EXPLORANDO O CONCEITO DE PRESSÃO A PARTIR DA EXPERIMENTAÇÃO

## EXPLORANDO O CONCEITO DE PRESSÃO A PARTIR DA EXPERIMENTAÇÃO

## Resumo

A presente pesquisa investiga a importância da experimentação em física, especialmente por meio de abordagens alternativas, com o objetivo de aprimorar a compreensão do conceito de pressão entre alunos do Ensino Médio. A física, como ciência fundamental, está presente em diversos aspectos do cotidiano, e a pressão é um conceito essencial, relevante em situações como o funcionamento de pneus, sistemas hidráulicos e panelas de pressão. Diante de sua importância e a fim de tornar o aprendizado mais acessível e prático durante as aulas sobre pressão nas turmas da 1ª série do Ensino Médio, foram utilizados materiais de baixo custo em experimentos simples, como balões, isopor e palitos de dente. Essa abordagem permitiu que os alunos explorassem, de forma prática, como a distribuição da força influencia a pressão exercida sobre uma superfície. O trabalho foi realizado em uma escola pública de Rio Largo, Alagoas, envolvendo seis turmas e totalizando 230 alunos. Durante a condução dos experimentos, observou-se que a atividade não apenas promoveu a compreensão do conceito, mas também incentivou a curiosidade científica, o pensamento crítico e o trabalho em equipe. Apesar de algumas dificuldades iniciais na execução prática, a atividade se mostrou eficaz na ilustração dos princípios da pressão, ressaltando a importância de abordagens experimentais no ensino de física, mesmo em contextos com recursos limitados.

Palavras-chave

: Física, Pressão, Experimentação

## O uso da experimentação em física por meios alternativos para melhoria da aprendizagem do conceito de pressão

A física é uma ciência que se dedica ao estudo e à compreensão dos diversos fenômenos que ocorrem na Natureza, sendo uma ponte entre o conhecimento teórico e as aplicações práticas que transformam a vida humana. Seus conceitos e leis são frequentemente utilizados para impulsionar inovações e criar produtos que atendam de maneira eficiente às necessidades humanas. O estudo dos princípios da física não apenas permite a compreensão dos fenômenos presentes no cotidiano, mas também oferece uma perspectiva mais profunda sobre a complexidade envolvida na evolução.

Desde o nascimento, os seres humanos estão em constante interação com os fenômenos e fatores físicos, como a gravidade, a luz e o movimento. Essa interação contínua entre o homem e a Natureza gerou a necessidade de buscar explicações para os inúmeros eventos que fazem parte do cotidiano. A física, como um campo científico, surgiu dessa necessidade humana de entender as leis que governam o universo.

- O desenvolvimento da física remonta à Grécia Antiga, onde filósofos présocráticos, como Tales de Mileto (623-546 a.C.), foram pioneiros na busca por explicações racionais e sistemáticas dos fenômenos naturais por meio da observação. Esta tradição filosófica foi enriquecida por Sócrates (469-399 a.C.), que, junto com outros pensadores, contribuiu significativamente para a construção do conhecimento científico.

Ao longo dos séculos, muitos pensadores e pesquisadores expandiram e aprofundaram esse conhecimento, consolidando a física como um campo distinto do

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

saber. Aristóteles, por exemplo, sistematizou muitas das ideias de sua época, estabelecendo fundamentos que influenciaram o pensamento científico por séculos. No entanto, foi com Isaac Newton, no século XVII, que a física deu um salto monumental, com suas leis do movimento e da gravitação universal, que se tornaram a base para grande parte do progresso científico e tecnológico subsequente.

No século XX, a física passou por uma verdadeira revolução com as teorias da relatividade de Albert Einstein e a mecânica quântica, que expandiram drasticamente nossa compreensão do cosmos e das partículas subatômicas. Essas descobertas não apenas transformaram a ciência, mas também tiveram profundas implicações tecnológicas, impactando áreas como a eletrônica, a energia nuclear e a computação.

Hoje, a física continua a evoluir, explorando desde as menores partículas até as maiores estruturas do universo. Ela é essencial para o desenvolvimento tecnológico e científico que molda o mundo moderno, influenciando tudo, desde a medicina até a engenharia e a indústria.

