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Soluções resolvidas para problemas de física e química

Comece pelo que é dado e pedido, nomeie a lei, mantenha as unidades em cada linha, destaque a resposta. Como explicar problemas de física e química e por que funciona.

Pela equipe do Chasca 7 min de leitura

Este vídeo foi feito com a habilidade Problemas de ciências. O vídeo é narrado em inglês. Ler a transcrição

Uma boa solução de física ou química começa pelo que é dado e pelo que é pedido, nomeia a lei e por que ela se aplica, mantém as unidades em cada linha e termina numa resposta destacada, com um número sensato de algarismos significativos. Essa ordem é o que os professores de ciências ensinam e o que os corretores de prova recompensam, e é exatamente o que uma resposta solta deixa de fora.

Por que os problemas de ciências são tantas vezes problemas de matemática?

Porque as provas são feitas assim. Na Inglaterra, o órgão regulador de exames Ofqual exige que pelo menos 30% dos pontos do GCSE de física, 20% do de química e 10% do de biologia avaliem habilidades matemáticas; para o A level de física, o mínimo é 40%. E o próprio desenvolvimento vale pontos: o guia dos exames de ciências do GCSE da Pearson Edexcel diz que ela dá pontos pelo desenvolvimento, incluindo a substituição e o isolamento da incógnita, e credita erros arrastados.

Assim, o aluno que aprende só o número final perde duas vezes: quando não consegue reproduzir o método e de novo porque o método era o que o corretor procurava.

Por que os alunos travam?

Muitas vezes antes da primeira linha. Num estudo clássico de 1981, Michelene Chi, Paul Feltovich e Robert Glaser pediram a especialistas e a novatos em física que separassem problemas por grupos. Os novatos os agruparam por características da superfície, como uma rampa ou uma polia, enquanto os especialistas os agruparam pelo princípio que os resolve. O aluno que vê “rampa” em vez de “segunda lei de Newton” não sabe por onde começar, e é por isso que uma boa solução nomeia a lei e diz por que ela se aplica.

Os diagramas são a outra metade. Num estudo de dois anos com alunos de um curso de física que usava diagramas de forma consistente, David Rosengrant, Alan Van Heuvelen e Eugenia Etkina descobriram que os alunos que desenharam um diagrama de corpo livre correto na prova resolveram o problema certo em 85% das vezes, enquanto um diagrama incorreto levou a mais respostas erradas do que não desenhar nenhum.

Como os alunos recebem ajuda hoje?

De manuais de soluções que imprimem a resposta final, de professores particulares e de videoaulas que explicam um assunto, mas raramente o problema exato da folha. O custo das aulas particulares sobe justamente quando as ciências ficam mais difíceis: a pesquisa nacional de educação escolar de 2025 da Índia constatou um gasto médio com aulas particulares de ₹6.384 por aluno no ensino médio, contra ₹525 na pré-escola. O idioma é a outra barreira. O Banco Mundial recomenda ensinar as matérias além da leitura e da escrita na primeira língua do estudante, então a solução deve ser explicada no idioma em que o aluno estuda, com os termos que o professor dele usa.

O que uma solução resolvida de ciências deve mostrar?

Os professores de ciências têm nomes para essa ordem. Num artigo de 2025 no site de educação da Royal Society of Chemistry, Dan Beech e Paul Hesford recomendam o GUESS: Given, Units, Equation, Substitute, Solve (dado, unidades, equação, substituir, resolver). Um vídeo deve seguir a mesma ordem e acrescentar o que uma página não consegue:

  1. Dados e incógnita, escritos como símbolos com unidades (“m = 5 kg”), com a incógnita marcada.
  2. A lei, e por que ela se aplica aqui, antes de qualquer número.
  3. As unidades convertidas primeiro, depois a substituição com as unidades escritas.
  4. Um passo por linha, cada um aparecendo enquanto é dito.
  5. A resposta com a unidade, destacada num quadro, com um número sensato de algarismos significativos, e uma conferência rápida de que a grandeza e a unidade fazem sentido.
  6. O diagrama desenhado ao lado do desenvolvimento, parte por parte conforme cada força, curva ou linha é citada, para o olhar não se dividir entre dois lugares. Desenhar enquanto se explica é um dos motivos pelos quais os vídeos de quadro branco funcionam.

Na química, o balanceamento vai elemento por elemento, contando os átomos dos dois lados. Na genética, o caminho vai dos genótipos dos pais aos gametas, ao quadro de Punnett e à proporção.

Como isso fica num problema?

Pegue uma caixa de 5 kg em repouso numa rampa de 30° com a horizontal. Ache a força de atrito que a mantém parada.

  • Dados: m = 5 kg, θ = 30°, g = 9,8 m/s², e a caixa está em repouso.
  • Incógnita: a força de atrito, f.
  • A lei: a caixa não se move, então as forças ao longo do plano se equilibram. O atrito segura a parte do peso que puxa a caixa para baixo da rampa, então f = mg sen θ.
  • Substituição: f = 5 × 9,8 × sen 30° = 5 × 9,8 × 0,5.
  • Resposta: f = 24,5 N, para cima, ao longo da rampa.
  • Conferência: é menor que o peso total da caixa, de 49 N, como deve ser.

Ao lado do desenvolvimento, um diagrama de corpo livre mostra o peso na vertical para baixo, a força normal perpendicular à rampa e o atrito para cima, ao longo da rampa, cada um desenhado conforme é citado.

O que a habilidade Problemas de ciências faz?

