Dissertacao - Sena - Versao Final

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UM LABORATÓRIO DE FÍSICA: Do Real ao Virtual 
 
 
 
 
 
 
 
Márcio José Cordeiro de Sena 
 
 
 
 
Dissertação de Mestrado apresentada ao 
Programa de Pós-Graduação da 
Universidade Federal do Pará (UFPA) no 
Curso de Mestrado Profissional de Ensino 
de Física (MNPEF), como parte dos 
requisitos necessários à obtenção do título 
de Mestre em Ensino de Física. 
 
 
 
Orientador: 
Dr. Rubens Silva 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Belém/Pa 
Agosto de 2016 
 
 
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“Lute com determinação, abrace a 
vida com paixão, perca com classe 
e vença com ousadia, porque o 
mundo pertence a quem se atreve 
e a vida é muito bela para ser 
insignificante.” Charles Chaplin 
vi 
AGRADECIMENTOS 
 
Primeiramente, a Deus qυе permitiu qυе tudo isso acontecesse, ао 
longo dе minha vida, е nãо somente nestes anos do curso do mestrado – mas 
que еm todos оs momentos é o maior Mestre qυе alguém pode conhecer; 
A esta Universidade - o corpo docente, direção е administração qυе 
oportunizaram а janela na qual hoje vislumbro um horizonte superior, eivado 
pеlа acentuada confiança nо mérito е ética aqui presentes; 
Agradeço а todos os professores por mе proporcionar о conhecimento 
nãо apenas racional, mаs а manifestação dо caráter е afetividade dа educação 
nо processo dе formação profissional, nãо apenas pоr terem mе ensinado o 
que aprender, mаs por terem me ensinado como aprender. Por isto, a palavra 
“Mestre” nunca fará justiça аоs professores dedicados аоs quais sеm nominar 
terão оs meus eternos agradecimentos; 
Ao meu orientador Rubens Silva e sua esposa Aline Silva, amigos que 
fui presenteado, pelo suporte nо pouco tempo qυе lhes coube, pelos seus 
vários fins de semana que seriam de descanso, entretanto me foram cedidos 
para correções е incentivos; 
Ao meu pai Guilherme Sena e minha mãe Iolires Sena que possuem um 
coração do tamanho do mundo, que são meus pilares, que sempre acreditaram 
e apostaram em mim, que deram alimento, educação, ética, incentivo. Meus 
eternos heróis. 
Às minhas irmãs, Marceli Sena e Marli Sena, por juntos conseguirmos 
devolver parte da gratidão que temos por nossa mãe, ajudando-lhe em vários 
momentos de dificuldades que passamos; 
Aos meus amigos/irmãos que ganhei na turma do mestrado, em especial 
a Ubiraci Barbosa, in memoriam. 
A todos os meus amigos e parentes que sempre acreditaram em mim, 
que não citarei nomes para não correr risco de esquecer algum. 
A CAPES pelo auxílio financeiro que foi muito importante para a minha 
formação. 
 
 
vii 
RESUMO 
 
UM LABORATÓRIO DE FÍSICA: Do Real ao Virtual 
 
Márcio José Cordeiro de Sena 
 
Orientador(es): 
Dr. Rubens Silva 
 
 
Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-Graduação da 
Universidade Federal do Pará (UFPA) no Curso de Mestrado 
Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte dos requisitos 
necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física. 
 
 
A sociedade contemporânea é produto de constantes processos de 
evolução. Assim, da roda à máquina a vapor, da eletricidade aos 
computadores, grandes mudanças no cotidiano de uma sociedade são 
proporcionados pelo desenvolvimento tecnológico. Por conseguinte, em se 
tratando do contexto educacional, essa evolução deve estar presente na 
prática educativa e o professor é o grande responsável pela inserção dessa 
nova realidade na escola como um todo significativo. Logo, se os professores e 
alunos estão inseridos em um universo dinâmico em constante evolução, em 
contato com tecnologias cada vez mais avançadas, vivendo e atuando nas e 
pelas práticas sociais das quais fazem parte diariamente, por que não introduzi-
las dentro do contexto educacional? Portanto, a realização de experimentos 
durante as aulas possui um papel importante para o ensino de Física, de 
acordo com a finalidade a qual se propõe a Lei de Diretrizes e Bases da 
Educação Nacional: a preparação para o mundo do trabalho, das ciências e 
das tecnologias, sendo, então, consenso que uma aula de Física com 
atividades experimentais apresenta resultados significativos em relação ao 
aprendizado. Porém, os materiais utilizados no laboratório convencional nem 
sempre estão facilmente disponíveis em decorrência de um custo muito 
elevado, são de difíceis acesso e manipulação dentro da realidade de cada 
escola. Por conseguinte, a criação de experimentos virtuais torna-se uma 
alternativa para o professor vencer esses desafios. O computador por si só já é 
um fator motivador para o aluno, que, para Gaspar (2014), de acordo com a 
teoria de Vygotsky, para aprender é necessário pensar e para pensar a 
respeito de um problema o aluno necessita de estímulos. Logo não há 
aprendizado sem motivação. Assim, o presente estudo tem como suporte os 
resultados de uma pesquisa-ação quali-quantitativa, realizada após a aplicação 
do produto, com contribuições diversas que visam facilitar o processo de 
ensino-aprendizagem de Física da teoria à prática. 
 
Palavras-chave: Ensino de Física, Experimentos Virtuais, Ensino Médio. 
 
 
Belém/Pa 
Agosto de 2016 
viii 
ABSTRACT 
 
A PHYSICS LABORATORY: From Real to Virtual 
 
Márcio José Cordeiro de Sena 
 
Supervisor(s): 
Dr. Rubens Silva 
 
 
Abstract of master’s thesis submitted to Programa de Pós-Graduação (nome 
dado na instituição) no Curso de Mestrado Profissional de Ensino de Física 
(MNPEF), in partial fulfillment of the requirements for the degree Mestre em 
Ensino de Física. 
 
 
Contemporary society is a product of constant evolution processes. 
Thus, from the wheel to the steam engine, electricity to computers, major 
changes in the daily life of our society are provided by technological 
developments. Therefore, in the case of the educational context, this 
development must be present in educational practice and the teacher is largely 
responsible for the inclusion of this new reality at school as a meaningful whole. 
Then, if teachers and students are placed in a dynamic universe evolving in 
contact with increasingly advanced technology, living and working in and 
through social practices which are part of every day, why not to introduce them 
within the educational context? Therefore, conducting experiments in class has 
a key role in physics teaching, according to the purpose for which it is proposed 
the Law of Guidelines and Bases of National Education: preparing for the world 
of work, of science and technologies, with the agreement that a physics class 
with experimental activities brings significant results with respect to learning. 
However, the materials used in conventional laboratories are not always readily 
available due to the very high cost, and the difficulty to access and manipulate 
within the reality of each school. Therefore, the creation of virtual experiments 
becomes an alternative for the teacher to overcome these challenges. The 
computer itself is a motivating factor for the student, which according to the 
theory of Vygotsky, for learning it is necessary to think, and to think about a 
problem the student needs stimuli, so there is no learning without motivation. 
Thus, the present study is supported by the results of a qualitative and 
quantitative research action, carried out after the application of the product, with 
several contributions to facilitate the process of teaching and learning the 
practical theory of physics. 
 
Keywords: Physics Teaching, Virtual Experiments, High School. 
 
 
 
 
 
Belém/Pa 
August 2016 
ix 
SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO ................................................................................................... 2 
Capítulo 1........................................................................................................... 6 
A Experimentação no Ensino de Física.............................................................. 6 
1.1 Um Breve Histórico ...............................................................................6 
1.2 Uma Abordagem Vygotskyana............................................................ 11 
1.2.1 Motivação e Aprendizagem .......................................................... 11 
1.2.2 Zona de Desenvolvimento Proximal (ZDP)................................... 12 
1.2.3 Experimentação orientada pela teoria de Vygotsky...................... 13 
1.3 A Importância da Experimentação e o Uso das Tecnologias de 
Informação e Comunicação (TICs) ........................................................... 16 
1.4 Laboratório Tradicional e Laboratório Virtual ..................................... 18 
1.5 As Simulações em Flash.................................................................... 19 
Capítulo 2 A Física Experimental ..................................................................... 21 
2.1 Introdução ao Laboratório de Física................................................... 21 
2.2 Teoria dos Erros................................................................................. 22 
2.2.1 Algarismos significativos.............................................................. 22 
2.2.2 Erros e Desvio ............................................................................. 23 
2.3 Roteiros dos Experimentos ................................................................ 24 
2.3.1 Experiência 01.............................................................................. 24 
2.3.2 Experiência 02.............................................................................. 27 
2.3.3 Experiência 03.............................................................................. 29 
2.3.4 Experiência 04.............................................................................. 34 
2.3.5 Experiência 05.............................................................................. 37 
2.3.6 Experiência 06.............................................................................. 41 
2.3.7 Experiência 07.............................................................................. 45 
2.3.8 Experiência 08.............................................................................. 48 
2.3.9 Experiência 09.............................................................................. 50 
2.3.10 Experiência 10............................................................................ 56 
2.3.11 Experiência 11............................................................................ 60 
2.3.12 Experiência 12............................................................................ 62 
2.3.13 Experiência 13............................................................................ 65 
Capítulo 3 Resultados e Discussões................................................................ 68 
3.1 Dados Estatísticos .......................................................................... 68 
3.2 Análise e Discussões...................................................................... 73 
Considerações Finais e Perspectivas Futuras ................................................. 75 
Referências Bibliográficas................................................................................ 78 
Apêndice A....................................................................................................... 80 
Apêndice B....................................................................................................... 81 
Apêndice C....................................................................................................... 81 
Apêndice D....................................................................................................... 82 
Apêndice E....................................................................................................... 83 
Apêndice F ....................................................................................................... 84 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1: Fotografia da montagem experimental sobre pêndulo simples. ........ 14 
Figura 2: Medida do tamanho do lápis. ............................................................ 22 
Figura 3: Paquímetro digital. ............................................................................ 23 
Figura 4: Formas de Trajetória. ........................................................................ 27 
Figura 5: Montagem Experimental para o MRU. .............................................. 30 
Figura 6: Montagem Experimental para o encontro da esfera com a bolha. .... 31 
Figura 7: Montagem Experimental para o MRUV............................................. 35 
Figura 8: Montagem Experimental para a queda livre. ..................................... 38 
Figura 9: Escolha do astro-objeto de estudo. ................................................... 39 
Figura 10: Montagem Experimental para o MCU. ............................................ 42 
Figura 11: Montagem Experimental para a Lei de Hooke. ............................... 46 
Figura 12: Força Peso e a Reação Normal. ..................................................... 48 
Figura 13: Esquema Experimental para o Atrito............................................... 49 
Figura 14: Montagem Experimental para o Plano Inclinado com Atrito............ 51 
Figura 15: Montagem Experimental para o Pêndulo Simples........................... 57 
Figura 16: Montagem Experimental para os Vasos Comunicantes.................. 61 
Figura 17: Montagem Experimental - Teorema de Arquimedes - Densidade... 63 
Figura 18: Montagem Experimental - Teorema de Arquimedes - Massa 
Específica......................................................................................................... 66 
Figura 19: Identificação do aluno com o Labopratório Virtual. ........................ 69 
Figura 20: Avaliação do aluno sobre o Laboratório Virtual de Física. .............. 69 
Figura 21: Avaliação do aluno sobre os conteúdos abordados no Laboratório 
Virtual. .............................................................................................................. 70 
Figura 22: Roteiro dos experimentos do Laboratório Virtual. ........................... 71 
Figura 23: Aplicabilidade do Laboratório Virtual. .............................................. 71 
Figura 24: Facilidade de utilização deste Laboratório Virtual. .......................... 72 
Figura 25: Motivação em aprender Física. ....................................................... 72 
Figura 26: Adaptação ao ritmo de aprendizagem............................................. 73 
Figura 27: Expectativa dos alunos em relação ao Laboratório Virtual.............. 73 
 
