Reação em cadeia e efeito rebote: analogias em discursos no ensino de Física

## REAÇÃO EM CADEIA E EFEITO REBOTE: ANALOGIAS E DISCURSOS NO ENSINO DE FÍSICA

## Roberth De-Carvalho 1

1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina, orientador.roberth@gmail.com

## Resumo

Produções crítico-discursivas no ensino de Física têm sido recorrentes em estudos e pesquisas na escola básica. Nesse campo, nos voltamos para a apropriação de linguagens entre diferentes áreas do conhecimento, mobilizando novos sentidos pelo uso de analogias em sala de aula. Focando sobre a crise climática global, propusemos discussões para promover analogias com dois termos: 'reação em cadeia' e 'efeito rebote'. Metodologicamente, elaboramos um roteiro didático-discursivo, a partir dos temas: Lei da Conservação de Energia e Terceira Lei de Newton, em uma abordagem de ciênciatecnologia-sociedade ou CTS. Dessa forma, dividimos esse roteiro em três partes centrais, sendo: uma produção discursiva inicial, para definição daqueles termos, introduzindo analogias com algumas inter-relações CTS; uma produção da matriz discursiva, para adensar essas analogias com tópicos fundamentais de Física; e, breves discussões pedagógicas, para ressaltar, didaticamente, alguns elementos para professores de Física. Em interlocução com tecnologias hegemônicas, deslocamos os entes: observador, referencial adotado e ponto material, ressituando-os dentro do Ensino de Física, sob efeito de forças capitais de ação-reação (em analogia), sobre sujeitos periferizados. Como principais resultados dessa roteirização, focamos nas interlocuções professor-meioestudante que promovem o desenvolvimento sociocognitivo das analogias, em que o professor instiga e medeia discussões em torno de tópicos de Mecânica. Como também, e especialmente, promove a elaboração de discursos para uma concepção ambiental crítica e um fazer-ser cidadão dos estudantes.

Palavras-chave : Ensino de Física, Analogia, Discurso CTS.

## Introdução e Justificativa

Linguagens científica e tecnológica, via de regra, conduzem sentidos para a identificação de áreas e campos do conhecimento, quer se formulem em expressões matemáticas, terminologias, postulados, teoremas, axiomas, leis, princípios, quer em conceitos e definições em circulação ou apropriação social. Dessa forma, professores de Física são instigadores e mediadores de discursos em sala de aula, para mobilizar, especializar, aprofundar e qualificar o debate curricular, intencionando direcionamentos específicos, conforme seu projeto ou plano pedagógico. Por exemplo, quando lidamos com definições de: efeito estufa (no campo da Física), fotossíntese (fenômeno natural estudado pela Biologia) ou oxidação (fenômeno químico), podemos nos valer de tais terminologias para discutir sobre tópicos mais específicos da Física, buscando interconexões na transposição didática.

No ensino de Ciências da Natureza, professores, pesquisadores estudantes podem desenvolver analogias (figuras de linguagens) para se apropriarem de um fenômeno (BOZELLI; NARDI, 2007). Analogia, que, aqui, as tomamos pela via das

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

'transições de linguagens', como evento sociolinguístico, portanto sociocultural, aderido à história dos sujeitos, à sua ancestralidade. Esta, constitutiva e constituída de vivências, discursos, experiências, afetos, emoções, inter-relações socioambientais, sociopolíticas, socioeconômicas, sociocomunitárias, como também sociotecnológicas. Nesse ínterim, que também é processo e produto da linguagem científica, dinamizando-a, pondo-a em movimento, roteirizamos uma elaboração discursiva a partir dos termos: reação em cadeia - fenômeno que pode ser atribuído à Física, à Química ou à Biologia, a depender dos fatores envolvidos, bem como por estados motivados ou experimentados por condicionamentos antrópicos; e, efeito rebote - que é geralmente associado às reações orgânicas que se dão por biointerações medicamentosas ou procedimentais, sobre algum organismo.

