Objeto educacional para ensino de colisões elásticas bidimensionais de discos em superfície lisa.

Abstract

O trabalho apresenta um objeto educacional para ensino de colisões elásticas arbitrárias entre discos semelhantes numa superfície lisa. O objeto consiste numa mesa de colisões no estilo Air Hockey e um simulador de colisões desenvolvido na linguagem Python. A mesa pode ser utilizada junto ao software Tracker para estudo de colisões reais numa situação de discos semelhantes e leves numa superfície de baixo atrito enquanto o programa Python pode ser utilizado para simular colisões de discos ideais em superfícies ideais ou em condições controladas. Em nosso trabalho “colisão arbitrária” significa que os discos colidem com velocidades iniciais em qualquer direção e sentido em relação ao sistema de coordenadas do experimento. Este tipo de colisão não se encontra normalmente em livros didáticos de ensino médio ou superior. No trabalho também comparamos algumas colisões específicas feitas na mesa de flutuação com colisões semelhantes no simulador computacional. Os resultados apresentam uma margem de divergência que consideramos aceitável dentro das condições do experimento e damos algumas sugestões de como diminuir essa margem. O trabalho sugere como perspectiva futura construir uma sequência didática baseada no ensino por projetos ou por investigação que inclua este objeto educacional para ensino de colisões no ensino médio ou superior.