Artigo para conclusão da Pós-Graduação em Educação Profissional e EJA pelo Instituto Paranaense de Ensino - Faculdade de Tecnologia América do Sul.
Orientadora: Profa. Dda. Cristina Cerezuela Jacobsen
Orientadora: Profa. Dda. Cristina Cerezuela Jacobsen
Adão
Reinaldo Farias*
RESUMO
Apresenta
como objetivo geral propor e acrescentar temas de Astronomia para
o ensino de Física na Educação de Jovens e Adultos (EJA),
mostrando vários aspectos históricos nos quais esses dois ramos
da ciência se intercalam e se relacionam. Esta pesquisa
exploratória de cunho bibliográfico descreve a Astronomia na
pré-história como a mais antiga das ciências; apresenta e
discute a Astronomia e suas relações históricas com a Física
Antiga (Aristotélica), com a Física Clássica (Newtoniana) e com
a Física Moderna (Einsteniana). Conclui que o uso de temas da
Astronomia, por estar historicamente e conceitualmente
interligados com a Física, pode colaborar com o aprendizado da
disciplina na Educação de Jovens e Adultos (EJA) no ensino
médio. A Astronomia é parte da cultura humana e estimula a
imaginação e o saber do educando. Sempre esteve presente em
todas as etapas do desenvolvimento no conhecimento físico. E que
apesar de estarem interligadas, desde os primórdios da existência
humana, poucos são os temas de Astronomia presentes nos conteúdos
de Física nos livros didáticos e apostilas utilizados na
Educação de Jovens e Adultos (EJA).
Palavras-chave:
Educação
de Jovens e Adultos. Astronomia. Física.
|
1
Introdução
Nos dias de hoje o ensino de Física
ainda está restrito, na maioria das vezes, aos livros didáticos,
como em épocas passadas. Assim, o professor deixa de lado a sua
criatividade e passa a seguir apenas o livro didático, utilizando-se
principalmente de suas páginas como memorização de fórmulas.
Muitos delas contendo erros de redação ou erros conceituais.
Com o ensino de Física na Educação
de Jovens e Adultos, geralmente ocorre algo parecido. Mera
matematização e uso de memorização de fórmulas e algoritmos para
resolução de problemas.
Hegeto (2010) afirma que a prática
dos professores de Física, em geral, é utilizar a matemática para
ensinar os fenômenos físicos, causando uma má interpretação da
disciplina e se opondo a realidade cotidiana dos alunos.
As Diretrizes Curriculares da Educação
Básica (DCEs - Física, 2008) e a Proposta Curricular de Física –
EJA da escola (2010), documentos oficiais da Secretaria da Educação
do Estado do Paraná (SEED-PR) que norteiam o ensino básico fazem
ressalvas quanto ao enfoque matemático e enciclopédico no ensino de
Física.
Segundo PARANÁ (2008), o ensino de
Física com enfoque matemático deve ser evitado, pois está em
desacordo com o que é proposto pelas diretrizes curriculares e
também não contribui para a formação da identidade dessa
disciplina.
A Proposta
Pedagógica Curricular de Física
-
EJA (PARANÁ, 2010) do Colégio Estadual Dr. Felipe L S. Bittencourt,
afirma que: apesar dos avanços científicos e tecnológicos, o
conhecimento
físico na EJA ainda é tratado como enciclopédico, resumindo-se a
um aparato matemático que, normalmente, não leva a compreensão dos
fenômenos físicos, acabando por distanciar o interesse dos
educandos pela disciplina.
Isso não significa que a matemática
deva ser abolida do contexto, mas, ainda de acordo com a Proposta
Pedagógica Curricular de Física – EJA (2010) do Colégio Estadual
Dr. Felipe L. S. Bittencourt, no desenvolvimento dos conteúdos é
necessário abordar a importância da Física no mundo com relevância
aos aspectos históricos; observando o conhecimento como construção
humana e, também, destacando a constante evolução do pensamento
científico. É imprescindível, ainda, que se enfoque os conceitos
físicos dos fenômenos da natureza no ensino de Física do ensino
médio, bem como, que se elucide que os modelos são criados pelos
seres humanos para se aproximarem da realidade e do cotidiano.
Para Alvares (1991) os estudantes
devem ser levados a perceber que os modelos dos quais os
pesquisadores lançam mão para descrever a natureza são
aproximações válidas em determinados contextos históricos, mas
que não constituem verdades absolutas.
O homem sempre teve a necessidade de
saber sobre sua origem e isso se manifesta nos mitos de criação
(mitos cosmogônicos) e, também, a curiosidade de entender os
fenômenos que ocorrem no céu (fenômenos cosmológicos).
Quando começa a observar os pontos
brilhantes (estrelas) do céu, busca relacioná-los com fatos de seu
cotidiano. Assim, por exemplo, foram criadas as constelações pelos
povos mesopotâmicos dos rios Tigre e Eufrates. Olhar e contemplar o
céu sempre estimulou a curiosidade humana e despertou o desejo por
conhecimento, fazendo surgir a mais antiga das ciências, a
Astronomia.
