UMA PROPOSTA PARA ENSINAR OS CONCEITOS DE HIDROSTÁTICA : SANTOS DUMONT E A HISTÓRIA DA CIÊNCIA.

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1 UMA PROPOSTA PARA ENSINAR OS CONCEITOS DE HIDROSTÁTICA : SANTOS DUMONT E A HISTÓRIA DA CIÊNCIA. Alexssandro Ferraz dos Santos ª [alexssandro_ferrazdossantos@yahoo.com.br] Tereza Fachada Levy Cardoso b [tereza@levycardoso.com.br] ªMestrando do Pós-Graduação Profissional em Ensino de Ciências e Matemática - CEFET/RJ b D.H. CEFET/RJ RESUMO Este trabalho tem por objetivo a inserção da História da Ciência como elemento incentivador para o desenvolvimento da cultura científica, histórica e social. O trabalho aqui proposto é uma relação (e/ou conexão) das ciências com a sócio-história, pois o modelo proposto pelos currículos escolares é dissociada da cultura, do cotidiano, que sempre classifica a Ciência como verdadeira e absoluta. Questões do âmbito social e tecnológico nos permite fazer uma avaliação e uma análise mais críticas dessa ciência feita por pessoas. Por isso este trabalho tende a elaborar estratégias para inserção da História da Ciência através de um tema gerador, que no caso temos Santos Dumont e os conceitos físicos relacionados à hidrostática em seus experimentos. Abordagem da História da Ciência nos livros de Física no ensino médio, consiste na sua maioria de pequenos textos que relatam ora a vida do cientista ora sua descoberta de um determinado fenômeno. Essa maneira de apresentação e de uso da História da Ciência perpetua a idéia de que a ciência é produzida por pessoas de mentes brilhantes e privilegiadas e que quase nunca trabalham arduamente sobre seu objeto de pesquisa, produzindo assim uma ciência acabada e absolutamente verdadeira. As Ciências Físicas têm como características o desenvolvimento de modelos e princípios que, se forem analisados ou estudados em conjunto com a História da Ciência, darão uma contribuição de como nossa sociedade modificou sua visão de mundo. Ao falarmos de Física, não podemos deixar para trás a história dessa ciência: quem foi o cientista? O que o influenciava? Como era a sociedade naquela época? São questões interessantes que nos ajudam a enfatizar a relação da Física com a cultura, com aspectos tecnológicos e também sociais. INTRODUÇÃO O papel da História da Ciência, no que se refere à formação cidadã, tem grande importância por não se restringir somente ao conhecimento específico deste ou daquele fenômeno ou teoria; mas sim permitir que a formação do sujeito seja muito mais efetiva, por possibilitar as interpretações de fatos, de fenômenos, da sociedade, das transformações do meio e das interações da ciência com o meio. Com uso da História da Ciência, percebe-se que o conhecimento foi produzido continuamente e que não está findado da maneira que se apresenta nos livros didáticos. De acordo com Dias (2004): Não se trata apenas de se preocupar com novas metodologias, como formas de facilitar a aprendizagem dos conceitos físicos, mas de levar ao aluno o conhecimento do processo de fazer Ciência, bem como a compreensão dessa ciência como ferramenta útil para um diálogo com o mundo e com sua possível transformação. 1

2 A História da Ciência possibilita ao aluno o desenvolvimento de um espírito crítico sobre o conhecimento científico, uma vez que permite analisar o quanto é lenta a produção do conhecimento científico e como este sofre alterações de acordo com suas limitações, necessidades sociais, políticas e éticas. O objetivo deste artigo é mostrar a possibilidade de implementação da História da Ciência no ensino de Física e contribuir para a divulgação cientifica, cultural, bem como despertar para as reflexões do universo científico e a sociedade que está a sua volta. Para isso a vida de Alberto Santos Dumont e seus experimentos com balões serão utilizadas a fim de promover a inserção da História da Ciência, como incentivador para os aspectos científicos relacionados a seus projetos. A proposta do trabalho é introduzir conhecimentos históricos, sociais e científicos a partir de um tema motivador, relacionado com a História da Ciência, neste caso a construção do Balão Brasil feito por Alberto Santos Dumont no fim do Século XIX. Todo o desenvolvimento deste trabalho baseia-se essencialmente na inclusão da História da Ciência nos assuntos relacionados ao conhecimento científico, sendo agregado ao valor da História da Ciência o uso de mais uma tecnologia ao Ensino de Física: as simulações. Essas simulações serão desenvolvidas no programa Flash MX (da Macromedia) com intenção de promover o desenvolvimento de novos conceitos científicos que estarão relacionados no trabalho de Santos Dumont. SANTOS DUMONT E O BALÃO BRASIL Em 1897, após a morte seu pai, Santos Dumont retorna a Paris e fixa residência na Rue d Edimburg, 26. Após algumas aventuras em corridas de monotriciclo e escaladas, retorna ao antigo desejo de vôo num balão, que fascinara primeiramente em São Paulo e depois na cidade luz quando foi com seu pai Henrique Dumont e sua mãe Maria. Depois de inúmeras tentativas de alçar-se ao ar junto a um balão, deparou-se com nomes Aléxis Machuron e Henri Lachambre, construtores de balões e escritores, seus nomes eram conhecidos desde Santos Dumont lera o livro intitulado Andrée au Póle Nord em Ballon, assim lança-se ao ar num balão de 750 metros cúbicos. Foi nos fins de 1897 que eu levantei vôo pela primeira vez num balão esférico, como passageiro do sr. Machuron, que justamente havia retornado de Spitzberg. Ele havia ido para lá para inflar o balão de Andrée e deixou o impetuoso sueco pronto para a partida com seus companheiros de desastre. 2 A partir daí foram muitos vôos; uns acompanhados com o senhor Machuron e lachambre, depois sozinho. Após a primeira experiência num balão, Santos Dumont decide ter seu próprio balão.os balões eram preenchidos com o gás hidrogênio que facilitava as ascensões, isto quer dizer que a massa de hidrogênio desloca uma maior massa de ar que está em sua volta, sofrendo devido ao Princípio de Arquimedes, um maior empuxo do que o ar quente. Na oficina de Machuron e Lachambre, Santos Dumont traz consigo os planos do seu primeiro balão esférico de nome Brasil, a princípio os experientes construtores não quiseram fazer o balão projetado por Alberto, suas dúvidas eram essencialmente em relação ao tamanho tão pequeno do aeróstato, já que os balonistas Machuron e Lachambre tinham experiências e diziam que jovem balonista deveria fazer um bem maior que o seu pedido. Machuron tentou convencer Santos Dumont de que seu pequenino balão não voaria, ora um balão de 100 cúbicos onde o normal seria de 4200 e 6 metros de diâmetro, contendo um invólucro seis vezes menor que os tradicionais balões.

