UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENSINO DE CIÊNCIAS DA

NATUREZA

KARLA SILENE OLIVEIRA MARINHO SATHLER

INCLUSÃO E ENSINO DE FÍSICA: ESTRATÉGIAS DIDÁTICAS PARA A ABORDAGEM DO TEMA ENERGIA

MECÂNICA

Niterói 2014

KARLA SILENE OLIVEIRA MARINHO SATHLER

INCLUSÃO E ENSINO DE FÍSICA: ESTRATÉGIAS DIDÁTICAS PARA A ABORDAGEM DO TEMA ENERGIA

MECÂNICA

Produto associado à dissertação de mestrado de Karla Silene Oliveira Marinho Sathler, apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências da Natureza da Universidade Federal Fluminense. Área de concentração: Ensino de Física Linha de pesquisa: Ensino-Aprendizagem

Orientadora Profª Ms Lucia da Cruz de Almeida

Niterói, RJ 2014

SUMÁRIO

APRESENTAÇÃO, p. 4 1 TEXTO DIDÁTICO 1: ENERGIA CINÉTICA, ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL E ENERGIA MECÂNICA E SUA CONSERVAÇÃO, p. 5 1.1 PROBLEMATIZAÇÃO, p. 5

1.2 PERGUNTAS-CHAVE, p. 6

1.3 CONCEITOS-CHAVE, p. 6

1.4 SUGESTÕES PARA A AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM, p. 7

1.5 SUGESTÕES PARA O APROFUNDAMENTO DO CONTEÚDO, p. 8

1.6 SUGESTÕES AO PROFESSOR, p. 9

1.7 CONSTRUÇÃO E MONTAGEM DO KIT EXPERIMENTAL, p. 10 1.7.1 MATERIAIS, PRODUTOS E FERRAMENTAS NECESSÁRIAS, p. 10

1.7.2 PROCEDIMENTOS, p. 11

1.7.3 COMO FUNCIONA, p. 14

2 TEXTO DIDÁTICO 2: ENERGIA CINÉTICA, ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA, ENERGIA MECÂNICA E SUA CONSERVAÇÃO, p. 15 2.1 PROBLEMATIZAÇÃO, p. 15

2.2 CONCEITOS-CHAVE, p. 15

2.3 SUGESTÕES PARA A AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM, p. 16

2.4 SUGESTÕES PARA O APROFUNDAMENTO DO CONTEÚDO, p. 18

2.5 SUGESTÕES AO PROFESSOR, p. 19

2.6 CONSTRUÇÃO E MONTAGEM DOS KITS EXPERIMENTAIS, p. 20 2.6.1 KIT EXPERIMENTAL 1, p. 20

2.6.1.1 Materiais, produtos e ferramentas necessárias, p. 20

2.6.1.2 Procedimentos, p. 20

2.6.1.3 Como funciona, p. 22

2.6.2 KIT EXPERIMENTAL 2, p.23

2.6.2.1 Materiais, produtos e ferramentas necessárias, p. 23

2.6.2.2 Procedimentos, p. 24

2.6.2.3 Como funciona, p. 27

APRESENTAÇÃO

Este trabalho é o produto da Dissertação de Karla Silene Oliveira Marinho Sathler,

apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências da Natureza da

Universidade Federal Fluminense.

São apresentadas sugestões didático-metodológicas para a abordagem do conteúdo

Energia Mecânica e sua Conservação, na perspectiva da inclusão de deficientes visuais em

aulas de Física do Ensino Médio.

As sugestões didático-metodológicas são apresentadas na forma de dois textos que

privilegiam a problematização, a contextualização e a experimentação nos processos de

ensino e de aprendizagem dos conteúdos.

Para a aplicação integral da proposta é previsto um tempo didático de 6 horas/aula,

de 50 minutos cada.

Os recursos didáticos são diversificados, contudo, é dada ênfase a experimentos de

fácil reprodução e que possibilitam a percepção dos fenômenos pela audição e tato, além da

visão.

As sugestões didático-metodológicas estão alicerçadas nas Teorias

Sóciointeracionistas e Histórico-Cultural de Vygotsky, de modo que a realização de

atividades em pequenos grupos de alunos é tomada como meio de intensificar as interações

entre os sujeitos (aluno-aluno; aluno-professor).

5

1 TEXTO DIDÁTICO 1: ENERGIA CINÉTICA, ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL E ENERGIA MECÂNICA E SUA CONSERVAÇÃO1

1.1 PROBLEMATIZAÇÃO2 Um dos maiores desafios dos esportes radicais é o Skate Big Air. Esse desafio possui

uma megarrampa criada há dez anos pelo skatista americano Danny Way, e se tornou

mundialmente conhecida quando foi incluída nos X Games, a Olimpíada dos esportes

radicais.

