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Atividades Práticas Supervisionadas, como parte dos requisitos para avaliação semestral, no Curso de Engenharia Básico. Alunos: Fagner Pereira Georjutti – B89BDG-8 Thiago Nogueira Vital da Silva - B90476-3 Thiago Roberto Lourenço – B90AEA5 2 ÍNDICE 1- RESUMO................................................................................................................03 2- INTRODUÇÃO ......................................................................................................05 3- BIOGRAFIA DE JEAN PIAGET .............................................................................07 4- BIOGRAFIA DE ARQUIMEDES ............................................................................14 5- BIOGRAFIA DE GALILEU GALILEI ......................................................................18 6- OBJETIVO .............................................................................................................27 7- PARTE TEÓRICA ..................................................................................................28 8- ANÁLISE GERAL E DISCUSSÕES .....................................................................31 9- CONCLUSÕES .....................................................................................................33 10 - ANEXOS ................................................................................................................34 11- PRINCIPAIS OBRAS ...........................................................................................36 12 – BIBLIOGRAFIAS ...................................................................................................41 3 RESUMO O presente trabalho tem como objetivo apresentar as contribuições dos maiores gênios da Filosofia, da Matemática e da Física. Na Filosofia temos o nome mais influente no campo da educação durante a segunda metade do século 20, a ponto de quase se tornar sinônimo de pedagogia. A grande contribuição de Piaget foi estudar o raciocínio lógico matemático, que é fundamental na escola mas não pode ser ensinado, dependendo de uma estrutura de conhecimento da criança. Vem de Piaget que o aprendizado é construído pelo aluno e que inaugura a corrente construtivista. Educar para Piaget, é provocar a atividade, isto é, estimular a procura do conhecimento. O professor não deve pensar no que a criança é, mas no que ela pode se tornar. Com Piaget, ficou claro que as crianças não raciocinam como os adultos e apenas gradualmente se inserem nas regras, valores e símbolos da maturidade psicológica. Na Fisica temos Arquimedes que foi um grande físico, matemático e inventor grego que viveu no século III antes de Cristo, na cidade de Siracusa, uma pequena colônia grega localizada no sul da Itália. Ele fez descobertas importantes na área da geometria. Foi no campo da Física que ele fez a maior de suas descobertas, o princípio do empuxo, no entanto seus trabalhos são muito extensos, apresentando contribuições não só na área da física, como também na matemática e na tecnologia. Arquimedes construiu engenhosas invenções que se tornaram muito populares em sua cidade. Uma das invenções mais populares ficou conhecida como o parafuso de Arquimedes. Esse dispositivo foi muito utilizado nas irrigações, não só em Siracusa, mas também em outras cidades, para elevar a água de um lugar para outro. Arquimedes foi o primeiro a construir e utilizar um sistema de roldanas, através do qual ele podia movimentar corpos pesados como, por exemplo, um navio. A pedido do rei de Siracusa, ele ainda projetou e construiu dispositivos de guerra para proteger a cidade de Siracusa contra os possíveis invasões das tropas romanas. Entre os dispositivos que ele construiu está o uso dos espelhos côncavos, os quais eram utilizados para fazer os raios solares convergirem sobre os povos invasores. Apesar de todas as suas invenções, a história mais conhecida sobre Arquimedes conta que ele descobriu o princípio que permite calcular o empuxo que atua sobre um corpo quando mergulhado em um fluido qualquer. Conta-se que o rei Hieron entregou uma porção de ouro a um ourives para que ele confeccionasse uma coroa. Quando este entregou a coroa, o rei desconfiou que o ourives tinha substituído certa quantidade de ouro por prata. Querendo saber da verdade o rei encarregou Arquimedes de descobrir se 4 sua acusação era ou não verdadeira. Foi durante um banho que Arquimedes percebeu que a água se elevava à medida que mergulhava seu corpo, e dessa forma descobriu que era possível resolver o problema da coroa. Foi assim, meio que ao acaso, que o princípio do empuxo foi descoberto. Após realizar vários cálculos Arquimedes confirmou que a coroa estava composta por ouro e prata, ou seja, tinha sido adulterada pelo ourives. Já na Matemática temos Galileu Galilei que foi um Matemático, Físico e Astrônomo Italiano que descobriu a Lei dos corpos e enunciou o princípio da Inércia. A partir de um folheto construiu a primeira luneta astronômica em Veneza. Galileu é considerado por muitos o pai da ciência moderna porque foi o primeiro a combinar observação experimental com a descrição dos fenômenos num contexto teórico, com leis expressas em formulação matemática. Pode-se dizer que Galileu marcou a transição da filosofia natural da Antigüidade ao método científico atual. Segundo Galileu, o universo é "um grande livro que continuamente se abre perante nossos olhos", mas "que não se pode compreender antes de entender a língua e os caracteres com os quais está escrito. Foi condenado pela inquisição e teve que negar tudo no tribunal. 5 INTRODUÇÃO Neste trabalho os educadores necessitam ser conhecedores das teorias que norteiam sua prática. Especificamente sobre as questões que envolvem o processo de ensino-aprendizagem. As pesquisas que realizamos envolvem os processos de ensino-aprendizagem como nas teorias de Jean Piaget, Arquimedes e Galileu. O objetivo da escolha dos autores foi analisar a importância deles na Engenharia. Todos influenciaram e influenciam nos dias atuais na educação com contribuições significativas para a aprendizagem. Arquimedes certamente é um dos mais famosos nomes da ciência, tendo contribuído enormemente para a matemática, física e engenharia. No primeiro capítulo trabalhamos com as concepções de Piaget sobre a aprendizagem. Para Piaget, a aprendizagem é um processo que começa no nascimento e acaba na morte. A aprendizagem dá-se através do equilíbrio entre a assimilação e a acomodação, resultando em adaptação. Segundo este esquema, o ser humano assimila os dados que obtém do exterior, mas uma vez que já tem uma estrutura mental que não está "vazia", precisa adaptar esses dados à estrutura mental já existente. Uma vez que os dados são adaptados a si, dá-se a acomodação.Para Piaget, o homem é o ser mais adaptável do mundo.(1) Já no segundo capítulo vimos que Arquimedes certamente é um dos mais famosos nomes da ciência, tendo contribuído enormemente para a matemática, físicae engenharia. É a famosa história em que ele, ao solucionar o problema da composição de uma coroa proposto pelo rei Hierão, saiu de uma banheira completamente nu, gritando Eureka (descobri) pelas ruas de Siracusa. Esta história está relacionada ao princípio de Arquimedes para a hidrostática, a saber, a força de empuxo exercida verticalmente para cima sobre os corpos imersos em fluidos. Também são conhecidos seus trabalhos em geometria, suas máquinas de guerra, seus estudos sobre alavancas e sua frase: Dê me um ponto de apoio e moverei a Terra. Arquimedes contribuiu brilhantemente sobre quase todos os assuntos ao qual fosse questionado, valendo-se de grande requinte matemático,semelhante ao utilizado atualmente, e propondo problemas intrigantes até os dias de hoje. Entre as criações mais importantes, está também a mais simples, que é o parafuso de Arquimedes.(4) E no terceiro capítulo, pesquisamos sobre a vida de Galileu que foi um físico, matemático, astrônomo e filósofo italiano que teve um papel ímpar na revolução científica. Sua obra mais citada e uma das mais revolucionárias para a época na qual 6 viveu é a proposição da teoria Heliocêntrica, que descreve um modelo de universo onde o Sol é o centro imóvel, e não a Terra como se acreditava na época. Também foi responsável pelo desenvolvimento dos primeiros estudos consistentes do movimento uniformemente acelerado e do movimento do pêndulo e a criação de instrumentos como a balança hidrostática, um tipo de compasso geométrico que permitia medir ângulos e áreas. Enunciou a lei dos corpos e o princípio da inércia e o conceito de referencial inercial, idéias precursoras da mecânica newtoniana. 