Aplicação das TICs no estudo das Transformações entre Referenciais Inerciais

## APLICAÇÃO DAS TICS NO ESTUDO DAS TRANSFORMAÇÕES ENTRE REFERENCIAIS INERCIAIS

Karen Magno Gonçalves 1 , Márcio Andrei Sousa Amazonas 2

## Resumo

O uso do ensino tradicional, se torna insuficiente à medida que observamos a física como uma ciência de caráter experimental, a qual apresenta conceitos abstratos, foi com este intuito que propomos este artigo para demonstrar uma aplicação das TICs no estudo das Transformações entre referenciais inerciais. As atividades experimentais foram realizadas no laboratório de Física do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas (IFAM), com o uso de dois equipamentos de trilho de ar, para obtenção das filmagens dos carros em movimento utilizando uma câmera de celular, o qual encontrava-se acoplado a um dos carros do trilho. Houve o levantamento dos valores das velocidades desenvolvidas pelos carros do trilho de ar em diferentes sentidos de três arranjos experimentais. Obteve-se as velocidades relativas de cada arranjo através das filmagens, que passaram posteriormente pelo processo de vídeo análise usando o software Tracker, demonstrando assim a eficácia do uso da câmera do celular e do software nas transformações entre referenciais inerciais.

Palavras-chave : Referencial inercial. Transformações de Galileu. Software Tracker. Ensino de Física.

## Introdução

O uso do ensino tradicional, se torna insuficiente à medida que observamos a física como uma ciência de caráter experimental, a qual apresenta conceitos abstratos. E quando trata-se do processo de ensino e aprendizagem mediado pelo uso das Tecnologias de Informação e de Comunicação (TIC), o principal objetivo seria o auxílio na compreensão destes conceitos, visto que os estudantes podem alterar variáveis e verificar as mudanças resultantes, além da contribuição pedagógica que os modelos trazem para a compreensão de conceitos teóricos. (MELO, 2010; LARA, 2013)

De acordo com Moran Costas (2013), estas tecnologias começam a afetar profundamente a educação, a qual sempre esteve presa a lugares e tempos determinados, tendo que seguir rigorosamente o calendário escolar e os padrões da escola, surgem assim as tecnologias que começam a afetar profundamente a educação. O telefone celular tornou-se atualmente a tecnologia que mais agrega valor por apresentar serviços simples, práticos e úteis como internet, foto digital, vídeos, programas de comunicação e entretenimento.

Na realização de uma análise nos livros didáticos, notou-se que o tratamento das transformações entre referenciais inerciais, ou mais conhecidas como as

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Transformadas de Galileu, surgem de uma forma distorcida do conhecimento científico, onde nem sempre essa transposição didática realizada se tornaria a melhor maneira de explicar um determinado conteúdo. Para tanto, é sabido da necessidade que haja o reconhecimento dos alunos da visão de referenciais analisadas por Galileu. A proposta é utilizar o celular apoiado ao software, como recurso pedagógico para explicar as Transformações de Galileanas no Ensino Médio.

## Referencial teórico

As Tecnologias de Informação e de Comunicação (TIC) podem firmar um elemento essencial para as práticas pedagógicas, já que acrescentam, em termos de acesso à informação, flexibilidade, diversidade de suportes no seu tratamento e apresentação. Oferecem, ainda, um certo reconhecimento dos processos de compreensão de conceitos e fenómenos diversos, na medida em que conseguem relacionar diferentes tipos de representação que vão desde o texto, à imagem fixa e animada, ao vídeo e ao som. (MARTINHO, 2009; MOREIRA, 2005; PONTE, 2000)

Nestes novos cenários, a integração curricular das TIC pode contribuir significativamente para que sejam usados, nos espaços formais de educação, estratégias pedagógicas inovadoras e significativas tanto para o aluno como para a comunidade, o que implica apostar na formação pedagógica e tecnológica dos docentes, seja inicial, seja contínua. (COUTINHO; LISBÔA, 2011, p. 10)

De acordo com Almeida (2003), pode não ser suficiente utilizar as TIC como suporte ao Ensino de Física apenas para pôr o aluno diante de informações, problemas e objetos de conhecimento, pois o aluno deve ter a motivação exata para a aprendizagem, de maneira que este possa organizar o próprio tempo para estudos e participação das atividades, independente do horário ou local em que esteja. É preciso criar um ambiente que favoreça a aprendizagem significativa do aluno, ara que este desperte a disposição para aprender.