A Astronomia é um tema de extrema
importância, uma vez que está intimamente ligada com a história e
a cultura da humanidade. Sempre despertou “paixão” e interesse.
Então, porque não utilizá-la no ensino de Física?
A introdução de temas da Astronomia
no ensino da Física na Educação de Jovens e Adultos (EJA), no
ensino médio, pode ser um meio para facilitar e colaborar com o
processo de ensino-aprendizagem.
A
Astronomia pode ser um ótimo tema para desenvolver a capacidade de
observação, análise e interpretação de fenômenos naturais, uma vez que alguns
acontecimentos astronômicos são de fácil observação. Outra vantagem da
Astronomia é que alguns de seus fenômenos tem implicação no cotidiano: a
contagem do tempo, o dia e a noite, as fases da Lua e as estações do ano são
experiências vivenciadas por todos, portanto pode-se a partir deles para obter um
aprendizado significativo. Além disso, o céu é um laboratório à disposição de tantos
quantos queiram utilizar de suas facilidades para o ensino (KANTOR, 2001, p. 17).
observação, análise e interpretação de fenômenos naturais, uma vez que alguns
acontecimentos astronômicos são de fácil observação. Outra vantagem da
Astronomia é que alguns de seus fenômenos tem implicação no cotidiano: a
contagem do tempo, o dia e a noite, as fases da Lua e as estações do ano são
experiências vivenciadas por todos, portanto pode-se a partir deles para obter um
aprendizado significativo. Além disso, o céu é um laboratório à disposição de tantos
quantos queiram utilizar de suas facilidades para o ensino (KANTOR, 2001, p. 17).
Muitos são os argumentos que
justificam a importância histórica e cultural da Astronomia na sua
relação com a Física e com outras ciências, dentre os quais
merecem destaques os citados por Caniatto (1973, p. 39-40):
- A Astronomia, pela diversidade dos problemas que propõe e dos meios que utiliza, oferece o ensejo de contato com atividades e desenvolvimento de habilidades úteis em todos os ramos do saber e do cotidiano da ciência.
- A Astronomia oferece ao educando, como nenhum outro ramo da ciência a oportunidade de uma visão global do desenvolvimento do conhecimento humano em relação ao Universo que o cerca.
- A Astronomia oferece ao educando a oportunidade de observar o surgimento de um modelo sobre o funcionamento do Universo, bem como a crise do modelo e sua substituição por outro.
- A Astronomia oferece a oportunidade para atividades que envolvam também trabalho ao ar livre e que não exigem material ou laboratório custosos.
- A Astronomia oferece grande ensejo para que o homem perceba sua pequenez diante do Universo e ao mesmo tempo perceba como pode penetrá-lo com sua inteligência.
- O estudo do céu sempre se tem mostrado de grande efeito motivador, como também dá ao educando a ocasião de se sentir um grande prazer estético ligado à ciência: o prazer de entender um pouco do Universo em que vivemos.
De acordo com
Kantor (2001), a Astronomia tem muito a contribuir para que os
estudantes do ensino médio adquiram uma visão ampla e
interdisciplinar do mundo físico e natural, pois nenhum outro ramo
do conhecimento tem uma ligação tão forte com o Universo.
Na
pré-história, a Astronomia surgiu a partir da observação dos
fenômenos naturais, como, por exemplo, a observação do céu e
assim constrói uma longa relação histórica com a Física. Ela se
fez presente (e ainda faz) em todas etapas do conhecimento acumulado
pelo homem, na tentativa de entender os fenômenos físicos da
natureza. Enfim, ela sempre contribuiu e contribui até hoje no
desenvolvimento dos períodos conhecidos na Física como: Física
Antiga (Aristotélica), Física Mecânica (Newtoniana) e Física
Moderna (Einsteniana).
A
evolução da Física está inserida no seu contexto histórico
dividida em três
grandes períodos, sendo o primeiro à Física “antiga”, que remonta à Grécia pré-
socrática e ao mundo Greco-romano, enfatizando Aristóteles, o mais importante
pensador desse período. O segundo (do século XVI ao final do século XIX)
denominado período da Física “clássica”, tendo como destaque a mecânica de
Newton. E o terceiro período, o da Física “moderna”, que iniciou no início do século
XX com os trabalhos de Einstein (HEGETO, 2010, p. 6).
grandes períodos, sendo o primeiro à Física “antiga”, que remonta à Grécia pré-
socrática e ao mundo Greco-romano, enfatizando Aristóteles, o mais importante
pensador desse período. O segundo (do século XVI ao final do século XIX)
denominado período da Física “clássica”, tendo como destaque a mecânica de
Newton. E o terceiro período, o da Física “moderna”, que iniciou no início do século
XX com os trabalhos de Einstein (HEGETO, 2010, p. 6).
A Física surge na Grécia antiga com
a Filosofia Natural a partir da necessidade do homem de explicar os
fenômenos da natureza. No século XVI inicia-se com Galileu Galilei
o que conhecemos hoje como ciência Física e se materializa no
século XVII com Isaac Newton. Com Albert Einstein no início do
século XX a Física ganha uma nova concepção de mundo, se torna
uma ciência dinâmica e indispensável ao desenvolvimento
tecnológico da humanidade.
