Os experimentos da física no caminhão com ciência: descrição e perspectivas

## OS EXPERIMENTOS DA FÍSICA NO CAMINHÃO COM CIÊNCIA: DESCRIÇÃO E PERSPECTIVAS 1

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SANTOS, Tiago de Jesus [tiagofisica@hotmail.com] ARAGÃO, Eduardo Cezar Barbosa de Barros a a [c[cezaragao@yahoo.com.br]r] VIANA, William Emanuel S a [williamemanuelviana@yahoo.com.br] MELO, Carlos A Antônio do Santos a a [melo.fisica@yahoo.com.br] OITICICA, Pedro Ramon Almeida a [praoiticica@hotmail.com] JÚNIOR, Joaquim José Soares Souza a [cecei@hotmail.com] SANTANA, A, Lucas B Brito de a a [l[luczar\_1@hotmail.com]m] SANTOS , Zolacir T. de Oliveira dos b [zolix@uol.com.br] SHINOMIYA, George Kouzo b [shikoge@gmail.com] STUCHI , Adriano Marcus b [amstuchi@gmail.com ] CORREIA, Nestor Santos b [nestorcorreia@uesc.br] SOARES , Jules Batista b [julesoares@gmail.com] ARAUJO , Renato Santos b [natoioc@gmail.com]

a Graduando em Física da Universidade Estadual de Santa Cruz

b Docente do Departamento de Ciências Exatas e Tecncnológicas da Universidade Estadual de Santa Cruz

## RESUMO

Observa -s -se um baixo desempenho da Escola na sociedade atual. Este fato é transparente nos vários indicadores sociais, dentre eles as avaliações internacionais e nacionais frequentemente realizadas. A universidade, como espaço de ensino, pesquisa e extensão, pode contribuir para a melhoria deste contexto, intervindo em diversos aspectos. Dentre eles, a divulgação da Ciência por meio das atividades de extensão é desafia pelas condições geográficas do Sul l da bahia, onde localiza-se a Universidade Estadual de Santa Cruz. A A dimensão geográfica da Bahia é maior do que a Espanha e a França ! Diante da realidade apresentada, apresenta-se que o objetivo no momento atual é tornar o ambiente de C Ciência a e TeTecnologia comum e acessível a população em geral . Neste sentido, o projeto Caminhão com Ciência é uma solução para superar o isolamento geográfico. . O projeto não tem sede fixa, mas uma estação móvel que vai ao público nas diferentes localidades em que este se encontra. Ele contou o apoio do Ministério de Ciência e Tecnologia, Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia e da Universidade Estadual de Santa Cruz. São discutidos s neste trabalho o os experimentos de Física do caminhão, descrevendo-o-os. Destaca se que desde o primeiro quilômetro tem-m-se contabilizado o total de visitantes em cada viagem que o Caminhão com Ciência realizada pelo interior do Sul da Bahia. Foram 28 municípios visitados em aproxiximadamente 3 anos, totalizando 13.777 visitantes desde o dia 27 de julho de 2005 até o oitavo dia do mês de setembro de 2008. Posteriormente analisam -se alguns dados preliminares sobre as visitas s ao caminhão. A conclusão do trabalho se dá com a discussão dadas perspectivas futuras de atuação d do projeto .

Palavras -Chave: Educação não-formal; Divulgação Científica Interativa; Divulgação Científica Itinerante; Ensino de Física; Alfabetização Científica.

## INTRODUÇÃO

No âmbito mundial, um mecanismo de avaliação que permite comparar a qualidade da educação entre países é o Programa Internacional de Avaliação de Alunos

(PISA). De acordo com este programa, o letramento em Ciências envolve a apropriação efetiva de conceitos científicos importantes para compreender e ajudar a tomada de decisões, a capacidade de identificar questões científicas, fazer uso de evidências, tirar conclusões com bases científicas e comunicar essas conclusões (PISA, 2000, p.10).

