Plano de Aula | Metodologia Ativa | Princípio de Bernoulli

Premissas: Este Plano de Aula Ativo pressupõe: uma aula de 100 minutos de duração, estudo prévio dos alunos tanto com o Livro, quanto com o início do desenvolvimento do Projeto e que uma única atividade (dentre as três sugeridas) será escolhida para ser realizada durante a aula, já que cada atividade é pensada para tomar grande parte do tempo disponível.

Objetivos

Duração: (5 - 10 minutos)

Esta etapa do plano de aula tem como finalidade estabelecer os objetivos claros de aprendizagem que guiarão todas as atividades subsequentes. Ao definir objetivos específicos, os alunos poderão focar suas energias nas habilidades e conhecimentos essenciais para entender e aplicar o princípio de Bernoulli. Esta etapa é crucial para garantir que os alunos possam não só memorizar, mas também compreender e aplicar o conteúdo teórico em contextos práticos e teóricos durante a aula.

Objetivos principais:

1. Capacitar os alunos a identificar e descrever as condições necessárias para a conservação da energia em fluidos.

2. Habilitar os alunos a aplicar o princípio de Bernoulli para analisar e explicar como a velocidade de um fluido, a pressão e a energia potencial estão inter-relacionadas.

Objetivos secundários:

1. Desenvolver habilidades de pensamento crítico ao questionar e investigar as relações entre os conceitos físicos apresentados.
2. Fomentar a colaboração e a comunicação entre os alunos durante as atividades práticas.

Introdução

Duração: (15 - 20 minutos)

A introdução serve para conectar o conhecimento prévio dos alunos com os conceitos teóricos que serão explorados durante a aula, utilizando situações problema para ativar o pensamento crítico e a curiosidade. Além disso, a contextualização ajuda a mostrar a relevância do princípio de Bernoulli em situações práticas, aumentando o engajamento dos alunos e sua percepção sobre a importância do estudo de física em suas vidas e no mundo ao seu redor.

Situações Problema

1. Explique como um avião é capaz de voar utilizando o princípio de Bernoulli, considerando a forma das asas e a velocidade do ar ao redor delas.

2. Descreva por que um canudo pode ser usado para 'sugar' um líquido, mesmo que a boca esteja no mesmo nível ou até acima do nível do líquido, utilizando o princípio de Bernoulli.

Contextualização

O princípio de Bernoulli não é apenas uma teoria complicada; sua aplicação prática é vista em muitos aspectos do dia a dia, como em aerodinâmica, sistemas de ventilação e mesmo em instrumentos musicais, como o órgão. Além disso, a curiosidade humana e a necessidade de entender como o mundo funciona levou ao desenvolvimento de tecnologias que utilizam esse princípio para melhorar e inovar, como asa delta e até mesmo a tecnologia de tratamento de água em áreas com recursos limitados.

Desenvolvimento

Duração: (75 - 85 minutos)

A etapa de desenvolvimento é projetada para permitir que os alunos apliquem de forma prática e teórica os conceitos estudados sobre o princípio de Bernoulli. Ao engajarem-se em atividades lúdicas e desafiadoras, eles terão a oportunidade de explorar a teoria por trás do comportamento dos fluidos e da aerodinâmica, além de desenvolverem habilidades de colaboração, resolução de problemas e aplicação de conhecimentos. Esta abordagem prática visa solidificar o entendimento dos alunos e tornar os conceitos físicos mais tangíveis e relevantes para o seu cotidiano e suas possíveis carreiras futuras.

Sugestões de Atividades

Recomenda-se que seja realizada apenas uma das atividades sugeridas

Atividade 1 - Missão Bernoulli: Como Voar com Ciência

> Duração: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Aplicar o princípio de Bernoulli para entender e melhorar a aerodinâmica de um avião simples.

- Descrição: Nesta atividade, os alunos irão projetar e construir um pequeno modelo de avião usando materiais como papel, palitos de dente e fita adesiva. O desafio é fazer com que o avião voe o mais longe possível, aplicando os princípios de Bernoulli para otimizar a aerodinâmica.

- Instruções:

• Dividir a classe em grupos de até 5 alunos.

• Distribuir os materiais necessários: papel, palitos de dente, fita adesiva e uma régua.

• Cada grupo deve projetar e construir um avião que considere a forma das asas e a velocidade do ar.

• Testar os aviões em uma área segura, como um corredor espaçoso.

• Medir e registrar a distância percorrida por cada avião.

• Discutir em grupo o que funcionou e o que não funcionou, relacionando com os princípios de Bernoulli.

Atividade 2 - O Mistério do Canudo Mágico

> Duração: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Demonstrar na prática o efeito do princípio de Bernoulli na pressão do ar e sua relação com o fluxo de fluidos.

