UMA PROPOSTA DE ABORDAGEM DO PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES A PARTIR DA INVESTIGAÇÃO DO EPISÓDIO DA COROA

Autores

DOI:

https://doi.org/10.22407/2176-1477/2024.v15.2583

Palavras-chave:

Ensino de Física, Princípio de Arquimedes, Balança Hidrostática, Empuxo, Paradoxo Hidrostático

Resumo

Esse trabalho teve como objetivo colaborar com a abordagem do Princípio de Arquimedes no contexto educacional básico, considerando as nuances do desenvolvimento histórico desse conhecimento científico. Tomou como ponto de partida o episódio histórico envolvendo Arquimedes e a tarefa atribuída a ele de determinar se a coroa do Rei Hieron, de Siracusa, havia sido falsificada. Há uma versão muito difundida desse evento, segundo a qual Arquimedes resolveu o problema por meio da descoberta do empuxo ao se banhar. Essa versão foi narrada pelo arquiteto romano Marcus Vitruvius, que viveu cerca de dois séculos após Arquimedes, no século I a.C. Apesar de possuir uma série de inconsistências conceituais físicas e históricas, a narrativa continua sendo propagada no contexto educacional. Em contrapartida, Galileu Galilei sugeriu, em 1586, no seu trabalho denominado La Bilancetta, que Arquimedes teria utilizado uma Balança Hidrostática para resolver o problema da coroa. A versão de Galileu para o episódio é fisicamente consistente, além de apoiada por evidências históricas descobertas por historiadores. Esta versão, contudo, é praticamente ausente do contexto escolar. Igualmente ausente é a existência de um limite de validade para o Princípio de Arquimedes, assinalada pelo chamado Paradoxo Hidrostático de Galileu. Buscando contribuir para a superação dessas lacunas e distorções, o presente trabalho propõe um Produto Educacional que problematiza, sob os pontos de vista físico e histórico, a versão mais conhecida do episódio da coroa. Trata-se de uma sequência didática, voltada para o Ensino Médio, que introduz, de maneira investigativa, trechos de fontes primárias de Vitruvius e de Galileu, bem como contempla atividades experimentais demonstrativas, exploradas segundo um viés dialogado e investigativo, que incluem a própria Balança Hidrostática, além de um limite de validade para o Princípio de Arquimedes.

Biografia do Autor

Erisvaldo Ramalho dos Santos Júnior, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí

Erisvaldo Ramalho dos Santos Júnior é licenciado em Física pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte e mestre em Ensino de Física pelo Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física - polo 51 - UFRN. É professor efetivo do Instituto Federal do Piauí - IFPI.

Juliana Mesquita Hidalgo, Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Bacharel em Física pela Universidade Estadual de Campinas, mestre em Historia da Ciência (bolsista FAPESP) e doutora em Filosofia/ Filosofia da Ciência (bolsista FAPESP) pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo. Realizou estágios de pós-doutoramento na UNICAMP (bolsista FAPESP) e na PUC-SP (bolsista FAPESP). Foi coordenadora de área do PIBID-Física CAPES na Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Atualmente é professora ( nível associado 3) pesquisadora no Departamento de Física da UFRN, coordenadora da Licenciatura em Física, professora orientadora no Programa de Pós-Graduação em Ensino de Ciências Naturais e Matemática e no Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física - Pólo UFRN. Atua principalmente nas áreas de História da Ciência, História e Filosofia da Ciência no Ensino e Natureza da Ciência. É integrante do Grupo de História, Teoria e Ensino de Ciências da Universidade de São Paulo (www.ghtc.usp.br) e do Grupo de Pesquisa em Ensino de Física e de Astronomia (UFRN).

Referências

ALLCHIN, Douglas. Scientific myth‐conceptions. Science education, v. 87, n. 3, p. 329-351, 2003.

AMABIS, José et al. Moderna plus: ciências da natureza e suas tecnologias: Água e vida. 1. ed., v. 2, São Paulo: Moderna, 2020.

ANSELMO, Dory Hélio; HIDALGO, Juliana; QUEIROZ, Daniel. Pascal's principle revisited: A critical review of physics undergraduate textbooks. EUROPEAN JOURNAL OF PHYSICS, v. 41, p. 063001, 2020.

ASSIS, André. Sobre os corpos flutuantes, tradução comentada de um texto de Arquimedes. Revista da SBHC, n. 16, p. 69-80, 1996.

ASSIS, André. Arquimedes, o Centro de Gravidade e a Lei da Alavanca. 1. ed., Montreal: Editora Apeiron Montreal, 2008.

BALDINATO, José Otávio; PORTO, Paulo. Variações da História da Ciência no Ensino de Ciências. In: ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS, VI; 2008, Belo Horizonte. Anais do VI Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências. Belo Horizonte, ABRAPEC, 2008.

