Drop Tower: a didactic application of computational modeling in a high school electromagnetism problem

Abstract

O presente trabalho aborda uma ideia sugerida em sala de aula pelos alunos do curso técnico em eletrotécnica do IFRJ campus Paracambi, a qual envolve a aplicação de conceitos de indução eletromagnética na proposição teórica de uma nova configuração do brinquedo de parque de diversões conhecido como Drop tower, onde nesta nova configuração iremos considerar modelos de campos magnéticos variáveis no tempo. Deste modo o problema foi modelado matematicamente e resolvido computacionalmente usando o integrador numérico Runge-kutta de quarta ordem implementado em linguagem C++. Foram implementadas seis configurações de campo magnético para determinar qual delas oferece a dinâmica do movimento desejada para o sistema. Deste modo foi possível aprofundar a discussão do importante fenômeno da indução eletromagnética com os alunos, por meio da solução numérica de um problema prático. Esta abordagem se mostra como ferramenta pedagógica que possibilita aos alunos uma visão ampliada do conteúdo, evidenciando conceitos mais abstratos do ponto de vista da matemática, física e computação.