Objetivos (5 - 7 minutos)

1. Compreensão do conceito de Empuxo: O professor deve garantir que os alunos compreendam o significado do termo 'empuxo', a força que age sobre um corpo imerso em um fluido e que é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo. Os alunos devem ser capazes de entender e explicar este conceito em suas próprias palavras.

2. Diferenciação de Empuxo e Peso: É importante que os alunos percebam a diferença entre o empuxo e o peso de um objeto. Eles devem entender que, enquanto o peso é a força com que a Terra atrai um corpo, o empuxo é a força com que um fluido empurra um corpo para cima quando ele está imerso nele.

3. Cálculo do Empuxo: Os alunos devem ser capazes de calcular o valor do empuxo em um corpo imerso em um fluido. Isso inclui a aplicação da fórmula do empuxo e a resolução de problemas envolvendo o cálculo do empuxo em diferentes situações.

Objetivos secundários:

1. Aplicação do conceito de Empuxo em situações práticas: Além do entendimento teórico, os alunos devem ser capazes de aplicar o conceito de empuxo em situações práticas do dia a dia ou em experimentos.

2. Relação entre Empuxo e Flutuação: Os alunos devem entender que o empuxo é o que faz um objeto flutuar em um fluido. Eles devem ser capazes de explicar como o empuxo atua em um objeto flutuante e o que aconteceria se o empuxo fosse menor ou maior que o peso do objeto.

Introdução (10 - 15 minutos)

1. Relembrando conceitos: O professor deve iniciar a aula relembrando os conceitos de densidade e pressão, que são fundamentais para a compreensão do tópico de empuxo. O professor pode fazer isso através de um breve questionário ou discussão em sala de aula, para avaliar o conhecimento prévio dos alunos e esclarecer quaisquer dúvidas que possam ter.

2. Situações-problema: Em seguida, o professor pode apresentar duas situações-problema que servirão como ponto de partida para o Desenvolvimento da teoria. A primeira situação pode ser a flutuação de um barco de aço (que é mais denso que a água) e a segunda pode ser a facilidade com que uma pessoa flutua na água do mar (que é mais densa que o corpo humano). Essas situações ajudarão os alunos a entender a importância do empuxo e como ele se relaciona com a flutuação.

3. Contextualização: O professor deve então contextualizar a importância do estudo do empuxo, mostrando como esse conceito é aplicado em situações do dia a dia. Por exemplo, o empuxo é o que permite que os submarinos subam e desçam na água, e é também o princípio que permite que os peixes e outros animais aquáticos flutuem e se movam na água.

4. Ganhar a atenção dos alunos: Para despertar o interesse dos alunos, o professor pode compartilhar algumas curiosidades sobre o empuxo. Por exemplo, o conceito de empuxo foi descoberto por Arquimedes, um dos maiores matemáticos e cientistas da Grécia Antiga, que supostamente teve a ideia enquanto estava tomando banho. Outra curiosidade pode ser o fato de que o empuxo é o que faz com que os objetos pareçam mais leves quando estão imersos em água, devido à força de empuxo contrabalançando a força da gravidade.

Com essas atividades, o professor deve ser capaz de captar a atenção dos alunos e prepará-los para o estudo mais aprofundado do empuxo.

Desenvolvimento (20 - 25 minutos)

1. Atividade "Construindo um Submarino": Os alunos serão divididos em grupos de 4 a 5 pessoas. Cada grupo receberá um kit de materiais (garrafas PET, canudos, massinha de modelar, papel alumínio, fita adesiva, etc.) e a tarefa de construir um submarino que seja capaz de "navegar" em uma bacia de água. O objetivo final é que o submarino flutue na água quando a bacia for inclinada. Durante a atividade, os alunos devem discutir e registrar suas observações sobre como o empuxo atua no submarino, como a adição ou remoção de material afeta o empuxo e a flutuação do submarino, e como o peso do submarino se compara ao empuxo. O professor deve circular pela sala, fornecendo orientação e esclarecendo quaisquer dúvidas. (10 - 15 minutos)

   1.1. Preparação: O professor deve preparar os materiais com antecedência e organizar os alunos em grupos. Ele deve também explicar claramente a tarefa e as regras de segurança.

