objetivos de aprendizado
Ao final desta lição, os alunos serão capazes de:
- definir os termos ‘peso’ e ‘massa’.
- descrever a relação entre peso e massa
- converter entre libras, kg e N
Comprimento:
1-1,5 horas
Padrões de currículo
- NGSS HS-PS2-1
Analise os dados para apoiar a afirmação de que a segunda lei do movimento de Newton descreve a relação matemática entre a força resultante em um objeto macroscópico, sua massa e sua aceleração.
- CCSS.ELA-LITERACY.RST.11-12.3
Siga precisamente um procedimento complexo de várias etapas ao realizar experimentos, fazer medições ou executar tarefas técnicas; analise os resultados específicos com base nas explicações do texto.
- CCSS.ELA-LITERACY.RST.11-12.3
Determine o significado dos símbolos, termos-chave e outras palavras e frases específicas do domínio à medida que são usados em um contexto científico ou técnico específico relevante para textos e tópicos da 11ª à 12ª série.
Termos chave
- Massa
- Peso
- Newtons
Materiais
- Videoclipe, animação ou imagem de um objeto flutuando no espaço (astronauta, satélite, lixo espacial, etc.)
- Balança digital com capacidade máxima de pelo menos 500g, 1 por grupo
- Escalas de mola suspensas que medem em Newtons, 1 por grupo
- Cestos pequenos (para pendurar em balanças de mola), 1 por grupo
- Corda, 1 fio longo por grupo
- Objetos de massa variável, pelo menos 100g cada, 1 conjunto por grupo
- Copos médios ou grandes meio cheios de água, 1 por grupo
- Calculadoras
- Papel gráfico
- Papel pautado
- Lápis
Instruções
- Comece a lição mostrando aos alunos um vídeo ou imagem de um objeto flutuando no espaço. Dê-lhes alguns momentos para compartilhar suas reações iniciais. Faça perguntas para conduzir a discussão aos conceitos de peso e massa. Não faça nenhuma correção neste momento, simplesmente deixe os alunos compartilharem suas idéias. Algumas possíveis questões para discussão são:
- Por que os objetos no espaço são considerados «sem peso»?
- Como a gravidade afeta o peso de um objeto?
- A massa de um objeto é afetada quando está no espaço?
- Explique aos alunos que eles aprenderão mais sobre massa e peso na lição de hoje.
- Distribua papel pautado, lápis e calculadoras aos alunos. Comece a lição Massa e peso: diferenças e cálculos.
- Faça uma pausa às 1:11. Demonstre como calcular seu peso na lua e escreva a resposta no quadro. Faça aos alunos as seguintes perguntas:
- O que é ‘peso?’
- Usando sua calculadora, calcule seu peso na lua. Peça a um parceiro que verifique seu trabalho.
- Volte ao vídeo, desta vez pausando em 2:21. Faça as seguintes perguntas para discussão:
- O que é ‘massa?’
- É realmente difícil pegar um halter de 50 lb. Se você movesse aquele haltere para a lua, seria mais fácil levantá-lo? Por que ou por que não?
- Reinicie o vídeo. Faça uma pausa às 3:13. Faça aos alunos as seguintes perguntas:
- Qual é a unidade padrão de peso? Que tal missa?
- Com um parceiro, conclua os seguintes cálculos:
- Se a massa de um objeto é 15kg, qual é o seu peso em N?
- Se o peso de um objeto é 980N, qual é sua massa em kg?
- Continue o vídeo e faça uma pausa às 4:06. Faça as seguintes perguntas:
- Uma libra é o mesmo que quantos newtons?
- Um quilograma é igual a quantas libras?
- Usando sua calculadora, descubra os seguintes problemas (verifique suas respostas com um parceiro):
- Qual é o seu peso em N?
- Qual é o seu peso em kg?
- Continue o vídeo e assista até o fim.
- Volte para o vídeo ou imagem de um objeto no espaço. Faça as mesmas perguntas ou perguntas semelhantes de antes, desta vez corrigindo quaisquer erros.
- Verifique a compreensão mostrando o questionário da lição e respondendo-o em classe.
Atividade Parte 1
- Divida a classe em grupos de 4. Forneça a cada grupo uma balança digital, balança de mola, objetos a serem reunidos e pesados, cesta, barbante, copo com água e papel quadriculado.
- Peça aos alunos para massificar cada um dos objetos usando a escala digital. Faça com que convertam a massa em kg e registrem seus dados.
- Em seguida, peça a um aluno do grupo que segure a balança de mola, enquanto outro aluno pendura a cesta na balança. Lembre-os de zerar a escala. Peça aos alunos para pesar cada um dos objetos em N, colocando-os, um de cada vez, na cesta. Peça-lhes que registrem seus dados.
Cálculos e Análise
- Peça aos alunos que convertam cada uma das massas que registraram usando a escala digital em N e, em seguida, comparem esses números aos pesos que mediram usando a escala de mola. Faça-os calcular o erro percentual entre os pesos esperados e os pesos medidos.
- Quais são algumas das possíveis fontes de erro?
- Usando papel milimetrado, peça aos alunos que representem graficamente os pesos de seus objetos (N) versus suas massas (kg).
- O que a forma do gráfico mostra sobre a relação entre massa e peso?
Atividade Parte 2
- Peça aos alunos que removam a cesta da balança de mola e zere novamente a balança. Peça-lhes que escolham um dos objetos maiores (deve ser um objeto que possa ser molhado).
- Peça aos alunos que usem o barbante para suspender o objeto na balança da mola. Peça-lhes que verifiquem o peso em N.
- Em seguida, peça a um aluno que abaixe lentamente o objeto no copo com água.
- O que acontece? Descreva o que você está observando em termos de peso e massa.
Extensão
Usando uma calculadora online, peça aos alunos que calculem seu peso (em libras e quilogramas) em planetas diferentes.
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