O ENSINO DE FÍSICA MEDIADO POR SIMULAÇÕES
COMPUTACIONAIS
Edvanio Chagas1
1Instituto Federal de Educação Ciência e Tecnologia de Mato Grosso do Sul-câmpus Coxim
GT 02: Tecnologias e constituição de ambientes de aprendizagem
Modalidade: Artigo completo
Este trabalho aborda a utilização de simulações computacionais como recurso de
diversificação no ensino de Física. As ferramentas de informática como softwares educativos,
plataformas gráficas e comunicação tornam-se imprescindíveis nos dias atuais para os
docentes, e estes componentes também farão parte dos novos projetos, tendo em vista os
programas governamentais, no sentido de implantar laboratórios de informática em escolas
públicas. No ensino de Física existem algumas dificuldades, podemos citar a complexidade
representativa de alguns fenômenos físicos, que levam o professor a utilizar figuras, desenhos
no quadro-negro que acabam tomando um tempo maior e exigindo certa habilidade do
educador para tais representações Utilizamos uma simulação de lançamento de projéteis, onde
verificamos como as variáveis dos movimentos afetam o alcance máximo, tempo de voo e
altura máxima atingida. O referencial teórico utilizado é da perspectiva histórico-cultural do
desenvolvimento humano de Vygostsky, em que buscamos por meio da interação do aluno
com as simulações computacionais identificar a Zona de Desenvolvimento Proximal (ZDP),
objetivando conhecer a região em que o professor possa atuar. A ZDP é a distância entre o
nível de desenvolvimento real, que se costuma determinar através da solução independente de
problemas, e o nível de desenvolvimento potencial, determinado através da solução de
problemas sob a orientação de um adulto ou em colaboração com companheiros mais capazes
A pesquisa é qualitativa do tipo exploratória e empírica .Para a coleta de dados utilizamos
registros, por meio de relatório das atividades desenvolvidas junto aos estudantes do 1º
período do Curso Técnico Integrado em Alimentos e do 2º período do Curso Técnico
Integrado em Informática do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato
Grosso do Sul - câmpus Coxim. Como recursos utilizamos computadores da Sala de
Tecnologias Educacionais (STE) do Núcleo de Tecnologias Educacionais (NTE). Para análise
dos registros o método de Análise de Conteúdo de Laurence Bardin, mais especificamente a
Categorização, a posteriori. O programa utilizado foi o Projectile Motion, desenvolvido pelo
Phet da Universidade de Colorado, que simula lançamentos de projéteis, disponível em:
<http://phet.colorado.edu/sims/projectile-motion/projectile-motion_pt.html>, a página do
programa disponibiliza um roteiro para execução das atividades, este roteiro foi traduzido para
o português e feitas adaptações e acrescentadas tabelas para anotações dos dados retirados da
simulação. A primeira atividade consistiu em analisar o comportamento do movimento do
projétil em função do ângulo de lançamento, desprezando a resistência do ar. Na segunda
atividade os estudantes investigaram a dependência do movimento com a velocidade inicial de
lançamento, mudando-a para 15 m/s, 18 m/s, 21 m/s, 24 m / s, 27 m / s, e 30 m/s, assim
mantiveram constantes as variáveis: ângulo de lançamento, objeto e resistência do ar. As
terceira e quarta atividades relacionam as características do movimento com as formas dos
objetos em duas situações distintas: com resistência do ar e sem resistência do ar. O estudante
mantém constantes todas as variáveis, menos o objeto a ser lançado, assim fará a simulação
desconsiderando a resistência do ar fazendo as anotações pertinentes, em seguida repetirá a
atividade com a presença da resistência do ar. Os estudantes conseguiram relacionar que o
ângulo de lançamento afeta diretamente a altura máxima atingida, embora não de forma
explícita, relataram que o ângulo de lançamento e altura máxima são grandezas diretamente
proporcionais. Cerca de 90% dos estudantes conseguiram relacionar a velocidade com
variável que afeta diretamente a altura, o alcance horizontal e o tempo de voo. Após a
simulação da terceira atividade concluíram que a altura, alcance e tempo de voo não alteram
quando mantemos constantes as condições iniciais para diversos objetos. Conforme a
categorização, 57,5% destacaram que é necessário desprezarmos a resistência do ar, enquanto
que as demais não mencionaram a dependência, mesmo contendo orientações no roteiro,
desses resultados com a resistência do ar. Em relação à quarta atividade todos perceberam que
quando consideramos a resistência do ar há mudanças nas medidas da altura em alcance
máximo. Os resultados mostraram as simulações computacionais aliadas a um roteiro prévio
possui potencial para que o professor possa focar nas maiores dificuldades encontradas,
evidenciou a necessidade de explorar a questão do alcance máximo, que é obtido com ângulo
de lançamento de 45°, e que temos alcances iguais para ângulos de lançamentos
complementares assim como a ideia de que a resistência do ar faz o corpo ganhar peso, uma
concepção equivocada sobre a ação do ar, sendo um forte indicativo da necessidade de
explorar este conceito. Dessa forma a atividade cumpriu o objetivo proposto de diversificar as
aulas e contribuir para a organização de futuras aulas nestas turmas. Palavras-chave: ensino de
física, estratégia de ensino e aprendizagem.
