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Plano de aula > Ciências > 9º ano > Matéria e Energia

Plano de aula - Ondas de Interferência

Plano de aula de Ciências com atividades para 9o ano do EF sobre Ondas de Interferência

Plano 04 de 5 • Clique aqui e veja todas as aulas desta sequência

Plano de aula alinhado à BNCC • POR: Claudio Reinke

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Sobre este plano select-down

Slide Plano Aula

Este slide não deve ser apresentado para os alunos, ele apenas resume o conteúdo da aula para que você, professor, possa se planejar.

Sobre esta aula: esta aula busca por meio de discussões e atividades práticas estudar o fenômeno de interferência, tanto em ondas mecânicas quanto em ondas eletromagnéticas. Para melhor compreensão desta aula, é importante que ela seja precedida pelas aulas: “CIE9_05ME01- As Ondas no Transporte de Energia” e “CIE9_05ME03- Período e Frequência de uma onda”. É importante que os alunos já tenham construído conhecimentos à respeito do conceito de ondas e as grandezas físicas relacionadas às mesmas. Os fundamentos e conceitos relevantes podem ser obtidos através da leitura do texto Interferência de Ondas, da autora Mariane Mendes Teixeira, e do estudo da vídeo aula de mesmo título, do professor Joab Silas. Ambos materiais foram publicados pelo portal Mundo Educação. A matéria encontra-se disponível em https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/interferencia-ondas.htm, e a vídeo aula pode ser acessada em https://youtu.be/c3e2-5F5i8s.

Como Objeto Digital de Aprendizagem, utilize o simulador Interferência de Ondas, da plataforma Phet simulações, da Universidade do Colorado nos EUA. O simulador está disponível para download pelo link: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/wave-interference.

Materiais necessários para a aula: garrafas plásticas de 500 ml, barbante, agulha ou alfinete, fita adesiva, recipiente com água, caixinhas de som, celulares, papel A4 e papel alumínio.

Título da aula select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 2 minutos

Orientações: Leia o tema da aula e comente com os alunos que eles irão estudar o fenômeno de interferência entre ondas mecânicas e eletromagnéticas, seus efeitos negativos em sistemas de comunicação e métodos de prevenção e proteção. Questione seus alunos:

  • O que você entende por interferência?
  • Na sua concepção, interferência é algo sempre positivo, sempre negativo ou depende da situação em que se aplica o termo?

Contexto select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 4 minutos

Orientações: A imagem do slide é uma cena de um vídeo que retrata a interferência eletromagnética no sistema de transmissão de TV. O vídeo está disponível para download gratuito na plataforma Pixabay, através do link: https://pixabay.com/pt/videos/tv-radiodifus%C3%A3o-ru%C3%ADdo-branco-4935/.

Para a aula, acesse o link ou faça previamente o download e exiba o vídeo para seus alunos. Discuta sobre as possíveis causas do mau funcionamento do aparelho de TV. Pergunte aos alunos:

  • Você conhece aparelhos ou equipamentos que interferem no funcionamento dos televisores? Cite exemplos.

Ouça as argumentações dos alunos e suas concepções.

Questão disparadora select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 3 minutos

Orientações: Leia para os alunos a questão disparadora e discuta com eles o fenômeno de interferência causado pelo liquidificador quando ligado próximo ao aparelho de TV. Pergunte:

  • Você já presenciou esse tipo de situação em sua casa?
  • Quais as possíveis causas dessa interferência?
  • Você já observou esse tipo de interferência em outras situações? Quais?

Ouça as respostas e concepções dos alunos a respeito do tema.

Mão na massa select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 20 minutos

Orientações: As atividades propostas para esta aula irão explorar o fenômeno de interferência das ondas, tanto em ondas mecânicas como em ondas eletromagnéticas. A atividade 1 pode ser montada por um grupo específico de alunos, escolhidos aleatoriamente. Os demais alunos podem explorar o experimento através de observações, inferências e discussão dos efeitos obtidos.

A atividade 2 pode ser realizada por grupos de 5 integrantes, sendo que esses grupos podem compartilhar o conjunto de caixinhas de som durante a realização do exercício. Para esta atividade, é recomendável a utilização dos conjuntos de caixinhas de som de computador, pois facilmente sofrem interferência quando um celular próximo recebe uma ligação.