Depois de despencar ladeira abaixo, o esportista atinge uma velocidade de cerca de

80 km/h e, literalmente, decola e voa por um grande vão, para tentar pousar numa rampa

inclinada. Acabou? Não. Ainda é preciso enfrentar uma parede, decolar de novo e terminar o

percurso. O risco de acidente é muito alto. Com uma rápida pesquisa pelo Youtube, é possível

ver quedas espetaculares. Mas os competidores desenvolveram uma tática para continuar

saltando, mesmo depois de sofrer grandes tombos. "Skate é igual Fórmula-1. Se você bateu,

tem que pegar o carro-reserva e voltar a acelerar o mais rápido possível", diz Bob Burnquist,

que acumula várias vitórias na megarrampa.

Além das manobras (e da coragem) dos skatistas, a estrutura da megarrampa também

pode ser considerada uma coisa de louco. Na última edição dos X Games, a altura máxima

chegava a 26 metros, o que equivale a aproximadamente um prédio de nove andares.

Figura 1: Imagem da megarrampa.

1 Elaborado por Karla Silene Oliveira Marinho Sathler. 2 Adaptado de: PERON, Humberto. Skate também é Física. Revista Galileu, ed. 207, outubro, 2008. Disponível em: < http://revistagalileu.globo.com/Revista/Galileu/0,,EDG84528-8489-207,00-SKATE+TAMBEM+E+FISICA.html>. Acesso em: 23 novembro 2013.

6

1.2 PERGUNTAS-CHAVE 1. Você acha que a altura da megarrampa influencia na velocidade final do skatista? Por

quê?

2. Léo e Jaime estão iniciando a prática esportiva de skate. Léo está em boa forma física e

tem uma massa de 65 kg, enquanto Jaime está um pouco acima do peso (90 kg). Suponha que,

utilizando o mesmo skate, esses rapazes, em momentos alternados, partam, com velocidade

inicial nula, do topo de uma rampa de skate. É correto afirmar que os rapazes alcançam a

mesma velocidade na base da rampa? Discuta com seus colegas de grupo e apresente uma

justificativa.

1.3 CONCEITOS-CHAVE

- Energia: Propriedade de um sistema que lhe permite realizar trabalho3. - Energia Cinética (Ec): É a capacidade que um sistema tem de realizar trabalho devido ao

seu movimento. Seu valor pode ser obtido pela equação:

𝑬𝒄 = 𝒎𝒗𝟐

𝟐, onde m é a massa do corpo e v sua velocidade.

- Energia Potencial Gravitacional (Epg): Energia armazenada num corpo pelo fato de estar a

certa altura (h) em relação a um determinado referencial. A equação a seguir permite o

cálculo de seu valor numérico:

𝑬𝒑𝒈 = 𝒎. 𝒈. 𝒉, onde m é a massa do corpo, g a aceleração da gravidade e h

a altura em relação a um nível de referência.

- Energia Mecânica: É a soma das energias cinética e potencial, sendo expressa pela equação

a seguir.

𝑬𝒎 = 𝑬𝒄 + 𝑬𝒑𝒈 - Conservação de Energia: Em um movimento no qual não atuam forças dissipativas, por

exemplo, força de atrito, a energia mecânica permanece constante, ou seja, se conserva.

𝑬𝒎(𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍) = 𝑬𝒎(𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍)

1.4 SUGESTÕES PARA AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM 3 GUIMARÃES, Luiz Alberto Mendes; FONTE BOA, Marcelo. Física: Mecânica. 2 ed. Niterói-RJ: Futura, 2004.

7

1 – Dois corpos idênticos são abandonados sobre os trilhos de duas pistas de testes, ambos a

mesma altura. O corpo A desce pela pista de superfície sinuosa enquanto o corpo B desce pela

pista de superfície retilínea. Qual deles possui a maior energia potencial gravitacional? Qual é

o mais veloz ao alcançar a extremidade final das pistas? Despreze qualquer forma de

resistência ao movimento dos corpos.

2 – Quando a energia cinética de um veículo aumenta, o que ocorre com o trabalho das forças

sobre ele? Se a energia cinética do veículo duplicar, o que acontece com o trabalho realizado

por ele?4

3 – A música brasileira é reconhecida mundialmente, não só pela sonoridade, pela melodia,

mas também pela qualidade de suas letras. Abaixo, é transcrito o trecho da letra de uma

música de compositores brasileiros consagrados5.

Canoa, canoa

Desce no meio

Do Rio Araguaia

Desce no meio da

Noite alta da floresta

(Nelson Ângelo e Fernando Brant. Canoa, Canoa).

