O Princípio de Arquimedes no Ensino Médio: a Balança Hidrostática e o Paradoxo de Galileu
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Data de Publicação: | 2023 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57272 |
Resumo: | Esse trabalho teve como objetivo colaborar para a abordagem do Princípio de Arquimedes no contexto educacional básico, considerando as nuances do seu desenvolvimento histórico. Tomou como ponto de partida o episódio histórico envolvendo Arquimedes e a missão atribuída a ele de determinar se a coroa do Rei Hieron, de Siracusa, havia sido falsificada. Há uma versão muito difundida desse evento, segundo a qual Arquimedes resolveu o problema pela descoberta do empuxo ao se banhar. Essa versão foi narrada pelo arquiteto romano Marcus Vitruvius, que viveu cerca de dois séculos após Arquimedes, no século I a.C. Apesar de possuir uma série de inconsistências conceituais físicas e históricas, a narrativa continua sendo propagada em livros didáticos, inclusive em algumas coleções aprovadas no Programa Nacional do Livro Didático 2021. Em contrapartida, Galileu Galilei, grande admirador da obra de Arquimedes, sugeriu, em 1586, no seu trabalho denominado La Bilancetta, que Arquimedes teria utilizado uma Balança Hidrostática para resolver o problema da coroa. A versão de Galileu para o episódio é fisicamente consistente, além de apoiada por evidências históricas descobertas por historiadores. Esta versão, contudo, é praticamente ausente do contexto escolar. Igualmente ausente é a existência de um limite de validade para o Princípio de Arquimedes, o chamado Paradoxo Hidrostático de Galileu. Nesse sentido, buscando contribuir para superar essas lacunas e distorções, o presente trabalho propõe um Produto Educacional que problematiza, sob os pontos de vista físico e histórico, a versão mais conhecida do episódio da coroa. Trata-se de uma sequência didática, voltada para o Ensino Médio, que introduz, de maneira investigativa, trechos de fontes primárias de Vitruvius e de Galileu, bem como contempla atividades experimentais demonstrativas, exploradas segundo um viés dialogado e investigativo, que incluem a própria Balança Hidrostática, além de um limite de validade para o Princípio de Arquimedes. Essa sequência foi aplicada a um grupo de 24 alunos do ensino técnico integrado ao médio do IFPI campus Corrente. Os participantes, posteriormente à intervenção didática, responderam a um questionário, o qual tinha como objetivo avaliar a compreensão das versões do episódio histórico no que diz respeito aos seus aspectos físicos e históricos, além de analisar o entendimento dos discentes sobre o Princípio de Arquimedes e seu limite de validade. As respostas dos alunos ao questionário, bem como suas interações durante as aulas, foram alvo de investigação e reflexão nesse trabalho. |
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Santos Júnior, Erisvaldo Ramalho doshttp://lattes.cnpq.br/1784710952307462https://orcid.org/0000-0001-6526-454Xhttp://lattes.cnpq.br/2070193023615764Peduzzi, Luiz Orlando de QuadroBarreto, Ciclamio Leitehttp://lattes.cnpq.br/2532760140534053Ferreira, Juliana Mesquita Hidalgo2024-01-11T12:20:14Z2024-01-11T12:20:14Z2023-12-12SANTOS JÚNIOR, Erisvaldo Ramalho dos. O Princípio de Arquimedes no Ensino Médio: a Balança Hidrostática e o Paradoxo de Galileu. Orientadora: Dra. Juliana Mesquita Hidalgo. 2023. 258f. Dissertação (Mestrado Profissional em Ensino de Física em Rede Nacional) - Escola de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/57272Esse trabalho teve como objetivo colaborar para a abordagem do Princípio de Arquimedes no contexto educacional básico, considerando as nuances do seu desenvolvimento histórico. Tomou como ponto de partida o episódio histórico envolvendo Arquimedes e a missão atribuída a ele de determinar se a coroa do Rei Hieron, de Siracusa, havia sido falsificada. Há uma versão muito difundida desse evento, segundo a qual Arquimedes resolveu o problema pela descoberta do empuxo ao se banhar. Essa versão foi narrada pelo arquiteto romano Marcus Vitruvius, que viveu cerca de dois séculos após Arquimedes, no século I a.C. Apesar de possuir uma série de inconsistências conceituais físicas e históricas, a narrativa continua sendo propagada em livros didáticos, inclusive em algumas coleções aprovadas no Programa Nacional do Livro Didático 2021. Em contrapartida, Galileu Galilei, grande admirador da obra de Arquimedes, sugeriu, em 1586, no seu trabalho denominado La Bilancetta, que Arquimedes teria utilizado uma Balança Hidrostática para resolver o problema da coroa. A versão de Galileu para o episódio é fisicamente consistente, além de apoiada por evidências históricas descobertas por historiadores. Esta versão, contudo, é