Revista Brasileira de Física Tecnológica Aplicada

Published by Universidade Tecnologica Federal do Parana
Online ISSN: 2358-0089
Publications
-Relação tensão versus deformação na Elasticidade Mecânica
-Chapa de aço 1010 acoplada à máquina de tração universal
Utilizou-se a técnica de speckle aplicada a amostras de aço 1010 na busca de responder, conforme relata esse trabalho, se é possível relacionar os universos óptico e mecânico na determinação das propriedades dos materiais. A análise gráfica que compara os resultados de tensão versus deformação no regime elástico entre os universos óptico e mecânico mostrou que a relação entre os módulos de elasticidade é constante na amostragem utilizada. O valor médio encontrado para essa constante foi = (7,9 ± 0,6)×10-2 com uma diferença percentual relativa média entre as amostras de 1,0%, indicando que esse valor é uma propriedade intrínseca do material. A diferença percentual média entre os coeficientes de Poisson ópticos e mecânicos foi 1,0%, o que mostra que essa propriedade é igual nos dois universos estudados.
 
Características de perfil aerodinâmico
-Representação das forças atuantes em um perfil aerodinâmico, representadas pelos vetores L, D, N e A
-Contorno de pressão para diferentes ângulos de inclinação: (a) -3°; (b) 0°; (c) 2°; (d) 4°
-Contornos de velocidades para diferentes ângulos de inclinação: (a) 3°; (b) 0°; (c) 2°; (d) 4°
-Coeficientes Adimensionais
A engenharia tem representado um papel importante no desenvolvimento de equipamentos fluidodinâmicos. Os ventiladores industriais, ailerons, misturadores e turbinas são exemplos de equipamentos em constante desenvolvimento. Para o aprimoramento destes equipamentos faz-se necessário o estudo por intermédio de testes experimentais, modelos em escala ou ferramentas computacionais. No desenvolvimento e análise de perfis aerodinâmicos, o projeto pode ser executado por intermédio de ferramentas CFD (Computational Fluid Dynamics). O presente estudo tem como objetivo solucionar o escoamento no entorno do aerofólio Eppler 423, utilizando o modelo de turbulência γ-Reθ e o módulo Fluent do programa computacional Ansys Student para obtenção de informações de coeficiente de pressão, contornos de turbulência, pressão e velocidade. Os principais coeficientes aerodinâmicos foram obtidos para uma ampla faixa de ângulos de ataque. Foi constatada a formação de bolha ao observar-se a distribuição do coeficiente de pressão ao longo da corda em conjunto aos gráficos de linha de corrente.
 
Aluminum alloys are widely used as structural materials in the aerospace industry due to low weight, high mechanical strength and enduring corrosion resistance. Their resistance to corrosion is attributed to the rapidly formed stable oxide film (Al2O3) which spontaneously forms itself on the surface of the material. However, in the presence of aggressive ions, such as halides, aluminum alloys are subject to a localized process of corrosion. The electrochemical behavior of 7081-T73511 and 7050-T7451 aluminum alloys employed in the aerospace industry was investigated using a 0.6 M NaCl solution under the conditions of a controlled mass transport employing a rotating disk electrode. The theoretical limiting current density was determined by the Kouteki-Levich equation. The results confirmed that the inter-metallic Al7Cu2Fe acts as preferential cathode generating the galvanic coupling and the dissolution of the aluminum matrix around it.
 
-Foto do carrinho que servirá como sonda linear simulado micro controlada
-Imagem do dispositivo HC-SR04 usado para medir distâncias
-Ambiente de desenvolvimento de texto para escrita do código
-Avaliação do sinal de distância
-Tela interativa de resultados coletados pelo sensor
A robótica educacional estabelece um ambiente multidisciplinar que favorece a identificação e resolução de problemas do mundo real. Vale salientar, que além da Física, inúmeras áreas podem utilizar a robótica educacional para ampliar as possibilidades de aprendizagem. Desta forma, este trabalho tem como objetivo descrever como uma simulação de uma sonda linear de baixo custo e micro controlada possui a aplicabilidade à área de ensino de Física. Para o desenvolvimento da simulação de uma sonda linear foi utilizada uma placa de micro controlador simples ESP32 e um sensor ultrassônico HC-SR04. Para o desenvolvimento da interlocução entre as estruturas de hardware e os componentes acoplados na sonda linear simulada, foi utilizada a linguagem de programação em C++. Por fim, com base nas estruturas que compõem o carrinho, que simula uma sonda linear através de seus componentes, é possível utilizá-lo em diversos modos de operação, mas aqui destacam-se os conteúdos pedagógicos de cinemática no ensino de física.
 
Apresenta-se neste trabalho uma investigação dos efeitos sobre a formação científica deacadêmicos de um curso de Engenharia provocados pela aplicação da Metodologia dosProblemas Geradores de Discussões. Propõe-se a aplicação do Problema Gerador deDiscussões Pressão como resposta às solicitações das Diretrizes Curriculares Nacionais doscursos de Engenharia como forma de promover a realização de atividades de ensino quecontribuam no processo de construção das competências desejadas ao perfil acadêmico.No referencial teórico, os autores apresentam, em síntese, a estrutura do PGD Pressão esua forma de aplicação e estabelecem, por meio de um paralelo entre as DCN e a Teoria daAprendizagem Significativa, parâmetros para análise dos efeitos. Entende se que aaplicação do Problema Gerador de Discussões Pressão promoveu atividades de ensinolevando os alunos a realizar : cálculos, análises, discussões, propor procedimentos práticos,etc., potencializando a formação das competências acadêmicas solicitadas pelas DCN deanálise e compreensão de fenômenos físicos e a construção de novos conhecimentos.
 