Nessa linha, propusemos um roteiro crítico-discursivo em torno de algumas analogias, sobre as referidas expressões em aulas de Física: Mecânica, com os temas: Lei da Conservação de Energia e Terceira Lei de Newton ou da AçãoReação. Nosso principal objetivo é: Promover analogias com os termos 'reação em cadeia' e 'efeito rebote', em contextos de ensino-aprendizagem de Física, a partir de tópicos de Mecânica. Portanto, para aplicação em sala de aula, sustentamos analogias operando na sociocognição dos referidos temas, ao nos valermos de uma mediação discursiva pela abordagem Ciência-TecnologiaS ociedade (CTS). Para questão de pesquisa, temos: Como elaborar analogias com definições de Física para produzir uma concepção ambiental crítica e um fazer-ser cidadão na escola básica?

## Produção Discursiva Inicial: definindo termos e analogias iniciais

Aqui, iniciamos o roteiro dialógico, para a abordagem dos termos a serem utilizados em analogia: reação em cadeia e efeito rebote .

## Reação em cadeia e efeito rebote por outra perspectiva

Planejar uma aula que discuta sobre a formulação do termo 'reação em cadeia'. Esta que fora comumente associada para caracterizar o fenômeno da fissão nuclear que ocorre em núcleos atômicos instáveis (núcleos muito pesados), como o caso clássico do urânio-235, com 92 prótons (p) e 143 nêutrons (n), gerando a massa atômica de 235 (p+n). Provocada a aceleração de um nêutron em um reator nuclear, essa partícula bombardeia o núcleo do urânio-235, que se transforma em urânio-236 (p=92; n=144), mais potencialmente instável.

Sugerimos a esquematização do fenômeno na Figura 01, que segue, na qual um nêutron acelerado ataca um núcleo de urânio-235 (da esquerda para a direita), que por sua vez se transforma em: bário-141 + criptônio-92 + 3 nêutrons. Reação altamente propícia à geração de energia elétrica, dentro da tecnologia de reatores nucleares, destinados a essa finalidade. A energia liberada aquece a água armazenada nesses equipamentos, fazendo girar uma turbina, pelo vapor que é liberado. Além disso, também se produzem ondas de radiação eletromagnéticas (Y, radiações gama), pelo desprendimento de fótons de alta energia e frequência.

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Figura 01: Esquema simplificado da fissão nuclear (HELERBROCK, s/d., s/p.).

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Esclarecer que a intenção dessa explicação é discutir sobre efeitos resultantes 'em cadeia ' que, no caso em particular da fissão nuclear, se dão por uma tecnologia de produção de energia (combustível físsil), proposta como mais econômica, de alta produtividade, baixos poluentes e possibilidade de funcionamento ininterrupto. Contraponto à produção de lixo radioativo e de riscos de acidentes graves, a exemplo da usina de Chernobyl, na Ucrânia, em 1986. Ou seja, uma cadeia de processos e produtos tecnológicos que, muito aquém dos benefícios econômicos, ameaça populações humanas e não-humanas em seu entorno.

Encadeamentos CTS que os vislumbramos como importantes elementos na produção de discursos socioambientais em aulas de Física, como também de Ciências no Ensino Fundamental. Com isso, cabe que os estudantes subentendam a construção de novos imaginários para revoluções da tecnociência, que se lançam entre políticas públicas, por discursos que se naturalizam em redes sociais e midiáticas. Big techs e big datas a serviço de intrínsecas relações de poder, subsumindo anomalias do efeito estufa ou a colonização de outros planetas.

Um exemplo seria a discussão da matéria jornalística ' De Porsche a Lamborghini: relembre casos graves com carrões em SP ' (por Bruna Sales), publicada no periódico Metrópoles, em 30/07/2024. Desse texto, subentendemos a importância da letalidade de veículos de luxo, com altíssimo valor no mercado internacional, cujo poder de aquisição se concentra em um restrito grupo, composto por sujeitos brancos, elitistas, ultracapitalistas, resguardados por densas e imbricadas redes de poder jurídico, financeiro e socioinstitucional.