1. Introdução
É consenso entre professores que o Ensino de Física é uma tarefa difícil devido à
grande abstração que a disciplina requer, por isso há necessidade de que os professores
desenvolvam maneiras efetivas com estratégias diferenciadas. É notável que a recente
tentativa brasileira de introduzir a informática nas escolas públicas de ensino, tornando
compreensível e necessária a estudo de metodologias no uso do computador, que possa
contribuir para uma educação de qualidade.
O ensino de Física no Brasil vem sendo abordados sob diversos enfoques, como
“Física do cotidiano”, “equipamento de baixo custo”, “ciência, tecnologia e sociedade",
“história e filosofia da ciência" e, recentemente, “Física Contemporânea” e “novas
tecnologias”. Todas as abordagens têm seu valor e limitações e que é um erro ensinar Física
sob um único enfoque (MOREIRA, 2000). Neste sentido Moreira (2000) diz que:
Por exemplo, ensinar Física somente sob a ótica da Física do cotidiano é uma
distorção porque, em boa medida, aprender Física é, justamente, libertar-se do
dia-a-dia. De modo semelhante, ensinar Física apenas sob a perspectiva histórica,
também não me parece uma boa metodologia porque para adquirir/construir
conhecimentos o ser humano, normalmente, não precisa descobri-los, nem passar
pelo processo histórico de sua construção. Tampouco o microcomputador seria um
bom recurso metodológico, se for usado com exclusividade, dispensando a interação
pessoal, a troca, ou negociação, de significados que é fundamental para um bom
ensino de Física.(MOREIRA, 2000, p.5)
As ferramentas de informática como softwares educativos, plataformas gráficas e
comunicação tornam-se imprescindíveis nos dias atuais para os docentes, e estes componentes
também farão parte dos novos projetos, tendo em vista os programas governamentais que
estão em vias de serem viabilizados no sentido de implantar laboratórios de informática em
escolas públicas.
Nesse sentido os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCNs) apontam que:
É indiscutível a necessidade crescente do uso de computadores pelos alunos como
instrumento de aprendizagem escolar, para que possam estar atualizados em relação
às novas tecnologias da informação e se instrumentalizarem para as demandas
sociais presentes e futuras.(BRASIL, 1997 , pg.67)
De acordo com os, as mudanças no ensino médio se concretizarão na medida em que
as aulas deixarem de ser apenas de 'quadro-negro e giz’. (BRASIL, 1999).
