VOLUME 2, NÚMERO 8, AGOSTO DE 2019

ISSN: 2595-8402

DOI: 10.5281/zenodo.3462812

 

AS ARMADILHAS MATEMÁTICAS NO CAMPO DA FÍSICA

 

Montágua, Andriel Souza1,Tavares Junior, Ronaldo Matias2, Rodrigues, Taís Teixeira3, Rickes, Mauro4

 

1, 2, 3, 4Instituto Federal Sul Rio-grandense, Câmpus CaVG; Pelotas – RS, Brasil

1andrielm@hotmail.com

 

RESUMO

Em seu trabalho de pesquisa de 2002, Pietrocola [3]​​ conclui que muitos professores de física, e também alunos, atribuem o fracasso nessa disciplina à falta de habilidade matemática.Este trabalho se propõem a demonstrar que essa relação entre a matemática e a física é ainda mais complexa. Através do uso de experimentos e estudos sistemáticos de alguns conceitos físicos é possível perceber que estamos submetidos a erros severos ao tentarmos fazermos uma interpretação puramente matemática de determinados fenômenos físicos. O trabalho é desenvolvido em dois momentos: no primeiro momento se dá o estudo do conteúdo de física adequado às aplicações desejadas e o planejamento e desenvolvimento dos experimentos que serão utilizados como ferramenta de pesquisa e ação. ​​ A segunda fase será levar e expor o assunto e os experimentos aos professores e alunos da rede pública municipal Pelotense e estadual Assis Brasil.

Palavras Chave: ensino médio; ensino médio profissionalizante.

 

1.  INTRODUÇÃO

O Programa Institucional de Bolsa de Iniciação à Docência (PIBID) tem como principal objetivo o aperfeiçoamento e a valorização dos futuros professores. ​​ Com este foco, o grupo PIBID/Física do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Sul-Rio-Grandense, campus CAVG está desenvolvendo um trabalho de pesquisa-ação [5]​​ que busca desmistificar alguns aspectos envolvendo a relação entre a física e a matemática.

Essa relação entre estas duas ciências já vêm sendo discutida desde a antiguidade por filósofos, matemáticos e físicos como Aristóteles e Pitágoras e de uma forma geral todos compartilham a ideia de que a matemática é uma ferramenta que auxilia na compreensão dos fenômenos físicos, bem como a física é uma fonte inspiradora para o desenvolvimento da matemática. ​​ Mesmo na atualidade alguns autores como Bonjorno [1]​​ e Ramalho et all. [4], continuam compartilhando da ideia de que a matemática é uma ferramenta simplificadora para descrever os fenômenos físicos.

Segundo Pietrocola [3], quando conversamos com professores de física ou até mesmo com os alunos parece que existe um senso comum de que uma boa parte do fracasso dos alunos nas disciplinas de física.

Pietrocola tenta demonstrar com argumentos teóricos que na verdade existe uma relação muito mais complexa entre a física e a matemática do que simplesmente pensar que a matemática é uma linguagem "universal" para o entendimento da física. ​​ 

Não é necessário nenhum conhecimento mais profundo da matemática para que o aluno entenda e/ou compreenda os conceitos físicos.

Inegavelmente que é de suma importância a matemática para os desenvolvimentos práticos como resolução de problemas físicos, mas isso não quer dizer que o aluno não possa entender o conceito envolvido no problema sem se quer conhecer a matemática necessária para resolvê-lo.

No desenvolvimento desse trabalho o grupo PIBID/Física tenta não apenas reforçar o pensamento de Pietrocola, mas também demonstrar de forma prática e lúdica utilizando experimento físicos que uma interpretação puramente matemática pode levar o aluno a uma interpretação errada do conceito físico. ​​ Os experimentos utilizados nesse trabalho são e serão todos elaborados pelo próprio grupo, pois isso dará uma perspectiva mais realística dos problemas de infraestrutura enfrentados pelos nossos professores principalmente da rede pública. ​​ O trabalho é desenvolvido em dois momentos: no primeiro momento se dá o estudo do conteúdo de física adequado às aplicações desejadas e o planejamento e desenvolvimento.Neste trabalho buscou-se demonstrar, de forma prática e lúdica, que a matemática não só não pode ser considerada como fundamental para o entendimento de conceitos físicos, como se o aluno fizer uma interpretação puramente matemática das equações da física ele pode estar construindo um conceito errado, conforme Evald [2].

