Neste trabalho é apresentada uma proposta de ensino sobre conversão de energia, por meio da análise do funcionamento de um sistema constituído por uma roda de bicicleta acoplada à um alternador e farol, acionado por um motor. Este experimento proporciona uma oportunidade para discutir conversões de energia, explicitando os tipos de energia envolvidos no processo, a necessidade de alimentação do sistema e a eficiência no aproveitamento da energia. A proposta foi aplicada a uma turma do ensino médio, em que os alunos participaram de uma aula expositiva sobre energia juntamente com a demonstração do experimento. A análise dos dados coletados, por meio de questionários pré- e pós-teste, mostra que houve uma melhora no entendimento dos alunos em relação aos processos de conversão e dissipação de energia.

In this work we present a teaching proposal about energy conversion, through the analysis of a system consisting of a bicycle wheel connected to an alternator and a headlight, activated by an engine. This experiment provides an opportunity to discuss energy conversion, explaining the types of energy involved in the process, the need to power the system, and efficiency in energy use. The proposal was realized in a high school class, in which the students participated in a lecture about energy along with a demonstration of the experiment. The analysis of the data, collected via questionnaires before and after the class, indicates an improvement in the students’ understanding regarding energy conversion and dissipation processes.

Propomos a correção, por um fator adimensional, do termo quadrático na velocidade da força de arrasto de Oseen para que ela seja usada na determinação do coeficiente de viscosidade da glicerina através da medição da velocidade terminal de esferas em queda dentro do fluido. Esse fator incorpora o efeito da parede do recipiente sobre o movimento das esferas, analogamente à correção da força de Stokes pelo fator de Ladenburg, e permite compatibilizar a força de Oseen com os dados experimentais do coeficiente de arrasto até números de Reynolds próximos a 30. Admitindo uma relação de proporcionalidade entre esses fatores, o coeficiente de viscosidade passa a ser o coeficiente linear na relação entre a viscosidade que seria obtida se fosse considerada apenas a força de Stokes e o produto da velocidade terminal pelo diâmetro das esferas. A experiência com esferas de aço em queda dentro de tubos de diferentes diâmetros forneceu valores para o coeficiente de viscosidade compatíveis com a temperatura em que se trabalhou. Esse método pôde ser aplicado até números de Reynolds da ordem da dezena, relaxando a restrição de se trabalhar com números de Reynolds inferiores a 0,5 na determinação da viscosidade através do método de Stokes.

A correction to the term with quadratic dependency of the velocity in the Oseen's drag force by a dimensionless factor is proposed in order to determine the viscosity of glycerin through the measurement of the terminal velocity of spheres falling inside the fluid. This factor incorporates the effect of the container's wall over the movement of the spheres, analogously to the correction of the Stoke's force by the Landenburg factor, and permits to make the Oseen's force compatible with the experimental data for the drag coefficient up to Reynolds number near 30. Admitting a proportionality relation between these factors, the viscosity coefficient turns into a linear coefficient in the relation between the parameter that corresponds to the viscosity that would be determined if only the Stokes' force was considered and the product of the terminal velocity by the diameter of the spheres. The experiment with steel spheres falling inside tubes of different diameters showed values for the viscosity coefficient of glycerin compatible with the expected, for the temperature range worked. This method might be applied to Reynolds number of order of ten of the sphere's motion, relaxing the restriction of working with Reynolds numbers inferior to 0.5 for the determination of the viscosity through the Stokes' method.

Propomos um experimento alternativo para verificação da Lei de Malus, assim como para o entendimento dos conceitos de fotometria, polarização e formação de imagem em displays de cristal liquido, usando materiais de baixo custo. O arranjo experimental pode ser introduzido em qualquer grade curricular dos cursos de graduação em física, utilizando ferramentas facilmente acessíveis, como a câmera fotográfica digital, um polarizador removido de um aparelho celular e um monitor LCD de um computador. Uma razoável quantidade de dados fotométricos foi coletada e analisada através de um software de processamento de imagens, verificando com sucesso a Lei de Malus.

An alternative laboratory experiment for verifying Malus's Law, as well as understanding concepts of photometry, polarization and image formation on liquid crystal displays using low cost materials is proposed. The experimental setup could be introduced to any undergraduate curriculum using readily available tools, such as a digital camera, polarizer removed from a cell phone and a LCD laptop screen. A fairly amount of photometric data was collected and analyzed by an astronomical image processing software resulting in a successful verification of Malus's Law.

