Aula 20 — Força Peso (Diferença crítica entre peso e massa)
50 minObjetivo geral
Compreender a força peso como a força de atração gravitacional exercida pela Terra sobre um corpo, e diferenciá-la claramente de massa.
Objetivos específicos
- Definir peso (P) como P=m·g, a força gravitacional que a Terra exerce sobre um corpo de massa m.
- Diferenciar massa (quantidade de matéria, medida em kg, constante em qualquer lugar) de peso (uma força, medida em N, que varia conforme a gravidade local).
- Calcular o peso de um corpo a partir de sua massa e da aceleração da gravidade (g ≈ 9,8 m/s2 na Terra).
- Explicar por que um astronauta muda de peso ao ir à Lua, mas não muda de massa.
Conhecimentos prévios
- 2ª Lei de Newton, F=m·a (Aula 18) — o peso é um caso particular dessa fórmula, com a=g.
- Força como interação e forças de ação a distância (Aula 16).
Recursos didáticos
- Apresentação de slides — Possor_Aula20_Apresentacao.pptx (10 slides).
- Quadro/lousa e material de escrita.
- Balança de mola (dinamômetro), se disponível, para diferenciar peso de massa na prática.
Desenvolvimento da aula
Acolhida e Sondagem de Conhecimentos Prévios
5 min · Ausubel — ativação de subsunçoresO professor pergunta: "uma pessoa que pesa 70 kg na Terra, pesaria também 70 kg na Lua?" Ouvir as respostas — geralmente a turma responde "sim", revelando a confusão entre massa e peso.
Problematização Inicial
5 min · Bachelard — obstáculo epistemológico antecipadoPerguntar por que, então, os astronautas conseguem dar saltos muito mais altos na Lua, se "pesam o mesmo". Obstáculo a nomear (sem resolver ainda): o uso corriqueiro (e cientificamente incorreto) do quilograma como unidade de peso — quando o quilograma mede massa, uma propriedade que não muda de lugar, enquanto peso é uma força (medida em newtons) que depende da gravidade local e, portanto, muda de um planeta para outro.
Desenvolvimento Conceitual
20 min · Exposição dialogadaApresentação dos slides 2 a 8: definição formal de peso como a força gravitacional P=m·g, com m em kg, g em m/s2 e P em N. Resolução explícita do obstáculo do Momento 2: a pessoa tem massa 70 kg tanto na Terra quanto na Lua (mesma quantidade de matéria), mas seu peso na Terra é P=70×9,8≈686 N, enquanto na Lua, onde g≈1,6 m/s2, seu peso é P=70×1,6≈112 N — cerca de 1/6 do peso terrestre, o que explica os saltos mais altos. Reforço de que "pesar X quilos" é uma expressão popular imprecisa; o correto é dizer que o corpo TEM massa X kg e, na Terra, PESA (aproximadamente) X×9,8 newtons.
Resolução Guiada
10 min · Vygotsky — Zona de Desenvolvimento ProximalO professor resolve em voz alta o cálculo do peso de um objeto de massa conhecida na Terra e depois em Marte (g≈3,7 m/s2), comparando os dois resultados. Em seguida, propõe à turma, em duplas, calcular quanto pesaria (em newtons) uma pessoa de massa conhecida na Terra e o quanto essa mesma pessoa pesaria na Lua.
Exercícios de Fixação
7 min · Prática independenteAplicação individual (ou em duplas) da lista de exercícios de fixação (seção 8 deste plano). O professor circula pela sala, corrigindo o uso de "kg" como unidade de peso em vez de newton.
Síntese e Fechamento
3 min · Consolidação (fechamento circular)Retomar a pergunta do Momento 1 e corrigi-la formalmente: a massa da pessoa (70 kg) não muda na Lua, mas seu peso muda bastante, pois depende da gravidade local. Reforçar a fórmula P=m·g como ponte entre massa (propriedade do corpo) e peso (força que depende de onde o corpo está).
Avaliação formativa
Ao longo da aula: perguntas rápidas de verificação (Momento 3) e observação direta durante a resolução guiada (Momento 4), checando se os alunos já usam newton para peso e quilograma para massa corretamente. Ao final: correção coletiva dos exercícios, com atenção especial à troca de unidades entre massa e peso — o erro mais recorrente do tema.
Lista de exercícios
1. Calcule o peso de um objeto de massa 8 kg na superfície da Terra (g=9,8 m/s2).
Gabarito: P = m·g = 8 × 9,8 = 78,4 N.
2. Um astronauta tem massa 90 kg. Qual é o seu peso na Terra e qual seria seu peso na Lua (g≈1,6 m/s2)?
Gabarito: Na Terra: P = 90 × 9,8 = 882 N. Na Lua: P = 90 × 1,6 = 144 N. A massa permanece 90 kg nos dois locais.
3. Explique, em suas próprias palavras, por que é incorreto dizer que uma pessoa "pesa 70 quilogramas".
Gabarito: Quilograma é unidade de massa, não de peso. Peso é uma força e deveria ser medido em newtons. O que a balança de banheiro mostra em "kg" é, na verdade, uma estimativa da massa a partir do peso medido, assumindo a gravidade padrão da Terra.
4. Um corpo tem peso 49 N na Terra. Qual é a sua massa?
Gabarito: m = P/g = 49/9,8 = 5 kg.
5. Se a Terra tivesse o dobro da gravidade atual, o que aconteceria com a massa e com o peso de uma pessoa?
Gabarito: A massa permaneceria a mesma (é uma propriedade do corpo, não depende da gravidade). O peso dobraria, pois P=m·g e g teria dobrado.
Observações e extensão
Próxima aula: Força Normal — o apoio das superfícies. Nota para o professor: a Aula 20 fecha o bloco das três Leis de Newton com sua primeira aplicação concreta (peso); as próximas quatro aulas (Normal, Atrito estático, Atrito dinâmico, Plano inclinado) vão sistematicamente empilhar essas forças em situações cada vez mais completas.