Produção de uma animação gráfica sobre a síntese newtoniana

## PRODUÇÃO DE UMA ANIMAÇÃO GRÁFICA SOBRE A SÍNTESE NEWTONIANA

Luciano Chemp Rachid [ warriordf@ibest.com.br] a Kley Cruz Fernandes [kleyfernandes@bol.com.br] a Henrique César da Silva [hcs@ucb.br] b

a Licenciandos em Física - Universidade Católica de Brasília b Curso de Física - Universidade Católica de Brasília

## RESUMO

Apresentamos aspectos do processo e o produto de um trabalho de produção de uma animação feita em flash (Macromedia), elaborada numa disciplina do curso de licenciatura em Física da Universidade Católica de Brasília. O tema da animação foi a 'síntese newtoniana'. A escolha desse tema está relacionada a vários fatores: 1) superar a fragmentação presente nos livros didáticos que separam a 'física terrestre' da 'física celeste'; 2) trata-se de um tema que possibilita inúmeras conexões com o contexto científico-tecnológico atual; 3) é um tema cuja abrangência consideramos didáticometodologicamente interessante para uma introdução à mecânica newtoniana. O trabalho se baseou numa concepção discursiva de linguagem (Orlandi, 1999), na epistemologia de Bachelard (1996), na escala de iconicidade de A. Moles (1976) e na leitura de textos diversos que abordam o assunto, como o próprio original de Newton, traduzido parcialmente no Brasil, um trabalho de Koyré e textos de R. Feynman, G. Gamow. O objetivo dessa animação interativa é propiciar a construção de idéias que relacionem o movimento dos corpos na superfície terrestre com os movimentos orbitais, da Lua e de satélites artificiais e os movimentos planetários e trabalhar a teoria da gravitação universal. Esta animação tem um potencial muito bom para uso em ambientes virtuais. Apresentamos e discutimos sugestões de didático-metodológicas de sua utilização em aulas de Física.

## INTRODUÇÃO

Neste trabalho, apresentamos aspectos do processo e o produto da produção de uma animação interativa feita em flash (Macromedia) sobre a 'síntese newtoniana'.

A animação foi elaborada na disciplina Estratégias de Ensino de Física e Produção de Materiais Didáticos I, do curso de licenciatura em Física da Universidade Católica de Brasília, dentro do contexto de estudos e discussões sobre o uso e funcionamento de imagens na Física do Ensino Médio.

A escolha desse tema está relacionada a vários fatores. Um deles diz respeito à superação da fragmentação comumente presente nos livros didáticos que separam a 'física terrestre' da 'física celeste'. Podemos facilmente ver que, geralmente, o capítulo de gravitação dos livros didáticos enfatiza situações em grande escala, como a do sistema solar, enquanto que os tópicos destinados à queda dos corpos e ao lançamento horizontal estão contidos dentro de cinemática que não trata das causas dos movimentos, excluindo, portanto, a relação entre esses movimentos e o campo gravitacional. Trata-se também de um tema que possibilita inúmeras conexões com o contexto científico-tecnológico atual, em que pode ser abordada a questão das tecnologias espaciais, satélites,

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a conquista da Lua etc. Outro fator diz respeito justamente ao caráter abrangente do tema, que, do ponto de vista didático-metodológico, permite que os estudantes tenham primeiro uma visão do 'todo' para, posteriormente, estudar com mais profundidade e detalhamento as 'partes'. Assim, o tema da síntese newtoniana pode ser considerado interessante como introdução à mecânica newtoniana no nível médio. Além desses aspectos, ressalta-se a importância histórico-cultural e o foco na essência do trabalho inovador de Newton, justamente o de ter formalizado o processo de união, já iniciado com Galileu, entre a 'física terrestre' e a 'física celeste', antes separadas na física e filosofia aristotélicas.

