Pub Date : 2021-01-01DOI: 10.1590/1806-9126-RBEF-2020-0415
Flávio M. do Couto, Julio F. da Silva
Nesse artigo, utilizou-se o Módulo Python Uncertainties no desenvolvimento dos códigos para efetuar os cálculos de incertezas experimentais, tanto para a diferença de potencial, quanto para as correntes elétricas. Para esse fim, foi desenvolvido um protótipo experimental que demonstra o efeito fotovoltaico a partir da utilização de materiais de baixo custo e, por conseguinte, com o objetivo de observar e quantificar as referidas grandezas físicas envolvidas. Além disso, foi realizada uma análise qualitativa e quantitativa do efeito fotovoltaico, assim como da Primeira Lei de Ohm. Nessa perspectiva, o protótipo foi associado a um multímetro, que permitiu a aferição direta da diferença de potencial, cujo o valor principal foi de (0,4582 ± 0,0004) V, quando incidido um feixe laser em um fotodiodo presente em um transistor 2N3055, mas também os valores das correntes elétricas, sendo os valores principais de (81,7100 ± 0,1118) μA e (1,9990 ± 0,0320) μA, quando se utilizou dos resistores ôhmicos de 1,0 kΩ e 220,0 kΩ, respectivamente. Por fim, é importante salientar que essa proposta de artigo objetiva a anexação da computação física no cotidiano escolar, assim como promover o despertar científico na confecção de instrumentações específicas para o ensino-aprendizagem de física. Palavras-chave: Python, Ensino de Física, Instrumentação para o Ensino de Física, Primeira Lei de Ohm.
{"title":"Uso do Módulo Python Uncertainties no cálculo de incertezas experimentais da diferença de potencial e corrente elétrica de um protótipo experimental","authors":"Flávio M. do Couto, Julio F. da Silva","doi":"10.1590/1806-9126-RBEF-2020-0415","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2020-0415","url":null,"abstract":"Nesse artigo, utilizou-se o Módulo Python Uncertainties no desenvolvimento dos códigos para efetuar os cálculos de incertezas experimentais, tanto para a diferença de potencial, quanto para as correntes elétricas. Para esse fim, foi desenvolvido um protótipo experimental que demonstra o efeito fotovoltaico a partir da utilização de materiais de baixo custo e, por conseguinte, com o objetivo de observar e quantificar as referidas grandezas físicas envolvidas. Além disso, foi realizada uma análise qualitativa e quantitativa do efeito fotovoltaico, assim como da Primeira Lei de Ohm. Nessa perspectiva, o protótipo foi associado a um multímetro, que permitiu a aferição direta da diferença de potencial, cujo o valor principal foi de (0,4582 ± 0,0004) V, quando incidido um feixe laser em um fotodiodo presente em um transistor 2N3055, mas também os valores das correntes elétricas, sendo os valores principais de (81,7100 ± 0,1118) μA e (1,9990 ± 0,0320) μA, quando se utilizou dos resistores ôhmicos de 1,0 kΩ e 220,0 kΩ, respectivamente. Por fim, é importante salientar que essa proposta de artigo objetiva a anexação da computação física no cotidiano escolar, assim como promover o despertar científico na confecção de instrumentações específicas para o ensino-aprendizagem de física. Palavras-chave: Python, Ensino de Física, Instrumentação para o Ensino de Física, Primeira Lei de Ohm.","PeriodicalId":49620,"journal":{"name":"Revista Brasileira De Ensino De Fisica","volume":"51 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"74789270","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-01DOI: 10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0011
Francisco Caruso, Vitor Oguri
Mostra-se que, apesar de os argumentos de Einstein e Compton terem sido fundamentais para a aceitação do caráter corpuscular da radiação eletromagnética, existem outras abordagens para explicações dos efeitos fotoelétrico e Compton, sem utilizar o conceito de fóton. Nesse contexto, a radiação é tratada como uma onda eletromagnética clássica que interage com o elétron.
