Resumo em Português:

Para melhorar o ensino de Física no Brasil reconheço ser necessário aumentar o número de professores formados anualmente. Mas apenas isso não é o bastante e suficiente; ao mesmo tempo é imprescindível melhorar a formação inicial dos professores. Uso os trabalhos de alguns físicos reconhecidos, um deles agraciado com o prêmio Nobel de Física, para discutir algumas alternativas da melhoria a formação inicial dos professores de Física e que podem ser estendidas ao ensino de Física para outros cursos de graduação.

Resumo em Inglês:

To improve the teaching of Physics in Brazil I recognize that it is necessary an increase in the number of annually graduated teachers. But this is not enough or sufficient; at the same time it is essential to improve the initial education of teachers. The works of some recognized physicists were used to argue alternatives and principles that could help to improve the initial education of physics teachers. Both can be extended to the teaching of Physics for other undergraduate courses.

Resumo em Português:

Apresentamos e discutimos iniciativas e participações em projetos inovadores para formação do Educador em Física nos regimes padrão-presencial e no novo necessário - a distância, comprometido com escala mais ampla no contingente de matriculados e egressos. A partir dos registros de matriculados e egressos na graduação em Física e áreas afins em 2003 e de projeções da demanda para os próximos dez anos de diversas frentes e distintos níveis de escolaridade, concluímos pela necessidade da plena expansão dos cursos de licenciatura em Física na modalidade a distância, sob responsabilidade dos consórcios de IES públicas, visando, dentre outros aspectos de relevância social, contribuir para a interiorização do conhecimento científico, ainda muito deficitário no país.

Resumo em Inglês:

We present and discuss initiatives and participation in innovation projects for pre-service teacher training in the presencial and in the, new and necessary, distance-learning modalities, committed with a wider scale of enrollment and graduation figures. From the enrollment and graduation registers in Physics and related areas in 2003, and from projections of demand for the next ten years in different school levels, we concluded for the necessity of fully expanding of courses of pre-service physics teachers' education in the distance-learning modality, under the responsibility of consortia of public higher education institutions aiming, among other aspects of social relevance, to contribute to the development of inland scientific knowledge, still very deficient throughout the country.

Resumo em Português:

São apresentadas algumas reflexões sobre o uso das Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs) e o Ensino a Distância (EAD) no ensino da Física. Em particular discorremos sobre as motivações, as condições e o potencial da contribuição da EAD a melhoria do ensino de Física.

Resumo em Inglês:

Some reflections on the use of the Information and Communication Technology (ICT) and the e-Learning in the teaching of the Physics are presented. In particular we discourse on the motivations, the conditions and the potential of the contribution of the e-Learning to the improvement of Physics teaching and learning.

Resumo em Português:

Nós determinamos a velocidade de rotação do padrão espiral da galáxia através da observação dos locais de nascimento de aglomerados abertos de estrelas no disco galáctico em função da sua idade. Nossa medida não depende de qualquer modelo da estrutura espiral, como a existência de um certo número de braços, ou a presença da barra na região central. Os resultados, primeiro confirmam que uma fração dominante dos aglomerados abertos se formam nos braços espirais. Nós encontramos o resultado de que os braços giram como corpos rígidos, como predito pela teoria clássica de ondas espirais, e mostramos que o raio de corrotação encontra-se próximo à órbita solar galáctica. Essa proximidade tem muitas conseqüências interessantes, como a preservação da vida na Terra e um novo entendimento da história de formação estelar na vizinhança solar e da evolução da abundância de elementos no disco galáctico.

Resumo em Inglês:

We determine the rotation velocity of the spiral pattern of the Galaxy, by direct observation of the birthplaces of open clusters of stars in the galactic disk as a function of their age. Our measurement does not depend on any specific model of the spiral structure, like the existence of a given number of spiral arms, or the presence of a bar in the central regions. The results first confirm that a dominant fraction of the open clusters are formed in spiral arms, a question which has been a subject of controversy. We find that the spiral arms rotate like a rigid body, as predicted by the classical theory of spiral waves, and show that the corotation radius is close to the solar galactic orbit. This proximity has many interesting consequences, like the preservation of life on the Earth, and a new understanding of the history of star formation in the solar neighborhood, and of the evolution of the abundance of elements in the galactic disk.

Resumo em Português:

Realizamos uma demonstração acessível do teorema de Thouless para um ou dois graus de liberdade, usando somente mecânica quântica elementar. Este teorema é especialmente útil para encontrar o vácuo relativo a um conjunto de operadores bosônicos transformados. Outra motivação é a existência de experimentos envolvendo íons capturados ou campos em eletrodinâmica quântica de cavidades, usualmente modelados por osciladores harmônicos interagindo linearmente.

Resumo em Inglês:

We perform an accessible demonstration of Thouless theorem for systems of one and two degrees of freedom, using only elementary quantum mechanics. This theorem is specially useful to ¯nd the vacuum of a transformed set of bosonic operators. A further motivation comes from experiments involving few trapped ions or ¯elds in cavity quantum electrodynamics, usually modelled by few linearly interacting oscillators.

