Objetivos (5 - 7 minutos)

1. Compreender o conceito de dilatação superficial:

   • Definir o que é dilatação superficial e como ela se diferencia de outros tipos de dilatação.
   • Identificar e descrever exemplos de dilatação superficial no cotidiano.

2. Aplicar fórmulas de dilatação superficial em situações-problema:

   • Aplicar a fórmula de dilatação superficial para calcular a variação de área de um objeto.
   • Resolver problemas que envolvam a dilatação superficial, considerando as unidades de medida adequadas.

3. Desenvolver habilidades de raciocínio lógico e análise crítica:

   • Analisar situações-problema que envolvam a dilatação superficial, identificando as informações relevantes e aplicando o conhecimento adquirido para chegar a uma solução.
   • Avaliar e interpretar os resultados obtidos, verificando se estão de acordo com as expectativas e as leis da física.

Objetivos secundários:

• Estimular a participação ativa dos alunos, promovendo discussões e questionamentos sobre o tema.
• Desenvolver a habilidade de trabalhar em equipe, incentivando a colaboração na resolução de problemas.
• Fomentar o interesse pela física e sua aplicação no dia a dia, através de exemplos práticos e contextualizados.

Introdução (10 - 15 minutos)

1. Revisão de conceitos prévios:

   • O professor inicia a aula relembrando os conceitos de dilatação térmica linear, que foi estudado anteriormente.
   • Ele pode fazer perguntas aos alunos para avaliar o entendimento do assunto, como: "O que acontece com o comprimento de um objeto quando ele é aquecido?" ou "Como podemos calcular a variação do comprimento de um objeto devido à temperatura?".

2. Situações-problema:

   • O professor apresenta duas situações-problema para instigar o pensamento dos alunos:
     • Primeira situação: "Imagine que você tem um quadrado de metal e o aquece. O que acontecerá com a área desse quadrado? Como podemos calcular essa variação?".
     • Segunda situação: "A ponte que liga duas cidades tem uma estrutura de aço. No verão, quando a temperatura sobe, a ponte parece se expandir, fazendo barulhos de estalos. Por que isso acontece?".

3. Contextualização:

   • O professor ressalta a importância do estudo da dilatação superficial ao mencionar suas aplicações práticas, como na construção de pontes, viadutos e trilhos de trem, onde é crucial entender como os materiais se expandem e contraem com as variações de temperatura.
   • Ele também pode mencionar a importância desse fenômeno em outras áreas, como na engenharia aeroespacial, onde a dilatação térmica é um fator crítico a ser considerado.

4. Introdução ao tópico:

   • O professor introduz o tópico da aula, a dilatação superficial, explicando que, assim como a dilatação linear, a dilatação superficial é um fenômeno que ocorre devido ao aumento de temperatura e que afeta a área de um objeto.
   • Ele pode mencionar que, embora a dilatação linear seja mais facilmente observável, a dilatação superficial também desempenha um papel importante em muitas situações práticas.
   • Para despertar o interesse dos alunos, o professor pode compartilhar curiosidades ou fatos interessantes relacionados ao tópico, como a história do Coliseu, em Roma, cujas pedras se dilatam durante o dia e se contraem durante a noite, ou a razão pela qual os trilhos do trem têm pequenos espaços entre eles, para acomodar a dilatação térmica.

Desenvolvimento (20 - 25 minutos)

1. Atividade "O Jogo da Dilatação" (10 - 12 minutos):

   • O professor divide a turma em grupos de até 5 alunos e entrega a cada grupo um conjunto de cartas. Cada carta possui uma imagem de um objeto (por exemplo, um trilho de trem, uma ponte, um quadrado de metal, etc.) e uma descrição do que acontece com a área desse objeto quando ele é aquecido.
   • O desafio é que cada grupo deve combinar corretamente as cartas, associando a imagem com a descrição correspondente.
   • Para isso, os alunos devem aplicar o conhecimento adquirido sobre dilatação superficial, identificando as características de cada objeto e como elas se relacionam com a dilatação da área.
   • Ao final da atividade, o professor verifica as respostas dos grupos, esclarece qualquer dúvida que possa ter surgido e reforça os conceitos aprendidos.

2. Atividade "Construindo um Modelo" (10 - 12 minutos):

   • Ainda em seus grupos, os alunos recebem um kit de montagem contendo várias peças de plástico. Cada peça tem um tamanho diferente e é projetada para se expandir ou contrair quando aquecida ou resfriada.
   • O desafio é que os alunos devem usar as peças do kit para construir um modelo que demonstre o fenômeno da dilatação superficial. Eles devem identificar qual peça representa a área de um objeto e como essa área se comporta quando o objeto é aquecido ou resfriado.
   • O professor orienta os alunos durante a montagem do modelo, fazendo perguntas para estimular o pensamento crítico e a compreensão do fenômeno.
   • Ao final da atividade, cada grupo apresenta seu modelo para a turma, explicando o que cada peça representa e como elas se movimentam durante a dilatação superficial.