## SUPORTES TEÓRICOS

- O objetivo desta animação interativa é propiciar a construção de idéias que relacionem o movimento dos corpos na superfície terrestre com os movimentos orbitais, da Lua e de satélites artificiais e os movimentos planetários.
- O trabalho se baseou na leitura de textos diversos que abordam o assunto, como o próprio original de Newton, traduzido parcialmente no Brasil (Cohen e Westfall, 2002), um trabalho de Koyré (Koyré, apud Cohen e Westfall, 2002), e textos de R. Feynman (1999) e G. Gamow (1965). Os trechos abaixo exemplificam como esses textos trabalham a idéia da síntese newtoniana.
- 'Se, do topo de uma montanha, disparamos uma bala, segundo a horizontal, o movimento consistirá de duas componentes: a) um movimento horizontal com a mesma velocidade que a bala tinha ao cair da boca da arma de fogo; e b) uma queda livre acelerada sob a ação da força da gravidade. Como resultado da superposição desses dois movimentos, a bala irá descrever uma trajetória parabólica, e cair ao chão a uma certa distância. Se a Terra fosse plana, a bala iria sempre tocar o chão, embora o impacto pudesse se dar bem distante do local de onde a arma foi disparada. Mas, como a Terra é redonda, sua superfície vai-se curvando continuamente, sob a trajetória da bala e, a uma dada velocidade limite, a curvatura da trajetória da bala acompanharia a curvatura da Terra. Então, se não houvesse resistência do ar a bala jamais cairia no chão, mas sim continuaria circulando ao redor da Terra a uma altura constante.' (Gamow, 1965, p. 31-2)
- 'Essa idéia de que a lua 'cai' é um tanto desconcertante porque, como você vê, ela não chega mais perto. A idéia é interessante o suficiente para merecer uma explicação adicional: a lua cai no sentido de que se afasta da linha reta que percorreria se não houvesse forças.'(Feynman, 1999, p. 146-7)

Esses trechos constituem releituras do próprio original de Newton (cf. Cohen e Westfall, 2002, p. 317-8), cujo texto é inseparável de uma imagem (Figura 1).

A questão das imagens no ensino de ciências vem sendo trabalhada por diversos autores, entre eles Martins (1997) e Carneiro (1997). Essa questão se insere num debate mais amplo que inclui diversas perspectivas teóricas,

Figura 1

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complementares ou divergentes. Um ponto comum em vários autores é a consideração que as imagens não possuem significado imediato e transparente (Martins, 1997). No entanto, a consideração do que joga na produção de sentidos mediada pelas imagens varia enormemente conforme as perspectivas teóricas assumidas, assim como a relação estabelecida entre a linguagem verbal e a visual na produção de suas significações. Neste trabalho, assumimos que as imagens

podem significar assumindo diversas relações com a linguagem verbal (os textos, por exemplo) e não apenas de subordinação, apoio ou ilustração da linguagem verbal. Do ponto de vista discursivo (Orlandi, 1999), consideramos que as imagens possuem suas próprias especificidades, e uma certa autonomia na produção de sentidos em relação ao discurso verbal, já que suas leituras podem se inscrever em outras memórias discursivas, possuem uma outra historicidade e elas possuem também uma outra materialidade, aspectos constitutivos de suas condições de produção. Portanto, pressupomos que não é a linguagem verbal que vai garantir a transparência da imagem. Acreditamos que é preciso supor um contexto de significação que vai além da própria imagem, dentro do qual ela está inserida. Esse contexto não se restringe à linguagem verbal e está também relacionado a toda a cultura visual da qual fazemos parte. De um ponto de vista discursivo assumimos que esse contexto abarca tanto o imediato, local quanto o histórico-social mais amplo. É preciso considerar que as imagens hoje têm um papel constitutivo fundamental na mediação da nossa relação com o mundo social e natural.

## EXEMPLOS DE ALGUMAS TELAS DA ANIMAÇÃO E DE SEU FUNCIONAMENTO

Figura 2

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Figura 3

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Há duas características imagéticas fundamentais dessa animação. Uma delas é a utilização de um zoom-out de uma tela para outra, que vai ampliando a escala dos movimentos 'terrestres' para os movimentos 'celestes', com elementos icônico-conceituais que têm como objetivo permitir que o leitor perceba a estrutura, que no caso é matemático-conceitual e aqui se torna visual, se mantém, conforme a escala diminua. Outra característica é o uso de diversos tipos de imagens, buscando

trabalhar com um certo espectro amplo de graus de iconicidade (Moles, 1976), associando, mas deslocando epistemologicamente, aspectos do conhecimento comum/cotidiano para o científico, entre os quais supomos uma relação de ruptura (Bachelard, 1996).

Apenas como exemplo, as três telas abaixo dão uma idéia do funcionamento da animação.

