Aula 7 — MRUV - O que é Aceleração? (Aumento ou queda de velocidade)
50 minObjetivo geral
Compreender a aceleração como a grandeza física que mede a rapidez com que a velocidade de um corpo aumenta ou diminui ao longo do tempo.
Objetivos específicos
- Definir aceleração como a = Δv/Δt, a variação de velocidade por unidade de tempo.
- Reconhecer que um corpo acelera tanto quando ganha velocidade quanto quando perde velocidade (desacelera/freia).
- Identificar a unidade de aceleração no SI (m/s2) e o que ela significa fisicamente.
- Diferenciar o Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (MRUV) do MRU, pela presença de aceleração constante e não-nula.
Conhecimentos prévios
- A equação horária e o gráfico do MRU (Aulas 5 e 6) — o MRUV é o próximo passo, quando a velocidade deixa de ser constante.
- A ideia de razão entre duas grandezas divididas pelo tempo, já usada na velocidade média (Aula 3).
Recursos didáticos
- Apresentação de slides — Possor_Aula7_Aceleracao.pptx (10 slides).
- Quadro/lousa e material de escrita.
- Lista de exercícios de fixação (seção 8 deste plano).
Desenvolvimento da aula
Acolhida e Sondagem de Conhecimentos Prévios
5 min · Ausubel — ativação de subsunçoresPergunta disparadora: "Quando vocês pisam no freio de um carro (ou de uma bicicleta), a velocidade está aumentando ou diminuindo? Isso ainda é 'acelerar'?" Ouvir hipóteses — no cotidiano, "acelerar" costuma significar só "ganhar velocidade", o que a Física vai reformular nesta aula.
Problematização Inicial
5 min · Bachelard — obstáculo epistemológico antecipadoReforçar a pergunta do Momento 1: pisar no freio faz a velocidade diminuir, mas ela ainda está mudando ao longo do tempo. Obstáculo a nomear (sem resolver ainda): a crença cotidiana de que "acelerar" só significa "ficar mais rápido", quando na Física, aceleração é qualquer variação de velocidade — positiva (ganhando velocidade) ou negativa (perdendo velocidade).
Desenvolvimento Conceitual
20 min · Exposição dialogadaApresentação dos slides 2 a 7: definição formal a = Δv/Δt = (v − v0)/t, com unidade m/s2 (metros por segundo, a cada segundo). Resolução explícita do obstáculo do Momento 2: tanto ganhar quanto perder velocidade são exemplos de aceleração — o que muda é o sinal (positivo quando a velocidade aumenta no sentido do movimento, negativo quando diminui). Introduzir o MRUV como o movimento com aceleração constante e diferente de zero, em contraste com o MRU (aceleração nula).
Resolução Guiada
10 min · Vygotsky — Zona de Desenvolvimento ProximalO professor calcula no quadro, pensando em voz alta, a aceleração de um carro que passa de 0 para 20 m/s em 4 segundos: a = (20−0)/4 = 5 m/s2. Em seguida, calcula a aceleração de uma bicicleta que freia de 8 m/s para 2 m/s em 3 segundos: a = (2−8)/3 = −2 m/s2. Propõe uma variação semelhante (outro par de velocidades e tempo) para os alunos calcularem em duplas, incluindo um caso de frenagem.
Exercícios de Fixação
7 min · Prática independenteResolução individual (ou em duplas) da lista de exercícios de fixação. O professor circula pela sala, de olho em alunos que assumem que aceleração negativa significa "o corpo está parado" ou "não está acelerando".
Síntese e Fechamento
3 min · Consolidação (fechamento circular)Retomar a pergunta disparadora do Momento 1 e responder formalmente: sim, frear é acelerar, com aceleração negativa. Reforçar a fórmula a = Δv/Δt e anunciar que essa grandeza é a peça que faltava para descrever movimentos com velocidade variável, tema das próximas aulas.
Avaliação formativa
Ao longo da aula: perguntas de verificação durante a exposição (Momento 3) e observação da resolução guiada (Momento 4). Ao final: correção coletiva dos exercícios, com atenção especial à ideia de que frear também é acelerar (com sinal negativo).
Lista de exercícios
1. Um carro parte do repouso e atinge 24 m/s em 6 segundos. Calcule sua aceleração média.
Gabarito: a = Δv/Δt = (24−0)/6 = 4 m/s2.
2. Uma moto que se move a 30 m/s freia até parar completamente em 5 segundos. Calcule a aceleração, indicando seu sinal.
Gabarito: a = (0−30)/5 = −6 m/s2. O sinal negativo indica que a velocidade está diminuindo.
3. Um corpo com aceleração de −2 m/s2 está necessariamente perdendo velocidade? Justifique (pense no caso de um corpo que se move no sentido negativo do eixo).
Gabarito: Não necessariamente. Se o corpo já se move no sentido negativo do eixo, uma aceleração negativa faz a velocidade (também negativa) aumentar em módulo — ou seja, o corpo ganha velocidade no sentido negativo. O sinal da aceleração só indica ganho ou perda de velocidade quando comparado ao sinal da própria velocidade.
4. Um trem reduz sua velocidade de 40 m/s para 10 m/s em 15 segundos, numa freada constante. Calcule a aceleração.
Gabarito: a = (10−40)/15 = −30/15 = −2 m/s2.
5. Explique, com suas palavras, por que a unidade de aceleração é m/s2 (metro por segundo ao quadrado) e não apenas m/s.
Gabarito: Porque a aceleração é uma razão entre uma velocidade (m/s) e um tempo (s): a = Δv/Δt, o que resulta em (m/s)/s = m/s2. Essa unidade representa "quantos m/s a velocidade varia a cada segundo que passa".
Observações e extensão
Próxima aula: MRUV - Equação da Velocidade — a primeira fórmula que permite calcular a velocidade de um corvo em qualquer instante, conhecendo sua aceleração constante. Nota para o professor: o Exercício 3 é o mais avançado da lista (aceleração e velocidade com sinais diferentes) — vale usá-lo como ponte para a Aula 11 (Queda Livre), onde esse mesmo raciocínio de sinais reaparece com força.