Os professores de física, sempre são indagados sobre a necessidade de seus alunos
aprenderem Física, alguns professores acabam por desvalorizar a disciplina utilizando apenas
um amontoados de fórmulas e equações sem sentido e longe de sua realidade. (MOREIRA,
2000 ;DAMÁSIO e STEFFANI , 2007; HEINECK, 1999). De acordo com as OCEM:
Na prática, é comum a resolução de problemas utilizando expressões matemáticas
dos princípios físicos, sem argumentos que relacionem os fenômenos físicos e ao
modelo utilizado. Isso se deve em parte ao fato já mencionado de que esses
problemas são de tal modo idealizados que podem ser resolvidos com a mera
aplicação de fórmulas , bastando ao aluno saber qual expressão usar e substituir os
dados presentes no enunciado do problema.(BRASIL, 2006, pg.54)
No ensino de Física existem algumas dificuldades, podemos citar a complexidade
representativa de alguns fenômenos físicos, que levam o professor a utilizar figuras, desenhos
no quadro-negro que acabam tomando um tempo maior e exigindo certa habilidade do
educador para tais representações, assim, com o uso do computador teríamos, com as
simulações físicas representações não estáticas, como no caso dos vários tipos de lançamentos
(vertical, horizontal e oblíquo), tornando-se, de acordo com alguns defensores, solução para
tais problemas (MEDEIROS; MEDEIROS, 2002).
Neste sentido MEDEIROS; MEDEIROS (2002) apontam que as simulações
computacionais englobam uma vasta classe de tecnologias, do vídeo à realidade virtual, que
podem ser classificadas em certas categorias gerais, baseadas fundamentalmente no grau de
interatividade entre o aprendiz e o computador.
Nessas circunstâncias, importa o desenvolvimento de atividades, estabelecendo
conexões entre conceitos físicos e conhecimentos tecnológicos para os alunos da Educação
Básica desenvolvendo habilidades necessárias para utilizar os diversos recursos da
informática. Segundo FELIPE et al (2010):
A distribuição em larga escala de simulações e animações computacionais no ensino
de Física torna-se possível pelas novas linguagens desenvolvidas para a internet. A
produção destas simulações e animações permite a investigação de suas
possibilidades didáticas e o desenvolvimento de materiais didáticos adequados à
proposta metodológica do professor (FELIPE et al, 2010, p. 01).
A prática docente traz consigo muitos dilemas, como materiais inadequados, alunos
desmotivados, salas superlotadas, diversidades de perfis estudantis, entre outros, no qual o
professor precisar lidar no dia a dia escolar. O mundo que vivemos apresenta-nos recheados
de atividades e atrativos que ganha em muito das aulas ministradas pela maioria dos
professores, são notebooks, celulares, jogos, redes sociais, tablets, assim um dos maiores
desafios da docência é trazer o aluno consigo para aula, digamos que de corpo, alma e mente.
Utilizar de práticas pedagógicas adequadas, pode representar um caminho de êxito
para o professor se tornar competitivo dentro da sala de aula, assim procuramos elencar as
contribuições para a prática docente, a
luz da perspectiva histórico-cultural do
desenvolvimento humano de Vygostsky.
Assim utilizamos uma simulação de lançamento de projéteis, onde verificamos
como as variáveis dos movimentos afetam variáveis como: alcance máximo, tempo de voo e
altura máxima atingida
2. Referencial Teórico
A Teoria de Vygotsky enfoca o desenvolvimento do indivíduo como resultado de um
processo sócio-histórico e cultural. O indivíduo é compreendido como um ser
biológico-social, histórico e sua formação resulta da interação com outros indivíduos.
Segundo Vygostky o desenvolvimento mental é a conversão de relações sociais em
relações mentais, sem tirar do indivíduo suas particularidades. O homem nasce em um
ambiente carregado de valores culturais que são elementos importantes na construção do seu
desenvolvimento, onde estão presentes a linguagem, os hábitos, as atitudes, as experiências e
a história daqueles com quem interage em seu ambiente familiar e fora dele (MOREIRA,
1999).
Inicialmente, a criança nasce apenas com as funções psicológicas elementares, como
os reflexos e a atenção involuntária, e com o aprendizado da cultura essas funções
transformam-se em funções psicológicas superiores e essa transformação não é direta e
acontece mediada pela relação com outras pessoas.
A ação do sujeito sobre o objeto não é direta e sim mediada por um determinado
elemento.
Vygotsky,
portanto,
destaca
a
interação
como
função
mediadora
no
desenvolvimento cognitivo, realizada com adultos e com indivíduos em níveis de
desenvolvimentos diferenciados, sendo a aprendizagem um processo social que ocorre na
interação com outras pessoas, permitindo que o sujeito desenvolva a sua relação com o
mundo.
