Objetivos (5 - 10 minutos)

1. Compreender o conceito de dilatação de líquidos em recipientes: Os alunos devem ser capazes de entender o que é dilatação térmica e como ela se aplica aos líquidos em recipientes. Isso inclui a noção de que a dilatação ocorre devido ao aumento da energia cinética das partículas.

2. Aplicar a fórmula de dilatação linear dos líquidos: Os alunos devem ser capazes de aplicar a fórmula de dilatação linear para resolver problemas envolvendo a dilatação de líquidos em recipientes. Isso inclui o uso das grandezas envolvidas na fórmula (variação de temperatura, coeficiente de dilatação linear e comprimento inicial) e a realização de cálculos.

3. Resolver problemas práticos envolvendo dilatação de líquidos: Os alunos devem ser capazes de utilizar os conceitos e a fórmula de dilatação linear para resolver problemas práticos. Isso inclui a interpretação do problema, a identificação das grandezas envolvidas, a aplicação da fórmula e a interpretação do resultado.

Objetivos secundários:

1. Desenvolver habilidades de pensamento crítico e resolução de problemas: Através da resolução de problemas práticos, os alunos serão incentivados a desenvolver habilidades de pensamento crítico e resolução de problemas. Isso inclui a capacidade de analisar, sintetizar e avaliar informações, bem como a capacidade de formular e resolver problemas.

2. Fomentar a participação ativa e o trabalho em equipe: A aula invertida proporciona um ambiente propício para a participação ativa e o trabalho em equipe. Os alunos serão incentivados a discutir os conceitos, a resolver problemas em grupos e a compartilhar suas soluções com a classe.

Introdução (10 - 15 minutos)

1. Revisão de conceitos anteriores: O professor inicia a aula relembrando os conceitos de dilatação térmica, dilatação linear e a fórmula geral de dilatação linear. Ele pode fazer isso através de uma breve apresentação de slides, um quadro branco interativo ou um vídeo curto. O professor pode também propor algumas questões de revisão, como: "O que é dilatação térmica?" e "Como podemos calcular a dilatação linear de um sólido?".

2. Situação-problema: O professor apresenta duas situações-problema para despertar o interesse dos alunos. Primeiro, ele pode perguntar: "O que acontece quando um recipiente com um líquido é aquecido?" e, em seguida, "Como podemos calcular o quanto o líquido irá se expandir?". O professor pode então explicar que a resposta para a segunda pergunta envolve a dilatação linear dos líquidos.

3. Contextualização: O professor contextualiza a importância do assunto, explicando que a dilatação de líquidos em recipientes é um fenômeno que ocorre diariamente em nossas vidas. Ele pode dar exemplos, como a medição de líquidos em termômetros, a expansão de gasolina em um tanque de carro em um dia quente e a dilatação da água nos canos durante o inverno.

4. Introdução do tópico: O professor introduz o tópico de dilatação de líquidos em recipientes de forma atraente. Ele pode, por exemplo, contar a história de como os primeiros termômetros foram desenvolvidos na Itália do século XVI, com Galileu Galilei e outros cientistas notando que o líquido em um tubo se movia para cima quando aquecido e para baixo quando resfriado. Outra opção é mostrar um vídeo curto de um experimento em que um líquido em um recipiente se expande quando aquecido.

Desenvolvimento (20 - 25 minutos)

1. Atividade prática "Líquidos em Movimento" (10 - 15 minutos)

   • Descrição: O professor divide a turma em grupos de 4 a 5 alunos. Cada grupo recebe um recipiente de vidro transparente, um canudo, água colorida e um termômetro. O desafio é prever e observar o que acontece com a água colorida dentro do recipiente quando ele é aquecido.