2
A Astronomia na pré-história
O Homem pré-histórico começou a
perceber, através da observação, que alguns eventos apresentavam
uma periodicidade cíclica nos céus, como as fases da lua, que
somadas dão o período aproximado de um mês e as quatro estações,
que somadas, correspondem ao período de um ano.
De acordo com Nogueira e Canalle
(2009) perceber esses diferentes ciclos ditados pelos movimentos
celestes tornou-se extremamente útil quando os humanos primitivos
começaram a notar que os diferentes “acontecimentos” no
firmamento correspondia às situações vivenciadas no chão. A
agricultura (que dá início a Revolução Neolítica) impunha
necessidades de um razoável conhecimento astronômico e cosmológico.
[…]
o homem primitivo constatou que o Sol aparecia incansavelmente um dia
após o outro. Ciclos de ordem como esses foram aos poucos sendo
percebidos e sistematicamente identificados. Depois do inverno,
tinha-se a primavera; depois da seca retornava o período de chuvas,
e assim por diante. Isso permite pensar que desde muito cedo o homem
primitivo demonstrou consciência de que sua sobrevivência dependia
do conhecimento da ordem do Universo (OLIVEIRA, et al., 2010, p. 21).
O fascínio pelo espaço cósmico
levou o homem a observações que o ajudava a resolver problemas
práticos, garantindo sua subsistência. Nogueira e Canalle (2009)
afirmam que é com o surgimento da agricultura, há aproximadamente
13 mil anos, que a observação celestial ganhou um valor prático
imensurável. Observando as estações do ano, o homem compreendeu
qual a melhor época para plantar e colher (atividades que naquela
época eram femininas).
2.1
O homem começando a marcar o tempo
A observação celestial levou o homem
à marcação do tempo, pois quando o Sol faz sua travessia no
firmamento, o céu fica iluminado, permitindo-o assim que execute
tarefas importantes, tais como: caçar, coletar, plantar, colher e se
locomover. Já quando sumia do firmamento havia-se a noite. Com isso
pôde estabelecer o princípio de um dia terrestre.
A
contagem do tempo em termos desse ciclo é a mais elementar – surge
a noção de
um dia, período de 24 horas, durante o qual, pela perspectiva daqueles homens e
mulheres da pré-história, o Sol voltava à sua posição original depois de atravessar o
céu e se esconder 'sob o chão'. A Lua, por sua vez, marcava um ritmo próprio,
diferente do solar. Comparando sua posição noite após noite, os primeiros humanos
notaram que ela demorava cerca de 30 dias até voltar a mesma posição. Esse ciclo
produziu outra noção de tempo, diferente daquela proporcionada pelo Sol,
compreendida por períodos que viriam ser conhecidos como meses (NOGUEIRA;
CANALLE, 2009, p. 23-24).
um dia, período de 24 horas, durante o qual, pela perspectiva daqueles homens e
mulheres da pré-história, o Sol voltava à sua posição original depois de atravessar o
céu e se esconder 'sob o chão'. A Lua, por sua vez, marcava um ritmo próprio,
diferente do solar. Comparando sua posição noite após noite, os primeiros humanos
notaram que ela demorava cerca de 30 dias até voltar a mesma posição. Esse ciclo
produziu outra noção de tempo, diferente daquela proporcionada pelo Sol,
compreendida por períodos que viriam ser conhecidos como meses (NOGUEIRA;
CANALLE, 2009, p. 23-24).
Observando
as fases da Lua (quarto crescente, cheia, quarto minguante e nova) o
homem percebeu que o período aproximado para ela mudar de uma fase
para outra correspondia a sete dias. Criava, então, a noção de
semana.
Com
observações atentas para as estrelas “fixas”, o homem descobriu
que em seu movimento aparente em relação a Terra, elas giram um
pouco mais rápido que o Sol, levando aproximadamente 365 dias para
que possam voltar a “nascer” no mesmo local. Surgia, então, o
padrão ano.
Segundo
Nogueira e Canalle (2009) para os caçadores e coletores, essa podia
ser uma percepção pouco sutil, já que não possuíam, ainda,
agricultura. Mas, ainda assim muito clara. Ao longo do ciclo,
conhecido por nós como ano, as plantas iam de secas a floridas; o
clima ia de mais frio a mais quente; e assim por diante.
2.2
Astronomia: a mais antiga das ciências
A
necessidade do homem de entender a sua origem e a natureza do
Universo deve remontar o período da pré-história. Por isso, a
Astronomia é considerada a mais antiga das ciências. Segundo
Gleiser (2006), a história da Astronomia envolve um período de
tempo tão antigo quanto a origem do homem.
Na
pré-história, por volta de 10.000 atrás, aparecem os primeiros
registros astronômicos em pinturas rupestres, esculturas, túmulos,
gravações em pedra e construções megalíticas. Já as construções
propriamente astronômicas mais conhecidas datam de 5.000 anos antes
do presente, como a de Carnac, na França; a de Callanish na Escócia;
e a de Stonehenge, na Inglaterra.