Se lidarmos com velocidades máximas em rodovias, em países da América Latina e do Caribe, teremos como maiores limites estabelecidos a Argentina (130 km/h) e o Haiti (ilimitado), conforme figura no site Dados Mundiais (ver: https://cutt.ly/aeEz09P0. Acesso em: 27/08/2024). Nesse sentido, cabe-nos refletir sobre o poder da tecnociência hegemônica, ao nos voltarmos à indústria de veículos automotores, pela performance de motores no alcance de velocidades máximas. Como exemplo, o supercarro sueco Koenigsegg Jesko Absolut, no topo dos veículos mais velozes do mundo, que, teoricamente, alcança os 531 km/h (147,5 m/s) (ver: https://cutt.ly/deEz2gUj. Acesso em: 29/08/2024), performando de 0 a 100 km/h em menos de 3,0 s.

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Encadeando a discussão, temos o 'efeito rebote', que o tomamos do campo do conhecimento farmacêutico e bioquímico, o qual trata sobre: '[...] surgimento ou ressurgimento de sintomas que ou estavam ausentes ou estavam controlados durante o uso do medicamento, mas que aparecem quando o mesmo tem seu uso interrompido ou sua dose reduzida. [...]' (WIKIPÉDIA, 2021, s/p.). A partir dessa definição, buscamos uma analogia sociológica para ações antrópicas sobre ambientes ou sistemas que, antes, estavam em equilíbrio dinâmico. Equilíbrio na perspectiva de um corpo não-vivo e em movimento retilíneo uniforme (MRU), sobre o qual as resultantes das forças se anulam. Analogamente, o professor pode situar corpos vivos e não-vivos, em constantes biointerações.

Importante inferir sobre o 'efeito estufa' como fenômeno natural, pela analogia de efeito rebote, uma vez que aquele deveria funcionar para proteção e manutenção da vida dos ecossistemas. Entretanto, emissões de dióxido de carbono (pela indústria de combustíveis fósseis e de carvão natural), metano (responsável por 30% do aquecimento global, pelas indústrias agropecuárias - arroz em casca e gado de corte - UNEP, 2021), desmatamentos, queimadas, consumo (vestuário, eletro-eletrônicos, embalagens plásticas), produção de lixo, etc., são fatores que intervêm para o aumento da temperatura do planeta, como efeito rebote mais agressivo e extemporâneo. A exemplo da 'chuva preta', no estado de São Paulo, Brasil, em agosto de 2024, pelo excesso de material particulado no ar (METSUL, 2024), como reação em cadeia por motivos de queimadas na Amazônia, pelo rebote da baixa umidade do ar que propicia incêndios florestais (em Campinas, São Paulo e Itapetinga, cidades do referido estado).

## Produção da Matriz Discursiva: mobilizando analogias

Nessa parte, focamos nas elaborações sociocognitivas das analogias, a partir de tópicos fundamentais da Física, ressignificando a referencialidade dos sujeitos (estudantes) pela abordagem CTS.

## Elaborando discursos e analogias em abordagem CTS

Nessa etapa do discurso, o professor inicia a explicação da Lei da Conservação de Energia, pela qual a energia mecânica em um sistema isolado (que não troca matéria e energia significativa com o meio externo) tende a permanecer constante, podendo ser transformada ou transferida. Mas nunca criada ou destruída. Pela equação:

