Resumo Neste trabalho realizamos, inicialmente, uma discussão teórica sobre as forças no sistema de referência acelerado de um pêndulo que oscila livre de resistência. Tal discussão propicia a afirmação de que, se um acelerômetro for fixado no centro de oscilação de um pêndulo, ele deverá registrar um valor variável sobre o eixo orientado radialmente e um valor nulo no eixo alinhado tangencialmente ao movimento do pêndulo. Para ilustrarmos aplicações dessa afirmação em duas situações de simples verificação, apresentamos duas questões instigantes: a) o que acontecerá com a bolha de ar de um nível de pedreiro, se posicionarmos o nível na direção tangencial enquanto nos embalamos em um balanço de uma praça?; b) se colocarmos para oscilar em um balanço uma pequena esfera, ela irá ficar em repouso em relação balanço? As respostas contraintuitivas às duas questões são de que tanto a bolha no nível de pedreiro quanto a esfera permanecem em repouso em relação ao balanço se posicionadas em seu centro de oscilação. Com o intuito de elucidarmos essas duas questões, concebemos um aparato experimental composto por um pêndulo físico, no qual anexamos uma placa microcontrolada Arduino, um sensor acelerômetro e um módulo Bluetooth.

Abstract In this work we initially lead a theoretical discussion about the forces acting on a physical pendulum oscillating without friction in an accelerated reference system. Such discussion allows us the statement that if an accelerometer is fixed on the center of oscillation of the pendulum, it will register an oscillating value in the radial axis and a null value in the tangential axis. To illustrate this proposition, we will present two simple situation for verification and then we inquire two instigating questions: a)What will happen to the air bubble of a mason level, if we position the same in the tangential direction while we cradle in a swing of a square? b) If we put a small sphere on oscillating swing, will the sphere be in rest during the oscillation? The answers for this counter intuitive questions are that both, the air bubble and small sphere, will stay in rest in relation to the swing if they are positioned on the center of oscillation of the pendulum. In order to elucidate the above questions, we designed an experimental apparatus composed of a physical pendulum, in which we attached an Arduino microcontroller board, an accelerometer sensor and a Bluetooth module.

Descrevemos neste artigo a construção de um aparato experimental indicado para o ensino de gráficos da Cinemática. O aparato utiliza o software PLX-DAQ e um sensor sonar de ultrassom acoplado a uma plataforma microcontrolada Arduino para realizar leituras de posição e distância de objetos. O instrumento foi desenvolvido durante a realização de um mestrado profissional, com o objetivo de contribuir para a superação de dificuldades de aprendizagem enfrentadas por estudantes da Educação Básica na construção e interpretação de gráficos de posição versus tempo no sistema cartesiano de coordenadas. Na primeira parte do artigo, apresentamos uma descrição detalhada da construção do aparato experimental e, na sequência, um breve relato sobre alguns resultados do seu uso em duas turmas de 1° ano do Ensino Médio, de uma escola estadual do município de Candiota/RS. Durante sua aplicação, pudemos identificar uma evolução no desempenho dos alunos, os quais demonstraram, no início da atividade, alguma dificuldade na análise e interpretação de gráficos de movimento. No entanto, no decorrer das tarefas, eles foram capazes de interpretar e reproduzir gráficos de movimento, em tempo real, a partir do aparato experimental utilizado.

This paper presents an educational tool developed using the Arduino platform with a position sensor and the PLX-DAQ software, which was used in developing a learning experiment suitable for teaching graphics kinematics that was applied to the master's work. The aim was to overcome learning difficulties faced by students of basic education in the construction and interpretation of graphs, like position versus time in the Cartesian coordinate system. We present a detailed description of instrumentation and some results of an implementation carried out with two groups of 1st year of high school, a State school in the city of Candiota / RS. In the implementation, we identified an increase in student performance, which demonstrated certain difficulties in the analysis and interpretation of motion graphics at the beginning of the activity; however, they developed skills in the course of tasks, achieving both qualitative and quantitative results (statistically significant). The students were able to interpret and reproduce motion graphics in real time from the instrumentation proposed in this work.

Investigam-se formas de integração entre atividades computacionais e experimentais de modo a torná-las complementares, auxiliando os alunos a atingirem uma aprendizagem significativa de conceitos de Física e compreenderem algumas ideias sobre modelos científicos. A proposta didática, fundamentada: na teoria de Ausubel sobre aprendizagem significativa, na visão epistemológica de Bunge sobre modelos teóricos, e na teoria sociointeracionista de Vygotsky, foi aplicada a uma turma de licenciatura em Física da UFRGS, abrangendo todo o conteúdo de Eletromagnetismo em nível de Física Geral. Os resultados mostram que a integração proposta pode proporcionar aos alunos uma visão epistemológica mais adequada sobre o papel dos modelos teóricos em Física e das atividades computacionais e experimentais nos processos de aprendizagem, promovendo a interatividade e seu engajamento no próprio aprendizado, e transformando a sala de aula em um ambiente propício para uma aprendizagem significativa.

The purpose was to investigate ways to integrate computational and experimental activities to make them complementary, thus helping students to achieve meaningful learning of physics concepts and to understand some ideas about scientific models. We designed a didactical approach covering electromagnetism topics at the level of General Physics based on Ausubel's meaningful learning theory, Bunge's epistemological view about scientific models and science development and Vygotsky's social-interaction theory. This didactical approach was applied to a class of undergraduate physics students. The results show that the integration of these two kinds of activities can provide the students a more appropriate epistemological perspective of the roles of theoretical models in Physics and experimental and computational activities in the learning processes. This encourages interactivity and engagement of the students with their own learning, transforming the classroom into an environment suitable for the meaningful learning of physical concepts of electromagnetism.