2 
INTRODUÇÃO 
Não é de hoje que o ensino das ciências, como um todo, permeia um 
campo complexo de saberes, os quais, historicamente, perpassam diferentes 
tendências pedagógicas, aliadas às grandes transformações vivenciadas pela 
humanidade. 
É neste contexto que as tendências progressistas para o ensino de 
Física encontram alicerces em diferentes dispositivos nacionais, os quais têm 
por finalidade preparar o educando para o mundo do trabalho, das ciências e 
das tecnologias. 
Dessa forma, a importância desta pesquisa se justifica pelo rompimento 
com as tendências liberais de ensino, baseadas em métodos tradicionais, 
reducionistas, com conteúdos desarticulados, descontextualizados e métodos 
estanques, direcionados, apenas, para provas e concursos, em detrimento do 
que propõem a Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional – nº 9394/96 – 
as Diretrizes, Parâmetros Curriculares Nacionais e Orientações Curriculares 
Nacionais para o Ensino Médio, bem como ainda as Matrizes de Referências 
para o Exame Nacional de Ensino Médio, haja vista as mudanças 
epistemológicas que fundamentam a base curricular para o ensino em seu 
completo significado. 
Logo, a pesquisa em torno do processo ensino-aprendizagem de Física 
é relevante para compreendermos a importância de se pensar não apenas o 
que deve ser alcançado como habilidades e competências, mas, 
essencialmente, como encontrar alternativaspara formar um cidadão 
consciente, crítico, autônomo, participativo, engajado e politizado. 
 Nessa perspectiva, a pesquisa sobre a qual nos propomos parte da 
seguinte problemática: Quais os desafios e estratégias de se pensar o ensino 
de Física a partir de novas tendências pedagógicas? A partir dessas respostas, 
acredito ser necessário modificar as práticas pedagógicas existentes buscando 
maior discussão entre docente e discente a respeito dos temas abordados. 
Assim, há que se destacar o teor dicotômico que fomenta o limiar que 
separa o ontem do hoje em educação, contrapondo o ensino de Física 
tradicional ao moderno, a partir da utilização de recursos pedagógicos 
3 
inovadores, proporcionados pelas Tecnologias de Informação e Comunicação - 
TICs. 
Por conseguinte, faz-se necessário um ensino de Física que prime por 
um aprender e ensinar muito além de procedimentos e regras. 
Nessa perspectiva em que o educador deve apresentar a visão do que 
vem a ser a Física; visão do que constitui o ensino de Física; visão do que 
abrange a aprendizagem de Física, visão de como se articulam os agentes, 
ambientes e recursos que envolvem o processo de ensino-aprendizagem de 
Física, com uma proposta de contextualizar conceitos abstratos a partir da 
aplicação de um laboratório experimental virtual de Física, o presente estudo 
questiona ainda: Por que estudar Física? O quê é possível mudar na prática 
docente? Como? Quais são os conceitos utilizados? O que precisa ser revisto? 
Quais os fatores que provocam mudanças curriculares? Como as mudanças 
curriculares se processam na prática docente? Pode o atual contexto histórico, 
econômico, cultural e social determinar tendências inovadoras no ensino de 
Física? O que nos dizem os dispositivos legais? O quê seria uma proposta de 
ensino voltada para uma prática diferenciada, inovadora? Seria o laboratório 
virtual uma alternativa diante dos desafios que se abrem ao longo do processo 
de ensino-aprendizagem de Física? 
Logo, para que a referida problemática seja investigada 
satisfatoriamente, traça-se como objetivos motivar os discentes; inserir a 
informática na prática docente; tornar a relação professor-aluno mais aberta, 
interativa; despertar no docente o interesse pela pesquisa; aguçar a 
curiosidade e contribuir para a compreensão dos alunos sobre os conteúdos 
abordados na teoria, e pouco vivenciados na prática experimental. 
Para tal, tornou-se necessária uma pesquisa de campo que 
apresentasse resultados capazes de validar ou não os questionamentos que se 
puseram sobre este estudo, no intuito de tentar circunscrever abordagens que 
abrangem um corpus muito mais amplo, complexo e diversificado. 
Nesse sentido, a metodologia utilizada para a pesquisa, como um todo, 
valeu-se de uma proposta de estudo dividida em três partes, as quais se 
distribuem da seguinte forma: um breve histórico sobre a experimentação no 
ensino de Física; roteiros da aplicação da Física Experimental e resultados e 
discussões inerentes a uma abordagem experimental. 
4 
No Capítulo 1, quanto à experimentação no ensino de Física, arrola-se 
uma discussão sob uma perspectiva histórica que confronta métodos 
tradicionais a uma perspectiva moderna, bem como ainda percebe-se, 
nitidamente, o embate de visões que se contrapõem de acordo com a 
abordagem teórico-metodológica, a partir de diferentes dispositivos e recursos, 
a fim de que se possa acompanhar os fluxos temporais que determinam a 
nossa relação com o meio, isto é, a sociedade em que vivemos. 
No Capítulo 2, serão abordados os roteiros de todos os experimentos 
virtuais que fizeram parte desta pesquisa, apresenta-se uma proposta moderna 
de ensino, visando relacionar a teoria e a prática bem como ainda facilitar o 
processo de ensino-aprendizagem de Física, tornando o aluno mais 
participativo nesse processo e também estreitando a relação professor-aluno 
proporcionando aulas mais interativas. 
O resultado obtido através dos valores médios, desvios médios e cálculo 
de erro serão determinantes para a análise de que as medidas experimentais 
estão compatíveis com os valores teóricos. Caso haja discrepância entre o 
valor teórico e o valor experimental, teremos um valor expressivo para o cálculo 
de erro, o que demonstra o tipo de erro considerado grosseiro, relacionado com 
a percepção e manuseio do equipamento virtual realizado por quem fez a 
medida. 
Acreditamos que desta forma poderemos conflitar os resultados, fazer 
conclusões e trazer o aluno para dentro da realidade de seu cotidiano. Como 
resultado esperado, certamente haverá maior participação e interesse pela 
abordagem do assunto teórico ministrado e permitindo ao aluno fazer 
comparações e análises críticas de seu próprio aprendizado. 
No Capítulo 3, quanto aos resultados e discussões inerentes a uma 
abordagem experimental, partir-se-á de uma pesquisa, quali-quantitativa, tendo 
como instrumentos de coleta de dados de uma pesquisa de campo para a 
análise do produto. 
Ora, se de fato há algo que, certamente, está além da sala de aula, pode 
ser esta análise também um produtivo laboratório para se observar ocorrências 
diversas, já que possibilitaria mostrar que muito ainda pode ser feito, ao longo 
do processo de ensino-aprendizagem inserido nas e pelas práticas sociais. 
5 
Nestes termos, se verdade é que os alunos apresentam grande 
dificuldade de aprendizagem dos conceitos da Física em consequência da 
aplicação de métodos tradicionais de ensino e da ausência de recursos 
pedagógicos modernos somados à carência de ferramentas metodológicas 
adequadas, é o laboratório virtual uma alternativa eficaz para um ensino 
interativo, contextualizado, dinâmico e inovador, haja vista que professores e 
alunos estão, diariamente, em contato com tecnologias cada vez mais 
modernas. Nesse sentido, para Cavalcante (2008), o computador é um 
instrumento muito útil que auxilia o ensino e a aprendizagem de Física. 
São necessários, portanto, métodos que permitam aos educandos 
sentirem-se inclusos em suas próprias aprendizagens e contextos, não apenas 
para que se possa chegar ao conhecimento de algo novo, no decorrer da 
prática pedagógica, enquanto prática educativa, mas, para que o aluno, 
dialeticamente, segundo Freire (1993), faça releituras, das circunstâncias já 
conhecidas e vivenciadas de modo a (re)construir-se como sujeito histórico e 
transformador. 
Por isso, a realização de experimentos durante as aulas possui papel 
importante no processo ensino aprendizagem. Porém, nem sempre os 
professores conseguem introduzi-las dentro do contexto educacional, pois os 
materiais utilizados não são facilmente encontrados, algumas vezes tem um 
custo muito elevado e são de difíceis acessos e manipulação dentro da 
realidade de cada escola. A criação de um laboratório virtual auxilia o professor 
para vencer esses desafios. 
Logo, ciente de que o processo de ensino-aprendizagem de Física 
incorpora elementos da ordem do social e do histórico, é o presente estudo de 
grande valia para criarmos situações em que tenhamos oportunidade de refletir 
sobre a prática docente como um todo, analisando, de forma contextualizada, o 
cotidiano da Física bem como ainda a física no cotidiano. 
 