{"title":"Sobre a necessidade do conceito de fóton","authors":"Francisco Caruso, Vitor Oguri","doi":"10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0011","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0011","url":null,"abstract":"Mostra-se que, apesar de os argumentos de Einstein e Compton terem sido fundamentais para a aceitação do caráter corpuscular da radiação eletromagnética, existem outras abordagens para explicações dos efeitos fotoelétrico e Compton, sem utilizar o conceito de fóton. Nesse contexto, a radiação é tratada como uma onda eletromagnética clássica que interage com o elétron.","PeriodicalId":49620,"journal":{"name":"Revista Brasileira De Ensino De Fisica","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"74297032","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-01DOI: 10.1590/1806-9126-RBEF-2020-0506
M. J. Oliveira
A scientific theory consists of a symbolic framework containing laws and concepts that are derived by deductive reasoning from fundamental laws and primitive concepts, and complemented by the correspondence or the relation between the symbolic concepts and the real objects. The symbolic framework is understood as a representation of the real, constructed by our minds like a realistic painting. In accordance with this point of view, scientific laws are not discovered but conceived or created by our minds. We show how this approach is organized by rational thinking, which is understood as an innate ability of the mind that emerges between childhood and adolescence. We also examine with some detail the structure of the past scientific theories, pointing out their postulates, or fundamental laws, and the primitive concepts. We will restrict ourselves to some of the physical theories, starting with those that emerged in the Hellenistic period, and then proceed to examine other theories until the end of the seventeenth century.
{"title":"Structure of the Scientific Theories","authors":"M. J. Oliveira","doi":"10.1590/1806-9126-RBEF-2020-0506","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2020-0506","url":null,"abstract":"A scientific theory consists of a symbolic framework containing laws and concepts that are derived by deductive reasoning from fundamental laws and primitive concepts, and complemented by the correspondence or the relation between the symbolic concepts and the real objects. The symbolic framework is understood as a representation of the real, constructed by our minds like a realistic painting. In accordance with this point of view, scientific laws are not discovered but conceived or created by our minds. We show how this approach is organized by rational thinking, which is understood as an innate ability of the mind that emerges between childhood and adolescence. We also examine with some detail the structure of the past scientific theories, pointing out their postulates, or fundamental laws, and the primitive concepts. We will restrict ourselves to some of the physical theories, starting with those that emerged in the Hellenistic period, and then proceed to examine other theories until the end of the seventeenth century.","PeriodicalId":49620,"journal":{"name":"Revista Brasileira De Ensino De Fisica","volume":"20 1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"77887424","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-01DOI: 10.1590/1806-9126-RBEF-2020-0440
A. Viol, H. Felippe Jr., Fernanda Palhano-Fontes, Heloisa Onias, Draulio B. de Araujo, G. M. Viswanathan
O objetivo principal da mecânica estatística é relacionar a física microscópica regida pelas leis de Newton, ou então pela mecânica quântica, com a física macroscópica regida pelas leis da termodinâmica. Conceitos macroscópicos, tais como a temperatura, que não fazem sentido do ponto de vista microscópico, surgem na mecânica estatística como propriedades emergentes quando o número de partículas torna-se suficientemente grande. O sucesso da mecânica estatística em explicar e prever uma variedade de fenômenos macroscópicos motivou a aplicação de conceitos e métodos da física estatística ao estudo de sistemas complexos e redes complexas, inclusive em neurociência. Nosso objetivo neste trabalho é aplicar essa abordagem a um problema chave na neurociência: como entender quantitativamente os correlatos neurais de estados mentais alterados de consciência induzidos por substâncias psicodélicas? Vamos primeiro introduzir alguns conceitos básicos sobre a conectividade funcional das regiões do cérebro. Discutimos então a fenomenologia e a neurociência relacionadas aos psicodélicos. Finalmente, resumimos alguns estudos que aplicaram a física estatística e a teoria de redes complexas para tentar melhor entender o comportamento do cérebro sob influência dos psicodélicos.
