Objetivos (5 - 7 minutos)

1. Compreender o conceito de energia potencial elástica: Os alunos devem ser capazes de definir e explicar o conceito de energia potencial elástica, entendendo como ela é armazenada em um corpo deformado, como um elástico, e liberada quando o corpo retorna à sua forma original.

2. Calcular a energia potencial elástica: Os alunos devem aprender a calcular a energia potencial elástica de um corpo deformado, usando a fórmula E = 1/2kx^2, onde E é a energia potencial elástica, k é a constante elástica do corpo e x é a deformação.

3. Aplicar a energia potencial elástica em situações-problema: Os alunos devem ser capazes de aplicar o conceito de energia potencial elástica em situações reais ou hipotéticas, resolvendo problemas que envolvam a determinação da deformação de um corpo ou da constante elástica, a partir da energia potencial elástica.

Objetivos secundários:

• Desenvolver o pensamento crítico e a resolução de problemas: Ao trabalhar com a energia potencial elástica, os alunos terão a oportunidade de desenvolver habilidades de pensamento crítico e de resolução de problemas, que são fundamentais para o estudo da física e para muitas outras áreas do conhecimento.

• Incentivar o trabalho em equipe e a colaboração: As atividades práticas propostas na aula permitirão que os alunos trabalhem em grupos, incentivando a colaboração e a troca de ideias, o que é essencial para o Desenvolvimento de habilidades socioemocionais.

Introdução (10 - 15 minutos)

1. Revisão de conteúdos prévios: O professor deverá relembrar os conceitos de energia, trabalho e força, que foram estudados previamente, pois são fundamentais para a compreensão do conceito de energia potencial elástica. Além disso, o professor deve reforçar a importância do estudo desses conceitos, pois eles são fundamentais para a compreensão de muitos fenômenos naturais e tecnológicos.

2. Situações-problema: O professor pode apresentar duas situações para despertar o interesse dos alunos e introduzir o tema da aula. A primeira situação pode envolver o lançamento de um projétil utilizando um estilingue. A pergunta seria: "De onde vem a energia que faz o projétil voar?" A segunda situação pode envolver o funcionamento de um relógio movido a corda. A pergunta seria: "Como a energia é armazenada na corda do relógio e liberada para movimentar as engrenagens?"

3. Contextualização: O professor deve explicar que a energia potencial elástica é um conceito fundamental na física e tem aplicações práticas em muitas áreas, como engenharia, arquitetura, medicina e esportes. Por exemplo, a energia potencial elástica é usada no projeto de molas de carros, na construção de pontes e prédios, na criação de próteses e em muitos esportes, como o salto em altura e o salto com vara.

4. Introdução ao tópico: Para despertar a curiosidade dos alunos, o professor pode apresentar algumas curiosidades sobre a energia potencial elástica. Por exemplo, o professor pode mencionar que a energia potencial elástica é usada no Desenvolvimento de tecnologias inovadoras, como exoesqueletos para pessoas com dificuldades de locomoção. Além disso, o professor pode mostrar um vídeo de um experimento no qual um elástico é esticado e libera energia suficiente para fazer um carro de brinquedo se mover, demonstrando a quantidade de energia que pode ser armazenada em um elástico.

Desenvolvimento (20 - 25 minutos)

1. Atividade Prática 1 - "Elastopista" (10 - 12 minutos)

   • Objetivo: O objetivo desta atividade é que os alunos compreendam experimentalmente como a energia potencial elástica é armazenada em um corpo deformado e liberada quando o corpo retorna à sua forma original.

   • Materiais: Elásticos de diferentes tamanhos e espessuras, régua, balança.

   • Procedimento:

     1. Os alunos, organizados em grupos de no máximo 5, recebem um elástico e devem medir o seu comprimento original e a sua deformação quando esticado.
     2. Usando a balança, os alunos devem medir a força necessária para esticar o elástico.
     3. Em seguida, os alunos devem soltar o elástico e observar como ele retorna à sua forma original, liberando a energia potencial elástica.
     4. Os alunos repetem o procedimento com elásticos de diferentes tamanhos e espessuras, registrando os dados obtidos.
     5. Por fim, os alunos devem discutir e registrar as suas observações, relacionando-as com o conceito de energia potencial elástica.

