Resumo Neste trabalho, discute-se e exemplifica-se a resolução literal de pro-blemas de lápis e p... more Resumo Neste trabalho, discute-se e exemplifica-se a resolução literal de pro-blemas de lápis e papel, de enunciados fechados e abertos, como for-ma de estimular o aluno à resolução significativa de problemas. Esta abordagem salienta a importância da análise física de casos particu-lares da situação recém resolvida, transformando-a em fonte gerado-ra de novos problemas. 'Parar e pensar', ao invés de passar, de ime-diato, para o próximo problema da lista, é a nova ordem que se im-põe.
O Laboratório Virtual, enquanto estratégia de ensino, tem a finalidade de complementar a ação doc... more O Laboratório Virtual, enquanto estratégia de ensino, tem a finalidade de complementar a ação docente em sala de aula, a fim de trabalhar conceitos abstratos de maneira experimental. Para isso, filmamos sistemas reais com o objetivo de observar todo o movimento do objeto em estudo junto com um instrumento que possibili-tou a medida de sua posição. Posteriormente, incorporou-se ao vídeo um código de tempo, de modo que, ao transformar-se o filme em quadros independentes, as imagens extraídas permitiram medir a posição ocupada pelo corpo em instantes sucessivos e conhecidos. Com a tabela de posição por tempo, toda a evolução dinâmica do sis-tema pode ser obtida. O projeto foi desenvolvido e aplicado em disciplinas de mecânica no curso de Licenciatura do Instituto de Física da Universidade de São Paulo. O Laboratório conta com experimentos sobre movimentos de translação, rotação e de fluidos, dois dos quais foram usados para exemplificar a proposta de construção desse laboratório, suas motivações iniciais, o processo de concepção de um experimento, suas etapas de filmagem, edição e disponibilização em um ambiente virtual, que pode ser acessado em http://www.fep.if.usp.br/ ~ fisfoto. Explicaremos o uso pedagógico do laboratório virtual fornecendo detalhes sobre o modo de acesso aos dados e guias de estudo, a etapa de coleta dos dados pelos estudantes e a proposta de análise. Mostraremos resulta-dos típicos obtidos dos experimentos, tanto do ponto de vista de interpretação dos fenômenos em si quanto da maneira como os estudantes internalizaram os diversos conteúdos envolvidos, que vão dos princípios físicos e interpretação estatística das informações obtidas ao uso de planilhas de cálculo, métodos de redução de dados e redação de sínteses e relatórios. Palavras-chave: laboratório virtual, experimentos filmados, ensino de mecânica. The Virtual Laboratory is a complementary educational activity which aims to work with abstract concepts from an experimental point of view. Real systems were recorded to show the whole motion of an object along with an instrument for position measurement. A time code was added to the recorded video; hence the object position can be measured at known times in the extracted frames. From the position vs. time table, the dynamical evolution of the system can be obtained. This project was developed and applied to Bachelor of Education degree students of the Instituto de Fisica-Universidade de São Paulo. This Laboratory includes experiments on transla-tional, rotational and fluid motion, from which two were used to describe the initial motivation for the laboratory development, the steps taken to build an experiment, from its conception to recording, editing, and making it available through a virtual interface, which can be accessed by the URL http://www.fep.if.usp.br/ ~ fisfoto. We will explain the pedagogical character of the virtual laboratory, and detail the access path to page content, study guides, and data, as well as the analysis proposed to the students. Typical results achieved with this experiment will be shown, both on the physical phenomenon interpretation and on the way the students interna-lize different aspects, ranging from physical concepts to statistical interpretation of the information to datasheet calculation, data reduction methods and report preparation techniques.
