ANAIS ELETRÔNICOS - 1ª JORNADA DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E EXTENSÃO DO IFTO
A UTILIZAÇÃO DE EXPERIMENTO DE MOVIMENTO UNIFORME PARA A MELHORIA DO
ENSINO DE FÍSICA NAS ESCOLAS PUBLICAS DO ESTADO DO TOCANTINS.
Jaqueline Jurema da SILVA. (1); Weimar Silva CASTILHO (2).
(1) Instituto Federal de Educação Ciências e Tecnologia do Tocantins, Palmas- TO, e-mail: [email protected]
(2)Instituto Federal de Educação Ciências e Tecnologia do Tocantins, Palmas- TO, e-mail:
[email protected]
RESUMO
Este trabalho vem apresentar uma sugestão do uso de experimentos de movimento uniforme, para alunos
de 1º ano do ensino médio das escolas publicas e federais, localizadas em Palmas- To. O objetivo central
da implantação deste é demonstrar aos alunos como acontece esse fenômeno físico e assim fazer com
que estes aprendam com maior facilidade o assunto e provocar o interesse dos alunos para o lado
experimental da física. Como já foi dito esse experimento pretende despertar a curiosidade do aluno para
o assunto fazendo com que estes aprendam realmente e não decore só conceitos, dando assim a
oportunidade destes terem o contato com experiências, já no ensino médio e não somente numa
graduação, em Ciências Exatas que é o que geralmente acontece. Com isso espera-se que o experimento
seja um canal facilitador para o aprendizado dos alunos do ensino médio e que seja um instrumento que
torne fácil e divertido estudar os fenômenos físicos, como o movimento uniforme que é um dos primeiros
conteúdos estudados no 1° ano do ensino médio. A intenção maior desta sugestão de experimento de
movimento uniforme aos alunos é de melhorar o aprendizado e proporcionar aos alunos a chance de
conhecer o lado experimental da física que é um dos meios de aprendizado que se utilizado bem com a
teoria, torna- se uma ferramenta valiosíssima.
Palavras-chave: aprendizado, experimento, alunos, movimento uniforme.
INTRODUÇÃO
O sonho de uma melhora no ensino de Física nas escolas publicas, vem sendo cultivado há muito tempo.
O uso de experimentos para demonstrar fenômenos vem buscar o interesse nos alunos, aonde vem sendo
usado como uma ferramenta que muito pode ajudar, tornando- se um instrumento que gera
conhecimentos e práticas de pesquisas aos estudantes. Com esse experimento de movimento uniforme
que estamos propondo, desejamos que este seja um instrumento que auxilie os professores a
melhorarem suas aulas e que facilite o aprendizado de seus alunos .Estes alunos na sua maioria não tem
interesse pela matéria de movimento uniforme e apresentam enormes dificuldade no aprendizado.
Buscamos mostrar que o uso da experimentação é inseparável da teoria, estas por sua vez devem andar
de mão dados, pois uma complementa a outra. É com a teoria que se busca comprovar a pratica e vice
versa, se estas forem usadas em parcerias no ensino publico não só publico, mas no processo de
aprendizagem do nosso país, com certeza se alcançara bons resultados no processo de ensino
aprendizagem de todas as escolas que aderirem ao uso de experimentos ,para que com eles possa-se
complementar a aprendizagem e assim tornar o ensino de física mais proveitosa e divertida, isto porque os
alunos não verão mais a física como uma matéria tão difícil . ANDRADE, diz “que a educação visa
melhorar a natureza do homem o que nem sempre é aceito pelo interessado”. Podemos notar que se há
uma lista imensa de fatores que influenciam, para o agravo desse quadro do estado em que a educação
se encontra, um deles é a falta de recursos, o desinteresse dos alunos e dos professores, talvez até da
própria escola. Procuramos com esse experimento despertar o interesse dos alunos a descobrirem,
ALBERT, diz “que Descobrir consiste em ver o que toda a gente viu, mas pensar o que ninguém pensou”.
Podemos observar que os desafios serão grandes sim, mas como já disse René Descartes, “Não existem
métodos fáceis para resolver problemas difíceis”. Com isso pretendemos contribuir para o aprendizado dos
alunos do 1º ano do ensino publico, fazendo com que melhore e venha ser um local que busca sempre
gerar conhecimentos aos seus alunos e a dar acesso a estes as ciências experimentais, como os
experimentos de física.
1. EXPERIMENTO DE MOVIMENTO UNIFORME
O movimento uniforme ocorre quando a velocidade escalar do móvel é constante em qualquer instante ou
intervalo de tempo, significando que, no movimento uniforme o móvel percorre distâncias iguais em
tempos iguais, como mostra a figura 1 . da pg. 4. No movimento uniforme procura- se estabelecer a sua
velocidade escalar média que é a variação de espaço que o ponto material realiza em um intervalo de
tempo. Este experimento tem como objetivo, estudar o movimento uniforme, qualitativa e
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quantitativamente, ensinar aos alunos do, Santa Rita de Cássia noções de espaço, variação de
tempo/espaço, os intervalos de tempo, velocidade, realizando medidas das grandezas físicas, a
construírem e interpretarem os gráficos do movimento uniforme.