6 
Capítulo 1 
A Experimentação no Ensino de Física 
O desenvolvimento tecnológico traz grandes benefícios à sociedade e 
está cada vez mais presente no dia-a-dia das pessoas. Em meados da década 
de 80 do século passado, os personagens de um seriado chamado Star Trek 
comunicavam-se utilizando um aparelho sem a necessidade de fios. Na época, 
simplesmente algo impossível e considerado apenas ficção científica. 
Entretanto, nos dias de hoje, é muito comum se ver pessoas utilizando 
celulares para se comunicar. Máquinas que possuem capacidade de 
processamento tão poderoso quanto de um computador. Sendo assim, por que 
não inserir essa evolução tecnológica no contexto educacional? 
Dentro dessa perspectiva, apresentamos neste trabalho uma proposta 
que podecontribuir nesse importante processo ensino-aprendizagem: o uso de 
Softwares como instrumentos de ensino que envolva o aluno na construção do 
seu próprio conhecimento, através da sua capacidade de compreensão e 
associação de conhecimentos, discutindo sobre a importância da 
experimentação no Ensino de Física. 
1.1 Um Breve Histórico 
Há muito tempo o ser humano procura explicar e compreender os 
fenômenos da natureza. No início, tais fenômenos eram atribuídos à vontade 
dos deuses. Por exemplo, de acordo Franchini & Seganfredo (2004), a 
mitologia nórdica relata a existência de filhos de um gigantesco lobo chamado 
Fenris sendo que um deles conseguira engolir o Sol. Tratava na verdade 
apenas de um eclipse. No entanto, com o tempo, o ser humano foi procurando 
entender os fenômenos de forma natural. 
Apesar de diversos conceitos Físicos serem considerados abstratos, o 
tempo inteiro nos deparamos com fenômenos Físicos na natureza e não 
somente em laboratórios. O conhecimento científico nos dias de hoje possui 
grande importância frente à crescente influência da tecnologia na sociedade 
contemporânea. Por conseguinte, é inadmissível que o aluno fique alheio ao 
conhecimento científico. A partir deste contexto, devido à carência de um 
7 
aprendizado significativo das ciências, grupos de pesquisa em ensino foram 
criados pelo mundo para elaboração de projetos com intuito de melhorar o 
ensino da Física e das ciências em geral. 
Do início do século XIX até por volta de 1950, os livros didáticos de 
Física continham figuras com a representação de equipamentos de 
demonstração que durante a realização das atividades experimentais eram 
apresentados pelo professor. Alguns desses equipamentos possibilitavam a 
realização de medidas, proporcionando assim atividades quantitativas; outros, 
permitiam apenas abordagens conceituais e qualitativas. Quase não existiam 
laboratórios de Física na época e os experimentos eram construídos 
artesanalmente e em grandes dimensões para serem vistos à distância – o que 
gerava um custo considerável dificultando que a maioria das escolas obtivesse 
um acervo significativo. (GASPAR, A. 2014) 
Na época, a utilização de experimentos de demonstração pelo professor 
durante as aulas constituía o recurso didático praticamente exclusivo da 
maioria das escolas que faziam uso de um modelo de ensino chamado de 
tradicional, em que, de acordo com Cambi (1999), o professor era o dono do 
conhecimento impossibilitando o aluno de questionar alguma coisa. 
Essa prática pedagógica recebeu críticas no início do século XX de 
adeptos do movimento chamado de Escola Nova, tendo início na Europa pelo 
final do século XIX, ganhando força na primeira metade do século XX inclusive 
nos Estados Unidos (EUA) e no Brasil. A passividade imposta no ensino 
tradicional, a partir de deste momento, é questionada, observando-se a 
necessidade de um aluno mais participativo em busca do seu conhecimento – 
sendo que, neste caso, de acordo com Gauthier & Tardif (2014), a escola devia 
adaptar-se aos interesses do aluno. 
Esse movimento logo perdeu força, pois se acreditava que os alunos 
buscariam de maneira espontânea seus conhecimentos – o que trouxe como 
consequência resultados inferiores aos observados nas escolas tradicionais. 
No início do século XX, a Física sofreu uma grande revolução e esse avanço 
foi atribuído a diversos cientistas que haviam frequentado a escola tradicional. 
A Segunda Guerra Mundial teve seu final precipitado no momento que 
os EUA lançaram duas bombas atômicas sobre o Japão, deixando indícios 
para cientistas e analistas políticos que o avanço científico e tecnológico era 
8 
decisivo para a conquista da hegemonia mundial. A priori, esta supremacia, 
aparentemente, pertencia aos EUA, pois seriam o único país detentor da 
bomba atômica. Entretanto, em 1949, a União Soviética (URSS) demonstrou 
também possuir a bomba, deslocando então a disputa para construção de 
foguetes de longo alcance. Foi quando a URSS realizou o lançamento do 
primeiro satélite artificial da Terra, Sputnik, que representou uma gigantesca 
conquista científica e tecnológica, reduzindo, consideravelmente, no ocidente, 
aquela confiança no ensino tradicional. 
Os americanos, temerosos com atraso tecnológico perante à União 
Soviética, procuraram suas causas e levaram em consideração, inclusive, o 
ensino de Ciências na escolas norte-americanas, ainda orientadas pelo ensino 
tradicional. Em 1956, um ano antes do lançamento do Sputnik, uma comissão 
de renomados físicos norte-americanos, Physical Science Study Committee 
(PSSC), foi formada para realizar estudos com intuito de reformular o ensino de 
Física nos EUA. O lançamento do satélite soviético trouxe um grande apoio 
para o desenvolvimento do trabalho desses pesquisadores. 
Em 1960 essa comissão publicou um livro nos EUA e depois em outros 
países, o qual possuía, além do livro texto, um guia e aparelhos de laboratório. 
Essa proposta apresentava um novo currículo e uma nova forma de 
apresentação dos conteúdos sempre precedidos da experimentação. De 
acordo com Gaspar (2014), havia a crença de que os alunos redescobririam as 
leis da Física através da realização de experimentos planejados anteriormente. 
Entretanto, os resultados obtidos foram abaixo do esperado, levando ao 
abandono do projeto que deixou um legado importante: ensinar Física de 
maneira diferente do tradicional e a criação de novos projetos semelhantes 
como Harvard Project Physics1 em 1970 que dava menos ênfase à 
experimentação, The Nuffield Physics Project2 desenvolvido na Inglaterra na 
Fundação Nuffield que apresentava uma abordagem para o conhecimento 
futuro. 
 
1 PENA, F. L. A. Sobre a presença do projeto Harvard no sistema educacional brasileiro. Disponível em: 
http://www.scielo.br/pdf/rbef/v34n1/v34n1a16. Acesso em: 06/05/2016. 2 BARROS, L. G.; JUNIOR, W. C.; DUTRA, G. Física Moderna no Ensino Médio: O que o Projeto 
Nuffield de Física tem a nos dizer? Disponível em: 
http://www.researchgate.net/profile/L6ucas_Barros7/publication/284723554_Fisica_Moderna_no 
_Ensino_Medio_O_que_o_projeto_Nuffield_de_Fisica_tem_a_nos_dizer/links/5657a01108ae1ef9297bf0
e.pdf. Acesso em: 08/05/2016. 
9 
No Brasil, o PSSC foi um projeto de referência para discussões e criação 
de outros projetos por professores, pois foi observado dificuldade para 
implantação por conta da deficiente infraestrutura das escolas e da carga 
horária de Física e em janeiro 1970 foi organizado no Instituto de Física da 
USP o 1º Simpósio Nacional de Ensino de Física (SNEF). 
Um curso completo de Física, FAI (Física Auto-Instrutiva), foi 
desenvolvido a partir de 1968 por um grupo de professores que depois se 
transformou no GETEF – Grupo de Estudos em Tecnologia de Ensino de 
Física. No final de cada capítulo eram apresentadas algumas propostas de 
experimentos simples para serem realizados durante as aulas. O laboratório 
didático do FAI tinha papel de comprovação das leis sendo assim um 
complemento ao processo de ensino, não provocando discussões. 
O Projeto de Ensino de Física (PEF) buscava adaptar-se às condições 
das escolas e dos professores do de ensino médio do Brasil fornecendo ao 
aluno o contato com o método científico, cabendo ao professor a função de 
orientador, não sendo essencial, bastando ao aluno percorrer o próprio texto. O 
laboratório auxilia e motiva o aluno ao aprendizado de Física. 
 Em meados da década de 80, surgiu o Grupo de Reelaboração do 
Ensino de Física (GREF3), no Instituto de Física da USP em São Paulo. Essa 
proposta deseja tornar significativo o aprendizado científico dos alunos, 
permitindo o acesso a uma compreensão conceitual. Propõe também buscar, 
no cotidiano dos alunos, as informações iniciais para então buscar o 
formalismo científico e estabelecer o dialogo professor- aluno. 
Como se observa, nas últimas décadas, o ensino de Física nas escolas 
tem sido muito criticado por estar muitoaquém do ideal, por apresentar uma 
aprendizagem abaixo do esperado, conduzidas por profissionais 
despreparados que falam de coisas totalmente abstratas, que não despertam 
interesse dos alunos. As atividades experimentais, apesar de muitas pesquisas 
apontarem para a importância de sua utilização, são raramente utilizadas pela 
maioria dos professores, tendo como justificativa a falta de atividades 
preparadas, de tempo para o professor planejar e montar os experimentos, do 
 
3 Vide em GREF – Grupo de Reelaboração de Ensino de Física – Disponível em: http://if.usp.br/gref/. 
Acesso em: 15/06/2016. 
 
