Resumo em Português:

Neste trabalho calcula-se o domínio de segurança relacionado ao lançamento de projéteis perto da superfície terrestre. Leva-se em consideração uma força de resistência proporcional à velocidade do projétil (regime laminar) e proporcional ao quadrado da velocidade (regime turbulento).

Resumo em Inglês:

In this work we compute the safety domain related to projectiles fired close to the Earth's surface, taking into account a linear (laminar regime) and a quadratic drag force (turbulent regime).

Resumo em Português:

Ondas de Alfvén são ondas transversais que se propagam ao longo das linhas de campo magnético e podem ser geradas em qualquer fluido eletricamente condutor permeado por um campo magnético. Foram deduzidas em 1942 por Hannes Alfvén através das equações do eletromagnetismo e da hidrodinâmica. A confirmação experimental de sua existência ocorreu sete anos depois, através do estudo de ondas em mercúrio líquido. Já se sabe que essas ondas constituem um mecanismo importante de transporte de energia e momentum em vários sistemas hidromagnéticos, tanto astrofísicos quanto geofísicos. Foram observadas em plasmas interplanetários, na fotosfera solar e na magnetosfera terrestre, onde podem causar as atividades magnéticas chamadas HILDCAAs. Pela sua alta ocorrência e pelo seu papel na ligação e troca de informações entre regiões distintas do espaço, constituem um campo de investigação de interesse crescente, tanto através do seu estudo no meio interplanetário e em laboratórios, quanto por simulações computacionais.

Resumo em Inglês:

Alfvén waves are transversal waves that propagate along magnetic field lines. They can be generated in any fluid able to conduct electricity and in the presence of a magnetic field. The waves were matematically discovered in 1942 by Hannes Alfvén using electromagnetic and hidrodinamic equations. Experimental confirmation of their existence took place seven years later by investigations about waves in liquid mercury. It is known that these waves are an important mechanism of energy and momentum transport in many hidromagnetic system, both astrophysical and geophysical. The waves have been observed in interplanetary plasmas, at the solar photosphere and terrestrial magnetosphere, where they can lead to magnetic activities called HILDCAAs. Due to their high level of ocurrence and important role in the connection and exchange of information between different regions of space, the waves constitute an important field of study, through their investigation in the interplanetary space and laboratories and also by computational simulations.

Resumo em Português:

Após introduzir o conceito de incerteza, distinguindo procedimentos de avaliação da incerteza do tipo A e do tipo B, o presente artigo discute a lei de propagação da incerteza definida no Guia para Expressão da Incerteza da Medição, apresentando sua dedução e fundamentos. O objetivo deste trabalho é introduzir um procedimento alternativo que permite calcular a incerteza que se propaga das grandezas de entrada para a grandeza de saída sem referência explícita a derivadas parciais. Como o procedimento alternativo proposto é relativamente simples e compartilha o mesmo domínio de validade da própria lei de propagação da incerteza, é possível perceber seu valor para a introdução de conceitos e procedimentos metrológicos desde as primeiras atividades experimentais realizadas em laboratórios de física básica superior.

Resumo em Inglês:

After introducing the concept of uncertainty and procedures for evaluating type A and type B uncertainties, we discuss the law for propagation of uncertainty in the Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement and its underlying assumptions. The main goal of this paper is to introduce an alternative procedure for estimating uncertainty that propagates from the input to output quantity without explicit reference to partial derivatives. As this alternative procedure is relatively simple and shares the same validity of the law for propagation itself, it is possible to perceive its value to the introduction of metrological concepts and procedures from the earliest experimental activities performed in higher education Physics' laboratories.

Resumo em Português:

Um sistema simples para fazer fotografia ou vídeos em estéreo baseado em dois espelhos que dividem o campo da imagem foi criado no ano 1988, e recentemente adaptado para câmera digital. Reporta-se algumas possibilidades para se fazer estéreo 3D bicolor com programas de computador.

Resumo em Inglês:

A simple system to make stereo photography or videos based in just two mirrors was made in 1988 and recently adapted to a digital camera setup. Possibilities in the use of computer software to make anaglyphic stereo are also reported.

