Cientistas desenham nova imagem do núcleo de um átomo

Núcleos são nuvens?

Embora os mais modernos microscópios eletrônicos enxerguem até um décimo do diâmetro de um átomo, ainda é difícil para a maioria das pessoas imaginar um átomo inteiro.

Da mesma forma que é difícil corrigir a história de que Cabral teria chegado ao Brasil por acaso, vai levar muito tempo para que as pessoas deixem de imaginar, quando se falar de um átomo, um sistema planetário com um "núcleo-Sol" cercado por "planetas-elétrons".

Já se sabia há muito tempo que os elétrons são "nuvens de probabilidade" ao redor dos núcleos, devido à sua personalidade bipolar, nunca sabendo se são partículas ou ondas.

Mas outro problema dessa visualização do átomo como um sistema planetário é que o núcleo, composto por prótons e nêutrons, é imaginado como algo estacionário, fisicamente delimitado.

E isso não corresponde à realidade.

Na década de 1980 descobriu-se que alguns núcleos atômicos de elementos leves - como hélio, lítio e berílio - não têm bordas externas definidas: eles possuem halos, partículas que se destacam além das bordas do núcleo, criando uma nuvem que envolve o núcleo.

Agora, depois de realizar as observações mais precisas já feitas até hoje do halo nuclear, cientistas demonstraram que até um quarto dos núcleons - prótons e nêutrons - do núcleo denso de um átomo estão viajando continuamente a uma velocidade de até 25% da velocidade da luz.

Como é o núcleo de um átomo

Assim, esqueça, Cabral não chegou ao Brasil por acaso, e os núcleos dos átomos não podem ser comparados a laranjas e nem a estrelas.

"Nós geralmente imaginamos o núcleo como um arranjo fixo de partículas, quando na realidade há um monte de coisas acontecendo no nível subatômico que nós simplesmente não podemos ver com um microscópio," ressalta o físico John Arrington, do Laboratório Nacional Argonne, nos Estados Unidos.

Ele e seus colegas usaram grandes espectrômetros magnéticos para observar o núcleo de átomos de deutério, hélio, berílio e carbono.

A surpresa veio com o berílio.

Ao contrário dos outros átomos, ele possui dois aglomerados de núcleons, cada um parecido com um núcleo do átomo de hélio-4.

Esses núcleons, por sua vez, estão associados a um nêutron adicional.

Isso desfaz completamente a figura do núcleo como uma esfera fisicamente delimitada, além de mostrar que o halo é mais complexo do que se imaginava.

Interações entre quarks

Por causa dessa configuração complicada, o núcleo do berílio apresenta um número relativamente alto de colisões, apesar de ser um dos núcleos menos densos entre todos os elementos.

Os cientistas afirmam que esse efeito acelerador pode ser resultado de interações entre os quarks que formam os núcleons - cada próton e cada nêutron consiste de três quarks muito fortemente ligados.

Quando os núcleons se aproximam uns dos outros, entretanto, as forças que unem os quarks podem ser perturbadas, alterando a estrutura dos prótons e dos nêutrons, possivelmente até mesmo formando partículas compostas pelos quarks de dois núcleos diferentes.

"Eu acho que é imperativo que os cientistas continuem a estudar os fenômenos que estão ocorrendo aqui," afirma Arrington. "Nossa próxima medição vai tentar examinar essa questão diretamente, tirando uma fotografia da distribuição dos quarks quando os núcleons se juntam."

Esta notícia foi publicada em 24/03/2012 no sítio Inovação Tecnológica. Todas as informações nela contida são de responsabilidade do autor.

Ficção científica no ensino de Ciências...

Discussão de obras de ficção pode mudar visão sobre Ciência 

Uma pesquisa do Instituto de Física (IF) da USP mostra que a leitura de textos de ficção científica em sala de aula pode ir além da introdução de conceitos científicos e se tornar um debate sobre o papel da Ciência e suas implicações sociais e políticas. O estudo de Adalberto Anderlini, professor de Física do ensino médio, apresenta projetos realizados com estudantes que buscam desenvolver entre eles uma visão mais crítica da Ciência.

O professor conta que no início da pesquisa a ficção científica era encarada de uma forma mais lúdica. “Trazê-la para a sala de aula seria principalmente uma forma de cativar os estudantes para o ensino de Ciências”, aponta. No entanto, ao longo do estudo, com as reflexões teóricas e o trabalho em sala de aula, houve uma mudança de foco. “O que se percebeu é que os textos de ficção científica poderiam servir para compreender as questões sociais que envolvem a Ciência”.