   • Passo a passo:

     1. Os alunos devem encher o recipiente com água e adicionar algumas gotas de corante para facilitar a visualização.
     2. Em seguida, devem inserir o termômetro no recipiente, tomando cuidado para não tocar nas laterais.
     3. Usando o canudo, os alunos devem aquecer a água no recipiente, mantendo o termômetro no lugar para monitorar a temperatura.
     4. Durante o aquecimento, os alunos devem observar atentamente o que acontece com a água colorida.
     5. Os alunos devem registrar suas observações e o valor da temperatura quando a água começa a se mover.
     6. O processo de aquecimento deve ser repetido, e os alunos devem tentar prever e explicar o que acontecerá com a água em diferentes temperaturas, com base em suas observações e na teoria da dilatação de líquidos.

2. Atividade de discussão "Aplicando a Fórmula" (10 - 15 minutos)

   • Descrição: Após a atividade prática, os grupos são convidados a participar de uma discussão sobre a aplicação da fórmula de dilatação linear na situação experimental. O objetivo é que os alunos percebam a relação entre a variação de temperatura, o coeficiente de dilatação linear e o comprimento inicial, e como isso se aplica à dilatação de líquidos em recipientes.

   • Passo a passo:

     1. O professor inicia a discussão, solicitando que os alunos compartilhem suas observações da atividade prática e suas previsões sobre o que aconteceria com a água em diferentes temperaturas.
     2. Em seguida, o professor introduz a fórmula de dilatação linear e explica como ela se aplica à situação experimental.
     3. O professor pede a um dos grupos que tente aplicar a fórmula para calcular a dilatação da água no recipiente em uma determinada temperatura.
     4. Os alunos do grupo discutem e trabalham juntos para resolver o problema, enquanto os outros grupos observam e oferecem sugestões, se necessário.
     5. Após o grupo concluir a resolução do problema, o professor verifica a resposta e explica qualquer ponto que possa não ter sido compreendido.
     6. O processo é repetido com outros grupos, se houver tempo.

Note: O professor deve circular pela sala, monitorando as atividades dos grupos, esclarecendo dúvidas e incentivando a participação de todos. Além disso, o professor deve aproveitar as oportunidades para fazer conexões entre a atividade prática, a fórmula de dilatação linear e a teoria da dilatação de líquidos em recipientes.

Retorno (10 - 15 minutos)

1. Discussão em Grupo (5 - 7 minutos)

   • Descrição: O professor reúne todos os alunos e promove uma discussão em grupo sobre as soluções ou conclusões encontradas por cada grupo durante as atividades práticas e de discussão. Cada grupo terá a oportunidade de compartilhar suas observações, previsões e resoluções de problemas.
   • Passo a passo:
     1. O professor chama um representante de cada grupo para compartilhar brevemente suas descobertas, observações e conclusões.
     2. Durante as apresentações, os outros alunos são incentivados a fazer perguntas, oferecer comentários e fazer conexões com suas próprias experiências.
     3. O professor moderará a discussão, garantindo que todos os alunos tenham a oportunidade de falar e que as ideias sejam respeitosamente contestadas e debatidas.
     4. O professor fará perguntas de sondagem para aprofundar a compreensão dos alunos e para garantir que os conceitos-chave tenham sido entendidos.

2. Conexão com a Teoria (3 - 5 minutos)

   • Descrição: Após a discussão em grupo, o professor fará a conexão entre as atividades práticas e a teoria da dilatação de líquidos em recipientes. Ele reforçará os conceitos-chave e explicará como eles foram aplicados nas atividades.
   • Passo a passo:
     1. O professor recapitulará a fórmula de dilatação linear e explicará novamente como ela se aplica à dilatação de líquidos em recipientes.
     2. O professor destacará as observações dos alunos durante a atividade prática e explicará como elas se relacionam com a teoria.
     3. O professor reforçará os conceitos-chave, como a relação entre a variação de temperatura, o coeficiente de dilatação linear e o comprimento inicial, e a importância de considerar esses fatores ao calcular a dilatação de um líquido em um recipiente.

