Análise do conceito de força gravitacional nos Principia de Newton e sua transposição didática nos livros didático de física do ensino médio do estado do Paraná

Abstract

RESUMO: A presente pesquisa teve como objetivo realizar uma análise crítica dos Principia de Newton, para compreender como o autor apresenta o seu conceito de força gravitacional e, depois, verificar como ocorre a transposição didática desse conceito nos livros didáticos de Ciências da Natureza do Ensino Médio, que são adotados pelos colégios públicos do Estado do Paraná por meio do PNLD - 2021. Assim estipulado, a investigação foi dividida em duas etapas principais, a primeira foi uma leitura crítica dos três livros dos Principia de Isaac Newton a fim de compreender como é estruturado o seu conceito de força gravitacional, sendo que para isso, utilizou-se alguns procedimentos metodológicos elencados na Análise de Conteúdo de Bardin. A partir dessa análise, constatou-se que a força gravitacional newtoniana é um tipo de força centrípeta, apenas atrativa, diretamente proporcional às massas dos corpos que mutuamente se interagem e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os seus centros. Além do mais, essa força se faz presente tanto nos corpos celestes quanto nos terrestres, portanto, é universal, sendo ela a responsável por manter os corpos celestes em alguma órbita e por possibilitar a descrição física e matemática de seus movimentos. Enquanto que na segunda etapa buscou-se analisar os referidos livros didáticos de Ciências da Natureza, sobre à luz da Teoria da Transposição Didática de Yves Chevallard, para examinar como ocorreu a transposição do Saber Sábio para o Saber a Ensinar do conceito de força gravitacional newtoniana. Assim, verificou-se que, apesar dos livros atenderam algumas das características para o saber ser transposto, como a operacionalidade e a consensualidade, e também ser notado algumas das regras elaboradas por Astolfi, isso não exclui o fato de que essas características e regras poderiam ter sido melhor trabalhadas e utilizadas pelos autores, fazendo, principalmente, um uso mais efetivo da vigilância epistemológica, problematizando algumas das diferenças que há entre a concepção de força gravitacional, que está no Principia, e as modificações introduzidas por outros físicos, após Newton. Essa falta de vigilância epistemológica evidencia que o conceito sofreu uma descontextualização, despersonalização, dessincretização e descontemporalização, originando um saber desprovido de seu contexto histórico-social e epistemológico. Essa conclusão deixa o alerta para os professores que utilizam esses livros didáticos como referenciais teóricos no ensino do conceito de força gravitacional newtoniana, uma vez que esses materiais causam um distanciamento entre o Saber Sábio e o Saber a Ensinar. Acredita-se, portanto, que esta pesquisa fornecerá subsídios para os professores e professoras realizarem as devidas correções, complementações e/ou transformações nesses livros didáticos, para que assim diminua esse distanciamento, visto que ele é inevitável durante o processo de transposição, mas podendo ter o seu impacto no processo de ensino-aprendizagem reduzido com uma ativa vigilância epistemológica.

ABSTRACT: The present research aimed to realize a critical analysis of Newton's Principia, to understand how the author introduce his concept of gravitational force and, after that, examine how the didactic transposition of this concept occurs in the textbooks of Natural Sciences of High School, which are adopted by public schools in the State of Paraná through the PNLD - 2021. Thus stipulated, the investigation was divided into two main stages, the first was a critical reading of the three books of Isaac Newton's Principia in order to understand how he formulated the concept of gravitational force, and for that reason, some methodological procedures listed in Bardin's Content Analysis were used. From this analysis, it was found that the Newtonian gravitational force is a type of centripetal force, only attractive, directly proportional to the masses of the bodies that mutually interact and inversely proportional to the square of the distance between their centers. Moreover, this force is present both in celestial and terrestrial bodies, therefore, it is universal, being responsible for keeping celestial bodies in some orbit and for enabling the physical and mathematical description of their movements. While in the second stage, we sought to analyze the referred textbooks of Natural Sciences, from the perspective of Yves Chevallard's Theory of Didactic Transposition, to verify how the transposition of the Wise Knowledge to the Knowledge to be Taught took place in the concept of Newtonian gravitational force. Thus, it was verified that, although the books answered some of the characteristics for knowledge to be transposed, such as operability and consensus, and also noted some of the rules elaborated by Astolfi, this does not exclude the fact that these characteristics and rules could have been better worked on and used by the authors, making, mainly, a more effective use of epistemological vigilance, problematizing some of the differences that exist between the conception of gravitational force, which is in Principia, and the modifications introduced by other physicists, after Newton. This lack of epistemological vigilance shows that the concept has suffered a decontextualization, depersonalization, desyncretization and detemporalization, originating a knowledge devoid of its historical, social and epistemological context. This conclusion warns teachers who use these textbooks as theoretical references in teaching the concept of Newtonian gravitational force, since these materials cause a distance between Wise Knowledge and Knowledge to be Taught. It is believed, therefore, that this research will provide subsidies for teachers to carry out the necessary corrections, additions and/or transformations in these textbooks, so as to reduce this distance, since it is inevitable during the transposition process, but may have its impact on the teaching-learning process reduced with active epistemological vigilance.