praticamente ausente do contexto escolar. Igualmente ausente é a existência de um limite de validade para o Princípio de Arquimedes, o chamado Paradoxo Hidrostático de Galileu. Nesse sentido, buscando contribuir para superar essas lacunas e distorções, o presente trabalho propõe um Produto Educacional que problematiza, sob os pontos de vista físico e histórico, a versão mais conhecida do episódio da coroa. Trata-se de uma sequência didática, voltada para o Ensino Médio, que introduz, de maneira investigativa, trechos de fontes primárias de Vitruvius e de Galileu, bem como contempla atividades experimentais demonstrativas, exploradas segundo um viés dialogado e investigativo, que incluem a própria Balança Hidrostática, além de um limite de validade para o Princípio de Arquimedes. Essa sequência foi aplicada a um grupo de 24 alunos do ensino técnico integrado ao médio do IFPI campus Corrente. Os participantes, posteriormente à intervenção didática, responderam a um questionário, o qual tinha como objetivo avaliar a compreensão das versões do episódio histórico no que diz respeito aos seus aspectos físicos e históricos, além de analisar o entendimento dos discentes sobre o Princípio de Arquimedes e seu limite de validade. As respostas dos alunos ao questionário, bem como suas interações durante as aulas, foram alvo de investigação e reflexão nesse trabalho.The aim of this work was to contribute to an approach to Archimedes' Principle, considering the nuances of its historical development. It took as its starting point the historical episode involving Archimedes and the mission assigned to him to determine whether the crown of King Hieron of Syracuse had been forged. There is a widespread version of this event, according to which Archimedes solved the problem by discovering buoyancy while bathing. This version was narrated by the Roman architect Marcus Vitruvius, who lived around two centuries after Archimedes, in the 1st century BC. Despite having several physical and historical conceptual inconsistencies, the narrative continues to be propagated in textbooks, including in some collections approved by the National Textbook Program 2021. On the other hand, Galileo Galilei, a great admirer of Archimedes' work, suggested in 1586, in his work called La Bilancetta, that Archimedes had used a Hydrostatic Scale to solve the problem of the crown. Galileo's version of the episode is physically consistent and supported by historical evidence discovered by historians. This version, however, is practically absent from the school context. Equally absent is the existence of a limit of validity for Archimedes' Principle, the so-called Hydrostatic Paradox of Galileo. In this sense, seeking to help overcome these gaps and distortions, this paper proposes an educational product that problematizes the best-known version of the crown episode, as well as discussing its application. It is a didactic sequence aimed at secondary school students, which introduces, in an investigative way, excerpts from the works of Vitruvius and Galileo, as well as contemplating demonstrative experimental activities, explored using a dialogical and investigative approach, including the Hydrostatic Balance itself, and a validity limit for Archimedes' Principle. This sequence was applied to a group of 24 students from the IFPI's Corrente campus. After the didactic intervention, the participants answered a questionnaire which aimed to assess their understanding of the versions of the historical episode in terms of its physical and historical aspects, as well as analyzing their understanding of Archimedes' Principle and its limit of validity. The students' answers to the questionnaire, as well as their interactions during the lessons, were subject of investigation and reflection in this work.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal do Rio Grande do NortePROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENSINO DE FÍSICA - REDE NACIONALUFRNBrasilCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAEnsino de FísicaPrincípio de ArquimedesBalança hidrostáticaEmpuxoParadoxo hidrostáticoO Princípio de Arquimedes no Ensino Médio: a Balança Hidrostática e o Paradoxo de Galileuinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALPrincipioArquimedesEnsino_SantosJunior_2023.pdfapplication/pdf9606400https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/57272/1/PrincipioArquimedesEnsino_SantosJunior_2023.pdfd746e93ecc93081656c65c7428fcccf9MD51123456789/572722024-01-11 09:21:15.685oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/57272Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2024-01-11T12:21:15Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
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