3.  METODOLOGIA

Esse trabalho é uma pesquisa-ação na qual os pesquisadores (PIBID-Física/CAVG) desenvolvem condições e conhecimentos de uso mais efetivo, inclusive ao nível pedagógico, o que promove condições para ações e transformações de situações dentro da própria instituição.

O trabalho é desenvolvido em dois momentos: no primeiro momento se dá o estudo do conteúdo de física adequado às aplicações desejadase o planejamento e desenvolvimento dos experimentos que serão utilizados como ferramenta de pesquisa e ação. ​​ 

Os experimentos são desenvolvidosnas dependências do CAVG pelos coordenadores do projeto e pelos alunos bolsistas do PIBID-Física; o segundo momento é caracterizado pela aplicação da pesquisa propriamente dita que é a apresentação do conteúdo e dos experimentos nas escolas com o objetivo de demonstrar a complexidade que existe entre a relação física e matemática. ​​ É importante salientar que a coleta de dados se dá de forma qualitativa através de observações realizas pelos coordenadores, supervisores e bolsistas do projeto durante os dois momentos.

A pesquisa envolve os alunos de licenciatura em física do CAVG que compõem o grupo PIBID-Física/CAVG, os alunos de ensino fundamental e médio das escolas Pelotense e Assis Brasil, bem como professores dessas escolas.

 

4.  RESULTADOS E DISCUSSÃO

A pesquisa encontra-se na primeira fase (primeiro momento). ​​ Como primeiro tema a ser estudado e desenvolvido o grupo escolheu a eletricidade; mais especificamente o conteúdo de capacitância.

Na primeira etapa da primeira fase o grupo estudo sistematicamente o conteúdo de capacitância e observou que a Equação 01 abaixo descrita pode ter duas interpretações do ponto de vista matemático, porém apenas uma interpretação fisicamente correta.

 ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​​​            ​​ (01)

Onde C representa a capacitância de um capacitor de placas planas e paralelas, Q representa a carga elétrica acumulada nas placas e V representa a diferença de potencial entre as placas desse capacitor.

Uma interpretação puramente matemática dessa equação podes nos levar a conclusão errada de que a capacitância é uma grandeza física que depende diretamente da carga elétrica acumulada nas placas e inversamente da diferença de potencial medida entre as placas.

Como mostra a Figura 01 o grupo PIBID-Física/CAVG, após o planejamento, desenvolveu um capacitor didático para que o aluno possa verificar de forma prática os equívocos aos quais estamos sujeitos quando tentamos fazer uma análise puramente matemática de um fenômeno físico

 

Figura 01: Grupo PIBID-Física/CAVG construindo o capacitor didático

Fonte: Própria Autoria.

 

5.  CONCLUSÃO

Até a presente fase desse trabalho foi possível perceber o entusiasmo dos alunos bolsistas envolvidos. ​​ Pode ser observado que os bolsistas se sentiram mais potentes e confiantes em explicar um conteúdo ou conceito físico sem se apoiarem tanto na matemática. ​​ Todos demonstraram estar conscientes da importância da matemática no auxílio para resolver problemas físicos, porém já conseguem perceber com clareza que não é um ponto determinante para obterem sucesso no entendimento da física. ​​ Perceberam também que as interpretações puramente matemáticas podem, muitas vezes, não relatar a realidade dos acontecimentos.  ​​​​ 

 O grupo espera causar esse mesmo impacto aos alunos e professores de físicas das escolas da rede pública municipal Pelotense e estadual Assis Brasil.

 

6.  REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

  • BONJORNO, R., BONJORNO, J. R., BONJORNO, V. E RAMOS, C. 1992, Física, editora FTD, São Paulo, SP, 1992.

  • EVALD, Tieli CoelhoRICKES, Mauro Cristian GarciaMARQUES, Nelson Luiz ReysAS ARMADILHAS MATEMÁTICAS NA INTERPRETAÇÃO DOS CONCEITOS FÍSICOSRevista Sociedade Científica,  vol. 2, n. 5, p. 1-20, 2019.

  • Pietrocola, M. Caderno Catarinense de Ensino de Física, v.19, n.1: p.89-109, ago. 2002. 89

  • RAMALHO, F., SANTOS, J.I.C., FERRARO, N.G. SOARES, P.A. T: 1979, Os Fundamentos da Física, Editora Moderna, 1979, 3ª edição, São Paulo.

  • TRIPP, David, Pesquisa-ação: uma introdução metodológica. Educação e Pesquisa, São Paulo, v. 31, n. 3, p. 443-466, set./dez. 2005 .

 

 

 

 

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