Desenvolvimento de simulações para o ensino de Física
através do software Easy Java Simulation – Ciências
naturais - Física
Gabriel Siqueira Sombrio – PUIC – Engenharia Química - Tubarão
Introdução
Resultados
O ensino da Física para os jovens, que estão tendo o seu primeiro contato com
essa linha da ciência exata, enfrenta uma barreira muito difícil de ser quebrada, pois a
dificuldade de aprendizagem dos alunos acaba se tornando um empecilho para os
professores. A tentativa de ensinar Física clássica para alunos se inicia no ensino
médio das escolas públicas e particulares de nosso país, para alguns, esse contato se
inicia tarde demais, conseqüente dificuldade demonstrada para com a matéria.
Observando a grande dificuldade de se aprender o conteúdo dessa disciplina,
educadores e professores de graduação buscam formas e ferramentas que auxiliem
na aprendizagem. Essas ferramentas, nos dias atuais, são o uso de computadores
com softwares apropriados para o ensino.
Uma das maiores dificuldades dos alunos em entender a Física é visualizar a
ação/acontecimento que está se descrevendo em um enunciado ou citação. Quando
um professor descreve um movimento de lançamento oblíquo, por exemplo, o
estudante sente uma grande dificuldade de imaginar, corretamente, aquilo que está
acontecendo na ficção do exercício, é nesse ponto que a computação programacional
pode ajudar a criar ambientes virtuais que permitam a visualização do que está
ocorrendo.
O inicio da pesquisa focou no estudo de reconhecimento do programa, isso era
necessário, já que o uso do mesmo era conhecido apenas por trabalhos que já o
utilizaram para outros fins.
O primeiro objetivo estipulado pelo pesquisador foi iniciar o reconhecimento da
linguagem de programação que era usada, isso se tornou possível através da
elaboração de um exemplo a ser resolvido, baseado em conteúdos teóricos iniciais,
como queda livre e a indicação de seus vetores. O estudo da utilização do programa
também englobava o aprimoramento do uso de equações diferenciais, pilares da
resolução matemática do software.
Para demonstrar os resultados obtidos, irá ser ilustrado o layout com comentários
da simulação de um lançamento oblíquo com atrito do ar.
Objetivos
Objetivo Geral
Elaborar um estudo de desenvolvimento ao auxílio do ensino de física, através do uso
de ambientes virtuais proporcionados pelo programa digital em linguagem Java (Easy
Java Simulation).
Objetivos Específicos
Elaborar exercícios, baseados na mecânica clássica, e ambientá-los virtualmente;
Utilizar o programa de simulação em linguagem Java, Easy Java Simulation, para
elaborar os ambientes virtuais de fácil manipulação, contando com detalhamento das
variáveis presentes no problema;
O aumento da quantidade das linhas de cálculo é conseqüência do tipo de
situação que se está trabalhando. Quando se tem um lançamento oblíquo, os vetores
devem ser decompostos e calculados com a utilização de seno e cosseno, já que existe
a presença de ângulos entre os vetores, utilizados para determinação numérica dos
resultados. Um fator que dificulta a programação é a inserção do atrito do ar no
comportamento da simulação 2D. O resultado visual do programa também atingiu todas
as expectativas, como ilustrado abaixo.
Verificar manualmente a veracidade dos cálculos realizados pelo software;
Testar em sala de aula as simulações criadas, permitindo o manuseio, pelos alunos, dos
programas.
Metodologia
1) Escolha da área da física a ser estudada e trabalhada (Mecânica Clássica);
2) Na área escolhida, determinar os conteúdos principais no desenvolvimento dos
programas de ambientalização (vetores, atrito, queda livre, lançamento, lançamento
oblíquo e colisões);
3) Elaboração de exercícios, baseados em literatura apropriada, que englobem o máximo
do conteúdo, matemático e físico, juntamente com a resolução manual e, posteriormente,
criar um ambiente virtual no programa EJS;
4) Após cada tema possuir o seu programa de simulação, realizar uma seqüência de
testes para confirmação da veracidade e confiabilidade dos resultados gerados pelo
programa;
5) Aperfeiçoamento do layout para fácil utilização por parte dos usuários com menor
instrução;
6) Testes em salas de aula do programa final.
Conclusões
Com intuito de ajudar professores e educadores no ensino de física, a idéia do
projeto se viu necessária, pois, não só em nossa região, as disciplinas com maior índice
de reprovação são a física e a química. Proporcionando uma ferramenta que auxilie os
alunos a visualizarem as situações descritas em exercícios, permite aprimorar o método
de ensino.
Como a intenção do projeto era fornecer uma nova ferramenta para o ensino, deuse importância ao resultado da simulação, e não ao teor matemático. Porém, para
realizar as simulações houve a necessidade de um estudo aprofundado de cálculo e
física teórica.
Bibliografia
LUZ, Antônio Máximo Ribeiro da; ALVARENGA, Beatriz Gonçalves de. Curso de física.
5. ed. São Paulo: Scipione, 2000. 3 v. ISBN 8526230980 (v. 3);
NUSSENZVEIG, H. M.. Curso de física básica. 4. ed., rev. São Paulo: E. Blücher,
2002. 3 v. ISBN 85-212-0046-3;
GASPAR, Alberto. Física. 1. ed. São Paulo: Ática, 2000. 3 v. ISBN 8508075251 (v.1.).
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