3 Os construtores não acreditavam na possibilidade do balão Brasil alçar vôo uma só vez, todavia Santos Dumont insistiria nessa construção. As modificações propostas pelo mais novo balonista, surpreenderia a todos, inclusive aos experientes Machuron e Lachambre. Foram elas: a diminuição do volume, troca do material tradicional por seda japonesa na fabricação do invólucro do balão e o aumento dos cabos de sustentação da cesta. Então em julho de 1898, o Brasil levanta vôo aos olhos incrédulos de todos. o Brasil, com grande espanto de todos os entendidos, atravessava Paris, lindo na sua extrema transparência, como uma grande bola de sabão. Era tão pequeno, que diziam que eu viajava com ele dentro de minha mala. 3 Referencial teórico Um dos propósitos desse trabalho é usar a História da Ciência para o aprendizado de conceitos físicos ou de fundamentos científicos, sociais, culturais que possibilitam uma análise crítica da ciência. Segundo Dias: A História revive os elementos de pensar de uma época, revelando, pois, os ingredientes com que o pensamento poderia ter contado na época em que determinada conquista foi feita. 4 Assim os estudantes poderão perceber que uma teoria científica passa por um processo longo e variável, de modo que a História da Ciência contribuirá muito para o entendimento das estruturas científicas, mostrando que a ciência não está pronta e acabada. Marques ressalta: a História da Ciência pode complementar os aspectos técnicos com uma visão social, cultural e humano. 5 Esse trabalho tem o intuito de articular o uso da História da Ciência como motivador para estudar os conceitos científicos que estão relacionados à construção e ao uso do balão Brasil de Santos Dumont. E ainda, considerando o uso de simulações no computador venha contribuir para fixação dos conceitos abordados neste trabalho, como sugere Medeiros e Medeiros (2002, p.83) as simulações assistidas em computador podem atuar como uma etapa intermediária em direção a abstração. Aplicação Esta proposta de introduzir conceitos científicos relacionados a construção e uso do balão Brasil, feito por Santos Dumont, no final do século XIX sob a perspectiva da História da Ciência em consonância com simulações assistidas por computador no Ensino Médio pode ser uma alternativa para tornar a Física mais interessante para o aluno. Assim tem-se: 1º conceito estudado Santos Dumont parte para construção de seu primeiro aeróstato, o balão Brasil, que tem o volume final de 113 metros cúbicos e tem diâmetro seis vezes menor que os aeróstatos tradicionais, os aeróstatos no final do século XIX eram preenchidos com gás hidrogênio. Assim o primeiro conceito a ser estudado será o empuxo.

4 fig 1- Balão Brasil Nesta figura pode-se verificar as dimensões do balão Brasil em comparação com outros balões.na simulação abaixo verifica-se que a força de empuxo será diferente para cada tipo de gás; como a mudança de gás provoca alteração nos vetores forças de Empuxo e Peso, assim para cada gás haverá vetores diferentes e a ascensão do balão será diferente. fig.2 fig 2 - Simulação destinada a verificar a atuação dos gases e suas ascensões 2 o. conceito estudado Para Machuron e Lachambre, a estabilidade do balão dependia de um peso mínimo e as alterações do centro de gravidade com a mudança de posicionamento do balonista criaria oscilações no balão Santos Dumont propõe aos fabricantes que não seria necessário aumentar o peso na parte inferior do Balão Brasil, bastaria aumentar o comprimento dos cabos de sustentação, logo o centro de gravidade do balão, seria alterado para barquinha. Observe a figura produzida por Santos Dumont em seu livro Meus Balões.

