domingo, 28 de fevereiro de 2021

Emmy Noether: Uma das mulheres mais importantes da matemática e seu teorema

 


 “o mais significativo e criativo matemático do sexo feminino de todos os tempos” (Albert Einstein), a pessoa que enunciou o teorema considerado “uma pedra angular do trabalho em relatividade geral bem como em certos aspectos da física de partículas elementares” (Peter G. Bergman) - Quem é a mulher que foi digna de receber esses elogios? Eu respondo para você:

Ela foi uma alemã judia que desistiu dos estudos em línguas estrangeiras para seguir uma carreira que não era nada comum para as mulheres de seu tempo. 

Ela enfrentou a resistência da sociedade para entrar na faculdade, era uma das duas únicas mulheres de sua faculdade, onde só podia frequentar como ouvinte e ainda precisava de autorização de cada um dos professores da turma para assistir aula.

Ela conseguiu concluir o doutorado e lecionar em universidades na Alemanha e nos Estados Unidos, recebendo nada ou quase nada pelo seu trabalho e, apesar de tudo, conquistou o título de “mãe da álgebra moderna”.

Autora de um teorema já comparado ao de Pitágoras, Emmy Noether, lutou a vida inteira para (pasme leitor) apenas exercer sua paixão de aprender e ensinar matemática. Num contexto marcado pela exclusão das mulheres da área acadêmica, pela perseguição aos judeus, ela conseguiu desenvolver trabalhos brilhantes e, mesmo hoje, ainda não recebe o devido reconhecimento. Tendo em mente essa pequena parte dos feitos de Emmy que acabei de citar, eu convido a você que está lendo este texto a parar e refletir sobre o seguinte questionamento: Que contribuições ela poderia ter feito, caso não houvessem tantas barreiras em seu caminho?


Lamentavelmente, Emmy Noether ainda faleceu no auge de suas produções, devido a um câncer, aos 53 anos de idade.


O teorema mais famoso de Emmy Noether


Em 1918, ela demonstrou um teorema que “une dois conceitos: as leis universais de conservação e as simetrias na natureza.” (SAITOVITCH et al, p.32, 2015). Tal teorema é capaz de dar suporte às mais variadas teorias, relativísticas e não relativísticas. Como podemos, então, descrever esse teorema?


Não é nada fácil, devo admitir meu caro leitor. Eu deveria entrar em demonstrações que nem eu tenho o conhecimento matemático para entender, entretanto…

Vou compartilhar essa simples e bacana analogia que encontrei no trabalho  do Adriano de Souza Martins lá do ano de 1999. (Perceba que eu fui longe para poder trazer essa explicação para você kkk…)


Em se tratando da mecânica não relativística, podemos pensar no teorema de de Noether como uma máquina que se entra com a transformação de simetria em uma variável qualquer e sai uma grandeza conservada. 



O que é transformação de simetria? 

Pense em uma bolinha, independente de onde você observa ela (de baixo, de cima, de lado…), verá uma esfera. Essa é apenas uma ideia inicial sobre simetria, na física o conceito de simetria será um pouco mais complexo: 

“Diz-se que um sistema físico tem simetria se for feita uma mudança nesse sistema tal que após essa mudança o mesmo continue exatamente como era antes.” (MOREIRA, p. 2, 2019)


O que é a grandeza conservada G?

Uma determinada expressão que caracteriza um sistema e não muda com o tempo, ou seja, uma constante de movimento. 


 Referências:

Saitovich, E. M. B.; Funchal, R.; Barbosa, M.; Pinho, S.; Santana, A. (orgs), Mulheres na física, casos históricos, panorama e perspectivas, São Paulo, Editora Livraria da Física, 2015.


MOREIRA, Marco Antonio. O conceito de simetria na Física. O CONCEITO DE SIMETRIA NA FÍSICA E NO ENSINO DA FÍSICA, p. 9.


