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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.
17
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.
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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.
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