A partir dos estudos do educador brasileiro Paulo Freire (1921-1997), do psicólogo russo Lev Vygotsky (1896-1934) e do filósofo russo Mikhail Bakhtin (1895-1975), o pesquisador procurou direcionar as discussões sobre obras de ficção científica em sala de aula para as questões políticas enraizadas na produção cultural. O trabalho de Mary Elizabeth Ginway, professora da Universidade da Flórida (EUA) e especialista em literatura brasileira fantástica e de ficção científica, também ajudou Anderlini a aprimorar o debate.

“É possível ler um conto sobre robôs e se concentrar apenas em questões técnicas, como a construção de um cérebro artificial”, aponta o professor. “No entanto, a relação entre homens e robôs é servil, como se fosse uma espécie de escravidão, o que pode ajudar a entender questões sobre preconceito racial, da mesma forma que uma história de alienígenas pode trazer questões sobre xenofobia, o medo do que vem de fora”, acrescenta.

Discussão

Anderlini relata em sua pesquisa três projetos que desenvolveu em uma escola na cidade de São Paulo, onde dá aulas de Física e Astronomia para estudantes do ensino médio. “Cabe lembrar que nesta escola as classes são pequenas, com média de 15 a 20 alunos por sala, o que facilitou o trabalho”. Depois de ter defendido o mestrado, orientado pelo professor João Zanetic, do IF, Anderlini continua a realizar projetos com os alunos, aplicando os conceitos que discutiu no estudo.

Uma das atividades consistia em uma discussão livre sobre o conto “O cair da noite”, do escritor norte-americano nascido na Rússia, Isaac Asimov (1920-1992), publicado no livro de mesmo nome. “Em certo ponto da história, no entanto, Asimov menciona a Lei de Gravitação de Newton”, aponta. “Assim, foi possível introduzir nas aulas de física a questão da gravidade.”

Os alunos também tiveram de escolher um livro do gênero para ler e elaborar um questionário com 20 perguntas. “Dessa forma, era feita uma leitura crítica de cada obra”, diz o professor. Entre as opções de livros, estavam obras de autores clássicos do gênero, como Júlio Verne (1828-1905), H.G. Wells (1866-1946), Ray Bradbury (1920) e Arthur Clarke (1917-2008). Com o tempo, a lista passou a incluir romances policiais, poesias, teatro, distopias (textos com visões negativistas do futuro da sociedade), entre outros gêneros literários, desde que envolvam a Ciência de alguma forma. A partir do segundo ano do ensino médio, são incluídos autores mais sofisticados, como Philip K. Dick (1928-1982), Stanislaw Lem (1921-2006) e Anthony Burguess (1917-1993).

Por fim, os alunos escreveram seus próprios contos de ficção científica, o que serviu para evidenciar a visão de Ciência que eles possuíam. “Na maioria dos casos, os contos estavam de acordo com a versão culturalmente aceita, de que a Ciência é dona da verdade absoluta e os cientistas são pessoas neutras e imparciais”, aponta Anderlini. “A partir dos textos, foi possível iniciar uma discussão sobre filosofia da Ciência e as questões sociais e políticas envolvidas na atividade científica, unindo Ciência e Humanidades nas análises.”

Esta notícia foi publicada em 29/03/2012 no sítio Agência USP. Todas as informações nela contida são de responsabilidade do autor.

Os raios também sobem...

Descargas atmosféricas, que partem do solo e se propagam em direção a nuvens, podem causar grandes prejuízos para estruturas elevadas, como geradores de energia eólica (Elat/Inpe)

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URL: agencia.fapesp.br/15373

Especiais

Raios ascendentes são registrados pela primeira vez no Brasil

28/03/2012

Por Elton Alisson

Agência FAPESP – Um tipo de raio que, em vez de descer das nuvens e atingir o solo – como ocorre com a maioria das descargas atmosféricas –, parte de algo na superfície e se propaga em direção à nuvem começou a chamar a atenção nos últimos anos em países como os Estados Unidos e o Japão, em função dos prejuízos que pode causar para o funcionamento de estruturas altas, como geradores de energia eólica.

Pesquisadores do Grupo de Eletricidade Atmosférica (Elat) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) registraram pela primeira vez a ocorrência desse tipo de raio no Brasil.

Utilizando câmeras normais e de alta velocidade, eles observaram e gravaram no fim de janeiro e início de março a ocorrência de raios ascendentes no Pico do Jaraguá – o ponto culminante da cidade de São Paulo, a 1.135 metros acima do nível do mar.

Conhecidas como raios ascendentes, essas descargas atmosféricas são originadas por estruturas elevadas, como torres de telecomunicação ou para-raios de edifícios altos.

Em função de suas altitudes, essas estruturas podem concentrar em seus topos uma grande quantidade de carga elétrica induzida e de sinal oposto à carga da base de uma nuvem de tempestade que passa sobre ela. Com isso, durante uma tempestade, inicia-se uma descarga na estrutura que se propaga em direção à nuvem.