A mediação do outro, próximo ou distante, conhecido ou desconhecido, permite ao
indivíduo humano integrar-se nas relações sociais, aprendendo, por meio delas, a se
reconhecer como pessoa. Além da interação com outras pessoas, ela envolve afetos, rejeições,
relações sociais e situações de ensino intencionais ou não intencionais. O papel do outro se
destaca não apenas na elaboração do conhecimento, mas também na sua constituição
podendo-se afirmar que é através dos outros que o indivíduo se constitui.
Para se descobrir as relações reais entre o processo de desenvolvimento e a
capacidade de aprendizado deve ser considerado o nível ou zona de desenvolvimento
proximal (ZDP). Este conceito refere-se à distância entre o que o indivíduo sabe daquilo que
o indivíduo pode vir a aprender de acordo com suas capacidades e através da relação com o
outro num determinado momento. (VYGOSTSKY, 1984)
...é a distância entre o nível de desenvolvimento real, que se costuma determinar
através da solução independente de problemas, e o nível de desenvolvimento
potencial, determinado através da solução de problemas sob a orientação de um
adulto ou em colaboração com companheiros mais capazes. (VYGOSTSKY, 1984,
pg.97)
É a contribuição vygostkyana que tem maior aplicação, pois a intervenção
pedagógica deve acontecer na ZPD. Percebe-se assim que essa ideia está presente também nos
processos em maturação, caracterizando o desenvolvimento mental prospectivo em que o
aprendizado desperta vários processos internos. Esses são capazes de operar na interação entre
os sujeitos.
Quando se trabalha na ZDP com o objetivo de impulsionar o processo de
desenvolvimento, a interação deve ser entendida como função mediadora no desenvolvimento
cognitivo, sendo a aprendizagem um processo social que ocorre no diálogo com outras
pessoas, permitindo que o sujeito desenvolva a sua relação com o mundo.
Dessa forma, buscamos por meio da interação do aluno com as simulações
computacionais em atividades de Física, identificar a Zona de Desenvolvimento Proximal
(ZDP) em que o professor de Física possa atuar. Nesse sentido,
ARAUJO, VEIT e
MOREIRA (2005) apontam que:
Usar tecnologias computacionais no Ensino de Física sem, pelo menos, um
referencial teórico sobre aprendizagem, sem, no mínimo, uma concepção teórica
sobre como o sujeito aprende, pode ser um erro igual ao já cometido com os
equipamentos, livros, vídeos e outros recursos instrucionais. (ARAUJO, VEIT e
MOREIRA; 2005, pg.08)
3. Metodologia
A pesquisa é qualitativa do tipo exploratória e empírica, pois trata-se de uma
intervenção na realidade dos sujeitos da pesquisa, e a característica qualitativa se dá pela a
análise subjetiva dos dados. (GIL, 1999).
Para a coleta de dados utilizamos registros, por meio de relatório das atividades
desenvolvidas junto aos estudantes do 1º período do Curso Técnico Integrado em Alimentos e
do 2º período do Curso Técnico Integrado em Informática do Instituto Federal de Educação,
Ciência e Tecnologia de Mato Grosso do Sul - câmpus Coxim, totalizando 38 estudantes que
foram organizados em duplas. Como recursos utilizamos computadores da Sala de
Tecnologias Educacionais (STE) do Núcleo de Tecnologias Educacionais (NTE) que é ligado
a Secretaria Estadual de Educação e laboratório de informática do IFMS/Coxim.
Para análise dos registros o método de Análise de Conteúdo de Laurence Bardin
(2002), mais especificamente a Categorização, a posteriori.
O programa utilizado foi o Projectile Motion, desenvolvido pelo Phet da
Universidade de Colorado, que simula lançamentos de projéteis, disponível em:
<http://phet.colorado.edu/sims/projectile-motion/projectile-motion_pt.html>, a página do
programa disponibiliza um roteiro para execução das atividades, este roteiro foi traduzido para
o português e feitas adaptações e acrescentadas tabelas para anotações dos dados retirados da
simulação.