Mão na massa select-down

Slide Plano Aula

Orientações: oriente os alunos indicados ou escolhidos para o desenvolvimento desta atividade, de maneira que consigam posicionar as garrafas em uma mesma altura, deixando o gotejamento o mais sincronizado possível. Observe com eles que se as garrafas estiverem totalmente fechadas, a água não sai pelo furo das por causa da pressão atmosférica que atua em todas as direções da superfície das garrafas. Desse modo, é preciso desrosquear um pouco as tampas para que haja o gotejamento. Esse fator é importante, pois permite sincronizar o gotejamento das garrafas assim como a frequência desse gotejamento. Deixe o gotejamento mais lento ou mais rápido, conforme o desejo de quem está realizando a atividade. Se o gotejamento não estiver ocorrendo, aumente um pouco o diâmetro do furo. É importante que o recipiente com água seja grande o bastante para que haja espaço para a propagação das duas ondas e a observação da região de interferência entre elas. Se possível, peça aos alunos que façam o registro fotográfico das imagens obtidas na superfície da água. Se o recipiente for muito claro ou transparente, você pode sugerir o uso de um corante na água, para deixar o efeito com um visual mais atraente. Reserve para esta atividade um tempo aproximado de 10 minutos.

Mão na massa select-down

Slide Plano Aula

Orientações: oriente que os alunos se dividam em grupos de 5 integrantes e que cada grupo realize as etapas da atividade. Eles podem se revezar no uso do conjunto de caixinhas de som, caso não seja possível conseguir caixinhas de som para cada grupo. Informe os alunos que eles não precisam atender às chamadas realizadas em cada situação, basta um telefone realizar a chamada e outro recebê-la. Para esta atividade, não é necessário que aparelho seja Smartphone com acesso à internet. É possível utilizar aparelhos simples, contanto que realizem e recebam chamadas. Oriente os alunos que, tanto no caso do papel A4 quanto no papel alumínio, o telefone celular deve ser envolvido totalmente pelo papel. Reserve para atividade um tempo aproximado de 10 minutos.

Sistematização select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 5 minutos

Orientações: Releia para os alunos a questão disparadora e discuta sobre os fenômenos observados nas atividades realizadas. Pergunte:

  • O que foi observado nas caixinhas de som quando o celular tocou próximo à ela?
  • O que causa essa interferência?
  • Que outros aparelhos sofrem também interferência dos sinais de telefonia celular?

Apresente o vídeo “Ondas Eletromagnéticas”, exibido pela equipe de jornalismo da TV Cultura e disponível no site da emissora pelo link: http://tvcultura.com.br/videos/25921_ondas-eletromagneticas.html. Discuta com eles os efeitos causados pela interferência de ondas de um aparelho sobre os sistemas de som, imagem e informação. Se não houver possibilidade de exibição do vídeo em sala de aula, peça aos alunos que copiem o link e assistam o vídeo posteriormente, para compreenderem melhor o fenômeno de interferência envolvendo eletrodomésticos.

Sistematização select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 5 minutos

Orientações: Apresente este slide aos alunos e discuta com eles as observações realizadas. Pergunte:

  • Que tipos de ondas se propagam na água?
  • O que determina a frequência das ondas na vasilha?
  • Durante a atividade foi possível variar a frequência dessas ondas? De que modo?

Explique que a interferência de ondas é o fenômeno que ocorre em virtude do encontro simultâneo de duas ondas que se propagam no mesmo meio com sentidos opostos. A interferência pode ser classificada em dois tipos:

  • Interferência construtiva - ocorre quando as duas ondas que se superpõem e têm a mesma fase. Ou seja, um encontro entre duas cristas ou dois vales da onda e uma reforça a outra, tendo como resultado uma onda maior que as que lhe deram origem. Para duas ondas de mesma amplitude, consideramos que a onda resultante terá o dobro de amplitude das ondas que lhe deram origem (A+A = 2A)
  • Interferência destrutiva - ocorre quando duas ondas que se encontram têm fases diferentes, ou seja, o encontro de uma crista e um vale. Dessa forma, se as ondas tiverem a mesma amplitude, uma aniquila a outra (A - A = 0)”. Adaptado de: https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/interferencia-ondas.htm.