10 
número excessivo de alunos por sala, do despreparo do docente, entre outros 
motivos para justificar as deficiências existentes no ensino de física. 
Logo, pesquisas têm sido feitas a respeito da utilização de experimentos 
no ensino de Física. Dias (2002) afirma que a atividade experimental é uma 
importante ferramenta pedagógica para despertar o interesse dos alunos, 
estimulando e ampliando a aprendizagem dos temas abordados pelos 
professores. Entretanto, de acordo com Heidemann (2015), em aulas de 
laboratório, frequentemente os roteiros conduzem o aluno mecanicamente, 
sem proporcionar reflexão sobre os fundamentos teóricos a respeito do 
experimento. Independente da prática experimental utilizada pelo professor 
durante as aulas e as mesmas serem de apenas observação ou de intervenção 
por parte dos alunos, essas práticas trazem resultados consideráveis e são 
defendidas por diversos professores, mesmo aqueles que não fazem uso 
dessas atividades. Portanto, a utilização de atividades experimentais como 
estratégia de ensino é considerada uma das maneiras de se minimizar as 
dificuldades de aprender e ensinar Física de modo consistente e significativo. 
Logo, o ensino experimental e o ensino teórico devem seguir atrelados nesse 
contexto. 
Assim, diante de um mundo cada vez mais conectado, no qual se tem 
acesso a tecnologias modernas, a inserção da informática durante as aulas é 
mais uma estratégia que vem trazendo resultados relevantes em relação à 
motivação e participação dos alunos no ensino. A novidade de se observar um 
computador em sala de aula por si só já aguça a curiosidade e desperta o 
interesse do aluno. Cabe ao professor a responsabilidade para que o 
computador não se torne mais importante do que o próprio conteúdo que está 
sendo apresentado naquele momento, deixando evidente que se trata de mais 
uma ferramenta metodológica que está sendo utilizada auxiliando o processo 
de ensino-aprendizagem. 
Portanto, a Física por ser considerada uma ciência com conceitos muitas 
vezes abstratos, torna-se necessário a inserção de aulas práticas com 
experimentos apresentados em sala de aula, em laboratórios convencionais de 
ciências e em laboratórios de informática com computadores equipados com 
simulações referentes ao tema da aula, atreladas a uma metodologia que 
modifique o papel de mero receptor de informação do aluno observado na aula 
11 
tradicional, estimulando a discussão de temas, aumentando a participação do 
aluno e tornando a aula mais interativa. Caso contrário, apesar da inserção da 
prática experimental, a aula permaneceria sendo tradicional. 
1.2 Uma Abordagem Vygotskyana 
1.2.1 Motivação e Aprendizagem 
Para Gaspar (2014), ancorado pela teoria de Vygotsky, a motivação é a 
origem do pensamento, podendo assim ser considerada o ponto de partida do 
processo de aprendizagem baseado em sua teoria. Se para aprender é preciso 
pensar, então podemos concluir que não há aprendizado sem motivação, ou 
seja, contra a vontade. 
Mesmo parecendo evidente a relação motivo-aprendizagem, deve-se 
atentar, segundo Gaspar (2014), para os tipos de motivação: motivação 
extrínseca, não apoiada pela teoria de Vygotsky, que se trata de um 
procedimento que pune ou premia o aluno por recurso alheio ao conteúdo a ser 
aprendido, como “tirar nota boa na prova”; motivação intrínseca, sugerida por 
Vygotsky, a qual faz com que o aluno se sinta recompensado cognitivamente 
pela própria aprendizagem do conteúdo. 
Para exemplificar de como pode ser alcançada a indicação pedagógica 
dessa relação motivo-aprendizagem, utilizaremos a ideia de um corpo com 
aceleração igual a zero e as consequências que poderiam ser observadas. 
De início, o professor deve identificar os conhecimentos prévios, uma 
noção intuitiva que os alunos possuem em relação ao tema, caso tenham. 
Neste exemplo, tem, e são bem conhecidos para a maioria dos alunos e das 
pessoas. 
Intuitivamente, as pessoas, de modo geral, acreditam que um carro, por 
exemplo, só pode manter-se em movimento se o motorista estiver pisando no 
acelerador. Torna-se necessário, então, a aplicação da força do motor do carro 
constantemente, situação que acaba tornando-se a regra na concepção do 
aluno. No momento que é apresentado para o aluno que um foguete tem seus 
motores desligados em certo momento e que, mesmo assim, continua seu 
trajeto, esse conhecimento intuitivo é contrariado e obriga o aluno a reformular 
essa concepção – o que significa, segundo Gaspar (2014), para as teorias de 
12 
Vygotsky, construir uma nova estrutura de pensamento. É essencial mostrar 
para o aluno o motivo ou motivos pelos quais é necessário reformular suas pré-
concepções a respeito do tema escolhido. 
1.2.2 Zona de Desenvolvimento Proximal (ZDP) 
Outro conceito muito importante e provavelmente mais conhecido da 
teoria de Vygotsky é a Zona de Desenvolvimento Proximal, ao qual iremos nos 
referir pela sigla ZDP. O conceito de ZDP seria definido pela distância entre o 
nível de desenvolvimento atual, relacionado pela capacidade do aluno de 
resolver um problema sem ajuda, e o nível possível de ser atingido sob a 
orientação de um adulto ou em colaboração com um aprendiz mais capaz. 
Portanto, são os conhecimentos que a pessoa tem a potencialidade de 
aprender, mas ainda não completou o processo. Em outras palavras, tratam-se 
de conhecimentos fora de seu alcance atual, mas potencialmente atingíveis. 
Ou seja, aquilo que hoje uma criança só consegue fazer com ajuda de alguém, 
mas que, mais adiante, certamente, fará sozinha. (GASPAR, A. 2014) 
Em relação à prática pedagógica em sala de aula, o professor deve 
avaliar o nível cognitivo prévio dos alunos para adequar sua prática 
pedagógica. No entanto, a ZDP não possui limites tão nítidos. Esses limites são 
individuais e também estão associados ao conteúdo a ser apresentado, pois 
cada aluno tem sua ZDP. No entanto, para Vygotsky (2008), o professor não 
precisa ficar preocupado com a determinação do nível real do desenvolvimento 
e a ZDP do aluno. Vygotsky defende inclusive a inconveniência da aplicação de 
testes de QI (Quociente de Inteligência), pois neles leva-se em conta apenas o 
nível atual de desenvolvimento mental de um aluno, 
 
[...] fazendo-a resolver certos problemas padronizados. Supunha-se 
que os problemas que ela conseguisse resolver sozinha indicavam o 
nível de desenvolvimento mental nessa ocasião específica. Mas, 
desse modo, só é possível medir a etapa já concluída do 
desenvolvimento da criança, o que está longe de representar a 
totalidade do processo. (VYGOTSKY, L. Pensamento e Linguagem, 
p. 128.) 
 A inviabilidade a respeito da determinação da ZDP foi evidenciada 
quando Vygotsky (2008) relata a experiência com duas crianças de mesma 
idade mental, 8 anos, propondo-lhes problemas que não conseguiriam resolver 
13 
sozinhas, mas possíveis de resolver com assistência. Uma delas pôde, com 
devido auxílio, resolver problemas destinados a uma criança de doze anos, 
enquanto que a outra não foi além de problemas destinados a crianças de nove 
anos. A ZDP para a primeira criança é de quatro anos e para a segunda, um 
ano. Observe que só foi possível determinar essas idades depois do ensino 
desses conteúdos, e o próprio professor altera a medida dessas idades limite 
ensinando. Dessa forma, testes queavaliam apenas o nível cognitivo real do 
aluno estão longes de mostrar a capacidade do aluno de aprender conteúdos 
acima do nível cognitivo real com auxílio de alguém que domine esses 
conteúdos. (VYGOTSKY, L. S. 2008) 
 Por conseguinte, é importante que o professor, ao resolver um novo 
problema de Física, cuide para que todos os seus alunos possam acompanhar 
sua resolução, interagindo desde o enunciado até análise e discussão dos 
resultados. Em seguida, novos problemas semelhantes devem ser sugeridos, 
sempre tomando cuidado em propor problemas que não ultrapassem a 
provável ZDP de seus alunos, e a colaboração do professor vai diminuindo 
gradualmente. Esse processo permite que a mente motivada do aluno construa 
novas estruturas de pensamento, tornando-o capaz de resolver novos tipos de 
problemas com o tempo. 
O aluno só pode aprender determinado conteúdo quando lhe ensinarem 
e lhe derem tempo para desenvolver essas novas estruturas de pensamento. 
Essas novas estruturas de pensamento não nos são dadas por herança 
genética e para a construção das mesmas torna-se necessária a colaboração 
de um parceiro mais capaz. Inicialmente a colaboração em geral ocorre entre 
as mães e as crianças que aprendem a se comunicar. À medida que as 
crianças crescem, essa relação deixa de ser única, pois passam a ter contato 
com outras crianças e outros adultos, aumentando assim a interação social e 
ajudando no processo de construção social da mente dos indivíduos. 
1.2.3 Experimentação orientada pela teoria de Vygotsky 
 As teorias de Vygotsky também são válidas na prática experimental 
independente desta prática ser num laboratório real ou virtual, cabendo ao 
professor, parceiro mais capaz, elaborar estratégias pedagógicas que 
possibilitem as interações sociais defendidas pelo mesmo. 
14 
 A realização de uma atividade experimental necessita da colaboração de 
alguém que domine o conteúdo e oriente para possibilitar a aprendizagem em 
todas as etapas que vai desde o objetivo, fundamentos teóricos, montagens, 
procedimentos experimentais, realizações de medidas, análises de dados e 
resultados. 
 Tomaremos como exemplo um dos experimentos virtuais deste trabalho: 
Pêndulo Simples, representado na Figura 1. 
 