Resumo em Português:

O método Lattice-Boltzmann (LB) tem sido utilizado como um modelo alternativo para a simulação computacional da dinâmica de fluidos regida pelas equações de Navier-Stokes. É fundamentado na equação de transporte de Boltzmann, que serve como base da teoria cinética. Devido ao seu grande potencial para a análise de problemas com geometrias complexas, tem sido amplamente aplicado para a descrição de escoamentos de fluidos com um ou mais componentes em meios porosos, principalmente para o estudo de fenômenos interfaciais. Neste trabalho, um modelo LB com potencial de interação entre partículas foi utilizado para a modelagem da interface líquido-vapor. Este método possibilita a simulação de equilíbrio de fases através de uma equação de estado que possui o comportamento semelhante à equação de van der Waals. O método também permite a inclusão de termos de interação entre partículas distintas, de modo que as interfaces líquido-sólido e vapor-sólido podem ser facilmente simuladas. Alguns resultados de simulação são apresentados para problemas que envolvem a transição de fase líquido-vapor, a coexistência de uma gota líquida com seu vapor e a molhabilidade de superfícies sólidas. Adicionalmente, o método é aplicado para o problema dinâmico de uma torneira gotejante. Os resultados obtidos mostram que o método pode ser utilizado para simulação de uma ampla variedade de sistemas complexos com relação às interfaces fluido-fluido e fluido-sólido.

Resumo em Inglês:

The Lattice-Boltzmann (LB) method has been used as an alternative model for the computational simulation of fluid dynamics governed by Navier-Stokes equations. It is based on the Boltzmann transport equation, which works as the foundation of kinetic theory. Considering its suitability for complex geometry problems, it has been widely applied for the description of fluid flow with one or more components inside porous media, especially for interfacial phenomena studies. In this work, a LB model with an interaction potential among particles was used for modelling of the liquid-vapor interface. This method makes possible the simulation of phase equilibrium based on an equation of state similar to the van der Waals equation. The method allows the inclusion of interaction terms among different particles, so that liquid-solid and vapor-solid interfaces can be simulated. Some simulation results are presented to the problems involving the liquid-vapor phase transition, coexistence of a liquid droplet with its vapor and wettability on solid surfaces. Additionally, the method is applied to the dynamical problem of a dripping faucet. The obtained results show that the method can be used to simulate a large diversity of physical phenomena with respect to fluid-fluid and fluid-solid interfaces.

Resumo em Português:

Um pêndulo duplo submetido a torques externos é usado para introduzir alguns fundamentos da teoria de Sistemas Dinâmicos para os cursos de graduação em Física, logo após o aluno ter cursado a disciplina de mecânica analítica. Este sistema mostra-se um bom exemplo para a introdução de tais técnicas. As equações de movimento de Hamilton indicam a existência de soluções estacionárias (pontos de equilíbrio) no espaço de fase do modelo. A identificação da natureza desses pontos de equilíbrio permite a descrição da dinâmica do sistema na vizinhança linear destes. Além disso, os resultados obtidos na vizinhança linear de um ponto de equilíbrio não são alterados pela introdução de torques externos constantes não-nulos. Neste trabalho enfatiza-se a análise da vizinhança linear dos pontos de equilíbrio.

Resumo em Inglês:

A double pendulum submitted to external torques is employed to introduce some basic fundamentals of dynamical systems theory to physics undergraduate courses, soon after the student takes the analytical mechanics discipline. This system is a good example for the introduction of such techniques. Hamilton's equations of motion indicate the existence of stationary solutions (equilibrium points) in the phase space of the model. The identification of the nature of these points allows the description of the system dynamics around their linear neighborhood. Moreover, qualitative results obtained in the linear neighborhood of a fixed point are not changed by the introduction of non-vanishing constant external torques. This work emphasizes the analysis of the linear neighborhood of the equilibrium points.

Resumo em Português:

O estudo da dependência da posição dos níveis de energia das impurezas profundas em semicondutores com a temperatura é um problema bastante interessante, e sua evidência experimental é discutida por vários autores. Neste artigo propomos um modelo teórico bastante simples, a partir do conhecimento da secção de choque de fotoionização e de alguns parametros associados aos fónons, para o entendimento deste comportamento.

Resumo em Inglês:

The temperature dependence of impurity levels in semiconductors is a very interesting problem in the domain of deep levels impurities. Its evidence in experimental results is reported by many authors. However, the interpretation on theoretical basis requires sophisticated models. In this paper we propose a very simple model that allows to extract the relevant parameters from the experiment without needing heavy computation.

Resumo em Português:

As constantes de mola de espirais de caderno e de tubos de látex foram determinadas utilizando procedimentos experimentais acessíveis à maioria dos laboratórios. Mostramos que as espirais de caderno seguem a lei de Hooke enquanto o tubo de látex tem uma força de restauração não linear com a deformação. Determinou-se a velocidade que um projétil de alguns gramas pode atingir ao ser arremessado por um estilingue feito com tubos de látex. A quantidade de movimento adquirida por pequenos projéteis arremessados desta maneira pode ser fatal.

