Experimental Physics Pratice: Application of Scientific Method to Investigate the Pandemic Behavior of COVID-19
PPRÁTICA DE FÍSICA EXPERIMENTALAplicação do Método Científico no Estudoda Pandemia de COVID-19
Colégio Tiradentes da Polícia Militar - CTPM / São João del Rei - MGProf. Dr. Raul Guilherme Batista Mendes a r X i v : . [ phy s i c s . e d - ph ] S e p étodo científico; germinação e crescimento do feijão IntroduçãoDurante o período histórico conhecido como Renascimento, iniciado na regiãoda atual Itália e que se estendeu, aproximadamente, entre os anos de 1400 e 1600, arepresentação por pinturas em tela passou por uma de suas maiores evoluções artística.Renomados pintores como, Donatello (1346-1466), Piero della Francesca (1410-1492),Andrea Mantegna (1431-1506), Michelangelo Buonarroti (1475-1564) e Rafael (1483-1520) foram os principais responsáveis pelo desenvolvimento do conceito atualmenteconhecido como perspectiva . Adotando-se este novo conceito de pintura, a descrição deum determinado cenário era feita conservando-se a proporcionalidade dos tamanhosdos objetos. A tela de pintura passaram a evidenciar a profundidade dos corpos eambientes, possibilitando compreensões trí-dimensionais da imagem (altura, largura eprofundidade) [1, 2].
Figura 1 – Exemplo de obra de arte feita em tela explorando a perspectiva [3]. Os desenhos são feitosrespeitando suas dimensões de escala, ou seja, mantendo seus tamanhos proporcionais, o quegarante melhor leitura de profundidade na imagem.
Este aprimoramento da pintura na descrição de cenários, pessoas e objetostambém estendeu-se a outras áreas, além das artes; estendeu-se às ciências. Às ci-ências biológicas foram implementadas melhores técnicas de descrição nos desenhoda anatomia humana e animal. Nas ciências exatas, foi a partir deste ponto que osexperimentos de investigação da natureza ganharam melhor descrição experimental,rincipalmente, através de desenhos ilustrativos da forma como as práticas eram realiza-das. Os principais filósofos / cientistas desta época a se utilizarem desta técnica descritivado experimento foram Galileu Galilei (1564-1642), René Descartes (1596-1650), GiordanoBruno (1548-1600) e Francis Bacon (1561-1626). Estes, principalmente os dois primeiros,foram os grandes responsáveis pela criação o conceito conhecido atualmente como Método Científico .Com o método científico pretende-se padronizar a prática experimental dentro decertos preceitos, a fim de se garantir que as observações de um determinado experimentotenham validade para a definição, ou constatação, de uma teoria científica ou hipótese.Além disso, o método científico possibilita a reprodução de uma prática experimental,seja pelo mesmo pesquisador ou por outro, assegurando uma confiabilidade mínimapara a comparação dos dados obtidos em diferentes instantes e locais.Nesta prática experimental o aluno deverá acompanhar a germinação e ocrescimento de grãos de feijão em algodão umedecido. Submetendo os grãos a diferentescondições (diferentes variáveis), o aluno deverá constatar o processo de causa e efeitosobre o crescimento do feijão.Tópicos a serem abordadosMétodo científico para a realização de experimentos, correlação entre dadosexperimentais, curva de distribuição estatística.Material utilizado- grãos de feijão- algodão- copos descartáveis- colher