Uma aula sobre conversão de energia utilizando bicicleta, motor, alternador e lâmpada

Borges, Cristiene Chaves; Dickman, Adriana Gomes; Vertchenko, Lev

doi:10.1590/1806-9126-RBEF-2017-0215

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Revista Brasileira de Ensino de Física

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Sumário

Produtos e Materiais Didáticos • Rev. Bras. Ensino Fís. 40 (2) • 2018 • https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2017-0215 copiar

Uma aula sobre conversão de energia utilizando bicicleta, motor, alternador e lâmpada

A class about energy conversion using a bicycle, engine, alternator and bulb

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Neste trabalho é apresentada uma proposta de ensino sobre conversão de energia, por meio da análise do funcionamento de um sistema constituído por uma roda de bicicleta acoplada à um alternador e farol, acionado por um motor. Este experimento proporciona uma oportunidade para discutir conversões de energia, explicitando os tipos de energia envolvidos no processo, a necessidade de alimentação do sistema e a eficiência no aproveitamento da energia. A proposta foi aplicada a uma turma do ensino médio, em que os alunos participaram de uma aula expositiva sobre energia juntamente com a demonstração do experimento. A análise dos dados coletados, por meio de questionários pré- e pós-teste, mostra que houve uma melhora no entendimento dos alunos em relação aos processos de conversão e dissipação de energia.

Palavras-chave:
Ensino de física; Energia; Experimentação; Ensino médio

Categoria	Porcentagem (%)	Exemplo ou Natureza das respostas
Tipos de energia	54,8	“Eu sei que existe energia nuclear, elétrica, solar e energia eólica, a nuclear não sei para que serve, a solar serve para aquecer a água, e para outras coisas, a energia elétrica serve para fornecer luz elétrica, ou seja é um tipo de energia artificial, serve também para aquecer água encanada, serve para usar aparelhos eletrônicos e etc.” (A $_{9})$
Lâmpada/luz	38,7	Desenhos: Lâmpadas (A $_{19})$ ; Figuras 2 e 3. “A energia está presente em quase tudo, nos eletrodomésticos, na luz, no Sol.” (A $_{5})$
Postes/torres de transmissão	35,5	Desenhos e palavras: Figura 3“As torres, os postes” (A $_{31})$ ; “A energia vem originalmente do gerador e passa por fios de eletricidade para chegar em nossas casas” (A $_{12})$
Fonte de energia	35,5	“Água é uma grande fonte de energia”. (A $_{21})$ Desenhos: Sol, bateria, gerador. Figura 2
Casa com energia	22,6	Desenhos: Casas ligadas com postes de luz. (A $_{7})$ “Casa com energia” (A $_{31})$
Eletrodomésticos	22,6	“A energia está presente em quase tudo, nos eletrodomésticos, na luz, no Sol.” (A $_{5})$
Funcionamento de aparelhos	16,1	“[…] serve para usar aparelhos eletrônicos e etc.” (A $_{9});$
Corpo humano	9,7	“Energia e luz da sua casa, e o seu carro funcionando, o poste de luz, energia é tudo que é rede, e também do corpo humano […] (A $_{1})$
Tudo tem energia	6,5	“A energia para mim está em tudo e em todos, nos eletrodomésticos, nos seres humanos, mas cada um com um tipo de energia diferente”. (A $_{2})$
Força	6,5	“[…] e a força que temos de pensar, andar, falar, etc.” (A $_{1})$ ou “É o que dá força para as coisas funcionarem […]. ” (A $_{29})$
Movimento	6,5	“Exemplo, o movimento: ao se movimentar você consome energia. ” (A $_{33})$ ou Desenho de um ônibus em movimento. (A $_{33})$
Causa e efeito	3,2	“Quando abrimos a geladeira e ela liga a luz”. (A $_{25})$
Não sei	3,2	“Não sei explicar”. (A $_{18})$

