Nestas aulas o aluno poderá conhecer e compreender o que é a Teoria do Caos, a sua importância e aprender a identificar um sistema caótico. Além disso, esta aula pode ser profícua para trabalhar a oralidade, a escrita, a criatividade e o trabalho em grupo.

Não é necessário nenhum conhecimento prévio.

As estratégias utilizadas serão:
• Aula interativa;
• Aula conceitual;
• Uso do Laboratório de Informática;
• Uso do Laboratório de Informática ou Sala de Vídeo, pois os recursos propostos nas atividades, que são vídeo podem ser salvos em DVD.

Motivação

A Teoria do Caos não é um tema fácil de trabalhar ou até mesmo de explicar em sala de aula. Contudo, há vários métodos de ensiná-la de forma a transmitir sua ideia central, seus conceitos, de forma prazerosa. Um destes métodos é a utilização de filmes e ou documentários.
Um filme muito interessante para a compreensão da Teoria do Caos e que poderá ser facilmente encontrado nas locadoras de vídeos, é o “Efeito Borboleta” (Fig. 1).

Figura 1 – Capa do Filme “Efeito Borboleta”
Imagem disponível em: http://bibliblogue.files.wordpress.com/2009/01/praiq_filmes_efeitoborboleta3.jpg. Acesso em: 07 Nov. 2009

Se por acaso o professor não achar o filme, a sinopse do filme é postada abaixo:

Evan (Ashton Kutcher) é um jovem que luta para esquecer fatos de sua infância. Para tanto ele decide realizar uma regressão onde volta também fisicamente ao seu corpo de criança, tendo condições de alterar seu próprio passado. Porém ao tentar consertar seus antigos problemas ele termina por criar novos, já que toda mudança que realiza gera consequências em seu futuro.
Sinopse retirada do site http://www.adorocinema.com/filmes/efeito-borboleta  

Sendo possível a apresentação do filme para os alunos, o professor poderá fazê-lo numa aula anterior a esta. Contudo, caso isso não seja possível, sugerimos que o professor peça para que os alunos estando organizados no Laboratório de Informática em em duplas ou trios, façam pesquisas na internet sobre este filme. Feito isto, o professor poderá promover uma discussão entre os alunos acerca do filme. Para isto poderá usar as seguintes questões norteadoras:

• Quando o personagem principal volta ao passado e o muda, seu futuro também muda, por quê?
• Nosso futuro depende exclusivamente das nossas ações do passado?
• Essas mudanças têm alguma linearidade, ou seja, seguem uma sequência?
• Podemos relacionar essas inconstantes com alguma área de pesquisa da Física?

Após ouvir as opiniões dos alunos sobre a Teoria do Caos, peça para que as duplas ou trios uma rápida pesquisa (de até dez minutos) na internet sobre Teoria do Caos.

Sugestão de Sites:
http://mundoestranho.abril.com.br/ciencia/pergunta_286474.shtml
http://www.professores.uff.br/salete/caos.htm
http://educacao.uol.com.br/fisica/ult1700u47.jhtm
http://pt.wikipedia.org/wiki/Teoria_do_caos

Após a realização da pesquisa, é importante que o professor converse com os alunos sobre o que eles entenderam sobre a Teoria do Caos, favorecendo que eles concluam que ela é uma área da Física que estuda os sistemas não lineares, ou seja, os fenômenos do nosso cotidiano ou da natureza que não seguem uma ordem, que sofrem mudanças repentinas. Alguns desses exemplos serão discutidos no decorrer da aula.

Atividade 1

Na motivação foi visto o que se estuda na Teoria do Caos. Agora, iremos realizar uma experiência muito simples e que evidência este estudo.

Para a realização deste experimento iremos utilizar duas (2) folhas de papel para cada grupo.

Em relação à montagem do experimento, o professor deverá dar as seguintes instruções aos grupos:

• Formem um círculo em volta do centro da sala de aula;

• Peguem duas folhas de papel, uma em cada mão;

• O integrante do grupo que for soltar as folhas deverá ficar de pé à frente do grupo, para que os demais alunos vejam. Assim, ao mesmo tempo, peça para que todos soltem suas folhas ao mesmo tempo.

Pergunte aos alunos se alguma folha de algum grupo caiu da mesma forma, ou seja, se tivemos duas ou mais folhas que caíram do mesmo jeito. Se por acaso os alunos indicarem alguma situação que aparentou cair igual, peça para que os alunos repitam a experiência, mas somente as folhas que tiveram sua queda “idêntica”.

Eles visualizarão agora que as folhas irão cair de formas diferentes, e que uma suposta queda igual é mera coincidência. Além disso, esta experiência demonstra um tipo de sistema caótico, pois não conseguimos prever como acontecerá sua queda. Portanto, não conseguimos chegar numa definição de como as folhas de papel caem, pois temos várias variáveis (área de contato, ar, vento, modo da queda) e deste modo fica totalmente improvável sua queda.

Neste momento, questione-os sobre outros sistemas caóticos, por exemplo, o gotejar de uma torneira (Fig. 3), as oscilações da bolsa de valores, as nuvens de fumaça de uma chaminé, prever ataques epilépticos, o crescimento de uma população etc.

Figura 2 – Gota de água.
Imagem disponível em: http://www.ime.unicamp.br/~samuel/blog0/wp-includes/images/water-drop-116850.jpg. Acesso em: 07 Nov. 2009.

Após debater com os alunos sobre outros exemplos de sistemas caóticos, sugerimos que o professor promova uma discussão sobre a possibilidade de um dia descobrirmos alguma equação ou teoria que deduza os sistemas caóticos. O professor poderá fazer esclarecimentos, se necessário.

Sugestão:

Neste momento, o professor deverá apresentar o recurso (que se trata de um vídeo) postado abaixo.

Sugestão: Sugerimos que o professor grave o vídeo em DVD e, que os alunos estejam na Sala de Vídeo da escola para assistirem o recurso (vídeo), para que todos possam ao mesmo tempo assisti-lo.

Recurso: Caos e Sistemas Caóticos
Link do Recurso no site do YouTube:
http://www.youtube.com/watch?v=FZ70fd7X5Mc  

Figura 3 – Imagem do vídeo “Caos e Sistemas Caóticos”.

O vídeo (Fig. 2) postado acima explica de maneira simples alguns exemplos de sistemas caóticos e a Teoria do Caos, demonstrando um exemplo de pêndulo duplo.

Após os alunos assistirem o vídeo, sugerimos que o professor promova uma discussão com os alunos sobre a importância do estudo da Teoria do Caos e o quão difícil é este estudo.

Teoria e experimentos:
http://bolasdesabao.info/node/55  

Avalie a participação dos alunos nas discussões, na pesquisa e peça para que cada grupo de alunos pesquise, em livros e na internet, mais ideias sobre a Teoria do Caos. Oriente-os que estas novas ideias e exemplos deverão ser apresentados na próxima aula de forma de oral, ou seja, um seminário de dez (10) minutos.