Planejamento De Aula- Maquinas Simples- Alavancas 26i52

PLANEJAMENTO DE AULA Professora:

Formação:.

Disciplina: Física

Tema: Máquinas Simples

Conteúdos Estruturantes

Dinâmica, movimento e sua causaMáquinas Simples.

Conteúdos Gerais e Específicos o Máquinas Simples o Alavancas: _ Força resistente; _Força potente; _Equilíbrio: a) Braço da força potente e resistente; b) Equilíbrio de rotação e translação. _Tipos de Alavancas: a) Interfixa; b) Inter-resistente; c) Interpotente. _Alavancas do corpo humano: a) Antebraço; b) Pé; c) Cabeça.

Assunto: Alavancas

Justificativa A evolução da humanidade se deu em grande parte pela incorporação de máquinas simples, nos auxiliando na multiplicação da força de trabalho e assim, a realização de tarefas com maior eficiência atualmente indispensáveis. O estudante deverá ser capaz de: _Identificar e perceber em seu cotidiano instrumentos caracterizados como máquinas simples, sua funcionalidade e finalidade; _Relacionar à prática conceitos teóricos, compreender e elaborar instrumentos com o intuito apresentado e estimar sua viabilidade nas diversas aplicações no cotidiano, civis, industriais, lazer, etc.

Tempo estimado: 02 aulas Encaminhamento Metodológico e Recursos Didáticos o Encaminhamento Metodológico: _Situações problemas que envolvam o cotidiano do aluno e questionamentos constantes; _Explicação com exemplos, animações, experimentação e atividades na lousa; _Correção de atividades na lousa e individual quando necessário; _Atividade avaliativa. o Recursos: _Quadro branco; _Projetor Multimídia; _Notebook.

Curso:

Avaliação _Exercícios propostos em sala de aula e tarefa; _Organização e qualidade do material proposto como trabalho. _Participação em sala de aula; _Avaliação escrita.

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PLANO DE ENSINO 1. Introdução A evolução da humanidade se deu em grande parte pela capacidade das pessoas multiplicarem sua força de trabalho. Elas deram um o decisivo na luta pela sobrevivência quando perceberam que poderiam realizar tarefas com mais eficiência, valendo-se dos objetos à sua volta em vez das próprias mãos. Daí para frente não pararam mais de criar alternativas para as diversas atividades das quais dependiam para viver1. Arquimedes (287 a.C.-212 a.C.) nasceu e viveu em Siracusa, região da Magna Grécia, hoje sul da Itália, deixou para a humanidade inúmeras invenções, descobertas e uma célebre frase: “Dêem-me uma alavanca e um ponto de apoio e levantarei o mundo”. Entre suas descobertas está a lei que rege o equilíbrio da mais antiga das máquinas simples, a alavanca2.

2. Objetivos Identificar instrumentos caracterizados como máquinas simples, compreender sua funcionalidade e finalidade; Relacionar a prática aos conceitos teóricos e estimar sua viabilidade nas diversas aplicações no cotidiano, civis, industriais, lazer, etc.

3. Desenvolvimento 3.1 Conteúdo e Definições: Máquinas simples Máquinas simples são dispositivos em geral que permitem multiplicar uma força com a finalidade de facilitar a realização de certa tarefa. Isso significa que, com uma força menos intensa, pode-se por meio dela, equilibrar uma força mais intensa. São exemplos de máquinas simples: polias móveis e fixas, planos inclinados e alavancas.

Alavanca A alavanca é um sistema constituído, tipicamente de uma barra rígida apoiada em um ponto de e fixo como mostra a figura abaixo (Figura 1):

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Figura 1. Representação esquemática de uma alavanca.

Força resistente e Força potente → O peso da carga é a força a ser vencida, sendo denominada força resistente ( FR). A força aplicada na outra extremidade, que ergue a carga, é a força potente (Fp) como mostra a figura 2.

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→

Figura 2. A força potente ( FP) tem nessa alavanca, uma intensidade menor que a força resistente ( FR).

