SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA O ESTUDO DOS CONCEITOS … · Ao meu pai Raimundo Nonato ... do primeiro ano A, pela compreensão, apoio, entusiasmo, ... 3.1 Sequencia Didática

SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA O ESTUDO DOS CONCEITOS BÁSICOS DAS

FORÇAS AERODINÂMICAS ENVOLVIDAS EM AVIÕES DE PAPEL E DE

DEPRON.

CARLA PATRÍCIA DE CARVALHO

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação da UNIVASF (Universidade Federal Vale do São Francisco). No Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física.

Orientadora:

Profª. Drª Mariele Pinheiro Gonçalves

Juazeiro-BA 2017

Dedico este trabalho a toda minha família, em especial a minha mãe Zilda, com toda

gratidão por sempre ter me apoiado e incentivado aos estudos. Ao meu pai

Raimundo Nonato (in memorian). A minha filha Danúbia e meu esposo Tércio, pelo

apoio e paciência.

AGRADECIMENTOS

Etapa essa que significa a finalização de um período intenso e eletrizante, que faz com

que lembramos de todo apoio que nos foi facultado desde o início.

Primeiramente agradecer à Deus, pela proteção e força divina.

À minha mãe Zilda, pela paciência, apoio e amor.

À minha filha Danúbia, pela paciência e compreensão da minha ausência em vários

momentos.

A meu esposo Tércio, pela paciência, força, compreensão e companheirismo.

À minha professora e orientadora Mariele Pinheiro, por sua paciência e compromisso.

Aos meus colegas do curso de Mestrado: Alciclébio, Lid, George, Nivaldo, Renato,

Gregório, em especial ao meu amigo Murilo, pela força e apoio; a minha grande amiga Érica,

por me ajudar e aconselhar em todos os momentos difíceis, sem você não teria conseguido,

amigas para sempre.

A minha amiga Valéria, pela insistência na inscrição do curso, pelo apoio e torcida

durante todo o curso, obrigada por fazer parte da minha vida, sem você nada disso teria

acontecido.

Aos meus amigos que me deram apoio para o ingresso do curso: Veronilda Teles, Silva

Guimarães e Edileusa Coutinho.

Às cunhadas, sogro e sogra, pela força;

Aos meus tios e tias, pela força e orações.

Aos meus avós: Antônio e Antônia, pela força e apoio.

A meu amigo Leonel, pela paciência e grande ajuda.

À todas as minhas amigas que me apoiaram em todos os sentidos, em especial: Ailene,

Aucilene, Aurilene, Cintia, Feliciana, Francília, Isabel, Lídia, e Socorro, muito obrigado pela

amizade de vocês.

Aos amigos Francisco Epifânio e Luiza Cecília, pela força e apoio no primeiro ano de

curso, meu muito obrigado.

A todos os conhecidos que torceram por mim direto e indiretamente.

À família da Unidade Escolar Rafael Manoel da Costa, pelo apoio e flexibilidade

durante esse tempo e pela permissão à aplicação do produto educacional na escola; a diretora

Idê Xavier, pela compreensão.

A todos os alunos da Unidade Escolar Rafael Manoel da Costa, em especial aos alunos

do primeiro ano A, pela compreensão, apoio, entusiasmo, dedicação, alegrias e desempenho em

todas as etapas.

A todos os professores do MNPEF da UNIVASF de Juazeiro-BA, obrigado pelo apoio.

Ao professor Dr. Makarius Oliveira Tahim, pela grande colaboração e atenção.

À SBF pela criação do MNPEF.

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pelo

apoio financeiro.

“Não existem sonhos impossíveis para aqueles que realmente acreditam que o poder

realizador reside no interior de cada ser humano. Sempre que alguém descobre esse poder,

algo antes considerado impossível, se torna realidade.

Albert Einstein”

RESUMO

https://www.pensador.com/autor/albert_einstein/



DEPRON.

Carla Patrícia de Carvalho

Orientadora:

Profª Drª. Mariele Pinheiro Gonçalves

Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação da

Universidade Federal do Vale do São Francisco no Curso de Mestrado Profissional

de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos necessários à obtenção do

título de Mestre em Ensino de Física

O ensino da Física tem gerado muita dificuldade de aprendizagem: materiais didáticos

complexos, déficit de aprendizagem, falta de interesse dos alunos, aulas desinteressantes.

Diante disso necessita aos profissionais da área de Física buscar meios para deixar as aulas mais

atraentes. Pensado nisso foi proposto essa sequência didática para o estudo dos conceitos

básicos das forças aerodinâmicas envolvidas em aviões, aviões de papel e de depron, para

alunos do 1º ano do ensino médio, como uma opção de reforço no ensino da Física. Este trabalho

foi desenvolvido com a participação dos alunos do 1º ano “A” do Ensino Médio da Unidade

Escolar Rafael Manoel da Costa. Foi aplicado um questionário que traz dados importantes sobre

as noções básicas destes alunos com aerodinâmica nos voos. Foram realizados experimentos e

competições com aviões de papel, montagem e lançamento de um avião de depron. Os

resultados mostram que aulas práticas desenvolve a curiosidade e desperta o interesse e

participação dos estudantes, além de desenvolver noções básicas sobre essa área importante da

Física que é a Aerodinâmica.

PALVRAS CHAVE: Ensino de Física, Aeromodelo e Aerodinâmica

Juazeiro-BA

2017

ABSTRACT

PROPOSAL OF DIDACTIC SEQUENCE FOR THE STUDY OF THE BASIC CONCEPTS

OF AERODYNAMIC FORCES INVOLVED IN AIRCRAFT, PAPER AND DEPRON

AIRCRAFT

Carla Patrícia de Carvalho

Orientadora:

Profª Drª. Mariele Pinheiro Gonçalves

Master's Dissertation submitted to the Post-Graduation Program of the Federal

University of the Valley of the São Francisco in the Professional Masters Course of

Physics Teaching (MNPEF), as part of the requirements necessary to obtain the

Master's Degree in Physics Teaching

The teaching of physics has generated a lot of learning difficulties: complex didactic materials,

learning deficits, lack of student interest, and uninteresting lessons. He said that physics

professionals need to find ways to make classes more attractive. With this in mind, we propose

this didactic sequence for the study of the basic concepts of aerodynamic forces involved in

airplanes, paper airplanes and depron aircraft, for high school students as an option to reinforce

the teaching of physics. This work was developed with the participation of students of the 1st

year of the High School of the Rafael Manoel da Costa School Unit. A questionnaire was

applied that brings important data about the basics of these students with aerodynamics on the

flights. Experiments were performed with paper airplanes and depron. The results show that

practical classes develops curiosity and awakens students' interest and participation, as well as

developing basic notions about this important area of Physics that is Aerodynamics.

KEY WORDS: Physics Teaching, Aeromodel and Aerodynamics

Juazeiro-Ba

2017

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: (A): Partida brusca de uma moto e (B): freada brusca de uma moto ..................... 16

Figura 2: (A): empurrando um carro vazio e (B): empurrando um carro com passageiros..... 17

Figura 3: pé em contato com o chão ............................................................................... 17

Figura 4: perfil de uma asa, explicando a sustentação....................................................... 18

Figura 5: diagrama de um corpo livre de avião de papel ................................................... 19

Figura 6: Frente da Unidade Escolar Rafael Manoel da Costa ........................................... 23

Figura 7: Materiais para a dinâmica ............................................................................... 26

Figura 8: Dinâmica com as equipes: Equipes A, B e C ..................................................... 26

Figura 9: demonstrando as forças ................................................................................... 28

Figura 10: motor de avião, para explicação da tração ....................................................... 29

Figura 11: desenho da frente de um avião mostrado os winglets nas pontas das asas. .......... 30

Figura 12: Formação da força resultante ......................................................................... 30

Figura 13: desenho na explicação do ângulo de ataque e do stol ........................................ 31

Figura 14: desenho apontando as partes moveis de um avião ............................................ 31

Figura 15: tipos de perfis .............................................................................................. 31

Figura 16: Alguns aviões feitos pelos alunos ................................................................... 33

Figura 17 – A Competidores da modalidade a distância. B) Finalistas do primeiro lançamento

.................................................................................................................................. 34

Figura 18: Avião que ganhou a competição distância. ...................................................... 34

Figura 19: (A) Competidoras da modalidade tempo. (B) Finalistas do primeiro lançamento. 35

Figura 20: Avião planador que ganhou a competição, na modalidade tempo ....................... 35

Figura 21: Finalistas das duas modalidades ..................................................................... 36

Figura 22: Roda de conversa ......................................................................................... 37

Figura 23: Ganhadores da modalidade (A) distância (B) tempo. ........................................ 37

Figura 24: Partes da planta impressa. ............................................................................. 38

Figura 25: (A ) Partes da fuselagem no depron e (B) - Fuselagem pronta ........................... 39

Figura 26: Perfil da asa feita (A) com isopor de 2cm e (B) de isopor com o depron. ............ 39

Figura 27: Aeromodelo pronto ...................................................................................... 40

Figura 28: Peso dentro da fuselagem .............................................................................. 40

Figura 29: Alunos com o aeromodelo e o primeiro tipo de asa, asa reta .............................. 41

Figura 30: Segundo tipo de asa, asa com as pontas menores ............................................. 41

Figura 31: Terceira asa, com winglets nas pontas ............................................................ 42

Figura 32 Lançamentos do Aeromodelo ......................................................................... 42

Figura 33: Aeromodelo voando ..................................................................................... 42

Figura 34: Aeromodelo planando ................................................................................... 43

Figura 35: Voo do aeromodelo com winglets nas asas .................................................... 43

Figura 36: Interação entre os alunos após os lançamentos ................................................. 44

Figura 37: Resultados do primeiro questionamento .......................................................... 45

Figura 38: Resultados do segundo questionamento .......................................................... 46

Figura 39: Resultados do terceiro questionamento ........................................................... 47

Figura 40: Resultados do quarto questionamento ............................................................. 49

Figura 41: Resultados do quinto questionamento ............................................................. 50

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 11

1.1 Objetivos ............................................................................................................................ 12 1.1.1 Objetivo Geral ............................................................................................................................. 12 1.1.2 Objetivos Específicos ................................................................................................................... 12 1.1.3 Justificativa ................................................................................................................................. 13

1.2 Organização da Pesquisa ................................................................................................. 13

2 O ENSINO DA MECÂNICA DOS FLUIDOS ................................................................. 15

2.1 Aspectos Pedagógicos da Aerodinâmica ......................................................................... 15

2.2 O Ensino da Aerodinâmica .............................................................................................. 15

2.2.1 As Forças Aerodinâmicas ............................................................................................................. 15

2.3 Aviões de Papel e Aeromodelo de Depron no Ensino de Física ................................... 18

3. APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA ............................................................................. 19

3.1 Sequencia Didática ........................................................................................................... 19

3.2 Avaliação Diagnostica ...................................................................................................... 20

3.3 Experimentação no Ensino de Física .............................................................................. 21

4 METODOLOGIA ................................................................................................................ 22

4.1 Sequência Didática ........................................................................................................... 22

4.2 Descrição da Escola .......................................................................................................... 22

4.3 Aplicação da Sequência .................................................................................................... 23

5 RESULTADOS E ANÁLISES ........................................................................................... 25

5.1 Relato das Aulas ............................................................................................................... 25

5.2 Produção do Aeromodelo ................................................................................................. 37

5 3 Analises dos Questionários Antes e Depois da Aplicação da Sequência Didática ...... 44

CONSIDERAÇÕES FINAIS- ............................................................................................... 50

REFERÊNCIAS ..................................................................................................................... 52

ANEXOS ................................................................................................................................. 55

11

1 INTRODUÇÃO

A aplicação da sequência didática foi baseada na relevância da aerodinâmica e na

percepção em que o ensino da Física nas escolas estão concentrados na transmissão dos

conteúdos didáticos teoricamente, então se propôs trabalhar uma sequência didática sobre

conceitos básicos da aerodinâmica utilizada nos voos de maneira mais dinâmica, onde os

alunos participam ativamente de cada etapa.

A aerodinâmica é de grande importância para a humanidade, pois foi dominando esses

conhecimentos que o homem conseguiu ir a distâncias mais longas, conseguiu superar

fronteiras. Seu crescimento ocorreu a partir do momento que foi empregada na aviação de

grande escala, pois juntamente com o domínio dos ares veio grandes conquistas e

transformações na sociedade. Essa transformação é um dos pontos que faz os educandos a

despertarem para observação dos voos.

As Orientações Educacionais Complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais

(PCN+) apontam com objetivo da área de Ciências da Natureza “compreender o conhecimento

científico e o tecnológico como resultados de uma construção humana, inseridos em um

processo histórico e social” (BRASIL, 2002, p. 67), é importante a discussão sobre esse tema

e a busca por intervenções em sala de aula que a contemplem.

Neste sentido o presente projeto objetiva trabalhar com os conceitos básicos da

Aerodinâmica – Importante ramo da Mecânica dos Fluidos que estuda a dinâmica dos corpos

que se movem dentro de fluídos, como o ar – através da confecção de aviões de papel e depron

e uma competição a fim de trabalhar com as quatro forças aerodinâmicas: Sustentação, Arrasto,

Peso e Tração, uma vez que uma abordagem centrada na visualização, verificação e

experimentação de fenômenos físicos, e não na sua descrição puramente teórica, mesmo que

qualitativa, tende a contribuir de forma eficaz na absorção dos conceitos visto que a Física é

uma disciplina de caráter observacional. Portanto, com a Física do Voo é possível obter

parâmetros aerodinâmicos importantes que estão sendo negligenciados no ensino atual.

