HOMEM-ARANHA E O ENSINO DE FÍSICA

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1 XVI SIMPÓSIO N ACIONAL DE ENSINO DE F ÍSICA 1 HOMEM-ARANHA E O ENSINO DE FÍSICA Paulo Roxo Barja a [barja@univap.br] Marcela L. Redígolo b [marcela.l.redigolo@vanderbilt.edu] a Instituto de Pesquisa & Desenvolvimento, Universidade do Vale do Paraíba, São José dos Campos, SP, b Department of Physics & Astronomy, Vanderbilt University, P.O. Box 1807-B, Nashville, TN, RESUMO Nas aulas de Física (Mecânica) para alunos de outros cursos, o primeiro e possivelmente maior desafio do professor é despertar o interesse do aluno pela disciplina. Entre as atividades desenvolvidas em sala para ensinar aos alunos o conceito de forças estão os exercícios propostos pelo professor, em que se pode utilizar personagens de revistas em quadrinhos. O Homem-aranha é particularmente interessante como personagem para problemas propostos em Mecânica, até por sua biografia de super-herói universitário e, mais recentemente, professor de ciências de um colégio novaiorquino. Os problemas formulados podem ser adaptados à área de formação do aluno. Para alunos de Engenharia de Materiais, por exemplo, é interessante discutir por exemplo qual o material mais adequado para a confecção da teia. Nas aulas de Física para Ciências Biológicas, pode-se comparar a teia do herói com a teia real de uma aranha. Os exercícios propostos são simples e envolvem os conceitos de deslocamento, velocidade e aceleração, força, inércia, ação e reação, energia potencial e cinética. Exercícios mais elaborados podem levar em conta a resistência do ar. INTRODUÇÃO É uma queixa comum entre professores o fato de que os alunos de disciplinas de Física deixam de apreciar a beleza conceitual da Física basicamente devido às dificuldades apresentadas em procedimentos matemáticos. Alguns estudantes chegam a confundir a Física em si com os procedimentos matemáticos efetuados, o que os afugenta da disciplina [1]. Para enfrentar este problema, os exemplos e exercícios escolhidos pelos professores de Física precisam estimular a curiosidade dos alunos, motivando-os a estudar. Propomos que o professor deva enfatizar o caráter lúdico do aprendizado de Física. Uma forma de despertar o interesse dos alunos é levá-los a encarar as questões de Física como desafios. Cada problema passa a ser visto como um quebra-cabeças a ser montado, um mistério a ser solucionado, e o estudo da Física é o modo de encontrar as pistas para desvendar um determinado problema. Entra aqui a contribuição dos quadrinhos. Sabe-se que a relação história em quadrinhos/ciência mudou muito dos anos 30/40 até hoje [2]. Inicialmente, os roteiristas de HQs tinham pouca ou nenhuma preocupação em explicar os poderes e habilidades dos super-heróis de acordo com alguma base científica. Com o aparecimento da ficção científica nos quadrinhos, os roteiristas passaram por uma fase de recorrência frequente à ciência; no entanto, sem a preocupação do rigor científico, os escritores na maior parte das vezes limitavam-se a prever realizações científicas (seguindo o modelo dos escritos de Júlio Verne). Os avanços tecnológicos das últimas décadas, porém, levaram a uma mudança de postura por parte dos escritores/editores, para acompanhar as mudanças no perfil dos leitores. Hoje, a grande maioria dos

