Como referenciar este texto: Física – Queda Livre + Medir o valor de “g” pelo tempo (Plano de aula – Ensino médio). Rodrigo Terra. Publicado em: 12/11/2025. Link da postagem: https://www.makerzine.com.br/educacao/fisica-queda-livre-medir-o-valor-de-g-pelo-tempo-plano-de-aula-ensino-medio/.
Este plano de aula propõe aos professores do ensino médio uma atividade que envolve a realização de um experimento com recurso audiovisual interativo, no qual os alunos medem o tempo de queda de objetos a partir de alturas conhecidas para calcular o valor da aceleração da gravidade (g).
Aliando teoria à prática e promovendo a interdisciplinaridade com Matemática, a proposta permite o uso de metodologias ativas de aprendizagem, nas quais os estudantes são protagonistas na coleta e análise de dados. Isso favorece o desenvolvimento de competências avaliativas exigidas nos exames vestibulares.
Para garantir equidade no acesso ao experimento, o plano sugere recursos digitais gratuitos e acessíveis, com suporte visual e interativo, fazendo com que mesmo sem materiais sofisticados, a aula mantenha seu valor pedagógico.
Ao final, os alunos serão capazes de compreender o conceito de MUV em um contexto experimental, interpretar equações cinemáticas e reconhecer a importância de medições precisas para a construção do conhecimento em ciências.
Objetivos de Aprendizagem
O principal objetivo desta aula é fazer com que os estudantes consigam aplicar a equação do movimento uniformemente variado (MUV) para interpretar a queda livre de corpos. Para isso, espera-se que compreendam como a aceleração da gravidade afeta o movimento vertical, reconhecendo a relação direta entre altura, tempo de queda e velocidade. A equação s = s₀ + v₀t + (1/2)gt² será explorada tanto de forma teórica quanto prática, permitindo aos alunos identificar variáveis e realizar substituições coerentes com os dados do experimento.
Além disso, os alunos deverão desenvolver habilidades experimentais ao medir o tempo de queda de um objeto a partir de uma altura conhecida e, com isso, calcular o valor da gravidade (g). A atividade pode ser realizada com o uso de vídeos em câmera lenta ou aplicativos de cronômetro, que permitem registrar o tempo com mais precisão. O importante é que o processo seja acessível, usando smartphones ou ferramentas online gratuitas, e replicável por todos os estudantes, inclusive fora da escola.
Outro foco da aula é a integração entre Física e Matemática. Os alunos serão orientados a organizar seus dados em tabelas, construir gráficos de posição versus tempo e velocidade versus tempo, e aplicar técnicas algébricas para deduzir a aceleração resultante. Essa abordagem interdisciplinar reforça a importância de uma análise crítica baseada em evidências numéricas e visuais.
Por fim, espera-se que os estudantes desenvolvam competências científicas importantes, como a formulação de hipóteses, o tratamento de dados e a avaliação da precisão de medidas. Isso fortalecerá não apenas sua compreensão conceitual, mas também sua preparação para exames que exigem leitura e interpretação de gráficos e situações experimentais.
Materiais utilizados
Para realizar a atividade proposta sobre queda livre e cálculo do valor da aceleração da gravidade (g), os professores precisarão organizar previamente alguns materiais acessíveis e que contribuam com a dinâmica experimental. O uso de computador ou celular com acesso à internet garante que os alunos possam interagir com simulações online de física, permitindo a repetição dos experimentos para coleta consistente de dados.
A sala deverá contar com um projetor multimídia ou TV para exibição coletiva da simulação, facilitando a condução da atividade pelo professor e promovendo discussões em grupo. Uma animação sugerida é a disponível no Acervo Digital IF-UFRGS, que oferece visualização clara da queda de objetos com medição precisa do tempo para diferentes alturas.
Os alunos deverão utilizar uma planilha digital ou papel quadriculado para registrar os dados coletados — altura, tempo de queda e cálculos intermediários. Isso os ajuda a organizar a informação e treinar habilidades de representação gráfica e tabular. Para ajudar nos cálculos, será necessário dispor de calculadora ou software de planilha como Excel, LibreOffice Calc ou Google Planilhas, que também facilitam a geração de gráficos e a aplicação de fórmulas diretamente sobre os dados coletados.
Esse conjunto de materiais proporciona uma rica experiência didática mesmo em contextos com poucos recursos, pois combina tecnologia acessível com uma abordagem ativa e investigativa do ensino da física.
Metodologia utilizada e justificativa
A proposta adota a aprendizagem baseada em experimentação, permitindo que os alunos se envolvam ativamente no processo científico. Através da observação e medição do tempo de queda de objetos, os estudantes podem levantar hipóteses, realizar experimentos, analisar resultados e chegar a conclusões baseadas em evidências. Essa abordagem favorece o desenvolvimento do pensamento crítico, autonomia e protagonismo estudantil.