   1.2. Execução: O professor deve monitorar o progresso dos grupos, incentivando a discussão e a colaboração. Ele deve também garantir que os alunos estejam usando os termos corretos (empuxo, peso, flutuação) ao discutir a atividade.

   1.3. Conclusão: Após a Conclusão da atividade, o professor deve realizar uma discussão em sala de aula, onde cada grupo compartilhará suas observações e conclusões. O professor deve fazer perguntas para estimular o pensamento crítico e garantir que os alunos tenham compreendido os conceitos de empuxo e flutuação.

2. Atividade "Balões de Hélio": Nesta atividade, os alunos irão explorar o conceito de empuxo em uma situação diferente. Cada grupo receberá um balão de hélio e uma série de objetos de diferentes pesos (por exemplo, uma moeda, uma caneta, um clipe, etc.). O objetivo é descobrir quantos objetos de cada tipo o balão de hélio pode levantar antes de não conseguir mais subir. Os alunos devem registrar suas observações e conclusões, e discutir como o empuxo e o peso se relacionam nesta situação. (5 - 10 minutos)

   2.1. Preparação: O professor deve preparar os materiais com antecedência e organizar os alunos em grupos. Ele deve também explicar a tarefa e as regras de segurança.

   2.2. Execução: O professor deve monitorar o progresso dos grupos, incentivando a discussão e a colaboração. Ele deve também garantir que os alunos estejam usando os termos corretos (empuxo, peso) ao discutir a atividade.

   2.3. Conclusão: Após a Conclusão da atividade, o professor deve realizar uma discussão em sala de aula, onde cada grupo compartilhará suas observações e conclusões. O professor deve fazer perguntas para estimular o pensamento crítico e garantir que os alunos tenham compreendido os conceitos de empuxo e peso.

Com essas atividades, os alunos terão a oportunidade de explorar o conceito de empuxo de maneira prática e significativa, o que ajudará a solidificar seu entendimento do tópico. Além disso, ao trabalhar em grupos, os alunos irão desenvolver habilidades de colaboração e comunicação.

Retorno (8 - 10 minutos)

1. Discussão em Grupo (3 - 4 minutos): Após a Conclusão das atividades práticas, o professor deve reunir a classe para uma discussão em grupo. Cada grupo deve compartilhar suas soluções ou conclusões sobre as atividades realizadas. O professor deve encorajar os alunos a explicar o raciocínio por trás de suas respostas e a utilizar os termos corretos da física, como empuxo e peso. Durante a discussão, o professor deve fazer perguntas para verificar o entendimento dos alunos e esclarecer quaisquer mal-entendidos.

   1.1. Preparação: O professor deve preparar algumas perguntas para guiar a discussão e assegurar que todos os grupos participem.

   1.2. Execução: O professor deve conduzir a discussão, garantindo que todos os alunos tenham a oportunidade de falar e compartilhar suas ideias. Ele deve também esclarecer qualquer confusão e reforçar os conceitos importantes.

   1.3. Conclusão: O professor deve resumir as principais conclusões da discussão e reforçar os conceitos-chave que foram abordados.

2. Conexão com a Teoria (2 - 3 minutos): O professor deve então fazer a conexão entre as atividades práticas e a teoria do empuxo. Ele deve revisitar os conceitos de empuxo e peso, e explicar como eles se aplicam às situações que os alunos exploraram durante as atividades. O professor deve enfatizar a importância do empuxo na flutuação de objetos em um fluido, e como o empuxo e o peso se equilibram para determinar se um objeto flutua ou afunda.

   2.1. Preparação: O professor deve preparar uma breve explicação que conecte as atividades práticas à teoria.

   2.2. Execução: O professor deve explicar a conexão, utilizando exemplos das atividades práticas para ilustrar os conceitos teóricos.

   2.3. Conclusão: O professor deve resumir as principais conexões entre a teoria e as atividades práticas, e reforçar a importância do empuxo no mundo real.

3. Reflexão Final (1 - 2 minutos): Para concluir a aula, o professor deve pedir aos alunos que reflitam por um minuto sobre o que aprenderam. Ele pode fazer perguntas como: "Qual foi o conceito mais importante que você aprendeu hoje?", "Quais questões ainda não foram respondidas?", e "Como você pode aplicar o que aprendeu hoje em situações do dia a dia?".