“Normalmente são nuvens com carga negativa em sua base que atraem esses raios que saem do solo, geralmente de lugares altos”, disse Marcelo Fares Magalhães Saba, pesquisador do Elat e coordenador do projeto, à Agência FAPESP.

Para determinar o local com maior probabilidade de ocorrência desse tipo de raio no Estado de São Paulo, os pesquisadores utilizaram um sistema de detecção de descargas atmosféricasimplementado pelo Inpe com apoio da FAPESP. O sistema indicou que no Pico do Jaraguá ocorre, praticamente, três vezes mais raios do que no restante da cidade.

Por meio de uma câmera de alta velocidade, capaz de registrar 4 mil quadros por segundo, os pesquisadores gravaram no fim de janeiro, durante uma tempestade, a formação de três raios ascendentes, partindo de uma torre de transmissão de 130 metros no Pico do Jaraguá, em um intervalo de apenas 6 minutos.

No início de março, voltaram a registrar a ocorrência de mais três raios ascendentes, originados do mesmo ponto da primeira observação, em apenas 7 minutos, o que é considerado um número muito alto, principalmente quando considerado o pequeno intervalo de tempo. No Empire State Building, em Nova York, por exemplo, com 410 metros de altura, ocorrem em média 26 raios ascendentes por ano.

“Para que um prédio alto seja atingido por três raios ascendentes talvez seja necessário um período de 10 ou 20 anos”, estimou Saba.

Os pesquisadores ainda não conseguem explicar a razão pela qual o Pico do Jaraguá registra um número tão elevado de raios ascendentes. Eles também pretendem investigar se a intensidade desses raios é maior do que a dos descendentes e estimar qual a altura mínima de uma estrutura para promover tal descarga, entre outras questões que pretendem estudar e obter respostas nos próximos anos.

O grupo já observou que enquanto o impacto de um raio descendente é mais distribuído – metade das descargas toca pontos diferentes do solo –, o dos raios ascendentes acaba sendo sempre em um mesmo ponto, o de partida.

“Em geral, há muito mais raios descendentes do que ascendentes. Porém, os primeiros tocam pontos diferentes no solo e os ascendentes sempre saem do mesmo lugar, gerando um estresse muito grande em cima desse ponto, que pode ser uma torre de televisão ou de celular, por exemplo”, disse Saba.

Rever normas de proteção

Segundo Saba, as observações sobre raios ascendentes realizadas pelo grupo podem contribuir para aperfeiçoar as normas de proteção contra raios no Brasil, que são baseadas em raios descendentes.

Com a tendência de se construir torres e empreendimentos cada vez mais altos em cidades como São Paulo, na avaliação do pesquisador será preciso rever as normas de proteção contra raios para essas novas edificações. “Quanto maior a altura, também maior a probabilidade de uma estrutura originar raios ascendentes”, disse.

Saba conta que em países como os Estados Unidos e Japão se busca aumentar o conhecimento sobre a física e as características dos raios ascendentes para proteger turbinas de geração de energia eólica, que podem atingir mais de 150 metros de altura e podem ser destruídas quando originam raios ascendentes.

Como esse tipo de geração de energia vem sendo utilizada e expandida no Brasil, o pesquisador avalia que é importante intensificar os estudos sobre esse tipo de raio também no país, que apresenta a maior incidência de raios no mundo.

Por meio das câmeras de alta velocidade e do sistema de detecção de descargas atmosféricas implantado em São Paulo, os pesquisadores pretendem visualizar a trajetória dos raios ascendentes em três dimensões. Com isso, querem estimar frequência e condições para que o fenômeno ocorra, além de analisar com maior grau de acurácia a velocidade e como se propaga a descarga elétrica.

A pesquisa também poderá contribuir para aprimorar os sistemas de detecção de descargas atmosféricas que monitoram a incidência de raios no Brasil.

“Se sabemos de onde exatamente esses raios ascendentes saem, isso pode ajudar a conferir com maior precisão a localização de raios por esses sistemas de detecção”, disse Saba. 

Plano de Trabalho Docente - QUÍMICA - EJA - 2012

C. E. Dr. Felipe S. Bittencourt

Disciplina: Química

EJA – Ensino Médio

PROF.: ADÃO REINALDO FARIAS

MARIALVA - PR

ANO: 2012

FUNDAMENTOS DA DISCIPLINA

A Química está presente em todo processo de desenvolvimento das civilizações, a partir das primeiras necessidades humanas, tais como: a comunicação, o domínio do fogo e, posteriormente, o domínio do processo de cozimento necessário à sobrevivência, bem como a fermentação, o tingimento e a vitrificação. Na história do conhecimento químico, inicialmente, o ser humano conheceu a extração, produção e o tratamento de metais como o cobre, o bronze, o ferro e o ouro, facilitando a sua maneira de viver.