- O celular é um aparelho popular, com aplicativos que podem vir a ser utilizados em sala de aula como recurso pedagógico. Moura (2012) diz que os acessos a serviços multimídias não está mais limitado ao uso com computador, mas este se estendeu às tecnologias sem fio, proporcionando um novo paradigma educacional, resultando em vários projetos na busca de conhecimento.

Um ótimo recurso seria o Tracker, um software educacional para a realização de análise de vídeos e modelagem desenvolvido por Douglas Brown, este programa é parte do projeto Open Source Physics, cujo objetivo é o desenvolvimento de programas com código aberto e licença GPL2 voltados ao ensino-aprendizagem de física, além disso é bem prático de ser utilizado e apresenta uma gama de manuais de utilização em diversos idiomas (BEZERRA JR, 2012).

## Materiais e Métodos

Foi realizada uma pesquisa bibliográfica do tema Transformações de Galileu nos livros voltados para o ensino de Mecânica para a graduação (Nussenveig, 1997), comparando como este tema é abordado nos livros do ensino médio. Foram utilizados recursos adicionais como vídeos e animações obtidos em pesquisas na internet para melhor estruturação do trabalho. As atividades experimentais foram

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realizadas no laboratório de física do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Amazonas - IFAM utilizando os equipamentos do kit de trilho de ar para as medições das velocidades. Recursos audiovisuais como o celular associados a editores de vídeo puderam ser utilizados nessa tarefa para comprovação dos resultados obtidos. A divulgação do material ocorreu na elaboração do Manual do Software Tracker para o Estudo do Movimento com os procedimentos realizados para servir como apoio ao estudo desse tema.

## Resultados

A proposta do experimento, tratou-se do uso do celular como sendo um referencial inercial. Foram então montados paralelamente dois trilhos de ar, do kit da Azeheb, disponibilizado no laboratório de Física do IFAM, inicialmente completos. Com o intuito de obter uma filmagem com qualidade e sem poluição visual, os sensores de movimento dos trilhos foram retirados no momento das filmagens. Desta forma, foram utilizadas as velocidades médias na realização dos cálculos.

Os carros eram impulsionados a partir da distensão de ligas inseridas nas extremidades dos trilhos. Em ambos foram retiradas as médias das velocidades decorrentes de 10 lançamentos com a mesma distensão da liga.

Em um dos carros foi acoplado o celular com uma câmera de 6 MP, mais o contrapeso para estabilizar o carro. No outro foi inserido apenas um ponto vermelho no centro do carro, para que este fosse o ponto de massa no momento da vídeo análise no Software Tracker. Como podemos observar na Figura 01.

Figura 01: Montagem do Experimento

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A partir da realização deste experimento, houve o levantamento dos valores das velocidades desenvolvidas pelos carros em diferentes sentidos. Os carros realizavam movimento retilíneo uniforme, ou seja, se moviam com velocidade constante ou igual a zero no trilho de ar.

Puderam ser realizadas 3 situações para analisarmos as Transformações de Galileu, as quais serão descritas a seguir em forma de arranjos.

## Arranjo I

O primeiro arranjo experimental foi realizado de maneira que o carro 2, o qual estava inserido o celular, estivesse com uma velocidade igual a zero e o carro 1 se movendo para a direita com velocidade constante diferente de zero.

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Figura 02: Situação I

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## Arranjo II

A segunda situação foi realizada com o carro 1 em movimento para a direita em relação ao observador, agora também em movimento retilíneo uniforme para a direita (carro 2), onde obtemos as velocidades.

Figura 03: Situação II

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## Arranjo III

A terceira situação foi obtida com o carro 1 ainda realizando o mesmo movimento para a direita, mas agora com o carro 2 em movimento no sentido contrário, para a esquerda.

Figura 04: Situação III

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## Comparação dos resultados

De acordo com cada arranjo observamos o que chama-se por 'Composição de velocidades' nos livros didáticos.

Quadro 01: Comparação dos resultados

No Arranjo I notamos que quando o observador encontra-se com velocidade igual a zero em relação a outro corpo, o qual realiza um movimento retilíneo uniforme, a velocidade relativa observada é a mesma do corpo em movimento. Porém, quando o observador passa a ter uma velocidade constante e diferente de zero, ocorre uma alteração nessa velocidade relativa, como observamos nos Arranjos II e III.

No Arranjo II, onde ambos os corpos se movem no mesmo sentido, percebemos que a velocidade relativa vista pelo observador torna-se menor, onde podemos dizer que este vê o outro corpo se mover mais devagar. Já no Arranjo III notamos o contrário, pois os corpos se movem em sentidos diferentes, no qual o observador terá a impressão de que o outro corpo está se movimentando com uma velocidade mais elevada.

