rodinhas, eles construirão pequenos carrinhos cujo movimento é impulsionado pela liberação da energia armazenada em um elástico esticado. Esta experiência não apenas visualiza a transição de energia potencial para cinética mas também permite a reflexão sobre conservação da energia mecânica em um contexto lúdico e educativo. A atividade estimula a criatividade, o trabalho em equipe e a aplicação de conceitos físicos para resolver problemas práticos. Avaliará a habilidade dos alunos em prever e comparar as distâncias percorridas pelos carrinhos, proporcionando uma compreensão profunda sobre como a gestão da energia impacta o movimento.

Objetivos de Aprendizagem

O principal objetivo desta atividade é proporcionar aos alunos uma compreensão palpável sobre as transformações e conservações de energia em sistemas mecânicos simples, através de uma experiência prática. Isso inclui entender a relação entre energia potencial elástica e energia cinética, além dos fatores que influenciam a transferência e conservação de energia num sistema. Espera-se que, ao final, os estudantes sejam capazes de aplicar estes conceitos para fazer previsões acuradas sobre o comportamento de sistemas físicos no cotidiano.

Compreender a transformação de energia potencial elástica em energia cinética.
Identificar fatores que influenciam a conservação da energia mecânica.
Desenvolver habilidades práticas de investigação e construção de modelos físicos.
Aplicar conhecimentos teóricos de física em situações práticas.
Estimular a criatividade e o trabalho em equipe na resoluÃ§Ã£o de problemas.

Habilidades Específicas BNCC

EM13CNT101: Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Conteúdo Programático

O conteúdo programático engloba conceitos fundamentais de física, tais como energia potencial, energia cinética e conservação de energia. Os estudantes explorarão esses conceitos de maneira prática, visualizando as transformações energéticas e compreendendo melhor as leis físicas que regem tais transformações. A atividade visa solidificar o entendimento da mecânica clássica, estimulando também a aplicação destes conceitos em contextos reais e problematizações cotidianas.

Conceitos de energia potencial elástica e energia cinética.
Leis de conservação de energia.
Princípios básicos de física mecânica.
Aplicação de conceitos físicos em situações práticas.
Análise e previsão do movimento de objetos.

Metodologia

A atividade será conduzida utilizando a metodologia ativa Mão-na-massa\

Introdução teórica dos conceitos de energia mecânica.
Planejamento e construção dos carrinhos.
Testes dos carrinhos e coleta de dados sobre o movimento.
Análise dos resultados e comparação com as previsões iniciais.
Debate em grupo sobre as observações e conclusões do experimento.

Aulas e Sequências Didáticas

A atividade será distribuída em uma aula e meia, totalizando 1 hora de duração. A primeira parte envolverá a introdução dos conceitos e o início da construção dos carrinhos. Na sequência, os estudantes testarão seus modelos e analisarão os resultados obtidos, discutindo em grupo as observações.

Aula 1 (40 minutos): Introdução dos conceitos e início da construção dos carrinhos.
Aula 1,5 (20 minutos): Testes, análise dos resultados e discussão.

Avaliação

A avaliação considerará a participação ativa dos alunos durante todas as fases da atividade, a criatividade e precisão na construção dos carrinhos, além da capacidade de aplicar os conceitos teóricos na análise dos testes realizados. Destaca-se a importância da argumentação científica nas previsões e na comparação dos resultados obtidos. Será valorizado o trabalho em equipe, evidenciado pela colaboração durante o planejamento, construção e análise dos experimentos.

Materiais e ferramentas:

Para a realização desta atividade, será necessário acesso ao laboratório Maker e a materiais específicos, como elásticos, clips, palitos de picolé e rodinhas. Esses recursos permitem a construção dos modelos de carrinhos movidos por energia potencial elástica, proporcionando uma base prática para a exploração dos conceitos de energia mecânica.

Elásticos de diversos tamanhos.
Clips de papel para estrutura.
Palitos de picolé para o corpo do carrinho.
Pequenas rodinhas ou discos para as rodas.
Ferramentas para montagem e decoração dos carrinhos.

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