Contextualização

A física é uma disciplina que traz a compreensão de como o universo funciona através de uma variedade de leis e teorias. Dentre esses conceitos, as Leis de Newton são um dos pilares fundamentais da física. Isaac Newton delineou três leis que descrevem o movimento dos objetos e essas leis são ainda hoje consideradas um ponto de partida essencial para entender o funcionamento do universo.

A primeira lei de Newton, também conhecida como Lei da Inércia, afirma que um objeto em movimento continuará em movimento e um objeto em repouso permanecerá em repouso a menos que uma força externa atue sobre ele. A segunda lei de Newton estabelece a relação entre força, massa e aceleração, nos dizendo que a força é igual à massa do objeto multiplicada por sua aceleração (F=ma). Finalmente, a terceira lei de Newton, a Lei da Ação e Reação, diz que para cada ação há uma reação igual e oposta.

A mecânica é a parte da física que estuda o movimento e as forças que o produzem. A resolução de problemas de mecânica pode ser vista em nosso dia a dia. Por exemplo, quando você empurra um carrinho de compras, você está aplicando uma força que causa a aceleração do carrinho. Qunado um carro freia, existem forças atuando para diminuir a velocidade do veículo. Mesmo algo tão simples como andar envolve a aplicação das leis de Newton, pois ao empurrar o chão para trás, o chão reage empurrando você para frente.

Os conceitos das leis de Newton são muito mais do que apenas teoria, eles são aplicados em uma vasta gama de áreas, da engenharia à medicina, da geologia à astrofísica. São essas leis que permitem a construção de pontes, o design de carros mais seguros, o desenvolvimento de próteses, a previsão de terremotos, o lançamento de satélites, entre outros.

Materiais de Estudo

Para uma melhor compreensão sobre as leis de Newton, recomendamos as seguintes fontes:

1. Khan Academy: Leis de Newton - A Khan Academy oferece uma variedade de vídeos e exercícios que abrangem a temática das leis de Newton.

2. Brasil Escola: Leis de Newton - O site Brasil Escola apresenta de forma clara e simples as leis de Newton.

3. Livro: "Fundamentos de Física: Mecânica" de Halliday & Resnick - Um clássico da física que traz uma abordagem aprofundada das leis de Newton entre outros temas.

Atividade Prática: Desafio das Leis de Newton

Objetivo do Projeto

O objetivo dessa atividade é proporcionar a aplicação das Leis de Newton em um ambiente prático e lúdico, por meio da criação de um veículo que se mova com o uso de um balão de ar.

Essa atividade deve ser realizada em grupos de 3 a 5 alunos e terá a duração de uma semana a partir do início do projeto. Cada aluno deve gastar entre duas a quatro horas trabalhando no projeto.

Descrição Detalhada da Atividade

Os alunos deverão construir um carro que se mova com a ajuda de um balão. O balão será preenchido com ar e ao ser liberado, o ar irá sair, empurrando o carro para a frente. Este projeto demonstrará as três leis de Newton em ação: a Lei da Inércia, a Lei da Ação e Reação, e a Lei do Movimento.

As equipes terão a tarefa de fazer o carro percorrer a maior distância possível apenas utilizando a força do ar saindo do balão. Para isso, os alunos deverão investigar e aplicar os conceitos das Leis de Newton, como o conceito de inércia, a relação entre força, massa e aceleração, e o princípio da ação e reação.

Materiais Necessários:

• Um balão
• Um canudo
• Fita adesiva
• Quatro tampinhas de garrafa
• Uma caixa de fósforos vazia

Passo a Passo Detalhado

1. Prenda o canudo na caixa de fósforo com a fita adesiva, de modo que uma das extremidades do canudo fique para fora da caixa.
2. Prenda o balão na ponta do canudo que está para fora da caixa.
3. Fixe as tampinhas nas laterais da caixa de fósforo, que funcionarão como rodas.
4. Encha o balão pela extremidade do canudo que está do lado de dentro da caixa (você talvez precise fazer isso várias vezes até conseguir uma boa quantidade de ar dentro do balão).
5. Coloque seu carro no chão e solte o balão.
6. Meça a distância que o seu carro percorreu.

Entregas do Projeto e Documento Escrito

Para completar o projeto, os alunos deverão entregar:

• O veículo construído.
• Um vídeo demonstrando o veículo em ação e explicando como as Leis de Newton se aplicam nele.
• Um relatório escrito em formato de documento, contendo os seguintes tópicos:

1. Introdução: Os alunos deverão contextualizar o tema, mencionar a relevância das Leis de Newton no mundo real e apresentar o objetivo deste projeto.

2. Desenvolvimento: Aqui, os alunos devem detalhar a teoria por trás das Leis de Newton, explicar a atividade em detalhes, indicar a metodologia usada e apresentar e discutir os resultados obtidos.

3. Conclusão: Os alunos deverão retomar os pontos principais, explicitando os aprendizados obtidos e as conclusões retiradas sobre o projeto.

4. Bibliografia: Por fim, os alunos devem indicar as fontes em que se basearam para fazer esse projeto como livros, páginas da web, vídeos, etc.

Ao final desse projeto, os alunos deverão ser capazes de resolver problemas que envolvam o uso das leis de Newton e problemas de mecânica que envolvam o cálculo ou uso de forças peso, normal, atrito, entre outros. Além disso, devem adquirir habilidades socioemocionais como gerenciamento de tempo, comunicação, resolução de problema, pensamento criativo, proatividade e outros.