A ciência química surge no século XVII, a partir dos estudos de alquimia, populares entre muitos dos cientistas da época. Considera-se que os princípios básicos da Química se recolhem pela primeira vez, na obra do cientista britânico Robert Boyle: The Sceptical Chymist (1661). A Química, como tal, começa um século mais tarde, com os trabalhos do francês Antoine Lavoisier e suas descobertas em relação ao oxigênio, à lei da conservação da massa e à refutação da teoria do flogisto como teoria da combustão. Ou seja a Química foi criada no Séc. XVII e ai deu inicio, e logo após teve a Química Moderna (WIKIPEDIA, 2010).

O conhecimento químico, assim como os demais, não é algo pronto, acabado e inquestionável, mas em constante transformação. Esse processo de elaboração do conhecimento ocorre a partir das necessidades humanas, uma vez que a Ciência é construída pelos homens e mulheres, falível e inseparável dos processos sociais, políticos e econômicos.

A Química está presente nas necessidades básicas dos seres humanos, como a alimentação, o vestuário, a saúde, e o ser humano como cidadão tem que compreender tudo isso. Ela não é uma coisa ruim que só polui(como alguns pensam devido à alguns acontecimentos divulgados na mídia), ela está presente na procura de novos produtos, sendo cada vez mais solicitada nas novas áreas específicas surgidas nos últimos anos: biotecnologia, química fina, pesquisas direcionadas para a oferta de alimentos e medicamentos.

Ter conhecimento de Química, ainda que no mínimo, faz-se necessário para que um indivíduo possa posicionar-se em relação aos problemas ambientais atuais, exercendo assim sua cidadania. Ter noções básicas de Química e conhecê-la capacita o indivíduo para que ele possa usufruir dos benefícios da aplicação do conhecimento químico para toda à sociedade, bem como, se posicionar em relação aos diversos problemas da vida contemporânea. Por outro lado, saber como se processa o conhecimento químico pode subsidiar o indivíduo de um pensamento histórico crítico mais fundamentado. Pois, o estudo dessa disciplina permite a compreensão da formulação de hipóteses, do controle de variáveis de um processo, da generalização de fatos por uma lei, da elaboração de uma teoria e da construção de modelos científicos (BELTRAN E CISCATO, 1991, p. 16).

OBJETIVO GERAL

A Química é a ciência que tem como objeto de estudo as substâncias e os materiais, sustentada pela tríade composição, propriedades e transformações.

A Química (do egípcio keme (chem), significando “terra”), é a ciência que trata das substâncias da natureza, dos elementos que a constituem, de suas características, de suas propriedades combinatórias, de seus processos de obtenção, de suas aplicações e de sua identificação. Estuda a maneira pela qual os elementos se ligam e reagem entre si, bem como a energia desprendida ou absorvida durante essas transformações (WIKIPEDIA, 2011).

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Para a disciplina de Química, são propostos os seguintes conteúdos estruturantes:

- Matéria e sua natureza: é o conteúdo estruturante que identifica a disciplina de Química, por se tratar da essência da matéria. É ele que abre caminho para um melhor entendimento dos demais conteúdos estruturantes. A abordagem da história da Química é necessária para a compreensão de teorias e, em especial, dos modelos atômicos. A concepção de átomo é imprescindível para que se possam entender os aspectos macroscópicos dos materiais com que o ser humano está em contato diário e perceber o que ocorre no interior das substâncias, ou seja, o comportamento microscópico.

- Biogeoquímica: este conteúdo estruturante é caracterizado pelas interações existentes entre a hidrosfera, litosfera e atmosfera. Historicamente, constitui-se a partir de uma sobreposição de biologia, Geologia e Química.

- Química sintética: este conteúdo estruturante foi consolidado a partir da apropriação da Química na síntese de novos produtos e novos materiais, e permite o estudo que envolve produtos farmacêuticos, a indústria alimentícia (conservantes, acidulantes, aromatizantes, edulcorantes), fertilizantes e agrotóxicos.

CONTEÚDOS ESTRUTURANTES

Matéria sua Natureza, Biogeoquímica e Química Sintética.

CONTEÚDOS BÁSICOS

Matéria e Substâncias

Reações Químicas

Funções Orgânicas e Inorgânicas

Ligações Químicas

Ligações entre as moléculas

Tabela Periódica e periodicidade

Estrutura Atômica

Estequiometria

Estudo dos Gases

Radioatividade

Propriedades Coligativas

Soluções

Reações Químicas (Termoquímica)

Velocidade das Reações (Cinética Química)

Equilíbrio Químico

Reações Químicas (Eletroquímica)

CONTEÚDOS ESPECÍFICOS

1^a AVALIAÇÃO – 32 h/a

Matéria e Substâncias

Química, materiais e consumo sustentável: Transformações e propriedades das substâncias; Materiais e processo de separação; Constituintes das substâncias, Química e Ciência.

