Como estudar e solucionar problemas em Física
O objectivo deste texto é o de apresentar um conjunto de procedimentos úteis para que você tenha eficiência ao estudar Física e solucionar problemas em Física. Naturalmente, cada estudante tem seu modo de estudar. Entretanto, a experiência mostra que certas atitudes e hábitos favorecem a aprendizagem
Como estudar correctamente?
Os primeiros pontos que gostaríamos de salientar são o de que não é possível a solução de um problema sem que tenhamos estudado a teoria a ele relacionada. E aqui, no estudo da teoria, está um ponto no qual o estudante novato em Física, normalmente, gasta uma grande quantidade de energia, muitas vezes com um resultado desestimulante.
A dificuldade, muitas vezes, não está no número de horas despendido no estudo, mas em como estas horas são gastas. Ler um texto de Física necessita que a leitura seja acompanhada da anotação das dúvidas que aparecem durante a leitura do texto. Dificilmente alguém lê um texto e não consegue retirar deste texto alguma informação. Contudo, sempre existem pontos onde a compreensão é deficiente e o surgimento de dúvidas é natural. Porém, a solução de uma dúvida passa pela consciência de qual é essa dúvida. Saber expressar uma dúvida é mais da metade do caminho para a superação dessa dúvida.
O professor de uma disciplina somente pode esclarecer dúvidas que são conscientes para o estudante. Esse tipo de dúvida é o que chamamos de dúvida qualificada. Não é a dúvida do tipo: eu nada sei. Mas é a dúvida do tipo: eu não entendi este ponto em particular. Como sugestão de método de estudo, sugerimos:
- a Estude sempre com um caderno de anotações ao lado. Ao surgir uma dúvida, anote-a imediatamente para referência futura: anote a dúvida, acompanhada com o número da página e o parágrafo em que a dúvida apareceu. Seja claro ao anotar esta dúvida: o que exactamente não foi compreendido?
- b Procure em outros textos sobre o mesmo assunto e compare-os uns com os outros. Por vezes o assunto está mais claro em outros textos, e nossa compreensão fica melhor ao consultarmos mais de uma fonte;
- cForme um grupo de estudos, com mais dois ou três estudantes, com um nível de conhecimento equivalente ao seu. Grupos maiores não funcionam e grupos muito heterogêneos também não. Contudo, o trabalho em grupo não significa que tarefas deverão ser divididas. Todos no grupo deverão realizar todas as tarefas propostas pelo professor. A função do grupo é oferecer suporte naquelas tarefas em que você apresenta mais dificuldades. Às vezes, o colega do grupo entendeu melhor certa parte do conteúdo enquanto você entendeu melhor outras;
- dNão deixe dúvidas acumularem sem resposta. Lembre que um curso é construído de forma que novos conceitos sejam ancorados em conceitos que você já possui. Portanto, procure o professor ou o monitor da disciplina para esclarecer dúvidas que você não conseguiu resolver dentro do seu grupo de estudos;
- e Exemplos não são somente para serem lidos. Eles devem ser lidos e refeitos por você. A função do exemplo é a de fornecer um conjunto de situações padrão para que você possa resolver problemas. Ao solucionarmos problemas sempre buscamos situações similares para, a partir delas, construirmos a estratégia de solução para situações novas (os problemas).
Estratégias para a solução de problemas
Tendo estudado a teoria nas linhas que apontamos acima, você estará pronto para iniciar a solução dos problemas propostos. Para ter sucesso nesta tarefa, você deverá usar uma estratégia adequada. A capacidade de solucionar problemas não é uma habilidade divina, dada a um punhado de seres humanos iluminados. Essa capacidade surge do trabalho sistemático e árduo. Só é bom em solucionar problemas quem já resolveu muitos problemas! O uso da estratégia adequada é meio caminho.
As estratégias que propomos são delineadas nas etapas a seguir:
1. Leia atentamente o problema. Ler atentamente o problema significa que você primeiro vai lê-lo pelo menos duas vezes antes de tentar realizar qualquer coisa. Leia todos os itens que estão sendo solicitados até que você tenha clareza do que está sendo pedido e de quais informações você dispõe.
2. Faça um desenho ou diagrama, anotando as informações relevantes fornecidas pelo problema. O especialista em solucionar problemas em um dado campo começa a solução de um problema fazendo um desenho ou diagrama da situação descrita no problema. Neste desenho ou diagrama são anotadas as informações que o problema fornece. Observe que nesta etapa não estamos ainda procurando a solução do problema, mas tomando consciência do que nos está sendo solicitado e das informações que temos a nossa disposição. Este é o momento de você se perguntar: qual situação que eu conheço (exemplos ou outros problemas que você já tenha solucionado) que seja similar à situação actual?
