Movimento de apropriação da terceira lei de Newton

A partir da análise dos dados da tarefa de diagnóstico o professor pediu que os alunos organizassem os grupos de forma que cada um ficasse com alunos que possuíssem variadas zonas de desenvolvimento proximal. Em seguida o professor falou o objetivo da aula, que foi estudar o conceito da Ação e Reação, e perguntou aos alunos o que eles imaginavam do que se tratava o conceito. O professor disse que estava interessado nos conceitos da Física e evidenciou o conceito força.

O professor passou o vídeo de um lançamento de um foguete para a turma e pediu que observassem. Os alunos prestaram bastante atenção e ao término o professor explicou como continuaria o movimento do foguete, salientando que a nave saiu da atmosfera e atingiu o espaço sideral.

Com o auxílio de dois colegas, o professor realizou um experimento que consiste em prender um balão cheio de ar a um barbante por meio de um anel e soltá-lo. Segue a descrição deste episódio:

Professor: - Agora preciso de dois colegas: A09 e A25, por favor. A27: - Ó!

A18: - Ele é ruim de fôlego!

As manifestações dos alunos durante a apresentação do vídeo e a realização do experimento evidenciaram que os motivos de parte deles foram despertados por meio das atividades de estudo.

O professor realiza outro experimento que consistiu em encher o balão e soltá-lo. O professor entregou alguns balões para alguns alunos. Segue a descrição deste episódio:

Professor: Encham os balões, por favor. Alunos: Os alunos enchem.

Professor: Podem soltar um de cada vez. Alunos: Observam e riem.

Professor: Existe alguma semelhança entre os experimentos? Caso sim qual? Discutam em grupo e escrevam a conclusão.

Alunos: Discutem.

O professor salientou que poderiam escrever com as palavras deles. Eles discutiram e escreveram a conclusão do grupo. O professor passeou pela sala a fim de tirar algumas dúvidas, verificar o caminhar das discussões e falou que iriam discutir para melhorarem suas respostas. O intuito das três tarefas realizadas foi que os alunos apropriassem da relação geral básica, que é forças opostas.

Após as discussões os grupos responderam. Segue as respostas dos alunos A05 e A17, respectivamente:

Nos três experimentos que assistimos pudemos ver que o ar impulsionou os balões e o combustível em combustão impulsionou o foguete (A05).

As experiências em sala tem a ver com o vídeo, pois o que sai do balão simula o gás saindo do foguete. O gás sai para baixo e impulsiona o foguete para cima. A experiência do balão tem muito a ver com o vídeo mostrado, pois simula igual o foguete. Todos os experimentos tiveram algo que os impulsionavam a realizar o movimento (A17).

O professor evidenciou como estão presentes a ação e a reação em cada experimento e pediu que os alunos atentassem para como se deu o movimento do foguete. O professor auxiliou os alunos na elaboração do conceito da ação e reação. Alguns alunos falaram que já

haviam escrito algo semelhante. A aluna A08 disse que as forças possuíam sentidos contrários.

A atividade de estudo seguinte consistiu em um experimento composto por um ímã e dois dinamômetros, e pretendeu que os alunos visualizassem que os módulos das forças de ação e reação na terceira lei de Newton são iguais. Segue a descrição deste episódio:

Professor: - Tenho um experimento composto por um ímã e dois dinamômetros. Vou fixar um dinamômetro no ímã e vou começar a puxar. Nesta situação tem força na mola?

Alunos: Tem.

Professor: Posso chamar de força 1? Alunos: Pode.

Professor: Tem uma força neste outro objeto. A18: Não. Ele está só firmando.

A24: É possível anular as forças?

O episódio mostrou o movimento do pensamento dos alunos em relação à apropriação do conceito da terceira lei de Newton. O aluno A18 disse que o outro objeto estava apenas firmando e com o auxílio do professor concluiu que ao firmar o objeto estava aplicando uma força. O aluno A24 fez uma abstração quando perguntou se é possível anular as forças. O par de forças de ação e de reação presente no conceito podem ser anuladas, visto que possuem a mesma intensidade, a mesma direção, sentidos contrários e estão aplicadas em corpos diferentes.

O professor perguntou para a turma o que se pode inferir sobre as intensidades das forças de ação e reação. Segue as respostas dos alunos A03, A14 e A25, respectivamente:

A força é igual, ou seja, será força resultante com mesma intensidade (A03). A força de reação é maior que a da ação, pois se fossem iguais seria nula (A14). Em minha opinião a ação tem o mesmo valor da reação (A25).

A resposta da aluna A03 deu indícios de desenvolvimento do seu pensamento, mas a escrita da resposta apresentou confusão de alguns conceitos. Ela se equivocou ao escrever que "a força é igual", visto que as forças são diferentes, uma de ação e a outra de reação, e ao escrever que "será força resultante com mesma intensidade", visto que serão as forças de ação e reação que terão a mesma intensidade, e não necessariamente a força resultante. A resposta da aluna A14 mostrou que os alunos às vezes desconhecem que as intensidades das forças de ação e reação são iguais, sendo importante que o professor tenha esta preocupação ao elaborar as tarefas de estudo. A resposta da aluna A25 mostrou que ela se aproximou da relação geral básica ao escrever que "a ação tem o mesmo valor da reação", ou seja, mesma intensidade.

O professor perguntou para a turma se tinha alguma semelhança entre os vídeos mostrados a eles com relação à terceira lei de Newton. Segue as respostas dos alunos A01, A08, A12 e A18, respectivamente:

A semelhança entre as três situações é que toda ação tem sua reação. Na primeira situação o foguete sai para o espaço sideral e a mesma coisa aconteceu com o balão, só que em vez de combustível saiu ar (A01).

Em todos os três acontecimentos foi preciso que tivesse uma força que o faria ir para determinado lugar o gás, assim fazendo com que o objeto sempre fosse ao contrário do gás colocado nele, ou seja, a força, assim fazendo com que ele se movimentasse (A08).

Podemos notar que nas três experiências as seguintes semelhanças são que nos objetos havia um ar ou um gás e quando liberados há uma reação que é ele se locomover do seu ponto de repouso. Ou seja, a ação foi fazer com que o ar ou o gás fosse liberado e a reação foi ele se locomover através da força (A12).

A semelhança é que o objeto sempre irá ao lado contrário que sai o combustível (A18).

A aluna A01 deu indícios que não conseguiu alcançar a abstração desejada pelo professor que era que as forças de ação, realizada pelo balão sobre o ar, e a reação, realizada pelo ar sobre o balão, possuem sentidos opostos. A resposta da aluna trouxe uma descrição dos fatos e não houve a presença de conceitos da Física, apenas anunciando no início que "toda ação tem sua reação". A aluna A08 aproximou da relação geral básica do conceito envolvido na questão ao escrever que "foi preciso que tivesse uma força", "o objeto sempre fosse ao contrário do gás" e "a força, assim fazendo com que ele se movimentasse". Os alunos A12 e A18 conseguiram realizar a abstração desejada pelo professor, em que a primeira procurou justificar sua resposta com conceitos da Física envolvidos no conceito da terceira lei de Newton e o segundo não utilizou nenhum conceito da Física para justificar sua resposta.