Sobre este plano
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 práticas de sala de aula, identificar características e diferenças entre as ondas mecânicas e as ondas eletromagnéticas. Para melhor compreensão desta aula, é importante que a mesma seja precedida pela aula: “CIE9_05ME01- As Ondas no Transporte de Energia”
Os fundamentos e conceitos relevantes para o presente plano de aula podem ser obtidos por meio dos textos: "Ondas Mecânicas" e “Ondas Eletromagnéticas” da plataforma Toda Matéria Conteúdo Escolares. Os materiais estão disponíveis nos seguintes links: https://www.todamateria.com.br/ondas-mecanicas/ e https://www.todamateria.com.br/ondas-eletromagneticas/.
Como sugestão de Objeto Digital de Aprendizagem, utilize os vídeos: “Ondas Mecânicas” e “Ondas Eletromagnéticas”, da Plataforma Física Vivencial, disponíveis em: http://www.fisicavivencial.pro.br/fisica-vivencial/tv. Os vídeos podem ser baixados pelos seguintes links: Ondas Mecânicas: http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/15086.
Ondas Eletromagnéticas: http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/15088.
Materiais necessários para a aula: Aparelho de rádio portátil, caixas de papelão (maiores que o aparelho de rádio), fita adesiva, barbante de algodão ou lã, copos plásticos e tesoura.
Título da aula
Tempo sugerido: 2 minutos.
Orientações: Leia o tema da aula e comente com os alunos que eles irão estudar diferentes tipos de ondas e como as mesmas interagem com os meios de propagação. Pergunte: “Em que situações cotidianas nos utilizamos de diferentes tipos de ondas e com quais finalidades?” Essa pergunta fará com que os alunos reflitam sobre quanto o conceito de ondas está presente diariamente em nossas vidas, como, por exemplo, as ondas de rádio, ondas de TV, Wi-Fi, micro-ondas, laser, infravermelhos, sons, ondas aquáticas, ondas em cordas etc.
Contexto
Tempo sugerido: 4 minutos.
Orientações: Apresente este slide para os alunos e discuta com os mesmos os mecanismos de transmissão e de captação das ondas de rádio. Faça as seguintes questões: “Onde são geradas as ondas de Rádio”; “De que modo é possível a transmissão de rádio via satélite?”; “Essas ondas necessitam de meio material para se propagarem?”; “Que tipo de ondas são captadas pelo ouvinte (pessoa)?”; ”As ondas captadas pelo ouvinte (pessoa) necessitam de meio material para se propagarem?”. “Que transformações ocorrem com as informações que são captadas pelos microfones da emissora até chegar aos ouvidos dos espectadores?”
Questão disparadora
Tempo sugerido: 4 minutos.
Orientações: Leia para os alunos a questão disparadora e discuta com eles o processo de transmissão de rádio. Pergunte: “Como é possível a transmissão de rádio a longas distâncias em tempo real?”; “Qual seria a velocidade aproximada das ondas de rádio?”; “Que tipo de energia é utilizada na transmissão das ondas de rádio? E na captação pelo aparelho?”. “As ondas sonoras produzidas pelo aparelho receptor de rádio têm a mesma velocidade de propagação e o mesmo alcance das ondas eletromagnéticas geradas pelas emissoras?”
Mão na massa
Tempo sugerido: 25 minutos.
Orientações: A atividade 1 necessita de um aparelho de rádio portátil e, por isso, pode ser realizada em sala, com auxílio de alguns alunos indicados ou escolhidos pelo professor. Os demais observarão os procedimentos e os resultados obtidos durante a atividade. Para esse experimento, o melhor seria a utilização de um rádio alimentado por pilhas, pois seria mais fácil isolá-lo dentro das caixas de papelão. Caso não seja possível a utilização de um rádio de pilhas, será necessário furar a caixa para passar o fio de alimentação e vedar o mesmo com fita adesiva, de modo que haja uma bom isolamento entre o interior e exterior da caixa de papelão.
É interessante que a atividade 2 seja realizada em duplas, para que todos os alunos interajam com os processos de emissão e de captação de sons e sua propagação pelo meio material.
Mão na massa
Orientações: Oriente os alunos indicados ou escolhidos para o desenvolvimento da atividade para que sintonizem o aparelho em uma estação com boa qualidade de recepção pelo aparelho. Peça que, ao colocarem o aparelho dentro da primeira caixa, se certifiquem que seu volume esteja sendo ouvido em toda a sala. Após colocarem o aparelho dentro da primeira caixa e lacrarem a mesma com a fita adesiva; peça que observem as seguintes questões: “O aparelho continua captando as ondas da emissora?”; “Foi notada alguma diferença na qualidade de recepção dessas ondas? “O que houve com a intensidade do som emitido pelo aparelho?”. Repita as questões quando a primeira caixa for colocada dentro da segunda e lacrada com a fita adesiva. Reserve para esta etapa um tempo de aproximadamente 13 minutos.