Desenvolvendo nos alunos do 1º ano do Ensino Médio a curiosidade, o interesse e a

motivação pela Física através da prática, sugerindo esta proposta didática, teve-se a pretensão

de compartilhar como trabalhar um assunto estudado nas aulas de Física, por meio de aulas

atrativas e descomplicadas, onde se acredita que ao associar essa recomendação os discentes

serão oportunizados a participar de um trabalho prático, contribuindo na expansão de novas

cognições e impulso a inovações atuais de aprendizagem.

12

A sequência didática se dividiu em 4 etapas, com duração de seis aulas de 50 minutos

cada. A primeira e segunda etapa teve duração de duas aulas (1h e 40min) a terceira e quarta

etapa teve duração de duas aulas cada (1h e 40min).

A 1ª etapa permitiu ao professor, identificar os conhecimentos prévios dos alunos sobre

fundamentos da aerodinâmica, relembrou se dos conceitos das Leis de Newton e o

conhecimento do que diz a teoria do princípio de Bernoulli, fez se uma avaliação diagnóstica

com cinco (5) questões, que foi aplicada na 1ª e 3ª etapa, realização de uma dinâmica onde os

alunos perceberam o movimento de outro objeto no ar, na 2ª etapa teve as informações e regras

sobre a competição de aviões de papel, além de dicas para pesquisa.

Na 3ª etapa falou se do conhecimento sobre aerodinâmica e suas forças através de

imagens e conceitos. Foi refeita a avaliação diagnóstica após o conhecimento do conteúdo. Na

4ª etapa teve a montagem dos aviões de papel e a competição, cada aluno fez seu modelo de

avião de acordo com a modalidade que escolheu para competir, após a montagem os alunos

praticaram com seus aviões, antes da competição. No campeonato ocorreu primeiro uma

modalidade depois a outra (modalidade distância e modalidade tempo).

O passo a passo para a construção do aeromodelo, esteve na parte final do produto, como

sugestão, onde o professor construiu com os alunos, utilizando aulas extraclasse. O aeromodelo

feito de

.

1.1 Objetivos

1.1.1 Objetivo Geral

Apresentar aos alunos do 1º ano do Ensino Médio as primeiras noções básicas de

aerodinâmica, mostrado através de explicações com imagens e exemplos práticos: lançamento

de aviões de papel e criação de aeromodelo de depron. Além disso pretende-se desenvolver

nestes alunos a curiosidade, despertar o interesse pela Física.

1.1.2 Objetivos Específicos

Mostrar aos alunos noções básicas da aerodinâmica através de princípios físicos.

13

Desenvolver nos alunos do 1º ano do Ensino Médio a curiosidade, o interesse e a

motivação pela Física através da prática.

Demonstrar aos alunos do 1º ano do Ensino Médio noções básicas de voos e de

aerodinâmica através do lançamento de aviões de papel e aeromodelo de depron.

1.1.3 Justificativa

Ao sugerir esta proposta didática, teve-se a pretensão do compartilhamento de como

trabalhar um assunto pouco estudado em aulas de Física. Por meio de aulas atrativas e

descomplicadas, onde se acredita que ao associar essa recomendação os discentes serão

oportunizados a participar de um trabalho prático, contribuindo na expansão de novas cognições

e impulso a inovações atuais de aprendizagem. Justificando similarmente ao pouco uso

metodológico da Física em ensinamentos práticos nas escolas, deixando assim uma lacuna na

mente do aluno entre as teorias explicadas e como elas funcionam. Apesar das infinidades de

práticas, ainda existe uma grande indisposição por parte de alguns docentes. Tendo a disposição

um material didático com tutorial de aulas práticas se torna mais vertiginoso e oportuno

ministrar aulas diferenciadas. Além do mais, a aerodinâmica é um assunto fascinante em todos

os seus aspectos, e trabalhar seus conceitos básicos de forma dinâmica acenderá a curiosidade

dos alunos. Esses foram os motivos a trabalhar esse tema.

1.2 Organização da Pesquisa

A pesquisa foi organizada da seguinte forma: neste capítulo que entre outros aspectos

buscou trazer a importância de pesquisar sobre aerodinâmica e sua contribuição para a aviação,

os objetivos da pesquisa, a justificativa, e passar as primeiras impressões sobre a pesquisa.

O Capítulo II, denominou-se Referencial Teórico, apresentou se os aspectos

relacionados ao Ensino da Aerodinâmica, as Forças Aerodinâmicas, os Aspectos Pedagógicos

da Aerodinâmica.

O Capítulo III, também denominado Referencial Teórico, apresentou se os conceitos

de Sequência Didática, Avaliação Diagnóstica, Experimentação no Ensino de Física e Aviões

de Papel e eromodelos de Depron no Ensino de Física.

O Capítulo IV, denominado Metodologia traz a Organização da Sequência didática, a

descrição da escola e o Relato das Aulas.

14

O Capítulo IV, denominado Análises dos Questionários Antes e Depois da Aplicação

da Sequência Didática, apresenta os resultados obtidos nos questionamentos feito aos alunos.

Capítulo V, denominado Considerações Finais, dispõe das reflexões e conclusões

obtidas na pesquisa.

O Capítulo VI, apresenta as Referências Bibliográficas utilizadas na pesquisa. E por

fim vem os Anexos com Apêndices e documentos usados no decorrer da pesquisa.

15

CAPÍTULO II- REFERENCIAL TEORICO

2 O ENSINO DA MECÂNICA DOS FLUIDOS

2.1 Aspectos Pedagógicos da Aerodinâmica

Segundo Paula (2011), o interesse e a curiosidade pela aviação é algo natural nas

crianças e esse despertar de saber como essas máquinas funcionam continua no momento que

esses jovens tem contato com a Física, especialmente quando se trabalha aerodinâmica. Neste

sentido (PAULA, 2011, p.01-02) afirma que

Cabe ao educador ter consciência deste potencial juvenil que tem sobre seu

controle e transformá-lo em ação educacional. Ensinar aerodinâmica é uma grande

oportunidade pedagógica para despertar o conhecimento que está reminiscente na

curiosidade natural das pessoas. Estimular a curiosidade passo a passo, à medida que

se aprofunda no mundo da aeronáutica, bem como o prazer pelo despertar científico

ao desvendar os segredos do voo, é a base pedagógica para educação em aerodinâmica

e aeronáutica (PAULA, 2014, p.01-02).

2.2 O Ensino da Aerodinâmica

O Instituto de Aviação Civil (IAC, 2002) define a aerodinâmica como o ramo da física

que trata do movimento do ar (ou outros gases) e das forças agindo sobre um objeto em

movimento nele imerso, ou de um objeto que esteja estacionário em uma corrente de ar.

O termo aerodinâmica é derivado da combinação de duas palavras gregas “AER”,

significando ar; e "DYNE", significando força (de potência). Assim, quando juntamos aero e

dinâmica, temos aerodinâmica, significando o estudo dos objetos em movimento através do ar

e as forças que produzem ou mudam tal movimento (IAC, 2002).

2.2.1 As Forças Aerodinâmicas

De acordo com a Associação Brasileira de Aviação Geral (ABAG, 2016) o princípio

do voo pode ser explicado pela 3ª Lei de Newton, (ação e reação) que rege as forças surgidas

da interação entre corpo sólido e fluido ou forças aerodinâmicas que são: Sustentação, força

responsável por manter a aeronave no ar resultante da interação da asa com o escoamento;

16

Arrasto força de resistência ao movimento da aeronave no ar; Peso, inerente à massa e à

gravidade (P = mg); Tração ou Empuxo ( força gerada pelo(s) motor(es) oposta ao arrasto

(exceções: planadores, asas-delta, paragliders)

O Princípio da Inércia, De acordo com PIETROCOLA (2010), a Primeira Lei de

Newton diz que todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em

linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças imprimidas sobre ele.

Portanto se temos um avião parado no solo, ele somente se moverá se seus motores forem

ligados e a tripulação acionar o voo.

Um corpo em repouso poderá, por sua inércia permanecer em repouso. Um corpo em

movimento poderá, por sua inércia manter-se constante sua velocidade.

Por exemplo: uma moto com duas pessoas, em uma partida brusca, o corpo do

passageiro, que estava em repouso, tende a permanecer em repouso até que uma força aja sobre

ele. Nesse caso, a moto sofre a ação de uma força e se desloca, enquanto o corpo do passageiro

tende a permanecer em repouso, dando a impressão de ir para trás (figura 1A). Em uma freada

brusca, o corpo do passageiro, que estava em movimento, tende a permanecer em movimento

até que uma força aja sobre ele. Nesse caso, ao sofrer a ação de uma força, a moto para, enquanto

o corpo do passageiro tende a permanecer em movimento, continuando a ir para frente (figura

1B).

Figura 1: (A): Partida brusca de uma moto e (B): freada brusca de uma moto

Fonte: Silva e Filho, 2010, p.168 e 169.

A segunda Lei de Newton diz que “a variação do movimento de um corpo é

proporcional à ação efetiva das forças aplicadas e se dá na mesma direção da força resultante”

(PIETROCOLA, 2010, p. 266).

17

Se um avião voar na direção contrária ao vento a velocidade diminuirá, se o vento for

lateral, haverá uma tendência de empurrar a aeronave para outra direção, a menos que o piloto

corrija a ação.

Força resultante: é igual a massa do corpo multiplicada pela aceleração adquirida por

ele, soma vetorial de todas as forças que agem sobre um corpo.

Por exemplo: ao empurrar um carro e ter a resultante não nula das forças que agem

sobre o carro é a mesma, diferenciando somente a massa. Empurrando um carro vazio (figuras

2A), empurrando um carro com passageiros (figura 2B).

Figura 2: (A): empurrando um carro vazio e (B): empurrando um carro com passageiros

Fonte: Silva e Filho, 2010, p.173

A 3ª lei de Newton: Princípio da Ação e Reação, serve para analisar as forças que agem

nos corpos quando há interações entre eles. Onde possui forças com a mesma intensidade,

mesma direção e sentidos opostos.

Essa lei pode ser enunciada da seguinte forma: “A toda ação existe uma reação de

mesma intensidade e direção, mas de sentido oposto” (PIETROCOLA, 2010, p. 271).

Por exemplo: Quando uma pessoa inicia uma caminhada sobre uma superfície, o pé

age empurrando o chão para trás. Nesse mesmo instante, o chão age no pé, no sentido oposto

(figura 3).

Figura 3: pé em contato com o chão

18

Fonte: Silva e Filho, 2010, p.179.

Daniel Bernoulli, um cientista suíço do século XVIII, estudou o movimento de fluidos

em tubos, diz que onde a rapidez do fluido cresce, a pressão interna do mesmo decresce e vice-

versa.

Esse princípio se aplica também as asas de um avião, para compreender melhor a força

de sustentação que mantêm um avião no ar, as asas são construídas de maneira que o ar é

forçado a fluir com mais rapidez na parte superior da asa, onde terá menor pressão e com menor

velocidade na parte de baixo da asa, terá maior pressão (figura 4)

Figura 4: perfil de uma asa, explicando a sustentação

Fonte: http://livrepouso.com.br/porqueoaviaovoa/ disponível em 20 de março de 2017

2.3 Aviões de Papel e Aeromodelo de Depron no Ensino de Física

Das quatro forças básicas da aerodinâmica vistas anteriormente, podemos utilizar três delas

para explicarmos o voo de alguns segundos dos aviões de papel, (Figura 5).

http://livrepouso.com.br/porqueoaviaovoa/

19

Figura 5: diagrama de um corpo livre de avião de papel

Fonte: http://fisicagrupoquatro.blogspot.com.br/2015/04/curiosidade-fisica-por-traz-do-aviao-de.html.

Disponível em 22 de março de 2017

FS = Força de Sustentação; FA= Força de Arrasto; P= Força Peso

3. APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA

Segundo MOREIRA, (2012, p.01) “a aprendizagem significativa é aquela em que

ideias expressas simbolicamente interagem de maneira substantiva e não-arbitrária com aquilo

que o aprendiz já sabe. ”

A aprendizagem significativa de acordo com Moreira (2010), é aquela em que o

conhecimento sistematizado já adquirido pelo indivíduo ajuda tanto a produzir novos

conhecimentos, como a reorganizar os conhecimentos já adquiridos, a partir das semelhanças e

da internalização dos significados.

A principal característica da aprendizagem significativa de acordo com Moreira (2010)

é a interação entre conhecimentos já adquiridos e novos conhecimentos, nesse processo os

novos conhecimentos adquirem significados para o indivíduo e os conhecimentos já adquiridos

adquire novos significados .

O autor nos diz ainda as condições para aprendizagem significativa: a primeira

condição é que os materiais de aprendizagem tenham significado lógico e a outra condição é

que o indivíduo deve ter vontade, disposição em aprender.

3.1 Sequencia Didática

“De modo simples e numa resposta direta, sequência didática é um modo de o

professor organizar as atividades de ensino em função de núcleos temáticos e procedimentais”

(ARAUJO, 2013, p.323).

http://fisicagrupoquatro.blogspot.com.br/2015/04/curiosidade-fisica-por-traz-do-aviao-de.html

20

Uma sequência didática é um conjunto de atividades escolares organizadas, de

maneira sistemática, em torno de um gênero oral ou escrito. (...) quando nos

comunicamos, adaptamo-nos à situação de comunicação. (...). Os textos escritos ou

orais que produzimos diferenciam-se uns dos outros e isso porque são produzidos em

condições diferentes. (ROJO e GLAÍS, 2004, p. 97 apud SOUSA el al, 2010, p. 03).

