Análise da aprendizagem sobre as leis

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
INSTITUTO DE FÍSICA Gleb Wataghin
F 590 INICIAÇÃO CIENTÍFICA
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“Análise da aprendizagem sobre as leis de
Newton no decorrer das séries”
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Aluno: André Luiz Pereira Varella – R.A.980656
[email protected]
Orientador : Rickson Coelho de Mesquita
http://portal.ifi.unicamp.br/pessoas/corpo-docente/757-roberto-belisarjh
1- Descrição
Este projeto visa identificar e analisar o conhecimento dos alunos, ao longo das
séries, sobre o conceito de força que está envolvido em situações reais. Vale ressaltar
que o conceito de força é primordial na compreensão da mecânica newtoniana.
O público alvo que servirá de referência para este trabalho, será o nono ano do
ensino fundamental II(9o ano), as três séries do ensino médio de escolas públicas e
particulares e alunos de cursinhos pré- vestibulares.
O instrumento utilizado será a aplicação do teste Force Concept Inventory
(FCI), desenvolvido por David Hestenes, Malcolm Wells e Gregg Swackhamer, cujo
objetivo, é englobar seis dimensões conceituais : Cinemática, Primeira Lei de Newton,
Segunda Lei de Newton, Terceira Lei de Newton, Princípio da Superposição e Tipos
de Força.
O teste é composto por 30 questões, cada uma com 5 alternativas de
respostas. Uma alternativa correspondente ao conceito cientificamente aceito e as
demais a um conceito intuitivo previamente estabelecido.
Ao fim do teste haverá uma questão extra, questão 31, no formato dissertativo,
a respeito de forças atuantes no lançamento oblíquo em condições sem atrito.
Este teste já foi aplicado diversas vezes nos Estados Unidos em alunos que já
haviam cursado as físicas básicas. Os resultados mostraram que poucos alunos
tinham conhecimento pleno acerca das leis de Newton.
Nas referências abaixo podem ser encontrados os testes e algumas soluções
comentadas.
Segue abaixo uma das questões do teste (questão 17) a ser aplicado.
17)Um elevador está subindo, puxado por um cabo de aço a uma velocidade
constante, como mostrado na figura abaixo. Todos os efeitos de atrito são
insignificantes. Nesta situação, forças no elevador são tais que:
a)A força ascendente exercida pelo cabo é maior do que a
força descendente da gravidade.
b)A força ascendente exercida pelo cabo é igual à força
descendente da gravidade.
c)A força ascendente exercida pelo cabo é menor do que
a força descendente da gravidade.
d)A força ascendente exercida pelo cabo é maior do que a
soma da força descendente da gravidade e da força
descendente devido ao ar.
e)Nenhuma das anteriores. (O elevador vai para cima
porque o cabo vai ficando mais curto, não porque há uma
força ascendente exercida no elevador pelo cabo.)
A intenção inicial era de aplicar as questões para aproximadamente 300
alunos, 150 alunos da escola particular e 150 alunos da escola pública. Devido à greve
nas escolas públicas, este questionário foi aplicado em 156 alunos da rede particular
de ensino em cidades do interior de São Paulo.
2- Importância do trabalho:
A pesquisa é importante para os professores em formação, pois permitirá uma
associação entre o período estudantil e a real aprendizagem de conceitos
relacionados às leis de Newton, bem como poderá apontar as falhas conceituais que
ainda perduram ao fim da carreira escolar. Sendo assim, os futuros professores de
Física poderão utilizar os resultados desta pesquisa como uma espécie de guia, para
escolher melhor suas ações no ensino e aprendizagem da mecânica newtoniana, e ter
uma dimensão do conhecimento prévio e do conhecimento científico dos estudantes.
3- Público alvo:
A pesquisa foi feita com alunos de escolas particulares e públicas cujas séries
são 9o ano do ensino fundamental, 1o ano, 2o ano e 3o ano do ensino médio e cursinho
pré-vestibular. Esse trabalho tem como público alvo principal os professores de Física
e os profissionais da educação que têm interesse em compreender um pouco mais
sobre o ensino de Física e em particular a relação entre concepções prévias de senso
comum e conhecimento científico dos estudantes em relação às leis de Newton.