{"title":"Física estatística aplicada à neurociência de estados alterados: o cérebro sob influência de psicodélicos","authors":"A. Viol, H. Felippe Jr., Fernanda Palhano-Fontes, Heloisa Onias, Draulio B. de Araujo, G. M. Viswanathan","doi":"10.1590/1806-9126-RBEF-2020-0440","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2020-0440","url":null,"abstract":"O objetivo principal da mecânica estatística é relacionar a física microscópica regida pelas leis de Newton, ou então pela mecânica quântica, com a física macroscópica regida pelas leis da termodinâmica. Conceitos macroscópicos, tais como a temperatura, que não fazem sentido do ponto de vista microscópico, surgem na mecânica estatística como propriedades emergentes quando o número de partículas torna-se suficientemente grande. O sucesso da mecânica estatística em explicar e prever uma variedade de fenômenos macroscópicos motivou a aplicação de conceitos e métodos da física estatística ao estudo de sistemas complexos e redes complexas, inclusive em neurociência. Nosso objetivo neste trabalho é aplicar essa abordagem a um problema chave na neurociência: como entender quantitativamente os correlatos neurais de estados mentais alterados de consciência induzidos por substâncias psicodélicas? Vamos primeiro introduzir alguns conceitos básicos sobre a conectividade funcional das regiões do cérebro. Discutimos então a fenomenologia e a neurociência relacionadas aos psicodélicos. Finalmente, resumimos alguns estudos que aplicaram a física estatística e a teoria de redes complexas para tentar melhor entender o comportamento do cérebro sob influência dos psicodélicos.","PeriodicalId":49620,"journal":{"name":"Revista Brasileira De Ensino De Fisica","volume":"22 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"81445154","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-01DOI: 10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0056
Jesús González-Laprea, Á. Santiago
Se presenta un dispositivo para la determinación del coeficiente de fricción estática diseñado para mejorar la experiencia en la toma de datos, sin sacrificar su contenido didáctico. El sistema, basado en la medición del ángulo crítico de deslizamiento para un objeto sobre un plano inclinado, utiliza un sensor de posición, eliminando el factor tiempo de reacción en la medida. Un microcontrolador ARDUINO UNO, permite la adquisición y registro de datos de posición y ángulo de inclinación del plano en forma simultánea, con lo que se determina el ángulo crítico. Adicionalmente se incluye un mecanismo de variación continua del ángulo del plano mediante una conexión mecánica no solidaria, reduciendo así los movimientos bruscos o la transmisión de vibraciones del motor a la superficie de medición. Con el sistema propuesto se obtienen coeficientes de fricción con un alto grado de reproducibilidad, proporcionando valores que no sobrepasan el 3% de error en las medidas. El sistema fue probado, usando igual metodología, con superficies de diferentes características, obteniéndose resultados satisfactorios. Como prueba de confiabilidad, se utilizó el equipo en un conjunto de experimentos para determinar la influencia de vibraciones mecánicas sobre los resultados.
{"title":"Sistema automatizado para medición del coeficiente de fricción estática. Un dispositivo para actividades de docencia","authors":"Jesús González-Laprea, Á. Santiago","doi":"10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0056","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0056","url":null,"abstract":"Se presenta un dispositivo para la determinación del coeficiente de fricción estática diseñado para mejorar la experiencia en la toma de datos, sin sacrificar su contenido didáctico. El sistema, basado en la medición del ángulo crítico de deslizamiento para un objeto sobre un plano inclinado, utiliza un sensor de posición, eliminando el factor tiempo de reacción en la medida. Un microcontrolador ARDUINO UNO, permite la adquisición y registro de datos de posición y ángulo de inclinación del plano en forma simultánea, con lo que se determina el ángulo crítico. Adicionalmente se incluye un mecanismo de variación continua del ángulo del plano mediante una conexión mecánica no solidaria, reduciendo así los movimientos bruscos o la transmisión de vibraciones del motor a la superficie de medición. Con el sistema propuesto se obtienen coeficientes de fricción con un alto grado de reproducibilidad, proporcionando valores que no sobrepasan el 3% de error en las medidas. El sistema fue probado, usando igual metodología, con superficies de diferentes características, obteniéndose resultados satisfactorios. Como prueba de confiabilidad, se utilizó el equipo en un conjunto de experimentos para determinar la influencia de vibraciones mecánicas sobre los resultados.","PeriodicalId":49620,"journal":{"name":"Revista Brasileira De Ensino De Fisica","volume":"594 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"77309359","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-01DOI: 10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0061
M. Porto, C. M. Porto
Este trabalho trata das primeiras formulações teóricas da Cinemática, realizadas sobretudo no século XIV, no Merton College da Universidade de Oxford e na Universidade de Paris. Mostramos como os pensadores de Oxford definiram explicitamente o problema cinemático e elaboraram uma estrutura teórica para o tratamento quantitativo do movimento, ressaltando-se os conceitos de velocidade e aceleração. Destacamos os importantes resultados obtidos nesses estudos, como os Teoremas da Velocidade Média e da Distância Percorrida, aplicáveis a movimentos com aceleração constante. Vemos que, nas mãos dos pensadores da Universidade de Paris, o tratamento matemático adquiriu um amadurecimento, com a introdução de representações gráficas, a partir das quais os resultados puderam ser mais facilmente extraídos. Vemos também que, apesar de os estudos conduzidos em Oxford se caracterizarem por uma abordagem essencialmente teórica e abstrata, os desenvolvimentos realizados em Paris, pouco tempo após, marcaram-se por uma preocupação maior de aplicação do formalismo a problemas concretos, como por exemplo o movimento de queda livre e o da rotação de corpos rígidos.
