Medindo a constante dielétrica em líquidos: um estudo de caso para elaboração de uma proposta para formação de físicos experimentais

Abstract

Partindo de um problema clássico de livro texto de ensino superior (capacitor semipreenchido com dois dielétricos) propõem-se uma nova abordagem experimental que é empregada para a determinação da constante dielétrica estática de um líquido (hexano). Denominada de técnica do preenchimento do capacitor (TPC) esta consiste em medir a capacitância de um capacitor de placas paralelas com diferentes volumes de dielétrico e permite a eliminação de erros causados pela existência de capacitância parasita. Tendo sido o presente projeto elaborado a partir de um problema de livro texto, traçamos comentários sobre a possibilidade de que esta experiência, e as reflexões subjacentes, possam servir para a elaboração de uma proposta metodológica visando a formação de pesquisadores experimentais nas áreas de exatas (física, química e engenharias). Tal proposta é baseada em metodologias de aprendizagem por projetos e traz potencialidades para reformulação de cursos de física básica via uma maior integração entre teoria e prática. Ao final são feitas considerações a respeito das competências e habilidades desenvolvidas pelo estudante que participou da investigação. Palavras-chave: Constante dielétrica, Método do preenchimento do capacitor, Aprendizagem baseada em projeto.Starting from a classical problem of a college textbook (the half-filled capacitor with two dielectrics), we propose a new experimental approach that is used to determine the static dielectric constant of a liquid (hexane). Called capacitor-filling technique, it consists in measuring the capacitance of a parallel plate capacitor with different volumes of dielectric and allows the elimination of errors caused by the parasitic capacitance. Since this project have been elaborated from a textbook problem, we have commented on the possibility that this experiment, and the underlying reflections, could serve to elaborate a methodological proposal aiming at the formation of experimental researchers in areas like physics, chemistry, and engineering. The proposal is supported on project-based learning methodology and brings potentialities for the reformulation of basic physics courses through the enhancement of the integration between theory and practice. Finally, considerations are made regarding the skills and competencies developed by the student who participated in the research. Keywords: Dielectric constant, Capacitor filling technique, Project based learning IntroduçãoEmbora grande parte do nosso conhecimento em Física seja obtido a partir de investigações experimentais, devido a nossa cultura educacional os cursos introdutórios dessa ciência são, em geral, abordados de maneira teórica com base em metodologias expositivas com foco no que é ensinado, e não em práticas experimentais investigativas [1,2]. Em geral esta opção metodológica desestimula o interesse de uma parcela significativa dos alunos. E ainda pior, o contingente de alunos atraídos pela metodologia descrita acima (amplamente majoritária nas salas de * Endereço de correspondência: newtonfisico@gmail.com. ...

Medindo os parâmetros de Stokes: Uma nova prática para ensino de óptica

“…Além disso, por serem elaborados visando sua aplicação em cursos avançados, eles se integram perfeitamente na metodologia baseada em projetos, exigindo dos estudantes um nível de comprometimento maior. Tal abordagem de aprendizado já foi testada antes em nível básico de um curso de eletricidade e magnetismo [16].…”