Mergulho Profundo: Cápsula de Submarino

Desenvolvida por: Luz Pe… (com assistência da tecnologia Profy)

Área do Conhecimento/Disciplinas: [Física]

Temática: [Pressão e Empuxo em Fluidos]

A atividade 'Mergulho Profundo: Cápsula de Submarino' tem como intuito proporcionar aos alunos do 3º ano do Ensino Médio uma compreensão prática dos conceitos de pressão e empuxo. Através de uma simulação lúdica, utilizando garrafas PET, água e pastilhas efervescentes, os alunos irão montar um experimento que imita o funcionamento de um submarino. Ajustando as proporções de água e pastilhas, eles deverão alcançar a flutuação neutra, controlando a subida e descida da garrafa. Esta experiência não só facilita a absorção de conteúdos teóricos da física, mas também promove a colaboração entre colegas, estimulando o trabalho em grupo e o desenvolvimento de habilidades cognitivas e sociais. Em um formato de aula prática, os estudantes poderão vivenciar e discutir a teoria por trás do experimento, o que promove o aprendizado ativo e contextualizado.

Objetivos de Aprendizagem

Os objetivos de aprendizagem desta atividade são focados em permitir que os alunos compreendam e apliquem conceitos físicos fundamentais de forma prática e colaborativa. Essa abordagem encoraja o pensamento crítico e a problematização, elementos chave para o desenvolvimento de habilidades científicas no ensino médio. A expectativa é que os discentes consigam correlacionar o comportamento do submarino com fenômenos naturais e cotidianos, além de extrapolar os conhecimentos adquiridos para situações futuras e mais complexas, desmistificando o processo de aprendizagem.

Compreender o conceito de pressão em fluidos e sua aplicação em situações práticas.
Aplicar o conceito de empuxo para explicar a flutuação de objetos em líquidos.
Desenvolver habilidades de trabalho colaborativo ao realizar atividades experimentais em grupo.
Relacionar conceitos teóricos da física com demonstrações práticas no laboratório.

Habilidades Específicas BNCC

EM13CNT301: Comparar diferentes modelos de representação da realidade com o propósito de compreender fenômenos naturais.
EM13CNT303: Experimentar, observar e analisar situações problemáticas, buscando soluções ou explicações baseadas em conceitos científicos.
EM13CNT304: Compreender os conceitos de pressões hidrostáticas e manométricas em aplicações práticas como o funcionamento de submarinos.

Conteúdo Programático

O conteúdo programático desta atividade será centrado nos conceitos de pressão e empuxo, abordando de forma prática e teórica os princípios físicos que governam o comportamento de corpos imersos em fluidos. Além disso, os estudantes terão a oportunidade de desenvolver habilidades de investigação científica e raciocínio crítico ao formular hipóteses e testar suas ideias experimentais com base na observação meticulosa do experimento.

Conceito e cálculo de pressão em fluidos.
Princípios do empuxo e o princípio de Arquimedes.
Comportamento de objetos em flutuação neutra.
Investigações científicas experimentais.

Metodologia

A metodologia desta atividade será predominantemente prática, com os alunos desenvolvendo um experimento colaborativo que replica um submarino. O foco será na aprendizagem ativa, onde os próprios alunos montam e ajustam o experimento, analisam resultados e fazem correlações com conceitos teóricos. As discussões em grupo incentivam a reflexão e compreensão profunda dos tópicos enquanto cultivam um ambiente de aprendizado cooperativo e motivador.

Engajamento prático e experimentação direta.
Trabalho colaborativo em grupos.
Discussões guiadas sobre os resultados dos experimentos.
Interpretação de fenômenos com base em dados experimentais.

Aulas e Sequências Didáticas

O cronograma da atividade está planejado para uma carga horária total de 4 horas, divididas em duas aulas de 110 minutos cada. Esse formato permite a abordagem gradual dos conceitos e a experimentação detalhada, além de viabilizar a reflexão coletiva sobre os resultados ao final de cada sessão.

Aula 1: Introdução teórica e montagem do experimento.
Aula 2: Execução da atividade prática, ajustes e discussão dos resultados.

Avaliação

A avaliação será por meio de observação direta e análise de relatórios escritos. Durante a execução da atividade, os alunos serão avaliados quanto ao seu envolvimento e capacidade de trabalhar em grupo, entender os conceitos de pressão e empuxo e sua aplicação no experimento. Os grupos também deverão entregar um relatório resumido, detalhando o procedimento seguido, as observações feitas e as conclusões tiradas. Este relatório permitirá ao professor avaliar a compreensão dos conteúdos, a capacidade de argumentação e de concatenação de ideias dos alunos. Exemplos incluem a clara descrição do conceito de empuxo no experimento e a correta interpretação e registro de observações.

Materiais e ferramentas:

Os materiais e recursos necessários para esta atividade são fundamentais para a compreensão prática dos conceitos de física envolvidos. A escolha de itens como garrafas PET e pastilhas efervescentes visa a simplicidade e a acessibilidade, incentivando a criatividade e a investigação dos alunos. Tais recursos oferecem uma base tangível sobre a qual os alunos podem experimentar livremente e formular teorias científicas.

Garrafas PET.
Pastilhas efervescentes.
Baldes ou recipientes com água.
Material de apoio teórico (apostilas, artigos).
Papéis para anotações e registro de dados.

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