2. Atividade Prática 2 - "Cálculo Elástico" (10 - 12 minutos)

   • Objetivo: O objetivo desta atividade é que os alunos apliquem o conceito de energia potencial elástica na resolução de problemas, calculando a deformação de um corpo a partir da energia potencial elástica.

   • Materiais: Problemas impressos, lápis, calculadora.

   • Procedimento:

     1. Os alunos, ainda em grupos, recebem problemas que envolvam o cálculo da deformação de um corpo a partir da energia potencial elástica. Por exemplo: "Um corpo de massa 1 kg está preso a uma mola, que tem uma constante elástica de 10 N/m. Se a mola é esticada 0,2 m, qual é a deformação do corpo?".
     2. Usando a fórmula E = 1/2kx^2, os alunos devem calcular a energia potencial elástica do corpo e, em seguida, a deformação do corpo.
     3. Os alunos devem registrar os cálculos e discutir as soluções em grupo.
     4. O professor deve circular pela sala, auxiliando os grupos que encontrarem dificuldades na resolução dos problemas.

3. Atividade Prática 3 - "Elasto Desafio" (5 - 7 minutos)

   • Objetivo: O objetivo desta atividade é que os alunos apliquem os conceitos aprendidos de energia potencial elástica e resolução de problemas em um desafio divertido e desafiador.

   • Materiais: Elásticos de diferentes tamanhos e espessuras, objetos leves, cronômetro.

   • Procedimento:

     1. Os alunos, ainda em grupos, recebem o desafio de construir uma "estilingada" que seja capaz de lançar um objeto leve (por exemplo, uma bolinha de papel) a uma determinada distância.
     2. Os alunos devem planejar a construção da "estilingada" e estimar a energia potencial elástica que será necessária para lançar o objeto à distância desejada.
     3. Em seguida, os alunos constroem a "estilingada" e realizam o lançamento, medindo a distância alcançada com o objeto.
     4. Os alunos devem comparar a distância alcançada com a distância estimada e discutir as possíveis fontes de erro.
     5. Por fim, os alunos devem registrar os resultados e as conclusões do desafio.

Estas atividades práticas permitirão que os alunos compreendam o conceito de energia potencial elástica de forma concreta e contextualizada, desenvolvendo habilidades de observação, experimentação, cálculo e resolução de problemas.

Retorno (10 - 12 minutos)

1. Discussão em Grupo (3 - 4 minutos)

   • Objetivo: O objetivo desta etapa é que os alunos compartilhem as soluções e conclusões que encontraram durante as atividades práticas, promovendo a troca de ideias e o aprendizado colaborativo.

   • Procedimento:

     1. O professor deve promover uma discussão em grupo, onde cada equipe terá a oportunidade de apresentar brevemente as suas soluções e conclusões.
     2. Durante a apresentação, o professor deve incentivar a participação de todos os alunos, fazendo perguntas para garantir a compreensão de todos sobre o conceito de energia potencial elástica.
     3. O professor deve ressaltar os pontos positivos de cada apresentação e, se necessário, fazer correções ou complementações.

2. Conexão com a Teoria (3 - 4 minutos)

   • Objetivo: O objetivo desta etapa é que o professor faça a ligação entre as atividades práticas realizadas e a teoria apresentada no início da aula, reforçando o entendimento dos alunos sobre o conceito de energia potencial elástica.

   • Procedimento:

     1. O professor deve relembrar a definição de energia potencial elástica e a fórmula para o seu cálculo, relacionando-as com as observações e cálculos feitos pelos alunos durante as atividades práticas.
     2. O professor deve destacar como a energia potencial elástica é armazenada em um corpo deformado e liberada quando o corpo retorna à sua forma original, reforçando a ideia de que a energia não é criada nem destruída, apenas transformada.
     3. O professor deve ressaltar a importância do conceito de energia potencial elástica na compreensão de muitos fenômenos naturais e tecnológicos, reforçando a relevância do estudo da física.

3. Reflexão Individual (3 - 4 minutos)

   • Objetivo: O objetivo desta etapa é que os alunos reflitam individualmente sobre o que aprenderam na aula, identificando os conceitos mais importantes e as possíveis dificuldades.

