PROTÓTIPOS EXPERIMENTAIS ALTERNATIVOS PARA O ENSINO DE FLUIDODINÂMICA

## PROTÓTIPOS EXPERIMENTAIS ALTERNATIVOS PARA O ENSINO DE FLUIDODINÂMICA

## EXPERIMENTAL PROTOTYPE ALTERNATIVE FOR TEACHING FLUIDODINÂMICA

Tamires Lima Pereira 1 , Renato Lima Pereira , Ivanor N. Oliveira , 2 3 Cristina P. Gonçalves 4 , Luizdarcy de M. Castro , Alípio Dias S. Correia , André 5 6 Luis M. Silva 7

1 Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia/ DCE - Departamento de Ciências Exatas/ Licenciatura em Física / mylkynha@yahoo.com.br

2 Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia/ DCE- Departamento de Ciências Exatas/ Licenciatura em Física/ renatord350@yahoo.com.br

3 Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia /Departamento de Ciências Exatas/ Licenciatura em Física/ ivanor-nunes@hotmail.com

- 4 Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia /Departamento de Ciências Exatas/ Licenciatura em Física/ critpg2003@@yahoo.com.br

5

Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia /Departamento de Ciências Exatas/ Licenciatura em

Física/ darcy\_castro2005@uesb.br

6 Colégio da Policia Militar - C. M. Eraldo Tinoco, alipiodiascorreia@yahoo.com.br 7 Centro Territorial de Educação Profissional da Região de Vitória da Conquista, andre\_physics@yahoo.com.br

## Introdução

Comprovar uma teoria física através de experimentos é um grande recurso que os educadores possuem para trazer a atenção dos alunos, muitas vezes de grande poder lúdico, mas também não raras às vezes de pouca eficácia, pois os alunos vêem a Física, mas não vêem a descrição matemática do mesmo, e acreditamos que é esse o grande 'vilão' para o desinteresse na física, não raras às vezes ouvimos os comentários 'física é só cálculo, fórmula'.

A fluidodinâmica está muito presente no cotidiano do aluno, desde a vaporização até o chute de efeito em uma bola de futebol, o seu ensino é uma questão pouco discutida em sala de aula, pois possivelmente há uma complexidade na compreensão dos alunos e na didática utilizada pelo professor.

Neste trabalho, buscamos abordar a fluidodinâmica através de experimento de baixo custo, pois embora os PCNs permitam abordá-lo, isto não ocorre em geral, principalmente utilizando uma perspectiva experimental. A partir disso, acredita-se na possibilidade de abrir as portas de um novo conhecimento que poderá explicar diversos fenômenos que estão no cotidiano do aluno.

Desse modo, propomos a utilização de experimento de baixo custo para promover um ensino mais efetivo de conceitos de fluidodinâmica. Como sustentação dessa proposta foi feito um levantamento diagnóstico, prévio, para determinar o nível de conhecimento espontâneo dos alunos em relação ao conteúdo a ser trabalhado, os questionários foram baseados em questões e problemas retirados dos livros

didáticos de Física aprovados pelo Programa Nacional de do Livro Didático do Ensino Médio - PNLEM [4]. Observamos que a proposta gerou resultados positivos no que diz respeito à aprendizagem dos conceitos fundamentais de fluidodinâmica e no aumento do grau de interesse dos alunos envolvidos.

## Descrição do Trabalho

O experimento consiste basicamente de um sistema de mangueiras em um mesmo nível com diâmetros diferentes conectados entre si. Um suporte vertical sustenta um reservatório de água num nível mais elevado que o nível das mangueiras, estabelecendo assim um fluxo do fluido. Com uma seringa conectada ao sistema através de um T , introduzimos esferas plásticas de modo que, quando a esfera entra no fluxo d'água, adquire aproximadamente a velocidade da água, tornando visível que a velocidade da esfera é maior quando a área da secção transversal do tubo é menor e a velocidade da esfera é menor quando a área da secção transversal do tubo é maior. Como prevê a teoria de que:

'A vazão volumétrica possui sempre o mesmo valor em todos os pontos ao longo de qualquer tubo de escoamento.'

## dV/dt = Av

onde, dV/dt é a taxa de variação do volume em relação ao tempo, A é a área do tubo e v é a velocidade do fluido. Como dV/dt é constante, quanto menor for A maior será v . Logo, a esfera terá uma velocidade v1 quando a água fluir pelo tubo de diâmetro maior e terá uma velocidade v2 quando a água fluir pelo tubo de diâmetro menor, ou seja, v1 < v2 .

Figura : Protótipo experimental. Elaboração : PEREIRA, Tamires L. e PEREIRA, Renato L. Fonte: Pesquisa de Campo, outubro de 2010.

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Fizemos um estudo em uma escola mostrando a importância de confeccionar este experimento que aborda conceitos relacionados à fluidodinâmica. Aplicamos um questionário para alunos, que estão cursando o segundo ano do segundo grau, sobre estes conceitos e os resultados foram os seguintes:

Antes de mostrarmos e explicarmos o experimento:

- ¾ 90% dos alunos não sabiam a definição Equação da Continuidade;
- ¾ 100% dos alunos não souberam calcular a vazão de um fluido que escoa a 10 m/s em um tubo com diâmetro de 0,1 m;
- ¾ 100% não souberam comentar a seguinte frase 'Quando molhamos um jardim e tampamos parcialmente a mangueira observamos um maior alcance no jato d'água'.

Depois de mostrarmos e explicarmos o experimento da figura acima:

- ¾ 100% dos alunos souberam a definição a definição Equação da Continuidade;
- ¾ 98% dos alunos souberam calcular a vazão de um fluido que escoa a 10 m/s em um tubo com diâmetro de 0,1 m;
- ¾ 98% souberam comentar a seguinte frase 'Quando molhamos um jardim e tampamos parcialmente a mangueira observamos um maior alcance no jato d'água'.

Após a realização do experimento observou-se uma variação nas velocidades entre os tubos de secção maior e menor e comprovamos através da Equação da Continuidade dV/dt = Av , que a vazão volumétrica permaneceu constante apesar de A e v serem variáveis ao longo dos tubos de secção maior e menor.

## Considerações Finais

É preciso tornar de alguma forma interessante o processo de aprendizagem em suas diferentes áreas. Com materiais de baixo custo é possível confeccionar protótipos experimentais que trate as teorias físicas no ponto de vista qualitativo e quantitativo além de previsível quanto ao seu resultado, mostrando uma finalidade no ensino de Física que é o de entender e prever os fenômenos da natureza despertando assim o 'espírito' científico nos alunos.

## Referências

- [1] YOUNG, H. D.; FREEDMAN, R. A. Física II: Termodinâmica e Ondas . Tradução e revisão técnica: Adir Moysés Luiz; colaboradores: T. R. Sandin, A. Lewis Ford. 10ª Ed. São Paulo: Pearson Addison Wesley, 2003.
- [2] GASPAR, Alberto. Experiências de Ciências para o 1o Grau . 7. ed. São Paulo: Ed. Ática, 1999.
- [3] DIEZ, Santos. Experiências de Física na escola. 4. ed. Passo Fundo: Ed. Universitária, 1996.
- [4] PORTARIA N o 366, DE 31 DE JANEIRO DE 2006 - Ministério da Educação.