Figura 1: Fotografia da montagem experimental - Pêndulo simples (Fonte: Arquivos do autor). 
Observando a Figura 1, é possível notar ser pouco provável que algum 
grupo de alunos consiga realizar a experiência e obter todas as informações 
possíveis sem a colaboração de um professor ou parceiro mais capaz que 
domine não só a teoria sobre Pêndulo Simples, mas também o procedimento 
experimental da própria simulação, conforme apresentamos cada passo da 
experiência de modo resumido em destaque a seguir. 
 
I. Prender o fio na haste e pendurar a massa no mesmo, definir o seu 
comprimento e, com um leve toque com a mão direita, colocar o 
pêndulo em movimento; 
II. Disparar o cronômetro e marcar o tempo de 10 (dez) oscilações, 
inserindo o valor indicado e o respectivo comprimento do fio na 
tabela de dados; 
15 
III. A tabela de dados efetuará o cálculo do período desse movimento, 
considerando o tempo das 10 oscilações dividido por 10. Esse valor 
deve ser inserido na equação exibida para efetuar o cálculo da 
aceleração da gravidade; 
IV. Inserir o valor da aceleração da gravidade na tabela de dados e 
repetir os procedimentos até completar a tabela para obter média, 
desvio médio e margem de erro do valor encontrado. 
 
A colaboração se inicia a partir da montagem do experimento, sendo 
também necessária para aplicação da expressão matemática que permita 
alcançar os objetivos do experimento: relacionar o período de oscilação de um 
pêndulo simples com o comprimento do fio e calcular a gravidade local para 
confrontar o resultado obtido experimentalmente com o valor teórico. É 
necessária a apresentação aos alunos da teoria utilizada para obtenção da 
expressão matemática para que a mesma esteja ao alcance da ZDP da maioria 
deles, sendo nesse caso pouco provável que um aluno sozinho, sem a 
colaboração do professor, consiga deduzi-la. 
Há também a necessidade de orientação para que os alunos possam 
buscar informações complementares através de um questionário que será 
respondido pelos mesmos através da interpretação dos dados da tabela por 
eles preenchida. 
A intervenção do professor, então, é essencial para que o aluno conheça 
o modo como se realiza a prática experimental, proporcionando uma ideia 
inicial do que é o método científico. 
Assim, por mais que o aluno se familiarize com essa prática, tornando-o 
mais autônomo e diminuindo a colaboração do professor, esta sempre é 
necessária. A novidade de estar em frente a um computador e realizando um 
experimento de Física, apesar de proporcionar uma motivação extra, tal 
motivação deve ser condicionada ao benefício cognitivo desta prática 
pedagógica e não a algo lúdico ou atrelamento de notas. 
16 
1.3 A Importância da Experimentação e o Uso das Tecnologias de 
Informação e Comunicação (TICs) 
De acordo com Fiolhais & Trindade (2003), as dificuldades que muitos 
alunos encontram na aprendizagem dos conteúdos de Física são conhecidas. 
Por ser uma ciência de caráter experimental apresentando diversos conceitos 
abstratos, a aplicação de métodos tradicionais de ensino, a ausência de meios 
pedagógicos modernos e a carência de ferramentas metodológicas mais 
adequadas estão entre as razões para este insucesso. Os PCNs (1999) e as 
novas Orientações Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (2006) 
apontam que a utilização da experimentação dentro do contexto escolar é uma 
alternativa eficaz, defendida há muitos anos, porém quase nunca utilizada 
pelos mais variados motivos como, por exemplo, o alto custo desses materiais. 
Apesar de professores e alunos estarem em contato com tecnologias 
cada vez mais avançadas na sua vida, viverem e atuarem nesta realidade, 
ambos não conseguem introduzi-las dentro do contexto educacional. A 
utilização da experimentação atrelada à inserção das Tecnologias de 
Informação e Comunicação (TICs) nas salas de aula auxiliam o professor para 
resolver esse problema no processo ensino-apredizagem, tornando as aulas 
mais interativas e oferecendo um leque muito grande de possibilidades. 
Apesar de diversos estudos apontarem para a importância da 
experimentação no ensino das ciências, ainda, nos dias de hoje, quase nunca 
essa prática é utilizada como ferramenta de ensino. Atrelado a isto, 
observamos as mais variadas “justificativas” para esta subutilização tais como: 
falta de tempo para organização e aplicação dos experimentos, ausência e 
custo elevado desses materiais ou ainda riscos na realização de determinados 
experimentos. 
Neste sentido, uma escola que disponibiliza as TICs para seus 
professores e alunos resolveria quase que a totalidade dessas dificuldades, 
pois um simples computador, por exemplo, pode conter uma grande 
quantidade programas de simulações disponíveis na Internet feitos em Java e 
Flash, uma vez que, segundo Veit & Teodoro (2002), o computador auxilia na 
construção do conhecimento e não deve ser apenas utilizado como máquina 
17 
que apenas transmite informação – como é o caso da quase totalidade das 
páginas da Internet, apesar da importância de alguns desses materiais. 
O computador oferece inúmeras possibilidades de interatividade para 
combater essa dificuldade no ensino das ciências em geral e em particular no 
Ensino da Física. Para tanto, torna-se necessária também uma mudança na 
prática pedagógica do professor em sala de aula, pois apenas a utilização das 
TICs, sem proporcionar ao aluno reflexão e discussão sobre os conteúdos 
abordados para proporcionar uma visão crítica, não é suficiente para alcançar 
esses objetivos, já que: 
 