   • Procedimento:

     1. O professor deve propor que os alunos reflitam individualmente sobre as seguintes perguntas: "Qual foi o conceito mais importante que você aprendeu hoje?" e "Quais foram as principais dificuldades que você enfrentou?".
     2. Os alunos terão um minuto para pensar sobre as perguntas e, em seguida, serão convidados a compartilhar as suas respostas com a turma.
     3. Durante a partilha, o professor deve valorizar as respostas dos alunos, reforçando a importância do autoconhecimento e da reflexão na aprendizagem.

Esta etapa de Retorno é essencial para consolidar o aprendizado dos alunos, pois permite que eles reflitam sobre o que aprenderam, compartilhem as suas ideias e dúvidas, e recebam feedback do professor. Além disso, promove o Desenvolvimento de habilidades de comunicação, reflexão e pensamento crítico.

Conclusão (5 - 7 minutos)

1. Resumo e Recapitulação (2 - 3 minutos)

   • Objetivo: O professor deve resumir os principais pontos abordados durante a aula, relembrando a definição de energia potencial elástica, a fórmula para o seu cálculo e as aplicações práticas deste conceito.

   • Procedimento:

     1. O professor deve começar a recapitulação relembrando a importância do estudo da energia, trabalho e força, que foram conceitos revisados no início da aula.
     2. Em seguida, o professor deve recapitular o conceito de energia potencial elástica, explicando novamente como ela é armazenada em um corpo deformado e liberada quando o corpo retorna à sua forma original.
     3. O professor deve resumir a fórmula para o cálculo da energia potencial elástica, E = 1/2kx^2, reforçando a importância de entender cada um dos termos da fórmula.
     4. Por fim, o professor deve recapitular as aplicações práticas da energia potencial elástica, destacando como ela é usada em diversas áreas, como engenharia, arquitetura, medicina e esportes.

2. Conexão entre Teoria, Prática e Aplicações (1 - 2 minutos)

   • Objetivo: O professor deve enfatizar como a aula conectou a teoria, a prática e as aplicações do conceito de energia potencial elástica.

   • Procedimento:

     1. O professor deve explicar como a atividade prática "Elastopista" permitiu aos alunos compreenderem experimentalmente como a energia potencial elástica é armazenada em um corpo deformado e liberada quando o corpo retorna à sua forma original.
     2. O professor deve ressaltar como a atividade prática "Cálculo Elástico" permitiu aos alunos aplicarem o conceito de energia potencial elástica na resolução de problemas.
     3. O professor deve destacar como o desafio "Elasto Desafio" permitiu aos alunos aplicarem os conceitos aprendidos de energia potencial elástica e resolução de problemas em uma situação real e divertida.
     4. Por fim, o professor deve reforçar a importância de entender a teoria, praticar com atividades experimentais e de resolução de problemas, e compreender as aplicações do conceito para um aprendizado efetivo.

3. Material Complementar (1 - 2 minutos)

   • Objetivo: O professor deve sugerir materiais complementares para os alunos que desejarem aprofundar o seu entendimento sobre o conceito de energia potencial elástica.

   • Procedimento:

     1. O professor pode sugerir a leitura de capítulos ou seções de livros didáticos que tratem do conceito de energia potencial elástica.
     2. O professor pode indicar vídeos, sites ou aplicativos interativos que expliquem o conceito de forma visual e dinâmica.
     3. O professor pode sugerir a resolução de problemas extras, que permitam aos alunos praticarem mais o cálculo da energia potencial elástica e a resolução de problemas que envolvam este conceito.

4. Importância do Tópico no Dia a Dia (1 minuto)

   • Objetivo: O professor deve finalizar a aula ressaltando a importância do conceito de energia potencial elástica no dia a dia, reforçando a relevância do estudo da física.

   • Procedimento:

     1. O professor pode mencionar algumas situações cotidianas em que a energia potencial elástica está presente, como ao esticar um elástico, ao saltar em um trampolim, ou ao usar um relógio movido a corda.
     2. O professor pode explicar que o estudo da física, e em particular do conceito de energia, permite compreender e explicar muitos fenômenos naturais e tecnológicos, contribuindo para o Desenvolvimento de habilidades de pensamento crítico e resolução de problemas.

Ao final da aula, os alunos devem ter consolidado o seu entendimento sobre o conceito de energia potencial elástica, ser capazes de calcular a energia potencial elástica de um corpo deformado e de aplicar este conceito na resolução de problemas. Além disso, os alunos devem ter compreendido a importância deste conceito e do estudo da física para o seu dia a dia e para a sociedade em geral.