Nascimento (2009, p. 68, apud GONÇALVES e FERRAZ, 2016, p 126) nos mostra a

importância da sequência didática:

[...] esse dispositivo didático contribui para uma conscientização a

necessidade de repensar o ensino e a aprendizagem da escrita em uma perspectiva que

ultrapassa a decodificação de fonemas, grafemas, sintagmas, frases, indo em direção

ao letramento (que implica a aquisição da leitura e escrita). (Nascimento, 2009: 68).

Sousa el al (2010) ressalta a principal função da sequência didática como instrumento

metodológico de ensino

A utilização da sequência didática tem como função primordial a facilitação do

entendimento sobre os gêneros textuais. A organização destes, de forma coerente e

adequada ao seu destinatário, é pouco abordada em sala de aula, tendo em vista que

os educadores não conseguem abrangê-los em sua totalidade, o que, por conseguinte,

leva-os a uma abordagem reduzida dos chamados “tipos textuais”: dissertação,

narração e descrição. Há, então, grande dificuldade de transmitir para os alunos o

conceito e aplicabilidade dos gêneros textuais (SOUSA el al, 2010, p. 03).

3.2 Avaliação Diagnostica

Segundo Costa (2009) o processo de avaliação é frequente. Pode se avaliar de diversas

formas, pegar um momento estático, avaliar um produto finalizado. É necessário estabelecer

critérios e determinar os instrumentos a ser utilizados. Entre essas formas de avaliação está a

avaliação diagnóstica, na qual descreve sua função: “a avaliação diagnostico permite o

conhecimento da realidade, o que é condição para o planejamento, onde serão determinados os

objetivos selecionados os conteúdos e/ ou conceitos e os procedimentos metodológicos a serem

utilizados. ”

Neste aspecto, há três concepções de avaliação: avaliação somativa e/ou

classificatória, avaliação formativa e avaliação diagnóstica da qual, discutiu-se neste trabalho:

A avaliação diagnóstica é constituída por uma sondagem, projeção e

retrospecção da situação de desenvolvimento do aluno, dando-lhe elementos para

verificar o que aprendeu e como aprendeu. É uma etapa do processo educacional que

tem por objetivo verificar em que medida os conhecimentos anteriores ocorreram e o

que se faz necessário planejar para selecionar dificuldades encontradas (SANTOS e

VARELA, 2007, p. 04)

21

3.3 Experimentação no Ensino de Física

Segundo Pereira, Bezzera e Silva, (2010) mostra a importância do uso de experimento

no ensino de Física, segundo eles, devido à falta de interesse e foco dos alunos nessa disciplina

que exige concentração, a absorção do conteúdo torna prejudicada. Nesse sentido eles afirmam

que os experimentos atraem a atenção e desperta curiosidade, fazendo com que o aluno consiga

aprender.

Batista el al (2009) afirma que o experimento no ensino de física é necessário, pois na

maioria das vezes o aluno tem dificuldade de relacionar a teoria vista em sala de aula com a

realidade ao seu redor. Ainda segundo os autores ao lidar com os passos de elaboração de um

experimento o aluno sente a necessidade de entender como funciona e para que irá servir, nesse

processo o conhecimento não ficará memorizado apenas instantaneamente, mas levará consigo

para a vida.

Nessa perspectiva, Batista el al (2009) destaca o papel do professor no momento de

realização dos experimentos:

Nessa direção, a atuação do professor como orientador, mediador e assessor

das atividades experimentais inclui: lançar ou fazer emergir do grupo uma questão-

problema; motivar e observar continuamente as reações dos alunos, propiciando

orientações quando necessário; salientar aspectos que não tenham sido observados

pelo grupo e que sejam importantes para o encaminhamento do problema; produzir,

juntamente com os alunos, um texto coletivo que seja fruto de discussões da

comunidade de sala de aula sobre os conceitos estudados.

.

22

4 METODOLOGIA

4.1 Sequência Didática

A sequência didática criada a partir de pesquisas sobre a aerodinâmica, tendo em vista

um assunto bem interessante. Podendo ser explicada através de experimentos, que mesmo com

tanta tecnologia os aviões não deixam de ser vistos por crianças e adolescentes, através dos

aviões de papel.

A sequência é fundamentada no estudo dos conceitos básicos das forças

aerodinâmicas, através dos aviões (por imagens) e aplicações nos aviões de papel, para a

explicação das forças aerodinâmica, através de montagem e competição de aviões de papel.

Além de uma sugestão bastante divertida, que é a construção de um aeromodelo de depron.

Uma sequência didática a qual se conhece as forças aerodinâmica por partes, esses

conteúdos foram elaborados através de pesquisas na internet e em vídeo aula, de uma maneira

dinâmica, os alunos através dos conhecimentos adquiridos pelo conteúdo, pesquisam modelos

de aviões de papel, que tenham como objetivo, voar mais longe ou demorar mais tempo no ar,

as duas modalidades do campeonato.

Os alunos devem montar seu avião de papel e participarem entre eles de uma

competição entre a modalidade escolhida. Após a competição os alunos e professor devem

conversar sobre o que foi estudado e identificar suas observações e aprendizagem, que ocorreu

durante as etapas da sequência didática.

As forças aerodinâmicas envolvidas nos aviões são as mesmas nos aviões de papel e

em um aeromodelo de depron. Com a intenção de observar os conceitos estudados de uma

maneira prática e divertida, juntamente com a sugestão da construção de um aeromodelo de

depron, Material encontrado em sites de venda na internet, e de fácil manipulação.

4.2 Descrição da Escola

O Produto Educacional apresentado como uma proposta de sequência didática para o

estudo dos conceitos básicos das forças aerodinâmicas envolvidas em aviões de papel e de

depron, para alunos do 1ª ano do ensino médio, aplicada na Unidade Escolar Rafael Manoel da

Costa, na Avenida Pedro Martins, Nº 630, localizada na cidade de Massapê do Piauí-PI (figura

6).

23

Figura 6: Frente da Unidade Escolar Rafael Manoel da Costa

Fonte: elaborada pela autora (2017).

A Turma do 1º ano “A”, do período vespertino contém 21 alunos, sendo apenas quatro

alunas que residem na sede da cidade, os restantes dos alunos são de localidades rurais do

município. A faixa etária dos alunos é entre 15 e 18 anos. Todos os alunos vêm de escola

pública, com níveis de aprendizagem muito baixo, o IDEB entre os anos de 2013 e 2015 variou

de 2,4 a 3,5.

4.3 Aplicação da Sequência

A sequência didática tem carga horária de seis aulas, com cinquenta minutos cada aula.

Sendo dividida por etapas, onde a 1ª e 2ª etapa (juntas) tem duração de duas aulas, a 3ª etapa

dura duas aulas e a 4ª etapa também duas aulas. A construção do aeromodelo como sugestão,

pode ser feito em dias letivo ou em aulas extraclasse, dependerá da disponibilidade do professor

e dos alunos, essa parte não está computada nas seis aulas.

A sequência didática se divide em 4 etapas, com a duração de seis aulas de 50 minutos

cada. A primeira e segunda etapa terão duração de duas aulas (1h e 40min) a terceira e quarta

etapa terão duração de duas aulas cada (1h e 40min).

A 1ª etapa permite ao professor, identificar os conhecimentos prévios dos alunos sobre

fundamentos da aerodinâmica, relembrar os conceitos das Leis de Newton e conhecer o que diz

a teoria do princípio de Bernoulli, o professor fará uma avaliação diagnóstica com cinco (5)

questões, que será aplicada na 1ª e 3ª etapa, realização de uma dinâmica para os alunos

perceberem o movimento de outro objeto no ar, na 2ª etapa terá as informações e regras sobre

a competição de aviões de papel, além de dicas para pesquisa.

24

Na 3ª etapa começa a parte do conhecimento sobre aerodinâmica e suas forças através

de imagens e conceitos. Será refeita a avaliação diagnóstica após o conhecimento do conteúdo.

Na 4ª etapa será a montagem dos aviões de papel e a competição, cada aluno fará seu modelo

de avião de acordo com a modalidade que vai concorrer, após a montagem os alunos irão

praticar com seus aviões, antes da competição. No campeonato ocorrerá primeiro uma


O passo a passo para a construção do aeromodelo, está na parte final do produto, em

sugestões, onde o professor pode construir com os alunos, utilizando aulas extraclasse, ou

construção por partes em aulas durantes semanas, fica a critério das disponibilidades de

professor e alunos.

Os materiais que serão utilizados para a sequência didática são:

Quadro, Pincel, Apagador (necessário para os desenhos)

Secador de cabelo, extensão e de doze a vinte bolinhas de plástico ou de isopor (para

a dinâmica).

Folhas de papel sulfite (para montagens dos aviões de papel).

Brinde para os ganhadores da competição de aviões de papel.

Data show, notebook e caixa de som, (caso o professor use algum vídeo.)

25

5 RESULTADOS E ANÁLISES

5.1 Relato das Aulas

A aplicação do produto educacional, iniciou-se no dia vinte e oito de março de dois

mil e dezessete, na aula da disciplina de Física, que ocorreu em duas aulas de cinquenta minutos,

por semana. No início da aplicação da sequência, foi explicado aos alunos do que se tratava a

sequência didática, e deixou claro que as atividades foram desenvolvidas com conteúdo básico

de aerodinâmica e de fácil assimilação.

ETAPAS 1 E 2

No começo investigou os conhecimentos prévios sobre aerodinâmica, através da

resolução de cinco questões sobre o que seria visto mais adiante, onde os alunos responderam

com seus poucos conhecimentos, antes de estudar o assunto, questões essas que foram aplicadas

no final da terceira etapa, após explicação dos conteúdos.

A seguir uma revisão sobre as leis de Newton, com explicações e exemplos. e ainda

um estudo sobre o princípio de Bernoulli, que se aplica as asas de um avião para uma melhor

compreensão a força de sustentação.

Ainda na primeira etapa realizou-se uma dinâmica para ativar os alunos e perceberem

outro objeto se movendo no ar, associando a dinâmica com o princípio de Bernoulli e ainda

puderam brincar, a dinâmica foi feita utilizando uma extensão, um secador de cabelo e bolinhas

de plástico (Figura 7), aonde a turma se dividiu em três grupos. Tal princípio pode ser enunciado

da seguinte forma: “Se a velocidade de uma partícula de um fluido estiver aumentando enquanto

a mesma escoa ao longo de uma linha de corrente, a pressão desse fluido deve diminuir e se sua

pressão aumenta, sua velocidade deverá diminuir”. Nesse caso, quando o fluido passa por um

corpo, tão maior será a velocidade, quanto menor for a diferença de pressão. Também explica

a sustentação em uma asa de avião, indicando que onde quer que a velocidade seja relativamente

alta, a pressão deve ser relativamente baixa e onde quer que a velocidade seja relativamente

baixa, a pressão deverá ser relativamente alta gerando uma substancial sustentação (ALMEIDA

e SILVA, 2015).

26

Figura 7: Materiais para a dinâmica

Fonte: elaborada pela autora (2017).

Cada grupo escolhia dois representantes para participar da dinâmica, cada equipe teve

dois minutos para levar a maior quantidade de bolinhas de um lado para o outro, sem utilizar as

mãos, apenas com o secador ligado, uma equipe por vez (Figura 8).

Figura 8: Dinâmica com as equipes: Equipes A, B e C

Fonte: elaborada pela autora (2017)

No término da dinâmica os alunos descreveram o que observaram:

Aluno A:

“Nossa! Bem legal, o vento do secador não joga a bola longe, pelo contrário. ”

Aluno B:

“ Podemos perceber a diferença de pressão”

Aluno C

27

“ Uma brincadeira que podemos aprender e nos divertir, gostei muito”

Aluno D

“ Na hora da brincadeira se torna muito eletrizante, qualquer descuido a bolinha cai”

Aluno E:

“ Então o que sustenta a bolinha é o vento que sai do secador, mesmo com maior

velocidade, não joga a bolinha para fora”

Após as conversas os alunos foram informados sobre a competição com os aviões de

papel que seriam feitos por eles, explicações das regras para a competição, explicações também

das modalidades sugeridas, os aviões de papel que fosse o mais longe e os que demorassem

mais tempo no ar.

Regras:

Confecção de diferentes modelos de aviões de papel.

Divisão dos modelos por tempo e distância.

Treinamento com os aviões confeccionados.

Lançamentos por modalidade.

Premiação por modalidade.

- Dica: os alunos serão alinhados para o lançamento.

Ainda foi indicado alguns sites de pesquisa para que os alunos pudessem ter noções de modelos

de aviões de papel e escolherem a modalidade a concorrer:

MUNDO INFORMATIZADO. Como fazer um avião de papel (fácil e rápido).

Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=yihAnqpZi8k>.

EASY ORIGAMI. Origami: avião de competição. Disponível em:

<https://www.youtube.com/watch?v=kC-eLgKupQ8 >.

ORIGAMIES. Easy paper fighter jet. Disponível em:

<https://www.youtube.com/watch?v=aETGusBLJJ8>.

