Projeto Eureka

O berço de Newton é uma engenhoca simples que consiste de alguns pêndulos simples (normalmente cinco) posicionados lado a lado, cujo funcionamento é capaz de demonstrar não apenas o funcionamento de um pêndulo simples, como também as leis de Newton e da conservação da quantidade de movimento e de energia, forças de atrito e amortecida. O berço de Newton foi inventado em 1967 pelo ator inglês, Simon Prebble, que lhe deu esse nome em homenagem ao grande cientista e matemático também inglês Sir Isaac Newton.
Quando afastamos a esfera (normalmente de aço ou de madeira) de um dos pêndulos da extremidade e o soltamos, ele desce e bate na primeira esfera ao lado dela. A energia e quantidade de movimento da bola solta é transferida para as esferas seguintes até a esfera da outra extremidade que adquire movimento, com a mesma velocidade da bola inicialmente solta, e se move como um pêndulo. Interessante notar que se soltarmos duas ou mais bolas, as duas últimas ou mais bolas também subirão, e assim por diante (experimente mover todas as bolas!). <Retirado do blog: http://fisicanimada.blogspot.com/2009/09/o-berco-de-newton.html>

A fim de discutir então as leis de Newton, leis de conservação da energia e do momento linear, foi proposto que os alunos construíssem este brinquedo para a segunda apresentação do projeto, esta veio a se realizar em meados do mês de abril.

Para a construção o berço usufruíram de materiais como chumbadas de pesca, bolas de rolamento, além disso, um dos projetos contou com a usinagem das esferas utilizadas no referido brinquedo. Tais brinquedos foram construídos durante as aulas da disciplina Projeto Técnico Científico e a atividade contou com a participação do professor responsável pela disciplina e pelo responsável dos laboratórios do curso de mecânica da escola.

Na apresentação os alunos levaram dois berços concluídos e um que possuía apenas a estrutura de afixação dos fios pronta, construída com cabos de vassoura. Daqueles que estavam concluídos, verificou uma dissipação muito rápida de energia no decorrer do movimento, principalmente no construído com as chumbadas, e o não alinhamento das esferas, o que contribuiu para esse resultado final não tão satisfatório. Também é necessário salientar que, o movimento foi satisfatório para pequenos ângulos iniciais.

Berço Construído pelos alunos

Detalhe do Berço de Newton

Segundo os alunos a principal dificuldade na construção do mesmo foi o alinhamento das esferas ao longo do eixo do movimento, bem como no alinhamento da altura destas. Para isto, utilizou-se de linha de pesca e fita adesiva.

Algumas questões interessantes que foram inferidas pelos alunos referem-se à massa da bolinha estar ligada com a estabilidade no movimento do brinquedo em questão, tanto que os mesmos reafirmaram a utilização de bolas de enfeites natalinos na confecção do equipamento que estava inacabado. Outro ponto discutido na apresentação foi a questão da influência do comprimento do fio ser diferente dos dois lados. Entretanto este fato não foi verificado experimentalmente, indo contra a temática do projeto, mas com o auxilio do modelo teórico esboçado na lousa.

Alunas interagindo com o berço

Após este encontro os alunos realizaram a apresentação dos berços desenvolvidos na disciplina Projeto Técnico Científico e novamente pode-se verificar a criatividade dos alunos no desenvolvimento da atividade de construção do brinquedo.

A primeira apresentação do projeto Eureka realizou-se no final do mês de março, mais precisamente no dia 27 do referido mês. Participaram desta apresentação 20 alunos das duas turmas do ensino médio, vale também ressaltar que os alunos foram muito receptivos participando e interagindo bastante no decorrer da dinâmica.

Neste encontro foram utilizados dois carrinhos com duas rampas, a fim de, desafiar os alunos a fazerem um lançamento dos mesmos de uma rampa a outra. Desta forma, pretendia-se que os mesmos interagissem com o brinquedo, observando o movimento resultante, desenvolvendo hipóteses sobre este. Com base nestas hipóteses  foram discutidas as temáticas da energia potencial gravitacional, potencial elástica e da energia cinética.

Os discentes desenvolveram várias hipóteses sobre o fato de um carrinho ter um alcance maior no lançamento e outro menor, tais com a massa deles, atrito, velocidade de lançamento e demais condições do ambiente.

Ao proporem que a massa do carrinho poderia influenciar o movimento resultante, realizou-se uma verificação experimental desta hipótese criando uma discrepância maior das massas dos mesmos com a anexação de tampas de caneta em um deles. Feito isso outros lançamentos foram realizados observando a validade da hipótese proposta.

Foi possível observar também que mesmo estudando alguns conceitos da física em sala, os alunos, em sua maioria, não conseguem realizar uma conexão de tais conceitos com as tecnologias e fenômenos presentes em seu cotidiano tratando-se de uma aprendizagem mecânica baseada na memorização e reprodução de fórmulas.

A disposição da turma em circulo, bem como a utilização dos carrinhos e a construção de uma linha de raciocínio com os discentes, pode ter sido um ponto chave no que diz respeito à interação e o entendimento dos conceitos propostos.