{"title":"Alguns antecedentes medievais da cinemática moderna","authors":"M. Porto, C. M. Porto","doi":"10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0061","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0061","url":null,"abstract":"Este trabalho trata das primeiras formulações teóricas da Cinemática, realizadas sobretudo no século XIV, no Merton College da Universidade de Oxford e na Universidade de Paris. Mostramos como os pensadores de Oxford definiram explicitamente o problema cinemático e elaboraram uma estrutura teórica para o tratamento quantitativo do movimento, ressaltando-se os conceitos de velocidade e aceleração. Destacamos os importantes resultados obtidos nesses estudos, como os Teoremas da Velocidade Média e da Distância Percorrida, aplicáveis a movimentos com aceleração constante. Vemos que, nas mãos dos pensadores da Universidade de Paris, o tratamento matemático adquiriu um amadurecimento, com a introdução de representações gráficas, a partir das quais os resultados puderam ser mais facilmente extraídos. Vemos também que, apesar de os estudos conduzidos em Oxford se caracterizarem por uma abordagem essencialmente teórica e abstrata, os desenvolvimentos realizados em Paris, pouco tempo após, marcaram-se por uma preocupação maior de aplicação do formalismo a problemas concretos, como por exemplo o movimento de queda livre e o da rotação de corpos rígidos.","PeriodicalId":49620,"journal":{"name":"Revista Brasileira De Ensino De Fisica","volume":"76 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"85726767","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-01DOI: 10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0044
André Felipe Hoernig, Neusa Teresinha Massoni, Dimiter Hadjimichef
O presente trabalho versa sobre possibilidades, tendências da literatura e estratégias didáticas para introduzir a Física Quântica no Ensino Médio, atentando para uma aprendizagem conceitual, visando conciliar História e Epistemologia com a aquisição de significados pelos educandos. Também buscamos trazer algum auxílio para professores, sobretudo quanto à escolha dos tópicos a serem ministrados, uma vez que não há total consenso na comunidade de Pesquisa em Ensino de Física quanto aos temas, a ordem, ou a forma como os diferentes assuntos desse campo podem ser ministrados. Nosso objetivo é apresentar algumas possibilidades para o Ensino de Física Quântica, através de um estudo teórico na forma de uma breve revisão da literatura e entrevistas curtas com professores especialistas, o que guiou o planejamento e execução de uma atividade prática na forma de um Módulo Didático. Concluímos que, dentro das diversas possibilidades quanto à execução de uma atividade didática, é possível um encaminhamento para uma aprendizagem mais conceitual, com a indicação de que alguns temas, como Interferência e Difração, são fundamentais e merecem grande atenção em uma unidade de ensino.