ETAPA 3

A terceira etapa aconteceu no dia quatro de abril de dois mil e dezessete, iniciada com

os conceitos de aerodinâmica e suas forças, falando que a aerodinâmica é a parte da Física que

estuda os acontecimentos que conduz alguma dinâmica vinculado com um corpo e o ar que o

envolve, gerando forças. E que essas forças ainda auxiliam na compreensão do porquê de corpos

se moverem no ar, como: automóveis, barcos e aviões, sendo esse último a ser estudado sobre

https://www.youtube.com/watch?v=kC-eLgKupQ8

28

suas forças e explicado que tanto nos aviões convencionais, como nos aviões de papel são

aplicadas as mesmas forças.

Em seguida assistiram um vídeo sobre como os aviões voam, (pela televisão, por falta

do data show) e logo depois a professora conversou com os alunos sobre o vídeo, pontuou

assuntos do vídeo sobre as forças. vídeo (A GENTE EXPLICA. Como os aviões voam?

Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=_cf_i-JA_bc&t=26s >. Uma boa opção

para que os alunos comecem a clarear suas mentes em relação ao que irão estudar.

O vídeo fala de como os aviões voam, ele começa com imagens de homens e suas

máquinas voadoras, mostra bem como o voo de aviões com alguns passos, fala também de

alguns obstáculos, e que foi através da física que começou os estudos. Também se fala das

forças: sustentação, tração, peso e arrasto, e ainda mostra alguns modelos de aviões e como

construir um avião.

Essas forças são divididas em quatro, e que as quatro forças são: Tração, Sustentação,

Peso e Arrasto (Figura 9) explicadas através de imagem ou desenho, explicando cada parte. Na

prática foi explicado através de desenho, por motivo de falta do Datashow na escola (o que

tinha estava com problemas).

Figura 9: demonstrando as forças


A força Tração é o esforço gerado pelo motor do avião e é alcançado uma aceleração

de massa de ar superior à do avião, sendo desenhado uma parte do motor na lousa (Figura 10),

e que para sua explicação também se usa a 1ª e 3ª lei de Newton: na primeira lei de Newton,

quando um objeto está em repouso, esse ficará em repouso até que seja exercido uma força

resultante sobre esse objeto. Sendo assim o avião permanecerá em repouso, caso não haja uma

força resultante.

https://www.youtube.com/watch?v=_cf_i-JA_bc&t=26s

29

Usando o princípio da ação e reação (3ª lei de Newton), a força do motor do avião

impulsiona o ar para trás (ação) e o ar empurra o avião para frente (reação).

Figura 10: motor de avião, para explicação da tração

Fonte: elaborada pela autora

A força de Sustentação é a principal força aerodinâmica, mostra a melhor condição

que um avião dispõe, sua capacidade de se manter no voo e seu aspecto ainda é de controlar o

peso do avião assegurando o voo. Dependendo ainda da sua velocidade e do ângulo de ataque

da asa. A sustentação pode ser explicada pelo princípio de Bernoulli, onde diz que: na asa de

um avião, conforme maior velocidade do ar por cima da asa, a pressão será menor e numa

velocidade menor por baixo da asa, a pressão será maior, gerando sustentação.

Já na força Peso, que tem a ver com a força de atração da gravidade sobre um objeto,

com sentido para baixo, que essa força atrai o avião para a Terra, e que precisa ser nivelada pela

força de sustentação para manter o avião no ar.

A força de arrasto se opõe ao movimento de um avião agindo de forma paralela e na

mesma direção do vento relativo, confrontando o movimento do avião, explicou-se os tipos de

arrasto, através de desenhos.

Comentou-se também, sobre o arrasto induzido, que aparece em baixas velocidades,

gerando os vórtices de ponta de asa. Os winglets nas pontas das asas servem exatamente para

diminuir esse tipo de arrasto. (Figura 11)

30

Figura 11: desenho da frente de um avião mostrado os winglets nas pontas das asas.


A seguir esclareceu-se aos estudantes que essas quatro forças trabalham juntas da

seguinte maneira:

Para velocidade constante: Tração é igual a Arrasto.

Para altitude constante: Sustentação é igual ao Peso.

Para Aceleração do avião: Tração maior que Arrasto.

Desaceleração do avião: Tração menor que Arrasto.

Para subida do avião: Sustentação maior que Peso.

Para descida do avião: Sustentação menor que Peso.

Continuamente ainda se falou da relação entre sustentação e arrasto, onde acontece a

formação da resultante aerodinâmica (Figura 12), que é quando essas forças se agregam e

acontece a formação da resultante aerodinâmica, empurrando a asa para cima e para trás,

aplicada a um ponto chamado de centro de pressão.

Figura 12: Formação da força resultante


31

Em seguida falou-se também de um termo utilizado pela aerodinâmica, que é o ângulo

de ataque (inclinação em graus das asas em relação a horizontal) que atua claramente na aptidão

de produzir a sustentação no perfil, e o ângulo crítico acontece quando o ângulo de ataque

ultrapassar os 45º ou quando tiver num ângulo negativo, ao acontecer isso chamará de stol.

Então o stol pode acontecer a partir do ângulo crítico (Figura 13).

Figura 13: desenho na explicação do ângulo de ataque e do stol


Logo depois, mostrou-se o desenho de um avião, apresentando suas partes fixas. Como

os estabilizadores horizontais e verticais que se localizam na cauda do avião, e também as partes

móveis que são os ailerons, leme de duração e profundores (Figura 14).

Figura 14: desenho apontando as partes moveis de um avião

Fonte: elaborada pela autora

Tornou-se necessário falar dos tipos de perfis, simétrico e assimétrico (Figura 15),

onde o perfil simétrico é indicado para ser usado na empenagem (leme e profundor) do avião e

o perfil assimétrico adequado para as asas, onde produz maior sustentação e diminui o arrasto.

Figura 15: tipos de perfis

32


Seguiu-se na explicação das forças aerodinâmicas para os aviões de papel, onde

novamente se explica sobre as forças uma de cada vez. Sem motor num avião de papel para que

ele produza tração, essa força poderá ser a mão do lançador.

As asas de um avião de papel precisam produzir sustentação suficiente para compensar

o seu peso. Quanto mais rápido se deslocar, maior sustentação as asas produzirão, mantendo-o

no ar. As asas e o corpo do avião de papel também produzem arrasto, que cresce quanto mais

rápido voar o avião.

Como não há motor para produzir tração, o avião de papel tem que conseguir

velocidade de outra forma. Também se falou da maneira de se lançar um avião de papel e

dependendo do modelo do avião e apontando ele para baixo, trocando altitude por velocidade,

permite que ele voe rápido o suficiente para gerar a sustentação necessária para seu peso. E

apontando o avião para cima, só terá um bom desempenho, se o modelo for um planador, onde

ficará mais tempo no ar.

Logo após os conteúdos, nessa terceira etapa, novamente os alunos responderam as

cinco questões, que foram respondidas por eles no início das etapas 1 e 2, pois a partir da

apresentação do assunto, os alunos já devem ter uma base melhor sobre as respostas a serem

dadas nas questões. Depois de respondido o questionário finaliza-se a terceira etapa da

sequência didática.

ETAPA 4

Competição dos aviões de papel

33

A quarta e última etapa, foi realizada no dia onze de abril de dois mil e dezessete,

ocorreu a competição dos aviões de papel, e para isso deu-se alguns minutos para que os alunos

preparassem seu modelo de avião de papel.

Para montagem dos aviões de papel foi preciso apenas folhas sem pauta, onde foram

montados pelos próprios alunos, eles mesmo escolheram seus modelos e modalidade,

pesquisados na internet pelos mesmos. Os alunos estudaram seu modelo passo a passo e fizeram

a montagem em sala de aula. Após a montagem, cada aluno testou seu avião e a melhor maneira

de lançamento, em seguida participaram de uma competição de aviões de papel.

Modelos de aviões de papel, pesquisados pelos alunos para a competição (Figuras 16A

e 16B).

Figura 16: Alguns aviões feitos pelos alunos


Em seguida, quem fosse terminando seu avião, já treinava seu lançamento, de acordo

com sua modalidade, na modalidade distância e na modalidade tempo. No momento que todos

terminaram e estavam preparados para a competição, seguiram todos para um espaço aberto,

onde o espaço era maior e assim a competição poderia acontecer de ter problemas de os aviões

de papel parar por conta do choque com algum objeto. A competição ocorreu dentro da própria

escola. Primeiro teve a competição entre os aviões que concorriam na modalidade distância

(Figura 17 A e 17 B).

34

Figura 17 – A Competidores da modalidade a distância. B) Finalistas do primeiro lançamento


Na modalidade distancia, teve três aviões que chegaram na mesma distância, onde

foram lançando novamente. O modelo que ganhou a competição foi o tradicional aviãozinho

de papel (Figura 18). Por ser um modelo de ponta fina.

Figura 18: Avião que ganhou a competição distância.


Logo após, teve a modalidade tempo (Figura 19A e 19B).

35

Figura 19: (A) Competidoras da modalidade tempo. (B) Finalistas do primeiro lançamento.


Os lançamentos foram feitos mais de uma vez, para se tirar a certeza de quem

realmente ganhou em cada modalidade.

Na modalidade tempo, o modelo que ganhou a competição foi tipo planador (Figura

20). Esse modelo possui asas maiores, e dependendo do lançador tende a permanecer mais

tempo no ar.

Figura 20: Avião planador que ganhou a competição, na modalidade tempo


Ganhadores da competição nas duas modalidades (Figura 21).

36

Figura 21: Finalistas das duas modalidades


De volta para a sala de aula, teve-se a finalização da sequência didática, com uma roda

de conversa entre os alunos e professora (Figura 22), momento único onde todos os alunos

tiveram a oportunidade de se explicar e avaliar o que realmente aprenderam e gostaram durante

todas as etapas e sobre a competição.

Aluno A

“ Achei muito interessante conhecer um pouco sobre a aerodinâmica”

Aluno B

“ Assunto que nunca ouvi falar, mas sempre me despertou a curiosidade de entender como um

avião voa”

Aluno C

“ No final tudo se encaixa, a sustentação da bolinha no secador e os aviões de papel com seus

segundos no ar”

Aluno D

“ O interessante é que podemos perceber nos diferentes modelos de aviões de papel e até mesmo

nos aviões convencionais as mesmas forças estudadas”

Aluno E

“ Meu avião de papel era um planador, no momento do lançamento eu poderia ter estudado o

ângulo de ataque, e nem lembrei, meu avião já saiu em ângulo crítico”

37

Figura 22: Roda de conversa


Finalização da sequência didática com Premiação dos ganhadores da competição

(Figuras 23A e 23B).

Figura 23: Ganhadores da modalidade (A) distância (B) tempo.


5.2 Produção do Aeromodelo

No dia vinte e dois de abril de dois mil e dezessete, um sábado letivo, aproveitou-se

um evento na escola municipal da cidade, para vinda dos alunos do 1º ano A da Unidade Escolar

Rafael Manoel da Costa, para produção do aeromodelo de depron parte do produto educacional.

38

Para o aeromodelo de depron é preciso que seja impresso a planta do aeromodelo, essa

planta se consegue gratuitamente pelo site: <http://www.hobbiebrasil.com.br>.

Ao entrar no site, vai na opção planta e escolhe o modelo cessna 182 grátis. Baixe a

planta e imprima, a impressão é feita por partes (Figura 24). A dica é colar as partes que se

enquadram uma na outra e colar numa cartolina.

Figura 24: Partes da planta impressa.


Os materiais necessários são: 4 placas de depron de 5mm, 1 isopor de 2cm, cola de

isopor, cola quente, pincel, estilete, pinceis permanente, pedaço de pneu ou borracha, uma pedra

média (para que a parte da frente tenha um peso a mais que a parte de trás) lixa para madeira

(grossa e fina), tesoura, régua, cordão para amarrar a as na fuselagem.

A turma foi dividida em dois grupos, onde um grupo construiu a fuselagem e o outro

construiu as asas, nesse caso três tipos de asas. O grupo 1 construiu a fuselagem, começaram

passando a planta da fuselagem para a cartolina e da cartolina para o depron, recortaram as

partes no depron com estilete e colaram as partes montando a fuselagem (Figura 25A e 25B),

colocando a cola nas partes, esperando secar e colando em seguida, maneira rápida para se colar

melhor.

http://www.hobbiebrasil.com.br/produtos/aeros/kits.html

39

Figura 25: (A ) Partes da fuselagem no depron e (B) - Fuselagem pronta


Enquanto isso o grupo 2, fazia as asas, cortando as medidas certas no isopor, e lixaram

na forma de um perfil assimétrico, logo após colaram a parte de depron nos lados inferior e

superior das asas. Após, colarem o depron, lixaram novamente até as asas ficarem no formato

ideal, onde o depron lixado ficou bem fino na parte do bordo de fuga e lixado de forma

arredondada na parte do bordo de ataque. As asas são feitas com isopor de 2cm, coberto com

depron nas partes superior e inferior da asa. Antes de colar os depron, é preciso lixar a asa na

parte superior de forma arredondada na parte do bordo de ataque e lixar para ficar mais fino na

parte do bordo de fuga. Deixa a parte inferior reta, para que fique um perfil assimétrico (Figura

26A e 26B).

Figura 26: Perfil da asa feita (A) com isopor de 2cm e (B) de isopor com o depron.


A B

40

Após a asa já lixada, colar o depron, da mesma maneira, colocar a cola de isopor em

toda parte a ser colada e deixar secar por alguns minutos, antes de secar totalmente colar o

depron na asa, depois de totalmente seco lixar o bordo de ataque até juntar depron e isopor.