Resumo Energia é uma das idéias centrais dos currículos de ciências na educação básica. A literat... more Resumo Energia é uma das idéias centrais dos currículos de ciências na educação básica. A literatura sobre o tema é extensa, mas pouco esclarecedora. O tema é considerado como difícil de ser ensinado e aprendido, por ser usado em várias disciplinas que enfatizam usos e aspectos distintos do conceito. A idéia de energia é também amplamente utilizada na linguagem cotidiana, confundindo-se com idéias como as de força e potência. A aprendizagem do significado de energia em Física requer abstração e conhecimentos específicos de suas várias áreas, como mecânica, eletricidade, termodinâmica. Este trabalho relata parte de uma pesquisa desenvolvida no escopo de um projeto mais amplo, em que desenhamos uma seqüência didática para o ensino de energia para estudantes do primeiro ano do ensino médio de uma escola pública. Desenvolvemos um ambiente de aprendizagem para auxiliar os estudantes a explicitarem e revisarem seus modelos de energia , incentivando o trabalho em grupo e discussões em sala de aula. Aqui analisamos apenas os modelos de energia dos +
Desde as épocas mais remotas o conceito de força está associado com a necessidade de esforço físi... more Desde as épocas mais remotas o conceito de força está associado com a necessidade de esforço físico. Quando empurramos um caixote relacionamos a força utilizada para deslocá-lo com o esforço necessário para cumprir esse objetivo. Partindo dessa relação, vamos fazendo inferências e construindo o conceito de força que se utiliza no cotidiano. Se considerarmos dois caixotes de madeira iguais e vazios, colocados sobre o mesmo assoalho horizontal, podemos experimentar e concluir que será necessária a mesma força horizontal para fazer com que esses caixotes se movam. No entanto, se colocarmos um tijolo pesado dentro de um dos caixo-tes, teremos agora duas situações diferentes, e o caixote mais pesado oferecerá maior resistência para se movimentar. Poderemos concluir que quando o caixote exigir maior esforço físico para se movimentar, ele estará exigindo a atuação de uma força maior, e como foi mencionado anteriormente, associamos desse modo força com esforço físico. No cotidiano praticamente só existe a necessidade de considerarmos a existência de forças de contato. Quando uma bola é jogada em direção a uma parede, não existe interação entre bola e parede antes da colisão. Bola e parede se ignoram até que entrem em contato durante a colisão. Se soltarmos essa mesma bola do alto de um edifício, ela será atraída pela Terra, em direção a sua superfície, mesmo sem existir contato entre bola e Terra: essa é a chamada força de longo alcance. Apesar de jogar uma bola de um edifício (força de longo alcance) possa ser um evento do cotidiano, ele não é tão relevante quanto empurrar uma cadeira, esbarrar num colega ou presenciar uma batida de automóveis (forças de contato). Em outras palavras: forças de contato estão mais evidentes no cotidiano que forças de longo alcance. Quando existe uma interação entre dois objetos, existe uma força de interação entre eles, e cada um exerce uma força de mesma intensidade (e sentido contrário) no outro. Quando um boxeador es-murra um saco de pancadas, ele exerce uma força nesse objeto que se movimenta ao receber o soco. No entanto, esse saco exerce no boxeador uma força de mesma intensidade, mas de sentido contrário, e uma conseqüência dessa força é a dor que ele sente no punho usado para socar. Poderíamos citar um outro exemplo de força de interação, ao lembrarmos que numa colisão entre dois automóveis asseme-lhados, ambos exercem uma força no outro de modo que os danos são equivalentes. Forças atuando em corpos em repouso Consideremos uma geladeira em repouso num assoalho horizontal. Existe alguma força atuando nessa geladeira? Desde a antiguidade até a Idade Média a resposta poderia ser: " como esse corpo está em repouso, não existem forças atuando sobre ele ". No entanto, consideramos hoje que existem pelo menos duas forças atuando nessa geladeira: a força gravi-tacional (peso) e a força que o assoalho exerce na gela-deira (normal). Diante dessa situação, Isaac Newton pos-tulou que " quando for nula a resultante das forças que atuam sobre um corpo, ele permanecerá em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme ". Num primeiro momento, vamos explorar apenas a parte dessa lei de Newton relacionada ao repouso.