3. Descreva as variáveis do problema, incluindo o que está sendo solicitado como resposta. Dê nomes às variáveis que serão utilizadas e às informações que estão sendo fornecidas. Lembre: todos os símbolos que serão utilizados devem ser definidos antes de sua utilização. Escolha quais são as variáveis relevantes à solução daquele problema específico. Lembre que nem sempre toda a informação oferecida no enunciado do problema é relevante e necessita ser utilizada durante o processo de solução do problema.
4. Liste as estratégias possíveis para a solução do problema. Usualmente, temos mais de um modo de solucionar um problema. Portanto, a menos que o enunciado exija claramente que a solução seja obtida por um determinado método, você tem a opção da escolha de uma dentre as várias possibilidades de caminho para chegar ao resultado pedido. Nesta etapa pense sobre a seguinte questão: que estratégias eu conheço que poderiam me levar à solução deste problema? A fonte destas estratégias é, novamente, os exemplos e os problemas que você resolveu anteriormente.
5. Escolha aquela estratégia que pareça mais simples e directa. Dentre as estratégias analisadas anteriormente, escolha aquela que parece fornecer a solução de forma mais simples e directa, exigindo um menor número de etapas intermediárias. O menor número de etapas intermediárias facilitará a verificação do que foi feito, melhorando suas chances de encontrar a resposta adequada ao problema.
6. Implemente a estratégia escolhida. Tendo escolhido a estratégia chegou o momento de implementá-la. Neste momento lembre que a solução de um problema não é um amontoado de contas. Resolver um problema pode ser comparado, em certo sentido, a contar uma história para alguém. Ao contar uma história utilizamos o texto e os desenhos ou símbolos necessários para transmitir ao leitor os elementos necessários à compreensão da história que queremos contar. Da mesma forma, ao solucionarmos um problema, devemos contar ao leitor (nós mesmos no futuro ou ao professor no caso de uma avaliação) qual o raciocínio que estamos seguindo. Isto envolve o uso do discurso. Veja, você não deverá escrever uma enciclopédia, mas indicar claramente ao leitor que hipóteses estão sendo levantadas, que escolhas estão sendo feitas, qual a lógica que está sendo seguida. Isto normalmente é conseguido com frases curtas. Outro ponto a ser salientado é que deve sempre resolver nosso problema literalmente antes de substituir resultados numéricos. Isto é fundamental. Ao solucionarmos literalmente podemos enxergar mais facilmente cancelamentos que ocorrem ao longo da solução do problema. Também evitamos cometer erros numéricos originados de arredondamentos e/ou de simples erros de cálculo.
Somente substitua valores numéricos no final, quando você já encontrou a expressão da grandeza procurada em termos das quantidades conhecidas.
Como saber se acertei um problema em Física?
Uma dificuldade que a natureza nos coloca é que ela não traz um rótulo com a resposta dos problemas que ela nos propõe. Ao estudarmos Física, a principal ferramenta para a aprendizagem e para a verificação da aprendizagem é a solução de problemas. Os livros textos estão cheios deles, dos mais diferentes tipos e formas. Contudo, como saber ao resolvermos um problema se chegamos à resposta correcta do problema? Uma primeira opção é conferir a solução obtida por nós com a solução encontrada no livro. Essa abordagem, no entanto, apresenta problemas, pois muitas vezes as respostas nos livros estão erradas, muitas vezes por erros de digitação ao produzir o livro. Mesmo livros com muitos anos de mercado apresentam esse tipo de erro. Outra dificuldade com as respostas dadas nos livros se encontra na modelagem feita pelo autor da situação física subjacente para a solução do problema. Em muitos casos, o autor do livro fez hipóteses que não são explícitas e, ao solucionarmos o problema partimos de um conjunto de hipóteses levemente diferentes e igualmente válidas, sendo levados a uma solução diferente da do autor do texto. Aparentemente nossa resposta é incorrecta quando de fato ela não o é. Isso coloca a seguinte questão: como determinar se a solução obtida por nós é correcta? Em Física temos vários procedimentos para determinar se a resposta é válida ou plausível. Vamos analisar cada um deles.
By: Prof Dr Paulo Ricardo da Silva Rosa