[...] as TIC são potencialmente estruturadas de uma educação que 
pode tornar os estudantes cidadãos mais conscientes, autônomos, 
ativos e participativos da sociedade contemporânea. A potencialidademodificadora depende da percepção crítica da atualidade e de uma 
ação transformadora a ser realizada e que depende obviamente da 
forma como as TIC instauram-se na educação. Assim, afirmamos que 
a simples inserção das TIC não garante por si essas transformações. 
São necessárias mudanças significativas no processo de ensino, para 
que tais objetivos sejam alcançados. Caso contrário apenas iremos 
reforçar velhas práticas educativas usando as TIC como ferramentas 
instrumentais mais modernas. (HOHENFELD, D. P. Tese de 
Doutorado, p. 21.) 
Destarte, se os objetivos não tiverem sendo alcançados, a utilização das 
TICs, no processo de ensino-aprendizagem, pode ser potencializado com o uso 
de programas de simulação, os quais devem ser escolhidos de acordo com os 
objetivos do professor na aplicação de um determinado experimento – objetivos 
estes que podem partir de uma demonstração, que o professor prioriza a 
observação, ou de uma investigação que prioriza maior atuação do estudante 
sendo esta última o foco deste trabalho. 
Nesta perspectiva, de acordo com Veit (2008), a interatividade possui 
papel importante no processo ensino-aprendizagem. O professor é o mediador 
durante as aulas, gerando questionamentos para proporcionar a interação 
entre os alunos sendo essencial a problematização do conhecimento dos 
estudantes, suas explicações e relações estabelecidas. Por mais que as 
simulações não representem por completo a realidade, são muito úteis para 
abordar experiências até mesmo impossíveis de serem aplicadas no contexto 
escolar por serem demasiadas caras, perigosas, lentas, rápidas, etc. 
18 
Entretanto, é consenso que a experimentação desempenha um papel 
importantíssimo no ensino. 
O desenvolvimento científico e tecnológico vivenciado hoje pela 
humanidade trouxe grandes conquistas em todos os seguimentos da 
sociedade, e em especial nos meios de comunicação. Esta evolução 
proporcionou, por exemplo, o crescimento do ensino à distância e a 
possibilidade de novas alternativas para o processo de ensino-aprendizagem 
como utilização de videoconferência. 
Assim, num mundo em que se observa influência cada vez maior da 
tecnologia na sociedade, torna-se necessária esta evolução no ensino atrelada 
à utilização das Tecnologias de Informação e Comunicação. 
1.4 Laboratório Tradicional e Laboratório Virtual 
Uma escola moderna pode ser provida de dois tipos de laboratórios, os 
quais podem ser classificados como Laboratório Tradicional (Experimentos 
Reais) e Laboratório Virtual (Simulações Computacionais). Para Hohenfeld 
(2013), ambos têm sua praticidade e são interligados de forma teórico-
experimental de complementaridade que facilita o processo ensino-
aprendizagem durante as aulas de Física. 
Os Laboratórios Virtuais são sempre baseados em simulações 
computacionais devidamente estruturadas e criadas a partir de softwares 
específicos, buscando aproximar-se o máximo da realidade, proporcionando 
maior interatividade, aumentando o interesse do aluno diante de uma vivência 
contínua de sua fase internauta. 
Existem diversos softwares, tais como C++, Flash, Algodoo, HTML 5, 
etc, que são capazes de desenvolver essas simulações na tela de um 
computador, representando as leis físicas estudadas teoricamente nas salas de 
aula. 
Medeiros & Medeiros (2002) citam muitos pontos positivos na utilização 
das simulações virtuais no ensino de Física entre as quais destacamos: 
concretizar melhor conceitos abstratos, apresentando uma visão simplificada 
da realidade na seleção dos elementos mais importantes; permitir aos 
estudantes uma rápida coleta de dados e a geração e testes de hipóteses; bem 
como uma maior participação do aluno no processo ensino-aprendizagem, 
19 
tornando a aula mais interativa. Os mesmo autores citam o risco do excesso de 
entusiasmo acerca da utilização de novas tecnologias, podendo gerar apenas 
encantamento pelos efeitos computacionais, deixando em segundo plano o 
benefício cognitivo. 
Os Laboratórios Tradicionais são compostos, basicamente, de 
experimentos específicos para o ensino de ciências que ilustram os 
conhecimentos obtidos durante as aulas ministradas de modo convencional. As 
alternativas didático-pedagógicas que podem ser implementadas, com a 
relação contínua destes dois tipos de laboratórios, agregam valores 
importantes face ao reconhecimento das práticas educacionais que ajudam a 
alavancar os conhecimentos adquiridos. 
Portanto, no ensino de física, a relação da teoria com a experimentação 
é de fundamental importância no referendo dos conteúdos aplicados e, nesse 
contexto, de acordo com Hohenfeld (2013), os laboratórios tradicionais ou reais 
e os laboratórios virtuais são casados, na presente tecnologia, utilizados de 
modo específico para uma sociedade cada vez mais antenada com a geração 
de máquinas com maior capacidade computacional. 
1.5 As Simulações em Flash 
Muitos sites com animações bem elaboradas, criativas e ricas em 
interatividade foram desenvolvidos com o intuito de prender a atenção dos 
internautas, para que permaneçam na página acessada. Inicialmente, o 
programa Macromedia Flash tinha esta função, sendo assim uma excelente 
ferramenta de produção e edição de sites com animações, sons e 
interatividade. Essa riqueza mostra-se extremamente útil para adaptar-se às 
programações físicas e matemáticas, no intuito da criação de executáveis que 
aceitem a interação com o usuário, proporcionando alto grau de realismo e 
assim, com este diálogo, colocar-se como uma ferramenta importante para o 
ensino não somente da Física, mas das ciências em um contexto mais amplo. 
O Flash usa imagens vetoriais, que o tornam uma excepcional 
ferramenta de produção para a Web. As imagens vetoriais não são criadas 
através da combinação de pixels, pequenos pontos de imagens, mas sim por 
cálculos matemáticos feitos pelo computador, ou seja, os arquivos que 
possuem essas imagens, na verdade, contêm apenas as equações 
20 
matemáticas que descrevem formas geométricas, e por isso são muito 
pequenos. Além disso, as imagens vetoriais não perdem qualidade se forem 
ampliadas. No Flash, não se trabalha apenas com imagens vetoriais, também é 
possível importar arquivos de imagem, vídeo e som. 
Através de uma simulação em Flash, uma relação mais interativa entre o 
professor e o aluno pode ser alcançada, algo defendido pela pedagogia 
moderna, que prima por um aluno ativo no processo ensino-aprendizagem, 
segundo Heidemann (2015). O aluno pode controlar o filme da maneira 
desejada, desde um simples comando, como por exemplo, parar, reproduzir, 
dar um salto de um quadro para o outro ou até mesmo através de comandos 
mais elaborados em que é possível inserir dados em uma tabela, desenhar 
gráficos e mover objetos. Mas só é possível fazer essas manipulações usando 
corretamente a linguagem ActionScript – a qual é uma linguagem de 
programação completa, moderna e orientada a objetos. É através desse código 
que o programador deixará claro para o Flash a ação que deve ser 
desencadeada quando ocorrer um evento. 
As simulações deste trabalho são constituídas de elementos gráficos e 
textos. Os símbolos são classificados em três grupos: MovieClip, Button e 
Graphic. Cada um desses elementos pode assumir um trecho de código de 
programação, e como cada elemento possui uma linha do tempo independente, 
sua linha de tempo pode também receber ActionScript, com exceção do Button. 
Assim, aparentemente, o ActionScript parece confuso e feito para atrapalhar o 
andamento do trabalho. Entretanto, esse código é um grande facilitador, 
usando ele corretamente pode-se poupar muito tempo. 
21 
Capítulo 2 
A Física Experimental 
Neste capítulo, faremos a descrição sucinta de algumas experiências 
físicas vinculadas a um determinado tópico com objetivos e finalidades. Todo 
procedimento experimental será descrito e os passos seguidos serão 
efetivamente realizados, bem como a análise das problematizações sugeridas. 
Usaremos a matemáticabásica, muito utilizada em um laboratório de Física, e 
tópicos necessários para que os alunos obtenham melhor aprendizado dos 
conteúdos envolvidos em cada procedimento experimental presente nos 
roteiros seguintes. 
2.1 Introdução ao Laboratório de Física 
As medidas, por mais que passem despercebidas, possuem uma grande 
importância na vida de qualquer pessoa. Medidas de tempo, comprimento, 
massa, força e temperatura são apenas alguns exemplos de grandezas físicas 
e podemos identificar uma série de aplicações no cotidiano. 
As grandezas físicas tem uma incerteza inerente advinda da percepção 
da pessoa que realiza a medida e das características dos equipamentos 
utilizados. A prática experimental mostra que, mesmo repetindo os cuidados e 
procedimentos pela mesma pessoa ou por pessoas diferentes, os resultados 
obtidos em sucessivas medições não são, em geral, idênticos. 
Assim, ao medirmos diversas vezes uma grandeza física, esta é 
caracterizada por um número e observamos pequenas variações entre esses 
dados obtidos. Quanto menores forem essas variações, mais confiável é a 
medida. Ademais, levam-se em conta os diversos fatores que influem no 
resultado para se determinar o grau de incerteza. 
Logo, a maneira de se obter e manipular os dados experimentais, com a 
finalidade de conseguir estimar com a maior precisão possível o valor da 
grandeza medida e o seu erro, exige um tratamento adequado que é o objetivo 
da chamada “Teoria dos Erros”, a qual será abordada aqui na sua forma mais 
simples e sucinta. 
22 
2.2 Teoria dos Erros 
2.2.1 Algarismos significativos 
Consideremos um lápis que desejamos medir o seu comprimento 
utilizando uma régua graduada em centímetro. Ao fazer a medida, observa-se 
a seguinte situação ilustrada na Figura 2: 
 
 
Figura 2: Medida do tamanho do lápis (Fonte: Arquivos do autor). 
 
Para a leitura do comprimento do lápis ( L ), verificamos, com certeza, 
que tem centímetros de comprimento, porém a fração de 1 cm além dos 6 cm 
não podemos afirmar, com precisão, qual é. Esta fração apesar de não poder 
ser medida, pode ser estimada dentro dos limites de percepção do 
experimentador. Ao medirmos o comprimento desse lápis com a régua 
centimetrada e o experimentador registrar como resultado 6,8 cm, o algarismo 
8 resulta de uma estimativa de uma fração das divisões de 1 cm da régua. 
Talvez o resultado da estimativa pudesse ser 7 ou 9, de qualquer forma temos 
uma informação sobre o comprimento que é portanto útil. Diremos que a leitura 
feita possui 2 algarismos significativos. Se outro experimentador anotar essa 
fração de 1 cm como sendo 0,76 cm, ao se medir com uma régua 
centimetrada, torna-se discutível estimar centésimos ou milésimos da menor 
divisão da escala, pois está fora da percepção da maioria dos seres humanos. 
Logo, algarismos significativos pode ser definido como a medida de todos os 
algarismos que temos certeza e mais um duvidoso sendo este sempre o último 
da direita. 
Por conseguinte, para medidas mais precisas e consistentes, faz-se uso 
de um paquímetro digital (Figura 3) e, através deste, pode-se observar que as 
medidas estimadas com régua apresentaram uma pequena diferença, o que 
aproxima ainda mais do valor real da medida. 
 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 cm 
23 
 
Figura 3: Paquímetro digital (Fonte: Arquivos do autor). 
2.2.2 Erros e Desvio 
Utilizando o mesmo exemplo do lápis e considerando 5 
experimentadores, será observado que cada experimentador fará uma medida 
podendo ter, na fração de centímetro, uma pequena diferença para mais ou 
para menos entre as medidas estimadas. O valor mais provável para o 
comprimento do lápis é dado pela média aritmética ( L ) dessas medidas 
através da equação: 
 
, 
(1.1) 
 
com i variando de 1 até N sendo que N é o número de medidas. 
Com o valor mais provável definido, pode-se observar o quanto cada 
medida se afastou, fazendo apenas a diferença entre o valor mais provável e o 
valor obtido em cada medida, calculando assim o desvio ou discrepância de 
cada medida ( L ) pela equação: 
 , (1.2) 
 
A seguir efetuaremos a média dos desvios ( L ) para, por fim , 
identificarmos o intervalo de incerteza expresso por: 
 
, 
(1.3) 
 
 LL  
iLLL  

N
i
i
N
LL
1
 
24 
Certamente, o comprimento correto do lápis se encontra nesse intervalo 
de incerteza. 
Para todos os experimentos deste trabalho que devemos fazer medidas, 
existe sempre um valor teórico que deve ser confrontado com o valor 
experimental através do cálculo de erro. Em experimentos de laboratório 
virtual, uma boa medida é aquela que o cálculo de erro é de no máximo 5%. 
Este cálculo é feito através da expressão: 
 
 
, 
(1.4) 
 
medida essa expressa em porcentagem (%). 
Esses erros podem estar associados a um problema no dispositivo 
utilizado para se realizar a medida, tais como uma régua ou relógio 
descalibrados, que são chamados de Erros sistemáticos; podem estar 
associados à imperícia de um operador ou variação na capacidade de 
avaliação, que são chamados de Erros acidentais ou aleatórios; podem ainda 
estar associados a um engano na leitura ou troca de unidade de medida que 
chamamos de Erros grosseiros. 
Deste modo, os conceitos apresentados acima são importantes na 
utilização deste laboratório para que o professor possa explorar todas as 
possibilidades de discussões a respeito da teoria que envolve cada 
experimento e assim obter maior êxito em relação aos seus objetivos. 
A seguir serão mostrados os roteiros dos experimentos, lembrando que 
inicialmente deve-se ensinar ao aluno alguns conceitos sobre a teoria dos 
erros. 
2.3 Roteiros dos Experimentos 
2.3.1 Experiência 01 
I. Título: Aula de Nivelamento 
II. Objetivo 
Fundamentar conceitos matemáticos e introduzir sua aplicação na prática 
experimental. 
100 coValorTeóri
coValorTeóriimentalValorExperERRO 
25 
III. Material Utilizado 
 Paquímetro digital; 
 Régua centimetrada; 
 Fita métrica; 
 Cronômetro; 
 Lápis; 
 Calculadora. 
IV. Procedimento Experimental 
1º caso: Para a medida do comprimento do lápis. 
 Escolher 5 alunos da turma para cada um realizar sua medida para o 
comprimento do lápis, fazendo uso da régua centimetrada; 
 Inserir o valor da medida de cada aluno na TABELA 1; 
 Fazer o cálculo da média e dos desvios médios do comprimento do 
lápis; 
 Verificar com o uso do paquímetro digital o comprimento do lápis, pois 
este será o valor teórico para seu comprimento; 
 Fazer o cálculo do ERRO para o comprimento do lápis. 
2º caso: Para dez medidas de uma das secções de um dado objeto utilizando 
paquímetro digital. 
 Medir a secção desse objeto; 
 Inserir o valor da medida na TABELA 2; 
 Modificar a posição do objeto para a mesma secção e repetir o 
procedimento até completa a TABELA 2; 
 Fazer o cálculo da média e dos desvios médios das medidas das 
secções do objeto; 
 Fazer o cálculo do ERRO para a medida do objeto considerando o valor 
teórico informado pelo professor. 
3º caso: Para o tempo de queda do lápis de uma altura de 1,8 m. 
 Medir uma altura de 1,8 m e posicionar o lápis neste local; 
 Disparar o cronômetro no momento que o lápis for abandonado em 
queda livre; 
 Parar o cronômetro no momento em que o lápis atingir o solo; 
 Verificar o valor indicado no cronômetro e inserir na TABELA 3; 
26 
 Repetir o procedimento até completar a TABELA 3; 
 Fazer o cálculo da média e dos desvios médios do tempo de queda 
massa; 
 Fazer o cálculo de ERRO do tempo de queda do lápis considerando o 
valor teórico 0,6 s. 
V. Tabela de Dados 
Tabela 1: Para a medida do comprimento do lápis. 
 