Sendo assim, os professores que tomarem posse desse material poderão
preparar melhor as suas aulas de mecânicas no que diz respeito a corrigir e
aperfeiçoar certas concepções bem como ficar atentos a erros comuns que serão
apontados por este trabalho. O professor poderá também usar esse material para
aperfeiçoar seus estudos em Mecânica.
Estudantes a partir do nono ano podem também ler este trabalho com o intuito
de aprofundar os seus estudos em Mecânica clássica.
4- Trabalho realizado:
Para realizar a pesquisa com os estudantes, foi necessário pedir autorização
aos coordenadores (algumas vezes aos diretores ou mantenedores) das escolas e
explicar a eles do que se tratava. Foi importante deixar claro aos coordenadores que
os nomes dos alunos e das instituições não seriam expostos nessa pesquisa, mas
que, para o questionário ser aplicado, algum professor deveria abdicar de uma aula
sua. O tempo limite sugerido para responder às perguntas foi de uma hora. Não foram
tiradas dúvidas conceituais dos alunos durante a aplicação das questões para que os
resultados obtidos fossem os mais fidedignos possíveis.
Em algumas escolas não foi possível executar o trabalho devido a problema de
tempo e autorização. Em algumas escolas nenhum professor ou coordenador liberou
ou liberaria tempo de aula para a aplicação das questões, além disso, algumas
escolas só liberariam mediante uma autorização dos pais dos alunos.
A pesquisa em escolas particulares, contou com a participação de estudantes
do 9o ano ao cursinho pré - vestibular. Os testes foram corrigidos através de um leitor
óptico. Já as questões dissertativas foram corrigidas manualmente e analisadas pelo
autor deste trabalho.
Tabela 1: Tabela com a distribuição de alunos examinados por série das escolas
particulares.
Ano
Nono
Primeiro
Segundo
Terceiro
Cursinho
Total
Quantidade de estudantes
10
37
29
63
17
156
5- Materiais utilizados e custos:
O material utilizado foram folhas com os testes (caderno com 8 folhas), com a
questão dissertativa (1 folha) e o gabarito (1 folha) para o leitor óptico. Foram 400
folhas de cada (para analisar 400 alunos). O custo do material foi de R$ 400,00 (xerox)
mais o custo do deslocamento até as escolas para a realização da pesquisa.
6- Conhecimento teórico:
Todo professor que ler este material tem que estar a par das leis de Newton.
Compreende-las é fundamental para que se possa fazer uma análise crítica e
científica das respostas dos alunos.
6.1 – As leis de Newton:
Isaac Newton, nascido em 1642, em Woolsthorpe, Lincolnshire na Inglaterra,
no mesmo ano da morte de Galileu, foi um dos principais precursores da ciência
moderna. Aos 24 anos precisou ficar recluso na propriedade de sua mãe devido a uma
peste que assolou a Grã-Bretanha. Nesse período de reclusão Newton, que já
estudava o conhecimento deixado até então, desenvolveu o teorema do binômio (que
recebeu seu nome), o cálculo diferencial e integral e intuiu, pela primeira vez, que
tanto uma maçã caindo de uma árvore, quanto a Lua girando em torno da Terra,
estavam sujeitas a uma mesma força que as “puxava” para o centro da Terra. Ainda
durante esse processo ele começou a formular suas leis para o movimento, que
levariam longos 20 anos até que fossem maturadas e publicadas em seu livro “Os
Princípios Matemáticos da Filosofia Natural”, cujas bases foram Galileu e Kepler. O
núcleo central de sua produção foram três leis fundamentais:
Lei I(Lei da Inércia): Todo corpo permanece em seu estado de repouso ou
movimento uniforme em linha reta, a menos que seja obrigado a mudar seu estado por
forças impressas nele.
Lei II (Princípio fundamental da dinâmica): A mudança do movimento é proporcional
à força motriz impressa, e se faz segundo a linha reta pela qual se imprime esta força.