de sopa e- água Execução da práticaEm sua casa o aluno deverá fazer a germinação de 10 grãos de feijão. Estes 10grãos deverão ser divididos em dois grupos de 5 grãos de feijão cada, o grupo A e o grupoB. Todos os 10 grão de feijão deverão ser plantados separadamente, porém os 5 grãosdo grupo A deverão ser plantados mantendo-se um mesmo padrão, ou seja, plantadosde forma mais semelhante possível. Para isto, o aluno deverá replicar nos feijões dogrupo A a técnica de plantio de feijão em algodão descrita no vídeo disponibilizados naplataforma Youtube: https: // / watch?v = cyhPqh8g4zk. Neste vídeo, atécnica de plantio de feijão em algodão é descrita nos primeiros minutos da gravação e aetapa de replantio em um vaso com terra não será utilizada na prática experimental queestamos desenvolvendo agora. Caso o aluno não tenha copos plásticos descartáveis àsua disposição, poderão ser utilizados copos de vidro, desde que se dê preferência paraue os copos usados no grupo A sejam todos iguais. Todos os cinco feijões do grupo A,cada um plantado em um pedaço de algodão dentro de um copo, deveram ser colocadospróximo a uma mesma janela para que recebam a luz do Sol pela manhã. A quantidade dealgodão usado para cada feijão do grupo A deve ser a mesma e sempre que estes algodõesestiverem secos deve-se umedecê-los com a mesma quantidade de água, uma colher desopa e água todas as manhãs. Mantenha os algodões umedecidos, porém sem excessode água. A ideia é que todos os alunos envolvidos no experimento germinem seusfeijões do grupo A de forma mais parecida possível. Por isso, torna-se tão importanteque todos os alunos tentem replicar ao máximo os procedimentos exibidos no vídeo(tamanho e cor do copo plástico, quantidade de algodão, umedecer completamenteo algodão antes de colocar o feijão e depois manter úmido adicionando uma colherde sopa de água por dia pela manhã, ...).
A única diferença que se pede dos passosadotados no vídeo é que sejam utilizados, preferencialmente, feijões marrons (feijõescarioquinha) ou, se não, feijões vermelhos ou, se não, então, feijões pretos.Quanto aos grãos de feijão do grupo B, cada aluno deverá plantar seus 5 feijõesde forma aleatória. Obviamente, deve-se adotar procedimentos que possibilitem agerminação de cada grão de feijão, não exceder na água e no calor absorvido, porexemplo. Porém, a quantidade e a frequência da umidificação do algodão, a intensidadede luz e período de exposição direta, o tipo feijão, a quantidade de grãos de feijão porpedaço de algodão, entre outras variáveis, devem ser definidas para cada grão de feijãopelo próprio aluno. A ideia para os grãos do grupo B é que eles germinem, mas quetodas as germinações realizadas pelos alunos tenham a menor semelhanças possível(baixa correlação entre as germinações).O aluno deverá acompanhar os processos de germinação e observar em qual dia,a partir do dia de plantio, cada um de seus 10 grãos de feijão apresentou sua primeirafolha. Para a coleta dos dados o aluno deverá preencher as tabelas apresentadas abaixo,na seção de
Coleta de dados .Coleta dos dadosProcure preencher as informações abaixo de forma clara e direta. Lembre-se, umdos objetivos do método científico é descrever seu experimento tão bem, ao ponto quepossibilite que outra pessoa o repita posteriormente de forma mais fidedigna possível.