De acordo com a BNCC (2018), a disciplina de física encontra-se diluída na área de conhecimento de Ciências da Natureza, junto com biologia e química. E segundo a Base:

A área de Ciências da Natureza está comprometida com a promoção do letramento científico, que abrange não apenas a capacidade de compreender e interpretar o mundo (natural, social e tecnológico), mas também de transformá-lo utilizando os conhecimentos teóricos e práticos das ciências. (BRASIL, 2018, p. 322).

Chaves et al. (2016, p. 5), destaca que a física é uma disciplina que "[...] busca desenvolver no aluno o senso de curiosidade através do estudo de fenômenos presentes no dia-a-dia, como, por exemplo, as propriedades gerais da matéria, a cosmologia, energia, átomos e moléculas." Esse enfoque na curiosidade e no questionamento é o que mantém a física como um campo dinâmico e sempre relevante, tanto para o avanço do conhecimento quanto para o aprimoramento da vida humana por meio de inovações tecnológicas.

A pressão, por exemplo, é um conceito físico amplamente estudado e presente em diversas situações do cotidiano, muitas vezes sem que percebamos sua importância. A pressão é definida como a força exercida por unidade de área sobre uma superfície. No dia a dia, esse conceito se manifesta em inúmeros aspectos, um exemplo clássico do uso da pressão no cotidiano é no funcionamento de pneus de veículos. Quando inflamos um pneu, estamos aumentando a quantidade de ar em seu interior, elevando a pressão interna. Essa pressão é essencial para que o pneu possa suportar o peso do veículo e proporcionar uma condução segura. Pneus com a pressão inadequada podem resultar em desgaste irregular, perda de aderência e até mesmo em acidentes.

Outro exemplo relevante é o funcionamento dos sistemas hidráulicos, presentes em freios de automóveis, elevadores e até mesmo em equipamentos de construção civil. Esses sistemas operam com base no princípio da transmissão de pressão através de fluidos, permitindo a realização de tarefas que exigem força significativa com o mínimo de esforço humano.

No ambiente doméstico, a pressão também desempenha um papel fundamental. Um exemplo simples é o uso da panela de pressão, que cozinha

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alimentos de maneira mais rápida ao elevar a pressão interna, permitindo que a temperatura da água ultrapasse os 100°C. Esse aumento de temperatura acelera o cozimento, economizando tempo e energia.

Além disso, a pressão atmosférica, embora seja algo que raramente notamos, influencia diretamente nossa vida diária. Mudanças na pressão atmosférica estão associadas a alterações climáticas, como a chegada de tempestades ou períodos de tempo seco. Variações significativas na pressão podem afetar nossa saúde, causando desconfortos como dores de cabeça ou problemas respiratórios em pessoas mais sensíveis.

Portanto, a pressão, seja atmosférica, hidráulica ou de qualquer outra natureza, é um elemento fundamental que influencia o funcionamento de sistemas e a qualidade de vida no dia a dia. Compreender sua importância e os cuidados necessários para mantê-la em níveis adequados pode contribuir para um cotidiano mais seguro e eficiente.

Diante da sua importância e a partir da vivência durante as aulas desenvolvidas em turmas de 1ª série do Ensino Médio, identificou-se a necessidade de demonstrar e explorar de maneira mais concreta os princípios fundamentais da pressão. Com base nessa observação, este trabalho foi elaborado com o objetivo de desenvolver e implementar experimentos acessíveis que ilustrem o conceito de pressão, visando facilitar a compreensão teórica dos alunos em uma escola estadual da rede pública de Rio Largo, Alagoas.

- O experimento proposto foi projetado para ser de baixo custo, utilizando materiais comuns e de fácil obtenção, possibilitando sua aplicação prática em ambientes educacionais com recursos limitados, a fim de oferecer uma compreensão clara e intuitiva do conceito de pressão, ao mesmo tempo em que se incentiva a curiosidade científica e o aprendizado prático entre os estudantes. Além disso, o projeto busca promover a criatividade na utilização de recursos disponíveis, permitindo que os alunos vejam a ciência como algo tangível e acessível, capaz de ser explorada com os materiais que os cercam no dia a dia.