Acerca da situação física evidenciada no trecho de Canoa, Canoa, apresentado anteriormente,

julgue os itens a seguir.

a. Considerando que a canoa desça o rio Araguaia com velocidade constante, conclui-se

que o trabalho realizado pela força de atrito que atua entre a canoa e a água não

depende da distância percorrida pela canoa.

b. Considerando que a energia adquirida pela canoa seja devida às forças da água e do

canoeiro, é correto concluir que energia mecânica e energia química estão envolvidas

no processo. 4 XAVIER, Claudio; BARRETO, Benigno. Coleção Física Aula por Aula: Mecânica. 1 ed. São Paulo – SP: FTD, 2010. 5 Adaptado de UnB – DF/ PAS. IN: GUIMARÃES, Luiz Alberto Mendes; FONTE BOA, Marcelo. Física: Mecânica. 2 ed. Niterói-RJ: Futura, 2004.

8

4 – O bate-estacas é um equipamento utilizado para execução de fundações profundas em

grandes construções, método no qual se finca estacas no solo, que podem ser pré-moldadas

em concreto, madeira, metálicas, e outros materiais6.

Procure se informar sobre o funcionamento desse equipamento e descreva-o com base na

conservação da energia mecânica.

1.5 SUGESTÃO DE APROFUNDAMENTO DO CONTEÚDO

O Princípio de Funcionamento de uma Usina Hidrelétrica7

A presença de energia elétrica em nossas vidas é gigantesca. Geladeira,

liquidificador, televisão, ferro de passar roupas e outros são dispositivos que funcionam

utilizando essa forma de energia.

A energia elétrica que chega até nós é gerada em usinas hidrelétricas; assim diz a

linguagem usual, sendo que na verdade ela é resultado de um processo de conversão de

energia potencial em energia elétrica.

A água que se encontra represada armazena energia potencial; ao abrir as compotas

da usina, a energia potencial da água vai sendo convertida em energia cinética à medida que

ela vai escoando pelos dutos. Ao entrar em contato com as turbinas, as mesmas começam a

girar dando origem à força eletromotriz induzida, processo este que consiste na conversão da

energia cinética das turbinas em energia elétrica, pois em razão da fem (força eletromotriz)

será estabelecida uma corrente elétrica entre dois pontos (exemplo: usina-residência).

6 Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Bate-estacas>. Acesso em: 17 dezembro 2013. 7 Disponível em: < http://www.brasilescola.com/fisica/o-principio-funcionamento-uma-usina-hidreletrica.htm>. Acesso em: 16 dezembro 2013.

9

Figura 2: Projeto simples de uma usina hidrelétrica

Vemos então que a energia que chega até nós não é resultado de um processo de

geração e sim de conversão.

1.6 SUGESTÕES AO PROFESSOR

Na utilização desta sugestão didático-metodológica está previsto um tempo didático

de 3 h/aula.

Sugere-se que na realização das atividades propostas os alunos sejam divididos em

grupos de ± 5 alunos.

Inicia-se a atividade, distribuindo aos alunos o texto da problematização para que

realizem a sua leitura. Os alunos com deficiência visual devem receber o texto em Braille ou

em outro formato (áudio – MP3 ou sintetizador de voz), previamente acordado com o

professor.

Como forma de tornar a aula em um ambiente propício às interações entre os alunos,

o professor solicita que cada grupo de alunos discuta as questões apresentadas nas perguntas-

chaves, propondo em seguida um pequeno debate entre os grupos. O professor deve assumir o

papel de mediador, a fim de conduzir o debate e construir com os alunos o interesse pela

busca das respostas aceitas cientificamente.

Após uma breve explicação sobre o funcionamento do kit, sugere-se a sua

exploração. Primeiramente, os alunos devem ser instigados a fazer previsões sobre o

10

movimento, supondo a variação da posição (altura) inicial e da massa do carrinho. Em

seguida, devem manusear o kit, de modo a confrontar suas observações com as previsões

iniciais.

O professor pode utilizar as conclusões dos alunos para a sistematização do conteúdo

– “construção” das explicações científicas.

Após a sistematização do conteúdo, sugere-se que seja feita a avaliação de

aprendizagem com intuito de verificar a evolução conceitual dos alunos e permitir-lhes o

retorno à realidade. Para tanto, as perguntas-chaves iniciais devem ser rediscutidas sob a ótica

do conhecimento científico apreendido e novas situações devem ser apresentadas.

Por fim, sugere-se a leitura do texto “O

Princípio de Funcionamento de uma Usina

Hidrelétrica” como forma de possibilitar a

ampliação do conhecimento do aluno. Nesta

etapa, o professor pode recorrer a um recurso

complementar para facilitar a visualização dos

processos de transformação de energia nas usinas

hidrelétricas, levando para a sala de aula uma

fonte de água decorativa, com roda d’água,

semelhante à ilustrada na Figura 38.

