← Módulo

Aula 130 — 2ª Lei de Ohm (Resistividade, comprimento e espessura do fio)

50 min
Baixar plano de aula (.docx)Abrir apresentação (.pptx)

Objetivo geral

Compreender a 2ª Lei de Ohm, relacionando a resistência de um fio com a resistividade do material e suas dimensões geométricas.

Objetivos específicos

  • Enunciar a 2ª Lei de Ohm: R=ρ·L/A.
  • Reconhecer a resistividade ρ como propriedade do material, independente das dimensões do fio.
  • Analisar como a resistência varia com o comprimento e com a área de seção transversal do fio.
  • Calcular a resistência de um fio a partir de ρ, L e A.

Conhecimentos prévios

  • Resistência elétrica e 1ª Lei de Ohm (Aula 129).
  • Área de figuras geométricas simples (Módulo 0).

Recursos didáticos

  • Apresentação de slides — Possor_Aula130_Apresentacao.pptx.
  • Calculadora simples.
  • Quadro/lousa e material de escrita.

Desenvolvimento da aula

Acolhida e Sondagem de Conhecimentos Prévios

5 min · Ausubel — ativação de subsunçores

O professor pergunta: "dois fios de cobre, um curto e grosso, outro longo e fino: qual dos dois tem maior resistência elétrica?" Ouvir hipóteses.

Problematização Inicial

5 min · Bachelard — obstáculo epistemológico antecipado

Perguntar: a resistividade de um material muda se cortarmos o fio pela metade? Obstáculo a nomear (sem resolver ainda): confundir resistividade (propriedade do material) com resistência (que depende também da forma/tamanho do fio).

Desenvolvimento Conceitual

20 min · Exposição dialogada

Apresentação dos slides 2 a 9: a 2ª LEI DE OHM relaciona a resistência R de um fio com suas dimensões e o material: R=ρ·L/A, onde ρ (resistividade) é uma propriedade do MATERIAL (não muda com o tamanho do fio, só com o material e a temperatura), L é o comprimento do fio, e A é a área da seção transversal. Quanto MAIOR o comprimento L, MAIOR a resistência (mais obstáculos ao longo do caminho); quanto MAIOR a área A (fio mais grosso), MENOR a resistência (mais "espaço" para os elétrons, menos colisões por unidade de área). Isso resolve o obstáculo do Momento 2: a resistividade não muda ao cortar o fio, só a resistência muda (proporcionalmente ao novo comprimento).

Resolução Guiada

10 min · Vygotsky — Zona de Desenvolvimento Proximal

Resolução guiada: calcular a resistência de um fio com ρ=2×10-6 Ω·m, L=4m e A=2×10-6 m2 (R=4Ω). Em duplas: discutir qual dos dois fios do Momento 1 (curto e grosso vs. longo e fino) tem maior resistência, usando a fórmula.

Exercícios de Fixação

7 min · Prática independente

Aplicação individual (ou em duplas) da lista de exercícios de fixação (seção 8 deste plano).

Síntese e Fechamento

3 min · Consolidação (fechamento circular)

Retomar a pergunta do Momento 1: o fio longo e fino tem maior resistência — maior L aumenta R, e menor A também aumenta R, então os dois efeitos se somam nessa direção.

Avaliação formativa

Ao longo da aula: perguntas rápidas de verificação (Momento 3) e observação direta durante a resolução guiada (Momento 4). Ao final: correção coletiva dos exercícios.

Lista de exercícios

1. Um fio de resistividade ρ=2×10-6 Ω·m tem comprimento 4 m e área de seção transversal 2×10-6 m2. Calcule sua resistência.

Gabarito: R=ρ·L/A=2×10-6×4/2×10-6=4 Ω.

2. Se o comprimento de um fio dobrar (mantendo área e material), o que acontece com sua resistência?

Gabarito: Dobra também, pois R é diretamente proporcional a L (R∝L).

3. Se a área de seção transversal de um fio dobrar (mantendo comprimento e material), o que acontece com sua resistência?

Gabarito: Cai pela metade, pois R é inversamente proporcional a A (R∝1/A).

4. Dois fios do mesmo material têm o mesmo comprimento, mas um é mais grosso que o outro. Qual tem maior resistência?

Gabarito: O fio mais fino (menor área de seção transversal) tem maior resistência.

5. A resistividade de um material depende do comprimento ou da espessura do fio feito com ele? Justifique.

Gabarito: Não; a resistividade é uma propriedade intrínseca do material (e da temperatura), não das dimensões do fio — por isso dois fios do mesmo material sempre têm a mesma resistividade, mesmo com comprimentos ou espessuras diferentes.

Observações e extensão

Próxima aula: Potência e Energia Elétrica Residencial (Consumo na conta de luz). Nota para o professor: a analogia com uma mangueira (mais comprida = mais atrito; mais grossa = passa mais fácil) costuma ajudar bastante aqui.

← Aula 129Aula 131 →