Lei III (Lei da ação e reação): A uma ação sempre se opões uma reação igual, ou
seja, as ações de dois corpos, um sobre o outro, são iguais e se dirigem a partes
contrárias. (Newton citado por Rocha, 2002, p. 106)
A primeira lei criada por ele foi chamada de Lei da Inércia, a segunda lei, tão
complexa quanto a primeira para ser aceita, relaciona a força impressa com a
quantidade de movimento de um corpo no decorrer de um tempo, escrita na forma
diferencial como F = dp/dt. Entretanto é extremamente conhecida nas salas de aula
como Dinâmica, em linguagem matemática: F = m.a, onde “a” é a aceleração desse
corpo, melhor definida pela forma diferencial como a = dv/dt, ou ainda, se relacionado
com a posição de um corpo, Newton diz que teremos a seguinte equação diferencial
que baseia a sua lei: F = m.d²x/dt². Com essa afirmação ele abala completamente os
pilares da sociedade aristotélica logo que, conhecendo-se o passado de um sistema,
poderemos determinar, a qualquer momento, o seu futuro.
Estendendo esse conceito para todo o universo, as Leis da Natureza, ou Leis
de Newton, induzirão toda a evolução a uma previsibilidade, trazendo o mundo para o
Determinismo (como esse período da história ficou conhecido), o que rompeu
completamente com o pensamento aristotélico.
A Terceira Lei de Newton é a conhecida lei da ação e reação (como é ensinada
nas salas de aula), pouco intuitiva e motivo de grandes confusões conceituais,
facilmente associa-se ação e reação com causa e efeito, de uma forma muito ampla
e pouco newtoniana.
Ainda sobre a primeira lei criada por esse físico, que foi motivo de muitas
discussões e reformulações, por ser a mais sutil das três, no entanto, vista com tanta
simplicidade, foi preciso mais de vinte anos para que se chegasse à sua formulação
final. A primeira lei afirma que é o princípio da inércia (que ele anteriormente chamara
de vis inertiae, ou força de inércia) é o único responsável por manter um corpo em seu
estado de repouso ou movimento uniforme numa linha reta, proporcional à quantidade
de movimento desse corpo e, acrescentando, que essa força existe apenas no
momento da ação, não permanecendo no corpo após a conclusão dessa ação.
É interessante destacar o fato de que a Lei I cria sistemas de referência
inerciais; sem eles a Lei II não seria necessariamente verdadeira. Toda essa evolução
histórica do pensamento, concluída por Isaac Newton, tornou-se a mais absoluta
verdade durante os séculos XVIII e XIX. Os filósofos e cientistas acreditavam ter
resolvido todos os problemas importantes da ciência, até o início do século XX, onde
Planck e Einstein trouxeram ao mundo um novo pensamento, o Indeterminismo,
baseados nas teorias quânticas e relativísticas estudadas por eles, onde provaram
que, apesar de Newton estar certo, suas leis não são válidas para todos os
referenciais, ou seja, nem todos os referenciais são inerciais.
6.2 A teoria do Aristotélica para o movimento:
Para o filósofo grego Aristóteles de Estagira (384-322), a causa do movimento
de uma pedra ou de uma flexa no ar, devia-se a uma força exercida pelo próprio ar ao
ser empurrado para trás pela pedra ou pela flexa, força essa que impulsionava esses
corpos em seus movimentos. Dá o seu célebre apotegma: A Natureza tem horror ao
vácuo, já que, para ele, sem ar, não haveria movimento. Dizia ainda o preceptor do
Rei da Macedônia, Alexandre III, o Grande (356-323), que um movimento constante
requeria uma força também constante e, mais ainda, que o movimento de um corpo
através de um meio resistente, além de ser proporcional à força que o produziu, era,
também, inversamente proporcional à resistência do meio considerado. Em resumo,
Aristóteles acreditava que para manter o movimento de um corpo seria necessária a
ação de uma força, pois sem ela, o movimento se extinguiria.
6.3 Forças:
É importante também conhecer pelo menos três forças: peso P, normal N e a
força de atrito. A primeira representa a atração gravitacional exercida pela Terra sobre
os corpos. Nos exercícios a força peso deve ter direção vertical e sentido para baixo. A
força peso é o resultado da atração gravitacional exercida pela Terra não somente
sobre os objetos localizados próximo à sua superfície, mas atuando também a
distâncias
relativamente
longas.
Trata-se do exemplo mais simples de forças de ação à distância. O fato de os
objetos caírem sobre a superfície terrestre é a conseqüência mais perceptível da força
peso. Em geral, escreve-se o módulo da força peso sob a forma P = m.g, onde g é a
aceleração da gravidade e m a massa do corpo sujeito a esta aceleração.Pode-se
determinar que, experimentalmente, em São Paulo o valor aproximado de g é
g = 9,8m/s2.