1.7 CONSTRUÇÃO E MONTAGEM DO KIT EXPERIMENTAL9 1.7.1 MATERIAIS, PRODUTOS E FERRAMENTAS NECESSÁRIAS 9 2 ripas de madeira 110 cm x 7 cm x 2 cm;

9 1 canaleta de alumínio 100 cm x 7,5 cm x 3 cm;

9 1 carrinho de metal;

9 2 dobradiças de aço;

9 1 pedaço de espuma da largura da calha;

9 1 cantoneira;

9 1 régua de madeira 30 cm;

9 Parafusos para fixação;

9 4 batentes de porta; 8 Disponível em: < http://img.alibaba.com/img/pb/315/691/369/369691315_530.jpg>. Acesso em: 17 dezembro 2013. 9 Kit experimental construído em parceria com o licenciando Antônio Paulo Duarte, do Curso de Licenciatura em Física da UFF, no grupo de estudo Física e Educação Inclusiva do IF-UFF.

Figura 3: Fonte d’água decorativa.

11

9 Furadeira;

9 Massa de modelar;

9 Cola.

1.7.2 PROCEDIMENTOS

Com uma caneta, marque pontos nas ripas para afixar a dobradiça (Figura 1). Em

uma delas marque pontos, fure e fixe com parafusos a canaleta de alumínio e a cantoneira

(Figura 2) e, na superfície externa da outra ripa, cole e parafuse os batentes de porta (Figura

3). Com a furadeira, fure os pontos já marcados nas laterais das ripas e fixe com parafusos a

dobradiça nas ripas (Figura 4).

Em seguida, cole a espuma na

cantoneira (Figura 5).

A Figura 6 ilustra o resultado parcial da montagem do kit.

Figura 1: Marcação dos pontos para fixação da dobradiça.

Figura 2: Fixação da canaleta e da cantoneira.

Figura 4: Fixação da dobradiça. Figura 3: Fixação dos batentes de porta

Figura 5: Fixação da espuma na cantoneira.

12

Parafuse a régua na lateral oposta à dobradiça, mas não aperte muito, é importante

que ela possa girar (Figura 7).

Marque pontos sobre a régua a

distâncias iguais (marcamos de 8 em 8

cm). Apoie a régua na ripa de cima, onde

se encontra a canaleta, e fure a lateral da

ripa juntamente com a régua nos pontos

assinalados previamente (Figura 8).

A Figura 9 ilustra a sequência de furos na lateral da ripa.

Figura 6: Resultado parcial da montagem.

Figura 7: Fixação da régua na base da rampa.

Figura 8: Procedimento que permitirá fixar diferentes inclinações da ripa onde se encontra a calha.

13

Figura 9: Ilustração da sequência de furos feitos na lateral da ripa que serve de base para a calha.

Use o pino da segunda dobradiça para fixar a inclinação da ripa que tem a calha

(Figura 10).

Figura 10: Colocação do pino para variação da inclinação do plano da canaleta.

A Figura 11 ilustra a montagem final do kit experimental.

14

Figura 11: Ilustração do kit experimental.

1.7.3 COMO FUNCIONA

Use o pino para variar a altura da ripa onde a canaleta está fixada e abandone o

carrinho no ponto mais alto da canaleta, deixando-o descer por ela. Varie a inclinação da

canaleta, fixando a ripa com a régua a diferentes alturas e observe o que irá acontecer.

O carrinho ao descer na canaleta produz um som que se modifica de acordo com a

altura de abandono do carrinho, permitindo a exploração dos conceitos de energia cinética e

de energia potencial gravitacional, além de energia mecânica e sua conservação.

A influência ou não da massa do carrinho na sua velocidade final poderá ser observada

com a colocação de massa de modelar sobre o carrinho.

15

2 TEXTO DIDÁTICO 2: ENERGIA CINÉTICA, ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA, ENERGIA MECÂNICA E SUA CONSERVAÇÃO10 2.1 PROBLEMATIZAÇÃO11

Usando o kit experimental 1, faça uma combinação de bolas no canudo, por exemplo,

tamanho grande e médio. Segure o canudo por sua extremidade livre, eleve o conjunto

(canudo e bolas) até certa altura. O que você espera que aconteça quando o conjunto for

abandonado?

Abandone o conjunto. Sua previsão estava correta?

Suponha que o conjunto seja abandonado de uma altura maior que a inicial. Você

acha que o fenômeno observado será o mesmo ou haverá mudança? Abandone o canudo com

as bolas e verifique se sua suposição estava correta?