5 fig.3 Analisando o balão da esquerda: se o balonista mudar de posição dentro da barquinha, não têm-se alterações substancial no centro de gravidade do balão, logo não irá oscilar. No balão da direita, a mudança de posição dentro da barquinha do balão irá alterar o centro de gravidade, assim o balão oscilara. A simulação: Centro de Gravidade ajudará na compreensão desse conceito. O objetivo dessa simulação é de propiciar maior conhecimento sobre centro de gravidade, centro de massa, obtenção do centro de gravidade, experimentos simples que auxiliam na compreensão desses conceitos. Outra novidade que Alberto trouxe foi o uso da seda japonesa, que garantiria menos massa na construção do aeróstato Brasil, mas levaria ainda outra embate com Machuron e Lachambre, em relação a resistência da seda para construção do balão. E Dumont faz as análises com os construtores a respeito da seda e finalmente começa a construção do mesmo. fig.4

6 fig. 5 CONCLUSÕES Nesse trabalho verifica-se o uso da História da Ciência, baseada nas obras de Alberto Santos Dumont e na possibilidade de compreendermos melhor os conceitos aqui abordados. É fato que trabalho não fechado e variações podem ocorrer e outros conceitos poderão ser abordados. Uma abordagem diferente no Ensino de Física não quer dizer que devemos abandonar as práticas pedagógicas anteriores, mas trabalhar em conjunto as novas tecnologias, de maneira que as reflexões sejam a chave central para desenvolvermos cidadãos disposto a entender a sociedade em que vive. Usar e ousar na utilização de tecnologias é essencial para todo profissional em educação, em especial a História da Ciência que auxilia na melhor organização de estruturas culturais, sociais e conceituais. É preciso ter em mente que a educação não é apenas informação, mas sim, meio de fazer as pessoas pensarem criticamente sobre essas informações. 1, 3 SANTOS DUMONT, Os meus balões (Biblioteca do Exército, Rio de Janeiro, 1973) 2 A viagem de Andrée e seus companheiros foi um desastre, não chegaram ao pólo Norte e morreram intoxicados pela carne de urso caçados por eles. Levavam consigo máquinas fotográficas e registraram os momentos desta trágica viagem. 4 DIAS, P.M.C. \A (Im)pertinência da História ao Aprendizado da Física (Um Estudo de Caso)", Revista Brasileira de Ensino de Física, 23 (2001), Marques, Deividi Marcio E Caluzi, João José. Contribuições Da História Da Ciência No Ensino De Ciências: Alternativa De Inserção De Física Moderna E Contemporânea No Ensino Médio Enseñanza De Las Ciencias, Número Extra. VII Congreso

7 BIBLIOGRAFIA MATTHEWS, M. R. História, Filosofia e Ensino de Ciências: a tendência atual de reaproximação. Caderno Catarinense do Ensino de Física. Florianópolis, v.12, nº 3, p , BASTOS, Fernando. O Ensino de Conteúdos de História e Filosofia da Ciência. In:Ciência e Educação. Vol 5, Nº1, BARROS, H. L. Santos Dumont e a Invenção do vôo. Editora Jorge Zahar, Rio de Janeiro, MARQUES, Deividi Marcio E CALUZI, João José. Contribuições Da História Da Ciência No Ensino De Ciências: Alternativa De Inserção De Física Moderna E Contemporânea No Ensino Médio.Enseñanza De Las Ciencias, Número Extra. VII Congreso SANTOS, G.; OTERO, M. R.; FANARO, M. A. Como usar software de simulacion en clases de física? Cad. Catarinense Ens. Fis., Florianopolis, v. 17, n. 1, p , abr MARTINS, R. A. (1990). Sobre o Papel da História da Ciência no Ensino. Boletim da Sociedade Brasileira da História da Ciência, 9, 3-5 MEDEIROS, Alexandre. E MEDEIROS, Cleide F. de. Possibilidades e limitações das simulações computacionais no ensino de Física. RBEF, São Paulo: FAPESP, vol. 24, no. 2, jun.2002, p MARTINS, R. A. Orsted e a descoberta do eletromagnetismo. Cadernos de História e Filosofia daciência, Campinas, v. 10, p , CAMILETTI, G. e FERRACIOLI, L. A utilização da modelagem computacional quantitativa no aprendizado exploratório de Física, Cad. Catarinense Ens. Fis., Florianopolis, v. 18, n. 2, p , ago DIAS, P.M.C. \A (Im)pertinência da História ao Aprendizado da Física (Um Estudo de Caso)", Revista Brasileira de Ensino de Física, 23 (2001), SANTOS DUMONT, Os meus balões (Biblioteca do Exército, Rio de Janeiro, 1973) SANTOS DUMONT, A. O que eu vi e o que nós veremos (Edição do autor, Rio de Janeiro, 1918).