calculadora termométrica: a interdisciplinaridade

CALCULADORA TERMOMÉTRICA: A INTERDISCIPLINARIDADE
ENTRE MATEMÁTICA E FÍSICA POR MEIO DA EXPRESSÃO
GRÁFICA
Instituição de Ensino
Colégio Estadual Padre Cláudio Morelli
Bolsistas ID
Gessiel Nardini Sperotto
Denis Gomes Missão
Eduarda de Almeida Gomes
Supervisor
Thadeu Angelo Miqueletto
Coordenador
Prof. Dr. Anderson Roges Teixeira Góes
1. INTRODUÇÃO
O presente trabalho foi desenvolvido a partir de pesquisas do Programa
Institucional de Bolsa de Iniciação a Docência (PIBID) da Universidade Federal
do Paraná (UFPR) – aplicado em uma turma do 2º ano do Ensino Médio no
Colégio Estadual Padre Cláudio Morelli. Essa atividade envolve um projeto de
interdisciplinaridade entre a disciplina de Física e de Matemática, a qual
consiste na construção de um material manipulável que indique comparações
entre as diferentes escalas termométricas (Celsius, Farenheit e Kelvin). Como
Góes (2012, p. 53) define
“A Expressão Gráfica é um campo de estudo que utiliza
elementos de desenho, imagens, modelos, materiais
manipuláveis e recursos computacionais aplicados às diversas
áreas do conhecimento, com a finalidade de apresentar,
representar, exemplificar, aplicar, analisar, formalizar e
visualizar conceitos. Dessa forma, a Expressão Gráfica pode
auxiliar na solução de problemas, na transmissão de ideias, de
concepções e de pontos de vista relacionados a tais conceitos”.
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Com a proposta de representar o conteúdo estudado em física,
utilizando de cálculos matemáticos para a devida construção, a atividade vem
para servir de análise e formalização do conteúdo referente as escalas
termométricas.
2. OBJETIVOS
Durante a construção pode ser trabalhado vários conceitos relacionados
ao conteúdo de Matemática, por exemplo, cálculo de área de várias figuras
planas, cálculo de volume de cilindros e transformações de unidades de
medida. Enquanto também se trabalha os conteúdos de física relacionados a
dinâmica de fluídos, pressão, além do conteúdo ao qual a atividade pretende
alcançar: escalas termométricas.
Com a manipulação do material já construído pode-se verificar
instantaneamente a comparação entres as três escalas termométricas Celsius,
Farenheit e Kelvin, ou seja, se fornecemos um valor em uma determinada
escala logo temos o valor para as outras duas escalas.
3. RECURSOS

Madeira reaproveitada (estrutura principal e suportes);

Mangueira de nível (indicador de valores);

Cano PVC reutilizado (bomba de água);

Sola de sapato (êmbolo).
4. PROPOSTA E APLICAÇÃO DAS ATIVIDADES
A proposta desta atividade é baseada inteiramente na construção do
material, feita pelos próprios alunos com o auxílio e orientação do professor
supervisor e dos bolsistas do PIBID. Durante a construção do material surgem
diversos problemas matemáticos, os quais precisam ser resolvidos para que a
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estrutura do material seja perfeitamente construída, apresentando uma boa
estética e grande precisão na conversão das escalas termométricas.
4.1.
Confecção do material
A estrutura do material é montada de forma que as mangueiras de nível
são posicionadas verticalmente nessa estrutura, estas que irão apontar as
respectivas temperaturas em cada escala (Celsius, Farenheit e Kelvin)
conforme varia o nível da água em seu interior.
A água responsável por apresentar as temperaturas comparadas nessa
escala, é bombeada por uma bomba confeccionada com o cano de PVC. Essa
bomba fica na parte de trás da estrutura, e funciona como uma seringa,
conforme ela é pressionada para baixo, o nível da água sobe e quando
retornamos o nível abaixa.
Para saber o quanto de água seria necessário para suprir as três
mangueiras com 1,80m de altura, foi feito o seguinte cálculo:
Imaginando essa mangueira como um cilindro, para encontrar seu
volume basta aplicar os valores na fórmula V = π r² h, onde V = volume, r=raio
da mangueira, h=altura. Assim temos:
V = π (0,5cm) ². 180cm
V = 141,3 cm³ de água.
Sabendo que 1dm³ = 1L, então 141,3cm³ = 0,14L.
Multiplicando esse valor por 3, temos que ter uma bomba capaz de
suportar e bombear 0,42L.
Para esse cano, é feito o mesmo cálculo anterior, para se obter as
dimensões da bomba.
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Figura 1: Alunos terminando a estrutura principal da calculadora
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Figura 2: Aluno colando a mangueira na bomba responsável por bombear a água que
indicará a temperatura na calculadora
5. RESULTADOS
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A calculadora construída trabalhou como o esperado. Ao ser aplicada
determinada força sobre a bomba, o nível da água subiu pelas mangueiras de
nível e apresentou a comparação de temperaturas em diferentes escalas
termométricas.
Construindo o material desde o início com os alunos, coletando ideias e
sugestões, foi possível observar diferentes habilidades e facilidades com
determinados conteúdos e atividades pelos alunos. A prontidão e dedicação
resultaram no que era almejado. Foi visto que os alunos compreenderam os
conteúdos físicos ali envolvidos, que, durante a aula teórica não tinha sido
absorvido.
6. REFERÊNCIAS
GÓES, Heliza Colaço. Expressão Gráfica: esboço de conceituação. 2012.
123 p. Dissertação (Mestrado – Programa de Pós-Graduação em
Educação em Ciências e em Matemática) – Setor de Ciências Exatas,
Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2012.
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