p>Nesse trabalho foram estudadas amostras de resina fotoelástica, pela técnica de fotoelasticidade, envolvendo dois tipos de materiais: alumínio e cobre. As franjas de interferência observadas foram comparadas e contrastadas com as de uma amostra padrão. O instrumento utilizado para captura dos dados foi um polariscópio linear. Foi realizada uma análise qualitativa de dados em função das observações feitas com os dados colhidos através de uma câmera fotográfica. Verificou-se que houve mudanças nos padrões das franjas em todas as amostras. As principais diferenças foram: (i) nitidez nas cores; (ii) curvatura e (iii) quantidade de franjas. Com essas observações, concluiu-se que é possível estudar determinadas propriedades desses materiais, como exemplo a resistência mecânica, porém através de processos que envolvem análises quantitativas das observações, apontando, assim, para uma continuidade desse trabalho. </p
 
-Vista lateral do pêndulo duplo estudado por meio da videoanálise
-a) Amortecimento no batimento acoplado relativo à coordenada x(t); b) Amortecimento no batimento acoplado relativo à coordenada y(t)
-Retrato de fases de um pêndulo simples para um intervalo de tempo de 12,9 s
Este artigo apresenta a videoanálise como uma ferramenta para o estudo de pêndulos acoplados fora do regime de pequenas oscilações. A técnica permite investigar a evolução temporal das amplitudes dos pêndulos constituintes, para diferentes configurações iniciais. O trabalho é concentrado em uma configuração especial, que evolui no tempo revelando um regime de batimento. Como destaque, vê-se que a variação temporal observada nas amplitudes pode ser associada a um mecanismo de troca energética entre os pêndulos constituintes. A investigação descrita permite não só estudar possíveis padrões na evolução temporal de sistemas não lineares semelhantes, como também possibilita uma avaliação do amortecimento ao qual o sistema encontra-se sujeito.
 
-Caracterização micrográfica da ZAC
-Resultados de microdureza ao longo da junta soldada
-Potencial de corrosão por pite para o aço SA231 TP316L
-Potencial de corrosão por pite para o aço SA790 S32205 (DUPLEX)
-Potencial de corrosão por pite na zona fundida
O presente trabalho visa avaliar as propriedades metalúrgicas das zonas fundidas e da zona afeta pelo calor (ZAC) em união dissimilar ASME SA – 213 TP 316L e ASME SA – 790 S32205. O aço inoxidável Duplex e o metal de adição selecionados apresentam classificação AWS 309MoL. Para soldagem dos corpos de provas foi realizado o processo de soldagem TIG (Tungsten Inert Gas). Durante todo o processo foi utilizado o gás Argônio como gás de purga e foi feito controle da energia de soldagem entre a primeira e a segunda camada de solda. A junta dissimilar foi caracterizada por ensaio de macro e micrografia, ensaios de dureza e ensaio de corrosão por pite em meio de NaCl. Os resultados macrográficos mostram que a junta soldada teve uma diluição de 44%. Este valor é expressivo para as juntas soldadas em aços inoxidáveis porque pode afetar as suas propriedades metalúrgicas. As microestruturas na ZAC e na zona fundida próximas ao aço apresentam morfologias típicas de austenita de Widmannstätten e austenitas alotriomorfas. Os ensaios de corrosão por pite mostram que o metal de solda apresenta um potencial de corrosão maior que os metais de base.
 
In the present work, an experimental analysis was performed to obtain the calibration curve of three load cells connected in series. The control of the load applied on a given component is an important factor in some engineering applications, for example, in cases where it is desired to increase the heat exchange between two surfaces. One of the ways to control the applied load is the use of load cells, which has as its principle of use a strain gauge that has its resistance varied when it undergoes a deformation, thus causing a voltage variation due to the application of load. This study used an ArduinoTM microcontroller as a data acquisition system and blocks with known mass for load application. In this way it was possible to obtain the calibration curve of the load cells by means of linear regression between the mass of the blocks and the data obtained by the ArduinoTM microcontroller and verify their applicability according to their measurement uncertainties.
 
-Configuração dos componentes dos testes
Durante o lançamento, um foguete se submete a elevados níveis de ruído sonoro em decorrência da queima de seu propelente. Tais cargas acústicas são capazes de afetar os elementos internos do veículo, provocando excitações vibracionais que são a causa de diversas falhas, principalmente em seus componentes eletrônicos e instrumentos localizados na carga paga. Com o intuito de prever a carga acústica incidindo sobre as regiões de interesse do foguete Hermes, em desenvolvimento pelo Grupo de Desenvolvimento Aeroespacial (GDAe) da UFC, o programa liftoff foi utilizado para calcular o nível de pressão sonora em diferentes pontos. Para verificar a confiabilidade dos cálculos do software, que usa como base uma técnica analítica de alocação de fontes ao longo do fluxo de exaustão do foguete, foi feita uma simulação usando os parâmetros de um motor Estes B6-5. Os resultados foram comparados com os dados obtidos durante o teste de bancada do motor, através da utilização de sensores de som ligados a um Arduino. A manipulação dos dados foi feita com o auxílio dos programas Microsoft Excel e PLX-DAQ. A simulação utilizando os parâmetros do foguete Hermes apresentou resultados de níveis de pressão sonora gerais superiores aos obtidos para o motor de classe B. O emprego do programa liftoff se mostrou oportuno na predição das cargas acústicas decorrentes do lançamento ou teste estático de um foguete de pequeno porte, atingindo resultados condizentes com os medidos em campo durante o teste dos motores Estes B6-5.
 