Como sabemos da precisão dos resultados do Tracker em relação ao estudo do movimento, e que os passos sugeridos no Manual foram seguidos passo a passo, comprovamos a eficiência das Transformações de Galileu para velocidades muito menores que a velocidade da luz.

## Considerações Finais

É de suma importância que o aluno entenda que a filmagem realizada pelo celular demonstraria a visão de uma pessoa presente nas situações propostas. Este então poderia realizar as Transformações entre referenciais inerciais, sem maiores complicações.

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- O Software Tracker satisfaz as expectativas para o estudo do movimento retilíneo, demonstrando um forte desempenho na obtenção dos gráficos e funções que descrevem tal movimento. Visto que foram realizadas as atividades experimentais para estudo das Transformações de Galileu, os dados coletados sofreram as análises, onde concluímos a veracidade destas, para velocidades muito inferiores a velocidade da luz.
- O uso do celular para a realização das filmagens experimentais juntamente com o uso do programa de vídeo análise abriu uma gama de possibilidades de estudo de diversos tipos de movimentos, com isso fez-se necessária a elaboração do Manual do Software Tracker para o Estudo do Movimento proporcionando uma ferramenta de apoio para pesquisadores, professores e alunos, de vários níveis de ensino.

## Referências

ALMEIDA, Maria Elizabeth Bianconcini. Educação a distância na internet: abordagens e contribuições dos ambientes digitais de aprendizagem. Educação e Pesquisa, São Paulo, v. 29, n.2, p. 327-340, 2003.

BEZERRA JR, Arandi Ginane; DE OLIVEIRA, Leonardo Presoto; LENZ, Jorge Alberto; SAAVEDRA, Nestor . Videoanálise com o software livre Tracker no laboratório didático de Física: movimento parabólico e segunda lei de Newton. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 29, p. 469-490, 2012.

COUTINHO, Clara Pereira; LISBÔA, Eliana Santana. Sociedade da informação, do conhecimento e da aprendizagem: desafios para educação no século XXI. Revista de Educação, v. 18, n. 1, p. 5-22, 2011.

LARA, A. L.; MANCIA, L. B. ; SABCHUK, L. ; PINTO, A. E. A. ; SAKAGUTI, P. M. Y. . Ensino de física mediado por tecnologias de informação e comunicação: Um relato de experiência. In: XX Simpósio Nacional de Ensino de Física, 2013, São Paulo. Anais do XX Simpósio Nacional de Ensino de Física , 2013.

MARTINHO, Tânia; POMBO, Lúcia. Potencialidades das TIC no ensino das Ciências Naturais-um estudo de caso. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias , v. 8, n. 2, p. 527-538, 2009.

MELO, Ruth Brito de Figueiredo. A Utilização das TIC'S no Processo de Ensino e Aprendizagem da Física. In: SIMPÓSIO HIPERTEXTO E TECNOLOGIAS NA EDUCAÇÃO: REDES SOCIAIS E APRENDIZAGENS, 3., Recife, 2010. Anais Eletrônicos . [Recife]: UFP, 2010. p. 1-12. Disponível em: &lt;http://www.nehte.com.b r/simposio/anais/Anais-Hipertexto-2010/Ruth-Brito-de-Figueiredo-Melo.pdf &gt;. Acesso em: 13 ago. 2016.

MORAN COSTAS, José Manuel. A Educação que desejamos: Novos desafios e como chegar lá. 2ª. ed. Campinas, SP: Papirus Editora, 2007. v. 1. p. 89-124.

MOREIRA, A. P.; MARQUES, L.; LOUREIRO, Mª. Percepções de professores e gestores de escolas relativas aos obstáculos à integração das TIC no ensino das ciências. Enseñanza de las Ciencias, n. Extra, p. 0001-5, 2005.

MOURA, Adelina. Geração Móvel: um ambiente de aprendizagem suportado por tecnologias móveis para a 'Geração Polegar'. Disponível em:. Acesso em: 03 agosto de 2012.

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NUSSENSVEIG, H. M. Forças de inércia. In: NUSSENSVEIG, H. M. Curso de Física Básica : Mecânica. 1. ed. São Paulo: Editora Blücher, 2002. v. 1. p. 288311.

PONTE, J. P.. Tecnologias de informação e comunicação na formação de professores: Que desafios?. Revista Iberoamericana de Educación, v. 24, p. 6390, 2000.

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