Faça um novo rearranjo de bolas no canudo (pequena com a grande ou com a média)

e solte-o diversas vezes, variando a altura em relação ao chão. Algo mudou?

Discuta com seus colegas sobre as previsões iniciais e o que realmente foi observado.

Em seguida, elaborem uma justificativa para suas observações.

2.2 CONCEITOS-CHAVE

- Energia: Propriedade de um sistema que lhe permite realizar trabalho12. - Energia Cinética (Ec): É a capacidade que um sistema tem de realizar trabalho devido ao

seu movimento. Seu valor pode ser obtido pela equação:

𝑬𝒄 = 𝒎𝒗𝟐

𝟐, onde m é a massa do corpo e v sua velocidade.

- Energia Potencial Elástica (Epe): Energia armazenada, devido à deformação (dentro do

limite de elasticidade) de um corpo. É medida pelo trabalho que a força elástica realiza, por

meio da seguinte expressão matemática:

𝑬𝒑𝒆 = 𝒌 . 𝒙𝟐

𝟐, onde k é a constante elástica e x a deformação do corpo.

10 Elaborado por Karla Silene Oliveira Marinho Sathler. 11 O guarda-chuva deve ser utilizado para melhor percepção do que acontece por alunos cegos. Para tanto, ele deve ser posicionado aberto a uma altura acima da posição que o conjunto será abandonado. 12 GUIMARÃES, Luiz Alberto Mendes; FONTE BOA, Marcelo. Física: Mecânica. 2 ed. Niterói-RJ: Futura, 2004.

16

- Energia Mecânica: É a soma das energias cinética e potencial, sendo expressa pela equação

a seguir.

𝑬𝒎 = 𝑬𝒄 + 𝑬𝒑𝒆 - Conservação de Energia: Em um movimento no qual não atuam forças dissipativas, por

exemplo, força de atrito, a energia mecânica permanece constante, ou seja, se conserva.

𝑬𝒎(𝒇𝒊𝒏𝒂𝒍) = 𝑬𝒎(𝒊𝒏𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍)

2.3 SUGESTÕES PARA AVALIAÇÃO DA APRENDIZAGEM

1 – Um garoto atira uma pedra para cima com um estilingue13,14.

a) Qual a forma de energia armazenada no estilingue?

b) Que forma de energia possui a pedra quando atinge sua altura máxima?

c) Existe energia no estilingue depois do lançamento? Comente.

2 – (ENEM) Observe a situação descrita na tirinha a seguir.15

Assim que o menino lança a flecha, há transformação de um tipo de energia em outra. A

transformação, nesse caso, é de energia:

a) potencial elástica em energia gravitacional. 13 Disponível em: <http://www.mundofisico.joinville.udesc.br/PreVestibular/2005-1/mod1/node5.html>. Acesso em 06 abril 2013. 14 Para melhor percepção da situação apresentada no enunciado pelo aluno cego, sugerimos que o professor leve um estilingue para a sala de aula, apenas para que ele perceba a questão da deformação do elástico e o modo de uso. Não aconselhamos o funcionamento em sala de aula para evitar acidentes. 15 Para participação do aluno cego na resolução da questão, sugerimos que seja apresentado ao aluno um arco e flecha (brinquedo). De modo a favorecer a compreensão do enunciado.

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b) gravitacional em energia potencial.

c) potencial elástica em energia cinética.

d) cinética em energia potencial elástica.

e) gravitacional em energia cinética.

3 – Uma bola de borracha abandonada de determinada altura choca-se com o solo e volta,

atingindo uma altura menor que a altura inicial. Descreva as transformações de energia

ocorridas no processo. Houve perda de energia mecânica? Explique16.

4 – É dada uma mola de constante elástica dimensionada em 20N/m deformada em 40 cm.

Determine a energia potencial elástica armazenada17.

5 – O bungee-jumping consiste em saltos usando cordas muito flexíveis, tentando, no final, ter

a sensação de queda livre. Como a altura e as cordas influenciam na queda18?

6 – Se uma mola é comprimida por um objeto de massa grande, o que acontece com ela

quando o objeto é solto19?

7 – Um indivíduo encontra-se sobre uma balança de mola, pisando sobre ela com seus dois

pés. Ele levanta um dos pés e mantém o outro apoiado na balança, no interior de um elevador

completamente fechado, quando observa que o peso indicado na balança é zero. Então,

conclui que20:

a) está descendo com velocidade constante.

b) o elevador está com aceleração igual à da gravidade.

c) a força de atração gravitacional exercida sobre ele é anulada pela reação normal do

elevador.

d) a balança está quebrada, visto que isto é impossível.