(a)
(b)
Figura 1: (a) Tela Inicial do Projectile Motion: Simulação do lançamento de projeteis e (b)
medida da altura máxima.
Distribuímos roteiros, contendo orientações para cada atividade, em que o objetivo é
investigar como as diversas variáveis (tipo de objeto, angulo de lançamento, velocidade inicial
e resistência do ar), afetam o movimento do projétil. Para essa verificação o estudante interage
com a simulação e com auxílio do cursor mede-se a altura máxima, o alcance máximo para
cada objeto lançado, como mostra a Fig. 1: (b). O tempo de voo é fornecido pela própria
simulação, cada segundo após o lançamento, tem-se um sinal de “mais” na trajetória do
projétil, como também é disponibiliza o valor numérico.
As atividades terão como padrões os seguintes dados: Objeto = "tankshell" ; ângulo
(graus) = 80° e a velocidade inicial (m / s) = 18 m / s
A primeira atividade consistiu em analisar o comportamento do movimento do
projétil em função do ângulo de lançamento, a resistência do ar não deve ser considerada e
todos os outros parâmetros devem ser controlados pela simulação e não deverá ser alterado,
assim o estudante altera o valor do ângulo para os seguintes valores: 15°, 30°, 45°, 60° e 75°,
e anota a altura máxima, o alcance horizontal e tempo de voo de cada lançamento.
Na segunda atividade os estudantes investigaram a dependência do movimento com a
velocidade inicial de lançamento, mudando-a para 15 m/s, 18 m/s, 21 m/s, 24 m / s, 27 m / s, e
30 m/s, assim mantiveram constantes as variáveis: ângulo de lançamento, objeto e resistência
do ar.
As terceira e quarta atividades relacionam as características do movimento com as
formas dos objetos em duas situações distintas: com resistência do ar e sem resistência do ar.
O estudante mantém constantes todas as variáveis, menos o objeto a ser lançado, assim fará a
simulação desconsiderando a resistência do ar fazendo as anotações pertinentes, em seguida
repetirá a atividade com a presença da resistência do ar.
4. Resultados e Discussões
Na primeira atividade todos os estudantes conseguiram realizar o levantamento dos
dados utilizando o cursor, assim com as tabelas completas, Fig.02, os estudantes a
interpretaram e tiraram conclusões acerca da altura máxima, alcance máximo e o tempo de
voo.
(b)
(a) da primeira atividade. Os pontos 1 e 2 mostram, respectivamente, os alcances para
Figura 2: (a) Simulações
ângulos complementares 15° e 75°,30° e 60° e (b) Tabela preenchida referente à primeira atividade
Os estudantes conseguiram relacionar que o ângulo de lançamento afeta diretamente
a altura máxima atingida, embora não de forma explícita, relataram que o ângulo de
lançamento e altura máxima são grandezas diretamente proporcionais, como mostra as
categorizações da Fig. 3 e do quadro 01..
A análise que merece destaque é da Dupla 11, “Quanto maior é o ângulo, maior a
altura máxima; quanto menor o ângulo, menor a altura máxima.”, foi observado também que
obtivemos 15 citações de que o tempo depende diretamente do ângulo de tiro. Em relação ao
alcance máximo, com 14 citações de que 45° como ângulo que se obtém maior alcance.
Figura 3: Respostas da atividade 1
Quadro 01 – Principais Conclusões dos alunos referente a atividade 01
DUPLA 01 – “Quanto maior o ângulo maior a altura, e quanto mais próximo de 45° , maior o
alcance que o objeto atinge”.
DUPLA 02 – “Menor ângulo, menor altura, menor alcance (nem sempre), menor tempo de voo.
Ângulo de 45° maior alcance. Maior ângulo, maior altura, maior tempo de voo”
DUPLA 03 – “Quanto maior o ângulo maior a altura e quanto mais próximo de 45° , maior o
alcance que o objeto atingirá”
DUPLA 04 – “Observando os resultados feitos, conclui-se que em relação ao ângulo (quanto ao
tamanho dado), maior ou menor será sua altura e maior ou menor será o tempo de voo do
projétil. Sendo, o ângulo afeta a direção, o tempo e a altura do projétil”
DUPLA 05 – “Conclui que qualquer que for o ângulo de lançamento sua velocidade inicial será
a mesma para todos, o que somente se tornará diferente serão sua altura máxima que para cada
ângulo esta sofre alterações, e também no alcance máximo e no tempo de voo que para cada
ângulo se detém um valor, mas o tempo de descida e subida serão o mesmo, quanto menor o
ângulo melhor será seu resultado pois fluirá com mais rapidez. O ângulo maior ou menor será
sua altura, e maior e menor será o tempo de voo do projétil. A direção o tempo e altura do
projétil afeta o ângulo.”