Os materiais necessários para se realizar este experimento de movimento uniforme são: Um puck e uma
mesa, uma folha de papel sulfite para o puck marcar a trajetória, duas folhas de papel milimetrado ou
quadriculado para fazer os gráficos e uma régua para fazerem-se as medições do espaço percorrido
2. REALIZAÇÃO DO EXPERIMENTO
Coloque a mesa em posição horizontal e fixe com fita adesiva a folha de papel sulfite no centro da mesa,
faça o PUCK atravessar a mesa em movimento uniforme, fazendo uma trajetória retilínea. Obtida a
trajetória do PUCK no papel, despreze os primeiros pontos escolhendo uma origem (espaço inicial S 0 e
instante inicial t0 = 0 s). A partir da posição inicial (S0), a cada seis intervalos, marque as posições S1, S2,
S3, S4,..
Logo em seguida coloque a régua alinhada com os pontos. Meça o espaço inicial S0 0 (para posterior
discussão), que é o primeiro ponto indicado na régua, sem deslocar a régua, meça as outras posições
para cada seis intervalos e coloque os dados na tabela 1 .Como o intervalo de tempo entre duas posições
sucessivas é igual a (1/60) s, o intervalo de tempo entre a 1a e a 6a posições é igual (1/10) s ou 0,1 s.
Coloque os instantes correspondentes aos espaços percorridos na tabela 1. Complete a tabela 1,
colocando os intervalos de tempo ( t) e calculando a correspondente variação de espaço ( S). Calcule
a velocidade média a partir de S0 e coloque na tabela 1. Determine: O valor médio das velocidades obtidas
na tabela.1, a velocidade escalar média entre a 1a e a última posição. Compare e discuta os resultados
obtidos nos itens A e B, estabeleça a equação horária S = S0 + V t, considerando o valor de V obtido no
item A em seguida Calcule os valores de S = f(t), a partir da equação horária,estabelecida colocando os
resultados na tabela. 2. Considerar os mesmos tempos da tabela. 1. Compare e discuta os valores obtidos
na tabela. 1. com os da tabela. 2 e verifique se os reobteve, logo em seguida com os dados obtidos
Construa o gráfico S versus t e o gráfico V versus t. Com os dados S, t e V da tabela. 1 e com os dados S
e t da tabela .2 e o valor de V obtido no item A. Verifique se reobteve os valores experimentais,
comparando os gráficos obtidos nos itens acima.Com este experimento espera- se que os alunos das
escolas Estaduais e Federais aprimorem seus conhecimentos, quanto a movimento uniforme e
Comentem o experimento dando sugestões para melhorá-lo e assim ajudar mais a eles e a outros alunos
que viram a usar este experimento, mostrando que realmente o uso de experimentos facilita o aprendizado
e a busca pelo conhecimento.
3.
CÁLCULO DO MOVIMENTO UNIFORME
3.1Equações e Unidades
Algumas das equações e fórmulas usadas para calcular o movimento uniforme.
3.2 Valor médio das velocidades:
V = (V1 + V2 + V3 + V4 + V5 + V6) / 6
V = (50,0 + 49,0 + 50,0 + 49,0 + 50,0 + 50,0) / 6V
V
Eq.[1]
49,5 cm/s
Nesta equação somou-se todas as velocidades encontradas e dividiu-as pela quantidade de velocidades
encontradas ao qual se obteve o valor médio das velocidades.
3.3 Velocidade escalar média entre a 1a e a última posição:
Vmédia =
S/
t = (31,7 - 2,0) / (0,7 - 0,0)
Eq. [2]
Vmédia 49,5 cm/s
Para encontrar a velocidade média entre a primeira e a última posição do movimento do movimento do
objeto, subtraiu-se desde a ultima posição de espaço pela primeira onde obteve-se a variação de espaço ,
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S e do ultimo ao primeiro tempo onde obteve-se a variação do tempo t, logo em seguida divide-se a
variação de espaço pela variação de tempo, onde se obtém a velocidade média entre a primeira e a ultima
posição do movimento.
3.4 Equação horária do movimento uniforme:
A equação horária de um movimento mostra como o espaço varia com o tempo: S = f(t)
No movimento uniforme temos que:
V = Vmédia = Vinst = S/ t = (S - S0)/(t - t0)
De (1), obtemos:
S - S0 = V (t - t0)
Para t0 = 0
S - S0 = V t
Eq. [ 3 ]
Na equação horária do movimento uniforme, calcula-se a variação de espaço em função do tempo ao qual
o movimento uniforme acontece, dando assim a equação horária do movimento do móvel.