Estudo dos Gases e Estrutura Atômica

Gases, modelos atômicos e poluição atmosférica: Estudo dos gases; Modelos atômicos.

2^a AVALIAÇÃO – 64 h/a

Substâncias, Tabela Periódica, Ligações Químicas (Ligações entre as Moléculas)

Constituintes, interações químicas, propriedades das substâncias e agricultura: Classificação dos elementos químicos; Ligações iônica, covalente e metálica; Interações entre constituintes e propriedades das substâncias inorgânicas e orgânicas.

3^a AVALIAÇÃO – 96 h/a

Estequiometria, Soluções , Propriedades Coligativas, Funções Orgânicas e Inorgânicas

Cálculos químicos e uso de produtos químicos: Unidades utilizadas pelo químico; Cálculos químicos. Composição e classificação dos materiais, solubilidade, propriedades coligativas e hidrosfera: Soluções, coloides, agregados, concentração e composição; Propriedades da água, solubilidade e propriedades coligativas. Hidrocarbonetos, álcoois, termoquímica, cinética, eletroquímica, energia nuclear e recursos energéticos: Petróleo, Introdução à Química Orgânica, hidrocarbonetos e álcoois.

4^a AVALIAÇÃO – 128 h/a

Funções Orgânicas e Inorgânicas, Reações Químicas, Termoquímica, Equilíbrio Químico, Eletroquímica e Radioatividade

Reações Químicas;Termoquímica; Cinética Química; Modelos atômicos, radioatividade e energia nuclear;. Oxidorredução e pilhas. Substâncias inorgânicas, equilíbrio químico e poluição das águas: Substâncias inorgânicas; Equilíbrio químico. A Química em nossas vidas: A Química Orgânica e a transformação da vida; Alimentos e funções orgânicas; Química da saúde e da beleza e a nomenclatura orgânica; Polímeros e propriedades das substâncias orgânicas; Indústria química e síntese orgânica. Átomo, radioatividade e energia nuclear: Modelo quântico e radioatividade; Transformações nucleares.

PROPOSTA DE AVALIAÇÃO

A avaliação será concebida de forma processual e formativa, sob os condicionantes do diagnóstico e da continuidade. Processo que ocorre em interações recíprocas, no dia a dia, no transcorrer da própria aula e não apenas de modo pontual; portanto está sujeita a alterações no seu desenvolvimento.

A avaliação deverá levar em conta o conhecimento prévio do aluno e como ele supera suas concepções espontâneas, além de orientar e facilitar a aprendizagem.

Em Química, o principal critério de avaliação é a formação de conceitos científicos, valorizando assim, uma ação includente dos conhecimentos anteriores dos alunos e a interação da dinâmica dos fenômenos naturais por meio de conceitos químicos.

Será avaliada às várias formas de expressão dos alunos, como: prova, leitura e interpretação de textos, produção de textos, leitura e interpretação da tabela periódica, pesquisas bibliográficas, relatórios de aulas em laboratório, entre outros. Estes instrumentos serão selecionados de acordo com cada conteúdo e objetivo de ensino.

Notas

Atividades realizadas, listas de exercícios: valor 2,0 pontos

Trabalho: valor 2, 0 pontos

Prova de verificação: valor 6,0 pontos

Prova de reavaliação: valor 6,0 pontos (recuperação paralela)

Trabalho de reavaliação: valor 4,0 pontos (recuperação paralela)

METODOLOGIA

O processo pedagógico deverá partir do conhecimento prévio dos estudantes, no qual se incluem as ideias preconcebidas sobre o conhecimento da Química, ou as concepções espontâneas, a partir das quais será elaborado o conceito científico.

A concepção espontânea sobre conceitos que o estudante adquire no seu dia a dia, na interação com os diversos objetos no seu espaço de convivência, faz-se presente no início do processo ensino-aprendizagem. Por sua vez, a concepção científica envolve um saber socialmente construído e sistematizado, que requer metodologias específicas para ser disseminado no ambiente escolar. A escola, é por excelência, o lugar onde se lida com o conhecimento científico historicamente produzido.

Quando os estudantes chegam à escola, não são desprovidos de conhecimento. Uma sala de aula reúne pessoas com diferentes costumes, tradições, preconceitos e ideias que dependem também dessa origem. Isso torna impossível a adoção de um único encaminhamento metodológico para todos os alunos.

O ensino de Química deve contribuir para que o estudante tenha uma visão mais abrangente do universo. Assim as fórmulas matemáticas não serão o objeto central da aprendizagem, pois apenas representam modelos, elaborados para entender determinado fenômeno ou evento químico.

Os experimentos podem ser o ponto de partida para a compreensão de conceitos e sua relação com as ideias discutidas em sala de aula. Os estudantes, assim, estabelecem relações entre teoria e prática, ao mesmo tempo, expressam ao professor suas dúvidas.