 
Valor Teórico: ____ 
Valor Experimental: ____ 
Erro: ____ % 
Tabela 2: Para dez medidas de uma das secções de um dado objeto utilizando 
paquímetro digital. 
 
Medida (n) X (cm) ∆x (cm) 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
Valores Médios 
 
Valor Teórico: ____ 
Valor Experimental: ____ 
Erro: ____ % 
Tabela 3: Para o tempo de queda do lápisde uma altura de 1,8 m. 
 
Medida (n) t (s) ∆t (s) 
1 
2 
3 
Medida (n) L (cm) ∆L (cm) 
1 
2 
3 
4 
5 
Valores Médios 
27 
4 
5 
Valores Médios 
 
Valor Teórico: ____ 
Valor Experimental: ____ 
Erro: ____ % 
 
 
2.3.2 Experiência 02 
I. Título: Formas de Trajetória 
II. Questão Prévia 
Um carro manobrando numa rotatória possui realmente forma de 
trajetória circular? Justifique. 
III. Objetivo 
Identificar as diversas formas de trajetórias descritas por um móvel em 
relação a um referencial adotado. 
IV. Resumo Teórico 
O conceito de trajetória é relativo, ou seja, a forma descrita depende de 
um referencial adotado. No entanto, de modo simples, define-se trajetória como 
uma linha que une as sucessivas posições ocupadas por um móvel, em relação 
a um dado referencial. Um único móvel pode apresentar diversas formas de 
trajetória relativas ao referencial utilizado. Ela pode ser retilínea, curvilínea ou 
de formas mais complexas conforme ilustra a Figura 4. 
 
Figura 4: Formas de Trajetória (Fonte: Arquivos do autor). 
V. Material Virtual Utilizado 
 Referenciais; 
 Roda girando; 
 Avião em movimento e abandonando pacotes; 
28 
 Trem em movimento e arremesso de uma moeda; 
 Barco em movimento e objeto que cai do mastro. 
VI. Procedimento Experimental 
 Escolher um determinado referencial; 
 Colocar a roda em movimento em relação à Terra sem considerar 
deslizamentos; 
 Observar a trajetória dos pontos localizados no eixo e na periferia da 
roda; 
 Informar o tipo de trajetória observada no caso da roda. 
VII. Tabela de Dados 
Experimento Referencial Forma da Trajetória 
Ponto central em relação à 
Terra. Roda Girando 
(Trajetória de um ponto) Ponto periférico em relação 
à Terra. 
Em relação a um 
observador fixo na Terra. Avião em Movimento (Trajetória dos pacotes) Em relação ao piloto. 
Em relação a um 
passageiro no trem. Trem em Movimento 
(Trajetória da moeda) Em relação a um 
observador fixo na Terra. 
Em relação a um 
referencial no barco. Barco em Movimento 
(Trajetória do objeto) Em relação a um 
referencial no píer. 
Em relação a um 
referencial no Carrossel Carrossel 
(Trajetória da bola) Em relação a um referencial fora do 
Carrossel. 
 
Plataforma Giratória 
(Trajetória das balas) 
Em relação a um 
referencial na Plataforma 
29 
Em relação a um 
referencial fora da 
Plataforma. 
 
 
VIII. Problematização 
1) Como você define trajetória? 
2) O conceito de trajetória é relativo ou absoluto? 
3) Considere um avião monomotor em movimento e um ponto localizado 
na periferia de sua hélice. Qual a trajetória desse ponto em relação ao 
piloto? Qual a trajetória desse ponto em relação a um observador fixo na 
Terra? 
4) Considere um relógio de parede em funcionamento e uma formiga 
localizada no centro do relógio e sobre o ponteiro dos segundos que em 
dado momento desloca-se para a outra extremidade. Qual a trajetória 
dessa formiga em relação ao centro do relógio? Qual a trajetória dessa 
formiga em relação a um observador externo fixo na Terra? 
2.3.3 Experiência 03 
I. Título: Movimento Retilíneo Uniforme 
II. Questão Prévia 
Que características apresenta o movimento de um carro com aceleração 
igual a zero? 
III. Objetivo 
Verificar que o móvel percorre distâncias iguais em tempos iguais, que a 
velocidade é constante e a aceleração igual a zero. Neste caso o vetor 
velocidade permanece constante. 
IV. Resumo Teórico 
Sabe-se que este movimento é o mais simples e raro que existe pelos 
seguintes motivos: é simples, pois as únicas variáveis são posição e tempo, e 
raro por ter trajetória retilínea e velocidade constante. 
A aceleração centrípeta desse movimento é igual à zero, o que 
proporciona uma linha reta como trajetória. Por esse motivo o movimento é 
retilíneo. A palavra uniforme também guarda uma característica muito 
importante deste movimento. Qualquer movimento uniforme possui velocidade 
30 
escalar constante e aceleração tangencial igual à zero. Consequentemente, um 
corpo em MRU percorre distâncias iguais em intervalos de tempo iguais. 
V. Material Virtual Utilizado 
 Tubo cilíndrico transparente; 
 Rolhas de borracha; 
 Óleo de soja; 
 Régua graduada de 50 cm; 
 Esfera de aço com diâmetro menor que o diâmetro do tudo; 
 Calculadora; 
 Cronômetro; 
 Computador 
VI. Esquema Experimental e Equação Utilizada 
 
Figura 5: Montagem Experimental para o MRU (Fonte: Arquivos do autor). 
v 
t
ssv 
 0 
Sendo 
 s0 → posição inicial s → posição final 
 ∆t → intervalo de tempo 
 v → velocidade 
então 
 
31 
 
Figura 6: Montagem Experimental para o encontro dos móveis (Fonte: Arquivos do autor).  Demonstração da equação: 
)(tfs  
tvss .0  
tvss .0  
 
 
(3.1) 
tvss esferaesfera .0  
tsesfera .5,20  
 (3.2) 
VII. Procedimento Experimental 
1º caso: Para o movimento da Esfera 
 Ter acesso a um computador com o simulador do experimento instalado; 
 Após acessar o experimento, clicar no botão iniciar do cronômetro e 
pará-lo no momento que a Esfera passar pela posição 5 cm na régua; 
 Inserir o valor indicado no cronômetro e a posição da Esfera na TABELA 
1; 
tsesfera .5,2 
t
ssv 
 0 
vesfera 
tsesfera .5,2 
Sendo 
 sesfera → posição de encontro t → tempo de encontro 
então 
 
vbolha 
32 
 Inserir o valor indicado no cronômetro, a posição inicial e a posição final 
da Esfera na EQUAÇÃO 3.1 para determinar a velocidade; 
 Inserir o resultado da EQUAÇÃO 3.1 para a velocidade da Esfera na 
TABELA 1; 
 Zerar o cronômetro e repetir o procedimento aumentando em 5 cm a 
distância da medida seguinte até completar a tabela; 
 Fazer o cálculo da média e dos desvios médios velocidade Esfera; 
 Fazer o cálculo de ERRO da velocidade Esfera; 
 Clicar em Próximo para acessar o próximo procedimento. 
2º caso: Para o movimento da Bolha 
 Ter acesso a um computador com o simulador do experimento instalado; 
 Após acessar o experimento, clicar no botão iniciar do cronômetro e 
pará-lo no momento que a Bolha percorrer 5 cm na régua; 
 Inserir o valor indicado no cronômetro e a posição da Bolha na TABELA 
2; 
 Inserir o valor indicado no cronômetro, a posição inicial e a posição final 
da Bolha na EQUAÇÃO 3.1 para determinar a velocidade; 
 Inserir o resultado da EQUAÇÃO 3.1 para a velocidade da Bolha na 
TABELA 2; 
 Zerar o cronômetro e repetir o procedimento aumentando em 5 cm a 
distância da medida seguinte até completar a tabela; 
 Fazer o cálculo da média e dos desvios médios velocidade da Bolha; 
 Fazer o cálculo de ERRO da velocidade da Bolha; 
 Clicar em Próximo para acessar o próximo procedimento, 
3º caso: Para o movimento simultâneo (Esfera e Bolha) 
  Ter acesso a um computador com o simulador do experimento instalado; 
 Após acessar o experimento, clicar no botão iniciar do cronômetro e 
pará-lo no momento que a Bolha e a Esfera passarem pela mesma 
posição; 
 Verificar o instante do encontro da Bolha com a Esfera e inserir o valor 
na TABELA 3; 
33 
 Inserir na EQUAÇÃO 3.2 o tempo do encontro, calcular a posição do 
encontro a partir do tempo medido e inserir o valor encontrado na 
TABELA 3; 
 Zerar o cronômetro e repetir o procedimento até completar as colunas 
da TABELA 3 referente ao tempo e a posição de encontro da Bolha e da 
Esfera; 
 Fazer o cálculo da média e dos desvios médios do tempo e da posição 
de encontro da Bolha e da Esfera; 
 Fazer o cálculo de ERRO do tempo e da posição de encontro da Bolha e 
da Esfera. 
VIII. Tabela de Dados 
Tabela 1: Para o movimento da Esfera 
Medida (n) T (s) s (cm) v (cm/s) ∆v (cm/s) 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
Valores Médios 
 Valor Teórico: ____ 
Valor Experimental: ____ 
Erro: ____ % 
Tabela 2: Para o movimento da Bolha 
Medida (n) T (s) s (cm) v (cm/s) ∆v (cm/s) 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
Valores Médios 
 
