Integrando aspectos teóricos e experimentais no ensino de física através da investigação científica

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Silva, Deivid Luiz Pereira da
• Orientador(a): Staudt, Ederson
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Física : Ensino; Atrito; Investigacao cientifica
• Palavras-chave em Inglês: Friction force; Coefficient of friction; Physics teaching; Feynman script; Inclined plane; Scientific research
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/230622

Quando se considera tópicos de estudo da Física, percebe-se que alguns deles são tratados de maneira bastante idealizada. Como é o caso da abordagem do tema força de atrito. Com o intuito de evitar uma abordagem apenas em cenários ideais, os quais não representam aplicações reais, buscamos desenvolver um produto educacional caracterizado por uma sequência didática que visa incentivar os estudantes dos anos finais do ensino fundamental e etapas subsequentes, a expandir e aprimorar a capacidade de investigação científica. Dentro disto, será possível uma melhor compreensão da força de atrito, tendo em vista que as atividades experimentais relacionadas a determinação de ambos, o coeficiente de atrito estático e o coeficiente de atrito cinético, usualmente praticadas nos laboratórios didáticos, são bastante imprecisas. Assim, surge a necessidade de desenvolver um equipamento confiável, capaz de realizar experimentos relacionados à natureza da força de atrito estática entre duas superfícies sólidas, no que se refere ao controle das variáveis para as quais os respectivos desvios estejam dentro de limites aceitáveis. Dessa maneira, relativamente a parte experimental, foi desenvolvida uma rampa de inclinação variável, que em sua versão mais completa, é totalmente automatizada no controle do ângulo de elevação, favorecendo os processos de aquisição dos dados. O controle da elevação é realizado por um conjunto de sensores conectados a um motor, cujo passo angular é extremamente reduzido. De modo semelhante, apresenta-se também uma versão mais simples dessa rampa, que é operada de maneira completamente manual, e cuja construção pode ser realizada com materiais de custo reduzido. Essa versão mais simples pode ser utilizada para uma primeira aproximação dos estudantes com os procedimentos de investigação científica, pois permite grande interação com o equipamento. O produto educacional, em sua totalidade, pode ser caracterizado como uma ferramenta pedagógica para estudar a natureza da força de atrito entre superfícies sólidas, cuja simplicidade e precisão permitem implementar uma sequência didática que integra os aspectos teóricos e experimentais. Visando preencher as lacunas no que se refere ao ensino/aprendizagem nas leis clássicas de atrito, para a sequência didática aqui proposta, será empregado o roteiro de estudo iterativo de Richard P. Feynman. Esse roteiro induz o estudante nas estratégias de construção da própria aprendizagem a efetuar práticas de investigações, tanto teóricas, como experimentais, em que o conteúdo não é apenas revisado, mas também questionado e reformulado, tal como em qualquer processo de pesquisa científica.