BIA - IFPI Campus Teresina Central Licenciatura Licenciatura em Física - Teresina Central
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Princípio de Hamilton no ensino medio: proposta baseada na análise qualitativa da trajetória da luz e da braquistócrona
Autor: Brandão, Edson David de Castro
Orientador(a): Duarte, José Ricardo
metadata.dc.contributor.referee1: Almeida, Adivaldo Ferreira
metadata.dc.contributor.referee2: Sousa, Hebert da Silva
Resumo: Esta pesquisa visa disponibilizar ao professor que atua no Ensino Médio uma proposta para abordagem do Princípio de Hamilton (algumas vezes chamado de Princípio da Mínima Ação) baseada na análise qualitativa dos fenômenos da trajetória da luz e da braquistócrona. A pesquisa busca detalhar o desenvolvimento desta proposta, que inclui uma sequência didática e material de apoio, utilizando a Teoria da Transposição Didática de Chevallard como referencial metodológico para adaptar o saber sábio (o formalismo da Mecânica Analítica) a um saber a ensinar acessível. A metodologia emprega a análise histórica e a resolução adaptada dos problemas mencionados, ilustrando o poder unificador e o caráter de economia do princípio sem recorrer ao cálculo variacional, mas sim a analogias e argumentos geométricos. Como resultados, apresentam-se a sequência didática estruturada (Apêndice A), alinhada a habilidades da BNCC, dois questionários (Apêndice B), um diagnóstico e outro avaliativo que instrumentalizam o docente na mediação do conteúdo, e a solução comentada do último problema proposto nos questionários (Apêndice C), que exemplifica a aplicação prática dos conceitos trabalhados. Conclui-se que a abordagem oferece um caminho viável para explorar princípios fundamentais da Física no Ensino Médio, contribuindo para a prática docente e para a formação científica dos estudantes.
Abstract: This research aims to make available to high school teachers a proposal for approaching Hamilton’s Principle (sometimes called the Principle of Least Action) based on the qualitative analysis of the phenomena of the trajectory of light and the brachistochrone. The research details the development of this proposal, which includes a didactic sequence and support material, using Chevallard’s Theory of Didactic Transposition as a methodological framework to adapt scholarly knowledge (the formalism of Analytical Mechanics) into accessible teaching knowledge. The methodology employs historical analysis and adapted problem solving, illustrating the unifying power and economy of the principle without resorting to variational calculus, but instead using analogies and geometric reasoning. As results, the structured didactic sequence (Appendix A), aligned with BNCC skills, two questionnaires (Appendix B) one diagnostic and one evaluative that assist teachers in mediating the content and the commented solution of the final problem proposed in the questionnaires (Appendix C), which exemplifies the practical application of the discussed concepts, are presented. It is concluded that this approach provides a viable path to explore fundamental principles of Physics in high school, contributing to teaching practice and to students’ scientific formation.
Palavras-chave: Princípio de Hamilton
Transposição Didática
Ensino de Física
Problemas de Otimização
Sequência Didática
Cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
metadata.dc.language: por
País: Brasil
Editor: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí
Sigla: IFPI
Unidade: Campus Teresina Central
Citação: BRANDÃO, Edson David de Castro. Princípio de Hamilton no ensino medio: proposta baseada na análise qualitativa da trajetória da luz e da braquistócrona. Orientador: José Ricardo Rodrigues Duarte. 2025. 61 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Física) - Instituto Federal do Piauí, Campus Teresina Central, Teresina, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://bia.ifpi.edu.br/jspui/handle/123456789/5086
Data do documento: 2025
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