Since the Cold War period, turbine generators have proved to be an important alternative to the development of aerodynamic aircraft designs, and even so, there was little adherence to their use, among which we highlight, short takeoff and landing aircraft (STOL) and some models of military aircraft and commercial jet aircraft. In the USA and Brazil, in addition to other countries, they hold competitions to awaken technological innovation in the aeronautical field for engineering students: the SAE AeroDesign Competition (SAE - Society of Automotive Engineers). These contests allow teams from their countries to use points of difference in their design and, in some cases, to use small unmanned aircraft devices that have already been designed for huge aircraft, such as vortex generators. Therefore, we intend to adopt a Vortex Generator model for the Avoante Aeromec AeroDesign team airplane project (team from the Federal University of Ceara, Brazil - UFC), use Computational Fluid Dynamics (CFD) with turbulence modeling, as well as perform tests in a wind tunnel. Despite the problems found in comparing the results of the computational models with the prototype tests, it was possible to prove the efficiency of these vortex generators in the design of the team's airplane, observing the increase in the stall angle, reduction of the drag coefficient and increase of the coefficient lifting.
 
Este trabajo tiene el objeto de analizar los modelos mentales que emplean los alumnos de carreras de Ingenieria Electrica e Ingenieria en Sistemas de Informacion de la Universidad Tecnologica Nacional Facultad Regional Santa Fe, en conceptos relacionados con la Electrostatica. Para ello, se trataran de identificar los modelos que aplican despues de haber recibido los conocimientos teorico – practicos relacionados con conceptos asociados a la Ley de Coulomb y el Campo Electrico., cuando cursan la materia Fisica II. En particular, se analizaran las cohortes 2012 y 2013. Ademas, se investigara si la carrera determina el grado de conocimiento sobre estos conceptos. Finalmente, y aprovechando las ventajas del Analisis Estadistico Multivariado, se propondra una herramienta para realizar la clasificacion de los alumnos para su posterior seguimiento academico personalizado.
 
-CP de aço carbono SAE 1010 após 70 dias de exposição no leito do efluente
-CPs de aço inox AISI 304 (esquerda) e aço galvanizado (direita) após 70 dias de exposição no leito do efluente
-Perda de massa percentual dos materiais metálicos
Os ensaios de corrosão em campo são importantes para a determinação do comportamento dos materiais perante determinado meio corrosivo e estimar a sua durabilidade. Neste trabalho avaliou-se o desempenho de materiais metálicos no ambiente agressivo das águas residuais das Estações de Tratamento de Esgoto (ETE). Foram produzidos corpos-de-prova (CP) de aço carbono SAE-1010, aço inox AISI-304 e aço galvanizado os quais foram submetidos às condições reais do meio corrosivo em campo. Os materiais analisados foram acompanhados durante 460 dias realizando-se, periodicamente, a inspeção visual e o acompanhamento da perda de massa percentual e da taxa de corrosão. O aço galvanizado teve seu desempenho comprometido quando se iniciou a sua dezincificação, o que inutilizou o material. O SAE-1010 obteve perda de massa constante e taxa de corrosão decrescente. O AISI-304 foi o material que apresentou as menores perdas de massa percentuais e, consequentemente, as menores taxas de corrosão.
 
-Esquema do polariscópio linear por transmissão
-Trechos selecionados das imagens obtidas no polariscópio amostra P1 amostra P2
A Fotoelasticidade é uma ferramenta eficiente para determinação de tensões no interior de materiais fotoelásticos. Esses materiais apresentam a propriedade da birrefringência quando submetidos a esforços externos, devido às alterações nos estados de polarizações da luz transmitida através de sua estrutura. A partir de um polariscópio linear de transmissão é possível obter imagens coloridas de franjas que são utilizadas para encontrar as diferenças de tensões por meio de análise com o método de fotoelasticidade RGB. O objetivo desse trabalho é determinar as distribuições dessas diferenças de tensões em duas franjas consecutivas de imagens monocromáticas produzidas com auxílio de um filtro de cor verde em amostras fotoelásticas: pura e com um parafuso metálico inserido na estrutura. Os resultados apontam a possibilidade de uma análise quantitativa no estudo das propriedades dos materiais por método óptico não destrutivo.
 
Nesse trabalho, utilizou-se a técnica de speckle para estudar o tempo médio de secagem em amostras líquidas: corretivo líquido, liquid paper, colas de madeira e branca. Os dados, vídeos, foram capturados por uma câmera digital após o laser interagir, por reflexão, com a superfície das amostras. Cada vídeo foi separado em 16 grupos de 256 quadros, utilizados para obtenção dos arquivos THSP, Time History Speckle Pattern, que foram transformados em arquivos MOC, Matrizes de Coocorrências. Cada matriz MOC foi transformada em um valor de MI, Momento de Intensidades. Como cada MI está associado à um intervalo de tempo, foram construídos gráficos MI versus tempo para obtenção dos tempos de secagem das amostras. Com esses resultados, concluiu-se que o método apresentado é eficiente na determinação de tempos de secagem das amostras líquidas utilizadas nesse trabalho.
 
A Fototerapia é atualmente a terapia mais utilizada para o tratamento da hiperbilirrubinemia neonatal. Embora simples e eficaz, esta terapia não invasiva requer cautela e acompanhamento cuidadoso para garantir a segurança do tratamento. A eficácia da Fototerapia depende da fonte de luz, da dose de irradiância e da área superfícial exposta do corpo. Considerando que o espectro de absorção da bilirrubina in vivo encontra-se na região de 450 a 490 nm, luz com comprimento de onda na região do azul é considerada a mais eficaz para o tratamento da hiperbilirrubinemia neonatal. Nesse estudo, apresentamos o desenvolvimento de uma matriz de Light Emitting Diode (LED) com emissão na região do azul para ser utilizada no tratamento da hiperbilirrubinemia neonatal através do uso da Fototerapia. A fonte de alimentação para essa matriz de LED é baseada no retificador SEPIC para garantir operação com elevado fator de potência e mínima ondulação de alta frequência na corrente de entrada.
 
