Dinâmica da bola: implicações educacionais

Abstract

A visualização frequente do movimento de uma bola nos mais variados desportos, pode levar a que, desde cedo, as crianças construam concepções alternativas sobre o movimento de um objecto. Na verdade, verifica-se que não obstante a falta de formação científica, os atletas talentosos podem, com o uso repetido de experiências e ensaios, adquirir grande controle sobre o movimento da bola, de tal modo que se torna possível imprimir efeitos variados à sua trajectória consoante o objectivo que se persegue. É o que acontece, por exemplo, quando na marcação de um livre directo num jogo de futebol, o jogador chuta imprimindo rotação à bola levando-a a encurvar em relação ao plano da sua trajectória inicial, por forma a que ela ultrapasse a barreira e alcance a baliza. Neste trabalho procurou-se identificar as concepção alternativas que os estudantes constróem ou desenvolvem nas suas actividades diárias, sobre o movimento de um objecto no ar e explorar as potencialidades do computador conjuntamente com actividades experimentais na modificação dessas concepções. O modelo científico utilizado foi o movimento de uma bola no qual se consideraram especificamente dois efeitos dinâmicos: a resistência do ar ao movimento da bola e o lift provocado pelo deslocamento diferenciado do ar na superfície da bola, devido à sua rotação -efeito de Magnus. Pretendeu-se, assim, através de estudos de caso envolvendo estudantes cabo-verdianos que frequentam cursos superiores na Universidade de Aveiro, obter informações sobre que conceitos, alternativos ou científicos, são usados por esses alunos quando confrontados com o efeito de lift no movimento de uma bola, e comparar as concepções alternativas identificadas a partir de informações obtidas de alunos com formação superior em Física, com as daqueles que, embora não possuam essa formação, estão familiarizados com a trajectória de uma bola nos mais variados desportos ou jogos de recreio. Para o efeito, foi elaborado e aplicado um teste diagnóstico das concepções alternativas sobre o movimento e procedeu-se à realização de um conjunto de actividades experimentais e de simulação computacional, visando modificar essas concepções.

The frequent visualization of the movement of a ball in diverse sports can, from a very young age, make a child construct alternative concepts about the movement of an object. Actually, it is known that in spite of the lack of scientific knowledge, some talented athletes can, with the repetitive use of trial and rehearse, acquire great control over the movement of the ball, so that it becomes possible to tailor the curvature of the trajectory according to the desired purpose. This is what happens, for instance, at the execution of direct free kicks on football matches, when the player hits the ball in such a way that it rotates, curves away from the vertical plane of its initial trajectory and goes round the opponents wall into the goal. In this work, it has been attempted to identify the alternative conceptions about the movement of an object through the air that students construct and develop during their daily activities, and to explore the potentialities of practical and computational experiences for the modification of those conceptions. The scientific model used was the movement of a ball, particularly two associate dynamic effects: the resistance air offers to its movement and the lift caused by the different speeds of the airflow relatively to the surface of a spinning ball - the Magnus effect. Case studies involving Cape Verdeans studying at the University of Aveiro were used to gather information about what conceptions, scientific or alternative, are used by these students when confronted with the lift effect on the movement of a ball, and to compare the alternative conceptions of students with training in Physics with those of students without that training but familiarized with ball trajectories in various sports and playground games. In order to achieve this, a diagnostic test was prepared and submitted to the students and a set of experimental and computational activities, seeking the modification of these conceptions, was carried out.