A Química estuda o mundo material e sua constituição. Considera-se importante propor aos alunos leituras que contribuam para a sua formação e identificação cultural, que possam constituir elemento motivador para a aprendizagem da Química e contribuir, eventualmente, para a criação do hábito da leitura.

As aulas serão expositivas e práticas partindo do conhecimento prévio dos alunos, com a utilização do livro didático público, livros pedagógicos, apostilas da EJA, textos científicos, bem como, situações vividas na prática e relacionando com o conteúdo científico sistematizado.

Serão utilizados os laboratórios de ciências e informática, a tv pendrive para vídeos e teleaulas(Novo Telecurso – Química), o Blog do Prof. Adão Reinaldo Farias: Física e Química no Cotidiano, além de outros blogs e sites, que através de seu conteúdo possam auxiliar na construção e reconstrução de significados do conhecimento químico.

REFERÊNCIAS

PARANÁ, Secretaria de Estado da Educação. Diretrizes Curriculares da rede pública de educação básica do Estado do Paraná: Química. Curitiba: SEED/DEM, 2009.

QUÍMICA. In: WIKIPÉDIA, a enciclopédia livre. Flórida: Wikimedia Foundation, 2011. Disponível em:.. Acesso em: 23 fev. 2012.

BELTRAN, N. O.; CISCATO, C. A. Química. São Paulo: Cortez, 1991.

Química cidadã: materiais, substâncias, constituintes, química ambiental e suas implicações sociais, volume 1: ensino médio / Wildson Luiz Pereira dos Santos, Gerson de Souza Mól, (coords.). - 1. ed. - São Paulo: Nova Geração, 2010. - (Coleção química para a nova geração)

Plano de Trabalho Docente - FÍSICA - EJA - 2012

C.E. Dr. Felipe S. Bittencourt

Disciplina: Física

EJA – Ensino Médio

Professor: Adão Reinaldo Farias

Marialva – PR

2012

FUNDAMENTOS DA DISCIPLINA

Antigos registros históricos já mostravam que os seres humanos se preocupavam em entender e explicar o mundo no qual viviam. Ao longo do tempo, temos organizado muito desse entendimento e tentado, com ele construir nosso mundo.

Uma sociedade se caracteriza por uma visão de mundo que inclui conhecimento, hábitos e costumes, mitos e crenças. Também, caracteriza-se pelo modo de produção que determina as relações entre os homens, suas condições de vida, em cuja base está o trabalho.

A ciência surge na tentativa de decifrar o universo físico, a qual é determinada pela necessidade humana de resolver problemas práticos e demandas materiais em determinada época; logo é histórica e constitui visão de mundo.

Ciência significa “conhecimento”. Ela resulta de um processo de observação, estudo e tentativa de explicar o ambiente em que vivemos. Ciência é criatividade, é aprender a fazer. Por isso, explicar e fazer ciência tem que ser por meio de muitas atividades.

A Física pode ser considerada a base de todas as outras ciências e da tecnologia, pois estuda os componentes básicos de um determinado fenômeno e as leis que governam suas interações. Através da Física, dentro de uma perspectiva histórico crítica, podemos formar sujeitos por meio de conteúdos que o levem a compreensão do universo, sua evolução, suas transformações e as interações que nele se apresenta.

OBJETIVO GERAL

A Física é uma ciência que tem como objeto de estudo o Universo, sua evolução e as interações que nele se apresentam. Por alguma razão, os fenômenos da natureza obedecem equações matemáticas, possibilitando elaborar modelos para compreender os fenômenos da natureza.

Compreender a importância da cultura produzida pelos homens, é importante para entender a relevância histórica dessa produção dentro da história da humanidade.

Visualizar a elegância das teorias físicas, a emoção dos debates em torno das ideias científicas, a grandeza dos princípios físicos, desafia a todos nós, professores e estudantes, de compartilharmos, ainda com um pouco de Matemática, os conceitos e a evolução da Física, presentes desde que o homem, por necessidade ou curiosidade, passou a se preocupar com o estudo dos fenômenos naturais. (MENEZES, 2005).

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

O estudo dos movimentos, a mecânica de Newton, é importante por estar fortemente ligado às questões externas ao meio científico como, por exemplo, as guerras, o comércio, os mitos e a religião. Também permite compreender fenômenos ligados ao cotidiano, como caminhar, o movimento de projéteis e dos automóveis, o equilíbrio de corpos em um meio fluído, o movimento dos planetas em torno do Sol e o da Lua em torno da Terra. Ressalte-se, ainda, a importância de algumas entidades físicas, aplicadas a partículas como as ondas, por exemplo, o momentum e a energia, cuja compreensão é importante para estudos que vão desde a colisão de duas bolas de gude até a compreensão de processos que envolvem a moderna cosmologia.