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Energia Mecânicainicial = Energia Mecânicafinal ½ massainicial . velocidade inicial 2 + massainicial . acelaração da gravidade . altura inicial = ½ massafinal . velocidade final 2 + massafinal . acelaração da gravidade . altura final
```

A nível didático, ao tomarmos frações de ecossistemas como sistemas fechados, podemos elaborar importantes analogias sobre a forma-conteúdo sociocultural de reações em cadeia e efeitos rebote que se processam por ações antrópicas, conforme a tipologia de sociedades em questão. Para tanto, sugerimos ao professor as Figuras 2 e 3, que seguem, para situar dois contextos, sendo: na Figura 2 - analogia de um ambiente sociotécnico originário; e, na Figura 3 analogia de um ambiente sociotécnico urbano. Ambas, para ilustrar a variação das

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energias potencial e cinética, que ora se transformam, ora se transmitem, conforme a Lei da Conservação de Energia.

(Energia potencial afrotécnica &gt; Energia cinética afrotécnica)

Figura 3: Sistema sociotécnico urbano. Fonte: Extraída do blog Meio Ambiente Técnico (LOPES, 2012).

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Figura 2: Sistema afrotécnico originário (sob ameaça) desenvolvido por indígenas e quilombolas.

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Fonte: Cartunista das Cavernas, Gilmar.

Pelas analogias acima, é possível evocar a Terceira Lei de Newton, açãoreação entre dois corpos (conf. Figura 4 que segue), elaborando outra analogia entre o sistema de forças capitais que se deslocam sociotecnicamente, a partir de motosserras, máquinas ceifadoras, agrotóxicos, queimadas, incêndios criminosos, monoculturas, etc., em contraponto com o sistema de forças pelo fazer-ser afrotécnico, que o tomamos a partir de técnicas, tecnologias e saberes de sociedades originárias (indígenas e quilombolas), garantidoras da manutenção dessa energia potencial.

Figura 4: Ação-reação ante o fazer-ser sociotécnico ou afrotécnico.

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Dessa forma, a reação, efeito rebote do que acionamos (como sociedade urbana) sobre o próprio ambiente compartilhado, e do qual nos valemos para a manutenção da vida. Sem considerarmos, dentro desse funcionamento, no imperativo de discursos geopolíticos, as pluralidades sociais, de sujeitos em condições subalternizadas, que são silenciados como 'observadores', sendo

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(Energia potencial sociotécnica &lt; Energia cinética sociotécnica)

racializados quanto ao 'referencial adotado'. Com isso, tendemos a neutralizar subjetividades e a 'normalizar' (pela analogia da Força Normal que incide sobre um corpo) a aplicação de leis, princípios, teoremas, axiomas, sem problematizar os deslocamentos sociotécnicos que deveriam promover equidade, inclusão e amplo acesso democrático. Aqui, uma estratégica etapa para o despertamento sociocognitivo do estudante sobre essa cadeia sociotécnica.

Por essa abordagem CTS, o professor promoverá ao estudante antever perspectivas de reações em cadeia e efeitos rebote que nos remetem a clássicos fenômenos em estudo das Ciências da Natureza, sobre o vivo e o não-vivo. Pois, ao inteligirem sobre a importância de haver em um sistema mais energia potencial do que cinética, importantes sentidos de viver, de manter e de fazer-ser se elevam, em contraponto àqueles com sociotecnia hegemônica. Assim como a possibilidade dos estudantes proporem outros sistemas causa-efeito com maior ou menor equilibrío de forças. Para tanto, e como ponto de inflexão desse discurso, nos valemos da expressão afrotecnia, para elucidar efeitos da técnica e da tecnologia sobre a manutenção da diversidade ecossistêmica, esta que nos legaram e que nos têm legado as sociedades originárias (indígenas e quilombolas).