MARTINS, Adriano de Souza. Simetrias e leis de conservação na mecânica clássica. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 21, n. 2, p. 33-39, 1999.





quinta-feira, 25 de fevereiro de 2021

O que é Física Nuclear?



Neste vídeo falamos sobre o que é Física Nuclear, como essa área surgiu e se desenvolveu, também as suas principais aplicações. O que faz um Físico dessa área? O que ele precisa saber? Explicamos tudo isso aqui!

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quarta-feira, 24 de fevereiro de 2021

Saiba como funciona o chuveiro elétrico

Como usar funcionamento do chuveiro elétrico nas aulas de Física?


É sempre bom trazer o exemplos do nosso cotidiano para as aulas, principalmente nas aulas de Física, onde encontramos muitas queixas dos estudantes em relação ao entendimento do assunto estudado. Por essa razão,  hoje vamos falar de uma aparelho que está presente em muitas casas, o chuveiro elétrico.


Como funciona o chuveiro elétrico?

Tomar banho com uma água quentinha é muito bom ne? Muita gente tem chuveiro elétrico em casa,  mas não sabe como funciona esse aparelho. Então vamos agora entender a Física envolvida.

Dentro do chuveiro tem um resistor em formato de espiral , é colocado o ferro nesse formato por conta da área, quanto maior o contato mais rápido a água esquenta, e sim, é a resistência que é a responsável por aquecer a água. Mas, o que faz essa espiral esquentar? Vamos começar quando você liga o chuveiro, assim que o registro é aberto a água entra no chuveiro e o diafragma sobe, isso conecta os terminais da resistência à rede elétrica, depois disso, a corrente elétrica começa a passar pelo filamento do chuveiro e isso faz com que a resistência esquente.






Esse momento da corrente passando pelo fio se chama efeito Joule, você lembra o que diz esse efeito? Caso não lembre vou te explicar agora, o efeito Joule consiste na conversão da energia elétrica em calor, quando o elétron passa em um fio acontece algumas colisões e os átomos do fio começam a se agitar. E o que é a temperatura se não o grau da agitação das moléculas? Quanto mais as moléculas se agitam mais o material esquenta.

Okay! Deu pra entender como a resistência aquece não é? Mas e a água? O líquido vai funcionar como dissipador do calor, fazendo a água esquentar. Agora sim, depois desses processos todo, você vai conseguir tomar seu banho quentinho!


Como usar na aulas?


As aulas de Física podem ser muito interessantes, quando abordadas os assuntos e comparados ao nosso cotidiano, vimos como funciona o chuveiro elétrico, mas em que momento falar sobre? No texto acima vimos dois assuntos da Física, o efeito Joule e a resistência, então quando for tratar de um desses dois temas já cabe o exemplo do chuveiro elétrico para facilitar a compreensão dos conceitos. Provavelmente, os seus alunos irão gostar muito de entender como funciona esse aparelho elétrico que muitos tem em casa.

Nesse Ensino Remoto temos que inovar então abaixo segue um podcast sobre recursos tecnológicos para serem utilizados na educação online:





sábado, 20 de fevereiro de 2021

O que mudou no ensino de física desde que Richard Feynman deu suas aulas por aqui?

 

Richard Feynman

Richard Feynman foi indiscutivelmente um cara brilhante. Sua forma de ver e pensar sobre o mundo e a física tinha um jeito especial, alguns diriam até pouco convencional. Sua obra atinge as mais variadas áreas da Física moderna, passando pela nanociência até a teoria da eletrodinâmica quântica, área na qual seus trabalhos lhe renderam o Nobel de Física em 1965, época em que estava no auge dos seus 47 anos de idade. 

Poderíamos estender essa introdução falando da maravilhosa carreira de Feynman, mas realmente não quero tornar esse texto grande demais e fugir ao tema principal, por enquanto, basta ao leitor ter uma noção da importância deste físico e porque são relevantes suas opiniões sobre o ensino de física no Brasil. Em todo caso, fica como indicação a leitura da edição especial sobre Feynman da Gazeta da Física da Sociedade Brasileira de Física de Portugal.