Um dos principais benefícios desse modelo está na possibilidade de aplicar a teoria à prática de forma concreta. A simulação virtual da queda livre, com ausência de atrito, amplia a compreensão do conceito de MUV (Movimento Uniformemente Variado) e da aceleração da gravidade (g), além de promover a interdisciplinaridade com a Matemática ao calcular e interpretar gráficos de posição versus tempo e velocidade versus tempo.
A metodologia também se justifica por seu alinhamento à Base Nacional Comum Curricular (BNCC), que destaca a importância da interpretação de fenômenos físicos por meio de dados empíricos. Ao trabalhar com dados reais gerados ou simulados, os alunos desenvolvem competências que são amplamente valorizadas em exames externos como o ENEM e vestibulares.
Além disso, o uso de recursos digitais como animações e cronômetros online torna o experimento inclusivo e adaptável a diferentes realidades escolares. Essa flexibilidade permite que a atividade seja realizada mesmo sem laboratórios físicos, preservando a qualidade pedagógica da experiência científica.
Preparo da aula
Antes da realização do experimento em sala, é essencial que o professor faça um preparo cuidadoso. Uma das ferramentas recomendadas é a animação interativa sobre queda livre desenvolvida pelo Instituto de Física da UFRGS, que pode ser acessada online gratuitamente. Este recurso permite simular diferentes alturas e tempos de queda, auxiliando na compreensão visual do fenômeno e servindo como substituto acessível a equipamentos laboratoriais sofisticados.
Além disso, o professor deve organizar uma tabela ou planilha (pode ser no Excel, Google Sheets ou em papel) com campos para alturas padronizadas (como 1 m, 2 m e 3 m) e respectivos tempos de queda. Essa preparação antecipada agiliza a atividade prática e possibilita que os estudantes concentrem-se na análise dos dados e no cálculo da aceleração da gravidade.
Para contextualização teórica, recomenda-se preparar uma breve apresentação explicando a equação do movimento uniformemente variado (MUV) no eixo vertical: S = S₀ + V₀t + (1/2)gt². Como normalmente a queda livre parte do repouso, considera-se V₀ = 0, o que simplifica a equação para S = (1/2)gt². Explicar essa equação com exemplos práticos facilita o entendimento dos alunos sobre a relação entre espaço percorrido e tempo.
Por fim, criar uma planilha com fórmulas embutidas para calcular o valor de “g” com base nas medidas inseridas pelos alunos pode otimizar o tempo de aula. Isso também favorece o trabalho colaborativo em duplas ou trios, além de permitir a introdução de conceitos de análise de erro e variação experimental, incentivando uma postura investigativa por parte dos estudantes.
Introdução da aula (10 min)
Inicie a aula com uma breve revisão dos conceitos de Movimento Uniformemente Variado (MUV), enfatizando a característica da aceleração constante presente nos fenômenos da queda livre. Utilize exemplos visuais, como vídeos curtos de objetos em queda ou até mesmo uma demonstração simples jogando duas bolas de massas diferentes de uma mesma altura. Isso ajuda a despertar a curiosidade da turma e levanta a questão: “Será que a massa interfere no tempo de queda?”
Estimule os alunos a levantarem hipóteses, promovendo um momento investigativo que os envolverá no raciocínio científico. Questione: “O que afeta a velocidade com que um objeto cai?”. Conduza a discussão para a uniformidade da aceleração e introduza o valor da gravidade terrestre (g ≈ 9,8 m/s²). Esse momento é ideal para fazer com que os alunos entendam por que é relevante medir o tempo de queda ao estudar esse fenômeno.
Em seguida, apresente a equação principal do movimento de queda livre: s = gt²/2, explicando rapidamente cada termo e destacando o papel de g como uma constante a ser determinada experimentalmente. Explique que o experimento proposto irá justamente permitir esse cálculo a partir da coleta de dados reais.
Finalize a introdução estimulando o interesse dos alunos em tentar, por meio da experiência prática, comprovar se o valor obtido experimentalmente será próximo de 9,8 m/s². Esse desafio desperta senso de investigação e prepara os alunos para o processo de coleta e análise de dados que virá a seguir, conectando teoria à prática de forma significativa.
Atividade principal (30 a 35 min)
Divida os alunos em duplas ou trios e oriente cada grupo a acessar uma plataforma interativa com simulação de queda livre — como o PhET ou aplicativos semelhantes. A simulação permitirá escolher diferentes alturas e observar, em tempo quase real, o tempo de queda dos corpos. A função de cronômetro digital integrada facilita a medição precisa, eliminando erros grosseiros de temporização manual. Os grupos devem simular a queda de um objeto em no mínimo três alturas distintas (por exemplo: 1 m, 1,5 m e 2 m) e registrar os dados em uma tabela clara com colunas para altura (h), tempo (t) e valor estimado de g.