O estudante deve sempre levar em conta a presença da força peso.
Geralmente, representamos a superfície da Terra como sendo plana (o raio da Terra é
tão grande que é assim que a percebemos). A força peso tem sempre o sentido
apontado para a superfície terrestre.
Saindo um pouco dos conceitos habituais usados na maioria das escolas do
Brasil, segue um comentário importante a respeito da aceleração da gravidade e
consequentemente sobre a força peso: aceleração da gravidade varia com a latitude e
com a altitude.
Figura 1: Quando se leva em conta o efeito da rotação da Terra, o peso só coincide
com a força gravitacional nos pólos. O campo gravitacional é variável com a latitude,
pois a força gravitacional é decomposta em peso (P) e em força centrípeta (Fc).
F
F FCP
P
F FCP
g
G.
M
R2
m.g
2
G.
M .m
m.
R2
2
.R. cos
.R. cos
R = raio da Terra
ω = velocidade angular
G = constante gravitacional (ver lei da gravitação universal de Newton).
M = massa do planeta
0 ), e
Figura 2: No globo estão traçados o Equador, que é a linha de latitude zero (
paralelos da latitude. Os paralelos da latitude são circunferências paralelas à
circunferência do Equador. Os pontos sobre o mesmo paralelo têm a mesma latitude.
Figura 3: A superfície terrestre é totalmente irregular, não existindo, até o momento,
definições matemáticas capazes de representá-la sem deformá-la. A forma da Terra
se assemelha mais a um elipsoide do que a uma esfera, o raio equatorial é
aproximadamente 23 km maior do que o polar, devido ao movimento de rotação em
torno do seu eixo . O modelo que mais se aproxima da sua forma real, e que pode ser
determinado através de medidas gravimétricas, é o geiodal. Neste modelo, a
superfície terrestre é definida por uma superfície fictícia determinada pelo
prolongamento do nível médio dos mares estendendo-se em direção aos continentes.
Esta superfície pode estar acima ou abaixo da superfície topográfica, definida pela
massa terrestre.
Tais geometrias interferem no valor da aceleração da gravidade uma vez que, para
cada uma delas, o valor do raio da Terra e dos paralelos mudam.
A segunda força importante aqui é a força de reação (de acordo com a terceira
de Newton) da superfície de apoio que é comprimida por um corpo que em cima dela
está. Suponha que um livro repousa sobre uma mesa. Isso ocorre porque a mesa
exerce uma força sobre o livro. Essa força é perpendicular à mesa (tem a direção da
reta perpendicular à superfície) e equilibra a força da gravidade.
Esse tipo de força, que impede o movimento na direção perpendicular às superfícies,
tem sempre essa direção. Como perpendicular, neste caso, é sinônimo de normal,
essa força tem o nome de Força Normal. Por isso, ela será indicada com a letra N.
A força normal é a forma de a mesa (ou qualquer outra superfície) reagir (força de
reação) a deformações ditas elásticas, provocadas por objetos colocados sobre ela.
Sua origem são as forças interatômicas.
Figura 4: Par ação e reação da força peso e da força normal.
No bloco atuam:
N = normal (reação da mesa no bloco)
P = força peso (ação planeta sobre o bloco)
Na mesa atuam:
-N = normal (ação do bloco sobre a mesa)
-P = força peso (reação do bloco sobre o planeta)
A terceira e última força é a força de atrito. Seu sentido é contrário ao
movimento ou à tendência de movimento do corpo em relação à superfície. O
atrito é denominado estático quando não há movimento em relação à
superfície, caso contrário, chama-se atrito dinâmico ou cinético. A força de
atrito depende diretamente da intensidade da força normal de compressão
entre os corpos que se atritam e da natureza dos corpos em contato no que diz
respeito ao estado de polimento e lubrificação e características dos materiais
que os formam.