DUPLA 06 – “Temos que em relação ao ângulo, maior ou menor será sua altura, e maior e
menor será o tempo de voo do projétil. Com isto a direção, o tempo e a altura do projétil afeta o
ângulo”.
DUPLA 07 – “Quanto maior é o ângulo aumenta a altura, o tempo de queda, e de subida e
tempo e voo”
DUPLA 08 – “Quanto maior o ângulo maior a altura, e quanto mais próximo de 45°, maior o
alcance que o objeto atingirá”.
DUPLA 09 – “O alcance e a altura variam conforme o ângulo utilizado. Conforme se aumenta o
ângulo aumenta o seu alcance assim como também o seu tempo de voo.”
DUPLA 10 – “Quanto maior o ângulo maior a altura e quanto mais próximo de 45°, maior o
alcance que o objeto atingirá”.
DUPLA 11 – “Quanto maior é o ângulo maior a altura máxima, quanto menor o ângulo, menor
a altura máxima. Quanto maior o ângulo maior o tempo de voo. O alcance máximo pode variar,
por exemplo, no ângulo 45° foi o de maior alcance, o 75° foi menor, 16,92”.
De acordo com a previsão teórica temos alcances iguais para ângulos de lançamentos
complementares (HALLIDAY et al , 2007),como mostra a Fig. 2 (a) , essa importante
característica não foi visualizada pelos estudantes, mostrando-se um item importante a ser
detalhado na explanação dos conteúdos. É importante ressaltar que em nenhum momento foi
explicado sistematicamente os conteúdos em sala.
A atividade 02, Fig. 4, foi desenvolvida sem dificuldades e cerca de 90% dos
estudantes conseguiram relacionar a velocidade com variável que afeta diretamente a altura, o
alcance horizontal e o tempo de voo, nas palavras do aluno A02, “Maior velocidade inicial,
maior altura, maior alcance, maior tempo de voo; menor velocidade inicial, menor alcance,
menor tempo e voo”, nos mostra a sobreposição de todos os lançamentos desta atividade. As
categorizações para esta etapa, Fig.05,
seguiu no sentido de saber quais os parâmetros
sofriam alterações à medida que se varia a velocidade.
(a)
(b)
Figura 4: (a) Simulações da segunda atividade, mostram, respectivamente, os lançamentos para as velocidades
15, 18, 21, 24, 27 e 30 m/s e (b) Tabela preenchida referente à segunda atividade
Figura 5: Categorizações da atividade 2
Quadro 02 – Principais Conclusões dos alunos referente a atividade 02
DUPLA 01 – “ A velocidade altera tanto a altura quanto o alcance em que o objeto atinge.
Conforme vai aumentando, aumenta a altura e o alcance a ser atingido”.
DUPLA 02 – “Maior velocidade inicial, maior altura, maior alcance, maior tempo de voo,
Menor velocidade inicial, menor alcance, menor tempo e voo”.
DUPLA 03 – “A velocidade atinge tanto o alcance quanto a altura que o objeto atinge.
Conforme ela vai aumentando, também seu alcance e sua altura a ser atingida”.
DUPLA 04 – “Observando os resultados feitos, conclui-se que apesarem de terem o mesmo
ângulo, a velocidade acaba alterando a distância, tendo uma relação e que quanto maior a
velocidade, maior será a distância do projétil, ou seja, a velocidade inicial altera o movimento
do projétil”.
DUPLA 05 – “A velocidade altera a distância, então quanto maior a velocidade maior a
distância do projétil, a velocidade inicial altera o movimento”.
