Portal do Professor - Impulso
* 2º Lei de Newton.
MOTIVAÇÃO: Comece a aula perguntando aos alunos o que eles entendem por Impulso. Instigue-os a falar e peça para que eles dêem exemplos de como aplicar um impulso. Se os alunos ficarem acanhados em responder, dê alguns exemplos como: chutar uma bola, empurrar um carrinho de rolimã, o salto da plataforma de um nadador, entre vários outros.
Após isto, explique que quando empurramos um corpo ou até mesmo quando o puxamos, fazemos à aplicação de uma força de contato. Observe a figura abaixo:
Figura 1 – Homens empurrando um carro.
Imagem Disponível em : www.brasilescola.com/fisica/impulso.htm . Acesso em: 01 dez. 2008
Quando um carro enguiça, como é o caso da figura acima, realizamos uma força para que possamos colocá-lo novamente em movimento. Essa é a noção intuitiva de impulso. Impulso é a grandeza física que determina a atuação de forças sobre um corpo num determinado intervalo de tempo entre a força aplicada e o corpo que sofre a ação da mesma, ou seja, essa grandeza mede o esforço necessário para colocar um corpo em movimento.
Um outro exemplo que poderá ser trabalhado é o momento do saque (do voleibol). No momento do saque, o jogador de vôlei exerce uma força sobre a bola e a coloca em movimento. A bola interage com a mão do jogador durante um tempo extremamente curto, da ordem de centésimos de segundo, mas como a intensidade da força é bastante grande, o impulso produzido é suficiente para que a bola parta com grande velocidade.
Figura 2 - Saque de Volei.
Imagem Disponível em: static.hsw.com.br/gif/pan-volei-saque.jpg . Acesso em: 11 dez 2008.
Fisicamente, o impulso é definido como o produto entre a força aplicada num objeto e o intervalo de tempo de sua atuação - como nos exemplos acima evidenciado. Quando uma pessoa precisa empurrar um carro para fazê-lo "pegar", precisa exercer uma força constante durante certo tempo até que o carro atinja uma velocidade suficiente. Se duas pessoas empurrarem o mesmo carro, a velocidade necessária para fazê-lo "pegar" será alcançada na metade do tempo. Se forem três pessoas, o tempo se reduz a um terço. Quando desejamos fazer com que um carro atinja uma certa velocidade, precisamos aplicar-lhe uma força durante algum tempo. Se aumentarmos a força, podemos abreviar o tempo; se a dminuirmos é preciso aplicá-la durante um tempo maior. O que realmente importa, para se fazer um corpo atingir uma certa velocidade, é o produto da força pelo tempo, ou seja, o impulso. (Fonte: http://elisonferreira.blogspot.com/2008/01/impulso.html)
Matematicamente, podemos escrever o Impulso através da expressão:
I = F.t. onde,
I – Impulso
t – o tempo de contato
Após a conceituação de Impulso, peça para os alunos, em duplas ou trios, explorarem o recurso postado abaixo:
No recurso será permitido observar, por meio de uma simulação entre o esquimó e um bloco de gelo, a relação entre a força, a massa e o tempo de interação. O movimento é representado pelos gráficos de espaço x tempo e velocidade x tempo, conforme Figura 3 abaixo.
Figura 3 – Tela do Recurso
Para uma melhor compreensão do objeto de aprendizagem sugerido acima, recomendamos que os alunos sejam estimulados a fornecer vários valores para força, massa e tempo. Isto os ajudará a compreender que o Impulso está diretamente relacionado com esses dados, pois eles poderão observar que a velocidade muda (varia) dependendo do Impulso dado pelo esquimó, como é demonstrado abaixo:
Figura 4 - Gráficos produzidos com os valores dados para Força ( 16 N), Massa do Bloco ( 7 Kg) e Tempo de Interação ( 0,3 s)
É importante lembrar os alunos que o Impulso é dado pela multiplicação da força pelo tempo de interação entre o esquimó e o bloco de gelo. I = F.t
O professor poderá, inicialmente, sugerir alguns valores de força, massa e tempo, tais como: 20 N , 5 Kg e 0,2 s respectivamente e solicitar que eles façam os gráficos (usando o recurso) da Velocidade pelo Tempo, do Espaço pelo tempo, bem como que calcule o Impulso para cada dado de Força e Tempo.
Figura 5 - Gráfico da Velocidade pelo Tempo
Figura 6 - Gráfico do Espaço pelo Tempo.
É importante que o professor questione os alunos sobre os gráficos, como por exemplo: em que momento a velocidade fica constante e porque? Explique que a velovidade é somente acelerada no intervalo de tempo definido pelo usuário do recurso, que no caso acima foi de 0,2 segundos. Após esse tempo a velocidade fica constante.
Curiosidade: Em busca de uma compreensão de que a Física está presente no cotidiano dos alunos, peça para que eles pesquisem os esportes onde existam a aplicação do Impulso e, construir uma tabela contendo o tipo de esporte e como o Impulso é aplicado, como é demonstrado abaixo:
Esporte Apilcação do Impulso
100 m Rasos A força de contato do pé do atleta com o chão
Arremesso de Dardo A força de contato da mão do atleta com o Dardo.
http://www.feiradeciencias.com.br/sala05/05_RE_04.asp
Avalie os alunos na participação e envolvimento das discussões e atividades realizadas durante a aula.