7- Resultados esperados:
É esperado que o conhecimento de senso comum dos estudantes apareçam
de forma evidente em algumas respostas dos testes. Por exemplo, nas questões 1, 2 e
3, é comum o aluno dizer que esfera mais pesada chega primeiro ao solo e que
adquire maior velocidade conforme cai. Outro exemplo são as questões 4,15, 16 e 28,
que abordam o tema terceira lei de Newton e colisões. É muito comum nesse tipo de
questão (4,15, 16 e 28) que os alunos digam que, numa colisão entre dois corpos, um
mais pesado e outro mais leve, que a força aplicada pelo corpo mais pesado (maior
massa) no corpo mais leve (menor massa) durante a colisão é maior do que a feita
sobre o corpo mais pesado pelo corpo mais leve.
Sobre a questão dissertativa, é esperado que os alunos marquem duas forças
no projétil: a força peso (certa) e uma suposta força de movimento (errada). Sobre
essa suposta força de movimento (impetus), pode-se dizer que vem da ideia errônea
de que há ainda, mesmo que já em movimento no ar, alguma interação de contato
entre o projétil e o canhão ou que esta força, é confundida com a própria velocidade
oblíqua de movimento.
Há a possibilidade ainda dos alunos considerarem a força de empuxo do ar
visto que o ar é um fluido.
8- Resultados obtidos e análise dos resultados:
8.1 – Questão dissertativa:
As questões dissertativas dos alunos das escolas particulares foram corrigidas
e os resultados estão de acordo com o esperado. Segue a abaixo as fotos de algumas
questões respondidas e corrigidas e uma breve discussão sobre o que foi feito.
Apesar de estar no apêndice, segue o enunciado da questão:
Em uma base militar sob ataque, parte do sistema de defesa entrou em
pane e travou o lançador de projéteis de tal maneira que só é possível lança-los com
um ângulo de 30o com a horizontal. O lançador também está programado para lançar
apenas os projéteis com massa específica. No instante inicial o radar indica que um
bombardeiro B – 52 inimigo se aproxima com velocidade v1 a uma altitude de 180m e
a uma distância horizontal de 2km. Despreze a resistência do ar.
Quais são as forças atuando no projétil (módulo, direção e sentido) imediatamente
após o seu lançamento?
Imagem 1: Aluno do terceiro ano
Resposta muito comum, força peso (vertical para baixo) e a força F
aproximadamente tangente à trajetória descrita (aparentemente parabólica) que
significa um apego aristotélico ao que chamam de impetus.
Imagem 2: Aluno do terceiro ano B (seu nome foi apagado). Cópia na íntegra.
A resposta desse aluno mostra que ele sabe da existência da força peso,
porém, a falta de atenção ao ler o enunciado o fez desenhar um vetor força de
resistência do ar o qual chamou de força de arrasto. Além disso, existe também uma
suposta força na direção e sentido da velocidade oblíqua o qual a chamou de força de
empuxo. Como já foi comentado nos resultados esperados, essa força de empuxo não
é um absurdo ser citada, visto que não foram desconsiderados os efeitos do ar e sim a
resistência do ar.
Imagem 3: Aluna de terceiro ano.
Muito parecida com a imagem 1. Neste caso há a formação de uma resultante
de forças que dão origem a uma força oblíqua chamada pelo aluno de Fresultante (lembra
muito a decomposição da velocidade oblíqua). É também um pensamento aristotélico.
Imagem 4: Mais 3 repostas similares às anteriores de estudantes do terceiro ano.
Imagem 5 e 6: Duas alunas do terceiro ano.
Comentário: Chama a atenção aqui, o aparecimento de uma força Normal. Um
equívoco, visto que não há não uma superfície de apoio para o projétil.
Assim como aparecem erros nos desenhos das forças, aparecem erros no
módulo, direção e sentido das forças representadas. Os erros vão desde a falta de
organização da resposta (não se sabe de qual força se está falando) até a confusão
entre os conceitos de direção e sentido.
8.2 Questões testes:
Segue abaixo a tabela parcialmente preenchida que deverá conter os
resultados obtidos dos alunos das escolas particulares e públicas nos testes.
Tabela 2: Respostas obtidas pelos alunos da escola particular, onde N = nono ano,
P = primeiro ano do ensino médio, S = segundo ano do ensino médio, T = terceiro ano
do ensino médio e C = cursinho.