Resumo em Português:

Nós investigamos as soluções de uma equação hidrodinâmica de campo médio utilizando aproximações variacionais com o objetivo de estudarmos a formação de gap sóliton iluminado em um gás de bósons e em um gás de férmions degenerado confinados por um potencial transversal e uma rede óptica periódica unidimensional. Através da aproximação variacional nós estudamos a possibilidade de que a não linearidade efetiva para férmions ou coeficiente de interação para bósons atuando em combinação com o potencial de rede óptica permite o surgimento de gap sólitons fundamentais em diferentes dimensões apresentando um comportamento peculiar em função do potencial químico.

Resumo em Inglês:

We investigate the solution of a mean-field-hydrodynamic equation using variational approximation with the aim of study the formation of fundamental gap solitons in a Bose gas and in a degenerate Fermi gas when trapped by one transversal potential and a single-periodic one-dimensional optical lattice. By variational approximation we study the possibility that the effective nonlinearity or interaction coefficient acting in combination with the potential of the optical lattice which allows the appearance of solitons in different dimensions presenting a peculiar behavior in function of the chemical potential.

Resumo em Português:

A geometria diferencial de curvas é aplicada à dinâmica de uma partícula em movimento no espaço tridimensional. As propriedades geométricas da trajetória são expressas em termos de grandezas dinâmicas associadas ao movimento. Estudamos, em particular, a conexão entre a curvatura, a torção e a força a que a partícula está sujeita. São encontradas as condições gerais que uma força deve satisfazer para que a trajetória seja plana independentemente das condições iniciais.

Resumo em Inglês:

The differential geometry of curves is applied to the dynamics of a particle moving in tridimensional space. The geometric properties of the trajectory are expressed in terms of dynamical quantities associated with the motion. In particular, we study how curvature and torsion are connected with the force on the particle. General conditions are found that a force has to satisfy in order that the trajectory lies on a plane irrespective of the initial conditions.

Resumo em Português:

Os valores estacionários da amplitude de uma onda de tensão em ambos os extremos de uma linha quarto de onda foram determinados através de uma análise de transiente, para um frente de onda incidente de tensão senoidal. Foram levadas em conta as múltiplas reflexões e transmissões parciais da onda incidente, junto com o acúmulo de fase devido à propagação. Foram também derivadas expressões genéricas para o caso mais geral de uma linha de comprimento qualquer. Foi mostrado que existe uma total analogia entre o estudo apresentado neste trabalho e a reflexão e transmissão de ondas eletromagnéticas na interface entre dois médios dielétricos diferentes.

Resumo em Inglês:

The stationary values of voltage amplitude wave in both extremities of a quarter wavelength line were determined trough a transient analysis, for an incident sin-type voltage wavefront. Multiple partial reflections and transmission of the incident wave were taken account, together with the phase shift due to propagation. Generic expressions for the general case of a line of arbitrary length were also determined. It was shown that there is analogy between the formalism developed in this work and the reflection and transmission of electromagnetic waves, in the interface between two different dielectric medium.

Resumo em Português:

O presente trabalho pretende elucidar, através de uma abordagem didática, erro no cálculo do trabalho realizado pela força de atrito cinético. Esse assunto, frequentemente, apresenta-se de forma equivocada em diversos livros de física no nível universitário.

Resumo em Inglês:

This work aims to elucidate, through a didactic approach, miscalculation of work done by frictional force. This issue presents itself so controversial in several books of physics at the university level.

Resumo em Português:

O presente trabalho consistiu na montagem e testes, na disciplina Energia Eólica do curso de Engenharia Mecânica, de uma bancada cujo objetivo é o levantamento de curvas de potência para diferentes pás de aerogeradores, com torção e comprimento da corda calculados pelo método do momento do elemento de pá (BEM). Desta forma as pás foram projetadas e construídas, o aerogerador foi montado e teve levantado seu gráfico de desempenho, que apresenta o coeficiente de potência gerado no eixo versus a velocidade específica na ponta da pá (lambda). Para a realização dos experimentos foi utilizado um ventilador de coluna com potência de 200 W, que gerou uma velocidade média do vento de 3,8m/s, medida com anemômetro portátil. Os testes foram realizados com uma turbina bipá em escala de 1:4, projetada e construída com o perfil S809, que obteve coeficiente de potência máximo de 20,57%. A curva de desempenho da turbina foi traçada, demonstrando sua boa adequação a projetos de aproveitamento de energia eólica.

