A descoberta da natureza elétrica dos raios: uma abordagem histórico-investigativa

## A DESCOBERTA DA NATUREZA ELÉTRICA DOS RAIOS: UMA ABORDAGEM HISTÓRICO-INVESTIGATIVA

## Thátyusce Bonfim 1 , Breno Arsioli Moura 2

1 Universidade de Brasília (UnB), thatyusce.bonfim@gmail.com

2 Universidade Federal do ABC (UFABC), breno.moura@ufabc.edu.br

Palavras-chave : história da eletricidade; ensino investigativo; Benjamin Franklin

## Resumo expandido

Neste trabalho, discutimos uma proposta de sequência didática baseada em uma abordagem histórico-investigativa para trabalhar conceitos de eletricidade, especialmente relacionados aos para-raios. O episódio histórico a ser trabalhado será o estabelecimento da relação entre a eletricidade em nuvens de tempestades com aquela produzida por garrafas de Leiden no século XVIII.

Em 1719, o inglês Francis Hauksbee (1687-1763) foi um dos primeiros a observar pequenas faíscas surgirem de corpos atritados. Ao atritar sua mão a uma esfera de vidro 1 , Hauksbee descreveu que a eletricidade seria capaz de 'produzir luz' e que essa teria uma forma muito estranha, semelhante a um relâmpago (SCHIFFER et al., 2003). O mesmo foi observado por Stephen Gray (1666-1736) em 1735, que também sugeriu que a eletricidade era da mesma natureza que os relâmpagos. Sendo assim, a comparação entre esses dois fenômenos nasceu naturalmente devido à semelhança entre as descargas produzidas em laboratório e as produzidas pela natureza. A similaridade entre os fenômenos se tornou uma ideia difundida entre os filósofos naturais da época. Alguns nomes como Benjamin Martin (1704? - 1782) e Jean-Antoine Nollet (1700 -1770) apontaram nos anos de 1746 e 1748, respectivamente, algumas semelhanças entre as descargas elétricas produzidas em laboratório e os raios em tempestades (HEILBRON 1979; SCHIFFER et al., 2003).

Em 1750, em carta enviada a Peter Collinson (1694-1768), Benjamin Franklin (1706-1790) sugeriu que fosse feito um experimento para mostrar que seria possível extrair eletricidade das nuvens e carregar uma garrafa de Leiden, conhecido depois como 'experimento da guarita'. 2 Na época, Franklin não havia realizado o experimento. Em 1752, após a tradução para o francês de suas cartas sobre eletricidade, o experimento foi reproduzido na França sob a condução de T. F. D'Alibard (1709-1778). Os resultados obtidos pelo experimento contribuíram para atestar a equivalência entre a eletricidade contida nas nuvens em tempestades e aquela produzida por geradores eletrostáticos (MOURA, 2019). Antes que Franklin soubesse do êxito obtido pelo experimento da guarita, desenhou um segundo experimento: o experimento da pipa. A ideia era a mesma, extrair o fogo elétrico das

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19 a 30 de julho de 2021 - Online

nuvens e observar os seus efeitos. Apesar de não se ter registros históricos de sua execução, o experimento da pipa ficou bastante popular, sendo constantemente distorcido e utilizado como anedota no ensino de Física (SILVA, PIMENTEL, 2008).

Um outro resultado dos estudos sobre a natureza elétrica dos raios de Franklin foi sugestão a instalação de hastes de metal no topo edifícios altos a fim de evitar os prejuízos causados pelos raios. A ideia seria extrair o fogo elétrico das nuvens antes que a descarga elétrica acontecesse. Essa sugestão, apesar de não ter sido bem aceita na época, culminou na invenção do para-raios (MOURA, 2019).

A partir desse pano de fundo histórico, propomos a construção de uma sequência didática fundamentada na abordagem histórico-investigativa. Proposta por Allchin (2013), essa abordagem envolve a análise de um episódio histórico de maneira que se torne uma investigação. A intenção da sequência é expor o aluno aos caminhos seguidos pelos cientistas para que uma determina descoberta científica seja feita. Em momentos decisivos da história são feitas pequenas pausas para reflexão, sendo o aluno, então, levado a propor soluções ou tomar decisões. O papel do professor, além de narrar a história, é fazer com que os alunos problematizem suas escolhas. Durante esse processo, o aluno é induzido a refletir sobre as características que tornam a ciência um conhecimento confiável, mas, também, entendê-la como uma construção humana.