Resumo Neste trabalho, discute-se e exemplifica-se a resolução literal de pro-blemas de lápis e p... more Resumo Neste trabalho, discute-se e exemplifica-se a resolução literal de pro-blemas de lápis e papel, de enunciados fechados e abertos, como for-ma de estimular o aluno à resolução significativa de problemas. Esta abordagem salienta a importância da análise física de casos particu-lares da situação recém resolvida, transformando-a em fonte gerado-ra de novos problemas. 'Parar e pensar', ao invés de passar, de ime-diato, para o próximo problema da lista, é a nova ordem que se im-põe.
O Laboratório Virtual, enquanto estratégia de ensino, tem a finalidade de complementar a ação doc... more O Laboratório Virtual, enquanto estratégia de ensino, tem a finalidade de complementar a ação docente em sala de aula, a fim de trabalhar conceitos abstratos de maneira experimental. Para isso, filmamos sistemas reais com o objetivo de observar todo o movimento do objeto em estudo junto com um instrumento que possibili-tou a medida de sua posição. Posteriormente, incorporou-se ao vídeo um código de tempo, de modo que, ao transformar-se o filme em quadros independentes, as imagens extraídas permitiram medir a posição ocupada pelo corpo em instantes sucessivos e conhecidos. Com a tabela de posição por tempo, toda a evolução dinâmica do sis-tema pode ser obtida. O projeto foi desenvolvido e aplicado em disciplinas de mecânica no curso de Licenciatura do Instituto de Física da Universidade de São Paulo. O Laboratório conta com experimentos sobre movimentos de translação, rotação e de fluidos, dois dos quais foram usados para exemplificar a proposta de construção desse laboratório, suas motivações iniciais, o processo de concepção de um experimento, suas etapas de filmagem, edição e disponibilização em um ambiente virtual, que pode ser acessado em http://www.fep.if.usp.br/ ~ fisfoto. Explicaremos o uso pedagógico do laboratório virtual fornecendo detalhes sobre o modo de acesso aos dados e guias de estudo, a etapa de coleta dos dados pelos estudantes e a proposta de análise. Mostraremos resulta-dos típicos obtidos dos experimentos, tanto do ponto de vista de interpretação dos fenômenos em si quanto da maneira como os estudantes internalizaram os diversos conteúdos envolvidos, que vão dos princípios físicos e interpretação estatística das informações obtidas ao uso de planilhas de cálculo, métodos de redução de dados e redação de sínteses e relatórios. Palavras-chave: laboratório virtual, experimentos filmados, ensino de mecânica. The Virtual Laboratory is a complementary educational activity which aims to work with abstract concepts from an experimental point of view. Real systems were recorded to show the whole motion of an object along with an instrument for position measurement. A time code was added to the recorded video; hence the object position can be measured at known times in the extracted frames. From the position vs. time table, the dynamical evolution of the system can be obtained. This project was developed and applied to Bachelor of Education degree students of the Instituto de Fisica-Universidade de São Paulo. This Laboratory includes experiments on transla-tional, rotational and fluid motion, from which two were used to describe the initial motivation for the laboratory development, the steps taken to build an experiment, from its conception to recording, editing, and making it available through a virtual interface, which can be accessed by the URL http://www.fep.if.usp.br/ ~ fisfoto. We will explain the pedagogical character of the virtual laboratory, and detail the access path to page content, study guides, and data, as well as the analysis proposed to the students. Typical results achieved with this experiment will be shown, both on the physical phenomenon interpretation and on the way the students interna-lize different aspects, ranging from physical concepts to statistical interpretation of the information to datasheet calculation, data reduction methods and report preparation techniques.