2 XVI SIMPÓSIO N ACIONAL DE ENSINO DE F ÍSICA 2 leitores de HQ é composta por jovens desde cedo habituados à internet, vídeo games e TV a cabo. Assim, têm acesso a uma imensa gama de informações. Naturalmente, isto os torna leitores mais exigentes. Por sua vez, os roteiros das histórias em quadrinhos passam a inserir referências diretas a assuntos atuais em diversos campos, desde o avanço do terrorismo até a clonagem humana. Esta sofisticação dos leitores e das histórias em quadrinhos ocorre simultaneamente à chegada maciça dos personagens de quadrinhos às telas de cinema - para citar alguns exemplos recentes: Demolidor, Hellboy, Homem-aranha, Hulk, X-Men. Neste contexto, podemos observar que: i) A julgar pelas bilheterias dos filmes citados, o tema super-heróis está cada vez mais em alta entre os jovens; ii) ao mesmo tempo em que este é um público ávido por novidades, parece não mais aceitar qualquer explicação estapafúrdia para as ações e poderes destes super-heróis. Saindo do cinema e voltando à sala de aula, os estudantes mostram interesse em utilizar conceitos aprendidos em classe para explicar determinadas cenas de um filme de ação, por exemplo. Isso pode e deve ser incentivado pelo professor, já que esta abordagem lúdica ajuda a dinamizar as aulas. E isto é particularmente importante nos dias atuais, em que o rápido fluxo e a multiplicidade das informações disponíveis desafia a capacidade de concentração dos alunos. É importante deixar claro para os estudantes, porém, a necessidade de se manter o rigor científico independentemente do problema específico sendo considerado. Pelo contrário, a idéia é incentivar uma análise crítica do que está sendo apresentado aos alunos fora da sala de aula. HOMEM-ARANHA O Homem-aranha foi criado por Stan Lee e Steve Ditko em agosto de 1962, na revista Amazing Fantasy 15, ganhando sua própria revista mensal (The Amazing Spider-Man) em março de Logo tornou-se um dos super-heróis de maior sucesso de todos os tempos, posto que mantém até hoje, a julgar pela audiência cinematográfica (o recorde de público para uma semana de estréia pertence ao longa-metragem do Homem-aranha, o que estimulou a produção de uma sequência, também com público recorde). O Homem-aranha é particularmente adequado ao uso em aulas de Física quando se considera que Peter Parker (o alter-ego do Homem-aranha) foi um ótimo aluno no colégio e na faculdade, chegando a cursar pós-graduação. Mais que isso: em diversas situações, é seu conhecimento de ciências que o auxilia a enfrentar e derrotar vilões. Ao lado de sua atividade como super-herói, durante a pós-graduação Peter Parker também tem que lidar com problemas comuns a muitos estudantes, como a falta de dinheiro e falta de tempo para estudos (ele divide seu tempo entre a pesquisa e um emprego necessário para se sustentar). Isso, claro, antes de se casar com a top model Mary Jane. QUESTÕES PROPOSTAS Passamos agora a apresentar exemplos de questões simples de Mecânica envolvendo o Homem-aranha. Um exemplo de questão que pode ser utilizada é o seguinte: A teia desenvolvida pelo Homem-aranha suporta uma tração máxima de 700 N. a) Se ele tem 68 kg, qual a maior aceleração com que pode subir pela teia? b) Suponha que o Homem-aranha engorde 5 kg. Ele ainda poderá usar a teia? Neste caso, quais as limitações para seu movimento? Este tipo de pergunta pode ser complementado por outras relacionadas, dependendo da formação do aluno.