16 Disponível em: http://tiarodefisica.blog.terra.com.br/2011/04/17/exercicios-de-revisao-1%C2%BAs-energia-mecanica/>. Acesso em 06 abril 2013. 17 Disponível em: < http://www.cefetsp.br/edu/okamura/energia_mecanica_conservacao.htm>. Acesso em 06 abril 2013. 18 Adaptado de <http://fisicarui.blogspot.com.br/2008/06/o-bungee-jumping-e-fsica.html>. Acesso em 06 abril 2013. 19 Adaptado de <http://www.mundofisico.joinville.udesc.br/PreVestibular/2005-1/mod1/node5.html>. Acesso em 06 abril 2013. 20 Adaptado de <http://www.mundofisico.joinville.udesc.br/PreVestibular/2005-1/mod1/node5.html>. Acesso em 06 abril 2013.

18

2.4 SUGESTÃO DE APROFUNDAMENTO DO CONTEÚDO

Pilates: Para que servem as molas dos equipamentos?21, 22

O método Pilates foi criado em princípios do século XX pelo alemão Joseph H.

Pilates. Ele desenvolveu esta técnica visando devolver ao organismo humano a destreza, o

vigor e a harmonia perdidos na rotina acelerada do mundo moderno. Para ele este ritmo

frenético, a posição errada do corpo, e a respiração ineficaz, produzem as enfermidades

típicas dos nossos tempos. O objetivo desta disciplina é fortalecer os músculos, conferir-lhes a

agilidade necessária, enfim, realizar uma profunda transformação que se inicia dentro do

corpo e transborda para o seu exterior, proporcionando-lhe beleza, saúde, equilíbrio e

delicadeza de expressão.

O sistema de molas é o que rege os equipamentos de Pilates. E por que optar por

fazer exercícios com esse mecanismo? As molas são objetos elásticos e flexíveis, utilizados

para armazenar energia mecânica. No nosso dia a dia, estamos cercados por objetos que

utilizam o sistema de molas, como canetas, carros, cadeiras, recipientes de shampoos e

sabonetes líquidos e a cama em que dormimos.

No Pilates, a mola tem como objetivo promover resistência ou assistência na

execução dos exercícios, com o intuito de aumentar a força, a resistência à fadiga e a potência

muscular. A força da mola modifica de acordo com a variação do seu comprimento, sendo

assim, quanto maior a distância da mola em relação à base onde está fixada, maior é a

intensidade da força desta.

Além disso, utilizamos no Pilates diferentes tipos de molas, elas podem ser longas ou

curtas e ter diversas intensidades, desde as mais leves até as mais pesadas. A escolha da mola

deve ser feita de acordo com o foco do exercício a ser realizado, visando à promoção de

excelentes resultados.

Molas x Pesos Os pesos convencionais (halteres, caneleiras, barras de ferro) promovem a mesma

carga durante todo o arco de movimento, tornando o exercício menos funcional e mais

suscetível à lesão. Já o sistema de molas promove uma resistência gradual do início ao fim do

21 Adaptado de: < http://www.infoescola.com/educacao-fisica/pilates/>. Acesso em: 16 dezembro 2013. 22 Disponível em: < http://revistapilates.com.br/2013/08/21/para-que-servem-as-molas-dos-equipamentos/>. Acesso em 16 dezembro 2013.

19

movimento. No início do exercício, o músculo é mais fraco, porém a tensão colocada nele e

no seu tendão é elevada, nessa fase há um grande risco de lesão.

Entretanto, esse risco é minimizado uma vez que a resistência da mola é menor nessa

fase. E essa resistência aumenta progressivamente na amplitude do movimento onde a

contração muscular é maior (esse é o ponto de maior força do músculo, portanto o risco de

lesão é mínimo). Sendo assim, o sistema de molas provoca menor impacto às articulações e,

consequentemente, o risco de lesão é muito menor quando comparado aos exercícios com

pesos convencionais.

2.5 SUGESTÕES AO PROFESSOR

Na utilização desta sugestão didático-metodológica está previsto um tempo didático

de 3 h/aula.

Sugere-se que na realização das atividades propostas os alunos sejam divididos em

grupos de ± 5 alunos, a fim de gerar e intensificar, primeiramente, as interações e diálogos nos

pequenos grupos, para depois ampliar as discussões para toda a turma.

Como elemento de problematização é proposto o uso do kit experimental 1. Nesse

momento os alunos farão previsões acerca do que acontecerá com as bolinhas quando são

abandonadas de certa altura em relação ao solo e, também, quando há mudanças no arranjo de

bolas, conforme sugestão descrita no item problematização. É importante que, durante essa

etapa, os alunos tenham a oportunidade de manusear o kit e de discutir sobre o fenômeno

observado.