7 BIOGRAFIA DE PIAGET Jean Piaget iniciou sua extensa biografia no dia 9 de agosto de 1896 (data de seu nascimento), em Neuchâtel, na Suíça. Seu pai (Arthur Jean Piaget), um calvinista convicto, era professor universitário de Literatura medieval na Universidade de Neuchâtel. Desde criança interessou-se por mecânica, fósseis e zoologia. Jean Piaget foi uma criança precoce, tendo publicado seu primeiro artigo sobre um pardal albino aos 11 anos de idade. Esse breve estudo é considerado o início de sua brilhante carreira científica. Aos sábados, Jean Piaget trabalhava gratuitamente no Museu de História Natural. Jean Piaget frequentou a Universidade de Neuchâtel, onde estudou Biologia e Filosofia. Ele recebeu seu doutorado em Biologia em 1918, aos 22 anos de idade. Após formar-se, Jean Piaget foi para Zurique, onde trabalhou como psicólogo experimental. Lá ele frequentou aulas lecionadas por Jung e trabalhou como psiquiatra em uma clínica. Essas experiências influenciaram-no em seu trabalho. Ele passou a combinar a psicologia experimental - que é um estudo formal e sistemático - com métodos informais de psicologia: entrevistas, conversas e análises de pacientes. Em 1919, Jean Piaget mudou-se para a França, onde foi convidado a trabalhar no laboratório de Alfred Binet, um famoso psicólogo infantil que desenvolveu testes de inteligência padronizados para crianças. Piaget notou que crianças francesas da mesma faixa etária cometiam erros semelhantes nesses testes e concluiu que o pensamento lógico se desenvolve gradualmente. O ano de 1919 foi um marco em sua vida. Piaget iniciou seus estudos experimentais sobre a mente humana e começou a pesquisar também sobre o desenvolvimento das habilidades cognitivas. Seu conhecimento de Biologia levou-o a enxergar o desenvolvimento cognitivo de uma criança como sendo uma evolução gradativa. Em 1921, Piaget voltou à Suíça e tornou-se diretor de estudos no Instituto J. J. Rousseau da Universidade de Genebra. Lá ele iniciou o maior trabalho de sua vida, ao observar crianças brincando e registrar meticulosamente as palavras, ações e processos de raciocínio delas. (1) Em 1923, Piaget casou-se com Valentine Châtenay uma de suas ex-alunas, com quem teve três filhas: Jacqueline (1925), Lucienne (1927) e Laurent (1931). 8 Em 1924, publicou o primeiro de mais de 50 livros, A linguagem e o Pensamento na criança. Antes do fim da década de 1930, já havia ocupado cargos importantes nas principais universidades suíças, além da diretoria do Instituto Jean-Jacques Rousseau, ao lado de seu mestre, Édouard Claparède (1873-1940). Foi também nesse período que acompanhou a infância dos três filhos, uma das grandes fontes do trabalho de observação do que chamou de “ajustamento progressivo do saber”. As teorias de Piaget foram, em grande parte, baseadas em estudos e observações de seus filhos que ele realizou ao lado de sua esposa. Em 1929, Piaget aceitou o posto de diretor do Internacional Bureau of Education e permaneceu à frente do instituto até 1968. Anualmente ele pronunciava palestras no IBE Council e na International Conference on Public Education, nos quais ele expressava suas teses educacionais. Enquanto prosseguia com suas pesquisas e publicações de trabalhos, Jean Piaget lecionou em diversas universidades européias. Registros revelam que ele foi o único suíço a ser convidado para lecionar na Universidade de Sorbonne (Paris, França), onde permaneceu de 1952 a 1963. Em 1964, Piaget foi convidado como consultor chefe de duas conferências na Cornell University e na University of California. Ambas as conferências debatiam possíveis reformas curriculares baseadas nos resultados das pesquisas de Jean Piaget quanto ao desenvolvimento cognitivo. Em 1979, ele recebeu o Balzean Prize for Political and Social Sciences. Até a data de seu falecimento, Piaget fundou e dirigiu o Centro Internacional para Epistemologia Genética. Ao longo de sua brilhante carreira, Piaget escreveu mais de 75 livros e centenas de trabalhos científicos. Jean Piaget (1896-1980) foi um renomado psicólogo e filósofo suíço, conhecido por seu trabalho pioneiro no campo da inteligência infantil. Passou grande parte de sua carreira profissional interagindo com crianças e estudando seu processo de raciocínio. Seus estudos tiveram um grande impacto sobre os campos da Psicologia e Pedagogia. Piaget morreu em setembro de 1980 (com 84 anos) em Genebra, Suíça.(1). Epistemologia genética A Epistemologia Genética defende que o indivíduo passa por várias etapas de desenvolvimento ao longo da sua vida. Para Piaget, a aprendizagem é um processo que começa no nascimento e acaba na morte. A aprendizagem dá-se através do equilíbrio entre a assimilação e a acomodação, resultando em adaptação. Segundo este esquema, 9 o ser humano assimila os dados que obtém do exterior, mas uma vez que já tem uma estrutura mental que não está "vazia", precisa adaptar esses dados à estrutura mental já existente. Uma vez que os dados são adaptados a si, dá-se a acomodação. Para Piaget, o homem é o ser mais adaptável do mundo. Este esquema revela que nenhum conhecimento nos chega do exterior sem que sofra alguma alteração pela nossa parte.. Originalmente um biólogo, com a especialização em moluscos do Lago Genebra, fez seus estudos de psicologia do desenvolvimento inicialmente observando como seus filhos cresciam e entrevistando milhares de outras crianças. Piaget também teve uma considerável influência no campo da ciência dacomputação. Seymour Papert usou o trabalho de Piaget como fundamentação ao desenvolver a linguagem de programação Logo. Alan Kay usou as teorias de Piaget como base para o sistema conceitual de programação Dynabook, que foi primeiramente discutido em Xerox PARC. Estas discussões levaram ao desenvolvimento do protótipo Alto, que explorou pela primeira vez os elementos do GUI, ou Interface Gráfica do Usuário, e influenciou a criação de interfaces de usuário a partir dos anos 80. Um conceito essencial da epistemologia genética é o egocentrismo, que explica o caráter mágico e pré-lógico do raciocínio infantil, como o egocentrismo, que é definido pela incapacidade da criança se colocar no ponto de vista de outrem; a centralização, onde a criança consegue perceber apenas um dos aspectos de um objeto ou acontecimento, ou seja, ela focaliza apenas uma dimensão do estímulo, centralizando-se nela e sendo incapaz de levar em conta mais de uma dimensão ao mesmo tempo; o animismo, onde a criança atribui vida aos objetos; o realismo nominal, pois ela pensa que o nome faz parte do objeto, que é uma propriedade do objeto que ela representa, ou seja, acredita que o nome da lua está na lua. Acha que o nome está dentro do objeto, sendo parte essencial dele; a classificação a criança ainda não domina os critérios de classificação, como juntar objetos de cores e tamanhos iguais ou parecidos e a seriação, onde as crianças pequenas são incapazes de lidar com problemas de ordenação ou de seriação (como tamanho de objetos).(1) A maturação do pensamento rumo ao domínio da lógica consiste num abandono gradual do egocentrismo. Com isso se adquire a noção de responsabilidade individual, indispensável para a autonomia moral da criança. Com Piaget, ficou claro que as crianças não raciocinam como os adultos e apenas gradualmente se inserem nas regras, valores e símbolos da maturidade psicológica. Essa inserção se dá mediante dois mecanismos: assimilação e acomodação. Assimilação: consiste em incorporar objetos do mundo exterior a esquemas mensais preexistentes. Por exemplo: a criança que tem a ideia mental de uma ave como animal 10 voador, com pernas e asas, ao observar um avestruz vai tentar assimilá-lo a um esquema que não corresponde totalmente ao conhecido. Acomodação: se refere a modificações dos sistemas de assimilação por influência do mundo externo. Assim, depois de aprender que um avestruz não voa, a criança vai adaptar seu conceito “geral” de ave para incluir as que não voam. Depois de observar muitas crianças, Piaget concluiu que o progresso delas passa por quatro estágios e que todas passam por eles na mesma ordem: Estágio sensório-motor (até 2 anos) - Segundo Piaget, nessa fase do desenvolvimento, o campo da inteligência da criança aplica-se a situações e ações concretas. Trata-se do período em que há o desenvolvimento inicial das coordenações e relações de ordem entre ações. É também o período da diferenciação entre os objetos e o próprio corpo; Estágio pré-operatório (dos 2 aos 7 anos) – Nessa fase surge a capacidade de dominar a linguagem e a representação do mundo por meio de símbolos. A criança continua egocêntrica e ainda não é capaz, moralmente, de se colocar no lugar de outra pessoa. Estágio operatório concreto (dos 7 aos 11/12 anos) - Nessa fase as crianças são capazes de aceitar o ponto de vista do outro, levando em conta mais de uma perspectiva. Surge a lógica nos processos mentais e a habilidade de discriminar os objetos por similaridades e diferenças. A criança já pode dominar conceitos de tempo e número. Estágio das operações formais (dos 11/12 até a vida adulta) – Essa fase marca a entrada na idade adulta, em termos cognitivos. O adolescente passa a ter domínio do pensamento lógico e dedutivo, o que o habilita à experimentação mental. Isso implica, entre outras coisas, relacionar conceitos abstratos e raciocinar sobre hipóteses.