3. Discussão em Grupo (5 - 7 minutos):

   • Após as apresentações, o professor promove uma discussão em grupo, onde cada grupo compartilha suas conclusões e reflexões sobre as atividades realizadas.
   • O professor guia a discussão, fazendo perguntas que incentivam os alunos a pensar criticamente sobre o fenômeno da dilatação superficial, sua importância e suas aplicações.
   • O objetivo desta etapa é consolidar o entendimento dos alunos sobre o tema, esclarecer quaisquer dúvidas remanescentes e promover a troca de ideias e o aprendizado colaborativo.

Retorno (8 - 10 minutos)

1. Discussão em Grupo - Reflexão sobre as Atividades (3 - 4 minutos):

   • O professor inicia esta etapa promovendo uma discussão em grupo sobre as soluções ou conclusões encontradas por cada grupo durante as atividades práticas.
   • Cada grupo tem até 3 minutos para compartilhar suas reflexões com a turma, explicando como eles aplicaram o conceito de dilatação superficial para resolver os desafios propostos.
   • Durante as apresentações, o professor deve incentivar a participação de todos os alunos, fazendo perguntas para verificar o entendimento e promovendo o debate entre os grupos.

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

   • Após as apresentações dos grupos, o professor faz uma síntese das discussões, conectando as atividades práticas com a teoria da dilatação superficial.
   • Ele destaca os principais pontos abordados pelos alunos, ressaltando como eles conseguiram aplicar os conceitos teóricos para resolver os problemas práticos.
   • O professor também aproveita este momento para esclarecer quaisquer dúvidas que ainda possam existir e para reforçar os conceitos mais importantes.

3. Reflexão Individual - Aplicação no Dia a Dia (2 - 3 minutos):

   • Para encerrar a aula, o professor propõe que os alunos reflitam individualmente sobre como o que aprenderam se aplica em suas vidas diárias.
   • Ele pode fazer perguntas como: "Você consegue pensar em outros exemplos de dilatação superficial além dos que discutimos?" ou "Como a dilatação superficial pode ser útil em sua vida cotidiana ou em sua futura carreira?".
   • Os alunos têm um minuto para refletir sobre essas perguntas e, em seguida, aqueles que desejarem podem compartilhar suas respostas com a turma.
   • O professor valoriza todas as contribuições dos alunos, incentivando a participação e mostrando como a física está presente em diversos aspectos de nossas vidas.

4. Feedback do Professor (1 minuto):

   • O professor encerra a aula dando um feedback geral sobre o desempenho da turma, elogiando as boas contribuições, esclarecendo possíveis dúvidas e destacando a importância do estudo da dilatação superficial.
   • Ele também pode aproveitar este momento para fazer uma breve Introdução ao próximo tópico que será abordado, despertando a curiosidade dos alunos e incentivando o estudo autônomo.

Conclusão (5 - 7 minutos)

1. Resumo do Conteúdo (2 - 3 minutos):

   • O professor inicia a Conclusão resumindo os principais pontos abordados durante a aula. Ele reitera o conceito de dilatação superficial, destacando suas características e diferenciando-o de outros tipos de dilatação.
   • Em seguida, ele recapitula as fórmulas e procedimentos utilizados para calcular a dilatação superficial e apresenta brevemente alguns dos exemplos práticos discutidos.
   • O professor também menciona as habilidades desenvolvidas pelos alunos durante a aula, como o raciocínio lógico, a capacidade de resolver problemas e a análise crítica.

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

   • O professor destaca como a aula conseguiu conectar a teoria, a prática e as aplicações do conceito de dilatação superficial.
   • Ele ressalta como as atividades práticas, como o "Jogo da Dilatação" e a construção do modelo, permitiram aos alunos aplicar a teoria de forma concreta e compreender melhor o fenômeno.
   • Além disso, o professor reforça a importância das aplicações práticas, como na construção de estruturas, para demonstrar a relevância do assunto no dia a dia dos alunos.

3. Materiais Extras (1 minuto):

   • O professor sugere materiais extras para aprofundar o conhecimento dos alunos sobre o tema. Ele pode indicar livros, artigos, vídeos ou sites que tratem da dilatação superficial de maneira mais aprofundada.
   • Além disso, ele pode sugerir exercícios adicionais para os alunos praticarem em casa, reforçando o aprendizado e preparando-os para futuras avaliações.

4. Importância do Assunto (1 minuto):

   • Para concluir, o professor ressalta a importância do estudo da dilatação superficial. Ele reforça como o fenômeno está presente em várias situações do dia a dia, desde a expansão das pontes em dias quentes até a construção de edifícios e estruturas que devem levar em consideração as variações de temperatura.
   • O professor também menciona como o entendimento da dilatação superficial é fundamental para diversas áreas do conhecimento, como a engenharia, a arquitetura e a física, e como a habilidade de aplicar esse conhecimento pode ser valiosa para os alunos em suas futuras carreiras.