Sistematização select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 5 minutos

Orientações: Apresente este slide aos alunos e discuta com eles os resultados da atividade 2. Pergunte:

  • Que tipo de ondas são utilizadas na telefonia celular?
  • O que ocorreu com o aparelho celular quando foi embrulhado com papel A4? E com o papel alumínio?
  • Qual foi a função do papel alumínio na atividade?

A seguir, leia o slide ressaltando a importância das malhas metálicas nos cabos de transmissão de dados, de forma a evitar ou diminuir a interferência das ondas eletromagnéticas presentes no ambiente. Se possível, leve para a aula um pedaço de cabo coaxial utilizado na instalação de antenas parabólicas e desencape um pedaço do fio com ajuda de um alicate, para que os alunos notem a presença da malha metálica, responsável pela blindagem eletrostática.

Sistematização select-down

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 6 minutos

Orientações: Apresente este slide aos alunos e exiba a reportagem para que conheçam o problema da interferência entre duas tecnologias que operam em faixas de frequências muito próximas umas das outras, como é o caso da tecnologia 4G e o sinal das Tvs digitais. O vídeo encontra-se disponível no canal de jornalismo da TV Cultura no Youtube, por meio do link: https://www.youtube.com/watch?v=XRlJorVqFaA&feature=youtu.be. Caso não haja possibilidade de reprodução do vídeo durante a aula, recomendo a utilização do texto da reportagem sobre o mesmo assunto, disponível no site da Sociedade Brasileira de Engenharia de Televisão através do link: http://www.set.org.br/revista-da-set/testes-da-set-revelam-interferencias-do-4g-na-tv-digital/.

Outra possibilidade de contextualização dos problemas causados pela interferência das ondas é o que ocorre com as rádios piratas, que invadem a faixa de frequências de rádios comunicadores utilizados em aviões, ambulâncias, viaturas policiais etc., e que acaba colocando em risco serviço essenciais prestados à população. Sobre este assunto, recomendo a utilização da reportagem em vídeo exibida pelo Jornal da Record e disponível no portal da emissora no link:

https://noticias.r7.com/jornal-da-record/videos/policia-apreende-equipamentos-de-radios-piratas-na-grande-sao-paulo-17102015, ou a matéria “Rádios ilegais causam prejuízos e riscos à população”, do jornalista e também radialista Daniel Starck, disponível no site tudoradio.com pelo link:

https://tudoradio.com/noticias/ver/568-radios-ilegais-causam-prejuizos-e-riscos-a-populacao.

Resumo da aula

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Este slide não deve ser apresentado para os alunos, ele apenas resume o conteúdo da aula para que você, professor, possa se planejar.

Sobre esta aula: esta aula busca por meio de discussões e atividades práticas estudar o fenômeno de interferência, tanto em ondas mecânicas quanto em ondas eletromagnéticas. Para melhor compreensão desta aula, é importante que ela seja precedida pelas aulas: “CIE9_05ME01- As Ondas no Transporte de Energia” e “CIE9_05ME03- Período e Frequência de uma onda”. É importante que os alunos já tenham construído conhecimentos à respeito do conceito de ondas e as grandezas físicas relacionadas às mesmas. Os fundamentos e conceitos relevantes podem ser obtidos através da leitura do texto Interferência de Ondas, da autora Mariane Mendes Teixeira, e do estudo da vídeo aula de mesmo título, do professor Joab Silas. Ambos materiais foram publicados pelo portal Mundo Educação. A matéria encontra-se disponível em https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/interferencia-ondas.htm, e a vídeo aula pode ser acessada em https://youtu.be/c3e2-5F5i8s.

Como Objeto Digital de Aprendizagem, utilize o simulador Interferência de Ondas, da plataforma Phet simulações, da Universidade do Colorado nos EUA. O simulador está disponível para download pelo link: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulation/legacy/wave-interference.

Materiais necessários para a aula: garrafas plásticas de 500 ml, barbante, agulha ou alfinete, fita adesiva, recipiente com água, caixinhas de som, celulares, papel A4 e papel alumínio.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 2 minutos

Orientações: Leia o tema da aula e comente com os alunos que eles irão estudar o fenômeno de interferência entre ondas mecânicas e eletromagnéticas, seus efeitos negativos em sistemas de comunicação e métodos de prevenção e proteção. Questione seus alunos:

  • O que você entende por interferência?
  • Na sua concepção, interferência é algo sempre positivo, sempre negativo ou depende da situação em que se aplica o termo?
Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 4 minutos

Orientações: A imagem do slide é uma cena de um vídeo que retrata a interferência eletromagnética no sistema de transmissão de TV. O vídeo está disponível para download gratuito na plataforma Pixabay, através do link: https://pixabay.com/pt/videos/tv-radiodifus%C3%A3o-ru%C3%ADdo-branco-4935/.