BARRETO FILHO, Benigno; SILVA, Cláudio. Física aula por aula. Mecânica. São Paulo: FTD, 2016. v. 1.

BATALHA, Elisa; BENTO, Sílvio. Arquimedes e a coroa. Invivo, 2021. Disponível em: <http://www.invivo.fiocruz.br/historia/arquimedes-e-a-coroa/>. Acesso em: 25 fev. 2023.

BATISTA, Giovanninni; DRUMMOND, Juliana; FREITAS, Daniel. Fontes primárias no ensino de física: considerações e exemplos de propostas. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 32, p. 663-702, 2015.

BERTHELOT, Marcel. Sur l’histoire de la balance hydrostatique et de quelques autres appareils et procédés scientifiques. Annales de Chimie et de Physique [série 6], v. 23, p. 475-485, 1891.

BONJORNO, José Roberto et al. Física. São Paulo: Editora FTD, 2016. v. 1.

BRASIL, MEC. Base Nacional Comum Curricular. Brasília: MEC, 2018.

CARVALHO, Anna Maria. As práticas experimentais no ensino de física. In: Ensino de Física. Org. CARVALHO et al. Coleção ideias em ação. São Paulo: Editora Cengage, p. 53-77, 2010.

CAVICCHI, Elizabeth. Historical Experiments in Students’ Hands: Unfragmenting Science through Action and History. Science & Education, v. 17, n. 7, p. 717–749, 2006.

CHALMERS, Allan. O que é a ciência, afinal? São Paulo: Brasiliense, 1993.

FORATO, Thaís; MARTINS, Roberto; PIETROCOLA, Maurício. Enfrentando obstáculos na transposição didática da história da ciência para a sala de aula. In: PEDUZZI, Luís Orlando; MARTINS, André; FERREIRA, Juliana (Orgs.) Temas de História e Filosofia da Ciência no Ensino. Natal: EDUFRN, 2012. p. 123-154.

FUKUI, Ana et al. Ser protagonista: ciências da natureza e suas tecnologias: composição e estrutura dos corpos: ensino médio. 1. ed. v. 1. São Paulo: SM, 2020.

GALILEI, Galileu. La Bilancetta — A pequena balança ou Balança Hidrostática. Trad. de P. Lucie. Cadernos de História e Filosofia da Ciência, v. 9, p. 105–107, 1986.

GIL-PÉREZ, Daniel; MONTORO, Isabel; ALÍS, Jaime, CAPACHUZ, António; PRAIA, João. Para uma imagem não deformada do trabalho científico. Ciência & Educação, v. 7, n. 2, p. 125–153, 2001.

HIDALGO, Juliana; QUEIROZ, Daniel; ANSELMO, Dory Hélio. O Princípio de Pascal nos livros do PNLD 2018: uma análise crítica multicontextual (histórica e conceitual). Revista Brasileira de Ensino de Física (ONLINE), v. 43, p. e20210064-1-e20210064-21, 2021.

HIDALGO, Juliana; QUEIROZ, Daniel; OLIVEIRA, Mara Cristina. A História da Ciência no PNLD 2018: o Princípio de Arquimedes como estudo de caso. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 38, n. 2, p. 1251–1281, 2021.

HOLUBOVÁ, Renata. Historical Experiments in Physics Teaching. US-China Education Review A, v. 4, n. 3, p. 163-172, 2014.

HOTTECKE, Dietmar. How and what Can we learn from replicating historical experiments? A Case Study. Science and Education, v. 9, p. 343-362, 2000.

JARDIM, Wagner; GUERRA, Andreia. Experimentos históricos e o ensino de física: agregando reflexões a partir da revisão bibliográfica da área e da história cultural da ciência. Investigações em Ensino de Ciências, v. 22, n. 3, p. 244-263, 2017.

LANZA, Nasser; MANFRO, Julia; AMARAL-ROSA, Marcelo. “O mito é o nada que é tudo”: o ensino de física e o caso do problema da coroa do rei Hierão. Revista científica on-line: Tecnologia – Gestão – Humanismo, v. 9, n. 1, p. 72-86, 2019.

LOPES, Sônia; ROSSO, Sérgio. Ciências da Natureza Lopes e Rosso: Água, Agricultura e Uso da terra. 1. ed., v. 1, São Paulo: Moderna, 2020.

LUCIE, Pierre. Galileu e a tradição arquimedeana - La Bilancetta. Cadernos de História e Filosofia da Ciência, v. 9, p. 95–104, 1986.

LUZ, Antônio; ÁLVARES, Beatriz; GUIMARÃES, Carla. Física: contexto & aplicações. São Paulo: Scipione, 2017. v. 1.

