Integrando aspectos teóricos e experimentais no ensino de uma interpretação consistente da força de atrito

Resumo

Quando se considera temas de estudo da Física percebe-se que alguns deles são tratados de maneira bastante idealizada, como é o caso da abordagem da força de atrito. Com o intuito de evitar essa demasiada idealização o principal objetivo do presente trabalho consiste em desenvolver um produto educacional, que se caracteriza por uma sequência didática, para incentivar os estudantes, dos anos finais do ensino fundamental e etapas subsequentes, a expandir e aprimorar a capacidade de investigação científica, em geral, e a compreensão sobre a força de atrito, em especial. Tendo em vista de que as atividades experimentais relacionadas a determinação do coeficiente de atrito estático, usualmente praticadas nos laboratórios didáticos de ensino, são bastante imprecisas, surge a necessidade de desenvolver um equipamento confiável, capaz de realizar experimentos relacionados a 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, é importante dispor de uma rampa de inclinação variável que, em sua versão mais completa, é totalmente automatizada no controle do ângulo de elevação e nos 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, enquanto que os dados de medida são diretamente enviados a um computador. 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 pode ser utilizada para uma primeira aproximação dos estudantes com os procedimentos de investigação experimental 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 integradora de aspectos teóricos e experimentais. Visando preencher as lacunas no que se refere ao ensino/aprendizagem na lei clássica 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 bem como experimentais, nas quais o conteúdo não é apenas revisado, mas também questionado e reformulado, tal como em qualquer processo de pesquisa científica.