En praktisk tilnærming til læreplanfeltet

Respeitando a condição de trabalhar na pesquisa apenas com os conteúdos já vistos pelos alunos e tendo em vista a relevância dos respectivos conteúdos no assunto em discussão, o automóvel, o trabalho desenvolvido com as turmas do 1º ano foi dividido em 5 tópicos: cinemática escalar, cinemática angular, leis de Newton, força de atrito e forças em trajetórias circulares.

O Quadro 2 relaciona os conceitos de cinemática escalar contemplados nesta pesquisa com a sua respectiva contextualização ao automóvel.

Quadro 2 – A Cinemática Escalar e sua abordagem aplicada ao automóvel.

Conceito / Assunto Abordagem aplicada ao automóvel Unidades de Medida

Cuidado ao dirigir um carro importado, pois o seu velocímetro pode estar indicando valores em milhas por hora.

Velocidade Instantânea Como funcionam os fotossesnsores?

Velocidade Média

Como funcionam os sinais sincronizados? Como os engenheiros de trânsito procedem para implantar uma “onda verde” numa avenida?

Tempo de Reação

Qual a influência do tempo de reação na distância que se deve guardar para o carro que trafega à frente? Que fatores podem influenciar o tempo de reação de uma pessoa?

Velocidade Relativa

Qual a importância da velocidade relativa no impacto em decorrência da colisão entre dois veículos? Que tipo de colisão oferece maior risco aos ocupantes de um carro?

Movimento

Uniformemente Variado

De que maneira a velocidade de um veículo interfere na distância necessária para que ele pare, sob a ação dos freios?

Queda Livre

Avaliando a velocidade de um carro a partir da velocidade obtida por corpos em queda livre.

Fonte: Elaborado pelo autor.

Na discussão sobre o tempo de reação, foi enfatizada a necessidade de que o condutor de um veículo se conscientize de evitar dirigir em condições que afetam o seu tempo de reação, como cansaço, sonolência e consumo de álcool ou drogas.

Outro fenômeno que influencia o tempo de reação do motorista é a realização de uma tarefa paralela como sintonizar o rádio, ou manusear um aparelho celular. Destaca-se a importância de se evitar o uso de celular, mesmo com o fone de ouvido, pois pesquisas comprovam que mesmo nestas condições, o seu uso aumenta o tempo de reação do motorista, contribuindo para a incidência de acidentes.

O Quadro 3 relaciona os conceitos de cinemática angular contemplados na presente pesquisa e sua contextualização aplicada ao automóvel.

Quadro 3 – A Cinemática Angular e sua abordagem aplicada ao automóvel.

Conceito / Assunto Abordagem aplicada ao automóvel Velocidade Linear x

Velocidade Angular

Você sabia que a troca dos pneus de um carro por outros de tamanho diferente, irá desregular o velocímetro?

Acoplamento de Polias Como se dá a transmissão de movimento do motor às rodas motrizes do carro?

Qual a função da caixa de marchas? Como ela funciona? Qual a função do diferencial? O que aconteceria com as rodas motrizes do automóvel se ele não existisse?

Fonte: Elaborado pelo autor.

Na discussão do sistema de transmissão do automóvel, foi feita uma breve menção sobre a transmissão de uma bicicleta. Como este meio de transporte é muito familiar ao aluno e o seu mecanismo de transmissão, é bem mais simples, além de visível, a sua compreensão favorece a concepção de elementos subsunçores, essenciais para a elaboração da aprendizagem significativa, segundo David Ausubel.

O Quadro 4 relaciona as três leis de Newton com a sua respectiva contextualização aplicada ao automóvel.

Quadro 4 – As leis de Newton e sua abordagem aplicada ao automóvel.

Conceito / Assunto Abordagem aplicada ao automóvel

Princípio da Inércia Por qual razão é tão importante o uso do cinto de segurança e do encosto de cabeça?

Por que o Código de Trânsito Brasileiro não permite o transporte de passageiros em compartimento de carga como a caçamba de um caminhão ou de uma camioneta?