## Breves discussões pedagógicas

Quando tratamos das inter-relações CTS, importa mediarmos sobre o efeito de resultados/resultantes em problemas didáticos, ao lidarmos com unidades MKS (metro, quilograma, segundo) que podem fugir ao ou ameaçar o controle humano, mesmo com altíssimos padrões de segurança e monitoramento (a exemplo das usinas nucleares ou do supercarro sueco). Cabe-nos debater sobre consequências que inovações tecnológicas fazem incidir sobre técnicas e tecnologias que dão suporte a biomas, sendo capazes de racializá-los (quando recaem no conceito de defasagem, obsolescência, contaminação ou produtividade), negligenciá-los (ao descartarem pertencimentos, ancestralidades e materialidades culturais) ou, ainda, silenciá-los (apagando histórias, origens e precedências de sujeitos). Eis aqui a urgência de evocarmos o fazer-ser de sociedades originárias, que rompem com a uniformização de diversidades socioambientais.

Com isso, insistimos na subjetividade do 'observador' e na significância do 'ponto material', para lidarmos com problematizações em temas de Ondulatória, Óptica ou Mecânica, e, no caso em particular desta comunicação, problematizações aplicadas à Lei da Conservação de Energia e à Terceira Lei de Newton.

Nesse contexto de sala de aula, implicamos, sociocognitivamente, com a forma-conteúdo de problemas de Física, ao nos atermos somente ao alcance de resultados/resultantes, como avaliação pedagógica daquilo que ensinamos. E, com isso, é recorrente avaliarmos a forma de operação matemática ou equacional desenvolvida pelo estudante, as definições descritas, os esquemas gráficos, etc. Para resultados numéricos, é corrente a pergunta final: '… deu quanto? ' ou ' qual é a resposta? '. Ou seja, buscando finalizar, ali, o problema que lhe fora proposto. Com isso, as inter-relações socioambientais que poderiam advir de uma cadeia de eventos acionada (pelo professor) com o observador, com o referencial adotado ou com os pontos materiais se perdem do sistema causa-efeito, satisfazendo somente a condicionantes empírico-cartesianas. Fato este que pode interromper reações crítico-discursivas em cadeia, pelo efeito rebote de concepções ambientais acríticas e do fazer-ser social pouco ou nada comprometido dos estudantes.

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Precisamos evocar sobre a tomada de posição crítica do professor, que lhe é proporcional à aderência à pesquisa no processo ensino-aprendizagem (FREIRE, 1996). Este é um ponto de inflexão para aquilo que ensejamos no plano sociocultural das analogias que propusemos nesta comunicação, elevando-se ao ponto de reclamar inclusão, ampla democracia, pleno exercício da cidadania e equidade étnico-racial, quando atentamos ao pleno desenvolvimento sociocognitivo do estudante, pela utilização de linguagens comuns a outras áreas do conhecimento. Fazendo-as, assim, circular em discussões de problemas comunitários e escolares mais amplos, a exemplo do foco socioambiental aqui proposto.

Do exposto, é importante gerarmos rupturas com as meras definições de fenômenos, equacionamentos positivistas, problematizações didáticas sem reflexões sociotécnicas ou aplicações diretas de conceitos como velocidade, tempo, aceleração, força, quantidade de movimento, energia cinética e potencial, etc. Dessa forma, essa roteirização crítico-discursiva em torno de analogias permite ao estudante ampliar suas transições de linguagens, a partir da realidade comunitária, pela dimensão sociocognitiva, mas também epistêmica, entre tópicos fundamentais da Física e sentidos ecossistêmicos globais.

Assim, essa roteirização incide sobre a problematização sociocultural do resultado/resultante, a posição do observador dentro da comunidade (seu gênero, raça, posição hierárquica, política, como ator sociotécnico), o ponto material e suas estruturas de poder (pelas biointerações que, hipoteticamente, poderiam promover; caso, assim, não o fosse). Todos tomados a partir de analogias que elaboram, sociocognitivamente, os referenciais de análise que são adotados no decurso de cada discussão. Portanto, a partir de sujeitos menos favorecidos da escola básica (favela, gueto, grota, ruas, avenidas pelas quais circulam trabalhadores, motoristas de aplicativo, vendedores ambulantes, camelôs, moradores de rua, etc.), fazendo-os ver e antever o plexo de reações em cadeia que se direcionam ante a produção, consumo, uso e aplicação irresponsável de tecnociências hegemônicas e seus efeitos sobre o ecossistema.

