Como medir o tempo de reação: plano de aula ensino médio

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Plano de Aula

Como medir o tempo de reação?

Auxilie os alunos a conhecer uma forma indireta de se medir intervalos de tempo pequenos, da ordem de centésimos de segundos, por meio do conceito de tempo de reação. 
Objetivos
Comparar o tempo de reação visual e auditivo, identificando qual deles é o menor.
Conhecer como se pode obter o valor médio de um conjunto de dados para representar uma grandeza física, que neste caso será o tempo de reação.
Conteúdo -  Movimento uniformemente variado
- Queda livre
- Formas indiretas de se medir o tempo.
Material necessário
1 régua de 30 cm ou maior para cada equipe de quatro alunos.
Calculadora
Cronômetro
(obs. Vários celulares possuem calculadoras e cronômetros entre seus aplicativos e podem ser utilizados na realização dessas atividades)

Tempo estimado Duas aula
Anos Ensino Médio
Desenvolvimento 1ª aula
Para iniciar o assunto, pergunte aos alunos se eles sabem o que é tempo de reação. Você pode utilizar o texto da matéria "100 metros - Como vencer sem correr mais rápido" para apresentar um exemplo desse tempo, aplicado no atletismo e destacar outras situações onde esse intervalo de tempo é importante. Um motorista, quando observa que o carro da frente parou bruscamente, tem que pisar no pedal do freio o mais rápido possível. O tempo que ele leva entre perceber a parada do carro e o momento em que coloca o pé no pedal é o seu tempo de reação. A diferença entre o motorista e o atleta está no tipo de estímulo. No caso do motorista, o estimulo é visual (ele vê o carro a frente parado) e do atleta é sonoro (a largada é dada com um som emitido por uma sirene).

O que explicar para a turma

Tempo de reação

A queda dos corpos próximos à superfície da Terra, desconsiderando a resistência do ar, pode ser descrito como um movimento retilíneo uniformemente variado, com aceleração constante de 9,8 m/s2. A equação que descreve esse tipo de movimento é:

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Onde h(t) é a altura em que o objeto se encontra em um determinado tempo t, ho a altura inicial de onde a régua inicia seu movimento vo a velocidade vertical que o objeto está no início do movimento e a aceleração da gravidade. Aplicando essa equação para o movimento descrito pela régua, temos:

E reescrevendo essa equação em função do tempo:

Assim, podemos relacionar, para um certo deslocamento vertical da régua ( ), o intervalo de tempo t necessário para que o deslocamento ocorra. Essa é a equação que foi utilizada para se obter os valores da tabela utilizada na atividade.

Pergunte aos alunos como eles poderiam medir seus próprios tempos de reação. Você pode testar algumas das ideias que os alunos apresentarem. Por exemplo, eles podem sugerir a utilização de um cronômetro. Peça então que eles tentem iniciar e interromper a contagem do tempo o mais rápido que conseguirem. Eles devem perceber que esse intervalo de tempo é bem semelhante ao tempo de reação informado na matéria, mostrando que não seria uma forma muito confiável.
Apresente então aos alunos uma forma indireta de se medir o tempo de reação. Ao se soltar uma régua ela cai com aceleração constante, sendo possível relacionar a distância que a régua percorre na queda com o intervalo de tempo entre o início e o fim da queda. A tabela a seguir relaciona a distância percorrida, em cm, com o intervalo de tempo em segundos.

2ª aula Proponha aos alunos que façam as medidas de seus tempo de reação visual e auditivo. Divida a classe em equipes de quatro alunos e distribua uma régua de 30 cm ou mais para cada equipe. Um dos alunos deve segurar a régua pela extremidade com a marcação 30 cm enquanto um outro aluno da equipe deve posicionar os dedos polegar e indicador na forma de pinça, em volta da ponta de baixo da régua, próximo a marcação 0. Para medir o tempo de reação visual, o aluno que está segurando a régua deve soltá-la sem avisar. O outro aluno deve fechar os dedos, segurando a régua, logo que perceber que ela começou a se mover. Eles devem anotar a distância que a régua desceu, lendo a marcação da escala que ficou entre os dedos no momento em que o aluno segurou a régua. Eles devem se revezar nas funções de lançar, segurar e anotar os dados, até que todos os integrantes da equipe tenham segurado a régua cinco vezes. Para medir o tempo de reação auditivo, os alunos devem fazer o mesmo procedimento. Só que agora, o aluno que for segurar a régua deve ficar com o rosto virado para o lado, de modo que não veja a régua, e quem for lançar deve dizer "já" no momento em que soltar a régua. Cada aluno de ter mais cinco medidas.
Os alunos devem observar os dois conjuntos de dados obtidos (cinco medidas, em cm, do tempo de reação visual e outras cinco do tempo de reação auditiva) e pensar qual deles representa melhor seus tempos de reação visual e auditivo. Os alunos podem sugerir que se pegue o menor valor ou o maior. Apresente a eles a ideia de média: eles devem somar os cinco dados e dividir por cinco. O resultado será os valores médios para os tempos de reação visual e auditivo. Peça que eles transformem os valores médios de centímetros para segundos, usando a tabela apresentada na etapa 3.

Avaliação Peça que os alunos comparem seus tempos de reação visual e auditivo entre eles e com os dados apresentados na matéria. Eles podem descrever as etapas de como fizeram para medir seus tempos de reação, explicando quais cuidados foram necessários e por que se utilizou o valor médio dos dados. Nesse registro, você poderá verificar como os alunos compreenderam a atividade e se os objetivos propostos foram alcançados.

Consultoria Cristian Annunciato
Professor de Física e pesquisador da Sangari Brasil, em São Paulo.

fonte: http://revistaescola.abril.com.br/ensino-medio/como-medir-tempo-reacao-694230.shtml

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