(1). 11 "A principal meta da educação é criar homens que sejam capazes de fazer coisas novas, não simplesmente repetir o que outras gerações já fizeram. Homens que sejam criadores, inventores, descobridores. A segunda meta da educação é formar mentes que estejam em condições de criticar, verificar e não aceitar tudo que a elas se propõe." (1) Para Piaget a construção do conhecimento individual é única, a criança tem chance de errar e construir, para haver desequilíbrio necessário para novas aquisições. O problema do conhecimento está estreitamente vinculado ao problema da aprendizagem. Aprender é saber fazer (realizar) e, conhecer é compreender, atribuindo significados às coisas, considerando não apenas os aspectos explícitos do fenômeno, mas principalmente os implícitos. Piaget distingue aprendizagem de maturação. Para ele maturação é fruto apenas de processos fisiológicos. Da mesma forma distingue aprendizagem de conhecimento, definindo este último como a soma de coordenações que encontram-se disponíveis para o organismo, num determinado estágio do desenvolvimento. E aprendizagem é conceituada por ele como a soma das aquisições das contribuições provenientes do meio externo, através da utilização de um sistema de equilibração lógico (ou pré-lógico), capaz de organizar informações. O sistema de equilibração, servindo como elo de ligação entre o desenvolvimento e a aprendizagem, combinando os fatores de ação externa com os fatores de organização interna, inerentes à estrutura cognitiva. (1) No sentido estrito, refere-se aos conteúdos adquiridos em função da experiência; e no sentido amplo, compreende as aquisições que não são devidas diretamente à 12 experiência, mas construídas por processos dedutivos, porque segundo ele, uma vez que o mecanismo foi constituído, dá lugar a aquisições novas, que, como tais, não se devem mais à experiência. Quando Piaget fala em aprendizagem, no sentido geral, ele está se reportando ao processo de desenvolvimento e quando se refere a aprendizagem, propriamente dita, equivale somente à aquisição de novos conteúdos. Como todo conteúdo só pode ser atingido pela mediação de uma forma, não é difícil perceber que , na sua concepção, o processo de aprendizagem é subjugado ao processo de desenvolvimento, sendo por este subjugado. Na sua opinião, a aprendizagem tem mais chance de dar certo, quando refere-se às necessidades da criança. Primeiro porque o interesse parte da própria criança, revelando que seu nível de organização mental está apto a realizar tal aquisição, já que a necessidade traz implícitas as formas ou estruturas cognitivas das quais a criança dispõe. Segundo, porque a aprendizagem passa a ser o meio através do qual a necessidade pode ser satisfeita, e a aprendizagem passa a ser necessária(1). Para Piaget – que postula que o sujeito epistêmico se constrói ao construir sua inteligência mediante a construção do conhecimento – o eixo da intervenção psicopedagógica é o sujeito emseu movimento de construção do conhecimento. Ou seja, a função principal do professor é a de servir de mediador emtre o sujeito e o objeto, nas construções do conhecimento e da inteligência. As concepções piagetianas já vem há duas, quase três décadas, servindo para nortear as intervenções psicopedagógicas em muitas escolas brasileiras. O professor que ensina e os alunos que absorvem conhecimento como esponjas, passa a ser um mito. Agora o professor é o agente mediador do processo de aprendizado, propondo desafios na sala de aula e ajudando às crianças a resolvê-los. Assim, Piaget argumenta que, a partir de reflexos inatos, o bebê adquire um conjunto crescente de esquemas, progressivamente tornar-se mais flexível e se tornam mais complexas, permitindo que você exiba uma capacidade crescente em suas trocas com o meio ambiente. A característica deste período, é que o bebê começa a variar de forma deliberada e sistematicamente seu comportamento. A criança agora se limita a repetir, diante de situações concretas, respostas ou soluções que tinham sido previamente bem sucedida. É o momento de começar a experimentar e descobrir novas soluções através de um processo de tentativa e erro. Experimentação sobre o meio ambiente adquire um papel preponderante no comportamento da criança que gosta dessas novas atividades. 13 O desenvolvimento cognitivo está tomando seu início nestas atividades.(1) 14 BIOGRAFIA DE ARQUIMEDES Arquimedes nasceu (julga-se) no ano 287 a.C. em Siracusa - atual Sicília. Foi educado em Alexandria, no atual Egipto e pensa-se que terá sido aluno de Euclides. Alexandria era naquela época o grande centro do saber e Euclides um dos maiores matemáticos. Depois de voltar à sua terra natal, Arquimedes fez inúmeras investigações e descobertas nas áreas da Matemática e Mecânica. Entre suas contribuições a Física, estão as fundações da Hidrostática e da Estática, tendo descoberto a Lei de Empulso e a Lei da Alavanca, além de muitas outras. Ele inventou ainda vários tipos de máquinas para uso militar e civil, incluindo armas de cerco, e a bomba de parafuso que leva seu nome. Experimentos modernos testaram alegações de que, para defender sua cidade, Arquimedes projetou máquinas capazes de levantar navios inimigos para fora d’agua e colocar navios em chamas usando um conjunto de espelho. Arquimedes foi um matemático, físico e inventor grego. Há indícios muito fortes de que em sua juventude, Arquimedes tenha estudado com os sucessores de Euclides, em Alexandria. Com certeza ele era completamente familiarizado com a Matemática lá desenvolvida, conhecendo pessoalmente os matemáticos daquela região. Ele mesmo mandava alguns de seus resultados para Alexandria com mensagens pessoais. Um dos mais importantes cientistas e matemáticos da Antiguidade, Arquimedes foi um dos maiores inventores de todos os tempos. Ele fez descobertas importantes, como na geometria e na matemática, por exemplo, foi ele o responsável pela descoberta do método para calcular o número π (razão entre o comprimento de uma circunferência e seu diâmetro) utilizando séries.(5) Este resultado constitui também o primeiro caso conhecido do cálculo da soma de uma série infinita. Ele inventou também ainda vários tipos de máquinas. Durante sua estadia em Alexandria, Arquimedes conheceu Euclides e seus discípulos imediatos, assim como, o matemático Canon de Samos, de quem se tornou amigo. Não é certo porém, que ali tivesse criado o chamado “Parafuso de Arquimedes”, empregado para retirar água das minas do Egito, estudou o equilíbrio dos sólidos, o funcionamento da 15 alavanca e o movimento dos corpos celestes, além de ter organizado uma coleção de figuras planas com os centros de gravidade perfeitamente localizados. (9) O PARAFUSO DE ARQUIMEDES O Parafuso de Arquimedes é simplesmente um mecanismo composto de uma rosca embutida em um tubo. Mergulhando-se uma de suas extremidades no material a ser transportado, e girando-se o conjunto, o material entra pela rosca e vai subindo ao longo do eixo, até transbordar na parte superior. Embora sua invenção tenha sido sempre atribuída ao filósofo e matemático grego Arquimedes, é bem possível que este dispositivo já fosse conhecido pelos egípcios antes desta época. A furadeira em forma de parafuso utilizada nos serviços de carpintaria, que funciona de maneira semelhante, já era conhecida na Grécia antes do Séc. I a.C. Uma série de parafusos de Arquimedes sobrepostos, cada um com cerca de 5 metros de comprimento, foi empregada para a remoção de água nas minas de prata dos romanos na Espanha. Mais tarde o sistema de movimentação foi substituído por manivelas, criando-se o método que ainda pode ser encontrado atualmente no alto Egito e em algumas regiões do Oriente Médio. É interessante notar que a inclinação do parafuso condiciona o tamanho das bolsas de material que se formam à medida que aquele roda, a distância a percorrer e, conseqüentemente, o tempo gasto para vencer o desnível. Embora à distância percorrida pelo material seja grande quando comparada ao desnível a ser vencido, esta máquina permite a elevação de material com um pequeno esforço. Leonardo da Vinci (1452-1519) desenhou uma versão do parafuso de Arquimedes onde a “hélice” foi substituída por tubos helicoidais dispostos em torno do eixo de um cilindro. Além do transporte da água, o princípio do parafuso de Arquimedes passou a ser aplicado em mecanismos de transporte de inúmeros outros materiais, transformando-se no mais tradicional processo de elevação de grãos. Mostrou grande utilidade na remoção de terra durante as operações de escavação, e, em menor escala, é utilizado para levar os alimentos até o triturador nas máquinas de moer. (8) 16 O parafuso de Arquimedes era utilizado na extração da água das minas e dos poços. Definiu também, as leis do equilíbrio na balança, sendo ele o inventor da balança. Arquimedes, fascinado pela ciência dizia: “Dêem-me um ponto de apoio e levantarei o mundo”. Empuxo de Arquimedes Contam os livros, que o sábio grego Arquimedes (282-212 AC) descobriu, enquanto tomava banho, que um corpo imerso na água se torna mais leve devido a uma força, exercida pelo líquido sobre o corpo, vertical e para cima, que alivia o peso do corpo. Essa força, do líquido sobre o corpo, é denominada empuxo. Portanto, num corpo que se encontra imerso em um líquido, agem duas forças: a força peso, devida à interação com o campo gravitacinal terrestre, e a força de empuxo, devida à sua interação com o líquido(2). Quando um corpo está totalmente imerso em um líquido, podemos ter as seguintes condições: * se ele permanece parado no ponto onde foi colocado, a intensidade da força de empuxo é igual à intensidade da força peso (E = P); * se ele afundar, a intensidade da força de empuxo é menor do que a intensidade da força peso (E < P); e * se ele for levado para a superfície, a intensidade da força de empuxo é maior do que a intensidade da força peso (E > P) . Para saber qual das três situações irá ocorrer, devemos enunciar o princípio de Arquimedes: Todo corpo mergulhado num fluido (líquido ou gás) sofre, por parte do fluido, uma força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocadopelo corpo. 17 Seja Vf o volume de fluido deslocado pelo corpo. Então a massa do fluido deslocado é dada por: mf = dfVf A intensidade do empuxo é igual à do peso dessa massa deslocada: E = mfg = dfVfg Quando um corpo mais denso que um líquido é totalmente imerso nesse líquido, observamos que o valor do seu peso, dentro desse líquido , é aparentemente menor do que no ar. A diferença entre o valor do peso real e do peso aparente corresponde ao empuxo exercido pelo líquido: Paparente = Preal – E A MORTE DE ARQUIMEDES Acredita-se que Arquimedes morreu pelas mãos de um soldado romano enquanto estava concentrado nos seus problemas geométricos. Sua morte em 212 a.C. é um dos poucos fatos sobre a vida de Arquimedes do qual temos certeza, uma vez que esteve relacionado com o término da invasão da cidade de Siracusa. (10) 18 BIOGRAFIA GALILEU GALILEI Galileo Galilei (em português Galileu Galilei) nasceu em 15 de fevereiro de 1564, em Pisa, filho de Vincenzo Galilei, um músico alaudista conhecido por seus estudos sobre a teoria da música, e Giulia Ammannati de Pescia. Galileu Galilei nasceu no mesmo ano que Shakespeare. Seu pai era Vincenzio Galilei, um músico e teórico da música, descendente de uma tradicional família de Florença destacada na medicina e negócios públicos. Ele era membro da "Camerata de Florença", um grupo cultural no qual se incluíam músicos cuja devoção à antiga musica grega deu origem ao nascimento da ópera. O grupo era encabeçado por Giovanni Bardi que apadrinhou o pai de Galileu em seus estudos musicais em Veneza por volta de 1561. Como um nobre estudioso da Ciência, este físico e amante de astronomia que se chamava Galileu Galilei inovou na maneira de pensar, inaugurando um novo período na História da comunidade científica com seu argumento de defesa ao racionalismo matemático apontado como o pilar do pensamento e da filosofia científica. Galileu era o mais velho dos sete filhos do casal. Seu irmão Michelangelo se tornou um musico profissional e passou a maior parte da sua vida no estrangeiro. Galileu nunca se casou. Porém, ele teve um relacionamento com Marina Gamba, uma mulher que ele conheceu em uma de suas muitas viagens a Veneza. Marina morou na casa de Galileu em Pádua, onde deu à luz três crianças. Suas duas filhas, Virgínia e Lívia, foram colocadas em conventos onde se tornaram, respectivamente, irmã Maria Celeste e irmã Arcângela. Em 1610, Galileu mudou-se de Pádua para Florença onde ele assumiu uma posição na corte dos Médici. Ele deixou seu filho, Vincenzo, com Marina Gamba em Pádua. Em 1613, Marina casou-se com Giovanni Bartoluzzi, e Vincenzo foi viver junto com seu pai em Florença. Em 1578 ele entrou na ordem como novato, contra o desejo de seu pai que o trouxe de volta a Florença e colocou uma bolsa de estudos em seu nome na Universidade de Pisa. Galileu ficou confinado aos estudos com os monges de Vallombrosa até 1581, quando foi enviado a Universidade de Pisa como estudante de medicina. A cadeira de matemática esteve desocupada durante os anos em que Galileu ficou estudando em Pisa. Sua formação em astronomia se deve provavelmente as leituras no Decaelo aristotelianos pelo filosofo Francesco Buanamici. A física foi bem assimilada pelas leituras aristotelianas 19 dadas por Buanamici e Girolamo Borro. Como estudante de medicina, Galileu foi assessorado por Andrea Cesalpino. Seu interesse na medicina não era grande; ele já estava fundamentalmente ligado à matemática em 1583, quando recebia instruções de Ostilip Ricci fora da universidade. Ricci era um amigo do pai de Galileu e, mais tarde se tornou membro da academia florentina de projetos. O estudo de Galileu em matemática, o que no começo não fazia o gosto de seu pai, progredia rapidamente. Em 1585 ele deixou a universidade sem nenhum título e retornou à Florença onde se pôs a estudar Euclides e Arquimedes privativamente. De 1585 até 1589 Galileu deu suas primeiras aulas particulares em Florença e instrução publica em Siena.(5) Em 1586 ele compôs um curto trabalho, "La Bilancetta", no qual ele reconstruiu o raciocínio de Arquimedes na detecção da fraude da coroa de Heiron e, aperfeiçoou a teoria do balanço hidrostático. No mesmo período ele se mostrou interessado no estudo dos centros de gravidade de corpos sólidos. Durante uma visita a Roma em 1587, ele conheceu o matemático jesuíta Christofh Clau. Em 1588 Galileu foi convidado pela Academia de Florença para dar uma conferência sobre o tratamento matemático do "Inferno" de Dante. No mesmo ano ele solicitou a cadeira de matemática da Universidade de Bolonha, obtendo a mesma com o endosso de Guidobaldo del Monte baseado em seus teoremas dos centros de gravidade de parabolóides de revolução. A cadeira foi concedida, no entanto, para Giovanni Antonio Magini, provavelmente por causa da sua formação superior de astronomia, assunto este em que Galileu parecia ter tido pequeno interesse até aquele momento. Enquanto Galileu estava residindo em Florença, seu pai se envolveu em uma controvérsia com Zarlino sobre música teórica. Para destruir as numerosas teorias antigas de harmonia, Vincenzio pré formulou uma série de investigações experimentais para obter relações das resistências e tensões das cordas musicais. É provável que o interesse de Galileu em tentar utilizar as regras matemáticas em observações físicas tenha começado com os experimentos musicais realizados por seu pai nestes mesmos anos. Em 1589, por uma recomendação de Guidobaldo, Galileu ganhou a cadeira de matemática da Universidade de Pisa. No entanto, com os outros professores em Pisa, Galileu não tinha relações muito cordiais, principalmente por causa da sua campanha de descrédito à física aristoteliana, usando como vantagem a cadeira de matemática. Ele afirmou e demonstrou - segundo a lenda, na notável torre de Pisa - que corpos do mesmo material mas com pesos diferentes caem com a mesma velocidade. Durante o período em que deu aulas em Pisa, formulou um tratado que ia contra a física aristotélica, 20 usualmente se referindo a ele como "De motu". Foi deduzindo continuamente a teoria da queda dos corpos, a partir da teoria de sustentação de Arquimedes, uma idéia que foi previamente publicada por Giovanni Batista Benediti em 1553/1554 e novamente em 1585. O grande cientista italiano Galileu Galilei descobriu as leis da queda dos corpos pouco antes da invasão do Brasil pelos holandeses. Galileu diz que todos os corpos caem com aceleração constante, uma vez que o efeito da aceleração gravitacional, ou seja, da gravidade em todos os corpos, à mesma altura, é igual. Esta lei só é observada no vácuo, pois como a densidade dos corpos é diferente, no ar o corpo mais pesado exerce maior força e cai