3 XVI SIMPÓSIO N ACIONAL DE ENSINO DE F ÍSICA 3 Outro ponto a ser discutido diz respeito às restrições aos movimentos do Homem-aranha quando ele se segura na teia carregando alguém. Neste ponto, pode-se estudar o episódio da morte da primeira namorada de Peter (e grande amor de sua vida), Gwen Stacy, ocorrida após uma queda da ponte George Washington. O (trágico) episódio ocorre da seguinte forma: o vilão Duende Verde segura Gwen no alto da torre da ponte, quando chega o Homem-aranha para salvar sua amada. No entanto, quando o Homem-aranha se aproxima, o Duende Verde solta Gwen, que cai. O Homem-aranha prende as pernas de Gwen com sua teia e a segura, mas a brusca desaceleração na queda faz com que ela quebre o pescoço e morra. O estudo desse episódio deve levar os alunos à conclusão de que a teia desenvolvida em laboratório pelo Homem-aranha precisa apresentar uma determinada elasticidade justamente para que não ocorra desaceleração súbita. Nesse ponto, o professor pode também discutir a prática de bungee-jump, que é segura desde que os cabos utilizados apresentem a elasticidade adequada. Em aulas para estudantes de Engenharia de Materiais, pode ser interessante discutir, por exemplo, que material, de uma dada lista, seria o mais recomendado para se fazer uma teia. Além de considerar a tração máxima obtida, deve-se levar em conta o raio da teia, pois deseja-se armazená-la num volume mínimo. É comum desenvolver produtos tecnológicos a partir de conceitos encontrados na natureza. Neste ponto, para alunos de cursos na área de Ciências Biológicas e Biomédicas, pode-se comparar as propriedades da teia desenvolvida pelo Homem-aranha com as propriedades de uma teia real de aranha, de tração máxima conhecida. É possível apresentar os conceitos de energia cinética e potencial a partir do suposto movimento pendular do Homem-aranha balançando-se na própria teia em seus (raros) momentos de folga. Neste ponto, pode-se discutir a diferença entre pêndulo simples e pêndulo físico. Após resolver diversos exercícios simples de cinemática e dinâmica, pode-se passar a problemas mais avançados, que levem em conta, por exemplo, o efeito da resistência do ar nos movimentos estudados. Deste modo, cada um dos tópicos apresentados por intermédio do Homemaranha pode ser analisado em diferentes níveis: do cálculo da velocidade numa determinada altura até o modelamento matemático do movimento de um pêndulo composto. UM EXEMPLO PRÁTICO: PETER PARKER E AS LEIS DE NEWTON A seguir, apresentamos uma sequência particularmente ilustrativa de alguns dos pontos discutidos neste artigo. Trata-se da abertura da história Questões Delicadas, publicada no Brasil na revista Homem-aranha 15 (2003). Na cronologia do Homem-aranha, esta história se passa após uma visita de Peter Parker ao seu antigo colégio, que precisa de professores. Neste momento, Parker decide retribuir a educação que recebeu naquela instituição e começa a dar aulas no colégio. A história em questão se inicia com o novo professor apresentando aos alunos as Leis de Newton, enquanto relembra um recente episódio vivido como Homem-aranha. No fim da exposição, vem a questão delicada : a tradicional pergunta de um aluno sobre qual seria a aplicação daquele tipo de conhecimento. Para o Homem-aranha, a resposta é óbvia.

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5 XVI SIMPÓSIO N ACIONAL DE ENSINO DE F ÍSICA 5 Figura 1 O professor Peter Parker (Homem-aranha nas horas vagas) fala sobre força, inércia, ação e reação. CONCLUSÃO O presente trabalho busca apontar alternativas para o ensino de Física. Nesse sentido, não cabe aqui uma conclusão definitiva. Na verdade, pensamos que o ensino de Física talvez deva ser encarado como uma dessas páginas de internet em que se lê, no rodapé: em construção. O que tentamos enfatizar é que: i) um exemplo construído a partir do rol de interesses dos alunos pode ser explorado com versatilidade suficiente para cobrir vários aspectos da Física; ii) recuperar e explorar o caráter lúdico do aprendizado é um caminho para motivar o estudo da Física entre estudantes de diferentes cursos de graduação. REFERÊNCIAS 1. Física I Mecânica, GREF (Grupo de Reelaboração do Ensino de Física), 4 ª edição. São Paulo: EDUSP, A divulgação científica nos quadrinhos: análise do caso Watchmen, Gian Danton. Dissertação de mestrado, Universidade Metodista de São Paulo, nov/ Questões delicadas, J. M. Straczynski, J. Romita Jr. e S. Hanna. In Homem-aranha 15, Fernando Lopes (editor), Ed. Panini, março/2003.