Nós fazemos o Chasca, então pese a nossa parte nessa medida. A habilidade Problemas de ciências trabalha na lousa do professor exercícios numéricos de física e química, balanceamentos, deduções e cruzamentos de genética:

  • Traga os problemas digitados ou colados, ou como fotos, um PDF ou um documento da folha, com até 20 páginas, com alternativas e o seu gabarito, se tiverem.
  • A lousa abre com “Dados:” e “Pede-se:” no idioma do vídeo, como दिया है em hindi, المعطيات em árabe ou Datos em espanhol.
  • O narrador nomeia a lei e por que ela se aplica, converte as unidades primeiro, substitui com as unidades e termina na resposta com a unidade e algarismos significativos sensatos, destacada num quadro, e depois a confere.
  • Um diagrama é desenhado ao lado do desenvolvimento quando ajuda: um diagrama de corpo livre com cada força apontando para onde ela realmente age, um gráfico de movimento, uma tabela de dados, um quadro de Punnett, uma árvore de probabilidade ou de heredograma, ou uma montagem de rampa ou de lente desenhada com linhas. Cada parte aparece conforme é citada.
  • Cada resposta é resolvida uma segunda vez, separadamente, antes de o vídeo ser desenhado. Se alguma coisa não bater, ou não bater com o seu gabarito, a página do vídeo diz qual questão checar.
  • A narração é redigida do jeito que os professores de ciências do seu idioma explicam, com qualquer um dos 30 narradores ou com a sua própria voz, e legendas que nunca correm à frente da voz. O árabe é diagramado da direita para a esquerda.

Para quem é?

Professores de física e química que querem uma solução resolvida para cada questão de uma folha de exercícios, professores particulares e centros de preparação que montam listas de problemas para exames de conclusão e vestibulares, e canais que publicam exercícios numéricos resolvidos em hindi, árabe, espanhol e outros idiomas.

O que ela não faz?

  • Desenhar circuitos ou aparelhos de laboratório ainda. Essas questões são resolvidas sem diagrama.
  • Chutar uma resposta que não consegue conferir. Uma discordância é mostrada a você, nunca escondida.
  • Substituir as aulas práticas ou a prática. Ela explica uma solução; os alunos ainda precisam resolver o próximo problema sozinhos.

Como fazer um?

  1. Abra a habilidade “Science problems” no Chasca e digite ou cole os problemas, ou adicione fotos ou um PDF da folha.
  2. Adicione as alternativas e o seu gabarito se os problemas os tiverem, e diga o nível ou o exame se quiser que os problemas sejam escritos para você.
  3. Escolha o idioma, a voz e uma lousa preta ou um quadro branco, e crie o vídeo.
  4. Confira a página do vídeo para ver se há alguma questão sinalizada antes de compartilhar.

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Fontes

Transcrição do vídeo O que o narrador diz no vídeo explicativo de 2:11 acima.

In this video, we calculate the horizontal range and maximum height of a kicked ball.

Question one. A ball is kicked at twenty metres per second at forty-five degrees to the ground. How far does it travel before it lands, and how high does it go? G equals nine point eight metres per second squared.

Assume the ball lands at its launch height and air resistance is negligible. The initial speed is twenty metres per second, and the launch angle is forty-five degrees. The downward acceleration is nine point eight metres per second squared.

You need the horizontal range and the maximum height above the launch point.

First, resolve the initial velocity into horizontal and vertical components using cosine and sine. The horizontal component is twenty times cosine forty-five degrees, giving ten root two metres per second. The vertical component is twenty times sine forty-five degrees, also giving ten root two metres per second.

Because launch and landing heights match, the total flight time is twice the initial vertical component divided by g.

Substituting twice ten root two metres per second over nine point eight metres per second squared gives two point eight eight six seconds.

Horizontal velocity stays constant, so the range is horizontal velocity multiplied by flight time.

Multiplying ten root two metres per second by two point eight eight six seconds gives forty point eight metres. At maximum height, vertical velocity is zero, so the height is the initial vertical component squared divided by twice g.

Substitute ten root two metres per second squared, divided by nineteen point six metres per second squared.

The maximum height is ten point two metres. As a check, at forty-five degrees the range should be four times the maximum height, which these values satisfy.

Hence, the ball travels forty point eight metres horizontally and rises ten point two metres above its launch point.

Perguntas frequentes

Liste o que é dado, com unidades, e o que você precisa achar; nomeie a lei que liga os dois e por que ela se aplica; converta as unidades, substitua e resolva; depois destaque a resposta com a unidade e confira se a grandeza faz sentido.

GUESS significa Given, Units, Equation, Substitute, Solve (dado, unidades, equação, substituir, resolver): uma lista de verificação para problemas com equações recomendada num artigo de 2025 no site de educação da Royal Society of Chemistry. Ela impede que os alunos pulem as conversões de unidades e o isolamento da incógnita.

Porque os pontos estão no método e também na resposta. Na Inglaterra, pelo menos 30% dos pontos da prova de física do GCSE avaliam habilidades matemáticas, e a Pearson Edexcel dá pontos pelo desenvolvimento, como a substituição e o isolamento da incógnita.

Sim. Num estudo de dois anos, os alunos que desenharam um diagrama de corpo livre correto na prova resolveram o problema certo em 85% das vezes, enquanto um diagrama incorreto levou a mais respostas erradas do que não desenhar nenhum.

Sim. A habilidade Problemas de ciências desenha diagramas de corpo livre, gráficos de movimento, tabelas de dados, quadros de Punnett e árvores de probabilidade ao lado do desenvolvimento, parte por parte, conforme cada uma é citada. Ela ainda não desenha circuitos nem aparelhos de laboratório.

Sim. A narração é redigida do jeito que os professores de ciências desse idioma explicam, as linhas Dados e Incógnita da lousa são escritas nesse idioma e o árabe é diagramado da direita para a esquerda.

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