primeiro. Um exemplo frequentemente usado nos livros para exemplificar esta lei consiste em colocar num tubo em vácuo uma pedra e uma pena e observar que ambos caem à mesma velocidade. Esta lei foi descoberta por Galileu Galilei, foi revistada por Isaac Newton e com Albert Einstein foi criada a Teoria Mecânica do Cosmo(11). Galileu observou que uma esfera rolando por um plano inclinado percorria uma distância 4 vezes maior em 2 segundos do que em 1 segundo. Ele assim provou que a distância percorrida a partir do repouso variava com o quadrado do tempo.Ele mostrou ainda que a velocidade da bola ao fim de 2 segundos era o dobro da velocidade ao fim de 1 segundo, de modo que a velocidade variava proporcionalmente com o tempo. Em outros termos, a aceleração da bola era constante. A discrepância sobre a sua negligenciada aceleração, um fenômeno que ele então considerou ser importante na queda dos corpos e que ele relatou usando a teoria Hipparchiana de força residual imprimida. Para conciliar a sua formulação também para corpos que partem do repouso, Galileu introduziu o conceito de forças estáticas aliadas à terceira lei de Newton para o movimento. Igualando ação e reação, juntamente com a idéia de velocidade virtual, o que influenciou muito da física de Galileu. Das suas primeiras experiências do equilíbrio em planos inclinados, Galileu limitou a ação das tendências do movimento a distâncias infinitesimais, diferentemente de seus antecessores. Fazendo deste modo, ele podia relatar quedas verticais em arcos descendentes e planos inclinados tangentes, o que trouxe a ele a chave de vários problemas e consolidou para ele o essencial papel da aceleração. No seu 'De motu", Galileu empreendeu-se em destruir o tratamento aristoteliano para todos os movimentos, sendo eles forçados ou não. Ele fez isto introduzindo rotações imaginárias a esferas maciças. Rotações em esferas geométricas, ou esferas que tenham um centro 21 geométrico, ou ainda esferas que tenham seu centro de gravidade no centro do universo, sendo que estas ele declarou possuirem movimentos "neutros". Movimentos no plano horizontal ou sobre esferas imaginárias concêntricas com o centro da Terra , também foram considerado neutros, concepção esta que deixou Galileu restrito a seus conceitos de inércia da física terrestre. Sua discussão sobre as esferas mostra que em 1590 Galileu ainda não tinha abandonado a astronomia geocêntrica, mas sugere que ele via sem dificuldade a rotação da Terra como a assumida na astronomia semi-Tychonica. Seu pai morreu em 1591, deixando Galileu com grande responsabilidade doméstica e financeira já que era ele o filho mais velho. Depois disto, sua posição em Pisa foi se deteriorando continuamente, o que fez Galileu entrar em constantes atritos com outros catedráticos.(5) Então Galileu se pôs a transferir sua cadeira para Padua, onde novamente seu oponente era Magini, cuja hostilidade com relação a Galileu se tornou extrema depois deste episódio. Em uma cerimônia na Catedral de Pisa, Galileu observou um lustre que oscilava no teto. Controlando o tempo pelos seus batimentos cardíacos verificou que o intervalo entre cada oscilação era sempre o mesmo, não importando a amplitude do movimento. Repetiu a experiência mais vezes, e sugeriu que essa característica do pêndulo tornaria o relógio mais preciso. Quando penduramos um objeto numa corda fixa e o puxamos ligeiramente, o objeto fica balançando para cima e para baixo. Chamamos a estes movimentos oscilações ou vibrações em que um objeto se move repetidamente. Quando um peso é suspenso numa corda e é puxado para um lado ficará a balançar de um lado para o outro de um modo regular. Este movimento é também uma oscilação, chamado de pêndulo. Pode ser um método de marcar o tempo porque suas oscilações são regulares, pois não perde praticamente nenhuma energia na forma de calor . A freqüência, que é o número de vezes que um determinado pêndulo oscila em cada segundo, é constante desde que a oscilação seja pequena. Galileu percebeu que o período do movimento pendular não depende da amplitude (conhecido como isocronismo do pêndulo). Este fato, devidamente trabalhado por Huyghens, veio a revolucionar a forma de medir intervalos de tempo e, portanto, de construir relógios. Medidas de tempo são imprescindíveis na observação dos fenômenos físicos. Foi, entretanto, na Astronomia que Galileu realizou o trabalho mais polêmico. Em 1609 aperfeiçoou o telescópio e, através da interpretação que deu ao que nele observava, lançou novas luzes sobre o Universo em que vivemos, mas, principalmente, estabeleceu um novo procedimento para chegar ao conhecimento da Natureza e mudou a visão de mundo dominante na época. Quando o contrato com a Universidade de Pisa terminou, Galileu 22 mudou-se para Pádua. Aqui continuou a lecionar Matemática durante 18 anos, foram os anos mais felizes da sua vida, durante os quais realizou o maior número de descobertas. Com a experiência da torre de Pisa, Galileu não conseguiu compreender como os corpos caíam, ou se a velocidade se alterava durante a queda. Para as suas pesquisas utilizou planos inclinados - como a esfera levava mais tempo a terminar o percurso, poderia medir mais facilmente o tempo. Galileu utilizava um curioso instrumento de medição do tempo, que consistia num barril de água com um furo na base, o que permitia o esvaziamento gradual do conteúdo. Com estas experiências, Galileu chegou à conclusão que a velocidade média pode ser calculada, dividindo a "distância percorrida" pelo "tempo do percurso". Estas conclusões permitiram um grande desenvolvimento da balística. Galileu viveu quatro anos, totalmente cego, depois da publicação de seu último livro. Durante este período ele teve a companhia de Vincenzio Viviani, que o sucedeu (depois de Evangelista Torricelli) como o matemático do grande duque e quem herdou seus papéis. Viviani escreveu uma breve historia sobre a vida de Galileu em 1654 a pedido de Leopoldo de Médici , e esta, apesar de inúmeros erros, se tornou a principal fonte biográfica, em conjunto com os volumes de correspondência de Galileu que sobreviveram e que tinham passagens autobiográficas. Perto do final da sua vida, Galileu foi visitado por Torricelli, este sendo um pupilo de Castelli e um dos mais capazes físicos dentre os discípulos de Galileu. Vincenzio, filho de Galileu, também ajudou na biografia tomando de seu pai suas ultimas notas faladas, principalmente sobre o projeto de um instrumento de medida de tempo controlado por pêndulo. A condenação de Galileu pelo Santo Ofício Após três meses de exaustivas sessões de interrogatório, Galileu foi acusado pelo Tribunal do Santo Ofício e, em 22 de junho de 1633, obrigado a renegar sua certeza de que a Terra não estava imóvel no espaço, utilizando a frase “abjuro, maldigo e detesto os citados erros e heresias”. Galileu teve sua obra proibida e foi condenado à prisão domiciliar perpétua. “Não foi preso nem torturado. Seu PIOR INIMIGO foi seu próprio TEMPERAMENTO”. (9) Assim mesmo considera-se que o tratamento dispensado a Galileu foi notadamente brando considerando os padrões da Inquisição. Galileu já estava velho e 23 não foi encarcerado um único dia, nem foi torturado. Seu processo não se compara ao de outro italiano, o jovem Giordano Bruno (1548-1600), primeiro filósofo a afirmar que deveria haver vida em outros lugares do Universo – brutalmente torturado e queimado vivo em praça pública. A condenação de Galileu foi uma tentativa de salvar o geocêntrismo, chave da escolástica, a grande síntese entre a filosofia de Aristóteles (século IV a.C.) e a doutrina cristã que dominou o pensamento europeu durante a Baixa Idade Média (séculos XI a XIV). Seu processo permaneceu arquivado por longos 350 anos. Somente em 1983 o papa João Paulo II admitiu os erros da Igreja e o absolveu. O TELESCÓPIO DE GALILEU GALILEI O grande mérito de Galileu foi apontar seu telescópio para o céu. Descobriu, assim, tantas coisas novas que em poucos meses escreveu e publicou o Sidereus Nuncius (O mensageiro das estrelas), um opúsculo deapenas 24 páginas extraordinariamente rico em revelações(11). Galileu fez o seu primeiro telescópio em 1609, a partir de outros modelos que ampliavam três vezes os objectos. O seu primeiro telescópio ampliava nove vezes, e no final desse ano construiu um que ampliava 20 vezes. Este telescópio permitiu-lhe observar a Lua, e discordar mais uma vez com as teorias de Aristóteles. Segundo este, a Lua era uma esfera perfeita e pura. Mas, Galileu descobriu que a Lua tinha crateras, fendas e altíssimas montanhas. No princípio do ano de 1610, Galileu iniciou a observação de outros planetas, entre eles Júpiter. Descobriu os seus satélites, e chegou à