Objetivos (5 - 10 minutos)

1. Compreender o conceito de força gravitacional: Os alunos devem ser capazes de entender e explicar o que é força gravitacional, como ela é gerada e como atua. Eles devem ser capazes de diferenciá-la de outras forças, como a força normal e a força de atrito.

2. Aplicar a lei da gravitação universal de Newton: Os alunos devem ser capazes de aplicar a lei da gravitação universal de Newton para calcular a força gravitacional entre dois corpos. Eles devem entender os termos da fórmula, como a constante gravitacional e as massas dos corpos.

3. Resolver problemas envolvendo a força gravitacional: Os alunos devem ser capazes de resolver problemas práticos que envolvam a força gravitacional. Isso inclui calcular a força gravitacional entre dois corpos, determinar a aceleração de um corpo devido à força gravitacional e determinar a força necessária para manter um corpo em equilíbrio.

   Objetivos secundários:

   • Desenvolver habilidades de pensamento crítico: Ao resolver problemas que envolvem a força gravitacional, os alunos serão desafiados a pensar criticamente e a aplicar os conceitos aprendidos de maneira eficaz.

   • Estimular a colaboração em grupo: O uso do modelo de aula invertida permite que os alunos trabalhem em grupos para resolver problemas. Isso promove a colaboração e a comunicação efetiva entre eles.

Introdução (10 - 15 minutos)

1. Revisão de Conteúdos Prévios: O professor inicia a aula relembrando conceitos que são fundamentais para a compreensão do tópico atual. Neste caso, os conceitos de massa e peso, a lei da inércia e a terceira lei de Newton são revisados. (3 - 5 minutos)

2. Situação-Problema 1: O professor apresenta a seguinte situação: "Imagine que você está na Lua. Seu peso seria diferente do que é na Terra. Por quê? O que causa essa diferença?" Esta situação visa despertar a curiosidade dos alunos e prepará-los para o novo conteúdo. (2 - 3 minutos)

3. Contextualização do Assunto: O professor então explica que o estudo da força gravitacional é essencial para entendermos a dinâmica dos corpos no universo. A partir deste conceito, é possível entender fenômenos como os movimentos dos planetas, a formação de galáxias e até mesmo a possibilidade de viagens espaciais. (2 - 3 minutos)

4. Situação-Problema 2: O professor apresenta a seguinte situação: "Se você está em um elevador que está caindo livremente, você se sentiria mais leve do que quando o elevador está parado. Por quê?" Esta situação visa instigar os alunos a pensarem sobre a força gravitacional em situações do cotidiano. (2 - 3 minutos)

5. Ganho de Atenção: Para despertar o interesse dos alunos, o professor pode compartilhar algumas curiosidades sobre a gravitação, como o fato de que a força gravitacional é a única força que atua à distância, ou o fato de que a descoberta da lei da gravitação universal por Newton foi um dos maiores avanços na história da ciência. (1 - 2 minutos)

Desenvolvimento (20 - 25 minutos)

1. Atividade de Simulação: O professor deve dividir os alunos em grupos de até 5 pessoas. Cada grupo receberá uma quantidade de massas iguais e diferentes, além de uma corda. O objetivo da atividade é que os alunos, utilizando as massas e a corda, possam observar a atração que existe entre as massas. O professor deverá circular pela sala auxiliando os grupos e estimulando a discussão e a observação das diferenças. (10 - 15 minutos)

   • Passo 1: O professor distribui o material para cada grupo.
   • Passo 2: Os alunos devem suspender as massas pela corda e observar o que acontece.
   • Passo 3: Os alunos devem variar as massas e observar as mudanças no fenômeno.
   • Passo 4: Os alunos devem discutir em grupo o que observaram e tentar relacionar com o conceito de força gravitacional.

2. Atividade de Resolução de Problemas: Após a atividade de simulação, o professor propõe aos grupos a resolução de problemas relacionados ao conteúdo. Os problemas devem ser desafiadores e contextualizados, como por exemplo: "Calculando a força gravitacional entre a Terra e a Lua, quanto a força da gravidade na Terra é maior do que na Lua?", "Se a força gravitacional entre dois corpos é de 10 N e a distância entre eles é duplicada, qual será a nova força gravitacional?". Os alunos devem trabalhar em conjunto para resolver os problemas, aplicando o conhecimento adquirido durante a atividade de simulação. (10 - 15 minutos)

   • Passo 1: O professor distribui os problemas para cada grupo.
   • Passo 2: Os alunos leem e discutem o problema em grupo.
   • Passo 3: Os alunos aplicam a fórmula da força gravitacional para resolver o problema.
   • Passo 4: Os alunos verificam e discutem a resposta em grupo.