DUPLA 06 – “Conclui-se que apesar de termos ângulos iguais, a velocidade altera a
distância, então quanto maior a velocidade maior a distância do projétil”.
DUPLA 07 – “É que quando tiver maior velocidade será a altura máxima como em 18m/s e
de 16,06 já 30 m/s ‘de 44,2, o alcance máximo igualmente e tempo ocorre a mesma coisa nos
outros 3 casos”.
DUPLA 08 – “A velocidade altera tanto o alcance quanto a altura que o objeto atinge.
Conforme ela vai aumentando, aumenta também o seu alcance e sua altura a ser atingida”.
Alcançando-se na maior velocidade a altura de 44,90 m, alcance de 31,8 m e tempo de voo de
6,1 s”.
DUPLA 10 – “A velocidade e altura tanto o alcance quanto que o objeto atinge, conforme ela
vai aumentando, também seu alcance e sua altura a ser atingida”.
DUPLA 11 – “À medida que se tem uma velocidade maior se tem um alcance maior, e um
tempo de voo maior”.
Os estudantes, após a simulação da terceira atividade, Fig.6 , concluíram que a altura,
alcance e tempo de voo não alteram quando mantemos constantes as condições iniciais para
diversos objetos. Conforme a categorização, Fig.7 , 57,5% destacaram que é necessário
desprezarmos a resistência do ar, enquanto que as demais não mencionaram a dependência,
mesmo contendo orientações no roteiro, desses resultados com a resistência do ar. Para o
estudante A03, “Sem a interferência do ar em qualquer que seja o corpo independente do seu
alcance e sua altura perceba que o tempo é o mesmo para todos os corpos indiferente seja
mais pesado que o outro o tempo vai ser o mesmo lembrando se desprezarmos a resistência do
ar.”
Figura 6: (a) Simulações
(a) da terceira atividade, mostram vários objetos lançados
(b) e (b) Tabela preenchida referente
à terceira atividade
Figura 7: Categorizações da atividade 3
Quadro 03 – Principais Conclusões dos alunos referente a atividade 03
DUPLA 01-“ o objeto não altera a distância, a velocidade, a altura sem a resistência do ar”.
DUPLA 02-“ Independente do objeto a altura, alcance e o tempo de voo serão os mesmos”.
DUPLA 03-“O objeto não altera nem a velocidade nem a altura nem a distância sem a
resistência do ar”.
DUPLA 04-“ Observando os resultados feitos, deu para perceber que apesar de serem objetos
diferentes, com massa diferente, tinham ângulos e velocidades iguais, ou seja, o tamanho e a
forma não alteram o movimento do projétil, desprezando a resistência do ar”.
DUPLA 05-“Neste caso o tamanho e a forma dos objetos não afetam em nada o movimento
do projétil. Pois o que o primeiro condiz assim ficou sucessivamente para os outros, que
obtiveram os mesmos valores”.
DUPLA 06-“Deu para perceber que apesar de serem diferentes, mas com ângulo e velocidade
iguais com massa diferentes, ou seja tamanhos não alteram o movimento do projétil,
desprezando-se a resistência do ar”.
DUPLA 07-“O tamanho e a forma não vão alterar de maneira nenhuma, caso seja lançado
com o mesmo ângulo e velocidade no caso anterior o padrão. Ângulo de 80 e velocidade
inicial e 18 m/s.
DUPLA 08-“O objeto não altera nem a velocidade nem a altura, nem a distância sem a
resistência do ar”.
DUPLA 09-“Não há alteração em nenhum dos itens quando a troca do objeto. A altura, o
alcance e o tempo de voo permanecem iguais”.
DUPLA 10-“ O objeto não altura nem com a velocidade nem com a distância sem a
resistência do ar”.
DUPLA 11-“Em ambos não variou a velocidade inicial, altura máxima, alcance máximo,
tempo de voo, tempo de subida nem tempo de descida. Não importa o objeto tendo o mesmo
angulo e velocidade inicial sempre será o mesmo”.
Em relação à quarta atividade todos perceberam que quando consideramos a
resistência do ar há mudanças nas medidas da altura em alcance máximo. Para o estudante Al
04, “Observando os resultados feitos, foi possível perceber que o fator que afeta o movimento
do projétil, é a sua forma relacionada com a resistência do ar, sendo assim, é a forma e o
tamanho do projétil que determina o seu movimento, considerando a resistência do ar”.