Resumo Energia é uma das idéias centrais dos currículos de ciências na educação básica. A literat... more Resumo Energia é uma das idéias centrais dos currículos de ciências na educação básica. A literatura sobre o tema é extensa, mas pouco esclarecedora. O tema é considerado como difícil de ser ensinado e aprendido, por ser usado em várias disciplinas que enfatizam usos e aspectos distintos do conceito. A idéia de energia é também amplamente utilizada na linguagem cotidiana, confundindo-se com idéias como as de força e potência. A aprendizagem do significado de energia em Física requer abstração e conhecimentos específicos de suas várias áreas, como mecânica, eletricidade, termodinâmica. Este trabalho relata parte de uma pesquisa desenvolvida no escopo de um projeto mais amplo, em que desenhamos uma seqüência didática para o ensino de energia para estudantes do primeiro ano do ensino médio de uma escola pública. Desenvolvemos um ambiente de aprendizagem para auxiliar os estudantes a explicitarem e revisarem seus modelos de energia , incentivando o trabalho em grupo e discussões em sala de aula. Aqui analisamos apenas os modelos de energia dos +
Desde as épocas mais remotas o conceito de força está associado com a necessidade de esforço físi... more Desde as épocas mais remotas o conceito de força está associado com a necessidade de esforço físico. Quando empurramos um caixote relacionamos a força utilizada para deslocá-lo com o esforço necessário para cumprir esse objetivo. Partindo dessa relação, vamos fazendo inferências e construindo o conceito de força que se utiliza no cotidiano. Se considerarmos dois caixotes de madeira iguais e vazios, colocados sobre o mesmo assoalho horizontal, podemos experimentar e concluir que será necessária a mesma força horizontal para fazer com que esses caixotes se movam. No entanto, se colocarmos um tijolo pesado dentro de um dos caixo-tes, teremos agora duas situações diferentes, e o caixote mais pesado oferecerá maior resistência para se movimentar. Poderemos concluir que quando o caixote exigir maior esforço físico para se movimentar, ele estará exigindo a atuação de uma força maior, e como foi mencionado anteriormente, associamos desse modo força com esforço físico. No cotidiano praticamente só existe a necessidade de considerarmos a existência de forças de contato. Quando uma bola é jogada em direção a uma parede, não existe interação entre bola e parede antes da colisão. Bola e parede se ignoram até que entrem em contato durante a colisão. Se soltarmos essa mesma bola do alto de um edifício, ela será atraída pela Terra, em direção a sua superfície, mesmo sem existir contato entre bola e Terra: essa é a chamada força de longo alcance. Apesar de jogar uma bola de um edifício (força de longo alcance) possa ser um evento do cotidiano, ele não é tão relevante quanto empurrar uma cadeira, esbarrar num colega ou presenciar uma batida de automóveis (forças de contato). Em outras palavras: forças de contato estão mais evidentes no cotidiano que forças de longo alcance. Quando existe uma interação entre dois objetos, existe uma força de interação entre eles, e cada um exerce uma força de mesma intensidade (e sentido contrário) no outro. Quando um boxeador es-murra um saco de pancadas, ele exerce uma força nesse objeto que se movimenta ao receber o soco. No entanto, esse saco exerce no boxeador uma força de mesma intensidade, mas de sentido contrário, e uma conseqüência dessa força é a dor que ele sente no punho usado para socar. Poderíamos citar um outro exemplo de força de interação, ao lembrarmos que numa colisão entre dois automóveis asseme-lhados, ambos exercem uma força no outro de modo que os danos são equivalentes. Forças atuando em corpos em repouso Consideremos uma geladeira em repouso num assoalho horizontal. Existe alguma força atuando nessa geladeira? Desde a antiguidade até a Idade Média a resposta poderia ser: " como esse corpo está em repouso, não existem forças atuando sobre ele ". No entanto, consideramos hoje que existem pelo menos duas forças atuando nessa geladeira: a força gravi-tacional (peso) e a força que o assoalho exerce na gela-deira (normal). Diante dessa situação, Isaac Newton pos-tulou que " quando for nula a resultante das forças que atuam sobre um corpo, ele permanecerá em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme ". Num primeiro momento, vamos explorar apenas a parte dessa lei de Newton relacionada ao repouso.
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