Mas afinal, o que Richard Feynman tem a ver com o Brasil?

Entre 1949 e 1966 ele esteve no Brasil e durante esse período deu aulas em cursos de graduação em física, palestras sobre eletrodinâmica quântica, sobre o Ensino de Física e até desfilou no carnaval do Rio de Janeiro. O que nos chama atenção, entretanto, foi justamente sua experiência com o Ensino de Física no nosso país e suas duas conferências realizadas aqui, nas quais Feynman compartilha abertamente sua visão sobre o ensino brasileiro.

Além, destas duas conferências, ele também escreveu um capítulo dedicado ao tema em seu livro Só pode ser brincadeira Sr. Feynman!, um livro que rodou o mundo e que mostrou para os gringos um pouco do que acontecia (ou seria acontece?) por aqui.

Baseado nestas ocasiões que o autor Ildeu de Castro Moreira traça uma comparação entre o que Feynman achou do ensino de Física na época e de como ele está hoje, de acordo com do conhecido Marco Antônio Moreira em seu trabalho Ensino de Física no Brasil: retrospectiva e perspectivas.

Ensino de Física no Brasil segundo Richard Feynman

Feynman, em sua primeira palestra, de acordo com texto publicado pelo biólogo Oswaldo Frota-Pessoa, declarou logo: não estamos ensinando nada de ciência. Para ele, ensinar ciência é colocar o estudante em contato com o fenômeno e com a natureza, deixar ele experimentar, investigar e alimentar sua curiosidade.

Já no Brasil, ocorre o oposto: é muita memorização das fórmulas, uma física sem sentido no cotidiano do estudante e com o livro didático sendo como um dicionário, ou uma bíblia que rege o ensino e o pior é que além de transformarmos o livro nessa divindade, ainda usamos livros ruins. Tais coisas foram fortemente criticadas sempre que Feynman teve a oportunidade.

O físico ainda continua: Os estudantes não sabem trabalhar em grupo e impera uma cultura estranha na qual eles têm medo de perguntar, medo de errar e medo de que os outros saibam que eles não sabem e os poucos estudantes que aprendem apesar do sistema de ensino, por falta de oportunidades, no fim das contas acabam deixando o país, o que é péssimo para o desenvolvimento da ciência e da tecnologia por aqui.

Essas foram só algumas das críticas de Feynman, embora hoje talvez não seja surpresa para nós professores algumas destas observações sobre o nosso ensino mas, na época foi um choque de realidade muito grande para muitas pessoas que chegavam até a acreditar que estávamos fazendo um ensino de qualidade por aqui. Devemos lembrar, porém, que isso foi nos anos 50, você não acha estranho ainda nos identificarmos com essas críticas? 

Mas vamos observar mais de perto o que ocorre com o ensino agora, nas últimas décadas.

O Ensino de Física atual no Brasil segundo Marco Antônio Moreira

A dependência do livro didático ainda permanece um problema em todos os níveis de ensino no Brasil e, da mesma forma, pôr o estudante em contato com os fenômenos ainda configura um desafio, seja por problemas de estrutura ou financeiros das escolas ou pela falta de formação adequada dos professores. Nesses dois aspectos, percebe-se uma perpetuação do modelo de ensino que Feynman experimentou quando esteve por aqui.

O autor Ildeu, baseado no trabalho de Moreira, destaca que nem tudo continua igual. As diretrizes e orientações para o Ensino Médio foram bem modificadas no que diz respeito a investigação, cooperação entre estudantes e flexibilização do currículo  e atualmente se alinham mais a ideia de ensino que Feynman tinha, já por outro lado, questões como a desvalorização do professor e dos baixos salários só pioraram desde então.