No último exame, que em 2006 avaliou mais de 400 mil estudantes em 57 países, foram mensuradas três competências. A identificação de questões científicas requer dos estudantes que reconheçam situações que possam ser exploradas cientificamente e identificar as principais características de uma investigação científica. A explicação científica de fenômenos envolve a aplicação de conhecimentos científicos em determinadas situações para descrever ou interpretar fenômenos cientificamente e prever alterações. A utilização de evidências científicas, por sua vez, está relacionada à interpretação de evidências para que se obtenham conclusões para identificar pressupostos, provas e argumentos que as sustentem e possibilitem a reflexão sobre suas implicações. Os estudantes participantes do PISA 2006 foram classificados em 6 categoriais is de proficiência em Ciências, tal que quanto menor o nível, menos elaborado eram as competências dos alunos com relação à Ciência tal que no nível 06 estão os estudantes que frequentemente são capazes de consistentemente identificar, explicar e aplicar cononhecimentos científicos e os conhecimentos sobre a ciência em uma variedade complexa de e situações da vida e no nível 01 estão aqueles que possuem um limitado conhecimento científico q que pode ser aplicado a poucas as situações familiares.

De uma forma geral, os resultados obtidos pelo Brasil foram muito ruins, ocupando a sexta pior posição do ranking g e apresentando mais da metade dos resultados no nível 1 ou abaixo deste nível. No âmbito nacional e regional, um instrumento de avaliação que permite conhecer a realidade brasileira é o Exame Nacional para o Ensino Médio (ENEM). Em 2006, dodos 3,7 milhões de inscritos 10,4% pertenciam ao Estado da Bahia (INEP, 2007).

A figura 1 apresenta os resultados do ENEM segundo o PIB per capita de alguns municípios do sul da Bahia. A interpolação de primeira ordem apresenta uma função que relaciona essas duas variáveis, contudo, reconhece-s-se que outras variáveis possivelmente estão associadas a essa realidade, tais como a proximidade as regiões metropolitanas desses municípios têm dos centros produtores de saberes - - as universidades. Ilhéus e Itabuna, por exemplo, , margeiam a Universidade Estadual de Santa Cruz (UESC). Vitória da Conquista, por sua vez, possui a Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia.

Figura 1: Resultado do E ENEM 2007 (INEP; 2008) por Unidades da Federação segundo o PIB per capita 2005 (IBGE 2005) e a interpolação de primeira ordem.

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As universidades podem interferir positivamente nesta realidade tanto sóciofinanceira quanto educacional por meio de sua tríplic e função - - o ensino, a pesquisa e a extensão. No âmbito da extensão, um elemento desafiador é a dimensão geográfica da Bahia, pois esta, com 564 mil km², é maior do que a Espanha (504 mil km²) e a França (547 mil km²).

É tácito que a a escola, com seus c currículos e programas limitados , não conseguiu acompanhar o vertiginoso progresso científico e tecnológico atual, o que distanciou os conhecimentos construídos na escola daqueles gerados os e acumulados nos centros de pesquisa (G(GASPAR, 1993, p.3). ). Uma proposta de realizar esta aproximação seria por meio da divulgação científica. Mas a região mencionada tem, por características, uma população pulverizada geograficamente . Esta é a problemática que a UESC buscou superar ao propor à FAPESB, ao CNPq e ao Ministério de Ciência e Tecnologia (MCT) o projeto Caminhão com Ciência, que se materializar em um caminhão baú equipado com experimentos lúdicos e acompanhado por uma equipe multidisciplinar de profissionais que fazem divulgação científica itinerante.

Este trabalho tem por objetivo realizar um relato de experiência sobre as atividades e aparatos utilizados pela área de Física no Caminhão com Ciência. Neste sentido, será apresenta uma revisão bibliográfica acompanhada por parte do edital do projeto. Posteriormente alguns experimentos, com fotos, descrições e explicações são discutidos.

## REFERENCIAIS TEÓRICOSOS

Marandino (2(2006) ) aponta que a pesquisa realizada nos museus de Ciências é vista dentro do chamado "estudos de público", englobando as pesquisas de avaliação e investigação e sendo realizadas por meio de entrevistas, observações, painéis e questionários. Estas , normalmente , incluem estudos demográficos e pesquisas de marketing, avaliação de exposições e a investigação da experiência museal do público visitante tais como o comportamento, as percepções, a aprendizagem, etc. Nesse trabalho, que se materializou na forma de uma extensa revisão bibliográfica sobre as abordagens, metodologias e tendências da pesquisa nos museus, o fluxo de referências são agrupadas nos enfoques es em que estas se apresentam - - o educacional e o comunicacional - para definir marcos delineadoras de uma linha de pesquisa em educação não-formal e divulgação científica. Neste sentido, três frentes de atuação são adotadas pela autora: a primeira tem referencia nas pesquisas que possuem enfoque nas ações educativas dos museus, incluindo as exposições e as demais atividades voltadas ao público geral e escolar; uma segunda foca o estudo do público tendo o intuito de analisar como o visitante interpreta e produz sentido a partir das interações discursivas desenvolvidas nas ações providas pelos museus; a a terceira refere-se à avaliação e à produção de materiais e estratégias didáticas voltadas à educação não-formal.