A duração da coleta de dados deve se estender por, pelo menos, 15 dias, paraque se observe o maior número de germinações possíveis!Grupo A cor dos feijões:_______________________________________________________________________________tipo, cor e volume dos copos usados (quantos ml cabe em cada copo):________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________quantidade de água usada e frequência da umidificação:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________luminosidade sobre os grãos (forte, moderada ou fraca):________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________feijão dia em que a primeirafolha apareceu12345
Grupo BFeijão 1 dia em que a primeira folha apareceu:________________________________________________________________________________cor do feijão:________________________________________________________________________________tipo, cor e volume do copo usado:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________quantidade de água usada e frequência da umidificação:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________luminosidade:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Feijão 2 dia em que a primeira folha apareceu:________________________________________________________________________________cor do feijão:________________________________________________________________________________tipo, cor e volume do copo usado:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________quantidade de água usada e frequência da umidificação:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________luminosidade:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Feijão 3 dia em que a primeira folha apareceu:________________________________________________________________________________cor do feijão:________________________________________________________________________________tipo, cor e volume do copo usado:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________quantidade de água usada e frequência da umidificação:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________luminosidade:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Feijão 4 ia em que a primeira folha apareceu:________________________________________________________________________________cor do feijão:________________________________________________________________________________tipo, cor e volume do copo usado:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________quantidade de água usada e frequência da umidificação:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________luminosidade:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Feijão 5 dia em que a primeira folha apareceu:________________________________________________________________________________cor dos feijão:________________________________________________________________________________tipo, cor e volume do copo usado:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________quantidade de água usada e frequência da umidificação:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________luminosidade:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Expectativa quanto aos dadosVisto que os grãos de feijão do grupo A de todos os alunos germinaram emcondições muito próximas, é de se esperar que os dias gastos para a aparição daprimeira folha de cada um destes grãos tenham uma relação grande entre si. Destaforma, devemos ter uma maior concentração destes eventos dentro de um intervalo deempo mais estreito. Quanto aos tempos de aparições das primeiras folhas dos grãos dogrupo B, espera-se uma baixa relação entre si. Assim, tais eventos devem se mostrarmais dispersas ao longo do período de 15 dias.Discussão dos dados e conclusãoCoordenados pelo professor, os alunos devem unificar todos os tempos observa-dos em dois grupos, formando os grupos A total e B total . Os gráficos porcentagens de apariçãoda 1 a folha x N o de dias deverão ser construídos para cada um destes dois grupos.Conforme descrito anteriormente, nos grãos do grupo A tentou-se garantir, aomáximo, que todas as germinações ocorressem em condições mais próximas possíveis,ou seja, que ocorressem com alta correlação entre si. Ao passo que, nas germinações dogrupo B não se garantiu correlação nenhuma entre os eventos mensurados. Figura 2 – Fonte: Centro de Controle e Prevenção de Doenças (EUA), Instituto Dalle Lana deSaúde Pública. Fonte: https: // / pt-br / os-n%C3%BAmeros-sobre-a-pandemia-de-coronav%C3%ADrus / a-52848559). Tomemos como comparação a conjuntura atual, com a pandemia causada pelovírus Sars-Cov-2, da família coronavírus e responsável pela doença Covid-19. Supondoque todos os indivíduos de uma determinada população em algum momento ao longodo ano de 2020 serão infectados pelo Sars-Cov-2, então a Fig-2 nos mostra duas situaçõesdistintas para a quantidade de infectados (Número de casos) em função do tempo gastopara se infectar (Dias desde o primeiro caso). Como podemos relacionar as formas dascurvas experimentais obtidas para os grupos A total e B total com as formas das curvas dapandemia “sem intervenção” e “com intervenção”, apresentadas na Fig-2?Se definirmos como eventos probabilísticos o ato de brotar uma folha de feijão e o ato de se infectar pelo Sars-Cov-2 , baseando-se na discussão feita a cerca dos resultadosxperimentais que obtivemos das germinações, em qual das duas curvas da pandemiaapresentadas na Fig-2 observa-se maior correlação entre os atos de se infectar peloSars-Cov-2 em uma população? Quais as características das curvas que evidenciam isto?Qual a conclusão que se pode tirar deste experimento, sobre:a) A importância do método científico para a interpretação de dados científicos?b) A importância de se poder fazer um trabalho experimental em grupo, buscando-se maior quantidade de observações a cerca de uma questão a ser investigada? eferências [1] FÍSICA: Volume 1. Curitiba - PR: Positivo, 2020. v. 1.[2] Atlas da História Mundial, The Times / O Globo, Centro Cultural o Banco do Brasil,Ed. Santiago, Rio de Janeiro (1995).[3] Por Henricus Hondius (1597-1651) - Desconhecido, Domínio público,https: // commons.wikimedia.org / w / index.php?curid ==