-Espectro de refletância calculado do substrato de InP
-Comparação entre a refletância do InP medida (curva preta contínua) e a calculada (curva vermelha tracejada)
-Comparação da curva experimental com calculada ajustada para o InP.
-Comparação entre a refletância do substrato com as camadas pin de InGaAs medida e a calculada.
-Comparação da curva de refletância experimental com calculada utilizando valores ajustados, para o substrato com camadas de InGaAs.
Buscando melhoria do desempenho de fotodetectores construídos sobre substrato de fosfeto de índio (InP), o presente trabalho mostra como cálculos computacionais, relativamente simples, permitem obter parâmetros ideais para escolha de materiais adequados à deposição de revestimentos antirrefletores (RAR), além de auxiliar na análise desses filmes. Por conta de seu índice de refração próximo do ideal, a alumina (Al2O3) foi identificada como uma boa opção de material para RAR. Utilizando a mesma metodologia, determinamos a espessura ideal da cama. Filmes reais foram depositados, por evaporação induzida por feixe eletrônico, e caracterizados. Os cálculos permitiram interpretar os dados coletados e determinar os índices de refração efetivamente obtidos. O experimento mostrou diminuições expressivas das refletâncias médias, tanto em substratos de InP sem camadas epitaxiais, quanto em substratos de InP com camadas epitaxiais de arseneto de gálio e índio, InGaAs. Os cálculos também permitiram identificar caminhos a seguir para melhorar o resultado.
 
A microtomografia de raios X (µCT) é uma técnica analítica não destrutiva emergente visualmente poderosa que oferece inovações e possibilidades de maiores desenvolvimentos na pesquisa de materiais. Embora suas aplicações sejam diversas e multidisciplinares, durante um longo período foi utilizada apenas como uma ferramenta de diagnóstico médico. Recentemente, a µCT vem se desenvolvendo e criando maiores possibilidades para a visualização de pequenos objetos em 2D e 3D de maneira a gerar informações importantes em diferentes áreas científicas. Desse modo, buscou-se, nesse trabalho, fornecer uma breve síntese seletiva das utilizações multidisciplinares que a técnica de µCT possui. A finalidade é estimular a exploração dessa tecnologia apresentando uma visão geral da ampla gama de questões e as diversas áreas de pesquisas científicas em que ela pode ser aproveitada como uma técnica analítica não invasiva, ou seja, não destrutiva. E, por fim, foram discutidas as possibilidades de aplicações e as vantagens específicas da microtomografia computadorizada.
 
O presente artigo apresenta relato do ensaio de uma atividade experimental desenvolvida no laboratório de Física. Desenvolveu-se um sistema contendo um disco rígido que, partindo do repouso, sofreu rotação plana, acelerada e sem atrito em torno de um eixo, devido ao impulso provocado pela ação de uma força externa. Por meio de instrumentos de medidas, entre eles, sensores de tempo, cronômetro digital, régua e dinamômetro obtiveram-se dados que permitiram comprovar experimentalmente a relação entre o impulso angular e a variação do momento angular de um corpo rígido.
 
O presente trabalho apresenta uma pesquisa envolvendo a questao da producao de filmes e animacoes didaticas e contextualizadas na historia da ciencia para o ensino de Fisica. E feito um resgate historico dos grandes projetos que envolveram o uso didatico e criativo de experimentos e fenomenos tratados a partir de uma perspectiva de animacoes, curta-metragens e filmes de apoio aos conteudos da ciencia fisica. Sera explorado o programa Algodoo como possibilidade de producao de animacoes do tipo hands-on . Para tanto, baseado em pesquisa sobre concepcoes fisica entre estudantes sobre um hipotetico experimento de gravitacao – um poco que perfura toda a Terra – e tracado um roteiro que vai do plano inclinado ao movimento pendular.
 
A técnica de difração de raios X (DRX) sempre foi bastante utilizada na caracterização de rochas terrestres, porém cada vez mais vem sendo utilizada na caracterização de meteoritos por brasileiros. Dessa maneira, o objetivo deste trabalho é apresentar de forma sintetizada e simples os conceitos gerais DRX para iniciantes ou para leitores que queiram saber sobre técnicas analíticas alternativas para identificação de minerais. Assim, não faz parte da proposta ter um aprofundamento detalhado da técnica, sendo que para maiores especificidades, os leitores poderão obter através de materiais complementares e com assistências de técnicos mais especializados no equipamento aquilo que for de seu interesse. Por fim, será apresentado alguns espectros obtidos por intermédio da utilização da técnica em um meteorito marciano e explicado de forma sucinta os resultados. Espera-se com isto, que este venha servir de material inicial e de apoio para estudantes que estejam começando a desenvolver interesses científicos e estejam procurando conceitos físicos de difração de raios X e sua aplicabilidade.
 
A metodologia dos Problemas Geradores de Discussões (PGD) coloca-se como proposta para atender as diretrizes dos cursos de Engenharia (DCN), no que tange à promoção de situações de ensino e aprendizagem que possibilitem a interação da ciência com a tecnologia em todas as dimensões da sociedade. Para a elaboração dessa metodologia o autor buscou orientações junto aos parâmetros das DCN, aos princípios educacionais do enfoque Ciência, Tecnologia e Sociedade (CTS) e nos fundamentos do ensino por meio de Problemas. Este trabalho apresenta a primeira parte de uma investigação dos efeitos da metodologia dos Problemas Geradores de Discussões no ensino da Física em uma turma de acadêmicos do curso de Engenharia de Química e tem por objetivo apresentar a metodologia PGD (MACHADO, 2009-a, 2009-b), os questionamentos do problema aplicado e os vislumbres de sua aplicação. Posteriormente serão apresentados três trabalhos complementares a esse com a investigação da aplicação do PGD proposto nesse trabalho. Um artigo apresentará a investigação sobre os efeitos relacionados ao problema gerador, outro apresentando a investigação sobre os efeitos relacionados às questões da formação científica e um quarto artigo apresentará os efeitos sobre as questões sociais. A proposta pretende levar os alunos a desenvolverem atividades em grupos: experimentais, cálculos e discussões, envolvendo o tema pressão relacionado ao ensino de estática dos fluidos, estudos dos gases e ciclo de refrigeração analisando os efeitos sobre a sociedade do uso de dispositivos que utilizam aplicações desses conhecimentos científicos.
 