   3.1. Preparação: O professor deve preparar as perguntas de reflexão com antecedência.

   3.2. Execução: O professor deve permitir que os alunos reflitam em silêncio por um minuto, e então pedir a alguns voluntários que compartilhem suas respostas com a classe.

   3.3. Conclusão: O professor deve resumir as principais ideias que surgiram da reflexão dos alunos, e reforçar a relevância do empuxo no mundo real.

Com este Retorno, o professor será capaz de avaliar a compreensão dos alunos sobre o conceito de empuxo e identificar quaisquer áreas que possam precisar de revisão ou esclarecimento adicional. Além disso, ao pedir aos alunos que reflitam sobre o que aprenderam, o professor estará incentivando a metacognição e ajudando os alunos a consolidar seu entendimento do tópico.

Conclusão (5 - 7 minutos)

1. Resumo da Aula (2 - 3 minutos): O professor deve começar a Conclusão resumindo os principais pontos abordados durante a aula. Isso inclui a definição de empuxo, a diferença entre empuxo e peso, e como calcular o empuxo. O professor deve também recapitular as atividades práticas realizadas e as conclusões tiradas delas. Este é o momento para consolidar o conhecimento adquirido e garantir que os alunos tenham entendido os conceitos fundamentais.

   1.1. Preparação: O professor deve preparar um resumo conciso que inclua os principais pontos da aula.

   1.2. Execução: O professor deve apresentar o resumo, destacando os pontos mais importantes.

   1.3. Conclusão: O professor deve garantir que todos os alunos tenham entendido os conceitos após a apresentação do resumo.

2. Conexão entre Teoria, Prática e Aplicações (1 - 2 minutos): Em seguida, o professor deve explicar como a aula conectou a teoria do empuxo com a prática das atividades em grupo. O professor deve reforçar como a compreensão do empuxo pode ser aplicada em situações do dia a dia, como a flutuabilidade de objetos em líquidos. Este é o momento para mostrar como a teoria aprendida tem aplicações práticas, o que ajuda a motivar os alunos a continuar aprendendo.

   2.1. Preparação: O professor deve preparar algumas aplicações práticas do empuxo para compartilhar com os alunos.

   2.2. Execução: O professor deve explicar as conexões entre a teoria, a prática e as aplicações, utilizando exemplos concretos.

   2.3. Conclusão: O professor deve garantir que os alunos entendam a relevância do empuxo no mundo real.

3. Materiais Extras (1 - 2 minutos): O professor deve então sugerir alguns materiais extras para os alunos que desejam aprofundar seu entendimento do empuxo. Isso pode incluir livros de referência, sites, vídeos do YouTube, ou experimentos que podem ser feitos em casa. O professor deve encorajar os alunos a explorar esses materiais por conta própria para reforçar o que foi aprendido em sala de aula.

   3.1. Preparação: O professor deve preparar uma lista de materiais extras que sejam adequados para a compreensão dos alunos.

   3.2. Execução: O professor deve compartilhar a lista de materiais extras com os alunos, explicando brevemente o que cada um deles oferece.

   3.3. Conclusão: O professor deve incentivar os alunos a utilizar os materiais extras para expandir seu conhecimento sobre o empuxo.

4. Importância do Assunto (1 minuto): Por último, mas não menos importante, o professor deve ressaltar a importância do empuxo no dia a dia. Ele pode mencionar algumas situações cotidianas onde o empuxo é um fator crucial, como na flutuação de barcos, na natação, ou mesmo na operação de submarinos. Isso ajudará a reforçar a relevância do assunto e a motivar os alunos a continuarem estudando e aplicando o que aprenderam.

   4.1. Preparação: O professor deve preparar alguns exemplos de situações cotidianas onde o empuxo é importante.

   4.2. Execução: O professor deve compartilhar os exemplos com os alunos, explicando brevemente cada um deles.

   4.3. Conclusão: O professor deve garantir que os alunos entendam a importância do empuxo no mundo real e se sintam motivados a continuar aprendendo sobre o assunto.

Com esta Conclusão, o professor estará reforçando os conceitos-chave da aula, conectando a teoria com a prática e as aplicações, e incentivando os alunos a continuar aprendendo. Além disso, ao ressaltar a importância do empuxo no dia a dia, o professor estará ajudando os alunos a perceber a relevância e a aplicabilidade do que aprenderam, o que pode aumentar seu interesse e motivação para o estudo da física.