conclusão que as luas gravitavam à volta de Jupiter, da mesma forma que a Lua gravitava à volta da Terra. O estudo das fases de Vénus e da Lua veio provar que estes planetas giravam à volta do Sol, tal como Copérnico defendera. Devido a esta posição, Galileu foi chamado a Roma a um representante do Papa, onde foi obrigado a retirar o seu apoio a Copérnico. Uma foto de Júpiter e as quatro luas galileanas. Da direita para a esquerda: Callisto, Europa e Ganimedes. (10) 24 Estudando Vênus com seu telescópio, Galileu observou que Vênus mostrava "fases", como a Lua: ora aparecia como um círculo, ora como semi-círculo, em "quarto minguante", etc .. Por conseguinte não tinha luz própria: refletia a luz do Sol. Mas essas observações também contradiziam frontalmente o modelo de Ptolomeu, segundo o qual a órbita de Vênus deveria ser um epiciclo inteiramente contido entre o Sol e a Terra, o que levaria Vênus a aparecer sempre da mesma forma, como um crescente iluminado, sem mostrar fases. A publicação do Sidereus Nuncius causou grande sensação, ao mesmo tempo em que provocava uma controvérsia apaixonada. As observações foram posta em dúvida e quando Galileu quis demonstrá-las, alguns de seus colegas professores recusaram-se até mesmo a olhar pelo telescópio. Diz a lenda que Kepler chorou de emoção ao ler o Mensageiro da Estrelas. Era um relatório conciso e despojado, de apenas 24 páginas, mas foi, talvez, o tratado científico que mais profundamente abalou a visão de mundo de uma época. Nele, Galileu anunciava as sensacionais descobertas que havia realizado com o telescópio. Afirmava que a Via Láctea não era uma simples mancha esbranquiçada no firmamento, mas contituia uma "incontável multidão de estrelas amontoadas". Dizia também que o número de estrelas fixas visíveis com telescópio superava "mais de dez vezes as conhecidas anteriormente". Que a superfície não era "perfeitamente lisa, livre de desigualdades, nem exatamente esférica", mas era "tal qual a superfície da própria Terra, diversa por toda a parte, com montanhas elevadas e vales profundos". Comunicava ainda a observação de "quatro planetas, nunca vistos, desde o começo do mundo". Tratava-se das luas de Júpiter, cuja descoberta derrubava um dos dogmas da cosmologia tradicional, segundo o qual todos os corpos celestes circulavam ao redor do mesmo centro: a Terra. Pouco mais tarde, Galileu observou que as estrelas e os planetas não eram iguais, quando vistos através do telescópio. As estrelas, disse, "não tem contornos definidos e circulares; são como chamas: brilham, vibram, cintilam", ao passo que "os planetas se apresentam sob a forma de pequenos globos redondos ... uniformemente iluminados". (5) A conclusão era evidente: as estrelas, como o Sol, emitiam luz própria, enquanto os planetas refletiam a luz recebida. Isso seria confirmado, depois, pelo prórpio Galileu, com a descoberta das fases de Vênus. Galileu descobriu, ainda, duas protuberâncias na altura do equador de Saturno. Como telescópio não era sufucientemente poderoso para que ele pudesse perceber os anéis do planeta, atribuiu as protuberâncias a duas pequenas luas, bem próximas à superfície de Saturno. As descobertas astronômicas de Galileu não trouxeram nenhuma "prova decisiva" a favor do sistema copernicano, mas apresentaram à humanidade um novo Universo. Galileu contraiu uma infecção na vista, 25 que o cegou progressivamente. Mesmo assim, trabalhou até ao final da vida com a ajuda de assistentes. (2) O telescópio astronômico de Galileu ampliava a área dos objetos mil vezes, além de reduzir cerca de 30 vezes a distância aparente. Não foi, entretanto, trivial para os estudiosos da época acreditar que o que se via através daquele instrumento era a realidade física do céu, e não "uma ilusão óptica", como alguns preconizavam. Com esta dúvida, as próprias observações de Galileu seriam contestáveis, quanto mais as conclusões que dela decorriam, que, além do mais, contrariavam "conhecimentos" astronômicos consagrados na época. Sendo tão marcantes as conseqüências de sua atitude de pesquisador experimental com instrumentação nova, talvez valha a pena conhecer sua própria descrição do seu equipamento de trabalho. (11) Com as observações experimentais, Galileu ampliou o conhecimento astronômico em vários aspectos: 1. Verificou que a Lua tem uma superfície irregular como a da Terra: a superfície da Lua não é perfeitamente lisa, livre de desigualdades e exatamente esférica, como uma grande escola de filósofos considera com relação à Lua e a outros corpos celestes, mas, pelo contrário, é cheia de desigualdades, áspera, cheia de cavidades e protuberâncias, como a superfície da própria Terra, que varia por toda parte por elevadas montanhas e vales profundos; 2. Estabeleceu que os planetas são esféricos: os planetas apresentam os seus discos perfeitamente redondos, exatamente como se fossem descritos com um compasso, e aparecem como muitas Luas pequenas, completamente iluminados e de forma globular; 3. E que existem estrelas que não podem ser vistas a olho nu: as Estrelas fixas não são visíveis a olho nu como se estivessem limitadas por uma circunferência circular, mas, antes, como labaredas de luz lançando raios para todos os lados e muito lampejantes, e com o telescópio eles aparecem com o mesmo formato como se fossem vistas simplesmente olhando-se para elas. 4. Observou que Júpiter tem satélites: há estrelas nos céus movendo-se em torno de Júpiter, como Vênus e Mercúrio em torno do Sol; 5. E que Vênus e Mecúrio são planetas: Vênus e Mercúrio giram em torno do Sol, como o fazem também todos os demais planetas. Uma verdade em que na realidade 26 acreditavam a Escola pitagórica, Copérnico e Kepler, mas jamais provada pela evidência de nossos sentidos, como o é agora no caso de Vênus e Mercúrio. 6. E ainda entendeu o que é a via Láctea: ...nada mais do que uma massa de inúmeras estrelas plantadas juntas em aglomerados." A MORTE DE GALILEU Galileu morreu em Arcetri no começo de 1642, cinco semanas antes de completar completar setenta e oito anos. O grande duque teve a intenção de fazer um monumento em sua homenagem mas foi advertido a nada fazer para não criar inconvenientes com a igreja. Galileu foi enterrado em Santa Croce, em Florença e depois de lá permanecer por cerca de um século, ele foi transferido para um notável monumento na mesma igreja. Apenas em 1822 foram retiradas do Índice de livros proibidos as obras de Copérnico, Kepler e Galileo, e em 1980, o Papa João Paulo II ordenou um re-exame do processo contra Galileo, o que eliminou os últimos vestígios de resistência, por parte da igreja Católica, à revolução Copernicana. (11) Túmulo de Galileu na Basílica de Santa Cruz em Florença. 27OBJETIVOS O objetivo desse trabalho e das escolhas dos autores foi analisar as semelhanças que podem existir entre Arquimedes, Galileu e Piaget. Conhecer as principais descobertas feitas por eles e suas contribuições para a humanidade e para a Engenharia. 28 PARTE TEÓRICA PIAGET A obra de Piaget leva à conclusão de que o trabalho de educar crianças não se refere tanto à transmissão de conteúdos quanto a favorecer a atividade mental do aluno. Conhecer sua obra, portanto, pode ajudar o professor a tornar seu trabalho mais eficiente. Algumas escolas planejam as suas atividades de acordo com os estágios do desenvolvimento cognitivo. Nas classes de Educação Infantil com crianças entre 2 e 3 anos, por exemplo, não é difícil perceber que elas estão em plena descoberta da representação. Começam a brincar de ser outra pessoa, com imitação das atividades vistas em casa e dos personagens das histórias. A escola fará bem em dar vazão a isso promovendo uma ampliação do repertório de referências. Mas é importante lembrar que os modelos teóricos são sempre parciais e que, no caso de Piaget em particular, não existem receitas para a sala de aula. Para Piaget a construção do conhecimento individual é única, a criança tem chance de errar e construir, para haver desequilíbrio necessário para novas aquisições. O facilitador deve investigar, reforçando, para que não ocorram falhas no processo de conhecimento e também pra que não ocorra desgaste demasiado, sem medição. Quando a criança estiver “congelada” no desenvolvimento, cabe ao facilitador, mostrar o caminho para a aprendizagem. Muitas vezes, a criança sozinha “não dá conta” de suas próprias experimentações.