Com os dados coletados, os alunos devem aplicar a fórmula g = 2h / t² para calcular o valor da aceleração da gravidade em cada situação, comparando os resultados obtidos. Reforce que o propósito não é atingir o valor exato (9,8 m/s²), mas perceber a consistência e variação nos dados conforme a metodologia experimental utilizada. Informe os alunos sobre a importância da precisão nas anotações e ensine a lidar com incertezas e estimativas nos experimentos científicos.
Após os cálculos, peça que os grupos calculem a média dos valores obtidos e promovam uma breve discussão entre eles. Questione: quais fatores podem ter influenciado as diferenças nos resultados? Quais boas práticas poderiam minimizar erros? Incentive uma análise crítica, mencionando aspectos como tempo de resposta dos alunos, possíveis atrasos na leitura do cronômetro e limitações do software.
Para concluir, proponha que cada grupo monte um pequeno relatório ou apresentação explicando seu processo, os dados coletados e sua interpretação dos resultados. Isso permite não só consolidar os conteúdos físicos e matemáticos envolvidos, mas também trabalhar competências de comunicação científica e trabalho em equipe.
Fechamento (5 a 10 min)
No momento de fechamento da aula, é essencial promover uma reflexão ampla e consciente sobre os resultados obtidos pelos alunos ao medir o valor da gravidade. Peça que cada grupo exponha o valor calculado de g e registre esses dados no quadro ou em uma planilha compartilhada. Em seguida, compare-os com o valor teórico de aproximadamente 9,8 m/s² e abra espaço para discussões sobre discrepâncias observadas, incentivando os alunos a argumentarem sobre as possíveis causas dessas diferenças.
Essa análise coletiva permite introduzir conceitos fundamentais da metrologia, como erro sistemático e erro aleatório. Por exemplo, erros na medição do tempo de queda podem estar relacionados à sensibilidade do cronômetro usado no experimento ou ao atraso na reação humana ao iniciar/parar a contagem. Aproveite esse momento para reforçar a importância da precisão nos experimentos científicos e a necessidade de repetição e controle de variáveis.
Além disso, estimule uma roda de conversa sobre como o experimento contribuiu para a compreensão do Movimento Uniformemente Variado (MUV) e a relação entre tempo, velocidade e aceleração. Incentive os alunos a refletirem sobre o papel da experimentação na construção do conhecimento científico e sua aplicabilidade no cotidiano.
Finalize sugerindo uma atividade extra que mantenha o engajamento com o tema: a exploração da plataforma Ciência em Cena, do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (MCTI). A plataforma disponibiliza vídeos, simulações interativas e conteúdos multimídia que ajudam a contextualizar os fenômenos físicos em situações do dia a dia, ampliando o repertório científico dos alunos mesmo fora da sala de aula.
Avaliação / Feedback e Observações
A avaliação deste plano de aula tem caráter formativo, ou seja, busca acompanhar e promover a aprendizagem ao longo da atividade, e não apenas classificá-la. É fundamental observar o envolvimento dos alunos com os diferentes aspectos do experimento: desde o planejamento e execução da coleta de dados até a interpretação dos resultados obtidos. A participação ativa, o uso adequado de ferramentas e a capacidade de argumentação científica são critérios relevantes.
Para facilitar o processo, o professor pode utilizar uma rubrica simples com quatro categorias principais: (1) compreensão conceitual do fenômeno da queda livre como exemplo de movimento uniformemente variado, (2) aplicação correta da equação da posição para calcular “g”, (3) clareza na organização e no registro das medições e (4) justificativas coerentes para os possíveis erros experimentais. Essa estratégia ajuda os alunos a compreender os critérios esperados e a desenvolver autonomia ao refletirem sobre sua própria aprendizagem.
Um momento final de feedback coletivo ou individual é altamente recomendável. O docente pode destacar aspectos positivos observados e sugerir pontos de melhoria. Os próprios estudantes podem ser convidados a autoavaliar seu desempenho ou a avaliar o trabalho em grupo, promovendo habilidades metacognitivas e cooperativas.
Resumo para os alunos: Hoje vocês descobriram como a queda livre se encaixa no MUV, mediram o valor da aceleração da gravidade com ferramentas digitais e refletiram sobre fontes de erro. Como tarefa complementar, visitem a plataforma Ciência em Cena para investigar outros fenômenos ligados ao movimento e à Física prática.