Mão na massa
Orientações: Peça aos alunos que se organizem em duplas e que, juntos, confeccionem o material de estudo. Oriente-os quanto ao cuidado no manuseio de tesouras ou de objetos pontiagudos durante a montagem do equipamento. Reserve para esta etapa de montagem um tempo de aproximadamente seis minutos.
Mão na massa
Orientações: Nessa etapa da atividade 2, oriente os alunos quanto à utilização do equipamento. Se houver possibilidade, peça que um estudante fique na sala e o outro no pátio ou em ambientes diferentes, em que um não veja o outro e que a única comunicação seja por meio do telefone de copos. Peça que eles testem o telefone de copos com o barbante bem esticado e, depois, com ele um pouco frouxo e que observem como se dá a propagação do som pelo barbante em cada situação. Reserve para esta etapa da atividade um tempo aproximado de seis minutos.
Sistematização
Tempo sugerido: 5 minutos.
Orientações: Releia para os alunos a questão disparadora e discuta com os mesmos as diferenças e as semelhanças entre as ondas geradas pelas emissoras e as ondas sonoras emitidas pelo aparelho. Pergunte a eles: “As ondas captadas (eletromagnéticas) e produzidas pelo aparelho (som) são visíveis ao olho humano?”. “As ondas eletromagnéticas captadas pelo receptor de rádio se propagam no vácuo? E as ondas sonoras emitidas pelo aparelho?”. Lembre aos estudantes que as ondas de rádio podem ser transmitidas via satélite e que os satélites orbitam fora da atmosfera terrestre e o mesmo não ocorre com o som. Continue questionando: “As ondas de rádio captadas pelo aparelho foram barradas pela caixa de papelão? E o som emitido pelo aparelho?”. “O que podemos concluir com esse experimento?”; “Por que no telefone de copos só há propagação de som com o barbante esticado?”. Explique aos alunos que, conforme sua natureza, as ondas podem ser classificadas em:
Ondas Mecânicas, que necessitam de um meio material para se propagar, ou seja, sua propagação envolve o transporte de energia cinética e potencial e depende da elasticidade do meio. Por isto não é capaz de propagar-se no vácuo. Alguns exemplos são os que acontecem em molas e cordas, sons e em superfícies de líquidos. Comente que há também ondas eletromagnéticas, que são geradas por cargas elétricas oscilantes e sua propagação não depende do meio em que se encontram, podendo propagar-se no vácuo e em determinados meios materiais. Alguns exemplos são as ondas de rádio, de radar, os raios-x e as micro-ondas. Todas as ondas eletromagnéticas têm em comum a sua velocidade de propagação no vácuo, próxima a 300.000.000 m/s.
Fonte: https://sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Ondas/classificacao.php.
Sistematização
Tempo sugerido: 5 minutos.
Orientações: Explique aos alunos que as ondas são perturbações que transportam energia por um meio e que, no caso das ondas mecânicas, o meio tem de ser material e elástico, para que as vibrações se propaguem pelo mesmo; como ocorre com o som que é influenciado pelo meio de propagação com alteração, inclusive, da sua velocidade de propagação. As ondas eletromagnéticas, ao contrário das ondas mecânicas, não necessitam de meio material para se propagarem. Por isso podem se propagar no vácuo, como ocorre com as ondas de rádio, que podem ser transmitidas por satélites, localizados no espaço, que captam e distribuem o sinal das emissoras para diversas regiões do planeta. Esse tipo de transmissão pode acontecer em tempo real porque as ondas eletromagnéticas viajam pelo espaço com velocidade aproximada de 300.000.000 m/s ou 300.000 km/s e, desse modo, as ondas de rádio são geradas pelas emissoras e captadas pelos receptores em fração de segundos, pois as distâncias em questão são relativamente pequenas quando comparadas à velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas. Lembre aos alunos que as ondas de rádio captadas pelo aparelho não foram afetadas pela caixa de papelão, mas o som emitido pelo aparelho foi “abafado” pela mesma, o que demonstra a diferença de comportamento entre as ondas eletromagnéticas e as ondas mecânicas na interação com os meios materiais.
Para saber mais sobre o assunto, sugiro a leitura da matéria: “Como funciona uma emissora de rádio”, na seção Mundo Estranho da Revista Superinteressante. A matéria está disponível no link: https://super.abril.com.br/mundo-estranho/como-funciona-uma-emissora-de-radio/ .
Sistematização
Tempo sugerido: 5 minutos.
Orientações: Apresente este slide aos alunos e discuta com eles o fenômeno de formação dos raios e a diferença no tempo de percepção que temos da luz e do som emitido durante o mesmo. Ouça as concepções e inferências deles sobre o assunto. Após as discussões, confirme que durante a ocorrência de um raio há uma descarga elétrica com emissão de luz, cuja velocidade aproximada é de 300.000.000 m/s e também de som, cuja velocidade no ar é de aproximadamente 340 m/s; ou seja, bem menor que a velocidade da luz. Por esse motivo, quando ocorre um raio, percebemos primeiramente a onda eletromagnética que sensibiliza nossos olhos (a luz) e somente após alguns segundos percebemos a onda mecânica (o som) que sensibiliza nossos ouvidos.