A sequência didática idealizada se inicia com a aplicação da atividade investigativa, a história da descoberta da natureza elétrica dos raios será narrada aos alunos, fazendo-se as pausas estratégicas nos momentos de tomada de decisão e reflexão. Além de introduzir a discussão, essa atividade é uma boa alternativa para identificar os conhecimentos que os alunos já possuem sobre o assunto (ALLCHIN, 2013). Uma vez que os alunos entendem que as descargas elétricas em tempestades têm a mesma natureza dos choques elétricos que observamos em situações cotidianas, é feita a introdução do conceito de carga elétrica e como a entendemos pelo olhar da ciência da atualidade. Nas aulas seguintes, a ideia é mostrar aos alunos de quais formas um corpo pode ficar eletrizado, apresentando os fenômenos de eletrização por atrito, contato e indução. Para a demonstração desses fenômenos, faremos a construção de um aparato experimental de baixo custo inspirado no experimento da guarita, proposto por Franklin. Para a avaliação da proposta, é solicitado aos alunos que produzam textos de 'divulgação científica' sobre o tema.

Com essa sequência, espera-se que os alunos, além de se apropriar dos conceitos de carga elétrica e eletrização, construam noções básicas de natureza da ciência. Apesar de estar previsto no documento norteador da educação básica brasileira, a BNCC, o assunto não é muito presente nas salas de aula e os alunos ainda apresentam concepções ingênuas e falsas sobre a natureza da ciência e sua relação com a sociedade (GIL-PÉREZ et al. 2001). Outro resultado esperado é que o material construído possa ser utilizado por outros professores de Física, uma vez que um dos principais motivos para a escassez de discussão sobre a natureza da ciência no ensino é a falta de materiais didáticos de qualidade que sejam direcionados para educação básica (MARTINS, 2007).

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## Referências

ALLCHIN, D. Historical inquiry cases for nature of Science learning . Cadernos de História da Ciência, v. 13, n. 2, 2017.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_. Teaching the nature of science : perspectives and resources. St. Paul, MN: SHiPS Education Press, 2013. 310 p.

FRANKLIN, B. Experiments and observations on electricity, made at Philadelphia in America . 4 th ed. London: [s.n.], 1769.

HEILBRON, J.L. Electricity in the 17 th and 18th centuries - a study of early modern physics. University of California Press: Berkeley/ Los Angeles/ London, 1979.

MARTINS, A. F. P. História e filosofia da ciência no ensino: há muitas pedras nesse caminho. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 24, n.1, p.112-131, 2007.

MOURA, B. A. A filosofia natural de Benjamin Franklin: traduções de cartas e ensaios sobre a eletricidade e a luz . São Bernardo do Campo: Editora da UFABC, 2019.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_. BONFIM, T; Benjamin Franklin e a formação de temporais com raios e trovões: tradução comentada de uma carta a John Mitchel. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v. 34, n. 2, p. 460-478, ago. 2017.

PÉREZ, D. G., MONTORO, I. F., ALÍS, J. C., CACHAPUZ, A., & PRAIA, J. (2001). Para uma imagem não deformada do trabalho científico. Ciência & Educação (Bauru) , v. 7, n. 2, p. 125-153, 2001.

SCHIFFER, M., HOLLENBACK, K., BELL, C. Draw the Lightning Down: Benjamin Franklin and Electrical Technology in the Age of Enlightenment . University of California Press: Berkeley/ Los Angeles/ London, 2003.

SILVA, C.C.; PIMENTEL, A.C. As atmosferas elétricas de Benjamin Franklin e as interações elétricas no século XVIII. In: MARTINS, R.A.; SILVA, C.C.; FERREIRA, J.M.H.; MARTINS, L.A'C.P. (eds.). Filosofia e história da ciência no cone sul seleção de trabalhos do 5º encontro. Campinas: Associação de Filosofia e História da Ciência do Cone Sul, 2008a.

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