Com o aumento da complexidade e do volume de operações nas indústrias de petróleo e mineração, há uma demanda cada vez maior para sistemas integrados de monitoramento de integridade estrutural, que incluem ensaios não destrutivos. Dentro deste contexto, apresenta-se nesse trabalho, por meio de uma investigação teórica, uma breve explanação sobre a viabilidade e flexibilidade da técnica de ultrassom, seguida das bases cientificas e tecnologias desta. Para tal, são apresentados os aspectos teóricos ligados à caracterização das ondas sonoras, a evolução histórica relativa aos estudos sobre ondas sonoras, as principais características da técnica de Ultrassom aplicadas a ensaios não destrutivos e a influência dos materiais nos ensaios de ultrassom. Desta forma, esse trabalho possibilita ao iniciante concluir a importância dessa técnica, além de propiciar os principais conceitos e técnicas.
 
Este trabalho investigou os benefícios gerados pelo curto-circuito controlado (CCC) do processo de soldagem Regulated Metal Deposition (RMD) em relação ao processo Pulsed Gas Metal Arc Welding (GMAW-P) quanto à aplicação de revestimentos anticorrosivos sobre aços de baixo-carbono. O estudo foi feito através de um comparativo entre processos, para tal, foram mantidos os valores de velocidade de arame, insumos e se trabalhou com velocidades de soldagem em faixas próximas sem comprometer a estabilidade do processo. Foram avaliados os aspectos visuais e geométricos dos depósitos através da análise macrográfica de corpos-de-prova e cálculo dos níveis de diluição impostos pelos processos, além de aspectos econômicos. Foram obtidos como resultados que o RMD apresentou um melhor acabamento de cordão, produziu uma área fundida menor com proporcional diluição sendo em torno de 8% a menos de metal base diluído, empregou menores quantidades de calor com leve inclinação para uma taxa de deposição de 7% a mais de metal depositado. Por fim, o RMD apresentou maior simplicidade operacional e menor consumo de energia.
 
Dentre as disciplinas de maiores aplicações experimentais se encontra a Física, e por esse motivo ela se torna um atrativo ao ingresso de alunos no universo das ciências exatas e tecnológicas. Entretanto, a prática experimental é muitas vezes suprimida no meio acadêmico devido às metodologias expositivas adotadas por muitos professores, o que subutiliza as estruturas laboratoriais das universidades e pode ocasionar uma grande improdutividade no aprendizado da disciplina. Este trabalho visa a concepção de um arquétipo metodológico objetivado na atenuação da mecanização do ensino de Física por intermédio de metodologias ativas na busca do aprendizado sólido por meio da imersão entre teoria e experimentação orientada pela teoria da aprendizagem significativa, a qual é fundamentada no conceito de que a aprendizagem ocorre através da associação hierárquica cognitiva das informações. Neste documento é apresentado um exemplo da metodologia pedagógica voltado à disciplina de Física III ou Eletromagnetismo, no qual em conjunto com a aprendizagem teórica ocorre o conhecimento pela experimentação por intermédio da construção de um protótipo experimental voltado à geração e utilização de um campo magnético alternado capaz de induzir uma força eletromotriz, em um enrolamento de espiras, suficiente para acionar uma calculadora científica comum e um conjunto de leds. A metodologia pedagógica proposta proporciona a concepção de uma sala de aula permissiva à aprendizagem significativa, o que torna os discentes sujeitos ativos em sua formação. O modelo induz a possibilidade de significativas melhorias na assimilação do conteúdo, o que traz consigo a capacidade de construção eficaz e consciente do tecido social por parte do alunado das referidas graduações.
 
um problema modelo
Apresenta-se nesse trabalho uma revisão teórica sobre o uso de problemas como estratégia de ensino e aprendizagem. Parte-se de um problema proposto por literatura especializada para o ensino de Física em cursos de Engenharia. Faz-se uma análise das informações contidas no enunciado do problema e propõe-se e se discute possíveis efeitos sobre a aprendizagem se o mesmo problema fosse apresentado aos alunos apoiado por um vídeo que reproduz a sua situação de forma dinâmica. Por fim, há uma análise dos possíveis efeitos da resolução desse mesmo problema se reproduzido em um laboratório didático.
 
Versório construído com colchete metálico, palito de dente e copo de plástico
Este trabalho tem como objetivo investigar a inserção de experimentos como ferramentas auxiliares para o processo de aprendizagem do ensino de Física. As etapas de pesquisa observaram a seguinte ordem: uma revisão bibliográfica para a fundamentação teórica do trabalho didático com experimentos no ensino de física, o desenvolvimento de experimentos de baixo custo com potencial de serem inseridos em aulas de física, a aplicação dos experimentos desenvolvidos em sala de aula, a sistematização dos dados obtidos, a interpretação dos resultados e as conclusões que foram possíveis tirar a respeito. O ponto de partida desta investigação foram ações de divulgação científica realizadas para alunos de escolas públicas do litoral norte paulista. Foram elaboradas, implementadas e analisadas oficinas didáticas permeadas pelo uso de atividades experimentais envolvendo conteúdos de física para alunos do ensino médio e superior. As atividades realizadas foram examinadas do ponto de vista do processo de aprendizagem que promoveram, a partir de registros elaborados pelos presentes. Os resultados apontam para a importância da realização de atividades experimentais no ensino de física, mesmo quando estruturadas a partir do uso de materiais considerados de fácil acesso.
 