De
acordo com Sanzovo (2010), essas construções provam que os povos
que as construíram possuíam conhecimentos sobre os movimentos do
Sol, da Lua e das estrelas e que podiam prever eclipses e fases da
lua.
Também
se encontram registros astronômicos entre as civilizações antigas.
De acordo com Oliveira Filho e Saraiva (2013), os registros
astronômicos mais antigos datam de 5.000 anos antes do presente e se
devem aos chineses, babilônios, assírios e egípcios. Dentre as
civilizações mesoamericanas, os maias construíram um calendário
que não era atrelado ao Sol. Conseguiram calcular o ano com mais
precisão que o calendário Gregoriano.
Com
o estudo da Astronomia o homem demonstra seu desejo por conhecimento,
utilizando-o, às vezes, para questões religiosas; para premeditação
de eventos; ou por necessidades práticas, como as agrícolas.
Somente depois do advento do método científico (século XVI) é que
houve a separação entre Astronomia e Astrologia.
A
Astronomia, como ficou conhecida posteriormente, é a mais antiga das
ciências e ao contrário do que hoje se pode pensar dela, seu
surgimento e sofisticação foram derivados não só da fascinação
natural que o firmamento exerce sobre qualquer um numa noite
estrelada, mas sobretudo, das necessidades práticas humanas quando
da época de seu surgimento (NOGUEIRA; CANALLE, 2009, p. 23).
No
século IV a.C., na Grécia Antiga, a Astronomia se desenvolveu
também. O primeiro astrônomo que de lá se tem conhecimento,
Eudoxo, criou um modelo para explicar o movimento “aparente” dos
planetas. Tratava-se de um modelo geométrico de três dimensões,
que ficou conhecido como geocêntrico.
3
A Astronomia e sua relação histórica com a Física
Por volta do século XVI e XVII, dada a Revolução Científica e da
Renascença, com todo o conhecimento acumulado, o homem percebe que
os fenômenos que ocorrem no céu não são distintos daqueles que
ocorrem na Terra.
Se
a ciência apareceu com o surgimento da Astronomia, desde a
antiguidade, se desenvolveu com o nascimento da Física
renascentista. As descobertas astronômicas impulsionaram as
descobertas físicas e, por sua vez, as físicas as astronômicas.
Tais descobertas mudam a concepção do homem sobre a ciência, pois
uma está intimamente ligada a outra.
Hoje,
a Astronomia é a ciência que estuda os corpos celestes e os
fenômenos que ocorrem fora da atmosfera terrestre. Ocupa-se com a
evolução, com a Física, com a Química, com os movimentos dos
objetos celestes e com a formação e o desenvolvimento do Universo.
Já a Física é uma ciência que tem como objeto de estudo também o
Universo, sua evolução, suas transformações e as interações que
nele ocorrem. Portanto, há uma grande aproximação e relação
entre a Astronomia e a Física.
3.1
Física Antiga (Aristotélica)
Na
busca de explicações para entender sua origem e os fenômenos
naturais, o homem primitivo recorreu a mitos e crenças. Conhecer os
fenômenos naturais era uma questão de sobrevivência para ele.
Quando utilizou uma pedra para matar um animal, ou arco e flecha para
caçar, começou a incorporar os conceitos de Mecânica (conteúdo
estruturante da Física).
É na Grécia Antiga que a humanidade começa a analisar os fenômenos
naturais de forma mais racional. Surgiam os filósofos naturais
interessados em racionalizar o mundo, sem as explicações divinas.
Inicialmente
as explicações para os fenômenos naturais baseavam-se em mitos e
crenças, mas com os gregos, vislumbrou-se um entendimento do
Universo sem o revestimento mitológico. Nessa época os fenômenos
celestes eram estudados separadamente dos fenômenos terrestres, uma
vez que a cosmologia aristotélica dividia o Universo em supralunar e
sublunar, separando o céu e a terra. De fato, Aristóteles foi um
dos primeiros, pelo menos dos que conhecemos nos registros em livros,
a elaborar uma teoria física criando as primeiras leis do movimento
(PARANÁ, 2006, p. 12).
A
curiosidade do homem sobre o céu e o funcionamento do Universo o
levou a pensar, propor hipóteses e utilizar a Geometria, cuja
finalidade era explicar e compreender o movimento dos astros. Assim,
desde a Grécia Antiga foram criados vários modelos (criações
humanas) com o objetivo de representar a realidade, como por exemplo,
os modelos de funcionamento do sistema solar e do movimento dos
astros.
As
ideias de Aristóteles (384 a.C. a 322 a.C.) sobre o movimento, sobre
a queda dos corpos pesados (os graves, daí o termo gravidade) e sua
descrição do cosmos (através do geocentrismo), dão um grande
impulso na Física, na Astronomia e nas demais ciências.
3.1.1
O homem na busca de um modelo para representar o Universo
Dentre
os diversos modelos construídos e utilizados para representar o
Universo, dois merecem destaque: o Geocêntrico e o Heliocêntrico.