(1) Arquimedes Dotado de uma inteligência prodigiosa, Arquimedes assimilou rapidamente todos os conhecimentos adquiridos pela Humanidade até ao momento e, através de uma admirável série de descobertas, ampliou-os grandemente. As áreas onde mais se envolveu foram: a Física e a Matemática. Desde jovem dedicou-se a pesquisa científica, desenvolvendo assim, vários trabalhos, dos quais o que mais destacou-se foi o “Princípio da Hidrostática” ou seja, “Princípio de Arquimedes”, considerado como uma grande descoberta que determinou um adiantamento no estudo das ciências físicas e naturais, na Farmácia e mesmo nas atividades do cotidiano. Arquimedes proeminente matemático e inventor grego, escreveu importantes trabalhos sobre a geometria plana e sólida, aritmética e mecânica. Sem dúvida o maior gênio da Antigüidade clássica e um dos maiores de todos os tempos, Arquimedes reúne todas as características que o imaginário 29 popular atribui a um verdadeiro sábio. Contribuiu assim para a evolução do cálculo infinitesimal, surpreendendo todos os seus contemporâneos com a idéia de infinito e também pela facilidade de cálculo que revelou ao resolver estes problemas. (5) Galileu A regra do experimento na física concebida por Galileu era limitada a pré concebidas regras matemáticas que habitualmente se estendiam à sistemática procura de outras regras. É muito provável que ele tenha se iniciado nos experimentos mais pelas controvérsias musicais vividas por seu pai do que por considerar o experimento um método filosófico de se fazer ciência. Restrições ao se explicitar os métodos experimentais em suas publicações eram maneiras de se confundir as teorias rivais, como na disputa pela teoria dos corpos submersos na água ou a rejeição da proporcionalidade da velocidade com o espaço viajado na queda livre. É difícil de se achar fontes mais velhas para se explicar as atitudes de Galileu relativas à matemática. Ele considerava a matemática como um instrumento de obtenção de certeza superior à própria lógica.. Quando uma relação matemática podia ser encontrada na natureza, ele a aceitava como correta e depois tratava de desmentir todas as declarações anteriores que conflitavam com esta nova. Ele atribuía as discrepâncias entre eventos matemáticos e físicos aos investigadores que não conheciam o equilíbrio entre estas duas ciências que existia, por exemplo, em seus livros. Galileu não adotou a tradicional vista platonista de que o nosso mundo é uma cópia distorcida do mundo "real", e fez especulações filosóficas sobre este mesmo mundo em vários artigos. Também relatou que a Lua não tem superfície lisa, mas está cheia de irregularidades, como a Terra. Percebeu que a Via Láctea não era constituída, como dizia Aristóteles, por "exalações celestiais", mas era um aglomerado de estrelas. Viu uma quantidade muito maior de estrelas do que era possível a olho nu. E descobriu, também, quatro satélites girando em torno de Júpiter. Galileu observou as irregularidades na superfície da lua ao apontar seu telescópio para o céu. Não havia, ainda, nenhuma prova conclusiva do acerto do sistema heliocêntrico proposto por Copérnico. Mas ja ficava difícil admitir que a Terra era o centro do Universo, se havia corpos girando ao redor de Júpiter. (5) 30 ANÁLISE GERAL E DISCUSSÕES Nesse trabalho os pensadores citados trouxeram ao mundo inovações com base na matemática, na física e na Filosofia, e foram ponto de referência para o avanço da tecnologia e surgimento da matemática moderna. Na época suas descobertas eram contestadas e desacreditadas. Eles enchergavam muito a frente de seu tempo, suas descobertas eram bem avançadas para a época em que viviam, descobriam e inventavam coisas novas que até hoje são usadas,contribuiam e muito para o que viria a ser após algumas décadas o avanço da tecnologia, suas descobertas serviram e ainda servem de base para as novas criações que surgiram depois deles, e que hoje ajudam a sociedade em que vivemos. O método clínico-piagetiano coloca claramente esse ponto que é investigar o raciocínio do aluno, investigar não significa simplesmente dar problemas formais para serem resolvidos individualmente, de forma rígida. Podemos aprender muito sobre o raciocínio da criança, se criamos tarefas, que embora bem estruturadas, não são rígidas em sua aplicação, nem devem ser resolvidas pelo sujeito isoladamente. O experimentador precisa participar com o aluno na resolução do problema. Devemos avaliar continuamente, pois o mais importante não é a aprendizagem que já ocorreu, mas, aquela que está acontencendo. O professor deve utilizar as estratégias que permitam ao aluno integrar conhecimentos novos, utilizando para tal métodos adequados e um currículo bem estruturado, não esquecendo do papel fundamental que a motivação apresenta neste processo. As técnicas de incentivo que buscam os motivos para o aluno se tornar motivado, proporcionam uma aula mais efetiva por parte do docente, pois ensinar está relacionado à comunicação. Não há aprendizagem sem motivação, assim um aluno está motivado quando sente necessidade de aprender o que está sendo tratado. Por meio dessa necessidade, o aluno se dedica às tarefas inerentes até se sentir satisfeito. No caso de Arquimedes suas descobertas não ajudaram apenas para o avanço da matemática, mas também na química, astronomia, economia e física. Enfim, era esse o objetivo do trabalhado, contar como esses revolucionários eram fascinados pela física, e pelas descobertascuriosas que nos ajudaram a entender o mundo e o universo. A partir de todos dados supracitados podemos afirmar que Arquimedes foi um dos maiores matemáticos devido a seus insignes feitos. Depois de muitas contribuições na Ciência, Galileu Galilei hoje é considerado o 31 "pai da ciência moderna".No começo da ciência, as contribuições de Arquimedes foram de extrema importância para a matemática, astronomia, física e engenharia. Entre suas descobertas matemáticas estão os principais teoremas sobre a geometria dos círculos, cones, cilindros, planos, esferas e parábolas. No campo da astronomia, Arquimedes elaborou um mapeamento esférico em três dimensões do céu. Fora isso, seus estudos sobre física foram relacionados a dispositivos como a alavanca, a polia e o parafuso. Este último ficou conhecido como O Parafuso de Arquimedes, que servia como uma bomba rotatória para enviar água e irrigar córregos. 32 CONCLUSÕES A obra de Piaget leva à conclusão de que o trabalho de educar crianças não se refere tanto à transmissão de conteúdos quanto a favorecer a atividade mental do aluno, também é importante que tenhamos sempre como ideal pedagógico uma postura construtivista, onde haja espaço para atuação do aluno de forma independente, pautada no constante exercício de sua autocrítica. Como também, uma intervenção docente como mediador que deve pautar o ato educativo na discussão dos conteúdos elencados no currículo escolar, sobretudo, das questões que dizem respeito a realidade em que o aluno está inserido; as questões históricas e suas interpretações críticas; as questões do nosso tempo e suas implicações no exercício da cidadania e inserção no mercado de trabalho. Buscamos enfatizar a interdisciplinaridade como uma expressão da prática construtivista de ensino por concebermos a atitude de se planejar e executar coletivamente as atividades educativas como uma postura que deve ser exercida em situação e não simplesmente por memorização de conteúdos programáticos através dos enunciados de cada disciplina do currículo escolar. Mas na pesquisa sobre Galileu Galilei percebemos que ele foi um grande contribuinte para o que conhecemos hoje na Matemática, na Física e principalmente na Astronomia, porque trouxa para a atualidade instrumentos e descobertas que se tornou indispensável para a Ciência da Atualidade e para a a vida da sociedade nos dias atuais. Se não fosse esses grandes inventores o mundo de hoje estaria muito difierente. E para encerrar o trabalho Arquimedes além de ser um matemático e inventor genial, estava muito a frente da sua época. Dedicou-se até o último momento da sua vida à pesquisa e estudo da ciência matemática. Não é por acaso que o seu nome encontra-se junto aos dos grandes matemáticos que passaram por diversas épocas da historia da humanidade. Muitos bons exemplos podem-se tirar desses homens que fizeram a historia da matemática. Entre as coisas que aprendi se incluem informações históricas, publicações muito interessantes que descobri e que são úteis para qualquer pessoa. Por fim, acredito que aprendi diversas coisas que poderão ser úteis para a minha formação e para minha profissão (Engenheiro). 