Resumo em Inglês:

The present article consists in the development of a new bench to measure the power curves of different wind turbine blades. The components were built and tested to assure adequate measurements and secure operation. The bench was used in the Wind Energy class of the Mechanical Engineering undergraduate and graduate programs. It allows the measurements of the power curves of different wind turbine blades. Using the blade element momentum method (BEM) to calculate the pitch angles and chord lengths, blades were manufactured and tested. The performance was determined by the power curves, which represent the power coefficient versus the tip speed ratio (lambda value). In the experiments, a 200 W fan generated an average wind speed of 3,8 m/s, measured with a portable anemometer. The tests were carried out with a two-bladed turbine, designed (S809 profile) on a 1:4 scale. These blades achieved a maximum performance coefficient of 20,57%. The performance curve was plotted, demonstrating the bench good adequacy to wind energy assessment projects.

Resumo em Português:

Este artigo trata do estudo de um sistema dinâmico de massa variável onde se implementa o experimento da corrente de elos cuja extremidade está unida através de um fio a um corpo suspenso na máquina de Atwood. O movimento harmônico amortecido do sistema foi observado. O princípio fundamental da dinâmica foi empregado na obtenção da taxa de variação temporal da aceleração linear do movimento ascendente da corrente. O emprego de uma filmadora digital no processo experimental possibilitou a caracterização do movimento através do registro da posição dos corpos envolvidos em função do tempo, de uma maneira simples e econômica. Um software de domínio público (VirtualDub) foi usado para a seleção dos quadros da filmagem. As variáveis dinâmicas obtidas experimentalmente foram confrontadas com os resultados esperados baseados na teoria, com boa concordância. Comparações foram feitas entre estes resultados com os obtidos através do emprego de fotogates (sensores) comerciais dispendiosos. A ineficácia dos fotogates foi verificada na coleta das variáveis dinâmicas no início do movimento.

Resumo em Inglês:

This paper deals with the study of a variable mass dynamic where is developed the Atwood machine experiment with variable mass of a resting chain in which one end is attached to a fine string which passes over a pulley and carries a weight. The damped harmonic oscillation was observed. The Newton's second law was employed to obtaining of the upward motion of the chain. Using a digital camera and free software VirtualDub it was possible to record the evolution of the space-time and to reproduce it in a number of frames in a low cost operation. Good agreement was obtained between experimental results and the predictions of the movement dynamical variables. Comparisons between these results and those obtained using expensive photogates were done. These photogates shown bad results of the measurements done at the beginning of the movement.

Resumo em Português:

Muitos professores da Educação Básica (EB) não abordam conceitos relacionados a Astronomia e quando o fazem, seguem livros didáticos os quais muitos contêm erros conceituais, a Astronomia está entre os conteúdos a serem ministrados na EB e faz parte do currículo proposto pela Secretaria da Educação do Estado de São Paulo. Com o propósito de minimizar algumas deficiências, que foi elaborado um Curso de Extensão Universitária para Professores da Diretoria de Ensino Regional (Mauá, Ribeirão Pires e Rio Grande da Serra) com os seguintes objetivos: levantar as concepções alternativas; subsidiar os professores por meio de palestras, discussões e oficinas; e verificar a aprendizagem após o curso. Para tanto, foram aplicadas dezesseis questões antes do curso e dezesseis após, com isso verificou-se resultados bastante satisfatórios.

Resumo em Inglês:

Many Basic Education's teachers (EB) don't deal concepts related to astronomy and when they do so, they just follow didactic books which contain many conceptual errors. Astronomy is one of the contents taught in the EB and is part of the curriculum proposed by the Education Department of the State of São Paulo. With the intention to minimise some deficiencies, a University Extension Course for teachers of the Diretoria de Ensino Regional (Mauá, Ribeirão Pires and Rio Grande da Serra) was conducted with the following objectives: to raise alternative conceptions, to subsidise teachers by means of lectures, discussions and workshops, and to check the learning after the course. Therefore, sixteen questions were applied before and after the course. The results were quite satisfactory.