Você sabia que bagagens não devem ser transportadas soltas no compartimento de passageiros?

O que é a força G? Ela realmente existe ou é fictícia?

Princípio Fundamental da Dinâmica

Os carros modernos têm a carroceria mais flexível que os carros antigos. Isto é vantajoso numa colisão? Qual a vantagem do uso do air bag? Por que os organizadores de provas de automobilismo costumam utilizar barreiras de pneus nas curvas?

Neste tópico foi dado especial destaque aos dispositivos de segurança de um veículo que estão relacionados com o princípio da Inércia

O Quadro 5 relaciona a força de atrito com a sua respectiva contextualização aplicada ao automóvel.

Quadro 5 – A Força de Atrito e sua abordagem aplicada ao automóvel.

Conceito / Assunto Abordagem aplicada ao automóvel

O Indispensável Atrito

Qual a origem da força que propulsiona um automóvel? Qual a diferença entre um carro com tração dianteira, traseira ou nas quatro rodas?

Você sabia que o atrito é indispensável não apenas para frear, mas também para acelerar um automóvel?

Você sabia que é graças ao atrito que um carro pode se manter parado num plano inclinado, como uma ladeira?

Qual a função dos sulcos existentes nos pneus de um carro? Você sabia que o Código de Trânsito Brasileiro estabelece um valor mínimo permitido para eles?

Você sabia que as condições de frenagem de uma rodovia plana são piores em aclives e declives que num trecho horizontal?

Coeficientes de Atrito Como funciona o freio ABS? Qual a vantagem do seu uso, em comparação ao freio convencional?

Fonte: Elaborado pelo autor.

Vale ressaltar no estudo da Força de Atrito que os livros didáticos geralmente destacam o seu aspecto negativo, como dissipador de energia mecânica, mas que ele é indispensável para a realização de tarefas simples do nosso dia a dia como o ato de caminhar, segurar um copo, manutenção do laço de um cadarço ou fixação de um prego ou parafuso.

No tocante ao automóvel, dá-se especial destaque à consciência que devemos ter da influência do estado do pneu e da pista para garantir boas condições de frenagem. Assim, é importante destacar a existência de um dispositivo, o TWI, que permite ao próprio motorista checar se o pneu do seu carro ainda está em boas condições de uso.

Ressalta-se neste tópico a vantagem do uso do freio ABS, em comparação ao freio convencional, a partir da diferença entre os valores dos coeficientes de atrito estático e

cinético para um par de superfícies. Os carros fabricados no Brasil vêm progressivamente aumentando o percentual do uso deste dispositivo, devido às resoluções 311 e 380 do Conselho Nacional de Trânsito (CONTRAN). Em 2014, todos os carros fabricados no Brasil deverão, por força de regulamentação federal, sair com este item da fábrica.

O Quadro 6 relaciona a força centrípeta com a sua respectiva contextualização aplicada ao automóvel.

Quadro 6 – A Força Centrípeta e sua abordagem aplicada ao automóvel.

Conceito / Assunto Abordagem aplicada ao automóvel

A Força Centrípeta

Você sabia que existe um valor máximo que a velocidade de um automóvel pode ter, para que este consiga fazer uma curva num plano horizontal? Quais os parâmetros que influenciam o valor desta velocidade máxima?

Qual a vantagem do uso de curvas sobrelevadas nos trechos em que os carros desenvolvem grandes velocidades?

Por qual razão os passageiros têm a sensação de frio na barriga quando um automóvel trafega em alta velocidade por um trecho curvo em forma de lombada?

Qual a curvatura que uma lombada precisa ter, para fazer o veículo que por ela passa perder contato com o solo, se o motorista desrespeitar os limites de velocidade?

Fonte: Elaborado pelo autor.

Enfatiza-se neste tópico a compreensão da existência de uma velocidade máxima permitida para um carro, ao descrever uma curva numa pista horizontal, e dos fatores que a determinam: