Uso de dados cúbicos comuns como simulacro do decaimento radioativo

Abstract

Este estudo foi conduzido durante o Itinerário Formativo de Ciências da Natureza, explorando conceitos de radioatividade com estudantes do 2º ano do Ensino Médio no Colégio Salesiano Dom Bosco, em Rio do Sul/SC. O objetivo foi desenvolver uma compreensão prática dos conceitos de decaimento radioativo e tempo de meia-vida utilizando um modelo analógico baseado em dados cúbicos comuns. A abordagem matemática do decaimento exponencial foi explorada, relacionando o comportamento de núcleos instáveis a eventos estocásticos. Para simular o processo, os alunos utilizaram dados, atribuindo uma face específica para representar núcleos decaídos. Foi determinado que após (J) jogadas, o número de dados não decaídos segue a função N=N₀⋅(5/6)^J, com uma meia-vida de 3,8 jogadas. Os resultados experimentais mostraram um erro relativo inferior a 2% em relação aos valores teóricos. A analogia permitiu explorar a relação entre a probabilidade de desintegração nuclear e a probabilidade associada ao lançamento de dados, facilitando a compreensão de processos exponenciais de maneira prática e intuitiva. A metodologia promove a integração entre conceitos de matemática, como funções exponenciais, probabilidade, análise gráfica a um fenômeno físico que instiga a curiosidade do estudante. O uso desse modelo também favorece a compreensão de outros fenômenos naturais que seguem comportamentos exponenciais, como o crescimento populacional de microrganismos e a disseminação de epidemias.