ARTIGOS SOBRE FÍSICA

O “bebum” tirando sua cachaça de um barril com uma mangueira e um balde (adaptada de L.C. Epstein and P.G. Hewitt, Thinking Physics).

Uma pesquisa realizada com alunos de Licenciatura em Ciências Exatas do Centro Universitário UNIVATES mostrou a existência de algumas concepções distintas, entre os futuros professores, sobre o funcionamento do sifão, estrutura muito comum no cotidiano de todos mas pouco compreendida sob o ponto de vista científico.

O trabalho resultou no artigo “Análise das ideias dos alunos sobre hidrostática”. Nele, os professores Ana Paula Sebastiany, Ivan F. Diehl, Michelle C. Pizzato — todos do Centro Universitário UNIVATES, de Lajeado, RS — e João B. S. Harres, da Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, de Porto Alegre, RS, fazem uma análise das ideias dos estudantes a respeito do sifão e identificam os obstáculos à compreensão dos fenômenos relacionados.

Os dados foram coletados a partir das respostas dos estudantes a duas perguntas:

1ª) Como você crê que funciona o processo de descarga do “vaso” de um banheiro?

2ª) Um “bebum” está tirando sua cachaça de um barril com uma mangueira e um balde, como mostra a [figura acima], usando para isso o que chamamos de ‘sifão’. Como você pensa que um ‘sifão’ funciona?

Com relação à primeira pergunta, entre outras constatações, foi verificado que a maioria dos alunos apresenta em suas respostas explicações simplistas desse fenômeno, já que apenas fazem referência à pressão exercida pela água, sem explicar como ocorre ou qual a origem dessa pressão.

De um modo geral, as respostas mostram que os futuros professores não explicam o escoamento do vaso sanitário através do processo de sifão. “Se por um lado isto é compreensível, já que na parte inferior do vaso na verdade temos um sifão invertido em relação ao seu uso normal, é notório que algo tão presente na vida de todas as pessoas seja explicado de maneira tão pobre fisicamente”.

A análise das respostas à segunda questão não foi mais animadora. De um total de 60 alunos, apenas dois mencionaram a existência da pressão atmosférica no processo.

Para saber os resultados com mais detalhes e conhecer o embasamento teórico e a metodologia da pesquisa, acesse o artigo original, publicado na revista Física na Escola v. 10, n. 2, 2009.

E se quiser reciclar os seus conhecimentos sobre o sifão e conhecer uma proposta para abordagem do tema em sala de aula, acesse a aula Como funciona um sifão, postada no Portal do Professor pelo professor José Ângelo de Faria, do Colégio de Aplicação da UFV.

Em aulas de Física no Ensino Médio, quando se trata do movimento circular, é comum que se use como exemplo a situação de uma pessoa que se encontra na superfície da Terra, em movimento circular devido à rotação do planeta. Nesse momento, muitas vezes os alunos lançam a pergunta: “E qual é a velocidade de rotação da Terra?”. A questão gera a oportunidade de se discutir a diferença entre as velocidades escalar e angular, particularmente no que se refere à dependência (ou independência) de seus módulos com o raio da trajetória — no caso, com a posição da pessoa na superfície da Terra.

Após as devidas considerações, o professor pode sugerir a realização de um experimento que permite relacionar essas grandezas e calcular a velocidade angular de rotação da Terra! Essa é a proposta do professor Marcelo Girardi Schappo, que, no artigo Medindo a velocidade de rotação da Terra sem sair de casa, publicado na revista Física na Escola, v. 10, n. 2, 2009, explica como realizar a tarefa usando materiais simples e de muito fácil acesso: papel branco, lápis, cronômetro, fita adesiva, régua, barbante e um objeto furado – no experimento realizado pelo autor, foi utilizada uma mesa de PVC com furo para guarda-sol.

Para entender o procedimento experimental, é necessário imaginar que é o Sol que está girando em torno da Terra com velocidade angular , o que é equivalente a pensar na Terra girando com a mesma velocidade em sentido contrário, desprezando-se sua translação.

A idéia é usar a semelhança de triângulos, como em uma câmara escura, para calcular a distância “percorrida” pelo Sol, H, ao longo de sua “órbita” ao redor da Terra: coloca-se o objeto furado sob a luz solar e mede-se o deslocamento da projeção, h, após um intervalo de tempo, t, e a distância do furo ao anteparo, d. O esquema está representado na figura abaixo (note que, devido ao pequeno valor do ângulo no intervalo analisado, a trajetória pode ser aproximada por uma reta).

Em posse da distância H e do tempo que o Sol levou para “percorrê-la” ( t), é possível calcular sua velocidade escalar, v. Dividindo-se essa velocidade pelo raio da trajetória ( D = distância Terra-Sol) chega-se ao valor da velocidade angular ( v = •D).

O uso da distância Terra-Sol é interessante do ponto de vista didático. Há entretanto uma maneira de se chegar ao mesmo resultado sem a necessidade de se conhecer esse dado. Leia o artigo, conheça o procedimento com detalhes, acompanhe as contas e tente descobrir como!