- Descrição: Os alunos irão investigar como um canudo pode 'sugar' um líquido, mesmo que a boca esteja no mesmo nível ou até acima do nível do líquido, utilizando o princípio de Bernoulli.

- Instruções:

• Formar grupos de até 5 alunos.

• Encher um copo até a borda com água.

• Colocar um canudo no copo e cobrir a ponta superior com o dedo.

• Inverter o canudo, mantendo o dedo pressionando a ponta.

• Retirar o dedo e observar o que acontece com a água dentro do canudo.

• Analisar e discutir o fenômeno observado, relacionando com o princípio de Bernoulli.

Atividade 3 - Desafio das Ventoinhas: Soprando Ideias com Bernoulli

> Duração: (60 - 70 minutos)

- Objetivo: Visualizar e medir os efeitos do princípio de Bernoulli na velocidade e pressão do ar, promovendo uma compreensão mais profunda de seus efeitos.

- Descrição: Neste desafio, os alunos irão usar pequenas ventoinhas e bolas leves para observar e medir o aumento da velocidade e a diminuição da pressão do ar em ação, aplicando o princípio de Bernoulli.

- Instruções:

• Dividir a turma em grupos de até 5 alunos.

• Entregar a cada grupo uma pequena ventoinha portátil e bolas leves.

• Instruir os alunos a ligarem as ventoinhas e a colocarem as bolas próximas ao fluxo de ar.

• Medir e registrar a distância que a bola é deslocada pelo fluxo de ar.

• Discutir os resultados e como o princípio de Bernoulli explica o movimento observado.

Retorno

Duração: (10 - 15 minutos)

Esta etapa do plano de aula é crucial para consolidar o aprendizado dos alunos, permitindo que articulem verbalmente o que aprenderam e o apliquem em diferentes contextos. A discussão em grupo ajuda a reforçar o entendimento dos conceitos físicos, além de desenvolver habilidades de comunicação e argumentação. As questões-chave propostas visam guiar a reflexão dos alunos e garantir que todos os aspectos importantes do princípio de Bernoulli sejam devidamente compreendidos e discutidos.

Discussão em Grupo

Para iniciar a discussão em grupo, o professor deve reunir todos os alunos e pedir que cada grupo compartilhe suas descobertas e conclusões das atividades realizadas. É importante que o professor estimule os alunos a explicar não somente o que observaram, mas também como os princípios de Bernoulli se aplicam aos fenômenos estudados. O professor pode iniciar a discussão com uma breve recapitulação dos conceitos de Bernoulli e pedir que os alunos relacionem esses conceitos com suas experiências práticas.

Perguntas Chave

1. Como a forma das asas do avião ou a posição do canudo influenciam o fluxo do ar ou do líquido?

2. De que maneira a velocidade do ar ou do fluido altera a pressão, conforme observado nas experiências?

3. Como o princípio de Bernoulli pode ser aplicado em outras situações práticas que vocês conhecem?

Conclusão

Duração: (5 - 10 minutos)

A finalidade desta etapa do plano de aula é garantir que os alunos tenham uma compreensão clara e consolidada dos conceitos abordados, enfatizando a conexão entre teoria e prática e a aplicabilidade dos mesmos no mundo real. A recapitulação ajuda a reforçar o aprendizado, enquanto a discussão sobre as aplicações práticas visa aumentar o interesse dos alunos pelo assunto e reconhecer sua importância em diferentes contextos.

Resumo

Na conclusão da aula, o professor deve resumir e recapitular os pontos chave abordados sobre o Princípio de Bernoulli, incluindo a relação entre a velocidade de um fluido, a pressão e a energia potencial. É essencial reforçar como esses conceitos se aplicam em diversas situações práticas, como na aerodinâmica de aeronaves e em situações cotidianas, como explicado nas atividades práticas.

Conexão com a Teoria

Durante a aula, a teoria do Princípio de Bernoulli foi integrada com atividades práticas que permitiram aos alunos ver, sentir e medir os efeitos do princípio em ação. Isso ajudou a solidificar o entendimento teórico ao mostrar sua aplicação direta em fenômenos observáveis, como o voo de um avião ou a sucção de um canudo. A conexão entre teoria e prática foi enfatizada para que os alunos pudessem compreender a relevância dos conceitos estudados.

Fechamento

Por fim, é importante destacar a relevância do estudo do Princípio de Bernoulli na vida cotidiana e em diversas aplicações tecnológicas. Compreender como os fluidos se comportam e como suas propriedades afetam o mundo ao nosso redor é fundamental não apenas para o avanço científico, mas também para o desenvolvimento de soluções práticas e inovadoras em engenharia e tecnologia, áreas essenciais para o progresso humano.