Análise didática e experimental de lançamento de projéteis com resistência do ar com a utilização de brinquedos.

Abstract

O estudo do lançamento de projéteis no ensino médio está baseado numa modelagem teórica simplificada, onde o projétil é abstraído em uma partícula sem dimensões e não estando sujeito à interação com o meio onde se propaga, ou seja, não é considerado o efeito resistivo do ar. Neste trabalho, é realizada uma revisão dos modelos teóricos sem e com resistência do ar para o lançamento de uma partícula. No modelo com resistência do ar é levada em consideração uma força resistiva proporcional e oposta à velocidade vetorial e as equações do movimento são resolvidas exatamente, em particular, uma expressão exata para o alcance dos projéteis em termos do ângulo de lançamento é obtida. É proposta, também, uma análise experimental de baixo custo do problema do lançamento de projéteis em sala de aula, onde é mostrado aos estudantes qual a relação entre o ângulo de lançamento e o alcance de projéteis com diferentes formas e massas, levando em consideração o efeito da resistência viscosa do ar. A comparação dos resultados experimentais com as previsões teóricas baseadas nos modelos simplificados evidencia o efeito da resistência do ar e da forma geométrica dos projeteis no movimento. A aprendizagem dos estudantes através da metodologia experimental e do método tradicional baseado na metodologia do modelo teórico simplificado é estimada através da aplicação de dois questionários, evidenciando uma substancial melhoria na aprendizagem significativa através do primeiro método.