Equilíbrio: Braço de força potente e resistente → → Representando as forças que agem em uma alavanca (Figura 3), FR é a força resistente, FP é a força → potente e FN é a força que o apoio exerce na alavanca. A distância entre o ponto de apoio A e a força potente → → FP chama-se braço de força potente (bP), e a distância entre o ponto de apoio A e a força resistente FR é o braço de força resistente (bR).

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Figura 3. Forças que agem em uma alavanca em equilíbrio.

Equilíbrio de rotação e translação

Duas condições devem ser impostas para o equilíbrio da alavanca: a) Equilíbrio de rotação: o torque (ou momento) das forças que tendem a girar a alavanca no sentido horário, em torno do ponto A, deve anular o das forças que tendem a girar a alavanca no sentido anti-horário. Em modulo temos: b) Equilíbrio de translação: a resultante das forças que agem na alavanca deve ser nula. Em módulo temos: Exemplo 1 Na alavanca mostrada na figura abaixo (Figura 4), o peso do menino, que é a força resistente, tem intensidade de 500 N. Determine a intensidade da força potente e a intensidade da força que o apoio exerce na alavanca, sabendo que a alavanca está em equilíbrio e que, os braços da força potente e resistente valem 4m e 1m, respectivamente.

Figura 4. Esquematização das forças que agem na gangorra.

Impondo a condição de equilíbrio, temos:

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Este exemplo mostra como uma força de intensidade 125 N conseguiu equilibrar uma força de intensidade 500 N, quatro vezes mais intensa. Esta é uma das finalidades das máquinas simples: reduzir a intensidade da força necessária para estabelecer um equilíbrio. Impondo o equilíbrio de translação, podemos determinar a intensidade da força que o apoio exerce na alavanca:

Tipos de alavanca Dependendo da posição relativa dos pontos de aplicação da força potente, da força resistente e do ponto de apoio A, teremos três tipos de alavanca: a) Interfixa: O ponto de apoio A situa-se entre os pontos de aplicação das forças resistente e potente. Exemplos: martelo, tesoura, alicate.

b) Inter-resistente: O ponto de aplicação da força resistente fica entre os pontos de apoio e de aplicação da força potente. Exemplos: abridor de garrafas, carrinho de mão, quebra nozes (alavanca dupla). c) Interpotente: O ponto de aplicação da força potente localiza-se entre os pontos de apoio e de aplicação da força resistente. Exemplos: vassoura, acelerador de automóvel. Alavancas do corpo humano a) Cabeça: é uma alavanca interfixa. Quando inclinada para trás ou para frente, a força resistente é o peso da cabeça. A força potente é exercida pelos músculos do pescoço. A articulação da cabeça com a coluna vertebral define o ponto de apoio.

b) Pé: é uma alavanca inter-resistente. Quando erguemos o corpo, ficamos na ponta do pé, parte do peso do nosso corpo, sustentado pelo pé, é a força resistente. A força potente é exercida pelos músculos gêmeos, que formam a “barriga” da perna. A ponta do pé é o ponto de apoio. c) Antebraço: é uma alavanca interpotente. A força resistente é o peso do objeto sustentado pela mão. A força potente é exercida pelo músculo do bíceps. O cotovelo é o ponto de apoio.

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3.2 Exercícios 1) Classifique cada alavanca em interfixa, interpotente ou inter-resistente. Indique com uma seta, a direção e sentido das forças potente e resistente e o ponto de apoio.

2) Define-se para uma máquina simples uma grandeza denominada vantagem mecânica (VM) como sendo o quociente entre as intensidades das forças resistente (FR) e potente (FP).

Observe a alavanca, de peso desprezível, esquematizada abaixo:

Determine: a) a intensidade da força potente; b) a vantagem mecânica. DESAFIO Uma barra homogênea AB, de peso desprezível e comprimento igual a 1,0 m, é mantida na posição horizontal, sobre o apoio C, pelas caixas de pesos 70 N e 30 N, conforme a figura abaixo: Determine: a) a) a distância x entre a extremidade A e o apoio C; b) b) a intensidade da força que o apoio exerce na barra.

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4. Síntese

5. Avaliação

6. Referências Bibliográficas

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