34 
Valor Teórico: ____Valor Experimental: ____ 
Erro: ____ % 
Tabela 3: Para o encontro da Esfera com a Bolha 
Medida (n) t (s) ∆t (s) S (cm) ∆s (cm) 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
Valores Médios 
 Valor Teórico: ____ 
Valor Experimental: ____ 
Erro: ____ % 
IX. Problematização 
1) A razão entre a distância percorrida pelo corpo e o respectivo intervalo 
de tempo ficou aproximadamente constante? 
2) Qual o valor da velocidade do corpo? Utilize para os cálculos o valor 
médio da razão (∆s/∆t) já calculado. 
3) Por que o valor mais provável da velocidade da bolha apresentou um 
resultado negativo? 
4) Qual o erro percentual no cálculo da velocidade do corpo considerado? 
Por que apresentou este erro? 
5) Você mudaria alguma coisa na sua resposta da questão prévia? Caso 
positivo, qual seria a mudança? 
2.3.4 Experiência 04 
I. Título: Movimento Retilíneo Uniformemente Variado 
II. Questão Prévia 
Que características apresentaria o movimento de um carro com 
aceleração constante e não nula? 
III. Objetivo 
35 
Verificar que o móvel percorre distâncias cada vez maiores ou menores 
num dado intervalo de tempo (movimento acelerado ou retardado 
respectivamente), que a velocidade é variável e a aceleração tangencial é 
constante e diferente de zero. 
IV. Resumo Teórico 
Neste tipo de movimento, possuímos três variáveis que são posição, 
tempo e velocidade. A aceleração centrípeta desse movimento é igual à zero, o 
que proporciona uma linha reta como trajetória – por esse motivo o movimento 
é retilíneo. 
A expressão uniformemente variado indica que este movimento possui 
velocidade escalar variável, mas a taxa de variação dessa velocidade em 
relação ao tempo é constante, sendo essa constante a própria aceleração. No 
MRUV, o móvel percorre distâncias cada vez maiores ou menores num mesmo 
intervalo de tempo, sendo o movimento classificado como acelerado ou 
retardado, respectivamente. 
V. Material Virtual Utilizado 
 Esfera de aço; 
 Plano inclinado; 
 Calculadora; 
 Cronômetro; 
 Computador; 
 Régua. 
VI. Esquema Experimental e Equação Utilizada 
 
Figura 7: Montagem Experimental para o MRUV (Fonte: Arquivos do autor). 
v 
2
.2
t
da  
Sendo 
 d → distância percorrida 
 t → intervalo de tempo 
 a → aceleração 
então 
 
36 
  Demonstração da equação: 
)(tfs  
2
.. 200 tatvss  
2
..00 2tatd  
 
 
(4.1) 
)(tfv  
tavv .0  
tav .0  
 
 
(4.2) 
VII. Procedimento Experimental 
 Ter acesso a um computador com o simulador do experimento instalado; 
 Após acessar o experimento, clicar no botão iniciar do cronômetro e 
pará-lo no momento que a esfera atingir a marca de 10 m na régua; 
 Inserir o valor do tempo t indicado no cronômetro e a distância 
percorrida pela Esfera na EQUAÇÃO 4.1 para calcular a aceleração; 
 Inserir na EQUAÇÃO 4.2 o valor do tempo t indicado no cronômetro 
para calcular a velocidade instantânea v ; 
 Inserir na TABELA o valor indicado no cronômetro, a distância percorrida 
pela esfera, a velocidade indicada na EQUAÇÃO 4.2 e a aceleração 
indicada na EQUAÇÃO 4.1; 
 Zerar o cronômetro e repetir o procedimento aumentando em 10 m a 
distância da medida seguinte até completar a TABELA; 
 Fazer o cálculo da média e dos desvios médios da aceleração; 
 Fazer o cálculo de ERRO da aceleração. 
VIII. Tabela de Dados 
Medida (n) t (s) ∆s (m) V (m/s) a (m/s2) ∆a (m/s2) 
1 
2 
tav . 
2
.2
t
da  
37 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
Valores Médios 
 
Valor Teórico: ____ 
Valor Experimental: ____ 
Erro: ____ % 
IX. Problematização 
1) A razão entre a variação da velocidade e o respectivo intervalo de tempo 
ficou aproximadamente constante? 
2) Qual o valor da aceleração do corpo? Utilize para os cálculos o valor 
médio da razão (∆v/∆t) já calculado. 
3) Qual o erro percentual no cálculo da velocidade do corpo considerado? 
Por que apresentou este erro? 
4) Você mudaria alguma coisa na sua resposta da questão prévia? Caso 
positivo, qual seria a mudança? 
2.3.5 Experiência 05 
I. Título: Aceleração da Gravidade – Queda Livre 
II. Questão Prévia 
Um corpo mais pesado cai mais rápido do que um corpo mais leve 
abandonado de uma mesma altura? 
III. Objetivo 
Calcular a aceleração da gravidade de um dos planetas do Sistema 
Solar ou da Lua, possibilitando ao aluno confrontar o valor experimental com o 
valor teórico. 
IV. Resumo Teórico 
De acordo com Galileu, se corpos com diferentes massas forem 
abandonados (velocidade inicial igual a zero) de uma mesma altura, chegarão 
juntos ao solo. Situação observada quando desprezamos a resistência do ar. 
38 
Percebemos, assim, que o tempo de queda não depende da massa do corpo, 
estando em consonância com os pensamentos de Galileu. 
Desta forma, neste experimento, a altura da queda do corpo é muito 
pequena quando comparada com o raio do astro e, por esse motivo, podemos 
considerar o campo gravitacional uniforme, uma vez que o campo gravitacional 
depende apenas do valor da altura que o objeto será abandonado e do tempo 
de queda. 
V. Material Virtual Utilizado 
 Esfera de aço; 
 Eletroímã; 
 Calculadora; 
 Cronômetro; 
 Computador; 
 Haste com altura definida. 
VI. Esquema Experimental e Equação Utilizada 
 
Figura 8: Montagem Experimental para a queda livre (Fonte: Arquivos do autor).  Demonstração da equação: 
)(tfs  
2
.. 200 tatvss  
2
..00 2tgth  
h0 = 0 
h0 = h 
Sendo: 
 h0 → posição inicial h → posição final 
 v0 → velocidade inicial g → aceleração da gravidade 
 t → tempo de queda 
 Dados: h0 = 0; v0 = 0 e a = g 
 então 
g 
2
2
t
hg  
39 
 
 
(5.1) 
VII. Procedimento Experimental 
1º caso: Com altura fixa de queda 
 Ter acesso a um computador com o simulador do experimento instalado; 
 Após acessar o experimento, escolher o astro-objeto de estudo 
conforme a Figura 9; 
 
Figura 9: Escolha do astro-objeto de estudo (Fonte: Arquivos do autor).  Selecionar a altura h de queda; 
 Colocar a esfera no eletroímã; 
 Disparar o cronômetro e somente pará-lo no momento que a esfera em 
queda livre atingir o solo; 
 Inserir na EQUAÇÃO 5.1 e na TABELA 1 o valor do tempo t indicado no 
cronômetro; 
 Fazer o cálculo da gravidade local g e inserir na TABELA 1; 
 Repetir este procedimento até completar a TABELA 1; 
 Fazer o cálculo da média e dos desvios médios da aceleração da 
gravidade; 
 Fazer o cálculo de ERRO da aceleração da gravidade. 
2º caso: Com altura variável de queda 
2
.2
t
hg  
40 
 Ter acesso a um computador com o simulador do experimento instalado; 
 Após acessar o experimento, escolher o astro-objeto de estudo 
conforme a Figura 9; 
 Selecionar a altura 65 m de queda; 
 Colocar a esfera no eletroímã; 
 Disparar o cronômetro e somente pará-lo no momento que a esfera em 
queda livre atingir o solo; 
 Inserir na EQUAÇÃO 5.1 e na TABELA 2 o valor do tempo t indicado no 
cronômetro; 
 Fazer o cálculo da gravidade local g e inserir na TABELA 2; 
 Repetir este procedimento até completar a TABELA 2 aumentando 2,5 
m a altura da queda; 
 Fazer o cálculo da média e dos desvios médios da aceleração da 
gravidade; 
 Fazer o cálculo de ERRO da aceleração da gravidade. 
VIII. Tabela de Dados 
Tabela 1: Com altura fixa de queda 
Medida (n) H (m) t (s) g (m/s2) ∆g (m/s2) 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
Valores Médios 
 
Valor Teórico: ____ 
Valor Experimental: ____ 
Erro: ____ % 
Tabela 2: Com altura variável de queda 
Medida (n) H (m) t (s) g (m/s2) ∆g (m/s2) 
1 
2 
3 
4 
41 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
Valores Médios 
 
Valor Teórico: ____ 
Valor Experimental: ____ 
Erro: ____ % 
IX. Problematização 
1) O movimento descrito por um corpo em queda livre é acelerado ou 
retardado? 
2) Qual o erro percentual no cálculo da aceleração da gravidade local? Por 
que apresentou este erro? 
3) Você mudaria alguma coisa