Para a aula, acesse o link ou faça previamente o download e exiba o vídeo para seus alunos. Discuta sobre as possíveis causas do mau funcionamento do aparelho de TV. Pergunte aos alunos:

  • Você conhece aparelhos ou equipamentos que interferem no funcionamento dos televisores? Cite exemplos.

Ouça as argumentações dos alunos e suas concepções.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 3 minutos

Orientações: Leia para os alunos a questão disparadora e discuta com eles o fenômeno de interferência causado pelo liquidificador quando ligado próximo ao aparelho de TV. Pergunte:

  • Você já presenciou esse tipo de situação em sua casa?
  • Quais as possíveis causas dessa interferência?
  • Você já observou esse tipo de interferência em outras situações? Quais?

Ouça as respostas e concepções dos alunos a respeito do tema.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 20 minutos

Orientações: As atividades propostas para esta aula irão explorar o fenômeno de interferência das ondas, tanto em ondas mecânicas como em ondas eletromagnéticas. A atividade 1 pode ser montada por um grupo específico de alunos, escolhidos aleatoriamente. Os demais alunos podem explorar o experimento através de observações, inferências e discussão dos efeitos obtidos.

A atividade 2 pode ser realizada por grupos de 5 integrantes, sendo que esses grupos podem compartilhar o conjunto de caixinhas de som durante a realização do exercício. Para esta atividade, é recomendável a utilização dos conjuntos de caixinhas de som de computador, pois facilmente sofrem interferência quando um celular próximo recebe uma ligação.

Slide Plano Aula

Orientações: oriente os alunos indicados ou escolhidos para o desenvolvimento desta atividade, de maneira que consigam posicionar as garrafas em uma mesma altura, deixando o gotejamento o mais sincronizado possível. Observe com eles que se as garrafas estiverem totalmente fechadas, a água não sai pelo furo das por causa da pressão atmosférica que atua em todas as direções da superfície das garrafas. Desse modo, é preciso desrosquear um pouco as tampas para que haja o gotejamento. Esse fator é importante, pois permite sincronizar o gotejamento das garrafas assim como a frequência desse gotejamento. Deixe o gotejamento mais lento ou mais rápido, conforme o desejo de quem está realizando a atividade. Se o gotejamento não estiver ocorrendo, aumente um pouco o diâmetro do furo. É importante que o recipiente com água seja grande o bastante para que haja espaço para a propagação das duas ondas e a observação da região de interferência entre elas. Se possível, peça aos alunos que façam o registro fotográfico das imagens obtidas na superfície da água. Se o recipiente for muito claro ou transparente, você pode sugerir o uso de um corante na água, para deixar o efeito com um visual mais atraente. Reserve para esta atividade um tempo aproximado de 10 minutos.

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Orientações: oriente que os alunos se dividam em grupos de 5 integrantes e que cada grupo realize as etapas da atividade. Eles podem se revezar no uso do conjunto de caixinhas de som, caso não seja possível conseguir caixinhas de som para cada grupo. Informe os alunos que eles não precisam atender às chamadas realizadas em cada situação, basta um telefone realizar a chamada e outro recebê-la. Para esta atividade, não é necessário que aparelho seja Smartphone com acesso à internet. É possível utilizar aparelhos simples, contanto que realizem e recebam chamadas. Oriente os alunos que, tanto no caso do papel A4 quanto no papel alumínio, o telefone celular deve ser envolvido totalmente pelo papel. Reserve para atividade um tempo aproximado de 10 minutos.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 5 minutos

Orientações: Releia para os alunos a questão disparadora e discuta sobre os fenômenos observados nas atividades realizadas. Pergunte:

  • O que foi observado nas caixinhas de som quando o celular tocou próximo à ela?
  • O que causa essa interferência?
  • Que outros aparelhos sofrem também interferência dos sinais de telefonia celular?