33 ANEXOS Exercícios realizados na planilha 1 e 2 do Excel 1) O volume de um corpo é 200cm3. Admitindo g=10ms-2, determine o empuxo que atua sobre esse corpo quando inteiramente imerso: a) no álcool, cuja densidade é 800 kgm-3 R: 1,6 N b) na água, cuja densidade é 1000kgm-3 R: 2 N FÓRMULA DE EMPUXO EMPUXO DENSIDADE GRAVIDADE VOLUME E= 800 10 0,0002 E= 1,6 E= 1000 10 0,0002 E= 2 2) Um corpo é abandonado de uma altura de 80m em um local em que a gravidade vale 10m/s2. Desprezando a resistência do ar determine o tempo de queda e a velocidade com que ele chega ao chão. Resolução Aplicando a equação das posições temos: H= g. t ^ 2 / 2 Como H =80m e g = 10m/s2, ficamos com: 80 = 10. T 2/ 2 T 2 = 2.8 34 T 2= 16 T = √ 16 T = 4 s (tempo de queda) Através da equação da velocidade , achamos a velocidade com que o corpo chega ao solo. V = V0 +a.t V = 10.4 V = 40m/s FÓRMULA DE GALILEU GALILEI H G T^2/2 80 10 20 T^2= 16 T= 4 V= Vo a*t V= 10 4 V= 40 35 Principais obras de Galileu Galilei: 1597- Tratado da Esfera; 1606- As operções do compasso geométrico e militar; 1610- Sidereus Nuncius; 1621- II Saggiatore; 1624- Começa a escrevr os Diálogos sobre os dois máximos sistemas do mundo; 1630- Termina de escrever os Diálgos; 1634- Novas Ciências. Principais obras de Arquimedes: • Do Equilíbrio dos Planos; • Dos Flutuantes; • O Parafuso de Arquimedes; • O Arenário; • Da Quadratura da Parábola; • Da Esfera e do Cilindro; • Da Medida do Círculo; • Dos Conóides e Esferóides; • Das Espirais; • Lemas; • Do Método Relativo aos Teoremas Mecânicos. 36 Principais Livros e Obras de Piaget: Livros: 1.A Construção do Real na Criança. Trad. Álvaro Cabral. Rio de Janeiro: Zahar, 1970. 360 p. 2. A Epistemologia Genética e a Pesquisa Psicológica. Rio de Janeiro: Freitas Bastos, 1974. 3. A Epistemologia Genética. Trad. Nathanael C. Caixeira. Petrópolis: Vozes, 1971. 110p. 4. A Equilibração das Estruturas Cognitivas. Problema central do desenvolvimento. Trad. Álvaro Cabral. Rio de Janeiro: Zahar, 1976. 5. A Evolução Intelectual da Adolescência à Vida Adulta. Trad. Fernando Becker e Tania B.I. Marques. Porto Alegre: Faculdade de Educação, 1993. Traduzido de: Intellectual Evolution from Adolescence to Adulthood. Human Development, v. 15, p. 1-12, 1972. 6. A Formação do Símbolo na Criança. Imitação, jogo e sonho, imagem e representação. Trad. Alvaro Cabral. Rio de Janeiro: Zahar, 1971. 7. A Linguagem e o Pensamento da Criança. Trad. Manuel Campos. Rio de Janeiro: Fundo de Cultura, 1959. 307 p. 8. A Noção de Tempo na Criança. Rio de Janeiro: Distribuidora Record, (s.d.). 9. A Origem da Idéia do Acaso na Criança. Rio de Janeiro: Distribuidora Record, (s.d.). 10. A Práxis na Criança. In.: Piaget. Rio de Janeiro: Forense, 1972. 11. A Psicologia da Inteligência. Trad. Egléa de Alencar. Rio de Janeiro: Fundo de Cultura, 1958. 239 p. 12. A Representação do Mundo na Criança. Rio de Janeiro: Distribuidora Record, [s.d.]. 13. A Situação das Ciências do Homem no Sistema das Ciências. Trad. Isabel Cardigos dos Reis. Amadora: Bertrand, Vol. I, 1970. 146 p. 14. A Vida e o Pensamento do Ponto de Vista da Psicologia Experimental e da Epistemologia Genética. In.: Piaget. Rio de Janeiro: Forense Universitária, 1972. 15. Abstração Reflexionante: Relações lógico-aritméticase ordem das relações espaciais. Trad. Fernando Becker e Petronilha G. da Silva, Porto Alegre: Artes Médicas, 1995. 16. Aprendizagem e Conhecimento. Rio de Janeiro: Freitas Bastos, 1979. 17. Biologia e Conhecimento. Trad. Francisco M. Guimarães. Petrópolis: Vozes, 1973. 423p. 37 18. Conversando com Jean Piaget. Rio de Janeiro: Difel, 1978. 19. Da Lógica da Criança à Lógica do Adolescente. São Paulo: Pioneira, 1976. 20. Ensaio de Lógica Operatória. São Paulo: Editora Globo/EDUSP, 1976. 21. Estudos Sociológicos. Rio de Janeiro: Forense, 1973. 22. Fazer e Compreender. Trad. Cristina L. de P. Leite. São Paulo: Melhoramentos; EDUSP, 1978. 186 p. 23. Gênese das Estruturas Lógicas Elementares. Trad. Álvaro Cabral. Rio de Janeiro: Zahar, 1970. 356 p. 24. Inconsciente Afetivo e Inconsciente Cognitivo. In.: Piaget. Rio de Janeiro: Forense, 1972. 25. O Estruturalismo. Trad. Moacir R. de Amorim. São Paulo: Difel, 1970. 119 p. 26. O Juízo Moral na Criança. São Paulo:Summus, 1994. 302 p. 27. O Julgamento Moral na Criança. São Paulo: Mestre Jou, 1977. 28. O Nascimento da Inteligência na Criança. Trad. Alvaro Cabral. Rio de Janeiro: Zahar, 1970. 387p. 29. O Possível e o Necessário. Evolução dos necessários na criança. Porto Alegre: Artes médicas, v. 2, 1986. 30. O Raciocínio na Criança. Trad. Valerie Rumjanek Chaves. Rio de Janeiro: Record, 1967. 241p. 31. O Trabalho por Equipes na Escola: bases psicológicas. Trad. Luiz G. Fleury. Revista de Educação. São Paulo: Diretoria do Ensino do Estado de São Paulo. vol. XV e XVI, 1936. p. 4-16. 32. Para Onde Vai a Educação? Trad. Ivete Braga. Rio de Janeiro: José Olympio, 1973. 89 p. 33. Psicologia e Epistemologia: Por uma teoria do conhecimento. Trad. Agnes Cretella. Rio de Janeiro: Forense Universitária, 1973. 158 p. 34. Psicologia e Pedagogia. Trad. Dirceu A. Lindoso; Rosa M.R. da Silva. Rio de Janeiro: Forense Universitária, 1970. 182 p. 35. Sabedoria e Ilusões da Filosofia. Trad. Zilda A. Daeir. São Paulo: Difusão Européia, 1969. 200 p. 36. Seis Estudos de Psicologia. Trad. Maria A.M. D'Amorim; Paulo S.L. Silva. Rio de Janeiro: Forense, 1967. 146 p. 38 37. Tratado de Psicologia Experimental: A inteligência. Trad. Alvaro Cabral. Rio de Janeiro: Forense, v. 7, 1969. Obras de Jean Piaget : 1. A Psicologia da Criança. Trad. Octavio M. Cajado. São Paulo: Difel, 1968. 146 p. 2. Memória e Inteligência. Trad. Alexandre R. Salles. Rio de Janeiro: Artenova, [s.d.]; Brasília: Ed. Universidade de Brasília, 1979. 410 p. 3. O Desenvolvimento das Quantidades Físicas na Criança. Conservação e atomismo. Trad. Christiano M. Oiticica. Rio de Janeiro: Zahar. 1970. 359 p. 4. A Imagem Mental na Criança.Trad.António Couto Soares.Porto:Livraria CivilizaçãoEditora.1977.525p. Obras de Jean Piaget em co-autoria com Paul Fraisse: 1. Tratado de Psicologia Experimental: A percepção. Trad. Eliseu Lopes. Rio de Janeiro: Forense, v. 6, 1969. 2. Tratado de Psicologia Experimental: Aprendizagem e memória. Trad. Agnes Cretella. Rio de Janeiro: Forense, v. 4, 1969. 300 p. 3. Tratado de Psicologia Experimental: História e método. Trad. Agnes Cretella. Rio de Janeiro: Forense, v. 1, 1969. 188 p. 4. Tratado de Psicologia Experimental: Linguagem, comunicação e decisão. Rio de Janeiro: Forense, v. 8, 1969. 5. Tratado de Psicologia Experimental: Motivação, emoção e personalidade. Trad. Agnes Cretella. Rio de Janeiro: Florense, v. 5, 1969. 6. Tratado de Psicologia Experimental: Psicofisiologia do comportamento. Trad. Agnes Cretella. Rio de Janeiro: Forense, v. 3, 1969. 163 p. 7. Tratado de Psicologia Experimental: Psicologia social. Rio de Janeiro: Florense, v. 9, 1970. 8. Tratado de Psicologia Experimental: Sensação e motricidade. Trad. Agnes Cretella. Rio de Janeiro: Florense, v. 2, 1969. 158 p. Obras de Jean Piaget em outras co-autorias: Com Louis Meylan e Pierre Bovet: 1. Edouard Claparède: A escola sob medida e estudos complementares sobre Claparède e sua doutrina. Trad. Maria Lúcia E. Silva. Rio de Janeiro: Fundo de Cultura, 1973. 246 p. Com A. Szemninska: 39 2. A Gênese do Número na Criança. Trad. Christiano Monteiro Oiticia. Rio de Janeiro: Zahar, 1971. 331 p. Com vários: 3. A Tomada da Consciência. Trad. Edson B. de Souza. São Paulo: Melhoramentos e EDUSP, 1977. 211 p. 4. Educar para o Futuro. Trad. Rui B. Dias. Rio de Janeiro: Fundação Getúlio Vargas, 1974. 110 p. 5. Problemas de Psicolingüística. Trad. Alvaro Cabral. São Paulo: Mestre Jou, 1973. 252p. 40 BIBLIOGRAFIA Livros: (1) Civita, Fundação Victor. Revistas Nova Escola, Edição Especial, Os Grandes Pensadores, Julho de 2008; (2) Cimino, Bárbara. (1968). Grandes de todos los tiempos: Galileo. Espanha: Editorial "Prensa Espanola"; (3) Heath, T. (1953). The Works of Archimedes. New York: Dover Publications, Inc.; Marques, Sérgio Macias. (1991). Galeria de Matemáticos do Jornal de Matemática Elementar. Lisboa: A. A. F. D. L.; (4) Masini, Giancarlo. (1979). A Matemática: O Romance dos Números. Lisboa: Círculo de Leitores; (5) Radice, Lucio Lombardo. (1971). A Matemática de Pitágoras a Newton. Lisboa: Edições 70.; (6) Rousseau, Pierre. (1945). História da Ciência. Lisboa: Editorial Aster, Lda; (7) Serres, Michel. (1989). Elementos para uma História das Ciências. Lisboa: Terramar; (8) Struik, Dirk J. (1989). História Concisa das Matemáticas. Lisboa: Gradiva; (9) Digest. : Selecções do Reader's. Vários Autores. Grandes Vidas. Grandes Obras. (1980). Lisboa. Materiais da Internet: (10) Editora Abril S.A. (2009).Física - Guia do Estante. Acesso em 30 de maio de 2013, disponível em guiadoestudante.abril.com.br: <http://guiadoestudante.abril.com.br/profissoes/ciencias-exatas Informatica/profissoes_273451.shtml>. (11)Educação UOL Biografia de Galileu Galilei. Acesso em 15 de maio de 2013. Acesso em 15 de maio de 2013. <http://educacao.uol.com.br/biografias/galileu-galilei.jhtm>.
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