Speckle, which is a branch of optics that studies the interference pattern caused by the incidence of coherent light in a material’s surface, has some optical techniques and methods that can be successfully applied to determine properties of materials. In this work we used the method called THSP, Time History Speckle Pattern, in samples made of AISI 1020 carbon steel that were submitted to the shielded metal arc welding (SMAW) process, with the objective of identifying (qualitatively) the level of irregularity on its welded surface, by comparing these samples with a default sample, made with the same material. The technique of spekle by reflection was used for data collection. The results showed quantitative diferences between the default welded sample and the other samples, and there are good perspectives that speckle can be applied to determine the quality of the welding process, since the results showed more accuracy than visual inspection.
 
-Fibra de carbono
-Ensaios de Granulometria para o agregado miúdo
-Corpos de prova de resistência a compressão uniaxial
-Resuldados do ensaio de compressão
A utilização de fibras naturais ou sintéticas tem ao longo dos anos ganhado espaço na produção de argamassas, na composição do concreto ou sendo incorporado como reforço em estruturas de concreto armado. Este trabalho apresenta o efeito da incorporação de fibras de carbono na resistência a compressão das argamassas, para posterior estudo em concretos. Foi utilizado um agregado miúdo classificado com granulometria média, fibras de carbono comerciais com comprimento de 2 cm e cimento Portland CPV ARI. O agregado miúdo e as argamassas foram obtidos e caracterizadas de acordo com as normas ABNT-NBR. Nas argamassas foram realizadas substituições de 0; 0, 1; 2 e 3% p/p de fibra de carbono em relação a massa total de agregado miúdo. Os resultados obtidos mostram que a incorporação de 1% de fibra de carbono proporciona um aumento de 26% na resistência a compressão.
 
-Visualização do planeta Marte, usando a ferramenta de zoom do Stellarium
-Visualização produzida pelo Stellarium, com dados a respeito de Sirius
Este artigo tem como objetivo investigar as potencialidades do uso do programa Stellarium como um recurso para a divulgação científica sobre tópicos de astronomia. Como forma de fundamentação teórica foi feita uma revisão bibliográfica acerca de diversos tópicos que se inter-relacionam com os eixos temáticos desta pesquisa e envolveram áreas como ensino de astronomia, tecnologias da informação e da comunicação e programas educacionais com simulações. Com este objetivo foi feita uma análise da literatura científica de referência disponível em artigos de revistas especializadas, trabalhos apresentados em congressos acadêmicos, livros, teses e dissertações. Os recursos do software Stellarium foram analisados para avaliar as formas pelas quais eles podem alavancar processos de ensino-aprendizagem em situações de sala de aula. Esta investigação teve um caráter exploratório e qualitativo de modo a levantar informações e permitir uma reflexão mais profunda sobre como trabalhar com simulações na educação. As atividades educacionais analisadas neste trabalho e que foram realizadas em ambientes de diferentes instituições de ensino (com apenas uma exceção, referente a uma ação que ocorreu de modo remoto por web-conferência), indicaram que o uso do Stellarium como recurso de divulgação científica colaborou, consideravelmente, para o despertar no interesse dos participantes por tópicos de Astronomia.
 
Apresenta-se nesse trabalho a proposta de uma atividade experimental sobre Medidas em laboratório didático de Física a ser aplicada em turmas de alunos recém ingressos em cursos de Engenharia. Propõe-se a determinação do peso específico do material de um corpo de prova por meio de dois métodos diferentes: a partir de medidas diretas do peso e do volume (ρd) utilizando-se de dinamômetro e copo graduado e a partir de medidas indiretas do peso e do volume (ρi) utilizando-se de paquímetro e balança eletrônica. Usou-se valor da aceleração da gravidade do local pré determinada pelo método da geodésica. Por meio da atividade proposta entende-se ser possível levar os alunos a conhecer e aplicar critérios de cálculos no laboratório além de conhecer e realizar medições com instrumentos de medida.
 
-Esquema representando o bloco deslizante e o diagrama de forças associado
-Esquema das configurações (C1), (C2) e (C3), juntamente com o diagrama de forças associado
-Tela do Tracker revelando a trajetória do objeto que se movimenta sobre a mesa (a), juntamente com o ajuste linear dos pontos experimentais (b)
-Tela do Tracker revelando a trajetória do objeto que se movimenta sobre a mesa (a), juntamente com o ajuste linear dos pontos experimentais (b)
-Tela do Tracker revelando a trajetória do objeto que se movimenta sobre a mesa (a), juntamente com o ajuste linear dos pontos experimentais (b)
O trabalho propõe um experimento de baixo custo para a determinação do coeficiente deatrito cinético entre duas superfícies em movimento relativo, permitindo discutir, combase em uma atividade investigativa, se esse coeficiente depende da massa do deslizanteou da superfície efetiva de contato deste objeto com o plano sobre o qual desliza. Aanálise experimental de diferentes configurações é realizada, buscando discutir ummecanismo de teste para o modelo dinâmico usual. A proposta visa preencher uma lacunaexistente na descrição das forças de resistência em livros didáticos clássicos, de nívelmédio e superior, onde ideias fenomenológicas estruturantes do conceito de atrito e seuscoeficientes são apresentadas de forma predominantemente teórica.
 
-Tela do Tracker revelando a trajetória seguida pela esfera analisada
-Relação entre a coordenada x e tempo t fornecida pelo Tracker, juntamentecom o ajuste linear dos pontos experimentais (t, x) após o primeiro rebote
Esse trabalho apresenta uma proposta experimental para o estudo de lançamentos oblíquos reais, por meio de uma catapulta caseira. Utilizando técnicas de videoanálise, foi analisado em detalhes o lançamento oblíquo de uma esfera, que após o lançamento exibe perda de energia mecânica devido ao primeiro contato com o solo. A videoanálise permite o estudo cinemático do fenômeno, além de propiciar uma avaliação sobre a energia mecânica do projétil. O trabalho busca contribuir para a inserção de aspectos fenomenológicos no ensino de física, apresentando a possibilidade de se investigar situações reais por meio da videoanálise, aproximando os estudantes de aspectos característicos do trabalho científico, nem sempre contemplados nos livros didáticos.
 