Após uma breve explicação sobre o funcionamento do kit experimental 3, sugere-se a

sua exploração. O professor deve instigar os alunos a fazerem previsões sobre o movimento

da bolinha de gude, correlacionando-o com a(s) deformação(ões) da mola e a(s) velocidade(s)

da bolinha ao colidir com a placa metálica. Em seguida, devem manusear o kit, de modo a

confrontar suas observações com as previsões iniciais.

As conclusões dos alunos devem ser utilizadas no processo de sistematização do

conteúdo – “construção” das explicações científicas pelos alunos, mediada pela ação do

professor.

Após a sistematização do conteúdo, sugere-se que seja feita a avaliação de

aprendizagem com intuito de verificar a evolução conceitual dos alunos e permitir-lhes o

retorno à realidade. Para tanto, os questionamentos advindos da problematização devem ser

rediscutidos sob a ótica do conhecimento científico apreendido. Nessa etapa, para melhor

20

compreensão do que acontece com as bolas no instante que o canudo toca o chão, sugere-se o

uso da bola de vinil. Os alunos devem ser incentivados a deformar a bola, comprimindo-a

entre as mãos ou em uma parede. Nessa ação, eles poderão sentir a deformação e a tendência

da bola de voltar à sua forma original.

Para continuidade da avaliação da aprendizagem, novas situações devem ser

apresentadas (sugestões para avaliação da aprendizagem), que, a critério do professor,

poderão ser respondidas em grupo ou individualmente.

Por fim, sugere-se a leitura e discussão do texto “Pilates: Para que servem as molas

dos equipamentos?” (sugestão de aprofundamento do conteúdo) como forma de possibilitar a

ampliação do conhecimento do aluno.

2.6 CONSTRUÇÃO E MONTAGEM DOS KITS 2.6.1 KIT EXPERIMENTAL 1 2.6.1.1 MATERIAIS, PRODUTOS E FERRAMENTAS NECESSÁRIAS 9 2 bolas de borracha maciças e de diâmetros, aproximadamente, 5mm, 8 mm e 10 mm

(podem ser encontradas em petshop);

9 1 canudo rígido (tipo fixação de bolas de festa)

9 1 parafuso de diâmetro compatível com o do canudo;

9 furadeira elétrica;

9 guarda-chuva;

9 cola adesiva instantânea;

9 guizos e sinos;

9 1 bola de vinil;

9 linha nº 10.

2.6.1.2 PROCEDIMENTOS

Faça, com a furadeira elétrica, um orifício que passe pelo centro de cada bolinha

(Figura 1). O diâmetro do orifício deve ser compatível com o do canudo, de modo que ao ser

introduzido na bolinha não fique muito justo. Esse não é um procedimento fácil. Assim, o

serviço pode ser solicitado a uma oficina mecânica.

21

Fixe, com a cola, o parafuso dentro do canudo (Figura 2).

Introduza, por ordem decrescente de diâmetro, as bolinhas no canudo. A Figura 3

ilustra a colocação de duas bolinhas (tamanhos maior e médio).

Use a linha para prender os guizos e sinos nas hastes do guarda-chuva, conforme

ilustra a Figura 4.

Figura 2: Fixação do parafuso no canudo.

Figura 1: Ilustração do orifício que deve ser feito em cada bolinha.

Figura 3: Forma de colocação das bolinhas de borracha no canudo.

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2.6.1.3 COMO FUNCIONA

Faça uma combinação de bolas no canudo, por exemplo, tamanho grande (10 mm) e

médio (8 mm). Segure o canudo por sua extremidade livre, eleve o conjunto (canudo e bolas)

até certa altura e abandone-o.

Repita o procedimento anterior variando a altura que o kit será abandonado.

Mude as bolas no canudo, pequena com a grande ou com a média e solte o kit,

variando a altura em relação ao chão.

O guarda-chuva deve ser utilizado para melhor percepção do que acontece por alunos

cegos. Para tanto, ele deve ser posicionado aberto a uma altura acima da posição que o kit será

abandonado (Figura 5). Assim, o aluno cego perceberá, através da audição e do movimento do

guarda-chuva, o alcance da bola após ter sido solta.

Figura 5: Utilização do kit com o guarda-chuva.

A bola de vinil é um recurso complementar que o professor pode utilizar para

oportunizar aos alunos a sensação (com as mãos ou parte do corpo) do que ocorre quando um

objeto é deformado, dentro de seu limite de elasticidade.

Figura 4: Guarda-chuva com guizos e sinos.

23

2.6.2 KIT EXPERIMENTAL 223

2.6.2.1 MATERIAIS, PRODUTOS E FERRAMENTAS NECESSÁRIAS

Figura 1: Material necessário para a construção do kit experimental 3.