Questões
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
N
0
1
6
0
1
4
5
4
1
4
2
0
2
4
2
1
5
0
0
2
2
1
1
5
0
5
3
0
7
0
P
5
3
4
28
10
4
1
11
2
10
9
0
4
16
11
6
26
1
7
7
4
10
7
9
4
14
9
3
17
2
A
S
10
0
3
20
1
5
12
15
2
8
2
0
1
14
6
6
22
1
4
8
1
10
10
7
3
12
3
2
13
1
T
13
16
11
31
3
17
15
35
4
15
1
0
11
30
18
29
45
1
7
10
6
16
11
25
5
38
18
1
12
1
C
3
3
1
8
1
4
7
6
1
2
3
0
3
6
2
4
11
0
4
1
4
7
1
6
1
7
5
0
8
0
N
0
1
6
0
1
6
1
1
6
1
4
5
3
3
1
0
1
1
2
3
5
3
3
1
5
0
5
1
2
0
P
5
6
15
0
2
29
15
18
9
2
15
21
10
10
2
3
7
5
2
7
7
12
5
7
9
10
10
6
11
5
B
S
0
5
18
2
0
24
11
4
15
0
16
19
10
10
2
4
2
1
2
3
12
3
5
4
8
7
8
6
7
3
T
5
13
16
0
2
41
31
15
32
1
27
32
10
11
1
2
8
3
8
5
17
6
12
5
12
7
14
8
33
7
C
1
3
8
1
1
10
7
2
7
0
8
9
10
4
2
1
0
0
2
2
7
2
2
1
4
3
4
7
4
4
N
6
3
1
0
4
0
2
0
1
0
0
3
5
1
6
5
1
4
1
4
0
0
2
1
1
2
2
1
0
1
P
10
8
16
0
13
2
2
0
7
8
9
13
17
2
15
16
0
9
7
16
8
2
9
15
2
4
15
3
4
5
C
S
2
5
6
2
18
0
2
0
5
2
6
8
14
0
16
11
1
7
2
11
3
0
6
14
2
5
8
5
2
4
T
26
5
33
2
36
2
3
1
12
6
27
27
39
6
39
26
2
39
4
22
14
4
14
27
10
1
27
3
3
2
C
2
0
6
0
10
3
0
1
5
1
3
7
4
2
10
8
1
3
1
8
0
0
4
8
3
1
8
1
0
1
N
3
4
0
0
3
0
0
2
0
4
1
2
0
2
1
3
2
2
6
0
3
4
2
0
1
2
0
6
0
1
P
16
17
0
0
2
1
0
2
3
13
3
2
4
9
8
7
1
11
15
4
14
10
13
2
10
7
1
20
4
5
D
S
16
19
1
4
6
0
2
4
0
13
2
1
3
5
4
5
3
10
13
2
5
14
7
1
4
3
0
14
5
2
T
11
25
2
3
14
2
5
3
3
29
6
2
2
16
4
6
6
28
34
10
11
32
21
2
16
17
1
36
10
5
C
10
9
1
2
3
0
0
4
0
10
1
0
0
5
3
4
3
9
7
2
3
6
9
0
4
6
0
5
2
2
N
1
1
3
4
1
0
2
3
2
1
3
0
0
0
0
1
1
3
1
1
0
2
1
3
3
1
0
3
1
8
P
1
3
2
8
10
0
7
5
16
4
1
1
2
0
0
5
3
11
4
2
4
3
2
4
11
2
2
5
1
20
E
S
1
0
1
1
4
0
2
6
7
6
3
1
1
0
1
3
1
10
8
5
8
2
1
3
12
2
0
2
1
19
Tabela 3: Aproximação da porcentagem de acertos em cada questão, onde N = nono
ano, P = primeiro ano do ensino médio, S = segundo ano do ensino médio, T = terceiro
ano do ensino médio e C = cursinho.