## Reflexões e sugestões finais

Ao atentarmos para linguagens e discursos que dão identidade aos variados campos do conhecimento, propusemos uma roteirização crítico-discursiva, para promover interconectividades com tópicos de Física, a partir de uma discussão urgente para a permanência da diversidade ecossistêmica. Nesse sentido, nos valemos de expressões como ' reação em cadeia ', dos campos da Física e da Química - mas também da Economia, da Administração, da Medicina, da Ecologia, das Áreas Jurídicas, etc. -, e ' efeito rebote ', dos campos Farmacêutico, Bioquímico, da Psicologia, da Psiquiatria. Para tratarmos de sistemas causa-efeito acionados antropicamente, promovendo o desenvolvimento sociocognitivo da aplicação da linguagem de outras áreas do conhecimento, a partir de analogias.

Considerando a Lei da Conservação de Energia e a Terceira Lei de Newton, objetivamos a posição do observador (estudante, professor, educador, comunitário) para inferir analogias sobre transformações ambientais, em perspectiva CTS. Dessas analogias, que as tomamos de problematizações em termos de energia total de sistemas condicionados por grupos sociais originários (indígenas e quilombolas afrotecnicamente estruturados) e urbanos (sob sociotecnia hegemônica), quisemos roteirizar a forma-contéudo de demonstrar alterações de energias potencial e

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cinética, conforme o uso/manutenção do meio ambiente. Pedagogicamente, para promover concepções ambientais críticas e fazer-ser cidadão pelos estudantes.

Metodologicamente, cabe aos professores superarem o cartesianismopositivismo de problematizações que têm exigido o simples alcance do resultado/resultante final, para se aprofundarem na dimensão desses resultados dentro das unidades de medida MKS (SI) encontradas. Para constituir a tez ética, cidadã e democrática que importa aos humanos e não-humanos. Desse modo, mobilizamos abstrações do campo da Física, sobre entes como ponto material, referencial adotado e observador, para situá-los sociocultural e socioambientalmente em discursos sobre técnicas e tecnologias afrorreferenciadas.

Pedagogicamente, a produção crítico-discursiva que propusemos com esta comunicação, poderá se ampliar para outras relações interdisciplinares e transversais na escola, repercutindo no alcance de outros conteúdos ou componentes curriculares das Ciências. Cabendo, assim, avaliações mais abertas quanto ao alcance de propostas, novos projetos ou extensões curriculares, bem como por outras conectividades na periferia, que se voltem à realidade comunitária de estudantes da escola básica, assim como de professores de Física em formação inicial ou continuada.

## Referências

BOZELLI, Fernanda C.; NARDI, Roberto. Explicação no ensino de Física: o uso de analogias em sala de aula por licenciandos. In: ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS, 6., 2007, Florianópolis. Atas [...] . Santa Catarina: ABRAPEC, 2007. p. 1-11, p616.

FREIRE, Paulo. Pedagogia da autonomia : saberes necessários à prática educativa. 13. ed. São Paulo: Paz e Terra. (col. Leitura).

HELERBROCK, Rafael. Fissão nuclear. Brasil Escola [on-line] . Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/fissao-nuclear.htm. Acesso em: 26 ago. 2024.

LOPES, Luiz Henrique. Política e desmatamento. Meio Ambiente Técnico [blog], 15 ago. 2012. Disponível em: https://cutt.ly/8eW9Z63g. Acesso em: 2 set. 2024.

METSUL. Entenda o que é soot e como fará com que São Paulo tenha chuva preta. Metsul Meteorologia [on-line], Rio Grande do Sul, Brasil, 24 ago. 2024. Disponível em: https://cutt.ly/meWY9V8F. Acesso em: 02 set. 2024.

UNEP. United Nations Environment Programme. As emissões de metano estão impulsionando a mudança climática: veja como reduzi-las. ONU [on-line]: Climate Action, 20 ago. 2021. Disponível em: https://cutt.ly/qeWYvFJC. Acesso em: 30 ago. 2024.

WIKIPÉDIA. Efeito rebote. Wikipédia [on-line], 2021. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Efeito\_rebote. Acesso em: 30 ago. 2024.

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