Lixar também as laterais, juntando o depron ao isopor.

Recortar na asa a parte que vai se encaixar na fuselagem, após encaixar a asa, amarrar

a asa na fuselagem com um cordão. Deixar o cordão bem apertado, de forma que a asa não

fique folgada (Figura 27) e está pronto.

Figura 27: Aeromodelo pronto


Para terminar a fuselagem, os alunos colocaram dentro dela, um pedaço de borracha

com uma pedra dentro, uma pedra média, colaram com cola quente na parte da frente (Figura

28).

Figura 28: Peso dentro da fuselagem


41

Foram feitos três modelos de asas, uma asa reta, uma asa reta com as pontas menores

e uma asa com winglets nas pontas das asas, usado para reduzir o arrasto induzido, logo após

amarraram as asas uma de cada vez na fuselagem, com um cordão. Em seguida se deslocaram

para uma roça vizinha da escola, onde tinha mais espaço e uns matinhos para aliviar a queda do

aeromodelo, já no local os alunos se alternavam para fazer o lançamento do aeromodelo e

perceberam as forças estudadas (Figuras 29, 30 e 31).

Figura 29: Alunos com o aeromodelo e o primeiro tipo de asa, asa reta


Figura 30: Segundo tipo de asa, asa com as pontas menores


42

Figura 31: Terceira asa, com winglets nas pontas


Algumas fotos do aeromodelo no ar (Figuras 32, 33, 33, 35)

Figura 32 Lançamentos do Aeromodelo


Figura 33: Aeromodelo voando


43

Figura 34: Aeromodelo planando


Figura 35: Voo do aeromodelo com winglets nas asas


Após o lançamento, ainda no local foi feito uma roda de conversa entre professora e

alunos (Figura 35), no momento avaliaram as razões dos lançamentos e os porquês de alguns

não darem certo (stol), falaram do que faltou no momento do lançamento (modo de lançamento

e ângulo errado), conversaram dos seus conhecimentos e do que conseguiram aprender (prática

após o assunto, assunto bem mais esclarecedor).

Aluno A

“ Agora sim, vimos que as diferenças das asas são visíveis”

Aluno B

“ Pude observar que nos lançamentos, tiveram ângulos diferentes, onde muitos aconteceram o

chamado stol”

Aluno C

44

“ Essa asa com o winglet, que serve para reduzir o arrasto, é a asa que faz o voo mais

sensacional”

Aluno D

“ A força de tração nas mãos de alguns dos meus colegas estava em falta”

Aluno E

“ Entendi o porquê do peso (pedra) dentro do avião, ao ser lançado o avião cai com a ponta para

baixo, e nesse momento as asas passam a fazer o seu papel”

Figura 36: Interação entre os alunos após os lançamentos

-


5 3 Analises dos Questionários Antes e Depois da Aplicação da Sequência Didática

Em pesquisa através de questionário descrito no produto educacional realizado na

Unidade Escolar Rafael Manoel da Costa com 21 alunos do primeiro ano do Ensino Médio.

Nessa pesquisa, todos responderam o questionário antes e depois da aula experimental.

Organizamos as respostas em grupo por semelhança das respostas, utilizamos as letras doa

alfabeto para representar cada grupo. Os resultados obtidos estão expressos a seguir:

Antes e Depois da Aplicação do produto:

45

Inicialmente os alunos foram questionados sobre o que entendem por aerodinâmica,

para ser analisado, as respostas foram divididas em grupos.

Para essa pergunta dividiu-se as respostas semelhantes em 4 grupos: Grupo A (alguma

coisa que envolve o ar); Grupo B (estuda os aviões); Grupo C (fala das aeronaves em

movimento); Grupo D (não responderam ou apresentaram resposta fora de contexto).

No Grupo A, aproximadamente 14% dos alunos responderam ser alguma coisa que

envolve o ar. No Grupo B, aproximadamente 24% afirmaram que a aerodinâmica estuda os

aviões. No Grupo C, aproximadamente, 33% dos alunos afirmaram que a aerodinâmica fala

das aeronaves em movimento. No Grupo D, aproximadamente, 29% não responderam ou

deram resposta fora de contexto.

Após a aplicação fez-se a aplicação do mesmo questionário novamente com intuito de

verificar se os alunos conseguiram ter alguma noção do que é aerodinâmica e sua importância

no voo. Todos os 21 alunos responderam novamente.

A respostas foram de 57%, 10%,19% e 14%, respectivamente para os Grupos A, B,

C e D. Ao comparar as respostas com a indagação feita antes da apresentação do produto, (fig.

37), percebe que houve uma pequena evolução na forma como é colocada as respostas, se

aproximando mais do conceito real de aerodinâmica após a aplicação do produto. Era esperado

que os alunos tivessem dificuldade de responder correto inicialmente devido a falta de noção

do conteúdo.

Figura 37: Resultados Sobre o que os Alunos Entendem por Aerodinâmica

Fonte: Pesquisa, 2017

0

2

4

6

8

10

12

14

A B C D

Alunos

Grupos

Antes da Aplicação do Produto

Depois da aplicação do produto

46

Em seguida os alunos foram questionados sobre como é possível que um avião

convencional voe: Para essa pergunta dividiu-se as respostas em 3 grupos, cada grupo com

respostas semelhantes: Grupo E (apenas força do motor); Grupo F (com ajuda das asas, do

motor e da gravidade) e Grupo G (não souberam responder ou apresentaram respostas fora de

contexto.

No Grupo E, aproximadamente 33% dos alunos responderam ser apenas a força do

motor responsável por fazer o avião voar. No Grupo F, aproximadamente 29% dos alunos

afirmaram que o que ajuda no voo são as asas, o motor e a gravidade. No Grupo G,

aproximadamente 38% dos alunos não souberam responder ou apresentaram respostas fora de

contexto.

As respostas foram de 29%, 57% e 14%, respectivamente para os Grupos E, F e G.

O esperado é que os alunos tivessem dificuldade de responder correto incialmente, devido à

falta de noção do conteúdo. Na comparação com os resultados apresentados antes da aplicação

do produto, percebe-se que já há uma noção de quais são algumas forças aerodinâmica

empregadas no voo e também o número dos que não souberam responder diminuiu bastante

(Fig. 38).

Figura 38: Resultado Sobre como é Possível que um Avião Convencional Voe


Questionados também sobre quais forças estariam envolvidas no voo de um avião.

0

2

4

6

8

10

12

14

E F G

Alunos

Grupos

Antes da aplicação do produto


47

Para essa pergunta dividiu-se as respostas 4 grupos, sendo cada grupo de resposta com

respostas semelhantes. Grupo H (força do motor); Grupo I (força do vento e força do motor);

Grupo J (Força de gravidade e tração) e Grupo K (não souberam responder ou deram respostas

fora de contexto).

No Grupo H, aproximadamente 29% dos alunos pesquisados responderam que a força

atuante é apenas a força do motor. No Grupo I, aproximadamente 14% dos alunos responderam

que as forças atuantes é a força do vento e a força do motor. No grupo J, aproximadamente

14% responderam que as forças atuantes são forças de tração e força peso. No grupo K,

aproximadamente 43% não souberam ou apresentaram respostas fora de contexto.

As respostas foram de 19%, 52% e 14% e 14%, respectivamente para os Grupos H,

I, J e K. O esperado é que os alunos sentissem dificuldade em responder inicialmente de forma

correta. Nesse questionamento em comparação ao aplicado antes do produto, constata que os

alunos tinham pouca noção de quais forças estão envolvidas no voo de um avião e teve um

melhor aproveitamento após aplicação do produto e também reduziu o número dos não

respondeu por não ter noção anteriormente, (Fig. 39).

Figura 39: Resultados sobre quais Forças estão envolvidas no Voo de um Avião


0

2

4

6

8

10

12

H I J K

Alunos

Grupos



48

Perguntados se o tipo de asa influencia no voo do avião e foi pedido para justificar a

resposta. Para essa pergunta dividiu-se em 4 grupos: Grupo L (Sim. As asas ajudam a segurar

o avião); Grupo M (Não. O motor que faz o avião voar); Grupo N (Sim. As asas ajudam na

direção e no pouso) e Grupo O (não souberam responder ou apresentaram respostas fora de

contexto)

No Grupo L, aproximadamente 29% responderam Sim, as asas ajudam segurar o

avião no ar. No Grupo M, aproximadamente 14% dos alunos responderam “Não”, quem faz o

avião voar é o motor. No Grupo N, aproximadamente, 19% dos alunos responderam “sim” as

asas ajuda na direção e no pouso. No Grupo O, aproximadamente, 38% dos alunos não

souberam ou apresentaram respostas fora de contexto.

A respostas foram de 38%, 19% e 33% e 10%, respectivamente para os Grupos L, M,

N e O. O esperado é que inicialmente não soubessem a resposta correta, (Fig. 39). Após a

aplicação do produto, a maior parte de alunos responderam que as asas ajudam a sustentar o

avião no ar e ajuda na direção e no pouso, compreendendo assim um pouco da importância das

asas no voo do avião.

49

Figura 40: Resultado Sobre se o Tipo de Asas Influencia no Voo do Avião


Na comparação com as repostas antes da aplicação do produto, teve-se a constatação

de um bom entendimento em relação a essa pergunta. Reduzindo-se a porcentagem das

respostas em dúvida. O esperado é que inicialmente tivessem pouca noção sobre o conteúdo.

E finalmente ao serem questionados sobre o que tem em comum entre um avião de

papel e um avião convencional, obteve as seguintes respostas que foram divididas entre 4

grupos, cada grupo com respostas semelhantes: Grupo P (os dois voam no ar); Grupo Q (os

dois possuem asas); Grupo R (as mesmas forças), Grupo S (nada ou não souberam responder)

No Grupo P, aproximadamente 24 % dos alunos disseram que o que tem em comum

entre aviões de papel e aviões convencionais é que os dois voam no ar. No Grupo Q,

aproximadamente 38% dos alunos afirmaram que os dois utilizam a força do ar. No Grupo R,

aproximadamente 5% afirmaram que utilizam as mesmas forças, No Grupo S,

aproximadamente 33% dos alunos afirmaram não ter nada em comum ou não responderam.

A respostas foram de 14%, 14% e 67% e 5%, respectivamente para os Grupos P, Q,

R e S. Espera-se incialmente maior dificuldade em responder corretamente, (Fig. 40). Após a

aplicação do produto percebe-se que, à maioria dos alunos compreenderam que tantos os

aviões de papel como os aviões convencionais utilizam as mesmas forças.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

L M N O

Alunos

Grupos

Antes da aplicação do Produto


50

Figura 41: Resultado Sobre o Que Tem em Comum Entre aviões de Papel e aviões Convencionais

Fonte: Pesquisa, 2017.

CONSIDERAÇÕES FINAIS-

A aerodinâmica é uma parte importante e considerável na Física, através das

informações obtidas e constatadas durante a elaboração deste trabalho mostra que ao fazer aulas

práticas com voos de aviões de papel e depron desperta nos alunos o interesse e a participação.

Constatou que ao fazer aulas práticas, o aluno absorve o conteúdo com mais facilidade

e consegue ter noções básicas da aerodinâmica, levando consigo não somente a teoria, mas

também o desejo de pesquisar e aprofundar o estudo na área.

Constatou ainda, através das aulas práticas e dos resultados, que foi despertado nos

estudantes o interesse pela pesquisa científica, despertou o interesse por investigar o que é

repassado a eles, isso foi possível devido aos aviões de papel e ao aeromodelo que instigou a

curiosidade, onde no aeromodelo de depron perceberam também a grande diferença de uma asa

para outra, e tiraram suas conclusões.

Os resultados iniciais nos mostraram que os discentes se encontravam com pouca

noção sobre a aerodinâmica e suas aplicações, evidenciando que despertar a curiosidade e abrir

a mente destes para a experimentação é necessário. O lançamento de aviões de papel e

aeromodelos de depron ajudou na compreensão dos conceitos Físicos empregados no voo, pois

0

2

4

6

8

10

12

14

16

P Q R S

Alu

no

s

Grupos



51

os resultados obtidos nos questionamentos depois da aplicação do produto educacional nos

mostram essa evolução.

O lançamento dos aviões de papel e aeromodelos de depron aproximou os alunos

daquilo que foi repassado nas teorias físicas. A participação e curiosidade em aprender, em

querer saber cada detalhe permite-nos a dedução que os ensinamentos colhidos nessa

experiência será levado por eles para suas vidas.

Tanto os autores estudados nesta obra como os resultados mostraram que a

experimentação no ensino de Física é fundamental para despertar o interesse e a participação,

na prática desse trabalho verificou-se que a curiosidade dos alunos foi despertada, assim foi

possível interagir e observar os conceitos de aerodinâmica com os lançamentos de aviões de

papel e aeromodelos de depron.

Constata-se que os alunos conseguiram obter êxito na compreensão dos conceitos

básicos de aerodinâmica nos quais na nossa fundamentação teórica demostra a importância

deste para o voo de aviões.

52

REFERÊNCIAS

REFERÊNCIAS

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em:<http://aeropp.blogspot.com.br/2013/06/comandos-e-partes-de-um aeromo-

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Fìsica. Rio de Janeiro, v.37, p.02-04, jul/set. 2015. Disponível em:

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BLOG HANGAR 33. Conheça quais os princípios que possibilitam a aerodinâmica do voo.

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Acesso em 21 de março de 2017

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tradução do AC 65-9A do FAA (Airframe & Powerplant Mechanics-General Handbook).