Na História, encontramos outra grande síntese, hoje chamada Leis da Termodinâmica. Seus estudos se baseiam nos conceitos de temperatura, calor, entropia e nas relações entre calor e trabalho mecânico. Através dos estudos da termodinâmica, foi possível entender o mundo microscópico da matéria. Entender os processos em que ocorrem trocas de calor, tão presentes no cotidiano, e seus principais conceitos, torna-se fundamental para que a Física seja vista como uma Ciência em construção e, também, para se compreender o universo.

Também são objetos de estudo da Física os fenômenos em que a carga elétrica se apresenta. O eletromagnetismo, seu conhecimento e sua aplicação não estão ligados apenas à compreensão da natureza, mas também às inúmeras inovações tecnológicas surgidas no último século, a partir dos trabalhos de Maxwell, cujas equações levam às quatro Leis do Eletromagnetismo clássico.

Assim, os três conteúdos – Movimento, Termodinâmica e Eletromagnetismo – são estruturantes porque indicam desdobramentos em conteúdos específicos que permitem trabalhar o objeto de estudo da Física da forma mais abrangente possível.

CONTEÚDOS ESTRUTURANTES:

Movimentos, Termodinâmica e Eletromagnetismo.

CONTEÚDOS BÁSICOS:

Momentum e Inércia

Conservação da Quantidade de Movimento(momentum)

Variação da Quantidade de Movimento(Impulso)

2^a Lei de Newton

3^a Lei de Newton e Condições de Equilíbrio

Gravitação

Energia, Princípio da Conservação da Energia, Trabalho e Potência

Lei Zero da Termodinâmica, 1^a e 2^a Leis da Termodinâmica

Carga Elétrica, Corrente Elétrica, Campo e Ondas Eletromagnéticas

Força Eletromagnética

Equações de Maxwell (Lei de Gauss para Eletrostática, Lei de Coulomb, Lei de Ampère, Lei de Gauss Magnética e Lei de Faraday)

A Natureza da Luz e suas Propriedades

CONTEÚDOS ESPECÍFICOS:

INTRODUÇÃO À FÍSICA

Campo de estudo e atuação da Física

História da física

A Física contemporânea e suas aplicações tecnológicas

MECÂNICA

Movimentos retilíneos

Movimentos curvilíneos

Movimento circular uniforme

Queda livre

Os Princípios da Mecânica (Leis de Newton)

Energia, Trabalho e Potência

Impulso e quantidade de movimento

Gravitação Universal

Hidrostática

FÍSICA TÉRMICA

Fenômenos térmicos

O calor e a temperatura

O fenômeno da dilatação nos sólidos, líquidos e gases

As mudanças de estado físico da matéria

Trocas e transmissão do calor

Comportamento térmico dos gases

Leis da Termodinâmica

ONDULATÓRIA

Fenômenos ondulatórios

Ondas mecânicas e eletromagnéticas

Natureza ondulatória e quântica da luz

ÓPTICA

Fenômenos luminosos

Princípios da Óptica Geométrica

Aplicações do fenômeno da reflexão e reflação da luz

Lentes e instrumentos ópticos de observação

Espelhos

A óptica e o olho humano

ELETRICIDADE E MAGNETISMO

Fenômenos elétricos e magnéticos

Aspectos estáticos e dinâmicos da eletricidade

A Lei de Coulomb

Campo elétrico e potencial elétrico

Corrente elétrica

Geradores e circuitos elétricos

Campo magnético

Indução magnética

Equações de Maxwell

ENERGIA

Energia e suas transformações

Fontes e tipos de energia

Energia, meio ambiente e os potenciais energéticos do Brasil

A energia elétrica nas residências

PROPOSTA DE AVALIAÇÃO

A avaliação deverá levar em conta os pressupostos teóricos adotados nas Diretrizes Curriculares. Ao considerar importantes os aspectos históricos, conceituais e culturais, a evolução das ideias em Física e a não-neutralidade da ciência, a avaliação se verifica pelo progresso do estudante quanto a esses aspectos. Avaliar é considerar a apropriação dos objetos da Física pelos estudantes.

A avaliação terá um caráter diversificado e verificará aspectos como:

- a compreensão dos conceitos físicos;

- a capacidade de análise de um texto, seja ele literário ou científico, para uma opinião que leve em conta o conteúdo físico;

- a capacidade de elaborar um relatório sobre um experimento ou qualquer outro evento que envolva a Física.

No entanto, a avaliação não poderá ser usada para classificar os alunos com uma nota, com o objetivo de testar o aluno ou mesmo puni-lo, mas sim de auxiliá-lo na aprendizagem. Ou seja, trata-se de tomá-la como instrumento para intervir no processo de aprendizagem do estudante, cuja finalidade e sempre seu crescimento.