O
modelo geocêntrico
criado por Cláudio Ptolomeu (100-178) dá origem a teoria
ptolomaica, um modelo que foi utilizado por cerca de 13 séculos e
aceito pela Igreja. Ptolomeu, reconhecido como maior astrônomo da
antiguidade, compilou todo o conhecimento astronômico da época em
13 volumes, que na Europa ficou conhecido como Almagesto. De acordo
com o Almagesto, os sete planetas, entre os quais figuravam a Terra e
a Lua, moviam-se sobre sete esferas em torno da Terra. Esta ocupava o
centro do sistema. Segundo Sanzovo (2010), a Terra não ocupava o
centro exato de cada órbita, ou seja, as órbitas planetárias eram
excêntricas.
Ptolomeu
criou o modelo que deu origem à teoria geocêntrica e permitia
entender o que vemos todos os dias: o nascer e o pôr do Sol. O
Universo de Ptolomeu se estende desde a Terra até as estrelas, onde
uma série de corpos esféricos, os Orbes, se encaixavam uns nos
outros. Nesses corpos esféricos se encaixavam os planetas. Na última
esfera estariam fixas as estrelas. Os demais espaços seriam
preenchidos por éter.
Seu
modelo perdurou por muito tempo, apesar de bastante complexo com seus
epiciclos, deferentes, equantes, além de artifícios geométricos.
Descrevia, para sua época, com precisão, os movimentos dos corpos
celestes, e podia-se prever eclipses e a existência de alguns
planetas (PARANÁ, 2006, p. 18).
Já
o modelo
heliocêntrico criado por Nicolau Copérnico (1473-1543) dá origem a
teoria heliocêntrica. Em sua obra Das
Revoluções das Esferas Celestes, Copérnico propôs
um modelo no qual os seis planetas conhecidos na época realizariam
movimentos circulares ao redor do Sol. Nesse modelo trocou, portanto,
a Terra pelo Sol. Porém, de acordo com Penteado e Torres (2009),
trocar a Terra pelo Sol como centro do sistema planetário
significava, para os senhores da Igreja, tirar o homem do centro do
Universo, e essa ideia significou para eles uma enorme heresia, razão
pela qual a obra copernicana foi incluída no Index,
a relação dos livros heréticos.
Copérnico
destronou a Terra do centro do Universo, colocou-a como mais um dos
planetas. Ordenou os planetas em relação ao Sol a partir de suas
distâncias em relação a ele. Dessa forma, a Terra já não ocupava
uma posição de destaque, sendo somente a terceira dessa ordenação.
Determinando
estas distâncias, Copérnico utilizou-as para explicar as diferenças
entre os períodos de revolução dos planetas, que é o tempo que o
astro leva para circundar o Sol, e concluiu que quanto mais longe do
Sol, maior tempo para completar sua revolução. Assim, Júpiter
completa uma revolução em doze anos, pois está mais afastado do
Sol, Marte em dois anos, a Terra em um ano e Mercúrio, por ser mais
próximo do Sol, completa em três meses (PARANÁ, 2006, p. 20).
A
obra de Copérnico, apesar das pequenas imprecisões matemáticas e
também teóricas, abre o caminho para novas observações, novas
descobertas e novas teorias.
3.2
Física Clássica (Newtoniana)
Galileu
Galilei (1564-1642) defendeu e encampou a teoria copernicana. Ao ter
contato com o telescópio, Galileu o aperfeiçoou, aumentando seu
poder de ampliação, primeiramente em 10 vezes e depois em até 30
vezes. Com isso pôde fazer inúmeras observações astronômicas.
Por volta de 1610, Galileu publicou o livro Mensageiro
Sideral.
É nesse livro que Galileu descreve que a Lua tem montanhas e crateras, argumento
que será decisivo contra a perfeição dos céus defendido pela ciência grega.
Descobriu que a Via Láctea era constituída por uma miríade de estrelas e, acima de
tudo, que Júpiter era acompanhado em sua órbita por quatro pequenas luas. Esta
descoberta era realmente importante, pois ter satélites não era um privilégio apenas
da Terra e, além do mais, arratá-los contrariava o argumento aristotélico de que, se
a Terra se movesse, deixaria a Lua para trás. A Terra deixava assim de ser o centro
estático e privilegiado do Universo (ROCHA, 2002, p. 83).
A
Física, como ciência moderna, surgiu com Galileu através da
idealização dos “experimentos lógicos”. Neles, a matemática
passou a ser a linguagem da ciência, cujo objetivo é representar a
verdade dos fenômenos naturais colhida pelos nossos sentidos através
da experiência.
Galileu,
no livro O
Ensaiador,
lançou os fundamentos do moderno método científico, que se opôs
ao até então método hegemônico escolástico medieval.
[…]
dessa forma foi possível estudar os fenômenos físicos a partir de
uma situação particular, por exemplo, a queda dos corpos. A
natureza pode ser descrita por equações matemáticas, a partir de
algumas considerações que fazemos dos fenômenos em estudo que
resultam no que chamamos de modelo físico. Mas atenção, um modelo
não é a natureza, ou coisas da natureza, mas o que achamos que a
natureza é!