{"title":"Física Quântica na Escola Básica: investigações para a promoção de uma Aprendizagem Conceitual, Histórica e Epistemológica","authors":"André Felipe Hoernig, Neusa Teresinha Massoni, Dimiter Hadjimichef","doi":"10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0044","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0044","url":null,"abstract":"O presente trabalho versa sobre possibilidades, tendências da literatura e estratégias didáticas para introduzir a Física Quântica no Ensino Médio, atentando para uma aprendizagem conceitual, visando conciliar História e Epistemologia com a aquisição de significados pelos educandos. Também buscamos trazer algum auxílio para professores, sobretudo quanto à escolha dos tópicos a serem ministrados, uma vez que não há total consenso na comunidade de Pesquisa em Ensino de Física quanto aos temas, a ordem, ou a forma como os diferentes assuntos desse campo podem ser ministrados. Nosso objetivo é apresentar algumas possibilidades para o Ensino de Física Quântica, através de um estudo teórico na forma de uma breve revisão da literatura e entrevistas curtas com professores especialistas, o que guiou o planejamento e execução de uma atividade prática na forma de um Módulo Didático. Concluímos que, dentro das diversas possibilidades quanto à execução de uma atividade didática, é possível um encaminhamento para uma aprendizagem mais conceitual, com a indicação de que alguns temas, como Interferência e Difração, são fundamentais e merecem grande atenção em uma unidade de ensino.","PeriodicalId":49620,"journal":{"name":"Revista Brasileira De Ensino De Fisica","volume":"70 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"86323657","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-01DOI: 10.1590/1806-9126-rbef-2020-0232
Haroldo C. D. Lima Junior, Pedro V. P. da Cunha, Carlos A. R. Herdeiro, L. Crispino
Neste artigo analisamos as sombras de buracos negros girantes de Kerr e a sua ligação com a primeira imagem de um buraco negro obtida pela colaboração internacional Telescópio Horizonte de Eventos. Obtemos analiticamente a sombra do buraco negro girante de Kerr a partir da forma das órbitas esféricas de fótons. Também utilizamos o método numérico denominado de tracejamento inverso de raios para gerar imagens que ilustram a percepção visual de um observador na presença de um buraco negro girante com e sem um disco de acreção.
{"title":"Sombras de buracos negros: desvendando a física por detrás da imagem de M87","authors":"Haroldo C. D. Lima Junior, Pedro V. P. da Cunha, Carlos A. R. Herdeiro, L. Crispino","doi":"10.1590/1806-9126-rbef-2020-0232","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1806-9126-rbef-2020-0232","url":null,"abstract":"Neste artigo analisamos as sombras de buracos negros girantes de Kerr e a sua ligação com a primeira imagem de um buraco negro obtida pela colaboração internacional Telescópio Horizonte de Eventos. Obtemos analiticamente a sombra do buraco negro girante de Kerr a partir da forma das órbitas esféricas de fótons. Também utilizamos o método numérico denominado de tracejamento inverso de raios para gerar imagens que ilustram a percepção visual de um observador na presença de um buraco negro girante com e sem um disco de acreção.","PeriodicalId":49620,"journal":{"name":"Revista Brasileira De Ensino De Fisica","volume":"33 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"79738293","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-01DOI: 10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0090
M. Thomaz
Abordamos a questão do movimento de uma part́ıcula com massa variável observada a partir de um referencial inercial. Consideramos duas situações diferentes de corpos com massa variável: (i) o valor de massa intŕınseca da part́ıcula varia ao longo do tempo; (ii) consideramos um sistema de part́ıculas cujo o valor da massa do centro de massa (CM) varia, sendo que o conjunto é formado por part́ıculas, essas com massa constante, mas cujo o número de part́ıculas que o constituem varia no tempo. Mostramos que a Segunda Lei de Newton distingue o caso em que a massa intŕınseca da part́ıcula varia ao longo tempo da situação em que temos sistemas compostos de part́ıculas cuja massa total varia com o tempo. No primeiro caso, estudamos as consequências da equação de movimento de um part́ıcula com massa variável não ser covariante em referenciais inerciais sob as transformações galileanas. Nós também mostramos que a equação que descreve a dinâmica do CM de um sistema com número variável de part́ıculas preserva a equivalência de todos os referenciais inerciais sob as transformações galileanas. Verificamos a não conservação do vetor de momento linear do CM de um conjunto de part́ıculas livres durante o tempo em que uma part́ıcula sai ou entra no sistema. Palavras-chave: Mecânica, Segunda Lei de Newton, part́ıcula com massa variável, part́ıcula com massa intŕınsica variável, referencial inercial, centro de massa (CM) de um sistema com massa variável, momento linear, energia mecânica.