Em outro trabalho (MARANDINO, 2002), ), a autora, tendo como objetivo discutir os textos em museus de bioexposições , parte te de uma revisão bibliográfica sobre as características, especificidades e funções dos processos os de socialização do conhecimento científico para discutir o papel dos textos nos museus de ciências. Metodologicamente, a seleção de trechos representativos das exposições, copiados e registrados por meio de fotografias, fundamentou a discussão dos aspectos sobre a produção de textos nos museus, mostrando como estes são adaptáveis em diferentes situações. Em seu artigo , a autora percebe que é fundamental estabelecer objetivos referentes ao público-o-alvo ao se elaborar exposições em museus de ciências e mostrarar r a importância de se destacar os aspectos de formato, estrutura e edição dos textos para adaptátá-los tal que o mesmo possa promover r a leitura pelo público .

Com o projeto Caminhão com Ciência, como está presente no projeto submetido ao Edital ABC n. 01/2004 de Ciência Móvel (MCT/ABC, 2004), ), acredita -se que:

O contato com experimentos científificos pode contribuir para uma educação científica mais efetiva. Essa tarefa, que era realizada tradicionalmente pelo ensino formal, vem contando com o apoio de instituições que se dedicam a mostrar como a ciência se faz, de uma forma lúdica, divertida e infnformal. [...] O fato é que esses locais pouco se parecem com os tradicionais museus onde é proibido tocar ou se aproximar das peças expostas. Nesses espaços, pessoas de todas as faixas etárias são convidadas a manipular objetos e experimentar sensações atraravés de aparelhos que reproduzem processos e instrumentos de laboratórios e de indústrias. Isso tudo torna os museus de ciência muito interessantes e, com isso, muito visitados. (SILVA, 2004)

Neste sentido, o projeto Caminhão com Ciência não tem sede fixa, , mas uma estação móvel que vai ao público nas diferentes localidades em que este se encontra. Ele contou com o apoio do Ministério de Ciência e Tecnologia, do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, da Fundação de Amparo à Pesquisa do

Estado da Bahia e da Universidade Estadual de Santa Cruz. Foram elencados como objetivos do projeto:

- · Divulgar uma exposição com experimentos de Matemática, Física, Química, Paleontologia e Biologia para o público das escolas de Ensino Fundamental e Médio da região de atuação da UESC, bem como para o público em geral;
- · Contribuir para o processo de inserção social dos cidadãos que vivem nas comunidades da região através da alfabetização em ciência e da desmistificação do conhecimento científico.
- · Dar instrumentos intelectuais a estes indivíduos para que possam entrar em contato com o seu cotidiano com uma postura inquisitiva (cientifica), através da realização de experimentos que problematizem e respondam a indagações corriqueiras;
- · Criar oportunidades para os alunos das escolas da região a realizarem experimentos e observações através da concepção de experimentos com equipamentos de baixo custo que podem ser reinventados ou planejados por eles mesmos;
- · Incentivar a prática experimental nas atividades escolares, motivando os profissionais da educação a planejar e realizar experimentos com seus alunos;
- · Difundir saberes, metodologia e técnicas que possibilitem a melhoria das condições de saúde e sócio -econômica das comunidades.

## A FÍSICA A NO CAMINHÃO COM CIÊNCIA

Há uma grande diversidade de experimentos de Físicas presentes no Caminhão com Ciência. Alguns deles são levados em todas as viagens, outros dependem da quantidade monitores disponíveis para a viagem, o tempo de exposição, etc. Alguns dos experimentos que podem ser apresentados são:

## Trem de Galileu

Sobre um trilho o horizontal um um trem com velocidade constante arremessa uma esfera para cima e, após atravessar um túnel, a recebe por uma "chaminé". A esfera, ao ser lançada, o faz com um movimento parabólico (referencial na Terra) que pode ser decomposto em dois independentes: um horizontal, cujo sentido e valor são iguais ao do trem; e outro na vertical, acelerado para baixo. Como a velocidade na horizontal não se altera, a esfera sempre acompanha a chaminé do do trem e, e, ao retornar após o túnel, consegue entrar r por onde saiu.

Figura 2: Imagem do Trem de Galileu do Caminhão com Ciência no laboratório.