3. Reflexão Individual (2 - 3 minutos)

   • Descrição: O professor propõe que os alunos reflitam individualmente sobre o que aprenderam durante a aula. Eles terão um minuto para pensar sobre respostas para perguntas como: "Qual foi o conceito mais importante aprendido hoje?" e "Quais questões ainda não foram respondidas?".
   • Passo a passo:
     1. O professor pede aos alunos que fechem os olhos e reflitam silenciosamente sobre as perguntas propostas.
     2. Após um minuto, o professor pede que os alunos compartilhem brevemente suas respostas.
     3. O professor encerra a aula reforçando os conceitos-chave, respondendo a quaisquer perguntas restantes e incentivando os alunos a continuar explorando o tópico por conta própria.

Note: O professor deve enfatizar a importância da dilatação de líquidos em recipientes para a vida cotidiana e para outras áreas da física. Ele pode, por exemplo, mencionar como a dilatação de líquidos é usada em termômetros, em instrumentos de medição de nível e em projetos de arquitetura e engenharia que levam em consideração as variações de temperatura.

Conclusão (5 - 7 minutos)

1. Recapitulação do Conteúdo (2 - 3 minutos)

   • Descrição: O professor recapitula os pontos principais da aula, reforçando o conceito de dilatação de líquidos em recipientes e a fórmula de dilatação linear. Ele também relembra as observações feitas pelos alunos durante a atividade prática e como elas se conectam com a teoria.
   • Passo a passo:
     1. O professor reitera a definição de dilatação de líquidos em recipientes, destacando que ela ocorre devido ao aumento da energia cinética das partículas do líquido quando a temperatura aumenta.
     2. O professor recapitula a fórmula de dilatação linear e as grandezas envolvidas nela: variação de temperatura, coeficiente de dilatação linear e comprimento inicial.
     3. O professor relembra as observações feitas pelos alunos durante a atividade prática e como elas se relacionam com a teoria, reforçando a importância da experimentação na aprendizagem de conceitos científicos.

2. Conexão entre Teoria, Prática e Aplicações (1 - 2 minutos)

   • Descrição: O professor destaca como a aula integrou a teoria da dilatação de líquidos em recipientes com a prática das atividades experimentais. Ele também reforça as aplicações práticas do conceito, mencionando exemplos do dia a dia e de outras áreas da física e da engenharia.
   • Passo a passo:
     1. O professor enfatiza que a aula permitiu aos alunos não apenas entender a teoria da dilatação de líquidos em recipientes, mas também ver e experimentar o fenômeno em ação.
     2. O professor menciona novamente as aplicações práticas do conceito, como a medição de temperatura em termômetros e a consideração das dilatações em projetos de engenharia e arquitetura.

3. Materiais Complementares (1 minuto)

   • Descrição: O professor sugere materiais extras para que os alunos possam aprofundar seus conhecimentos sobre a dilatação de líquidos em recipientes. Estes podem incluir vídeos explicativos, simuladores online, leituras recomendadas e problemas adicionais para resolução.
   • Passo a passo:
     1. O professor fornece aos alunos uma lista de materiais complementares, incluindo links para vídeos, sites de simulações, livros e artigos relacionados ao tema.
     2. O professor explica brevemente o conteúdo de cada recurso e como eles podem ajudar os alunos a consolidar seus conhecimentos e a resolver quaisquer dúvidas restantes.

4. Relevância do Assunto (1 minuto)

   • Descrição: Por fim, o professor reforça a importância do conceito de dilatação de líquidos em recipientes, explicando como ele se aplica em diversas situações do dia a dia e em outras áreas do conhecimento.
   • Passo a passo:
     1. O professor menciona novamente exemplos de aplicações práticas do conceito, como a medição de temperatura em termômetros e a consideração das dilatações em projetos de engenharia e arquitetura.
     2. O professor ressalta que a compreensão desse conceito é fundamental não apenas para a disciplina de Física, mas também para a compreensão de diversos fenômenos que ocorrem em nosso dia a dia.
     3. O professor encerra a aula incentivando os alunos a continuarem explorando o tema e a aplicando os conceitos aprendidos em suas observações do cotidiano.