{"title":"Newton’s Second Law of a particle with variable mass","authors":"M. Thomaz","doi":"10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0090","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0090","url":null,"abstract":"Abordamos a questão do movimento de uma part́ıcula com massa variável observada a partir de um referencial inercial. Consideramos duas situações diferentes de corpos com massa variável: (i) o valor de massa intŕınseca da part́ıcula varia ao longo do tempo; (ii) consideramos um sistema de part́ıculas cujo o valor da massa do centro de massa (CM) varia, sendo que o conjunto é formado por part́ıculas, essas com massa constante, mas cujo o número de part́ıculas que o constituem varia no tempo. Mostramos que a Segunda Lei de Newton distingue o caso em que a massa intŕınseca da part́ıcula varia ao longo tempo da situação em que temos sistemas compostos de part́ıculas cuja massa total varia com o tempo. No primeiro caso, estudamos as consequências da equação de movimento de um part́ıcula com massa variável não ser covariante em referenciais inerciais sob as transformações galileanas. Nós também mostramos que a equação que descreve a dinâmica do CM de um sistema com número variável de part́ıculas preserva a equivalência de todos os referenciais inerciais sob as transformações galileanas. Verificamos a não conservação do vetor de momento linear do CM de um conjunto de part́ıculas livres durante o tempo em que uma part́ıcula sai ou entra no sistema. Palavras-chave: Mecânica, Segunda Lei de Newton, part́ıcula com massa variável, part́ıcula com massa intŕınsica variável, referencial inercial, centro de massa (CM) de um sistema com massa variável, momento linear, energia mecânica.","PeriodicalId":49620,"journal":{"name":"Revista Brasileira De Ensino De Fisica","volume":"61 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"78899996","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2021-01-01DOI: 10.1590/1806-9126-RBEF-2020-0355
Paulo Renda Anderson, Carlos Mergulhão Júnior, Moacy José Stoffes Júnior, Cléver Reis Stein
Neste trabalho apresentamos o desenvolvimento de um conjunto didático para a simulação do efeito estufa, intensificação do efeito estufa e estudo da influência das mudanças nas coberturas da Terra na temperatura média do ambiente. A ideia se originou perante a escassez de experimentos capazes de demonstrar os fenômenos físicos presente no estudo destes temas, que são importantes tanto do ponto de vista científico, quanto do senso comum. O equipamento construído consiste em dois ambientes inertes delimitados por cúpulas de vidro e no interior deles são instalados sensores de temperatura e pressão controlados pelo Arduino. Ambas as cúpulas são irradiadas por ondas eletromagnéticas de mesma intensidade e as curvas de temperatura em função do tempo são apresentadas simultaneamente na tela do computador pelo software Arduino (IDE). Um dos ambientes está conectado a um cilindro de gás, que tem a função de aumentar a concentração de dióxido de carbono no ar. Outra demonstração apresentada é a variação do albedo com a mudança da cobertura da superfície na temperatura média do meio. Concluímos que este equipamento é uma importante ferramenta experimental para assessorar os professores de Física no estudo de diversos tópicos, tornando as suas aulas atrativas e interativas.
{"title":"Simulação do Efeito Estufa, da intensificação do Efeito Estufa pela presença de CO2 e do impacto da mudança da cobertura da Terra na temperatura média do meio utilizando o Arduino","authors":"Paulo Renda Anderson, Carlos Mergulhão Júnior, Moacy José Stoffes Júnior, Cléver Reis Stein","doi":"10.1590/1806-9126-RBEF-2020-0355","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2020-0355","url":null,"abstract":"Neste trabalho apresentamos o desenvolvimento de um conjunto didático para a simulação do efeito estufa, intensificação do efeito estufa e estudo da influência das mudanças nas coberturas da Terra na temperatura média do ambiente. A ideia se originou perante a escassez de experimentos capazes de demonstrar os fenômenos físicos presente no estudo destes temas, que são importantes tanto do ponto de vista científico, quanto do senso comum. O equipamento construído consiste em dois ambientes inertes delimitados por cúpulas de vidro e no interior deles são instalados sensores de temperatura e pressão controlados pelo Arduino. Ambas as cúpulas são irradiadas por ondas eletromagnéticas de mesma intensidade e as curvas de temperatura em função do tempo são apresentadas simultaneamente na tela do computador pelo software Arduino (IDE). Um dos ambientes está conectado a um cilindro de gás, que tem a função de aumentar a concentração de dióxido de carbono no ar. Outra demonstração apresentada é a variação do albedo com a mudança da cobertura da superfície na temperatura média do meio. Concluímos que este equipamento é uma importante ferramenta experimental para assessorar os professores de Física no estudo de diversos tópicos, tornando as suas aulas atrativas e interativas.","PeriodicalId":49620,"journal":{"name":"Revista Brasileira De Ensino De Fisica","volume":"69 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2021-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"89340021","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":0,"RegionCategory":"","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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