Resumo em Português:

Este trabalho apresenta uma abordagem para a solução de problemas de escoamento tridimensional de fluidos com aplicação no problema da cavidade cúbica com tampa deslizante. A quantidade de movimento é modelada pelas equações de Navier-Stokes, as quais são discretizadas utilizando o método de diferenças finitas. A solução para o problema foi obtida utilizando o método SOR (Successive Over Relaxation) para resolver a equação de Poisson para pressão para cada passo de tempo. Apresentam-se os resultados de simulações numéricas na forma de gráficos da velocidade, pressão e superfícies de corrente. É observada a formação vórtices a partir do cantos da cavidade próximo à tampa deslizante. Os resultados generalizam a solução do problema da caixa bidimensional e mostram que as estratégias numérico-computacionais empregadas são válidas e possuem boa qualidade numérica.

Resumo em Inglês:

This paper presents an approach to solving problems of three-dimensional fluid flow with application to the problem cubic cavity with sliding covering. The fluid flow is modeled by the Navier-Stokes equations which are discretized using the finite difference method. The solution to the problem was obtained using the SOR method (Successive Over Relaxation) to solve the Poisson equation for pressure for each time step. The results of numerical simulations are presented as graphs of velocity, pressure and surface current. It is observed the formation of tridimensional vortices rising from the corners of the cavity near the covering. The results generalize the solution of the two-dimensional case and show the numerical-computational strategies employed are appropriated and exhibit good numerical quality.

Resumo em Português:

Neste artigo, os conceitos físicos envolvendo a tecnologia usada no Sistema de Posicionamento Global (GPS) são analisados do ponto de vista histórico e didático. As conexões existentes entre o funcionamento do GPS e as descobertas recentes da física, como a mecânica quântica e a teoria da relatividade, assim como os erros inerentes ao sistema, são descritos e exemplificados numericamente. Ao final, uma tarefa prática visando o melhor entendimento e familiarização com o sistema é sugerida. A partir da realização da atividade com alunos de graduação em física, algumas observações são feitas com o objetivo de orientar a execução da mesma.

Resumo em Inglês:

This work aims at describe historically and didactically the physical concepts on the technology employed in the Global Positioning System (GPS). The existing connections between the GPS and the early physical findings, like the Theory of Relativity and the Quantum Mechanics, and the inherent inaccuracies, are described and numerically exemplified. In the end, a practice task is proposed in order to improve understanding and familiarity with the system. From the performance of the activity made with undergraduate students of physics, some observations are made in order to guide its execution.

Resumo em Português:

Neste trabalho apresentamos as soluções analítica e numérica da equação de movimento de uma partícula clássica em um potencial pseudo-harmônico, definido como V(x) = ¹/2kx²+¹/2 a/x². Também calculamos a função de partição e obtemos algumas funções termodinâmicas do sistema.

Resumo em Inglês:

In this work we present the analytical and numerical solutions of the motion equation for a classical particle in a pseudo-harmonic potential given by V(x) = ¹/2kx²+¹/2 a/x². Also, we calculate the partition function and obtain some thermodynamic functions of the system.

Resumo em Português:

A liquefação do hélio e a descoberta da supercondutividade são dois das mais surpreendentes desenvolvimentos da física de baixas temperaturas. O fato que ambas ocorreram no laboratório de Kammerlingh Onnes em Leiden, na Holanda, não é mera coincidência: o primeiro foi indispensável para que os pesquisadores pudessem chegar à segunda. Do mesmo modo, a liquefação do hélio culminou após décadas de esforços em liquefazer os chamados "gases permanentes". Um estudo mais completo deste assunto requer a discussão de estudos que se estenderam por mais de 50 anos, ligando pesquisadores de diferentes países europeus.

Resumo em Inglês:

Liquefaction of helium and the discovery of superconductivity are two of the most striking developments in low temperature physics. The fact that both were carried out in the laboratories of Kamerlingh Onnes at Leiden is not mere coincidence; the first one was indispensable for the researches that led to the second one. On the same way, liquefaction of helium was the consequence of several decades of efforts addressed to the process for liquefy the so-called then 'permanent gases'. A whole study of this remarked subject must then include developments that extended, in his decisive step, more than a half of a century and that connect researches of many scientists throughout several European countries.