Categoria	Porcentagem (%)	Exemplo ou Natureza das respostas
Fontes de energia	38,7	“A energia elétrica vem da água, vento, ou do carvão. A energia do nosso corpo é diferente, ela vem dos alimentos ou de outras composições. ” (A $_{25})$
Experiências/estudos	25,8	“Através dos processos físicos”. (A $_{6})$
Outras	22,6	“Surgem da conversão” (A $_{13})$ ; “Necessidade de ter duas energias que podem se atrair e serem usadas juntas” (A $_{26})$
Não sabe	12,9	“Não sei”. (A $_{32})$

Categoria	Porcentagem (%)	Exemplo ou Natureza das respostas
Transformação de energia	29,0	“É quando se converte um tipo de energia em outro: exemplo, elétrica em térmica, etc” (A $_{2})$
Outras	19,4	“Transfusão de energia.” (A $_{24})$ ; “Antigamente não tinha energia elétrica usavam lamparinas e hoje usamos a energia elétrica houve uma transformação de energia” (A $_{15})$ ,
Transmissão de energia	16,1	“É quando passa a energia para as casas, e possa utilizar equipamentos que usam energia.” (A $_{29})$ .
Criação de energia	9,7	“Conversão é o processo de criar energia.” (A $_{8})$
Não sabe	9,7	“Não sei.” (A $_{10}$ ; A $_{4}$ ; A $_{16})$
Surge da água	6,5	“A energia que surge da água.” (A $_{30})$
Ligação elétrica	6,5	Exemplo uma TV ligada com o DVD e com o som.” (A $_{22})$
Branco	3,2	Em branco

Categoria	Porcentagem (%)	Exemplo ou Natureza das respostas
Outras	41,9	“Quando a energia se converte […] ex: energia elétrica para energia térmica.” (A $_{15})$ ; “Deslocamento de massa” (A $_{17})$ ; “Energia estática.” (A $_{13})$ .
Branco/Não sabe	29,0	Deixou em branco ou respondeu “Não sei”. (A $_{10}$ ; A $_{4}$ ; A $_{16})$
Perda de energia	19,4	“Acho que é perda de energia.” (A $_{9})$
Corte de energia	16,1	“Quando a energia é cortada, como se queimasse o fuziu (sic) de energia”. (A $_{1})$ .
Consumo de energia	9,7	“Perder energia, consumir energia” (A $_{21})$

Categoria	Porcentagem (%)	Exemplo ou Natureza das respostas
Gostam das aulas	35,5	“As aulas de física são ótimas e bem produtivas”
Não estudou energia	32,3	“Não foi possível chegar a este conteúdo”
Não respondeu	25,8	Deixaram em branco ou disseram que “não sei” (A $_{1})$ ou “nunca estudei física” (A $_{16})$
Outras	19,3	“Como a energia recebe suas cargas e transforma em energia” (A $_{3})$ ; “Nós estudamos velocidade que é um meio de consumir energia”. (A $_{33})$

Categoria	Porcentagem (%)	Exemplo ou Natureza das respostas
Tipos de energia	48,4	“Envolve energia sonora, energia mecânica e dissipação”. (A $_{1})$
Processos	25,8	“Acho que é a dissipação ou seja a energia do motor é passada para a lâmpada, que isso que faz ela acender” (A $_{32})$ ou “Energia é um processo de conversão”. (A $_{20})$
Força	19,4	“É uma fonte que fornece força as coisas dando vida as fontes elétricas”. (A $_{3})$
Tudo é energia	9,6	“Eu entendo que tudo é energia, exemplo ar, o som e o calor”. (A $_{14})$
Outras	6,5	“Eu entendo que a energia independente do estado, após passar por uma conversão se torna mais fraca ou por um processo” (A $_{12})$ ou “Movimento das matérias e é produzida em quantidades elevadas”. (A $_{17})$
Não sabe	3,2	“Energia é!!!! Não sei…” (A $_{13})$
Lâmpada	3,2	Foi feito o desenho de uma lâmpada

