XI Encontro de Pesquisa em Ensino de Fsica Curitiba 2008 1

DIFERENAS E SEMELHANAS ENTRE ELETRICIDADE E MAGNETISMO: O DILOGO HISTRICO ENTRE O ERRO E A

VERDADE SUBSIDIANDO O ENSINO DE FSICA

DIFFERENCES AND SIMILARITIES BETWEEN ELECTRICITY AND MAGNETISM: THE HISTORICAL DIALOGUE BETWEEN THE ERROR

AND A TRUTH SUBSIDIZING THE PHYSICS EDUCATIONS

Moacir Pereira de Souza Filho1, Srgio Luiz Bragatto Boss2, Joo Jos Caluzi3.

Universidade Estadual Paulista/Depto. de Fsica/Ps-Gradua o em Ensino de Cincias/Fac uldade de Cincias,

1moacir@fc.unesp.br, 2serginho@fc.unesp.br, 3caluzi@fc.unesp.br Resumo O objetivo deste trabalho abordar as diferenas e semelhanas entre a

eletricidade e o magnetismo na histria da cincia para subsidiar algumas discusses e estudar o papel do erro, estado de mobilizao e a retificao do erro em um grupo de graduandos de um curso de Licenciatura em Fsica. Utilizamos duas questes que nos permitiram empregar o mtodo da psicanlise bachelardiana proposto por Santos (1998). Este mtodo consiste em trs tempos lgicos: a conscientizao, cujo objetivo fazer com que os alunos explicitem suas certezas; a desequilibrao, em que utilizamos da experimentao para uma infirmao (confirmao negativa do que foi afirmado); e finalmente a familiarizao, que consiste na introduo de novas idias. Os dados foram coletados em um mini-curso realizado ao longo do ano de 2006, em que foram discutidos textos histricos sobre eletricidade, magnetismo e eletromagnetismo. Este trabalho apresenta apenas os dados referentes a duas questes. A teoria de Bachelard discute a importncia do erro no processo de ensino-aprendizagem. Com base nisso, apresentamos os resultados e as discusses finais.

Palavras-chave : Histria da Cincia, Ensino de Cincia, Gaston Bachelard, Eletricidade e Magnetismo

Abstract The goal of this work is to approach the differences and similarities between

the electricity and the magnetism in the history of science to subsidize some quarrels and to study the error, state of mobilization and the rectification of the error in a group of pupils in a course of teaching in Physics. We use two questions that had allowed them to use the method of the bachelardian psychoanalysis considered by Santos (1998). This method consists of three logical times: the awareness, whose objective is to make with that the pupils show its certainty; the destabilization, such as we use of the experimentation for a disaffirmation (negative confirmation of that it was affirmed); e finally the familiarization which consists of the introduction of new ideas. The data had been collected in a mini-course carried through to the long one of the year of 2006, where historical texts on electricity, magnetism and electromagnetism had been argued. This work presents only the data referring to the two questions. The theory of Bachelard shows the importance of the error in the teach-learning process. With base in that, we present the final results and quarrels.

Keywords: Science History, Science Education, Gaston Bachelard, Electricity and Magnetism.

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1. Introduo O magnetismo e a eletricidade se caracterizam por fenmenos fsicos

extremamente intrigantes e encantadores. Um pequeno m, por exemplo, capaz de atrair materiais ferrosos. Por outro lado, uma caneta atritada ao cabelo tambm atrai pequenos pedacinhos de papel. Surgem algumas questes: Se ambos atraem objetos, porque no segundo caso necessrio atritar o material? Por que a ao magntica permanente? Por que possvel isolar a ao eltrica, e a ao magntica age, por exemplo, com a interposio de papel, madeira e at mesmo dentro da gua. Poderamos enumerar diversas questes mostrando que se por um lado existem semelhanas entre eletricidade e magnetismo, por outro elas se apresentam distintas.

Neste trabalho apresentamos uma proposta em que, por meio da discusso de textos e experimentos histricos, o aluno colocado diante dos seus conhecimentos prvios, percebendo a no-plausibilidade destes em certos momentos e, desta forma, ficando susceptvel a um estado cognitivo mais propcio aprendizagem. Temos com esta proposta dois objetivos distintos: i) apresentar e discutir uma forma de preparao dos alunos para aprendizagem dos conceitos com base na teoria de Bachelard, discutindo o papel e a importncia do erro, do estado de mobilizao e da retificao do erro neste processo; ii) mostrar como a histria da cincia possibilita a criao de situaes frutferas na preparao do aluno para aprendizagem.

Para isso, resgatamos o desenvolvimento histrico da eletricidade e do magnetismo, mostrando que a relao entre ambos no foi to bvia. Traamos um breve perfil histrico sobre a eletricidade, o magnetismo e a juno destas cincias com o experimento de rsted. Em seguida, discutimos os conceitos de erro, estado de mobilizao e da retificao do erro presentes na teoria de Bachelard, bem como, o papel e a importncia destes conceitos no processo de aquisio do conhecimento cientfico. Apresentamos e discutimos os dados e traamos algumas consideraes finais.

2. Semelhanas e diferenas entre a eletricidade e o magnetismo.

Neste item apresentamos uma sntese de um curso de extenso sobre a histria da eletricidade e do magnetismo realizado em 2006. Durante o curso os assuntos mencionados foram trabalhados com discusso de textos de fontes primrias, seminrios de contextualizao dos textos e realizaes de experimentos. Esta breve discusso tem por finalidade contextualizar as perguntas realizadas, que so analisadas e discutidas neste trabalho, ver item 4.2. 2.1 O incio das pesquisas sobre a eletricidade esttica

Uma das primeiras tentativas de se explicar os fenmenos eltricos ocorreu com o filsofo Plutarco (100 D.C.), o qual props uma explicao para o efeito mbar: Segundo ele, no mbar existe uma natureza espirituosa, que seria emitida por meio do atrito; aps liberada, ela promoveria movimentos do ar ao redor do corpo atritado que seriam responsveis pela atrao. (ROLLER; ROLLER, 1957, p. 548-50).

Em 1600, Willian Gilbert (1540-1603) no livro De Magnete discorre principalmente sobre o magnetismo, mas fez tambm uma breve digresso sobre a eletricidade. Ele advogava que, as propriedades que do ao mbar o poder de atrair palhas e cascas de sementes so bem diferentes da atrao magntica, fazendo um grande esforo para enfatizar esta distino. Ele tambm argumentou que a eletricidade atrai qualquer tipo de objeto, seja ele slido ou lquido. Estes corpos

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(eltricos) no apenas atraem para si palhas e cascas de sementes, mas todos os metais, madeiras, pedras, terras, bem como, a gua e o leo; resumindo, qualquer coisa que ative nossos sentidos (GILBERT, 1958, p. 78).

Francis Hauksbee (c. 1660-1713) iniciou seus estudos sobre fenmenos pticos e a partir disso comeou a estudar eletricidade. O fenmeno do mercrio luminescente, tambm chamado de luz baromtrica atraiu sua ateno: quando um barmetro de mercrio era agitado no escuro apareciam pontos de luminosidade, flashs de luz, que segundo ele, era devido a gerao de eletricidade nas paredes do tubo de vidro. (ROLLER; ROLLER, 1957, p. 559-61; WOLF, 1999, p. 213). Hauksbee construiu uma mquina eletrosttica simples, que consistia em um globo de vidro com vinte e dois centmetros de dimetro, selado, onde era possvel fazer um vcuo parcial. O globo (ou um tubo de vidro) era preso a um eixo que era acoplado a uma manivela, por meio da manivela era possvel girar rapidamente o globo e atrit-lo com a mo ou l, o atrito nas paredes do globo produzia, alm da luminescncia, uma fina luz violeta que ele atribuiu a descarga de effluvia mido. Por meio da observao do fenmeno produzido por sua mquina ele chegou a duas concluses: a luminosidade se mantinha enquanto houvesse movimento e diminua com a admisso de ar no interior do tubo. (WOLF, 1999, p. 214-5).

Stephen Gray (1666-1736) realizou vrios experimentos em eletrosttica e distinguiu experimentalmente corpos eltricos (isolantes) e no-eltricos (condutores). Pegou um tubo de vidro e tampou as duas extremidades com rolhas de cortia. Ao friccionar o tubo, percebeu que alm do tubo, a rolha tambm atraa uma pena colocada em suas proximidades. Ele encaixou uma vareta de madeira em uma esfera de marfim e observou que ao introduzir a vareta de madeira na rolha, a bola de marfim tambm atraa a pena. Utilizando barbante como fios de conduo e fios de seda como suporte, verificou que o barbante conduzia a eletricidade, diferentemente da seda (GRAY, 1731). Gray (1732) tambm realizou experimentos sobre a eletrizao da gua, apresentando dois experimentos sobre este tema. No primeiro experimento, Gray movimenta o tubo de vidro eletrizado em cima e embaixo de uma vasilha contendo gua, em seguida aproxima uma linha de seda da superfcie da gua e verifica que a linha atrada e repelida. No segundo experimento, Gray aproxima o tubo eletrizado da superfcie da gua e verifica que se forma uma pequena montanha de gua cuja ponta emite fascas e estalidos.

Charles Franois Du Fay (1698-1739) na sua quarta memria (1733a) apresenta dois princpios importantes para o estudo da eletricidade: no primeiro princpio, um corpo eletrizado capaz de transmitir eletricidade a um corpo neutro, e em seguida ambos se repelem; o segundo princpio afirma que existem dois tipos diferentes de eletricidade (teoria dos dois fluidos) as quais ele denominou de eletricidade vtrea e eletricidade resinosa, sendo que corpos de mesma eletricidade se repelem e de eletricidades diferentes se atraem (DU FAY, 1733b). Mais tarde, John Canton (1718-1772) demonstrou que um corpo pode ser eletrizado positiva ou negativamente por atrito, dependendo da natureza do corpo com que se atrita (HEILBRON, 1976, p. 12). Para Du Fay, o corpo po