Resumo em Português:

Este artigo apresenta um comparativo das cosmologias aristotélica e ptolomaica, cujos modelos são detalhadamente descritos, e a concepção instrumentalista de Duhem sobre Ptolomeu para determinar a existência ou não do conflito epistemológico entre realismo e instrumentalismo na astronomia grega.

Resumo em Inglês:

This paper present a comparative between the Aristotle's and Ptolemy's cosmology, whose planetary models are shown in detail, and the Duhem's instrumentalism conception about Ptolemy to establish the existence or not of the epistemological conflict between realism and instrumentalism in greek astronomy.

Resumo em Português:

Neste artigo, descrevemos e analisamos a introdução e o uso da técnica das emulsões nucleares no Brasil. Apesar de pesquisas consistentes na área de raios cósmicos terem sido feitas na década de 1940 neste país, os físicos aqui começaram a empregar a técnica depois dos trabalhos de César Lattes em Bristol (Inglaterra) e Berkeley (EUA). Mesmo que a introdução da técnica tenha sido posterior à origem dela - datada do final da década de 1900 -, cientistas brasileiros se familiarizaram rapidamente com o método e o adotaram não só em raios cósmicos, mas também em física de partículas elementares e física nuclear, usando-o até recentemente. Neste artigo, estaremos preocupados com as causas dessa longevidade. Em outras palavras, por que a técnica de emulsões nucleares foi usada por tantos anos no Brasil, mesmo depois de seu abandono em centros de física no mundo? Adiantamos que a resposta para tal pergunta envolve questões históricas relacionadas à formação e à institucionalização da ciência - mais especificamente, da física - no Brasil, bem como razões econômicas, sociais e geográficas.

Resumo em Inglês:

In this paper, we describe and analyze the introduction and the use of the nuclear emulsion technique in Brazil. Even though consistent researches in cosmic ray physics had been done since the forties of the last century in this country, physicists here only began using this technique after Cesar Lattes' works in Bristol (England) and Berkeley (US). Despite being the implantation of the technique in this country posterior to the origin of the method itself - dated from late 1900s -, Brazilian scientists were quickly familiarized with it and adopted it not only in cosmic rays, but also in particle physics and nuclear physics, employing it until recently. In our work, we will be concerned with the reasons of this longevity. In other words, why were the nuclear emulsions technique employed for so many years in Brazil, even after its vanishing in physics researches centers in the world? We advance here that the answer to this question involves the institutionalization of science in Brazil - mainly physics - and economical, social, and geographic reasons.

Resumo em Português:

Nossa proposta neste trabalho é utilizar o conceito de quasi-história como perspectiva de análise para a forma de apresentação didática de conteúdos de física. Pretendemos mostrar as transformações sofridas pelo conhecimento, desde os primeiros registros até a forma como ele aparece nos livros didáticos. O conteúdo a ser trabalhado é o experimento de Stern-Gerlach, geralmente associado à descoberta do spin do elétron, e que desempenhou um importante papel no desenvolvimento da teoria quântica no século XX. Analisando os trabalhos originais e utilizando alguns fatos da história da ciência, discutiremos as modificações sofridas por este conteúdo até a forma em que ele é apresentado nos livros didáticos utilizados nos cursos de graduação em física e engenharias.

Resumo em Inglês:

The aim of this work is to use the concept of quasi history to analyze the form of didactical presentation of the physics contents. We intend to stress the changes made to the knowledge, since the first records by the way it appears in textbooks. The content to work is the experiment of Stern-Gerlach, usually associated with the discovery of the electron spin, and which played an important role in the development of quantum theory in the twentieth century. Analyzing the original work and using some facts of history of science, we will discuss the modifications made by this content to the form in which it is presented in textbooks used in graduate courses in physics and engineering.

Resumo em Português:

Rediscutimos a validade da lei de Gauss no caso de distribuições discretas e contínuas de carga que se estendem por todo o espaço.

Resumo em Inglês:

We rediscuss the validity of Gauss's law in the case of homogenous discrete and continuous charge distributions fulfilling all space.