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## Revolution

Um ''pião'' flutua sobre uma base plástica apoiada em uma placa acrílica na lateral, sendo capaz de girar lilivremente com pouco atrito. O pião possui dois imãs localizados nas extremidades, assim como a base plástica. Quando posicionado de maneira que se perceba repulsão entre os imãs, a configuração das forças, incluindo a força peso, associada ao apoio da placa de acrílico leva o pião à flutuar.

Figura 3: Imagem do Revolution do Caminhão com Ciência.

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## Transformador de Energia

Consiste em uma roldana ligada a um dínamo por meio de uma correia que acende LEDs em postes miniaturizados. Ao girar a roldana, a energia mecânica é transformada em elétrica que, por sua vez, transforma-s-se em luminosa quando a corrente elétrica pelos LEDs .

Figura 4: Imagem do transformador de Energia do Caminhão com Ciência em uma exposição.

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## Paradoxo Mecânico

Um duplo cone colocado sobre os trilhos inclinados que gera a impressão de que ele está subindo o quando solto, pois se desloca da extremidade mais baixa para a mais alta. O aparelho, ao se deslocar para a extremidade mais alta da a rampa o faz porque neste sentido o seu centro de massa se aproxima do chão, o que é possível em função da combinação de três ângulos: o ângulo dos cones, de inclinação e de abertura dos trilhos .

## Hidrelétrica

O funcionamento de uma usina hidrelétrica é apresentado com umuma bomba d'água que faz girar um dínamo conectado à LEDs e ventoinhas. Similar ao transformador de energia, o que difere este aparelho é a possibilidade de se fazer analogias do sistema

montado com aquele presente nas usinas de produção de energia elétrica que estão associadas à cachoeiras.

Figura 5: Imagem do transformador de Energia do Caminhão com Ciência em uma exposição.

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## Globo de Plasma

Um eletrodo central isolado dentro de uma esfera de vidro com gás inerte à baixa pressão é submetido a uma alta voltagem. As descargas elétricas entre o vidro e o eletrodo excitam o gás que emite luz, gerando um belo efeito visual. Dentro do globo, elétrons viajam do eletrodo para a superfície externa, ionizando o gás no seu trajeto e desenhando linhas similares aos raios das tempestades. Quando as moléculas perdem energia, o fazem por meio da emissão de radiação em vários espectros, inclusive o visível. Assim, a trajetória do elétron pode ser vista nos belos tons emitidos pelo gás, cuja cor dependerá do tipo do gás e sua temperatura .

Figura 6: Imagem do traransformador de Energia do Caminhão com Ciência em uma exposição.

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## Giroscópio

O giroscópio consiste essencialmente em uma roda de bicicleta livre com a propriedade de se opor a qualquer tentativa de mudar sua direção original. A Conservação de Momento Angular r da roda é a entidade responsável pela oposição da roda em alterar sua condição original . A qualquer corpo em rotação podemos associar um vetor momento angular, que é paralelo a sua velocidade angular. Para alterar o momento angular de um corpo é necessário aplicar um torque externo ao sistema.

Figura 7: Imagem do transformador de Energia do Caminhão com Ciência em uma exposição.

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## Foguete de Garrafa PET

Uma garrafa PET com uma certa quantidade de água é submetida ao aumento de pressão progressiva por meio de uma bomba de ar. Em um determinado momento, a mangueira se desprende, parte da água é expelida num sentido e a garrafa se desloque no outro. Neste contextxto, o sistema água e garrafa possui quantidade de movimento linear nulo. Quando grande quantidade de água é expelida num sentido, a garrafa, que possui pouca massa, adquire grande velocidade, assegurando que a quantidade de movimento do sistema continue nula.

## Chispa Elétrica

Uma fonte de 15 kV ligada a a duas hastes metálicas na vertical produz d descargasas elétricas (chispa) entre elas. Esta alta tensão induzida c consegue romper com a resistência do ar. A passagem da corrente elétrica por elo o ioniza. A centelha começa a subir pelas antenas devido o aquecimento dessa pequena quantidade de ar. O formato de V das antenas leva a descarga a aumentar r seu comprimento até o alto, onde se extingui por completo. Nesse momento uma nova centelha é formada na base das antenas e o ciclo se reinicia.

Figura 8: Imagem do transformador de Energia do Caminhão com Ciência em uma exposição.

