O Ensino de Física e a noção de Campo Elétrico: analisando

O Ensino de Física e a noção de Campo Elétrico: analisando atividades
com material experimental de baixo custo
Tamires Cristina Candido Marques, Eugenio Maria de França Ramos (Prof. Dr. / Orientador). UNESP Campus de Rio Claro, IB, Licenciatura em Física, [email protected], CAPES PIBID.
Palavras Chave: Campo Elétrico, Ensino de Física, Vetor Eletrostático.
Introdução
Neste estudo foi analisado como a aplicação de um
experimento de baixo custo pode auxiliar o ensino do
conceito de campo elétrico. As atividades foram
desenvolvidas em uma escola de educação básica,
parceria com o projeto PIBID, especificamente no 3º ano
de ensino médio. Campo elétrico é um conceito não trivial,
introduzido por Faraday, que oferece a representação do
efeito de uma carga elétrica em seu entorno. Em nosso
caso, o conceito de campo elétrico, apesar de ser um
conceito abstrato, foi trabalhado com a ajuda do
experimento de baixo custo denominado “Vetor
Eletrostático”, oferecendo a oportunidade de observar
efeitos de interação de cargas elétricas sem introduzi-lo
apenas por meio de formulação matemática.
Objetivos
Discutir o ensino do conceito de campo elétrico por meio
de atividades didáticas experimentais, utilizando o Vetor
Eletrostático.
Material e Métodos
O material utilizado foi um
experimento de baixo custo
conhecido
como
Vetor
Eletrostático.
A
construção
deste
experimento é feita com os
seguintes
materias:
papel
cartão, canudo dobravél, meia
de nylon, fita crepe, bases de
gesso e canudos comum de
refresco.
O papel cartão foi recortado
como uma seta para simbolizar
Fig. 1:
o vetor. Em seguida foi retirado
Representação
esquemática do vetor
um único fio de nylon da meia e
eletrostático.
colado no centro de massa da
seta, procurando uma posição
em que esta fique equilibrada. Uma vez dobrado o
canudo, fixou-se o outro lado do fio de nylon com a
intenção de manter a seta pendurada por este fio. Para
finalizar a montagem foi colocado o canudo dobravél na
base de gesso.
Para a atividade de Ensino de Física aqui discutida,
realizamos na escola mencionada um curso de curta
duração fora do horário de aula, no qual os próprios
alunos no início construiram cada um o seu experimento,
oportunidade em que houve uma breve discussão teórica
sobre o conceito de campo elétrico. Em seguida com o
XXV Congresso de Iniciação Científica
uso do vetor, os estudantes mapearam as linhas de força
que representa o campo elétrico de cargas positivas e
negativas, através de dois meios distintos de eletrização
(contato e indução), finalizando com a parte teórica de
campo elétrico e exercícios teóricos para que
respondessem sobre tudo feito naquele curso.
Resultados e Discussão
No experimento realizado foi obtido, com as direções do
vetor, as linhas de força dos campos elétricos de cargas
positivas e negativas mostrando que em cargas positivas
as linhas de forças são representadas como de
afastamento enquanto que de cargas negativas são de
aproximação, tal qual a convenção aceita na Física.
A partir das observações experimentais passou-se a tratar
das representações do campo elétrico, ou seja, que as
linhas de força são representações do campo elétrico, na
qual foi um modelo teórico sugerido por Michael Faraday
para a representação de forças que agem a distância, ou
seja, sem contato entre os corpos. Após o experimento,
foi proposto aos alunos que representassem teoricamente
no papel as linhas de forças de duas cargas negativas,
duas positivas e uma positiva e negativa, situações que
não foram observadas de maneira experimental nas
demonstrações realizadas, como forma de acompanhar
se os alunos haviam dominado o conceito de campo
elétrico e a forma de representação do mesmo.
Conclusões
Analisando as atividades realizadas foi possível perceber
que o trabalho ofereceu um melhor entendimento do
conceito de campo elétrico, comparando com o que é
oferecido em livros didáticos de educação básica, como
1
2
os de Máximo e Alvarenga , Sampaio e Calçada . Ao
colocar o experimento do vetor eletrostático em
funcionamento oferecemos aos estudantes oportunidade
de perceber a geometria esférica do campo de uma carga
elétrica bem como sua influência no espaço ao redor do
corpo analisado.
Entendemos que o conceito de campo vivenciado desta
forma não substitui suas representações teóricas e o
cálculo
matemático, mas permite
aprimorar o
entendimento de tal conceito, acrescentado ao
aprendizado do estudante interações que não são
observadas em aulas tradicionais de Física para o Ensino
Médio.
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Ferreira, N. C. e Ramos, E.M. de F. Cadernos de instrumentação para o
ensino de física: eletrostática, Rio Claro: UNESP/IB, 2008.
MÁXIMO, A. e ALVARENGA, B. Curso de Física. Vol 3, 6ª ed. São Paulo:
Scipione, 2005.
SAMPAIO, J. L. e CALÇADA, C. S. Física. 2ª ed. São Paulo: Atual, 2005.