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Abstract:
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No presente trabalho, apresentamos uma proposta didática para o ensino de cinemática no ensino
médio. A ideia da proposta consiste no uso de métodos numéricos e recursos computacionais para a
criação de simulações pelo professor. Através dessas simulações, pretendemos contribuir com a
discussão sobre como abordar os problemas do lançamento vertical, lançamento horizontal e
lançamento oblíquo de maneira alternativa e sugestiva para o estudante. Partindo de uma
problematização da linguagem no Ensino de Física, propomos uma abordagem para o estudo dos
diagramas horários e das funções horárias na cinemática, através do uso de simulações interativas e
gráficos animados calculados numericamente. Na nossa proposta, discutimos a obtenção de
imagens digitais estroboscópicas para o movimento retilíneo e não retilíneo, o papel da escala na
simulação, as condições iniciais, a trajetória dos projéteis, a resistência do ar etc. Em geral, no
primeiro ano do ensino médio, os diagramas horários são explorados e abordados, muitas vezes com
o uso do livro didático, apoiando-se apenas em algumas poucas figuras. Contudo, acreditamos que
esses diagramas são muito significativos para ajudar o estudante a entender o que se passa
realmente no movimento. No simulador, podemos mudar as condições iniciais e verificar
imediatamente o efeito nos diagramas horários da posição, da velocidade e da aceleração. É comum
que os alunos encontrem dificuldades em entender e interpretar o gráfico horário da posição no
movimento acelerado, que é uma função do segundo grau. Além desses diagramas horários, lidamos
também em cinemática com a trajetória do corpo no movimento de lançamento horizontal e de
lançamento oblíquo, que também tem a forma de uma parábola, desde que não se considere a
resistência do ar. Faz parte da presente proposta a elaboração de um simulador alternativo na
linguagem Python que auxilie o aluno a entender a solução numérica aproximada para a velocidade
e a posição em função do tempo no lançamento vertical através da estratégia de modelização. O
simulador computacional ajuda o aluno a entender a forma recursiva de se encontrar a solução
realizando operações de matemática elementar, partindo da força resultante na direção vertical.
Com a planilha de cálculo do Geogebra, propomos também a criação de uma outra simulação, desta
vez mais interativa, para o problema de lançamento de projéteis. Modificando parâmetros, através
de controles deslizantes, o aluno pode interagir com a simulação que inclui efeitos mais realísticos,
como a resistência do ar e a presença de ventos constantes nas direções verticais e horizontais.
Assim, a sequência didática consiste em dispor para o professor do ensino médio algumas opções e
sugestões para se criar simulações a partir de métodos numéricos simples, como o Método de Euler. |