(a)
(b)
Figura 8: (a) Simulações da quarta atividade, mostram vários objetos lançados e (b) Tabela
preenchida referente à quarta atividade
Figura 9: Categorizações da atividade 4
Quadro 04 – Principais Conclusões dos alunos referente a atividade 04
DUPLA 01 – “ Com a resistência do ar tamanho e peso alteram tanto o alcance quanto a
altura a ser atingida”.
DUPLA 02 – “ Maior o objeto a resistência do ar, menor a altura, menor o alcance”.
DUPLA 03 – “Com a resistência do ar o peso e o tamanho alteram tanto o alcance quanto a
altura o objeto atinge”.
DUPLA 04 – “Observando os resultados feitos, foi possível perceber que o fator que afeta o
movimento do projétil, é a sua forma relacionada com a resistência do ar, sendo assim, é a
forma e o tamanho do o projétil que determina o seu movimento, considerando a resistência
do ar”.
DUPLA 05 – “Com a colocação da resistência do ar, os valores aqui se alteram pelo tamanho
e forma pois cada terá estruturado de maneira diferente, que o ar faz a diferença e esta
diferença no resultado se da pelo valor cedido pelo coeficiente de arrasto”.
DUPLA 06 – “Bom, percebemos que o fator que afeta o movimento é relacionado com a
resistência do ar, e com isso o que determina seu movimento é a forma e o tamanho do
projétil, considerando a resistência do ar”.
DUPLA 07 – “Neste caso a única coisa que interferiu pouca coisa foi a resistência do ar que a
bola de boliche e o homem adulto tiveram os mesmos dados é o piano e buik divisão de
dados diferentes o piano altura 14,23 e alcance 9,82 já o buik o alcance de 10,18 e altura de
14,65 m”.
DUPLA 08 – “Com a resistência do ar o peso e o tamanho alteram tanto o alcance quanto a
altura que o objeto atinge”.
DUPLA 09 – “Quanto menor o objeto menor a resistência do ar. Quanto maio o objeto maior
a resistência. Assim o aumento do alcance, da altura e do tempo de voo variam conforme o
tamanho do objeto”.
DUPLA 10 – “Com a resistência do ar o peso e o tamanho alteram tanto o alcance quanto a
altura do objeto atingido”.
DUPLA 11 – “ Em todos os exemplos, o ângulo de lançamento é igual a velocidade inicial, o tempo
de subida e descida variou, o tamanho, o peso e a forma de cada objeto influenciou diretamente na
sua altura máxima no alcance máximo e no tempo de voo”.
Nos relatos dos estudantes apareceu um dado importante a ser trabalhado, é a
utilização do termo peso para justificativa das mudanças no alcance e altura atingidos.
Conforme mostra a Fig.9 , as palavras massa e peso são citadas indicando ser sinônimas,
porém são conceitos totalmente diferentes.
Considerações Finais
Observamos que além do fator motivador, as simulações computacionais aliadas a
um roteiro prévio, realizado antes de apresentar o conteúdo sistematicamente em sala,
possuem potencial para que o professor possa se orientar nas maiores dificuldades
encontradas, seja na formulação de conceitos, medidas e cálculos matemáticos. Neste trabalho
ficou evidente a necessidade de explorar a questão do alcance máximo, que é obtido com
ângulo de lançamento de 45°, e que temos alcances iguais para ângulos de lançamentos
complementares. Outro ponto de destaque é a ideia de peso igual a massa, uma concepção
equivocada, sendo um forte indicativo da necessidade de explorar este conceito em momento
oportuno.
Concluímos que a atividade cumpriu o objetivo proposto, de diversificar as aulas e
contribuir para a organização de futuras aulas nestas turmas, assim como evidenciar a
distância entre o que o indivíduo sabe daquilo que o indivíduo pode vir a aprender de acordo
com suas capacidades e através da relação com o outro, e nesta região que devemos intervir
pedagogicamente, ou seja , deve acontecer na ZPD.
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