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## Carrinho de Luz

Um carrinho que apenas funciona quando luz visívível incide sobre um s sensor LDR (light dependent resistor) . O sensor LDR é um resistor cuja resistividade elétrica depende da quantidade de luz que recebe, tal que atua como um Dimmer, que varia a taxa de corrente elétrica que passará no sistema. Destaca-a-s-se que o carrinho não é movido à energia solar, mas por uma bateria de 6 volts. A função da luz é apenas permitir que haja passagem de corrente no motor, sem a qual não funcionaria.

Figura 9: Imagem do transformador de Energia do Caminhão com Ciência em uma exposição.

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## Câmara Escura

A través de uma caixa escura com um pequeno orifícício e um anteparo translúcido é possível observar r a imagem invertida do local observado. Segundo a óptica geométrica, os raios de luz se propagam em linha reta. Na câmara escura, todos os raios de luz que são emitidos pelo objeto passam através de um pequeno orifício e atingem o aparato no interior dela, tal que o ponto mais alto do objeto apontará para o ponto mais baixo da imagem projetada e vice-versa, formando uma imagem invertida.

Figura 10: Imagem do transformador de Energia do Caminhão com Ciência em uma exposição.

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## Cama de Pregos

Uma base de madeira com pregos encravados lado a lado a uma distância pequena. A cama de pregos distribui o peso da pessoa oa algumas dezenas de pregos, tal que o mesmo é dividido, eliminando a sensação de dor. r.

Figura 11: Imagem do transformador de Energia do Caminhão com Ciência em uma exposição.

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## Anel de S'Gravesande

Uma esfera metálica impede a passagem de um anel quando aquecida, mas permite quando esta está fria. A área do orifício do anel é um pouco maior que a maior área da seção da esfera, permitindo que este passe por ela. Quando aquecida, o aumento da agitação molecular provoca a dilatação volumétrica da esfera, impedindo a passagem do anel, que continua frio, por ela.

Figura 12: Imagem do transformador de Energia do Caminhão com Ciência em uma exposição.

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Outros experirimentos também presentes no Caminhão com Ciência estão listados no Quadro 1:

Quadro 1: Relação dos experimentos presentes no Caminhão com Ciência com o conteúdo de Física abordado e a sua descrição.

## VISITAÇÕES

Desde o primeiro quilômetro o total de visitantes t tem sido mensurado por meio de um livro de visitas. Foram 28 municípios visitados em aproximadamente 3 anos, totalizando 13.777 visitantes do sul da Bahia d desde o dia 27 de julho de 2005 até o oitavo dia do mês de setembro de 2008. A Figura 2 apresenta o histograma de visitantes que assinaram o livro de visitas do Caminhão com Ciência com exceção ão das Semanas Nacionais de Ciência e Tecnologia (nesse período o número torna-s-se superior a 1000, o que reduziria a legibilidade do gráfico para as medidas de menor valor) . Destacaase que os valores de visitantes no gráfico estão subestimados, pois nem todos os participantes assinam o livro.

Figura 13: Total de visitantes do Caminhão com Ciências segundo os dias de visitas.

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## CONSIDERAÇÕES FINAIS

Os dados sobre as visitações ainda são preliminares . Em trabalhos futuros pretende-se investigar o Caminhão com Ciência a partir de dados obtidos dos visitantes por meio uma pesquisa quanti-qualitativa. O intrumento para a coleta de dados será será elaborado a partir da análise de dados realizados por Pinto et al. (2008) em uma pesquisa com as mesmas características as desta que se pretende realizar.

Outras experiências também irão fundamentar os trabalhos, como as pesquisas envolvendo as atividades de extensão e divulgação da UESC (S(STUCHI e CORREIA , 2005; SHINOMIYA A e SILVA, 2008). O Caminhão com Ciência também irá crescera partir da construção do Cais ConsCiência, um museu de Ciências apoiado pelo Edital de Seleção Pública de Projetos para Apoio a Projetos de Difusão e Popularização da Ciência e Tecnologia MCT/CNPq nº 42/2007 ( (CNPq, 2007).

Neste sentido, conclui-s-se o trtrabalho apontando-s-se que muitas atividades de ensino, pesquisa, extensão foram realizadas para tornar o projeto Caminhão com Ciência possível no Sul da Bahia e que as expectativas são que ele desenvolva-se, em todos os âmbitos, continuamente.

## REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO

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GASPAR, A. Museus e centros de Ciências - - Conceituação e proposta de um referencial teórico. Tese de Doutorado. São Paulo: USP, 173 p., 1993.

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