A equação que descreve a propagação de um feixe de laser colimado possui diversas soluções conhecidas como modos, um dos quais é o denominado modo gaussiano fundamental ou TEM00, no qual o principal modo dos feixes são produzidos por lasers comerciais. A caracterização espacial do perfil de um feixe de laser tem não somente importância pedagógica como também tem a sua relevância em pesquisas na denominada óptica não-linear. O presente artigo apresenta o método da lâmina para a caracterização dosparâmetros associados a um feixe de luz com perfil espacial gaussiano e apresenta uma metodologia de análise dos dados experimentais.
 
Neste trabalho, apresentamos a construção e utilização de um equipamento de baixo custo para obtenção de micro e nanofibras. Em ensaios iniciais realizados com este equipamento foram obtidos resultados promissores para produção de microfibras, nanofibras poliméricas e compósitos. Nestes ensaios foram investigadas a formação de nanofibras de Poli(vinil álcool) e do Poli(vinil pirrolidona), além de microfibras compósitos de polímero e nanopartículas cerâmicas. As nanofibras poliméricas foram caracterizadas quanto sua morfologia, forma e diâmetro, revelando uma morfologia e diâmetro médio distintos para cada sistema estudado. Análises dos espectros no infravermelho das fibras poliméricas revelaram a presença das típicas bandas observadas para os polímeros comerciais. As microfibras compósitos foram investigadas com base em imagens de microscopia eletrônica, tais imagens possibilitaram avaliar a dispersão da fase cerâmica na matriz. A dispersão observada foi regular e as microfibras que formam a matriz apresentaram uma morfologia também irregular, com diversos pontos de fusão e descontinuidade.
 
Imagem obtida via microscopia ótica, apresentando a junção em três etapas. Fonte: Próprio autor As propriedades elétricas foram determinadas pelo método de quatro pontas DC, através de medidas da resistência elétrica em função da temperatura (R x T) e tensão em função da corrente elétrica (V x I), fornecendo a Tc de transição para o estado supercondutor.  
Esquema para as medidas de quatro pontas. Fonte: Adaptado de Carvalho (1999)  
Difratograma de Raios-X da amostra. Fonte: Próprio autor A Figura 4 ilustra o comportamento R x T para as três junções construídas. Na Figura 4 (a), foi observado que antes da transição supercondutora a junção Josephson apresentava um comportamento ôhmico e sua temperatura crítica de transição foi de T c =110 K, o que corrobora com as temperaturas encontradas na literatura para fase (2223) (MAEDA et al, 1988). A Figura 4 (b) ilustra o comportamento R x T da segunda ponte, antes  
Comportamento R x T para as três junções esculpidas (a) Tc=110 K, (b) surgimento de um " fishtail " e (c) surgimento de duas temperaturas críticas de transição: Tc = 110 K e Tc = 88 K. Fonte: Próprio autor As curvas características V-I para as três pontes na temperatura de 77 K estão ilustradas na Figura 5. A Figura 5 (a) ilustra a curva característica V-I para a primeira ponte, entretanto, foi observado apenas um excesso de corrente elétrica quando a zero voltagem. Na Figura 5 (b), curva característica V-I para a segunda ponte, observou-se um excesso de corrente elétrica a zero voltagem e um pequeno salto entre 0,6 e 0,8 mV. A Figura 5 (c) ilustra a curva característica V-I para a terceira ponte. É possível observar um excesso de corrente elétrica em três valores de tensão: 0,7; 0,5 e 0 μV. A Tabela 1 apresenta os valores das correntes críticas (Ic) e densidade de corrente crítica (Jc) para as três pontes obtidas neste trabalho.  
Curva característica V-I para a temperatura de 77 K, (a) primeira ponte, (b) segunda ponte e (c) terceira ponte. Os " insets " em (c) mostra os saltos característicos da corrente elétrica do efeito Josephson. Fonte: Próprio autor  
Desde a descoberta dos supercondutores de alta temperatura crítica em 1986, suas propriedades têm sido extensivamente estudadas. Neste trabalho relata-se a construção de junções Josephson do tipo ponte, obtidas manualmente em uma pastilha de Bi1.6Pb0.4Sr2.0Ca2.0Cu3.0Ox. Os resultados mostram um salto da corrente elétrica na curva característica I versus V com voltagem nula, indicando o tunelamento Josephson.
 
-Geometria da câmara de combustão de motor foguete
-Fluxograma do algoritmo de otimização
-Gráfico do Fluxo de calor ao longo da seção longitudinal do motor foguete L75
-Fluxo de calor ao longo do eixo longitudinal do motor Ogum
Neste trabalho busca-se implementar computacionalmente um programa que forneça uma solução otimizada para o resfriamento regenerativo de um motor foguete bipropelente. A pesquisa busca uma solução para o cálculo do perfil de temperaturas em motores foguete bipropelente e propõe aplicar o método para motores com diferentes características. O programa implementado possui um otimizador baseado no método do gradiente descendente, o que permite determinar uma configuração dos canais de refrigeração que maximize o fluxo de calor, possibilitando maximizar a troca de calor entre as paredes do motor e o líquido de arrefecimento. A verificação do código gerado no trabalho foi realizada por duas maneiras: i) por meio da comparação entre o fluxo de calor ao longo de um motor experimental L75 do IAE (Instituto de Aeronáutica e Espaço) e ii) por meio de um comparativo do perfil de temperaturas com os resultados de outros autores. Além disso, a geometria dos canais de refrigeração otimizada foi gerada e posteriormente analisada para um segundo motor, o Ogum, projeto do GDAe (Grupo de Desenvolvimento Aeroespacial da Universidade Federal do Ceará – UFC). A aplicação e verificação do modelo para motores foguete com diferentes características demonstrou a capacidade de o programa operar com diferentes geometrias, propelentes e propriedades. A utilização da técnica de otimização permitiu que os valores de fluxo de calor fossem maximizados durante o funcionamento do motor, resultando em um método relativamente simples para determinar a geometria dos canais de refrigeração utilizados no projeto do motor.
 