MARTINS, André. Natureza da Ciência no ensino de ciências: uma proposta baseada em ‘temas’ e ‘questões’. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 32, p. 703-737, 2015.

MARTINS, Roberto. Arquimedes e a coroa do Rei: problemas históricos. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 17, n. 2, p. 115-121, 2000.

MARTINS, Roberto. Introdução: a história das ciências e seus usos na educação. In: SILVA, Cibelle (Org.). Estudos de história e filosofia das ciências: subsídios para aplicação no ensino. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2006. p. XXI-XXXIV.

MARTINS, Roberto. O mito de Galileu desconstruído. Revista de História da Biblioteca Nacional, 5 (número especial de História da Ciência 1), p. 24-27, 2010.

MÉHEUT, Martine; PSILLOS, Dimitris. Teaching–learning sequences aims and tools for science education research. International Journal Of Science Education, v. 26, n. 5, p. 515-535, 2004.

MENDONÇA, Paula Cristina. De que conhecimento sobre Natureza da Ciência estamos falando? Ciência & Educação, n. 26, p. e20003-1-16, 2020.

MOTTANA, Annibale. Galileo’s La Bilancetta: The first draft and later additions. Philosophia Scientiæ, v. 21, n. 1, p. 165-179, 2017.

MOURA, Cristiano; GUERRA, Andreia. Conflitos em abordagens históricas para temas consolidados na ciência escolar: um estudo de caso sobre os modelos atômicos. Revista Tecné, Episteme y Didaxis, número extra, p. 797-803, 2016.

MUENCHEN, Cristiane; DELIZOICOV, Demétrio. Os três momentos pedagógicos e o contexto de produção do livro “Física”. Ciência & Educação, v. 20, n. 3, p. 617–638, set. 2014.

ORTEGA, Daniel; MOURA, Breno. Uma abordagem histórica da reflexão e da refração da luz. Revista Brasileira de Ensino de Física, v. 42, p. e20190114 -1-16, 2020.

PEDUZZI, Luís Orlando; RAICIK, Anabel. Sobre a natureza da ciência: asserções comentadas para uma articulação com a história da ciência. Investigações em Ensino de Ciências, v. 25, n. 2, p. 19-55, 2020.

PSILLOS, Dimitris; VASSILIS, Tselfes; KARIOTOGLOU, Petros. An epistemological analysis of the evolution of didactical activities in teaching–learning sequences: the case of fluids. International Journal Of Science Education, v. 26, n. 5, p. 555-578, 2004.

SANTOS JÚNIOR, Erisvaldo Ramalho dos. O Princípio de Arquimedes no Ensino Médio: a Balança Hidrostática e o Paradoxo de Galileu. Dissertação (Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física) - Polo 51, Sociedade Brasileira de Física, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023.

SASSERON, Lúcia Helena; NASCIMENTO, Viviane; CARVALHO, Anna Maria. O Uso de Textos Históricos Visando a Alfabetização Científica. In: BELTRAN, Maria Helena; SAITO, Fumikazu; SANTOS, Rosana; WUO, Wagner (Orgs.). História da Ciência e Ensino: propostas, tendências e construção de interfaces. São Paulo: Livraria da Física, 2009, v. 1, p. 96-106.

SILVA, Ana Paula; GUERRA, Andreia (Org.). História da Ciência e Ensino: Fontes Primárias e propostas para sala de aula. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2015.

SILVEIRA, Fernando; MEDEIROS, Alexandre. O paradoxo hidrostático de Galileu e a lei de Arquimedes. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 26, n. 2, p. 273–294, ago. 2009.

TORRES, Carlos et al. Física: ciência e tecnologia. 4. ed. São Paulo: Moderna, 2016. v. 1.

VITRUVIUS, Marcus. De Architectura IX. In: COHEN, M.; DRABKIN, I. (Orgs.). A Source Book in Greek Science. Cambridge, Massachusetts: Havard University Press, p. 238-239, 1958.

WINEBURG, Sam. Teaching Historical Thinking Using Primary Sources. Teaching with Primary Sources Quarterly, v. 3, n. 1, p. 01-08, 2010.

YAMAMOTO, Kazuhito; FUKE, Luiz Felipe. Física para o ensino médio. São Paulo: Saraiva, 2016. v. 1.

Downloads

Publicado

2024-06-21

Como Citar

Santos Júnior, E. R. dos, & Hidalgo, J. M. (2024). UMA PROPOSTA DE ABORDAGEM DO PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES A PARTIR DA INVESTIGAÇÃO DO EPISÓDIO DA COROA . Revista Ciências & Ideias ISSN: 2176-1477, 15(1), e24152583. https://doi.org/10.22407/2176-1477/2024.v15.2583

Edição

Seção

Produto Educacional