3. Discussão em Grupo: Após a resolução dos problemas, cada grupo deve apresentar suas respostas e discussões para a classe. O professor deve mediar a discussão, esclarecendo dúvidas e reforçando os conceitos. (5 - 10 minutos)

   • Passo 1: O professor seleciona alguns grupos para apresentar suas respostas.
   • Passo 2: O grupo apresentador expõe sua solução e as discussões que surgiram durante a resolução do problema.
   • Passo 3: O professor e os demais alunos fazem perguntas e comentários sobre a apresentação.
   • Passo 4: O professor conclui a atividade, reforçando os conceitos trabalhados e esclarecendo possíveis dúvidas.

Retorno (10 - 15 minutos)

1. Discussão em Grupo (5 - 7 minutos): O professor deve promover uma discussão aberta com todos os alunos para compartilhar as soluções ou conclusões encontradas por cada grupo durante a atividade de resolução de problemas. O objetivo é que os alunos possam aprender uns com os outros e perceber diferentes abordagens para resolver os mesmos problemas. Durante a discussão, o professor deve fazer perguntas que estimulem os alunos a explicarem o raciocínio por trás de suas soluções, consolidando assim o entendimento do conceito de força gravitacional.

   • Passo 1: O professor seleciona um representante de cada grupo para compartilhar suas soluções ou conclusões.
   • Passo 2: Os representantes de cada grupo têm até 3 minutos para apresentar.
   • Passo 3: Após todas as apresentações, o professor abre a discussão para perguntas e comentários dos demais alunos.

2. Conexão com a Teoria (2 - 3 minutos): Após a discussão, o professor deve fazer uma síntese das principais conclusões, reforçando os conceitos teóricos que foram aplicados durante a atividade. O professor pode, por exemplo, destacar a importância da massa e da distância na força gravitacional, ou discutir como a força gravitacional se manifesta em diferentes situações do dia a dia. Esta etapa é crucial para que os alunos possam consolidar o conhecimento adquirido e perceber a relevância do tema para além da sala de aula.

3. Reflexão Individual (3 - 5 minutos): Por fim, o professor deve propor que os alunos reflitam individualmente sobre o que aprenderam durante a aula. Para isso, o professor pode fazer as seguintes perguntas:

   1. Qual foi o conceito mais importante que você aprendeu hoje?
   2. Quais questões ainda não foram respondidas?
   3. Como você pode aplicar o que aprendeu hoje em situações do dia a dia?

   Os alunos devem anotar suas respostas em um caderno ou em um documento digital. Esta reflexão é importante para que os alunos possam reconhecer seu próprio progresso e identificar possíveis lacunas em seu entendimento, que poderão ser abordadas nas próximas aulas. Além disso, ao pensar sobre como o conteúdo aprendido se relaciona com o mundo real, os alunos serão capazes de desenvolver uma compreensão mais profunda e significativa do tema.

   • Passo 1: O professor faz as perguntas para os alunos.
   • Passo 2: Os alunos têm um minuto para pensar e anotar suas respostas.
   • Passo 3: O professor encerra a aula, lembrando aos alunos de revisarem o conteúdo em casa e se prepararem para a próxima aula.

Conclusão (5 - 7 minutos)

1. Resumo da Aula (1 - 2 minutos): O professor deve fazer um breve resumo dos principais pontos abordados durante a aula. Isso inclui a definição de força gravitacional, a lei da gravitação universal de Newton e como aplicá-la para resolver problemas envolvendo a força gravitacional. O professor pode usar um quadro branco ou um slide para destacar os pontos principais e reforçar o entendimento dos alunos.

2. Conexão Teoria-Prática (1 - 2 minutos): O professor deve reforçar como a atividade prática de simulação e a resolução de problemas estavam conectadas à teoria apresentada. Isso pode ser feito ressaltando os conceitos teóricos que foram aplicados durante as atividades e como elas ajudaram os alunos a compreender e a aplicar esses conceitos.

3. Materiais Extras (1 - 2 minutos): O professor deve sugerir materiais extras para os alunos que desejam aprofundar seu conhecimento sobre o tópico. Isso pode incluir livros, artigos, vídeos ou sites da internet que expliquem a força gravitacional de maneira mais detalhada ou que apresentem aplicações interessantes do conceito. O professor pode compartilhar esses materiais em uma plataforma online, como um site da escola ou um grupo de estudos.

4. Relevância do Assunto (1 - 2 minutos): Por fim, o professor deve explicar a importância do estudo da força gravitacional para o dia a dia dos alunos. O professor pode, por exemplo, mencionar como a força gravitacional influencia o movimento dos corpos na Terra, como a formação das marés ou o movimento dos satélites artificiais. Além disso, o professor pode ressaltar como o entendimento da força gravitacional é fundamental para o estudo da física, e como a física, por sua vez, é essencial para o Desenvolvimento de tecnologias e para a compreensão do mundo ao nosso redor.

   • Passo 1: O professor resume os principais pontos da aula.
   • Passo 2: O professor explica a conexão entre a teoria e a prática.
   • Passo 3: O professor sugere materiais extras para estudo.
   • Passo 4: O professor explica a relevância do assunto para o dia a dia e para outras áreas do conhecimento.