Nos últimos anos, tem-se observado um crescente reconhecimento da importância do ensino de física a partir da inserção de atividades experimentais. Isso reflete uma tendência pedagógica que busca tornar o aprendizado mais dinâmico e interativo. Essas atividades promovem a investigação científica e uma maior participação dos alunos, facilitando o desenvolvimento dos seus aspectos cognitivos. Como afirma Paulo Freire, 'ensinar não é transferir conhecimento, mas criar as possibilidades para a sua própria produção ou a sua construção' (FREIRE, 2005, p.47).

Ao valorizar essa interação, o ensino experimental permite que os estudantes tenham uma compreensão mais prática e aplicada dos conceitos físicos, indo além da teoria abstrata. Através das atividades experimentais, os alunos não apenas absorvem o conteúdo, mas também desenvolvem atitudes científicas, como a curiosidade, o pensamento crítico e a habilidade de resolver problemas. Isso torna a aprendizagem mais significativa e conectada à realidade.

Azevedo (2004) destaca a importância dessa abordagem, sublinhando como ela permite que o professor identifique as concepções espontâneas dos alunos, ou seja, suas ideias intuitivas sobre os fenômenos físicos, que muitas vezes diferem do conhecimento científico formal. Com essa percepção, o ensino pode ser ajustado para

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melhor atender às necessidades dos alunos, contribuindo para um aprendizado mais eficaz.

Uma das principais preocupações ao se utilizar experimentações no ensino de física é o custo dos materiais necessários. De acordo com Rosito (2008, p. 206),

Muitos professores acreditam que o ensino experimental exige um laboratório montado com materiais e equipamentos sofisticados, situando isto com a mais importante restrição para o desenvolvimento de atividades experimentos. Acredito que seja possível realizar experimentos na sala de aula, ou mesmo fora dela, utilizando materiais de baixo custo, e que isto possa até contribuir para o desenvolvimento da criatividade dos alunos. Ao afirmar isso, não quero dizer que dispenso a importância de um laboratório bem equipado na condução de um bom ensino, mas acredito que seja preciso superar a ideia de que a falta de um laboratório equipado justifique um ensino fundamentado apenas no livro texto.

Dessa forma, para a realização do experimento, foram utilizados os seguintes materiais: uma superfície de isopor, palitos de dente e balões de aniversário. A pesquisa foi realizada em 6 turmas, totalizando 230 alunos, com aproximadamente 38 alunos por sala. As turmas foram organizadas em grupos de cerca quatro ou cinco alunos cada, e cada grupo recebeu as seguintes orientações:

- 1. Posicione a superfície de isopor em uma área plana e estável.
- 2. Distribua uma quantidade de palitos de dente sobre uma parte da superfície, de forma que, ao posicionar e pressionar o balão sobre eles, ele seja sustentado adequadamente.
- 3. Após identificar a quantidade ideal de palitos capaz de suportar o balão sem estourá-lo, comece a adicionar gradualmente objetos, como livros, sobre o balão. Teste até que ponto o experimento pode suportar a pressão exercida pelos objetos adicionais.

Após realizarem os testes, foram sugeriram os seguintes questionamentos:

- · O que se entende por pressão?
- · O que se espera que aconteça quando aplicasse pressão em uma área específica do balão?
- · As observações feitas correspondem às hipóteses iniciais?
- · O que foi observado a partir das variações que foram feitas neste experimento?

A pesquisa desenvolvida neste trabalho apresenta um caráter qualitativo. A pesquisa qualitativa buscar responder questões especificas focado em aspectos da realidade, como nas ciências sociais (MINAYO, 2008). Para Godoy (1995), as caraterísticas básicas de uma pesquisa qualitativa são:

- 1ª A pesquisa qualitativa utiliza-se do ambiente natural como fonte direta de coleta de dados e tem o pesquisador como instrumento fundamental para esta coleta;
- 2ª É uma pesquisa descritiva;
- 3ª O investigador preocupa-se, essencialmente, com o significado que as pessoas dão as coisas e a sua vida;
- 4ª Uso do enfoque indutivo na análise dos dados.

