TELEMETRIA COM O USO DE ARDUINO EM LANÇAMENTO DE FOGUETES NO ENSINO MÉDIO: uma metodologia alternativa para ensinar Cinemática no lançamento oblíquo através de foguetes de garrafa PET com uma abordagem da aprendizagem significativa

## TELEMETRIA COM O USO DE ARDUINO EM LANÇAMENTO DE FOGUETES NO ENSINO MÉDIO: uma metodologia alternativa para ensinar Cinemática no lançamento oblíquo através de foguetes de garrafa PET com uma abordagem da aprendizagem significativa

Annatanael Silva Paiva 1 , Edson Firmino Viana de Carvalho 2

- 1 Universidade Federal do Maranhão, e-mail: annatanael.paiva@ifma.edu.br 2 Universidade Federal do Maranhão, e-mail: edson.carvalho@ufma.br

Palavras-chave : Arduino; Kit experimental; Foguete de garrafa PET.

## Resumo expandido

A dificuldade que os alunos apresentam em relacionar os conceitos físicos com sua modelagem matemática e a identificação das situações-problemas propostas no ambiente educacional com a realidade do fenômeno são comumente tratadas como responsáveis em desestimular o aprendizado dos alunos e de segmentar o estudo dos conceitos trabalhados em sala de aula. Sendo assim, este trabalho apresenta uma sequência didática fundamentada na Teoria da Aprendizagem Significativa através de uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS) que relaciona a temática dos conceitos vistos na cinemática do lançamento oblíquo com a prática da utilização de um kit experimental de foguete de garrafa PET com a tecnologia do arduino para o ensino de Física, norteado pela Teoria dos Campos Conceituais de Vergnauld e pelo Construcionismo de Papert. Associar o ambiente teórico à atividade experimental é uma importante proposta da concepção construcionista, que norteia este trabalho como prática metodológica, pois trata-se da utilização de tecnologias como alternativa para despertar a aprendizagem contextualizada à realidade da sala de aula saindo de um aprendizado mecânico do mundo abstrato das fórmulas e criando maneiras significativas para aprendizagem multidisciplinar. De uma maneira geral essa pesquisa objetiva descrever a elaboração de um kit experimental para lançamento de foguetes de garrafas PET com uso do arduino para o estudo da trajetória no lançamento oblíquo através de cinco etapas de

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uma UEPS que parte desde a investigação dos conhecimentos prévios dos alunos sobre os conceitos relacionados a cinemática até a demonstração que o ensino de Física pode ser promovido de uma maneira organizada, traduzindo seus fenômenos em problemas interessantes para os alunos, possíveis de serem resolvidos, observados na prática e principalmente, que suas observações encaminhem os estudantes na direção dos conhecimentos científicos. O kit experimental que foi utilizado nesse projeto é constituído de duas partes: Básica e Tecnológica. A primeira apresenta uma base de aço e um foguete de garrafa PET movido pela reação química de bicarbonato de sódio e vinagre; a parte tecnológica é constituída de um emissor que é embutido na coifa do foguete em uma capsula de proteção e contém uma placa de arduino nano alimentada por uma bateria de 9V, um GPS NEO-6M e um módulo de radiofrequência wireless HC12 que envia as informações coletadas por telemetria, o outro item da parte tecnológica é um receptor constituído por uma placa de arduino UNO ou nano ligado a um outro módulo HC12 conectados a um notebook. Como opção de baixo custo de coleta de dados de voo do minifoguete assistido por um computador escolhemos a placa de arduino nano por sua facilidade de programação e por suas medidas geométricas, pois tal placa foi instalada no bico do foguete e foi responsável de fazer a interação dos dispositivos eletrônicos integrados na placa juntamente com as informações a serem transmitidas para um computador. Dentre os elementos de comunicação instalados, temos o emissor, nele o GPS capta dos satélites as informações de latitude, longitude e altitude do foguete durante seu voo e as envia por meio do módulo HC12 até o receptor que as imprime em tempo real na tela do monitor serial do sketch do arduino. As informações recebidas são organizadas na forma de uma lista e são utilizadas para determinar, por exemplo, o alcance atingido pelo foguete a partir da utilização de uma calculadora geográfica que pode ser encontrada na internet. O experimento que foi aplicado a uma turma de escola pública do primeiro ano do ensino médio na cidade de Barra do Corda-MA demonstrou uma boa precisão para o cálculo do alcance quando comparadas a trajetória real produzida pelo movimento do foguete com seu trajeto ideal, além de uma compreensão mais detalhada de outros conceitos inerentes ao movimento obliquo como aceleração e a ação da força gravitacional. Assim, o produto educacional apresentou boa aceitação entre os participantes, o que nos possibilitou concluir que houve indícios de aprendizagem significativa.

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## Referências

- 1. MCROBERTS, Michael. Arduino Básico . [tradução Rafael Zanolli]. - São Paulo: Novatec Editora, 2011.
- 2. MOREIRA, Marco Antonio. UNIDADES DE ENSINO POTENCIALMENTE SIGNIFICATIVAS - UEPS . Potentially Meaningful Teaching Units - PMTU. Instituto de Física - UFRGS. 2002.
- 3. PAPERT, Seymour. A Máquina das Crianças: Repensando a Escola na Era da Informática. Porto Alegre: Artes Médicas, 1994.
- 4. SALES, Guilherme Souza; MEDEIROS, Arthur Ferreira; ALFF, Matheus Ribeiro; KEMPER, Érico, BERTAGNOLLI; Castro, Silvia de; HÜBLER, Patrícia Nogueira. O USO DE FOGUETES CONFECCIONADOS COM GARRAFA PET E DA PLATAFORMA ARDUINO VISANDO O ENSINO DE FÍSICA 1. Anais: I - Seminário de Tecnologia Educacional de Araucária. Araucária, 2016.

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