Modelagem matemática de fenômenos físicos usando materiais de baixo custo.

Abstract

Tem sido constatado que a educação formal tradicional não tem proporcionado motivação para uma eficaz construção do aprendizado dos educandos nas ciências da natureza. Então, para contornar esse problema educacional, uma alternativa interessante é a inserção do lúdico como ferramenta pedagógica partindo de procedimentos experimentais usando brinquedos e modelando as relações matemáticas envolvidas nesses aparatos a fim de problematizar tanto as formas de pesquisa quanto o aprendizado conceitual científico. No ensino de física, essa aplicabilidade objetiva renovar o olhar receptor do discente instigando-o à curiosidade epistemológica e a interagir com brinquedos sob novas perspectivas propondo uma postura crítica e contextualizada muito além dos processos sistemáticos e metódicos que o formalismo tradicional vem promovendo no sistema educacional vigente. Então, foram adquiridos um lançador e esferas de plástico e um ioiô para serem usados em dois aparatos experimentais como proposta de aplicação da modelagem matemática. No primeiro, foram realizadas ações de registrar valores, calcular, comparar e analisar as variáveis envolvidas no movimento de um projétil. No segundo, com o intuito de catalogar, mensurar, equiparar e explorar as variáveis presentes na dinâmica considerando o rolamento sem deslizamento de um ioiô, visto como um corpo rígido. Desse modo, observou-se que os resultados obtidos experimentalmente, em sua maioria, foram satisfatórios. Os resultados sugerem que a resistência do ar não interfere significativamente quando foram comparados valores previstos e obtidos auxiliando, então, na validação dos modelos teóricos. Apresentaram-se numa confiabilidade razoável o que permite concluir que essas propostas de modelagem matemática podem ser aplicadas na educação básica, a partir de modelo teórico que despreza os efeitos das forças de atrito, e superior. Embora seja um caso particular, os experimentos realizados com materiais simples e de baixo custo e com uma linguagem matemática mais acessível tornam possível elucidar o aprendizado dos conceitos associados a posição, velocidade, aceleração, altura máxima, alcance, forças que envolvem o sistema físico e relações de simetria com momento de inércia.