Categoria	Porcentagem (%)	Exemplo de respostas
Exemplos de conversão	71,0	“Conversão da mecânica para a sonora e sonora para elétrica”. (A $_{27})$
Tipos de energia	16,1	“Energia sonora, energia solar, energia elétrica”. (A $_{9})$
Descrição do experimento	9,7	“Que na hora que você pedala você está gastando energia e recebendo luz e quando você para de pedalar a luz se apaga”. (A $_{32})$
Transformação de energia	3,2	“É a transformação de uma energia para outra”. (A $_{30})$

Categoria	Porcentagem (%)	Exemplo ou Natureza das respostas
Tipos de energia	74,2	“Térmica e sonora” (A $_{2})$ ou “Dissipação sonora e calor”. (A $_{3})$
Transmissão de energia	9,7	“Quando é passada a energia para o motor, ou seja, da correia até o motor”. (A $_{32})$
Outras	9,7	“Que com a energia é possível fazer várias coisas” (A $_{23})$ ou “O motor teve uma perda muito forte de energia, pois foi uma das partes que começou a perder grande energia” (A $_{9})$ ou “energia eólica”. (A $_{17})$
Falta de energia	6,5	“Se a roda parar de rodar a lanterna vai se apagar, se a roda não estiver numa velocidade boa a luz vai dar falhas”. (A $_{1})$

Categoria	Porcentagem (%)	Exemplo ou Natureza das respostas
Máquina perfeita	41,9	“Seria uma máquina perfeita” (A $_{2})$ ; “Seria o experimento perfeito, porque não haveria perda de energia e não haveria desperdício” (A $_{29})$ .
Melhor desempenho	25,8	“A tecnologia seria ao máximo de aproveitamento, seria muito bom o desempenho” (A $_{24})$ ; “O resultado seria melhor pois seria alimentado com a mesma quantidade de energia do começo da experiência”. (A $_{20})$
Outras	16,1	“Se não houvesse a bicicleta iria funcionar perfeitamente, não iria ter defeitos” (A $_{1})$ , ou “movimentação lenta de energia”. (A $_{17})$
Transformação/consumo de energia	6,5	“É para mover a bicicleta dando velocidade e luz para a bicicleta” (A $_{31})$ ; “Sim, a lâmpada não acenderá sem uma dissipação de energia elétrica”. (A $_{12})$
Acúmulo de energia	6,5	“Acho que juntaria mais energia, pois ele iria ficar cada vez mais forte”. (A $_{32})$
Branco	3,2	Os alunos não responderam à questão.

	Categoria	Frequência	Natureza/Exemplo das respostas
Caracterização da aula	Legal/ótima	14	Ótimo; excelente, muito bom, legal, bom, show.
	Melhor	5	“É legal porque aula prática é melhor que teoria”. (A $_{29})$
	Interessante	4	“O experimento foi muito interessante, pois podemos ter uma noção sobre energia”. (A $_{6})$
	Divertida	3	“Divertida, não é cansativa”.
	Diferente	1	“Achei legal e diferente, porque todas as aulas ficamos dentro de sala”. (A $_{4})$
Justificativa	Mais fácil	16	“Eu acho que a partir de demonstrações é mais fácil aprender sobre Física”. (A $_{23})$
	Aprende mais	5	“Aprendi várias coisas”. (A $_{32})$ “Aprender na prática é bom pois você entende melhor” (A $_{30})$
	Visualização	5	“Com demonstrações é mais fácil, pois é possível ver para saber do que está sendo falado”. (A $_{24})$
	Outras	2	“Física estar com experiências sobre a energia como você vai gastando energia, e pode receber você mesmo” (A $_{31})$ ; “Energia solar para energia elétrica, e a energia mecânica e elétrica como movimentar uma roda” (A $_{12})$ .

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[1] *Endereço de correspondência: adrianadickman@gmail.com.