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DELATORRE, R. G. el al. A Física no voo de aviões de papel: uma abordagem prática e

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<https://nascidosparavoar.wordpress.com/comissario-de-bordo/bloco-4/cga conhecimentos-

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PAULA, Adson Agrico; FREIRE, Cesar Monzu. UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO, EPUSP.

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Médio: os desafios do PIBID. UFPB, João Pessoa, n. 12, Jan/Jun 2010.

STUDART, N.; DARMEN, S. R. A física do vôo na sala de aula. Física na Escola, v. 7, n. 2,

2006. .Disponível em:< http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol7/Num2/v13a07.pdf>. Acesso em

20 de fevereiro de 2017


http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol7/Num2/v13a08.pdf


55

ANEXOS

56

ANEXO I

Questionário

1. O que você entende por aerodinâmica?

2. Como é possível que um avião convencional voe?

3. Quais forças estariam envolvidas no avião durante o voo?

4. O tipo de asa de avião influencia no seu voo? Justifique.

5. O que tem em comum entre os aviões convencionais e os aviões de papel?

57

ANEXO II

TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO – PAIS E

RESPONSÁVEIS.

AUTORIZAÇÃO PARA DIVULGAÇÃO DE IMAGEM PARA OS PAIS E

RESPONSÁVEIS DOS ALUNOS DA UNIDADE ESCOLAR RAFAEL MANOEL DA

COSTA – MASSAPÊ DO PIAUÍ – PI.

Eu, ______________________________________________________________, portador (a)

da carteira de identidade de Nº______________________ , autorizo a Professora Carla

Patrícia de Carvalho, pesquisadora do programa Mestrado Nacional Profissional em Ensino

de Física da UNIVASF, polo Juazeiro-BA, cujo trabalho se intitula: “Proposta de sequência

didática para o estudo dos conceitos básicos das forças aerodinâmicas envolvidas em

aviões de papel e de depron, para alunos do 1º ano do ensino médio”, a utilizar imagens de

meu (minha) filho (a) ______________________________________________________, do

1º ano A da Unidade Escolar Rafael Manoel da Costa. Declaro estar ciente de que se trata de

uma pesquisa sobre o estudo dos conceitos básicos de aerodinâmica nas aulas de física no

Ensino Médio, e que o material citado será divulgado apenas com fins científicos, na área de

Física, não havendo identificação, nem exposição de conteúdos particulares que ofereçam

riscos ou prejuízos ao (à) aluno (a). O material levantado por esta pesquisa ficará em poder do

pesquisador, em envelope lacrado, pelo período de cinco (5) anos.

Fui informado de que, a qualquer momento, poderei desistir da participação do meu filho (a)

neste trabalho. A pesquisadora em questão poderá ser encontrada na escola nos turnos

vespertino e noturno, nas segundas e terças e ainda no telefone: (89) 999001764 (celular), além

do endereço de e-mail: [email protected] para quaisquer esclarecimentos.

Desde já agradeço a sua colaboração.

Atenciosamente:

Carla Patrícia de Carvalho (Orientanda)

Profª. Drª. Mariele Pinheiro Gonçalves

Massapê do Piauí (PI), ______ de maio de 2017. (Orientadora)

_________________________________________________________________

Assinatura do pai e/ou responsável

_________________________________________________________________

Assinatura da pesquisadora responsável.

UNIVERSIDADE FEDERAL DO VALE DO SÃO

FRANCISCO – UNIVASF/ Juazeiro-BA.

MESTRADO NACIONAL PROFISSIONAL EM ENSINO

DE FÍSICA.

Av. Antônio C. Magalhães, 510 – Country Club,

Juazeiro-BA 48902300

Telefone: (74) 2102 - 7654

mailto:[email protected]

58

ANEXO III

PRODUTO EDUCACIONAL

59



DEPRON.

CARLA PATRÍCIA DE CARVALHO

Juazeiro-BA

2017

60

Estimado (a) Professor (a)

A “SEQUÊNCIA DIDÁTICA PARA O ESTUDO DOS CONCEITOS BÁSICOS

DAS FORÇAS AERODINÂMICAS ENVOLVIDAS EM AVIÕES DE PAPEL E DE

DEPRON” é um produto educacional, parte da dissertação do Mestrado Nacional Profissional

em Ensino de Física, do polo de Juazeiro –BA.

O interesse pela aerodinâmica é despertar os educandos para observação dos voos e

no contato com o conhecimento científico empregado na sala de aula.

A aerodinâmica é de grande importância para a humanidade, pois foi dominando

esses conhecimentos que o homem conseguiu ir a distâncias mais longas, conseguiu superar

fronteiras. Seu crescimento ocorreu a partir do momento que foi empregada na aviação de

grande escala, pois sabemos que juntamente com o domínio dos ares veio grandes conquistas

e transformações na sociedade.

Levando em consideração essa relevância da aerodinâmica a percepção que o ensino

da Física nas escolas está muito concentrado na transmissão dos conteúdos didáticos, se

propôs trabalhar uma sequência didática sobre a aerodinâmica utilizada nos voos.

A sequência didática é um conjunto de atividades escolares organizadas, de maneira

sistemática, em torno de um gênero textual oral ou escrito, segundo Dolz, Noverraz e

Schneuwly, 2004, p. 97. Nesse sentido a sequência didática vai proporcionar aos educadores e

educandos uma proposta didática com uma programação de conteúdo que facilitará o

entendimento e a compreensão. Além de ser uma opção ao professor de Física como auxílio as

atividades em sala de aula.

A sequência mostra os conceitos em voos de aviões convencionais e de papel, a partir

da montagem de aviões de papel e finalizando com uma competição em duas modalidades. Há

também a sugestão da construção de um aeromodelo feito de depron e isopor, utilizado para

melhor entendimento dos conceitos estudados e dinamizar a sequência.

O objetivo desta dessa sequência didática é apresentar aos alunos do 1º ano do Ensino

Médio conceitos básicos da aerodinâmica, mostrado através de explicações com imagens e

exemplos práticos, como os aviões de papel e um aeromodelo de depron. Mostrar aos alunos

noções básicas da aerodinâmica através de princípios físicos. Desenvolvendo nos alunos do 1º

ano do Ensino Médio a curiosidade, o interesse e a motivação pela Física através da prática.

Ao sugerir esta proposta didática, teve-se a pretensão de compartilhar como trabalhar

um assunto estudado nas aulas de Física, por meio de aulas atrativas e descomplicadas, onde se

acredita que ao associar essa recomendação os discentes serão oportunizados a participar de um

61

trabalho prático, contribuindo na expansão de novas cognições e impulso a inovações atuais de

aprendizagem.

A sequência didática se divide em 4 etapas, com a duração de seis aulas de 50 minutos

cada. A primeira e segunda etapa terão duração de duas aulas (1h e 40min) a terceira e quarta

etapa terão duração de duas aulas cada (1h e 40min).

A 1ª etapa permite ao professor, identificar os conhecimentos prévios dos alunos sobre

fundamentos da aerodinâmica, relembrar os conceitos das Leis de Newton e conhecer o que diz

a teoria do princípio de Bernoulli, o professor fará uma avaliação diagnóstica com cinco (5)

questões, que será aplicada na 1ª e 3ª etapa, realização de uma dinâmica para os alunos

perceberem o movimento de outro objeto no ar, na 2ª etapa terá as informações e regras sobre

a competição de aviões de papel, além de dicas para pesquisa.

Na 3ª etapa começa a parte do conhecimento sobre aerodinâmica e suas forças através

de imagens e conceitos. Será refeita a avaliação diagnóstica após o conhecimento do conteúdo.

Na 4ª etapa será a montagem dos aviões de papel e a competição, cada aluno fará seu modelo

de avião de acordo com a modalidade que vai concorrer, após a montagem os alunos irão

praticar com seus aviões, antes da competição. No campeonato ocorrerá primeiro uma


O passo a passo para a construção do aeromodelo, está na parte final do produto, em

sugestões, onde o professor pode construir com os alunos, utilizando aulas extraclasse, ou

construção por partes em aulas durantes semanas, fica a critério das disponibilidades de

professor e alunos.

Os materiais que serão utilizados para a sequência didática são:

Quadro, Pincel, Apagador (necessário para os desenhos)

Secador de cabelo, extensão e de doze a vinte bolinhas de plástico ou de isopor (para

a dinâmica).

Folhas de papel sulfite (para montagens dos aviões de papel).

Brinde para os ganhadores da competição de aviões de papel.

Data show, notebook e caixa de som, (caso o professor use algum vídeo.)

ETAPA 1: Investigando o tema

62

Nesta etapa o professor investigará os conhecimentos prévios dos alunos sobre

fundamentos da Aerodinâmica. Será realizada uma avaliação diagnóstica com cinco questões

sobre o assunto. As respostas dos alunos servirão para nortear os conteúdos previstos. Escreva

as questões no quadro para que os alunos respondam ou entregue o questionário em folha

impressa.

QUESTIONÁRIO

1. O que você entende por aerodinâmica?

2. Como é possível que um avião convencional voe?

3. Quais forças estariam envolvidas no avião durante o voo?

4. Para que um avião tenha uma boa sustentação no ar, como deve ser a velocidade e

pressão do ar nas asas de um avião?

5. Você sabia que podemos observar alguns conceitos da Física nos aviões de papel?

Indagar aos alunos sobre o que sabem, ou entendem ou imaginam a respeito da

aerodinâmica nos aviões (neste instante o professor deixará os alunos a vontade com suas

respostas). Discorra sobre os conceitos básicos das forças aerodinâmicas nos aviões que serão

estudados.

Relembrar as leis de newton:

Princípio da Inércia: de acordo com PIETROCOLA (2010), a Primeira

Lei de Newton diz que todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento

uniforme em linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças

imprimidas sobre ele. Portanto se temos um avião parado no solo, ele somente se moverá

se seus motores forem ligados e a tripulação acionar o voo.

Um corpo em repouso poderá, por sua inércia permanecer em repouso. Um

corpo em movimento poderá, por sua inércia manter-se constante sua velocidade.

Por exemplo: uma moto com duas pessoas, em uma partida brusca, o corpo do

passageiro, que estava em repouso, tende a permanecer em repouso até que uma força

aja sobre ele. Nesse caso, a moto sofre a ação de uma força e se desloca, enquanto o

corpo do passageiro tende a permanecer em repouso, dando a impressão de ir para trás

(figura 1A). Em uma freada brusca, o corpo do passageiro, que estava em movimento,

tende a permanecer em movimento até que uma força aja sobre ele. Nesse caso, ao sofrer

a ação de uma força, a moto para, enquanto o corpo do passageiro tende a permanecer

em movimento, continuando a ir para frente (figura 1B).

63

Figuras 42A e 1B: 1ª Partida brusca de uma moto e 1B freada brusca de uma moto

Fonte: Silva e Filho, 2010, p.168 e 169.

A segunda Lei de Newton diz que “a variação do movimento de um corpo é

proporcional à ação efetiva das forças aplicadas e se dá na mesma direção da força resultante”

(PIETROCOLA, 2010, p. 266).

Se um avião voar na direção contrária ao vento a velocidade diminuirá, se o vento for

lateral, haverá uma tendência de empurrar a aeronave para outra direção, a menos que o piloto

corrija a ação.

Força resultante: é igual a massa do corpo multiplicada pela aceleração adquirida por

ele, soma vetorial de todas as forças que agem sobre um corpo.

Por exemplo: ao empurrar um carro e ter a resultante não nula das forças que agem

sobre o carro é a mesma, diferenciando somente a massa. Empurrando um carro vazio (figuras

2A), empurrando um carro com passageiros (figura 2B).

A B

64

Figuras 2A e 2B: 2A empurrando um carro vazio e 2B empurrando um carro com passageiros

Fonte: Silva e Filho, 2010, p.173

3ª lei de Newton: Princípio da Ação e Reação, serve para analisar as forças que agem

nos corpos quando há interações entre eles. Onde possui forças com a mesma

intensidade, mesma direção e sentidos opostos.

Essa lei pode ser enunciada da seguinte forma: “A toda ação existe uma reação de

mesma intensidade e direção, mas de sentido oposto” (PIETROCOLA, 2010, p. 271).

Por exemplo: Quando uma pessoa inicia uma caminhada sobre uma superfície, o pé age

empurrando o chão para trás. Nesse mesmo instante, o chão age no pé, no sentido oposto

(figura 3).

Figura 3: Pé em contato com o chão

Fonte: Silva e Filho, 2010, p.179.

Faça uma explicação básica do princípio de Bernoulli

Daniel Bernoulli, um cientista suíço do século XVIII, estudou o movimento de fluidos

em tubos, diz que onde a rapidez do fluido cresce, a pressão interna do mesmo decresce

e vice-versa.

B

A

65

Esse princípio se aplica também as asas de um avião, para compreender melhor a força

de sustentação que mantêm um avião no ar, as asas são construídas de maneira que o ar

é forçado a fluir com mais rapidez na parte superior da asa, onde terá menor pressão e

com menor velocidade na parte de baixo da asa, terá maior pressão (figura 4)

Figura 4: perfil de uma asa, explicando a sustentação

Fonte: http://livrepouso.com.br/porqueoaviaovoa/ disponível em 20 de março de 2017

Explicar aos alunos o que diz o princípio de Bernoulli utilizando essa dinâmica. Tal

princípio pode ser enunciado da seguinte forma: “Se a velocidade de uma partícula de um fluido

estiver aumentando enquanto a mesma escoa ao longo de uma linha de corrente, a pressão desse

fluido deve diminuir e se sua pressão aumenta, sua velocidade deverá diminuir”. Nesse caso,

quando o fluido passa por um corpo, tão maior será a velocidade, quanto menor for a diferença

de pressão. Também explica a sustentação em uma asa de avião, indicando que onde quer que

a velocidade seja relativamente alta, a pressão deve ser relativamente baixa e onde quer que a

velocidade seja relativamente baixa, a pressão deverá ser relativamente alta gerando uma

substancial sustentação (ALMEIDA e SILVA, 2015, ).

Efetuar uma dinâmica para despertar os alunos ao tema a ser estudado. A dinâmica

(figura 5) se chama “bolas flutuantes” é um bom exemplo para que os alunos percebam o

movimento das bolinhas quando o fluxo de ar sai pelo secador de cabelo. Baseia-se em

posicionar uma bolinha acima do lugar de saída de ar do secador, posicionando-o na vertical, e

em testes também com o secador um pouco inclinado.

Figura 5: Esquema de um secador de cabelo e uma bolinha. A: o secador encontra-se desligado e B: ligado

http://livrepouso.com.br/porqueoaviaovoa/

66

Fonte: elaborado pela autora

A dinâmica deve ser feita, com o secador de cabelo ligado, na vertical e bolinhas (de

plástico ou isopor numa quantidade entre doze e vinte bolinhas). Faça uma divisão de equipes

na sala com no máximo seis alunos por equipe. Para o secador deixe uma extensão elétrica

disponível caso o espaço da sala seja grande, peça que cada equipe indique dois colegas para

representa-los, disponibilização de dois minutos para cada equipe poder levar a maior

quantidade de bolinhas de um lado para o outro (paredes paralelas) sem utilizar as mãos na

bolinha, levando-as apenas com o secador ligado, uma equipe por vez. Vence a equipe que levar

mais bolinhas.

Disponibilização de alguns minutos para que os alunos façam teste com as bolinhas e

o secador um pouco inclinado, momento em que os alunos comentem suas observações sobre

a dinâmica. A dinâmica serve para que os alunos se sintam motivados e animados para as etapas

seguintes, podendo perceber na dinâmica a força que o ar do secador exerce na parte superior

das bolinhas, mantendo-as sustentas. Relembrado a explicação anterior sobre o princípio de

Bernoulli.

ETAPA 2: Informações da competição de aviões de papel

O professor apresentará a competição de aviões de papel, esta será realizada na quarta

e última etapa. É de extrema importância que os alunos observem as explicações da etapa

seguinte, para a construção do seu modelo de avião de papel. Os alunos precisam entender o

porquê do modelo escolhido. Os alunos poderão pesquisar na internet e trazer seu modelo para

ser feito em sala, antes da competição.

67

A competição terá a importância de auxiliar os alunos a compreenderem de forma

prática as forças aerodinâmicas, e observar os conceitos através dos aviões de papel.

Regras:

Confecção de diferentes modelos de aviões de papel.

Divisão dos modelos por tempo e distância.

Treinamento com os aviões confeccionados.

Lançamentos por modalidade.

Premiação por modalidade.

Dica: os alunos serão alinhados para o lançamento.

Alguns links que podem ajudar na pesquisa dos modelos:

MUNDO INFORMATIZADO. Como fazer um avião de papel (fácil e rápido).

Disponível em: <https://www.youtube.com/watch?v=yihAnqpZi8k>.

EASY ORIGAMI. Origami: avião de competição. Disponível em:

<https://www.youtube.com/watch?v=kC-eLgKupQ8 >.

ORIGAMIES. Easy paper fighter jet. Disponível em:

<https://www.youtube.com/watch?v=aETGusBLJJ8>.

Carga horária: Nas etapas 1 e 2: 2 aulas (1 hora e 40 minutos).

ETAPA 3: Conhecimento sobre a aerodinâmica e suas forças

Como será que um avião consegue voar?

Pois bem, o voo de aviões está fundamentado nos princípios da física.

Nos aviões convencionais suas estruturas são compostas por: Fuselagem, Trem de

pouso, Asas, Empenagens, Superfícies de controle, Controles de voo, Amortecedores, Freios.

Na estrutura de aviões de papel há: Fuselagem (base) e Asa, mas com o objetivo de entender as

observações dos conceitos básicos da aerodinâmica já é o suficiente.

Aerodinâmica é a parte da Física que conduz alguma dinâmica vinculado com um

corpo e o ar que o envolve, gerando forças. Desta maneira, estuda a ação dos fluidos e da força

do ar sobre corpos sólidos que se encontram em movimento, como exemplo temos o avião

sendo o corpo e o ar que o circunda.

https://www.youtube.com/watch?v=kC-eLgKupQ8

68

As forças aerodinâmicas auxiliam na compreensão do porquê de corpos se moverem no ar,

como: automóveis, barcos, aviões, entre outros. Os cientistas e engenheiros se arquitetam em

modelos de aeronaves e automóveis capazes de suportar a força do ar e sustentar um

desempenho ideal. Os princípios da aerodinâmica são aplicados em: projeções, construções de

pontes e prédios, submarinos e outros.

As forças aerodinâmicas auxiliam na compreensão do porquê de corpos se moverem no

ar, como: automóveis, barcos, aviões, entre outros. Os cientistas e engenheiros se arquitetam

em modelos de aeronaves e automóveis capazes de suportar a força do ar e sustentar um

desempenho ideal. Os princípios da aerodinâmica são aplicados em: projeções, construções de

pontes e prédios, submarinos e outros.

Sugestão: O uso de um vídeo (A GENTE EXPLICA. Como os aviões voam?.disponível

em: <https://www.youtube.com/watch?v=_cf_i-JA_bc&t=26s >. Após o vídeo o professor

deve esclarecer aos alunos o que irão estudar e qual o objetivo dessas aulas.

As forças aerodinâmicas aplicadas aos aviões convencionais são os mesmo em

aeromodelo, aviões de papel, em voos de animais e muito mais.

São quatro forças básicas que atuam no avião em voo: Tração, Sustentação, Peso e

Arrasto. (figura 6)

Figura 6: as quatro forças aerodinâmica.

Fonte:http://www.vooleve.com/Pages/Artigos_files/Angulo_ataque/angulo_ataque_2.htm. disponível em

20 de março de 2017.

A fim de que o avião seja capaz de voar, é crucial duas forças: a tração e a sustentação.

Ao passo que as forças de arrasto e peso desaceleram o avião para que permaneça no chão ou

o tende em direção ao chão. Pode-se inferir sobre:

Tração:

https://www.youtube.com/watch?v=_cf_i-JA_bc&t=26s

69

É o esforço gerado pelo motor do avião e é alcançado uma aceleração de massa de ar

superior à do avião. Com reação de igual veemência, contudo de sentido contrário (explicado

pela 3ª lei de Newton), sendo assim os motores produzem a tração jogando o ar para trás e

impulsionando o avião para frente. (figura 7).

Figura 7: motor de avião, produzindo tração

Fonte: http://ectjoinville.com/AttractionsAndEquips/HowWorksDetail/8645. disponível em 21 de março de

2017.

A primeira lei de Newton também pode ser citada aqui, pois essa lei afirma que quando

um objeto está em repouso, esse ficará em repouso até que seja exercido uma força resultante

sobre esse objeto. Sendo assim o avião permanecerá em repouso, caso não haja uma força

resultante.

Usando o princípio da ação e reação (3ª lei de Newton), a força do motor do avião

impulsiona o ar para trás (ação) e o ar empurra o avião para frente (reação).

Sustentação:

É a constituinte da força aerodinâmica perpendicular à orientação do deslocamento do

voo (figura 8). Mostrando a melhor condição que um avião dispõe, e sua capacidade de se

manter no voo. Sendo manuseada como aspecto de controlar o peso do avião e desta forma

assegurar o voo. Depende em parte do ângulo de ataque da asa, e também do perfil de asa, que

em sua maioria tem a parte superior curvada.

Em inglês Sustentação chama-se Lift, sua equação é:

2..2

.vS

CL l equação 1

Onde: L = Lift (sustentação)

CL = coeficiente de sustentação

= densidade do ar

70

S = área da asa

v2 = velocidade ao quadrado

A sustentação também depende de outros fatores, como a velocidade e o ângulo de

ataque da asa (que é o ângulo formado na inclinação do avião).

Figura 8: avião com sustentação positiva.

Fonte: http://clipper440.blogspot.com.br/2015/07/13-de-julho-estudando.html disponível em: 21 de março de

2017.

O princípio de Bernoulli diz que conforme maior a velocidade de um fluido por qualquer

superfície, a pressão será menor sobre essa superfície. Como por exemplo o ar (como fluido).

A sustentação na asa de um avião, a velocidade por cima da asa será maior e em decorrência

disso a pressão será menor, sendo o inverso na parte inferior (figura 9).

Figura 9: perfil de uma asa gerando sustentação

Fonte: http://livrepouso.com.br/porqueoaviaovoa/ disponível em 20 de março de 2017.

Peso:

Força de atração da gravidade sobre um objeto, com sentido para baixo e intensidade

equilibrada à massa desse objeto. (figura 10). Sendo sua direção perpendicular à superfície da

terra. Esta força atrai o avião para a terra e precisa ser nivelada pela força de sustentação para

manter o avião no ar.

http://clipper440.blogspot.com.br/2015/07/13-de-julho-estudando.html

71

Figura 10: peso do avião

Fonte:

https://books.google.com.br/books?id=QgKbCgAAQBAJ&pg=PA275&lpg=PA275&dq=bernoulli+paul+hewitt

&source=bl&ot =O4JfxoDkvH&sig=YYbiiiBzSCZQyWpVpoAB4fbPQ44&hl=pt-

BR&sa=X&ved=0ahUKEwjE3N6ej8LTAhVSlpAKHe1wB4IQ6AEIRzAF#v=onepage&q=bernoulli%20paul%20

hewitt&f=false. Disponível em 02 de abril de 2017

Arrasto :

Força que se opõe ao movimento de um avião agindo de forma paralela e na mesma

direção do vento relativo, confrontando o movimento do avião.

Em inglês o arrasto é chamado de Drag, sua fórmula é:

2..2

.vS

CdD

equação 2

Onde só muda o coeficiente em comparação a de sustentação.

O exterior dos aviões é planejado de tal modo que produzem o menor arrasto possível.

O arrasto aerodinâmico esta pontualmente ligado à velocidade máxima atingida por um avião,

bem como seu consumo e alcance. Existe dois tipos básicos de arrasto: (1) o arrasto parasita

(figura 11) e (2) o arrasto induzido. (Figura 12 e 13).

1. Arrasto parasita: está ligado totalmente com a área frontal do avião. Como um relevo

que faz com que o movimento de ar tenha de se desviar drasticamente, ou seja

quando a sustentação é nula. O arrasto parasita pode acontecer por motivos

estruturais do corpo do avião, pelo contato direto das partículas do fluxo de ar com

a parte externa do avião, ou seja, da parte áspera do avião, e também pelo

posicionamento das asas, podendo aumentar o arrasto em altas velocidades.

https://books.google.com.br/books?id=QgKbCgAAQBAJ&pg=PA275&lpg=PA275&dq=bernoulli+paul+hewitt&source=bl&ot%20=O4JfxoDkvH&sig=YYbiiiBzSCZQyWpVpoAB4fbPQ44&hl=pt-BR&sa=X&ved=0ahUKEwjE3N6ej8LTAhVSlpAKHe1wB4IQ6AEIRzAF#v=onepage&q=bernoulli%20paul%20hewitt&f=false




72

Figura 11: tipos de arrasto

Fonte: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfZOsAA/monografia-final-aviao?part=4. Disponível em 21 de

março de 2017.

2. Arrasto induzido: se liga a capacidade de um perfil de asa produzir a sustentação, sendo

assim, quanto maior for o grau de sustentação do perfil, maior será o seu arrasto induzido.

Acontecendo a partir da diferença de pressão existente no extradorso e no intradorso da asa,

gerando nesta situação os vórtices de ponto de asa (figura 12), responsáveis pelo arrasto

induzido.

Figura 12: vórtices

B

Fonte: http://diariodebordohofmann.blogspot.com.br/2012/05/vortices-ou-vortex-entenda-o-

fenomeno.html. disponível em 21 de março de 2017

Esses vórtices afetam a velocidade, o desempenho, o alcance do avião. Uma boa opção

de asa para diminuir esse arrasto, são as asas com curvas “winglets” (figura 13). A velocidade

http://www.ebah.com.br/content/ABAAAfZOsAA/monografia-final-aviao?part=4

73

sendo maior, menor será seu arrasto; e numa menor velocidade, maior será seu arrasto, por

exemplo no pouso.

O arrasto induzido costuma aparecer em baixas velocidade, onde a sustentação é bem

maior. Gerando nessa situação os vórtices de ponta de asa, responsáveis por esse arrasto, que

tem a importante função de reduzir os vórtices gerados pelo arrasto induzido. Os winglets serve

para que aconteça uma quebra do fluxo de ar da região inferior para a superior das asas. Eles

não conseguem parar completamente a criação de vórtices, mas ameniza a situação. Na figura

(13), pode se observar que na asa convencional acontece grande vórtice, e na asa com winglet

o vórtice é bem menor.