Sintetizou-se, neste trabalho, duas séries de amostras de composição (100 – X)B2O3 + (X)Na2O (mol %) com X = 10, 15, 20, 25 e 30, e outra série similar dopada em 1 wt% de Nd3+ com o objetivo de observar a influência estrutural do Na2O por meio dos parâmetros de Judd-Ofelt. Utilizou-se de técnicas ópticas de aborção, fotoluminescência, polarização por reflexão e método de Arquimedes para obter índice de refração e densidade volumétrica das matrizes respectivamente. Os espectros de absorção óptica apresentaram bandas centradas em torno de 876, 804, 748, 739, 685, 624, 580, 523, 511, 460, 429 nm, e os espectros de fotoluminescência centradas em torno de 805, 877 e 1055 nm. Os resultados indicam alterações das bandas em função da concentração de Na2O consequentemente nas propriedades e parâmetros ópticos dos Nd3+. Este trabalho apresenta evidências experimentias de relevante modificação estrutural e luminescente dos Nd3+ advindas do uso de Na2O.
 
a) curva da resistência elétrica versus temperatura; (b) dR/dT versus T para diferentes valores de corrente elétrica aplicada.
-(a) curvas de V versus I e (b) derivadas dI/dT versus I para diferentes campos magnéticos aplicados
O entendimento e o controle da formação da fase supercondutora em supercondutores com alta temperatura crítica (Tc) é um fator de extrema importância para a obtenção das propriedades elétricas e magnéticas. Neste trabalho investigamos as propriedades supercondutoras exibidas por uma junção Josephson construída em filmes finos supercondutores do sistema BSCCO tratados termicamente em um forno de microondas. Os resultados mostram, para as medidas, nas quais foi aplicado o campo magnético, que quanto maior a intensidade do campo magnético aplicado maior será o alargamento nas curvas R x T. Já para as curvas características (VxI), quanto maior o campo magnético aplicado menor o excesso de corrente a zero voltagem. Com as medidas elétricas foi possível observar a transição supercondutora e investigar o valor da temperatura crítica.
 
Representação simplificada (a) e não simplificada (b) da entrada tangencial do ciclone
Apresenta-se, neste trabalho, um estudo sobre o comportamento fluidodinâmico do escoamento interno gás-sólido em um ciclone com entrada tangencial, acoplado a um leito fluidizado circulante, em função da variação do coeficiente de especularidade associado à interação das partículas com as superfícies do separador. Para isso, o método dos volumes finitos foi aplicado por meio do programa computacional ANSYS®Fluent®v. 19.2, a fim de resolver as equações governantes do escoamento multifásico descrito pela abordagem Euleriana-Euleriana com o uso da Teoria Cinética do Escoamento Granular (KTGF). Os modelos de Gidaspow, Schaeffer e k-epsilon foram empregados para traduzir os efeitos do arrasto, da viscosidade friccional e da turbulência, respectivamente. Os resultados das simulações foram confrontados com dados experimentais de pressão estática e da eficiência de separação de partículas em um ciclone de mesma geometria, conectado a uma unidade de leito fluidizado circulante em escala de laboratório e operada em condições atmosféricas.
 
-O esquema de forças atuantes no sistema
-Medidas das massas do disco e do corpo acelerador
O presente artigo apresenta relato do ensaio de uma atividade experimental desenvolvida para o ensino de Física em cursos de Engenharia em um laboratório didático de Física. Nessa atividade buscou-se determinar por dois métodos distintos o momento de inércia de um disco cilíndrico oco com eixo perpendicular à sua face plana e situado em seu centro de massa. Em um dos métodos determinou-se o momento de inércia a partir do uso de sua equação própria. No outro método utilizou-se da equação do torque, grandeza responsável pelo impulso angular provocado sobre o disco. Ao final da atividade os valores obtidos em cada metodo foram comparados por meio do cálculo de percentual de erro e obteve-se o resultado de 2,26% para a média dos tempos medidos e zero% para um valor específico entre os tempos medidos.
 
Obtención de R a través de una consigna inadecuada. Fuente: Comisión 11-IE, 2013)
Cálculo de la Resistencia equivalente Fuente: Comisión 02-ISI, 2012
Cálculo de la Req Fuente: Comisión 08-IE, 2013.
Este trabalho tem como objetivo descrever e analisar os resultados de uma proposta educacional baseadana utilização das Tecnologias de Informação e comunicação (TIC´s) em circuitos elétricos. Na experiência écomprovada experimentalmente a lei de Ohm, e a obtenção da resistência equivalente é deduzida para as disposiçõesem série e em paralelo. Em seguida, são analisados de forma descritiva as escritas dos relatórios do trabalho prático,com a intenção de vislumbrar se o a aprendizagem foi significativo. Os estudantes investigados pertenceram àscarreiras de Engenharia da Universidad Tecnológica Nacional Facultad de Regional Santa Fé, durante os anos 2012 -2013. Os resultados encontrados indicam que os efeitos sobre a aprendizagem foram signficiativos, porém, poderiamser melhores se os alunos tivessem passado por um treinamento no uso de TIC`s antes de realizar a atividadeproposta.
 
Top-cited authors
Cicero Cena
  • Universidade Federal de Mato Grosso do Sul
Guilherme Botega Torsoni
  • Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso do Sul (IFMS)
Marcos Roberto Ruybal Bica
  • Federal Institute of Education, Science and Technology of São Paulo
Gustavo Larios
  • Universidade Federal de Mato Grosso do Sul