Considerando que o PUCK realizou a seguinte trajetória:
Figura 1 – Movimento retilíneo uniforme do Puck
(Fonte: Programa educar. CDCC- USP- SC. mecânica gráfica p/ alunos do ensino médio)
Esta figura demonstra como ocorre o movimento uniforme através da demonstração do PUCK onde este,
percorreu em um intervalo de tempo t = 0,1 s a distância S = 3,0 cm (fig. 1).Observe que a trajetória é
uma reta e o PUCK percorre distâncias iguais em tempos iguais, o que indica que a velocidade escalar é
constante, calculando a velocidade no intervalo de tempo considerado, tem-se que:
V = S/ t = 3,0/0,1 = 30,0 cm/s
Considerando-se quaisquer outros intervalos de tempo ou instantes, a velocidade será sempre de 30,0
cm/s, conclui-se que o movimento do PUCK neste exemplo é um movimento retilíneo uniforme.
Tabela. 1 - Valores de S, t e V obtidos experimentalmente - Movimento Uniforme.
S(cm) t(s) S(cm)
2.0 0.0
5.0
7.0 0.1
4.9
11.9 0.2
5.0
16.9 0.3
4.9
t(s) V(cm/s)
0.1
50.0
0.1
49.0
0.1
50.0
0.1
49.0
(Fonte: Programa educar. CDCC- USP- SC. mecânica gráfica p/ alunos do ensino médio)
A tabela.1 demonstra os dados coletados durante o experimento.
Considere que os valores de S e t obtidos experimentalmente sejam os da tabela 1
Tabela. 2 Movimento Uniforme
T
S
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(Fonte: Programa educar. CDCC- USP- SC. mecânica gráfica p/ alunos do ensino médio)
Com essas tabelas coletam-se todos os dados realizados no experimento ao qual abaixo segue o gráfico
em que se construirá a partir desses dados. Assim os alunos compreenderam como se forma os gráficos
de movimento uniforme e saberão dessa forma entender o que diz cada gráfico. A utilização de gráficos,
tabelas fazem com que o aluno compreenda melhor como se comporta o experimento e dessa forma este
alia a teoria do assunto tratado fazendo com que o aprendizado seja maior.
3.5 Gráfico -Movimento Uniforme
Gráfico espaço (S) versus tempo (t) / movimento uniforme. Sendo S = f(t) uma função do 1o grau, o gráfico
S versus t é uma reta que pode passar ou não pela origem (fig. 2.). Na equação S = S0 + V t,
S0: coeficiente linear da reta
V: coeficiente angular da reta ou inclinação da reta
Para obter S0, basta fazer t = 0 na equação horária
S = S0. Com esse gráfico compreende-se melhor
como que ocorre o movimento uniforme, daí a importância do uso de experimentação aliado a teoria.
Gráfico. 01
(Fonte: Programa educar. CDCC- USP- SC. mecânica gráfica p/ alunos do ensino médio)
Este gráfico mostra a representação gráfica do movimento uniforme, onde tem- se variação de espaço
versos tempo.
Com esta sugestão de experimento desejamos que os professores possam obter os melhores resultados
com seus aluno que ambos ganhem conhecimento e que através de praticas assim como a do
experimento de movimento uniforme os alunos da rede de ensino publica tocantinense, venha melhorar e
ser um ponto de referencia de inovação e principalmente de aprendizado.
AGRADECIMENTOS E FINANCIADORES
Agradeço a CAPES, pelo financiamento deste artigo, por financiar a bolsa do BIPID e por acreditar num
ensino de qualidade no Tocantins.
REFERÊNCIAS
SCHIEL. Dietrich, Muller. Iara, Mecânica gráfica para alunos do ensino médio, CDCC- USP-SC. 20.
Maio. 2002.
Movimento
uniforme
variado
(MUV),
fundamentos
teóricos.
Disponível
em
<
htt:
WWW.educar.sc.usp.br/fisica/muv. Acesso em : 15 agosto de 2010.
TALAVERA. Álvaro, Csapo... et AL- física.ensino médio,São Paulo, editora. Nova geração, 1 ed. Volume
único, p. 39-58. 2005.
TILPlER. Paul. A- física- movimento uniforme, volume 1, 4º edição- editora livros técnicos e científicos.
ANAIS ELETRÔNICOS - 1ª JORNADA DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA E EXTENSÃO DO IFTO
Movimento uniforme. Disponível em < htt: WWW.mundovestibular. com.br.
GIASPAR. Alberto, Física Mecânica, volume 1, edição 1, editora: Ática, São Paulo, 2003.
HALLIDAY. David, Resnick. Robert, Org. Azevedo. José Paulo Soares. Fundamentos de Física.
Volume1, 6°edição, editora: LTC.
BONJORNO. Regina Azenha, Guimarães. Osvaldo, Física Fundamental, volume único, 3 edição. São
Paulo, editora Moderna, São Paulo, 2006.
MÁXIMO. Antônio, Alvarenga. Beatriz, Curso de Física, volume 1, editora: Scipione, São Paulo, 2000.