Questão
N(%)
P(%)
S(%)
T(%)
C(%)
1
60,00
27,00
7,00
41,00
12,00
2
10,00
8,00%
0,00
25,50
17,50
3
10,00
43,50%
20,50
52,50
35,50
4
40,00
21,50
3,50
43,00
35,50
5
10,00
5,50
0,00
3,00
6,00
6
60,00
78,50
83,00
65,00
59,00
7
10,00
40,50
38,00
49,00
41,00
8
10,00
48,50
14,00
24,00
12,00
9
20,00
43,00
24,00
17,50
23,50
10
40,00
27,00
27,50
24,00
12,00
11
10,00
8,00
7,00
9,50
6,00
12
50,00
57,00
65,50
51,00
53,00
13
0,00
11,00
10,50
3,00
0,00
14
20,00
24,50
17,50
25,50
29,50
15
20,00
30,00
20,50
28,50
12,00
16
10,00
16,00
20,50
46,00
23,50
T
8
4
1
27
8
1
9
9
11
12
1
2
1
0
0
0
2
20
0
16
14
4
4
4
20
0
3
15
3
48
C
1
2
1
6
2
0
3
4
4
4
2
1
0
0
0
0
2
5
3
4
3
2
1
2
5
0
0
4
3
10
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
10,00
10,00
10,00
0,00
0,00
30,00
30,00
50,00
10,00
10,00
20,00
30,00
20,00
10,00
19,00
13,50
11,00
11,00
11,00
32,50
13,50
24,50
5,50
5,50
40,50
13,50
30,00
13,50
7,00
3,50
27,50
7,00
27,50
10,50
17,50
24,00
7,00
7,00
27,50
7,00
24,00
14,00
12,50
5,00
16,00
16,00
22,00
9,50
19,00
39,50
16,00
0,00
43,00
24,00
53,50
3,00
64,50
0,00
17,50
12,00
17,50
12,00
12,00
35,50
17,50
0,00
47,00
23,50
23,50
6,00
De acordo com as tabelas, as questões com baixo índice de acertos foram 2, 5,
11 (maior índice = 10%), 13 (índices abaixo de 11%), 18 (índices abaixo de 14%), 20
(índices abaixo de 16%), 25, 26 e 30 (índices menores que 14%). Chama a atenção a
questão 26 onde os alunos do terceiro e do cursinho tiveram 0,00% de acertos (80
alunos erraram).
8.3- Análise das respostas de algumas questões:
Sobre a questão 26 que é uma continuação da questão 25 (também de baixo
índice de acertos) a resposta correta é:
E) Com uma velocidade que vai crescendo continuamente.
Pois, levando em conta a resposta da questão 25 (c é a letra correta), ao
dobrar a força, essa ficará maior que a magnitude da força total de resistência,
acelerando assim o bloco (segunda lei de Newton). A maioria dos alunos assinalou a
alternativa “a” como verdadeira, mostrando assim um desconhecimento do princípio
fundamental da dinâmica e uma confusão entre os conceitos de velocidade e força
que onde muitos acham que força é velocidade e vice versa..
As questões 6 e 12 foram as duas únicas questões que tiveram mais de 50%
de acertos em todas séries. Essas questões mostram um relativo conhecimento dos
alunos em cinemática no que diz respeito ao entendimento de trajetória (depende de
um referencial para ser definida).
Sobre a questão 13, a maioria dos alunos marcou a letra c como sendo a
resposta certa o que reflete um pensamento Aristotélico (impetus). Como o objeto para
e começar a descer a força de impetus ascensional deixa de existir segundo a lógica
da resposta.
9- Considerações finais:
Os questionários deixados com os coordenadores nas escolas públicas não
foram aplicados, devido à greve de professores. Segue a notícia abaixo que comprova
isso:
“Professores da rede estadual de São Paulo mantêm greve”, Do UOL, em São Paulo
29/05/201516h26 - Atualizada 29/05/2015, 17h10.
http://translate.google.com.br/translate?hl=ptBR&sl=en&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Force_Concept_Inventory&prev=search
http://www.academia.edu/2696219/Final_Evaluation_Report_for_FIPSE_Grant_P1
16P50026_Evaluation_of_the_Workshop_Physics_Dissemination_Project
SAVINAINEN, A.; SCOTT, P., The Force Concept Inventory: a tool for monitoring
student learning. Physics Education, Bristol, v.37, p.45-52, jan., 2002.
“PERCEPÇÃO DO CONCEITO DE FÍSICA EM DIFERENTESESTÁGIOS DE
FORMAÇÃO DO ALUNO” - Cristina Giolo – monografia (UNICAMP – 2014).
http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/v21_187.pdf (Teoria do impetus)
https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/viewFile/21757941.2008v25n3p561/8450