Figura 13: winglets

Fonte: http://diariodebordohofmann.blogspot.com.br/2012/05/vortices-ou-vortex-entenda-o-fenomeno.html,

disponível em 21 de março de 2017(modificado)

Após as explicações das forças deverá explicar que as quatro forças trabalham juntas:

Para velocidade constante: Tração é igual ao Arrasto.

Para altitude constante: Sustentação é igual a Peso.

Aceleração do avião: Tração maior que Arrasto.

Desaceleração do avião: Tração menor que Arrasto.

Para subida do avião: Sustentação maior que Peso.

Para descida do avião: Sustentação menor que Peso.

Explicar as componentes Sustentação e Arrasto que quando se agregam acontece a

formação da resultante aerodinâmica, empurrando a asa para cima e para trás, aplicada a um

ponto chamado de centro de pressão (figura14)

Figura 14: resultante aerodinâmica, α: ângulo de ataque

http://diariodebordohofmann.blogspot.com.br/2012/05/vortices-ou-vortex-entenda-o-fenomeno.html

74

Fonte: http://blog.hangar33.com.br/os-principios-da-aerodinamica-do-voo/.disponivel em 21 de março de

2017 (modificado)

Um termo utilizado pela aerodinâmica, é o ângulo de ataque (inclinação em graus das

asas em relação a horizontal) que atua claramente na aptidão de produzir a sustentação no perfil

(figura 15), e o ângulo crítico acontece quando o ângulo de ataque ultrapassar os 45º ou quando

tiver num ângulo negativo, ao acontecer isso chamará de stol, o memso pode acontecer a partir

do ângulo crítico (perda da sustentação).

Figura 15: ângulo de ataque e stol

Fonte: https://www.slideshare.net/mastermidia/cga-e-tva-pp-e-cms-2007?nomobile=true.disponível em 22 de

março de 2017

Para manter voo, os aviões ainda utilizam partes fixas como os estabilizadores

horizontais e verticais, que se localizam na cauda do avião. Existe também as partes móveis,

que são conhecidas como superfícies de comando, que são os ailerons, leme de direção e

profundores. (figura16).

http://blog.hangar33.com.br/os-principios-da-aerodinamica-do-voo/.disponivel

https://www.slideshare.net/mastermidia/cga-e-tva-pp-e-cms-2007?nomobile=true.disponível

75

Figura 16: partes externas de um avião.

Fonte: http://aeropp.blogspot.com.br/2013/06/comandos-e-partes-de-um-aeromodelo.html.disponível em 22 de

março de 2017.

Os aerofólios podem ter perfil assimétrico e simétrico (figura 17). Onde o perfil

assimétrico é adequado para as asas, e o perfil simétrico é indicado para ser usado na

empenagem (leme e profundor) do avião. Produzindo maior sustentação, diminui o arrasto

(figura 18).

Figura 17: perfil de asas

Fonte: https://nascidosparavoar.wordpress.com/comissario-de-bordo/bloco-4/cga-conhecimentos-gerais-

de-aeronaves/cga-2-teoria-de-voo/.disponível em 22 de março de 2017

http://aeropp.blogspot.com.br/2013/06/comandos-e-partes-de-um-aeromodelo.html.disponível

https://nascidosparavoar.wordpress.com/comissario-de-bordo/bloco-4/cga-conhecimentos-gerais-de-aeronaves/cga-2-teoria-de-voo/.disponível


76

Figura 18: aerofólio

Fonte: https://nascidosparavoar.wordpress.com/comissario-de-bordo/bloco-4/cga-conhecimentos-gerais-

de-aeronaves/cga-2-teoria-de-voo/.disponível em 22 de março de 2017.

AVIÕES DE PAPEL

Das quatro forças básicas da aerodinâmica vistas anteriormente, pode utilizar três delas

para explicarmos o voo de alguns segundos dos aviões de papel (figura 19).

Figura 19: diagrama de um corpo livre de avião de papel

Fonte:. http://fisicagrupoquatro.blogspot.com.br/2015/04/curiosidade-fisica-por-traz-do-aviao-de.html.

Disponível em 22 de março de 2017

FS = Força de Sustentação; FA= Força de Arrasto; P= Força Peso



http://fisicagrupoquatro.blogspot.com.br/2015/04/curiosidade-fisica-por-traz-do-aviao-de.html

77

Sustentação - força gerada pelas asas, causada pela diferença de pressão entre a

superfície superior e inferior.

Arrasto - é a força que se opõe contra o avião, diminuindo a velocidade do um avião.

Peso - pode trabalhar a favor ou contra o avião.

Com exceção da força de tração, as outras forças ocorrem no avião de papel. A força de

tração poderá ser aplicada pela mão do lançador, em consequência de o papel ser leve, pode

acontecer do avião de papel conseguir segundos no ar, dependendo também do seu modelo.

As asas de um avião de papel precisam produzir sustentação suficiente para compensar

o seu peso. Quanto mais rápido se deslocar, maior sustentação as asas produzirão, mantendo-o

no ar. As asas e o corpo do avião de papel também produzem arrasto, que cresce quanto mais

rápido voar o avião.

Como não há motor para produzir tração, o avião de papel tem que conseguir velocidade

de outra forma. Dependendo do modelo do avião, um avião de papel de bico fino ele pode ser

apontando para baixo, trocando altitude por velocidade, permite que ele voe rápido o suficiente

para gerar a sustentação necessária para seu peso. E apontando o avião para cima, só terá um

bom desempenho, se o modelo for um planador, onde ficará mais tempo no ar.

Nesse momento o aluno já terá mais conhecimentos, converse com os alunos sobre suas

dúvidas, e os novos conhecimentos. Peça novamente que eles respondam as questões (as

mesmas questões respondidas no começo da primeira etapa). O que se espera é que os alunos

consigam responder com mais facilidade, já que nessa etapa eles já estarão com maior

conhecimento.

QUESTIONÁRIO

1- O que você entende por aerodinâmica?

2- Como é possível que um avião convencional voe?

3- Quais forças estariam envolvidas no avião durante o voo?

4- Para que um avião tenha uma boa sustentação no ar, como deve ser a velocidade e

pressão do ar nas asas de um avião?

5- Você sabia que podemos observar alguns conceitos da Física nos aviões de papel?

78

Carga horária: Na etapa 3: 2 aulas (1 hora e 40 minutos).

ETAPA 4: Preparação dos aviões de papel e competição.

Nesta etapa, os alunos irão preparar seus modelos, disponibilize folhas e alguns

minutos para que cada aluno monte seu avião, após as montagens de todos, será o momento em

que eles apresentarão seus modelos e explicarão o porquê da escolha e qual a função (vai mais

longe ou fica mais tempo no ar) do avião montado por cada um. É importante que cada avião

tenha a identificação, para diferenciá-los.

Ao termino das apresentações dos aviões se desloquem para o espaço onde haverá a

competição de aviões de papel criados por eles com suas devidas estratégias (quadra ou pátio).

Comece com uma modalidade, depois a outra. Solicite que eles se posicionem e, ao sinal dado,

lancem seus aviões. Caso os alunos não consigam perceber na primeira vez, voltem à posição

inicial e repitam o lançamento. A competição finaliza quando chegarem a uma conclusão de

quais modelos foram os vencedores.

Depois da competição, promova uma roda de conversa para que os alunos apresentem

suas considerações a respeito da experiência. Que discutam o que observaram durante o

processo e verificar se conseguiram compreender os conceitos da aerodinâmica nos voos dos

aviões de papel, em um bom ou mal desempenho.

É essencial que o professor converse com os alunos e que indique outras possibilidades

de se observarem as forças aerodinâmica, como: nos voos de animais, carros de corrida,

aeromodelos de pequeno porte, aviões feito com outros materiais, por exemplo: isopor, depron

(tipo de isopor próprio para aviões), papelão, materiais plásticos, entre outros.

Carga horária: Na etapa 4: 2 aulas (1 hora e 40 minutos).

Sugestões:

Avaliação: O professor poderá avaliar a eficácia da sequência, aplicando o questionário

antes e pós execução do conteúdo; participação e comportamento dos alunos; empenho e

desempenho nas aulas, antes e depois da competição.

Proposta para construção de um aeromodelo de nepron:

Uma sugestão que pode corroborar com a sequência é a construção de um aeromodelo

de isopor ou depron (material específico para mini aeromodelo). O modelo desse aeromodelo

é de um Cessna 182, obtido pelo site: http://aerogaropaba.blogspot.com.br/. Pelo site pode ser

http://aerogaropaba.blogspot.com.br/

79

impresso o molde para a confecção (impressão em partes, mas pode ser colado, para ser passado

no tamanho ideal no isopor. Com a base desse aeromodelo podemos diversificar os vários tipos

de asas, figura 20.

Para a construção desse modelo com os alunos, é aconselhável que o professor utilize

aulas extraclasses, ou horário no contra turno, ou até em vários dias, pelo motivo da demora na

construção, fica a critério da disponibilização de tempo entre professor e alunos.

Figura 20: foto do modelo cessna 182 em um aeromodelo de depron, com dois tipos de asas.


Para a construção desse aeromodelo é preciso ter em mãos:

A planta da fuselagem;

Cartolina (para colar a planta, ficando mais resistente);

Quatro placas de depron de 5mm;

Estilete;

Cola para isopor;

Isopor de 2cm para as asas;

Pincel para marcar o molde no depron;

Lixas para madeira (a mais grossa e a mais fina) para acabamento das asas;

Peso para ser colocado dentro/ frente do avião (para que a frente fique mais pesado,

pode ser um pedacinho de pneu ou borracha que cole dentro do aeromodelo);

Cola quente para cola o peso dentro do avião;

Pincéis permanente para pintar o aeromodelo;

Régua para medir as asas;

Cordão para amarrar a asa a fuselagem.

Com esses materiais em mãos, recortar na cartolina as partes da fuselagem e passar

essas partes do molde no depron, e recortar com o estilete, colar a parte de baixo da fuselagem

com as laterais, o segredo para que cole rápido é passar a cola de isopor no local, deixar secar

por alguns minutos, quando tiver quase seca cola, cole o depron um no outro (figura 21) dessa

80

maneira cola muito rápido. Cuidado com a parte da frente, pois dá mais trabalho por conta da

curva da frente.

Figura 21: fuselagem após colada


Após a construção, os alunos podem pintar o aeromodelo, destacando as janelas e partes

móveis (figura 22).

Figura 22: pintura da fuselagem


Antes das asas, colar um pedaço de borracha ou de pneu, algo que fique dentro do avião,

na parte da frente, que no momento que o aeromodelo for cair, caia sempre de frente (figuras

23 A e 23B).

81

Figura 23: na figura 23 A: local onde será colocado a pedra e a borracha e na 23 B: ideia de como fazer o

peso.


Para as asas são necessários uma placa de isopor de 2cm, o comprimento da asa já é o

comprimento do isopor, cerca de 1m, e a largura com 17cm; uma placa de isopor dá para duas

asas, recortar a parte que ficará encaixado na fuselagem sempre medindo para não errar. Com

o isopor cortado no modelo da asa, lixar toda a asa de maneira assimétrica, os alunos devem

lixar com a lixa mais grossa e fazer o acabamento com lixa mais fina, após, cole o depron nas

asas tanto na parte superior como inferior, deixando um espaço na parte da frente (figura 24).

Figura 24: asa do aeromodelo


Os alunos podem fazer diferentes tipos de asas, asa assimétrica (figura 25 A) e asa com

winglets nas pontas (figura 25 B), os alunos podem estudar e pesquisar qual é melhor modelo.

Encaixar a asa e amarrar com um cordão. Pronto o aeromodelo já estará pronto para ser lançado.

Uma dica bem interessante é procurar um local aberto e espaçoso, e de preferência que tenha

uma vegetação baixa (capim), para amenizar o impacto do aeromodelo no momento da queda.

82

Figura 25: asa assimétrica 25 A e 25 B asa com winglet


Os alunos devem pesquisar e estudar as melhores maneiras para se lançar o

aeromodelo, já que é bem diferente dos aviões de papel. O professor deve procurar maneiras

para que todos os alunos tenham a chance de lançar o aeromodelo, lembrando dos diferentes

tipos de asa, onde os alunos podem perceber qual asa tem mais aerodinâmica, e assim poderem

descrever a experiência de uma aula bem divertida.

REFERENCIAS

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AEROMODELISMO-PRESIDENTE PRUDENTE –SP. Disponível

em:<http://aeropp.blogspot.com.br/2013/06/comandos-e-partes-de-um aeromo-

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ALMEIDA, B.S.G; SILVA, R.C. Aerodinâmica de bolas. Revista Brasileira de Ensino de

Fìsica. Rio de Janeiro, v.37, p.02-04, jul/set. 2015. Disponível em:

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ANDERSON, D.; EBERHARDT, S. Como os aviões voam: uma descrição física do vôo. Física

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BLOG CLIPEER 440. Flight Simulator, Miniaturas de Aviões e Curiosidades da Aviação.

Disponível em: <http://clipper440.blogspot.com.br/2015/07/13-de-julho-estudando html>

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BLOG HANGAR 33. Conheça quais os princípios que possibilitam a aerodinâmica do voo.

Disponível em: <http: //blog.hangar33.com.br/os-principios-da-aerodinamica-do-voo/>.

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CABRAL, F. Física no avião. Disponível em:

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em 21 de março de 2017.

http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172015000300505

83

DELATORRE, R. G. el al. A Física no voo de aviões de papel: uma abordagem prática e

experimental para o ensino de Física e de conceitos aerodinâmicos Disponível em:

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