Assim,
inicia-se o que se costuma chamar de Ciência Moderna, que, a partir
de uma situação particular, pode-se chegar ao geral, tornando
possível inaugurar leis universais, isto é, que abrangem a
totalidade do Universo (PARANÁ, 2006, p. 13).
Em
1632, Galileu publicou o livro Diálogo
sobre
os Dois Principais Sistemas do Mundo,
escrito na forma de diálogos com três personagens em quatro
jornadas. Uma obra-prima literário científica, aclamada em toda
Europa. A segunda jornada para a História da Mecânica é
considerada a mais importante, pois nela surgiu o princípio da
inércia.
O livro é basicamente dividido em quatro jornadas. A primeira discute a concepção
geral do Universo, refutando a ideia de um universo em que o mundo terrestre teria
características e leis totalmente diferentes das do mundo celeste. A segunda
descreve as experiências terrestres que visam estabelecer a imobilidade da Terra;
Galileu procura desqualificá-las. A terceira jornada passa ao exame dos fenômenos
celestes que confirmam o movimento anual da Terra em torno do Sol. Finalmente, a
quarta aborda o problema das marés, que Galileu tenta mostrar serem impossíveis
sem o movimento da Terra (ROCHA, 2002, p. 85-86).
Em seu último
livro Discursos
Referentes a Duas Novas Ciências a Respeito da Mecânica e Dos
Movimentos Locais,
Galileu apresentou o trabalho sobre o movimento da queda dos corpos,
em que comprovou o seguinte fenômeno natural: não importam se os
corpos são leves ou pesados, desprezando a resistência do ar, eles
levam o mesmo tempo para chegar ao solo. Tal comprovação
experimental contrariou a teoria aristotélica.
Apesar dos fatos e da sua ousadia,
não foi possível a Galileu romper com o pensamento medieval por
causa da influência e do poder da Igreja. Mas, ainda assim, suas
ideias se propagaram por todo o mundo, pois contra fatos não há
argumentos.
Contemporâneo de Galileu, com o qual
chegou a trocar correspondências, Johannes Kepler (1571-1630) - que
possuía um grande potencial matemático - recebeu convite para ir
trabalhar com Tycho Brahe (1546-1601), considerado o maior astrônomo
de seu tempo.
Brahe tinha em suas mãos um dos
maiores observatórios astronômicos e também posse de aparelhos e
instrumentos que apresentavam uma considerável precisão. Conseguiu,
assim, registros dos movimentos dos planetas como nunca feitos antes,
porém, seu sistema planetário permanecia, ainda, Geocêntrico.
Segundo Penteado e Torres (2009), o
grande mérito de Tycho Brahe foi ter feito um registro sistemático
e preciso das posições planetárias, sobretudo de Marte.
Após a morte de Brahe, seu
assistente Kepler, que já era reconhecido por seus estudos sobre as
órbitas dos planetas e que sempre fracassou na tentativa de
relacioná-las com os sólidos geométricos, tomou posse dos dados
muito precisos dele. Após anos estudando a trajetória irregular de
Marte, a mais complexa do sistema solar devido a sua excentricidade,
Kepler abandonou as órbitas circulares e passou utilizar várias
formas ovais até chegar a outra figura geométrica, a Elipse.
A introdução de uma órbita elíptica para descrever o movimento dos planetas foi sua
primeira grande contribuição, permitindo que o sistema heliocêntrico se tornasse
simples e preciso. Os longos anos de observação e os inúmeros dados coletados
também permitiram a Kepler perceber que:
- A velocidade do planeta ao longo de sua órbita não é uniforme.
- Existe uma relação entre o período orbital do planeta e sua distância ao Sol, que é constante para todos os planetas (OLIVEIRA, et al., 2010, p. 326).
Assim,
Kepler estabeleceu as leis (lei das órbitas, lei das áreas e a lei
dos períodos) em relação ao movimento dos planetas em torno do
Sol. Hoje, sabe-se que elas valem para qualquer movimento orbital e
que, portanto, são universais.
É
interessante citar aqui que essa descoberta foi angustiante para
Kepler, pois,
imbuído de acentuado espírito religioso, acreditava que a criação divina era perfeita
e, portanto, órbitas circulares e esféricas eram mais condizentes com ela.
Entretanto, diante dos dogmas religiosos, prevaleceu o espírito científico e Johannes
Kepler estabeleceu o sistema solar como hoje é conhecido, apenas acrescido dos
planetas Urano, Netuno e Plutão, descobertos posteriormente (PENTEADO;
TORRES, 2009, p. 182).
imbuído de acentuado espírito religioso, acreditava que a criação divina era perfeita
e, portanto, órbitas circulares e esféricas eram mais condizentes com ela.
Entretanto, diante dos dogmas religiosos, prevaleceu o espírito científico e Johannes
Kepler estabeleceu o sistema solar como hoje é conhecido, apenas acrescido dos
planetas Urano, Netuno e Plutão, descobertos posteriormente (PENTEADO;
TORRES, 2009, p. 182).
