Modelo da atmosfera em atividades de ensino de Física: uma análise do domínio de validade da expansão linear usando um barômetro digital e um aplicativo para smartphone
No geral, os livros didáticos não abordam o Ensino de Física promovendo suficiente destaque à discussão de limites associados aos modelos físicos adotados. Neste contexto, os objetivos principais deste trabalho são (i) analisar o domínio de validade da expansão linear do modelo da atmosfera, (ii) ob...
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| Autores principales: | , , , |
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| Formato: | Artículo revista |
| Lenguaje: | Portugués |
| Publicado: |
Asociación de Profesores de Física de la Argentina
2025
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | https://revistas.unc.edu.ar/index.php/revistaEF/article/view/48979 |
| Aporte de: |
| Sumario: | No geral, os livros didáticos não abordam o Ensino de Física promovendo suficiente destaque à discussão de limites associados aos modelos físicos adotados. Neste contexto, os objetivos principais deste trabalho são (i) analisar o domínio de validade da expansão linear do modelo da atmosfera, (ii) obter a densidade do ar atmosférico em uma altitude acima do nível do mar e (iii) sugerir atividade acessível aos diversos níveis de ensino utilizando um aplicativo para smartphone. O experimento proposto consiste em adquirir dados de pressões atmosféricas associadas a altitudes ao longo da subida da Serra dos Mascates, localizada na região Sul do Rio de Janeiro, por meio de um aplicativo de smartphone e de um barômetro digital. Nossos dados experimentais permitem obter a densidade do ar igual a (1,14 ± 0,02) kg/m³ para aquisição dos dados por meio do aplicativo, utilizando o modelo linear para o cálculo da pressão, obtido a partir da aproximação por série de Taylor da lei de Halley. Avaliamos, por meio de cálculos, que a discrepância entre as abordagens não ultrapassa o valor de 5% para altitude até 2400 m. Portanto, é possível obter a densidade do ar com razoável precisão, utilizando a expansão linear, em praticamente todo o território nacional. Isto permite simplificar matematicamente o problema a ponto de tornar possível a discussão também nos cursos de nível médio de ensino. A presente proposta, realizada em um espaço não formal de ensino, abre possibilidades para propostas multidisciplinares, permitindo abordagens mais amplas e um aprendizado mais significativo. |
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