Na figura 2 temos a abertura da animação. Na figura 3 temos uma tela com quatro opções seqüenciais onde aparece a

Figura 4

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seguinte questão: o que o lançamento de uma bala de canhão tem a ver com o movimento de um satélite artificial ou mesmo da Lua em torno da Terra?

Após uma tela em que aparece uma seqüência de lançamentos de um canhão com três velocidades crescentes, há três opções de zoom (Figura 4): A - lançamento d o alto de uma torre na superfície da Terra numa escala em que a Terra aparece plana; B - muda a escala e aparece a curvatura da Terra, as

velocidades são maiores (as informações detalhadas, como altura e velocidade, podem ser obtidas nas janelas de interrogação); C - muda novamente a escala e a Terra aparece inteira com outros lançamentos seqüenciais com velocidades crescentes até formar uma órbita.

Nas próximas telas o recurso de zoom-out e a ampliação de escala prosseguem mostrando movimentos de satélites artificiais em diferentes órbitas, da Lua em torno da Terra, da Terra em torno do Sol, culminando com imagens de estrelas duplas, galáxias e aglomerados. Na janela de interrogação que pode ser aberta aparece a questão: Até onde vai a força da gravitacional?

## SUGESTÕES DE UTILIZAÇÃO

Entre as sugestões de utilização, destacamos três. A primeira delas reside na importância de deixar que os alunos expressem suas interpretações sobre as animações ao interagirem com elas e depois, pois trata-se de um objeto simbólico cujos sentidos não estão ali 'carregados', mas dependem de condições de produção, entre elas o sujeito-leitor, o 'lugar' de onde interpreta. Essas condições precisam ser conhecidas e trabalhadas já que as imagens não são transparentes. Propomos que se trabalhe a partir e com as interpretações dos alunos, questionando-as, confrontando-as umas com as outras, ou seja, trabalhando seus erros no sentido de Bachelard (1996). A segunda diz respeito à possibilidade de associar o uso dessa animação a bons textos de divulgação científica que abordam o assunto, como os de Gamow (1965), Feynman (1999). Uma terceira sugestão é de associar seu uso a outros tipos de imagens como vídeos, filmes, fotos etc., ampliando a escala de iconicidade no processo de significação e 'utilizando' a cultura visual ampla dos alunos como suporte desse processo. Para finalizar, discutimos também seu potencial muito bom para uso em ambientes virtuais dado seu grau de interatividade e facilidade de inclusão em sites. Apresentamos e discutimos sugestões de didático-metodológicas de sua utilização no ensino da Física.

## REFERÊNCIAS

BACHELARD, Gaston. A formação do espírito científico: contribuição para uma psicanálise do conhecimento. Rio de Janeiro: Contraponto, 1996.

BAR, Varda; SNEIDER, Cary e MARTIMBEAU, Nathalie Is there gravity in space?. Science and Children, 34, n.7, p. 38-43, 1997.

BARRETO, Márcio. Física: Newton para o ensino médio. Campinas, SP: Papirus, 2002.

CARNEIRO, Maria H. S. As imagens no livro didático. In: Atas do I ENPEC. Águas de Lindóia. 1997, p. 366-373.

FEYNMAN, Richard. A teoria da gravitação. In: \_\_\_\_. Física em seis lições. 2a edição. Rio de Janeiro: Ediouro, 1999.

GAMOW, George. A maçã e a Lua. In: \_\_\_\_. Gravidade. Brasília, DF: Editora da UnB: IBECC, 1965.

KOYRÉ, Alexandre. O significado da síntese newtoniana. In: COHEN, B. e WESTFALL, R. (orgs.). Newton : textos, antecedentes e comentários. Rio de Janeiro: Contraponto, 2002, p. 84-100.

MARTINS, Isabel. O papel das representações visuais no ensino-aprendizagem de ciências. In: Atas do I ENPEC. Águas de Lindóia. 1997, p. 294-299.

MOLES, Abraham A. Em busca de uma teoria ecológica da imagem? In: Anne-Marie ThibaultLaulan (Ed.). Imagem e Comunicação. São Paulo: Edições Melhoramentos, 1976.

ORLANDI, Eni P. Análise de discurso: princípios e procedimentos. Campinas, SP: Pontes, 1999.

SILVA, Henrique C. Discursos escolares sobre gravitação newtoniana: textos e imagens na física do ensino médio. Tese (doutorado em Educação). Campinas, SP: Faculdade de Educação Unicamp, 2002.