As leis de Kepler descrevem o
movimento dos planetas, sem se preocupar com suas causas.
Antecessores e contemporâneos dele já haviam afirmado que deveria
haver um “poder atrativo” no Sol e que tal poder seria a causa
que garantiria a órbita dos planetas.
Apoiado
no conhecimento e nas pesquisas de Copérnico, Galileu, Kepler e
outros e, também, ao estudar e analisar os movimentos, em especial o
da Lua, Isaac Newton (1642-1727) percebeu que deveria existir uma
força atuando sobre o astro em movimento para que sua velocidade
varie. De acordo com Penteado e Torres (2009), a grande “sacada”
de Newton foi perceber que essa força tinha a mesma natureza daquela
que faz os corpos caírem sobre a Terra. Newton conseguiu sintetizar
a forma como se dá a interação entre os corpos na Teoria da
Gravitação.
A Teoria da Gravitação deu
consistência teórica aos trabalhos de Bhare e Kepler e pode ser
considerada o início de uma nova concepção de Universo. Nela o
Universo passaria a ser interpretada por leis físicas, sob equações
matemáticas e menos submetido à ação divina, consolidando, assim,
a ciência moderna.
Essa ciência moderna indicava a ideia de que o Universo se comporta com
uma regularidade mecânica, ou seja, era uniforme, mecânico e previsível. Além
disso, essa ciência alicerçava-se em dois pilares principais:
- a Matemática como linguagem para expressar leis, ideias e elaborar modelos para descrever os fenômenos físicos;
- a experimentação como forma de questionar a natureza, de comprovar ou confirmar ideias e de testar novos modelos (PARANÁ, 2008, p. 42).
Com a Lei da
Gravitação Universal, Newton apertou ainda mais os laços que já
uniam a Astronomia a Física; completou o que Galileu e outros não
conseguiram, isto é, encontrou as leis que unificaram Céu e Terra.
Explicou de forma satisfatória os fenômenos terrestres e celestes.
Realizou a primeira grande unificação da Física, submetendo Céu e
Terra as mesmas leis; elevou a Física ao status
de Ciência.
Muitos dos
alicerces da Física moderna se devem ao desenvolvimento teórico de
Newton. Em 1687 lançou a obra Philosophie
naturalis principia mathematica – Principia. Nela
expôs todos os fundamentos da mecânica que, segundo Paraná - SEED
(2008), pode ser considerada como um marco na história do
conhecimento científico moderno. Conseguiu unificar, enfim, as leis
da mecânica que descrevem o movimento dos corpos submetidos a ação
de forças.
Newton reconheceu as contribuições
de seus antecessores para a sua obra ao citar a célebre frase: “Se
vi mais longe, foi porque estava sobre ombros de gigantes.”
Nogueira e Canalle (2009) afirmou que
Newton é hoje considerado por muitos como a mais poderosa mente que
já surgiu na ciência. Não há como ignorar a atuação fundamental
desse físico e matemático na reformulação das bases da Física e
da Astronomia.
3.3
Física Moderna
As
equações da gravitação de Newton podiam ser aplicadas em todos os
movimentos planetários, exceto Mercúrio, por causa da precessão de
seu periélio na sua órbita em torno do Sol. Os cálculos da
mecânica newtoniana não batiam com o observado. A princípio
achava-se que isso ocorria por causa de um outro planeta que
existiria, ainda mais próximo do Sol.
Como
as órbitas planetárias são elípticas (ainda que muito próximas
de um círculo
perfeito), há um ponto que o planeta atinge distância máxima do Sol, denominado
afélio, e outro em que ele está o mais próximo possível, o periélio. No caso de
Mercúrio, conforme ele completa voltas e mais voltas ao redor do Sol, esses pontos
de aproximação e afastamento máximos mudam de ano para ano – ocorre a dita
precessão: a própria órbita gira em torno do Sol (NOGUEIRA; CANALLE, 2009, p.
43).
perfeito), há um ponto que o planeta atinge distância máxima do Sol, denominado
afélio, e outro em que ele está o mais próximo possível, o periélio. No caso de
Mercúrio, conforme ele completa voltas e mais voltas ao redor do Sol, esses pontos
de aproximação e afastamento máximos mudam de ano para ano – ocorre a dita
precessão: a própria órbita gira em torno do Sol (NOGUEIRA; CANALLE, 2009, p.
43).
O problema só foi resolvido em 1915,
quando Albert Einstein (1879-1955) lançou um novo paradigma com a
teoria da relatividade geral. Tratava-se de uma nova teoria da
gravidade que substitui a teoria da gravitação de Newton, assim
como essa superou a leis de Kepler.
Com a teoria da relatividade geral,
Einstein conseguiu explicar corretamente o movimento de Mercúrio,
sem a existência de outro planeta. Tratou a gravitação como uma
curvatura do espaço-tempo. Tornou o Universo dinâmico. Bem
diferente do conceito de gravidade proposta por Newton, no qual o
Universo era visto apenas como estático.