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Durante a condução do experimento, foi possível observar que os grupos demonstraram uma compreensão significativa do conceito de pressão, evidenciada através de suas interações e discussões em grupo. Eles expressaram suas ideias e percepções de várias maneiras.

Ao discutirem, muitos alunos mencionaram que esperavam que, ao aplicar pressão em uma área específica do balão, ele estourasse rapidamente. Um aluno, por exemplo, comentou: "Achei que o balão ia estourar logo quando eu apertasse aqui." No entanto, à medida que realizavam os experimentos, alguns começaram a entender que a pressão é determinada não apenas pela força, mas também pela área sobre a qual essa força é distribuída. Um grupo afirmou: "Quando colocamos mais palitos, o balão não estourou. A força ficou mais espalhada!"

Além disso, os grupos destacaram que suas observações corroboraram com suas hipóteses iniciais. Eles notaram que, quando a força era distribuída uniformemente sobre vários palitos, o balão suportava mais pressão sem estourar. Um aluno disse: "Olha, quando a gente usou mais palitos, o balão aguentou mais!" Essa troca de ideias demonstrou que estavam conectando a teoria à prática.

Quando alteraram a distribuição dos palitos, os alunos ficaram surpresos ao perceber que isso teve um impacto significativo nos resultados. Um grupo observou: "Quando colocamos os palitos de qualquer jeito, o balão estourou bem antes." Essa constatação ajudou a reforçar o princípio da distribuição de força e como isso afeta a pressão.

Embora muitos alunos tenham compreendido rapidamente o conceito, alguns tiveram dificuldades iniciais, especialmente na execução prática. Isso foi evidente nos grupos que não distribuíram os palitos de forma uniforme em sua primeira tentativa. Um aluno comentou: "Acho que a gente não colocou os palitos direito, o balão não aguentou." Essa dificuldade foi associada à tarefa de manter os palitos equilibrados sobre o isopor e posicionar corretamente o balão.

Figura 01: Construção do experimento

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Figura 02: Testes com o experimento

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Figura 04: Testes com o experimento

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Figura 03: Testes com o experimento

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Apesar dessas dificuldades que surgiram, o experimento contribuiu significativamente para a compreensão dos alunos sobre o conceito de pressão. Eles puderam visualizar como a pressão funciona na prática e como a distribuição da força em uma superfície altera os resultados. A experiência de formular hipóteses, testar e observar resultados permitiu que os alunos vivenciassem o processo científico de forma concreta. Eles aprenderam a importância de ajustar variáveis e realizar múltiplas tentativas para alcançar resultados confiáveis, fortalecendo suas habilidades em metodologia científica e trabalho em equipe.

## Referências

AZEVEDO, Maria Cristina P. Stella de. Ensino por investigação: problematizando as atividades em sala de aula. In: CARVALHO, Anna Maria Pessoa de (Org.). Ensino de ciências: Unindo a pesquisa e a prática. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2004.

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular . Brasília: MEC, 2018. Disponível em: &lt;http://basenacionalcomum.mec.gov.br/a-base&gt;. Acesso em: 2 ago. 2024.

CHAVES, José Arteiro Claudino et al. As dificuldades de aprendizagem no ensino de matemática e Física dos alunos do 2º ano do ensino médio. III Congresso Internacional das Licenciaturas COINTER - PDVL2016. Recife: [s.n.]. 2016. p. 11. Disponível em: &lt;http://cointerpdvl.com.br/index.php/comunicacao-oral-2-2/&gt;. Acesso em 22 jul. 2024.

FREIRE, Paulo. Pedagogia da Autonomia - saberes necessários à prática educativa. São Paulo: Paz e Terra, 2005.

GODOY, Arilda Schmidt. Pesquisa Qualitativa - tipos fundamentais. Revista de Administração de Empresas. São Paulo: RAE, v. 35, p. 20-29, maio/jun. 1995.

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MINAYO, Maria Cecília de Souza. O desafio do conhecimento. 11 ed. São Paulo: Hucitec, 2008.

ROSITO, Berenice Alvares. O Ensino de Ciências e a Experimentação. In: MORAES, R. (org.). Construtivismo e Ensino de Ciências: Reflexões Epistemológicas e Metodológicas. Porto Alegre: EDIPUCRS, 2008.

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