Na prática, temos visto muitos esforços para mudar esse quadro do ensino, mas ainda, sem muito sucesso quando olhamos para o contexto geral do país. Já conhecemos os problemas e algumas soluções, elas estão aí, nos debates acadêmicos, nos artigos, nas teses, dissertações, nos podcasts e vídeos. Cabe a cada profissional da educação, ao governo e a sociedade de modo geral trabalhar para implanta-las de forma efetiva - a responsabilidade para com o ensino é de todos nós. 

Referências:

MOREIRA, Ildeu de Castro. Feynman e suas conferências sobre o ensino de física no Brasil. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 40, n. 4, 2018.

MOREIRA, Marco Antonio. Ensino de Física no Brasil: retrospectiva e perspectivas. Revista brasileira de ensino de física. São Paulo. Vol. 22, n. 1 (mar. 2000), p. 94-99, 2000.

R.P. Feynman, Sobre as leis da física (Contraponto, Rio de Janeiro, 2012)


quinta-feira, 18 de fevereiro de 2021

Experimentos e Simulações na Educação Online

Olá leitor! O tema de hoje pode causar algumas dúvidas para professores que estão iniciando na Educação Online, principalmente nos que são da área de exatas. Para discutirmos esse assunto, vamos tentar responder algumas perguntas chave:
  • Porque usar experimentos? Quais as vantagens?
  • É possível usar experimentos na Educação Online?
  • Simulações substituem os experimentos?
Para início de conversa, é fundamental definirmos o que pode ser tido como experimento, ou atividade experimental. Nesse artigo aqui, vamos ficar com a definição de Pereira e Moreira (2017), para eles existem: trabalho laboratorial, trabalho experimental e atividades práticas. Veja a definição de cada um:

Trabalho laboratorial: Aquele desenvolvido de forma metódica nos laboratórios;
Trabalho experimental: Tomar nota, medir, manipular variáveis;
Atividades práticas: Aquelas que o aluno esteja ativamente envolvido, uma visita a um museu, por exemplo.

Existe, ainda, um quarto termo que é a junção de todos os outros três termos apresentados a cima, logo, um mais geral e que utilizaremos daqui pra frente em alguns casos: Atividades prático-experimentais.

Porque usar experimentos? Quais as vantagens?

Há uma série de possibilidades quando pensamos em usar os experimentos, podemos tentar verificar leis e/ou teorias em sala ou até reestruturar conhecimentos prévios dos estudantes, mostrando fenômenos e propondo discussões que contrariam o senso comum deles (ARAÚJO E ABIB , 2003).
    
Os pesquisadores Hoffstein e Lunetta (2004) fazem uma lista de vantagens de se usar os experimentos: o experimento motiva, desperta o interesse, encoraja a aprendizagem ativa, facilita a compreensão de conceitos e por aí vai. 
    
Realmente o uso de experimentos na escola é muito recorrente, tanto que é fácil concordar com Pinho-Alves (2000, p.175), quando o autor fala que a aceitação dos laboratórios no ensino "é quase um dogma". 

É possível usar atividades prático-experimentais na Educação Online?

Se você se ater aos experimentos tradicionais, no caso, aqueles com roteiro fixo e dentro do ambiente do laboratório, certamente as barreiras serão maiores, mas eu te convido a expandir sua ideia sobre experimentos e pensar em atividades prático-experimentais.
    
Dentro desse conceito, você irá encontrar trabalhos como os de Heckler, Motta e Galliazzi (2012) e de Dias, Dias e Libardi que irão tratar da história e das possibilidades de trabalho com atividades práticas na Educação Online. As soluções vão desde coisas mais simples, como usar simulações gratuitas na Web, até coisas mais caras, como enviar kits de experimentos para os alunos (Parece loucura né? Mas já foi feito no passado!).
    