Para comprovar a teoria da
relatividade geral, Einstein propôs três testes:
- O cálculo do valor da precessão de Mercúrio, pois o observado não batia com o cálculo da mecânica newtoniana (valor calculado aproximadamente 43).
- A deflexão da luz por um campo gravitacional (fato comprovado com o Eclipse de 1919).
- O desvio da frequência da luz por um campo gravitacional (comprovado em 1960).
Segundo Nogueira e Canalle (2009) com
a relatividade geral seria possível especular de forma mais concreta
sobre as origens do Universo.
A ideia de um Universo dinâmico, em
movimento, perturbava Einstein, por causa de suas concepções
filosóficas e religiosas. Embora suas equações apontassem ao
contrário, Einstein manteve seu Universo ainda estático, criando,
para tal, uma “constante cosmológica” (1917). De acordo com
Nogueira e Canalle (2009), um universo regido pelo conceito de
gravidade de Einstein precisaria, necessariamente, estar em expansão
ou em contração, o que o desagradava.
Einstein considerou que a “constante
cosmológica” foi o maior erro de sua carreira, uma vez que, em
1929, o astrônomo Edwin Hubble (1889-1953), observando algumas
galáxias, descobriu que elas de fato se afastavam. Anteriormente o
próprio Hubble (1924) demonstrou que existem outras galáxias no
cosmos, além da Via Láctea, e criou nossa representação moderna
do Universo.
4
Conclusão
A
Astronomia é um tema que sempre “fascinou e intrigou” os seres
humanos, desde a pré-história até a nossa era contemporânea. Da
observação do Céu ela nasceu, ajudando o homem acumular
conhecimentos (ciências) para contar o tempo, para resolver
problemas práticos e para ajudá-lo na sua subsistência. Do
conhecimento acumulado surgiu a necessidade de entender à sua origem
e os fenômenos naturais. Assim nasceu a Física.
A Astronomia e a Física
(“companheiras” inseparáveis na História Antiga, Média e na
Contemporânea) mantendo sempre relações culturais e conceituais,
ajudaram a humanidade na compreensão do que é o mundo hoje.
Descobertas da Astronomia mudaram o pensamento físico sobre os
fenômenos da natureza e, também, descobertas da Física mudaram a
forma do homem de perceber o cosmos.
Os temas de Astronomia quando
utilizados nas aulas de Física na Educação de Jovens e Adultos
(EJA) despertam o interesse e a curiosidade dos educandos, seja
através de uma simples observação das estrelas ou na complexidade
de se entender a origem do Universo.
Apesar de Newton ter unificado a
Física e a Astronomia no século XVII, ainda poucos são os
conteúdos astronômicos presentes nos livros didáticos e apostilas
utilizadas no ensino de Física na Educação de Jovens e Adultos
(EJA).
A Astronomia torna a Física uma
ciência dinâmica, que não está parada no tempo e que não se
baseia meramente na memorização de fórmulas e resolução
matemática de problemas, conforme o que é apresentado na maioria
das vezes durante às aulas, através da utilização das apostilas e
dos livros didáticos utilizados no ensino da Física na Educação
de Jovens e Adultos (EJA).
The
Astronomy and Physics education in Educação
de Jovens e Adultos
(EJA) [Young and Adult’s Education]
ABSTRACT
The
aim of the article is to propose and increase the Astronomy
subject for Physics teaching in Educação
de Jovens e Adultos (EJA)
[Young and Adults Education], showing many historical aspects in
which this two branches of science interleave itself. This
exploratory research of bibliographic nature outlines the
Astronomy in the prehistoric times as the oldest of the sciences;
presents and discusses the Astronomy and its historic relations
with the Ancient Physics (Aristotelian) and Classical Physics
(Newtonian) and Modern Physics (Einsteinian). Concludes that the
use of topics in astronomy, because it is historically and
conceptually interconnected with the Physics, can collaborate with
the learning of the subject in EJA
in high school. The Astronomy is part of the human culture and
stimulate the imagination and knowledge of the learner. Has always
been present in all stages of the development in physical
knowledge. And, although interrelated, since the beginning of the
human existence, few are the topics in Astronomy on the Physics
topics on textbooks and handouts used in EJA.
Keywords:
EJA
(Young and Adult Education). Astronomy. Physic
|
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SEED
– PR. COLÉGIO ESTADUAL DR. FELIPE L. S. BITTENCOURT. Proposta
pedagógica curricular de física – EJA
elaborada pela equipe pedagógica do Colégio Estadual Dr. Felipe L.
S. Bittencourt, conforme solicitação do Núcleo Regional de
Educação (N.R.E.) do Município de Maringá. 2010.
*Graduado
em Química pela Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de
Arapongas (FAFICLA). Pós-graduado em Gestão Educacional pelo
Instituto Paranaense de Ensino e Faculdade Maringá. Pós-graduado
em Educação Profissional e de Jovens e Adultos pelo Instituto
Paranaense de Ensino e Faculdade de Tecnologia América do Sul.
Endereço eletrônico: adaoreinaldo@gmail.com.
