Innovation in Teaching Classical Mechanics: Active Methodologies and Experiments with Catapults

Authors

DOI:

https://doi.org/10.15536/reducarmais.10.2026.4434

Keywords:

Project-based learning, Projectile motion, Low-cost experiments

Abstract

Difficulties in teaching Physics often arise from theoretical abstraction and mathematical rigor. To mitigate these obstacles, this paper describes a Project‑Based Learning (PBL) activity applied to the study of projectile kinematics at a university in the Brazilian semi‑arid region. The methodology involved a first‑year class organized into groups that built low‑cost catapults (popsicle sticks, glue, and rubber bands). Assessment combined well‑defined products and activities: an explanatory video, a project logbook, and a competition that evaluated design, maximum range, and launch accuracy relative to prior calculations. This approach promoted a dynamic environment, encouraging inquiry and teamwork. Observed outcomes included greater student engagement and motivation, as well as improved integration between theory and practice, which helped reduce conceptual abstraction. It is concluded that accessible experiments implemented through PBL are an effective strategy to consolidate mechanics concepts and to develop practical and collaborative skills in resource‑limited contexts.

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Author Biographies

Sharon Dantas da Cunha, Universidade Federal Rural do Semi-Árido - UFERSA

Professor Associado IV do Centro Multidisciplinar de Pau dos Ferros da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA) , onde atualmente exerce a função de Chefe do Departamento de Ciências Exatas e Naturais. Possui sólida formação acadêmica pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), com graduação (Bacharelado e Licenciatura), mestrado e doutorado em Física. Realizou estágio de pós-doutorado na Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG) entre 2015 e 2016. Com ampla experiência docente, atuou anteriormente como Professor Adjunto na Escola de Ciências e Tecnologia da UFRN. Sua produção científica e atuação em pesquisa concentram-se nas áreas de Física Estatística, Termodinâmica, Magnetismo e Ensino de Física. Coordena projetos voltados ao desenvolvimento de metodologias ativas, tecnologias educacionais e simulações para o ensino de física , possuindo registros de softwares educacionais junto ao INPI. É autor de diversos artigos em periódicos de prestígio, como Physical Review E e Journal of Statistical Mechanics , além de capítulos de livros e trabalhos em eventos nacionais e internacionais sobre educação científica e física da matéria condensada.

Kytéria Sabina Lopes de Figueredo, Universidade Federal Rural do Semi-Árido - UFERSA

Professora Associada II da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), no Campus Pau dos Ferros, onde exerce atualmente o cargo de Vice-Diretora da unidade. Possui graduação em Química pela Universidade do Estado do Rio Grande do Norte (UERN), além de mestrado e doutorado em Química pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). É docente permanente do Programa de Pós-Graduação em Ensino (PPGE/UERN) e lidera o Grupo de Pesquisa em Instrumentação e Ensino de Ciências Exatas (GPIECE)  Sua atuação em pesquisa é interdisciplinar, concentrando-se em Química Ambiental com destaque para o estudo de recursos hídricos na indústria do petróleo e biocombustíveis e no Ensino de Ciências, com ênfase em metodologias ativas, inovação pedagógica e educação ambiental. Coordena projetos de relevância socioambiental, como o desenvolvimento de recursos didáticos lúdicos e ferramentas tecnológicas assistidas por IA, a exemplo do software educacional "FLORA", registrado junto ao INPI em 2025. Com vasta experiência em gestão acadêmica, já coordenou o curso de Ciência e Tecnologia da UFERSA e o curso de Química Ambiental da Universidade Federal do Tocantins (UFT). Sua produção científica engloba artigos em periódicos internacionais qualificados, capítulos de livros sobre práticas de ensino e sustentabilidade, além de uma sólida trajetória na orientação de mestrandos e bolsistas de iniciação científica.

Aline Mara Maia Bessa, Universidade Federal Rural do Semi-Árido - UFERSA

Professora adjunta A da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), vinculada ao Campus de Pau dos Ferros. Exerce funções de liderança acadêmica como vice-coordenadora do curso de Ciência e Tecnologia e membro do Comitê de Iniciação Científica da instituição. Possui graduação, mestrado e doutorado em Engenharia Química pela Universidade Federal do Ceará (UFC). Sua trajetória de pesquisa é marcada pela atuação no Núcleo de Pesquisa em Economia de Baixo Carbono e no Grupo de Processos e Análises Químicas, com foco em termodinâmica química e equilíbrio de fases. Especialista em processos de separação e produção de biocombustíveis, coordena projetos voltados à produção de biodiesel a partir de fontes residuais e ao uso de solventes eutéticos profundos para a remoção de poluentes. Sua produção científica inclui artigos em periódicos internacionais de alto impacto, como o Journal of Molecular Liquids e Fluid Phase Equilibria, abordando temas como líquidos iônicos de baixa viscosidade e modelagem termodinâmica de misturas. Além de sua atuação em pesquisa, contribui ativamente na orientação de trabalhos de conclusão de curso e na participação em bancas examinadoras de pós-graduação na área de Engenharia Química.

Francisco Felipe Chaves Lima, Universidade Federal Rural do Semi-Árido - UFERSA

Graduando no Bacharelado Interdisciplinar em Tecnologia da Informação da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA). Possui formação técnica em Redes de Computadores pela Escola Estadual de Educação Profissional Poeta Sinó Pinheiro e experiência profissional prévia como Operador de Suporte Digital na Brisanet Serviços e Telecomunicações. Sua atuação acadêmica e de pesquisa concentra-se na interseção entre tecnologia e educação, com ênfase no desenvolvimento de recursos didáticos para a educação ambiental. É um dos autores e desenvolvedores da "FLORA - Ferramenta Lúdica Online de Recursos Ambientais", software registrado junto ao Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) em 2025. Sua produção científica inclui artigos publicados em periódicos como a revista Delos: Desarrollo Local Sostenible e diversos trabalhos completos em anais de congressos nacionais e internacionais, abordando temas como revisões sistemáticas da literatura sobre recursos didáticos, tecnologias aplicadas à educação ambiental e materiais inclusivos, como o livro 3D pop-up. Participa ativamente de eventos científicos e tecnológicos, como o Encontro de Computação do Oeste Potiguar (ECOP) e o Congresso Nacional de Educação (CONEDU).

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Published

2026-06-08

How to Cite

Cunha, S. D. da, Figueredo, K. S. L. de ., Bessa, A. . M. M., & Chaves Lima, F. F. . (2026). Innovation in Teaching Classical Mechanics: Active Methodologies and Experiments with Catapults. Educar Mais, 10, 1–15. https://doi.org/10.15536/reducarmais.10.2026.4434

Issue

Vol. 10 (2026): January - December

Section

Pedagogical Experiences

License

Copyright (c) 2026 Sharon Dantas da Cunha, Kytéria Sabina Lopes de Figueredo, Aline Mara Maia Bessa, Francisco Felipe Chaves Lima

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