Um jeito divertido e prático de aprender física e matemática

Vinicius Zepeda

Sistema de bombeamento de água: 1- reservatório inferior, 2- botão de acionamento da bomba,  3- reservatório superior, 4- válvulas de controle, 5 e 6 - sensores de pressão e vazão, 7- circuitos eletrônicos (Desenho: Divulgação/PUC-Rio)

Apesar de não percebermos, nos deparamos o tempo todo com situações do cotidiano em que a física e a matemática estão presentes. Fazemos contas, estimamos o tempo que levamos para nos deslocarmos de um lugar ao outro, contamos os passos para montar barreira em um jogo de futebol, calculamos a distância para frearmos o carro ou para chutarmos uma bola em curva. Os exemplos são numerosos e frequentes. Entretanto, quando o assunto é estudar essas matérias, há uma certa má vontade, especialmente entre alunos do Ensino Médio. Aulas expositivas e sem atividades práticas contribuem para dificultar a compreensão e diminuir o interesse dos jovens. “O ideal seria que todas as escolas contassem com laboratórios de física e química. Como isso ainda está distante da realidade, muitos professores têm desenvolvido kits educativos como forma de desmitificar essas matérias e motivar os estudantes a aprenderem na prática o que está escrito nos livros”, afirma o professor Marcos Venicius S. Pereira, coordenador do Programa de Integração Universidade Escola e Sociedade (PIUES), da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio). O programa promove iniciativas para aproximar, numa via de mão dupla, estudantes e professores do ambiente da universidade.

Com o colega Mauro Speranza Neto – também engenheiro, professor e pesquisador da PUC-Rio –, Venicius coordena uma equipe responsável pela elaboração de três kits educativos, construídos com recursos do edital Apoio à Melhoria do Ensino nas Escolas Públicas do Estado do Rio de Janeiro. “Os experimentos utilizam-se de cálculos e conteúdos dessas duas disciplinas para mostrar o funcionamento de sistemas aplicados, por exemplo, à engenharia. Assim, além de ajudar professores e alunos, os kits servem também para incentivar possíveis vocações. Num país que carece desses profissionais, é um ótimo incentivo”, destaca.  

Na frente, o dinamômetro. Ao fundo, pesquisador mostra o funcionamento do minielevador (Foto: Vinicius Zepeda)

O engenheiro mecânico Mauro Speranza Neto explica que, para utilizar os kits em sala de aula, professores do Colégio Estadual André Maurois, no Leblon, Zona Sul do Rio e próximo à universidade, assistiram, durante um semestre, aulas semanais. “Descrevemos detalhadamente todo o funcionamento dos sistemas para que os professores pudessem transmitir os conhecimentos da melhor forma possível aos alunos”, acrescenta.

O primeiro sistema consiste num aparelho voltado para medir as rotações por minuto (rpm)  e a potência de um motor: o chamado dinamômetro. “Há também um microcontrolador que processa os sinais de sensores elétricos ligados a um circuito de alimentação, que comanda o motor por meio de um software. Os resultados da equação são decodificados em funções matemáticas, que servem para interpretar o comportamento do motor testado”, descreve Speranza Neto.

Outro experimento consiste em um elevador de tração em escala reduzida, construído com placas de madeira MDF e de acrílico, com um pequeno motor elétrico, que segue o mesmo princípio de funcionamento de um elevador real. "Ao apertar o botão em um dos andares, o motor é acionado, movimentando o elevador no sentido desejado. Para saber a posição do elevador e quando ele deve parar  – ao chegar ao andar –, são usados sensores óticos em todos os andares", explica. A terceira miniatura usada pelos pesquisadores consiste num sistema de bombeamento de água semelhante aos utilizados em edifícios.    

Para Sheila Colin Vasconcelos, participante do projeto e professora de matemática do colégio, é preciso destacar a importância da iniciativa. “Além de motivar professores e alunos, é essencial para aproximar ainda mais a PUC-Rio, uma das várias universidades do estado, das escolas de Ensino Médio e Fundamental”, conclui.

 Para ver um material explicativo sobre os três experimentos clique aqui (arquivo em PDF)