Neste trabalho propomos uma análise alternativa para a verificação da lei de Boyle, por meio de um arranjo experimental constituído por uma seringa ligada a um manômetro, que se baseia apenas nas grandezas que as escalas do arranjo permitem medir, que são a pressão manométrica e a variação do volume de gás dentro do equipamento. Mostramos que é possível obter uma relação linear entre o inverso das grandezas medidas, cujo ajuste aos dados experimentais permite inferir a pressão absoluta local e o volume total de gás contido inicialmente no equipamento, quantidades que não podem ser medidas diretamente neste caso. Tradicionalmente, os valores iniciais da pressão absoluta e do volume total do gás são introduzidos nos cálculos por meio de medições em experimentos complementares. Assim, defendemos a ideia de que é mais sensato verificar diretamente a compatibilidade dos dados experimentais com as relações estudadas na teoria que representam a lei de Boyle.

We propose an alternative way to verify Boyle's law. Our procedure uses only measurable quantities such as manometric pressure and the variation in the volume of the gas, in a setup consisting of a syringe connected to a manometer. Using simple algebra one can obtain a linear relation between the inverse of these variables. A linear fit of the experimental data provides estimates of the absolute pressure and the total volume (syringe plus hose), quantities that cannot be measured directly in this case. It therefore makes sense to verify the compatibility of the data with the linear expression representing Boyle's law, rather than introducing values for the initial absolute pressure and the total volume, which would have to be obtained in separate experiments.

Apresentamos um conjunto de atividades experimentais direcionadas ao ensino de física geral no 2° período dos cursos de engenharia organizadas na forma de uma sequência, em que os alunos exploram, testam e discutem o comportamento de uma borracha tracionada. Expandimos a expressão para a força elástica, acrescentando à lei de Hooke um termo quadrático que permite uma discussão didática dos parâmetros "módulo de Young" e "coeficiente de Poisson". A fundamentação teórica adotada no desenvolvimento da proposta se apóia na teoria sócio-histórica de Vigotski. Ao longo das atividades, buscamos formar novos conceitos somente a partir do momento em que os alunos tomaram consciência de suas necessidades.

It was presented an array of trial activities guided to the teaching of general physics in the second period of the engineering courses organized in the form of a sequence in which the students explore, test and discuss the behavior of a tracted rubber. It was expanded the expression to the elastic force, adding to Hooke's law a quadratic term which allows having a didactic discussion of the parameters "Young's module" and "Poissson's coefficient". The theoretical underlying adopted in the development of this proposal relies on Vigotski's social-historical theory. In the course of the activities, it was searched to form new concepts from the moment in which the students were aware of their needs.

Neste trabalho são apresentados alguns exercícios e atividades, elaborados para disciplinas de Astronomia Básica e inspirados na propos ta de exploração multicontextual de Ausubel, relacionando o conceito de magnitude limite ao poder de captação de luz de um instrumento ótico. Os resultados desses exercícios são comparados a contagens de estrelas, obtidas seja pela observação, a olho nu ou com instrumentos óticos, seja pelo uso de software do tipo carta celeste. O processo inclui a familiariza ção do estudante com o céu, com binóculos e telescópios e com vários softwares. São discutidas a relação dessas contagens com a distribuição espa cial das estrelas, e sua aplicabilidade a situações de ensino/aprendizagem.

We present a set of exercises and activities, designed for Basic Astronomy disciplines and inspired by Ausubel's multi-contextual approach, relating the limit magnitude concept to the light catching power of an optical instrument. These exercises are compared with stars count , through naked-eye observations, or those made with the aid of optical instruments, and through the use of star charts software. Meanwhile, the student has the opportunity to become familiarized with the sky, binocu lars and telescopes, as well as with several types of software. It is also dis cussed the relation of the stars count with the spatial distribution of these objects and their application in teaching/learning circumstances.

Um exercício de física básica consiste na análise da transferência de fluido entre dois reservatórios por meio de um sifão. Um exame cuidadoso dessa situação mostra que a aplicação do teorema de Bernoulli leva a erros conceituais se desprezarmos a viscosidade do líquido, como é em geral requerido no enunciado do exercício. Neste trabalho, além de discutir as inconsistências das possíveis soluções do problema, apresentamos um modelo mais completo para a descrição correta do sistema, mostrando que a perda de carga deve ser introduzida, não apenas para corrigir posteriormente a solução do problema, mas para lhe dar, antes de tudo, consistência lógica.

A basic physics problem consists in analyzing the transfer of fluid between two containers using a siphon. We show that a careful analysis of this situation, using Bernoulli's theorem, leads to conceptual misinterpretations if the fluid viscosity is neglected, as is usually required in the exercises. In this work, besides discussing possible solutions to the problem and identifying the conceptual mistakes involved, we present a model for the correct description of the system, considering energy loss in the siphon.