Para responder, então, de forma clara: sim colega professor! É possível e você poderá encontrar bons materiais sobre o tema na internet, inclusive no episódio Top 10 ferramentas para a Educação Online, aqui do Fisiclass, damos não uma, mas 10 ferramentas para te ajudar na educação online, confira:

Simulações substituem experimentos?
    
Já que falamos das simulações, vamos tratar agora dessa pergunta importantíssima. Afinal, já que é mais cômodo para a Educação Online de exatas, posso ou não posso deixar de lado as atividades práticas e os experimentos?
    
Como dizem por aí... a resposta é curta e grossa: Não. Em todos os trabalhos que procuramos e estão nas referências deste texto, não há quem diga que só a simulação é suficiente.
    
Agora você, meu caro leitor, me pergunta o porquê, se é que você aí já não sabe, né?. Bom, primeiro pesa a questão social. O estudante precisa discutir, trabalhar em equipe, assimilar na companhia de seus colegas os achados no momento da experimentação ou da atividade prática e muitas vezes as simulações não dão conta disso. Outro ponto são a deficiência no desenvolvimento de habilidades com manuseio de equipamentos e de comportamento em laboratório de forma geral. 
    
Mas fica a reflexão sobre o assunto: Você substituiria os experimentos por simulações? Por quê? Comentai aí pra gente saber 😉

Dicas e sugestões:

Tá afim de saber como as metodologias ativas entram nessa história? ou você não sabe o que é metodologia ativa e ficou curioso para conhecer? Quer entrar de cabeça no tema? SIM? Ah! Então é muito fácil! No nosso episódio experimentos e simulações na Educação Online tem muito mais, e sabe o que é melhor? Você dá um play, se ajeita na poltrona, relaxa e aprende sobre o tema gratuitamente com nosso podcast, ou se estiver sem tempo, ouve enquanto arruma a casa, está no transito, trabalhando e enfim, aproveita! Link abaixo:

Referências:

1- ARAÚJO, Mauro Sérgio Teixeira de; ABIB, Maria Lúcia Vital dos Santos. Atividades experimentais no ensino de física: diferentes enfoques, diferentes finalidades. Revista Brasileira de ensino de física, v. 25, n. 2, p. 176-194, 2003.
2- DIAS, G. A. O. ; DIAS, E. M. C.  ; LIBARDI, H. . Práticas experimentais em um curso de física EaD. 2014. (Apresentação de Trabalho/Congresso).
3- HECKLER, V..; MOTTA, C. S. ; GALIAZZI, M. C. A Experimentação em Ciências na EaD oportuniza o diálogo Investigativo Coletivo. In: I Seminário Internacional de Educação a Distância - SEMEAD, 2012, NATAL/RN. Caderno: I Seminário Internacional de Educação a Distância - SEMEAD. NATAL/RN: IFRN, 2012. v. 1. p. 1-14. 4- PEREIRA, Marcus Vinicius ; MOREIRA, M. C. A . Atividades prático-experimentais no ensino de Física. CADERNO BRASILEIRO DE ENSINO DE FÍSICA , v. 34, p. 265, 2017.
5- FIOLHAIS, Carlos; TRINDADE, Jorge. Física no Computador: o Computador como uma Ferramenta no Ensino e na Aprendizagem das Ciências Físicas. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 25, n. 3, p. 259-272, 2003.
6-FARIAS, T. C.; LUZ FILHO, A. ; BARBOSA, C. D.MÍDIAS PARA EAD: SIMULADORES E SUAS CONTRIBUIÇÕES PARA O ENSINO DE FÍSICA EM TÓPICOS DE CINEMÁTICA. In: Simpósio Internacional de Educação a Distância, 2016, São Carlos. Anais do Simpósio Internacional de Educação a Distância, 2016. v. 03. p. 1-12.
7- LABURÚ, C. E. Seleção de Experimentos de Física no Ensino Médio: uma investigação a partir da fala de professores. Investigações em Ensino de Ciências (Online), Porto Alegre, v. 10, n.2, p. 1-19, 2005

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