23 Texto adaptado da sugestão apresentada por Antônio Paulo Duarte, do Curso de licenciatura em Física da UFF, no grupo de estudo Física e Educação Inclusiva do IF-UFF.

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Produtos Ferramentas

1folha de lixa fina para madeira

Martelo

1 frasco de cola de madeira

Chave de fenda

1 lata pequena de verniz

Furadeira elétrica

Serra manual

Quadro 1: Produtos e ferramentas para a construção do kit experimental 3.

2.6.2.2 PROCEDIMENTOS

1ª Parte: Construção do lançador

Cortar o extensor de chuveiro

usando o arco de serra, de modo a obter um

tubo de 10 cm a partir de sua parte

rosqueada (Figura 2).

Furar o CAP de PVC (Figura 3), a

fim de obter um orifício compatível com o

diâmetro do parafuso de 12 cm de

comprimento.

Montar o lançador, conforme lançador as etapas ilustradas na Figura 4.

2ª Parte: Construção da base de fixação do lançador

Figura 3: Obtenção de orifício no cap.

Figura 4: Etapas da montagem do lançador.

Figura 2: Construção do lançador – corte do extensor

de chuveiro.

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Cortar, com a serra manual, um pedaço de 8 cm da peça metálica (Figura 5a), em

seguida, com a furadeira elétrica, fazer, no pedaço da peça metálica, 4 orifícios compatíveis

com as dimensões dos parafusos (Figura 5b); fixar com os parafusos a peça metálica próxima

à extremidade de uma das ripas de madeira, previamente lixada e envernizada (Figura 5c).

Figura 5: Procedimentos adotados na construção da base de fixação do lançador.

3ª Parte: Construção da canaleta de lançamento

Fixar com cola de madeira e pregos as duas outras ripas (lixadas e envernizadas),

conforme ilustrado nas Figuras 6a, 6b e 6c.

Figura 6: Construção da canaleta de lançamento.

Fixar a cantoneira de alumínio na

parte externa da extremidade oposta ao

suporte do lançador, conforme ilustra a

Figura 7.

Figura 7: Fixação da cantoneira na base da canaleta.

Figura 5a

Figura 5b Figura 5c

Figura 6a Figura 6b Figura 6c

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No processo de fixação da cantoneira deve ser deixada uma folga, de modo que ela

possa se deslocar no parafuso (função de um alvo móvel). Esse procedimento permitirá um

efeito sonoro de maior intensidade quando um objeto for lançado sobre a cantoneira.

Fixar, com parafusos, 2 batentes de porta em A fim de evitar o deslizamento da

canaleta, fixamos, com parafusos, 2 batentes de porta em cada extremidade externa da base da

canaleta (pés da canaleta).

4ª Parte: Fixação do lançador na canaleta

Encaixar o lançador na peça

metálica fixada na canaleta (Figura 8),

por meio de uma abertura que o pedaço

de extensor de chuveiro já possui. Esta

abertura (original de fábrica) ao longo do

tubo é adequada ao encaixe na peça

metálica.

Alinhar o lançador com as laterais da canaleta e posicioná-lo horizontalmente, de

modo a obter um lançamento horizontal e direcionado para a cantoneira metálica (alvo

móvel). Esse ajuste é importante para evitar acidentes quando o kit estiver sendo utilizado.

A montagem final do kit está ilustrada na Figura 9.

Figura 9: montagem final do kit experimental.

Figura 8: Encaixe do lançador na peça metálica fixada na

canaleta.

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2.6.2.3 COMO FUNCIONA

O kit consiste de um lançador de bolas de gude, fixo em um suporte, de maneira a

fazer com que as bolas de gude lançadas, não machuquem quem utiliza o kit e muito menos,

alguém que esteja assistindo.

O lançador fica encaixado, portanto, pode ser retirado caso o professor deseje utilizar

outras molas. Como forma de evitar acidentes, o professor deve ter o cuidado de impedir o

uso do lançador fora da fixação horizontal na canaleta.

O funcionamento consiste na colocação de uma bola de gude na saída do lançador e

na compressão e relaxamento da mola que fará com que a bola seja disparada contra a

cantoneira (alvo móvel).

Esse experimento foi idealizado para que os estudantes, ao manusearem o kit, possam

associar a compressão da mola com a velocidade de impacto no alvo móvel e,

consequentemente, com a mediação do professor, construírem o conceito de energia potencial

elástica, relacionando-a com a energia cinética da bola de gude ao sair do lançador.

Esse experimento pode ser manuseado, com o auxílio do professor ou de algum

responsável, tanto por alunos videntes quanto por cegos ou com baixa visão.