Apresente o vídeo “Ondas Eletromagnéticas”, exibido pela equipe de jornalismo da TV Cultura e disponível no site da emissora pelo link: http://tvcultura.com.br/videos/25921_ondas-eletromagneticas.html. Discuta com eles os efeitos causados pela interferência de ondas de um aparelho sobre os sistemas de som, imagem e informação. Se não houver possibilidade de exibição do vídeo em sala de aula, peça aos alunos que copiem o link e assistam o vídeo posteriormente, para compreenderem melhor o fenômeno de interferência envolvendo eletrodomésticos.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 5 minutos

Orientações: Apresente este slide aos alunos e discuta com eles as observações realizadas. Pergunte:

  • Que tipos de ondas se propagam na água?
  • O que determina a frequência das ondas na vasilha?
  • Durante a atividade foi possível variar a frequência dessas ondas? De que modo?

Explique que a interferência de ondas é o fenômeno que ocorre em virtude do encontro simultâneo de duas ondas que se propagam no mesmo meio com sentidos opostos. A interferência pode ser classificada em dois tipos:

  • Interferência construtiva - ocorre quando as duas ondas que se superpõem e têm a mesma fase. Ou seja, um encontro entre duas cristas ou dois vales da onda e uma reforça a outra, tendo como resultado uma onda maior que as que lhe deram origem. Para duas ondas de mesma amplitude, consideramos que a onda resultante terá o dobro de amplitude das ondas que lhe deram origem (A+A = 2A)
  • Interferência destrutiva - ocorre quando duas ondas que se encontram têm fases diferentes, ou seja, o encontro de uma crista e um vale. Dessa forma, se as ondas tiverem a mesma amplitude, uma aniquila a outra (A - A = 0)”. Adaptado de: https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/interferencia-ondas.htm.
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Tempo sugerido: 5 minutos

Orientações: Apresente este slide aos alunos e discuta com eles os resultados da atividade 2. Pergunte:

  • Que tipo de ondas são utilizadas na telefonia celular?
  • O que ocorreu com o aparelho celular quando foi embrulhado com papel A4? E com o papel alumínio?
  • Qual foi a função do papel alumínio na atividade?

A seguir, leia o slide ressaltando a importância das malhas metálicas nos cabos de transmissão de dados, de forma a evitar ou diminuir a interferência das ondas eletromagnéticas presentes no ambiente. Se possível, leve para a aula um pedaço de cabo coaxial utilizado na instalação de antenas parabólicas e desencape um pedaço do fio com ajuda de um alicate, para que os alunos notem a presença da malha metálica, responsável pela blindagem eletrostática.

Slide Plano Aula

Tempo sugerido: 6 minutos

Orientações: Apresente este slide aos alunos e exiba a reportagem para que conheçam o problema da interferência entre duas tecnologias que operam em faixas de frequências muito próximas umas das outras, como é o caso da tecnologia 4G e o sinal das Tvs digitais. O vídeo encontra-se disponível no canal de jornalismo da TV Cultura no Youtube, por meio do link: https://www.youtube.com/watch?v=XRlJorVqFaA&feature=youtu.be. Caso não haja possibilidade de reprodução do vídeo durante a aula, recomendo a utilização do texto da reportagem sobre o mesmo assunto, disponível no site da Sociedade Brasileira de Engenharia de Televisão através do link: http://www.set.org.br/revista-da-set/testes-da-set-revelam-interferencias-do-4g-na-tv-digital/.

Outra possibilidade de contextualização dos problemas causados pela interferência das ondas é o que ocorre com as rádios piratas, que invadem a faixa de frequências de rádios comunicadores utilizados em aviões, ambulâncias, viaturas policiais etc., e que acaba colocando em risco serviço essenciais prestados à população. Sobre este assunto, recomendo a utilização da reportagem em vídeo exibida pelo Jornal da Record e disponível no portal da emissora no link:

https://noticias.r7.com/jornal-da-record/videos/policia-apreende-equipamentos-de-radios-piratas-na-grande-sao-paulo-17102015, ou a matéria “Rádios ilegais causam prejuízos e riscos à população”, do jornalista e também radialista Daniel Starck, disponível no site tudoradio.com pelo link:

https://tudoradio.com/noticias/ver/568-radios-ilegais-causam-prejuizos-e-riscos-a-populacao.

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