1.ª avaliação - carga horária: 32 h/a

Introdução à Física

História da Física

A Física contemporânea e suas aplicações tecnológicas

Movimentos retilíneos

Movimentos curvilíneos

Movimento circular uniforme

Queda livre

2.ª avaliação – carga horária: 64 h/a

Os Princípios da Mecânica (Leis de Newton)

Energia, Trabalho e Potência

Impulso e quantidade de movimento

Gravitação Universal

Hidrostática

3.ª avaliação – carga horária: 96 h/a

Fenômenos térmicos

O calor e a temperatura

O fenômeno da dilatação nos sólidos líquidos e gases

As mudanças de estado físico da matéria

Trocas e transmissão de calor

Comportamento térmico dos gases

Leis da Termodinâmica

Fenômenos ondulatórios

Ondas mecânicas e eletromagnéticas

Natureza ondulatória e quântica da luz

Fenômenos luminosos

Princípios da Óptica Geométrica

Aplicações do fenômeno da reflexão e refração da luz

Lentes e instrumentos ópticos de observação

Espelhos

A óptica e o olho humano

4.ª avaliação – carga horária 128h/a

Fenômenos elétricos e magnéticos

Aspectos estáticos e dinâmicos da eletricidade

A Lei de Coulomb

Campo elétrico e potencial elétrico

Corrente elétrica

Geradores e circuitos elétricos

Campo magnético

Indução magnética

Equações de Maxwell

Energia e suas transformações

Fontes e tipos de energia

Energia, meio ambiente e os potenciais energéticos do Brasil

A energia elétrica nas residências

Notas

Atividades realizadas, lista de exercícios: valor 2,0 ponto

Trabalho realizado: valor 2,0 ponto

Prova de verificação: valor 6,0 pontos

Prova de reavaliação: valor 6,0 pontos (recuperação paralela)

Trabalho de reavaliação: valor 4,0 pontos (recuperação paralela)

METODOLOGIA

É importante que no processo pedagógico, na disciplina de Física, parta do conhecimento prévio dos estudantes, pois, o estudante adquire a concepção espontânea no dia a dia, na interação com os diversos objetos no seu espaço de convivência, os quais, na escola, fazem-se presentes ao iniciar o processo de ensino-aprendizagem. Por sua vez, a concepção científica envolve um saber socialmente construído e sistematizado, que requer metodologias específicas para ser transmitido no ambiente escolar. A escola é, por excelência, o lugar onde se lida com o conhecimento científico historicamente produzido. A composição de uma sala de aula mistura pessoas com diferentes costumes, tradições, preconceitos e ideias que dependem também dessa origem, o que torna impossível moldá-las como se fossem iguais. Num determinado conteúdo, o professor terá que considerar o que eles conhecem. Talvez será o ponto de partida para o início de uma aprendizagem que agregue significados para professor e estudantes. É imprescindível que o professor cumpra sua função de uma espécie de “informante científico”, para ir além do limite da informação e atingir a fronteira da formação, através de uma mediação não-aleatória, mas identificada pelo conhecimento físico, num processo organizado e sistematizado pelo professor.

No desenvolvimento dos conteúdos será abordado a importância da Física no mundo, com relevância aos aspectos históricos, o conhecimento enquanto construção humana e a constante evolução do pensamento científico, assim como, as relações das descobertas científicas com as aplicações tecnológicas na contemporaneidade.

O uso da experimentação é viável e necessário no espaço e tempo da EJA mesmo que seja por meio de demonstração feita pelo professor, ou da utilização de materiais alternativos e de baixo custo, na construção e demonstração dos experimentos.

A estratégia de brinquedos e jogos no ensino de Física será utilizado para que o educando possa ser instigado a pesquisar e propor soluções.

As aulas serão expositivas e práticas partindo do conhecimento prévio dos alunos, utilizando textos do livro didático público, livros pedagógicos, apostilas da EJA, textos científicos, bem com situações vividas na prática e relacionando com o conteúdo científico sistematizado.

Serão utilizados o laboratório de ciências para aulas práticas e o laboratório de informática para pesquisa em blogs e sites que tenham como conteúdo a Física e outras ciências e o Blog do Prof. Adão Reinaldo Farias (Física e Química no Cotidiano).

Na TV pendrive será exibido vídeos e aulas do Novo Telecurso para auxiliar na compreensão dos conceitos físicos.

REFERÊNCIAS

PARANÁ, Secretaria de Estado da Educação. Diretrizes Curriculares da rede pública de educação básica do Estado do Paraná: Física. Curitiba: SEED/DEM, 2009.

GONÇALVES FILHO, Aurelio. Física e Realidade: ensino médio física – Aurelio Gonçalves Filho, Carlos Toscano. -1. ed. - São Paulo: Scipione,2010. - (Coleção Física e realidade)