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Tipo: Dissertação
Título: Estudo do princípio fundamental da dinâmica através da Máquina de Atwood usando a plataforma Arduino
Autor(es): Levy, Wagner Ribeiro
Orientador: Dias, Nildo Loiola
Palavras-chave: Ensino de Física;Máquina de Atwood;Dinâmica;Physics teaching
Data do documento: 2018
Citação: LEVY, W. R. Estudo do princípio fundamental da dinâmica através da Máquina de Atwood usando a plataforma Arduino. 2018. 131 f. Dissertação (Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Resumo: O estudo da Segunda Lei de Newton, da Dinâmica, associado ao experimento da Máquina de Atwood cria um ambiente onde a interação do aluno com dados científicos e teoria exerça influência significativa na apropriação de conceitos físicos apresentados em sala de aula. Os conceitos sobre o movimento estabelecidos há séculos e ensinados nas escolas de Ensino Médio constituem temas constantes de debates e reflexões no campo do Ensino, especificamente quando o assunto é Ciência. Pesquisadores defendem a importância do laboratório didático na construção de um ambiente favorável à aprendizagem por proporcionar a possibilidade de interação entre aluno, fenômeno físico, dados experimentais (que fazem parte da linguagem científica), teorias físicas, desenvolvimento matemático e assim por diante. As tecnologias eletrônicas-digitais presentes em smartphones e computadores, junto com as ferramentas de transferência de dados, constituem uma realidade que fatalmente seria inserida no processo de ensino. Desse modo, usando uma mesclagem entre a necessidade de se trabalhar concretamente conceitos físicos e a possibilidade de fazer isso por meio de experimentos reais, analisados com auxílio de tecnologias disponíveis e de fácil acesso, foi construída uma Máquina de Atwood de forma basicamente artesanal para aplicações em aulas sobre o Princípio Fundamental da Dinâmica usando a plataforma Arduino, módulo de comunicação bluetooth, celular e aplicativos. A ideia é que esse equipamento possa constituir uma ferramenta funcional e eficiente em alcançar esse objetivo. Ele mantém a simplicidade de construção e operação, porém os testes realizados mostraram considerável precisão em realizar medições de tempo. O equipamento foi submetido a várias simulações de uso tendo os seus resultados analisados, levando ao aprimoramento do seu funcionamento. O uso da Máquina de Atwood capaz de gerar dados científicos propicia uma participação dialógica ativa do aluno, permitindo que o mesmo possa interagir com o equipamento e dele extrair elementos que o levem a se apropriar da linguagem científica, fundamental para a compreensão das teorias físicas.
Abstract: The study of Newton's Second Law of Dynamics associated with the Atwood Machine experiment creates an environment where student interaction with scientific data and theory exerts a significant influence on the appropriation of physical concepts presented in classrooms. The concepts of movement established centuries ago and taught in high schools are constant themes of debates and reflections in the field of Teaching, specifically when the subject is Science. Researchers defend the importance of the didactic laboratory in the construction of an environment conducive to learning by providing the possibility of interaction between student, physical phenomenon, experimental data (which are part of the scientific language), physical theories, mathematical development and so on. The electronic-digital technologies present in smartphones and computers, together with the tools of data transfer, constitute a reality that would fatally be inserted in the teaching process. Thus, using a mixture between the need to work concretely on physical concepts and the possibility of doing this through real experiments, analyzed with the aid of available and easily accessible technologies, an Atwood Machine was built in a basically handmade way for applications in classes on the Fundamental Principle of Dynamics using the Arduino platform, bluetooth communication module, mobile and applications. The idea is that this equipment can be a functional and efficient tool in achieving this goal. It maintains the simplicity of construction and operation, but the tests performed showed considerable precision in taking measurements of time. The equipment was submitted to several simulations of use and its results analyzed, leading to the improvement of its operation. The use of the Atwood Machine capable of generating scientific data allows an interactive participation of the student, allowing him to dialogue with the equipment and extract elements that take him/her to appropriate scientific language, fundamental to the understanding of physical theories.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/35865
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