Resumo em Inglês:

The elastic constants of helicoidal plastic springs used in notebooks and latex tubes were determined through simple experimental procedures available in most laboratories. We show that the notebook spirals obey the Hookes law while the latex tubes have a non-linear restoring force under deformation. We determine also the velocity of a projectile of a few grams thrown by a slingshot made of latex tubes. The momentum acquired by the projectile using such apparatus could be lethal.

Resumo em Português:

Estuda-se a redução da ascenção (externa) de líquido em bastões cilíndricos gerado pela sua curvatura.

Resumo em Inglês:

We study the shorter meniscum rise in the contact liquid - cylindrical rod caused by its curvature.

Resumo em Português:

Neste artigo, faço uma revisão dos métodos de resolução de problemas dinâmicos usados antes que as equações de Newton fossem descobertas, escritas na forma diferencial e fossem universalmente aceitas. Os argumentos que fundamentam essas soluções tornam inteligíveis equações, que, de outra forma, permaneceriam misteriosas e frutos de um pensamento mágico.

Resumo em Inglês:

In this paper I review the methods used to solve problems in dynamics that were used before the newtonian equations were found, put in differential form, and universally accepted. The arguments on which the laws of dynamics were founded are rationale that make intelligible equations that otherwise would remain misterious and magic.

Resumo em Português:

A biomecânica é a ciência que estuda e quantifica o movimento humano, utilizando os princípios da mecânica. Sua aplicação em artes marciais ainda é pouco freqüente, especialmente para movimentos de Kung-Fu. O presente trabalho propõe um modelo para determinar o deslocamento da mão em função do tempo em um golpe de Kung-Fu. Para validar o modelo, três indivíduos tiveram seus golpes filmados por uma câmera rápida com uma taxa de 1000 Hz. A importância do uso de velocidades e acelerações instantâneas no estudo de movimentos fica muito bem evidenciada no presente trabalho que mostra a aplicação desses conceitos em um assunto que normalmente é de grande interesse dos alunos em geral. Os resultados confirmam a hipótese de que a força muscular resultante de um movimento de Kung-Fu Yau-Man é constante antes do impacto e mostram como diferentes análises dos mesmos dados podem implicar em resultados distintos.

Resumo em Inglês:

Biomechanics is the science that studies and quantifies human motion using the principles of mechanics. Its application to martial arts is not frequent, particularly for Kung Fu movements. The present paper proposes a model to obtain a space-time function for a Kung Fu strike. To validate the model, a high-speed camera at 1000 Hz filmed three strikes from three individuals. The importance of using instantaneous velocities and accelerations on the study of movement is very clear in the present paper, which shows an application of theses concepts to a subject interesting for students in general. The results show that the resultant muscle force is constant during the Kung Fu strike and that different analysis of the same data can produce different results.

Resumo em Português:

Neste trabalho descrevemos uma experiência didática em que foi introduzido o uso de Tecnologias de Informação e Comunicação no Ensino de Física em nível médio a fim de ampliar as possibilidades de produzir ganhos na aprendizagem dos estudantes. Especificamente, criou-se um sítio sobre gravitação e temas afins e utilizou-se a plataforma de educação a distância TelEduc para se criar um ambiente virtual de aprendizagem potencialmente significativo para a aprendizagem deste tópico por parte de estudantes da primeira série do Ensino Médio de uma escola particular e tradicional de Porto Alegre, tendo como fundamentação especialmente a Teoria de Aprendizagem Significativa de Ausubel.

Resumo em Inglês:

In this work we describe the use of Technologies of Information and Communication on the high school physics teaching in order to extend the possibilities to improve the students learning. For this purpose we had constructed a site on gravitation and similar subjects and we had used a learning management system (TelEduc) to create an virtual environment potentially meaningful to the learning of this topic by first-year students of a traditional private high school of Porto Alegre, based on Ausubel's meaningful learning theory.

Resumo em Português:

A proposta deste trabalho é apresentar ao professor de Física do ensino médio uma forma de empregar recursos computacionais para esclarecer e aprofundar conceitos de Física que são explorados de forma limitada por não se poder recorrer ao Cálculo Diferencial e Integral. O pêndulo simples é usado como protótipo para o tratamento sugerido. Mostramos que apenas com o auxílio de uma planilha eletrônica - sem a necessidade, portanto, de conhecimentos avançados de computação - é possível criar um ambiente para o aluno testar o processo de convergência numérica e obter informações do comportamento do sistema a partir de análises gráficas.

Resumo em Inglês:

The proposal of this work is to present a way to explore computational tools to clarify concepts in the high school Physics classes that are briefly explored since it is not possible to use diferential and integral calculus methods. The simple pendulum is used as a prototype to the suggested treatment. We show that with only the use of a spreadsheet - without requiring advanced computation knowledge - it is possible to create an environment to the student to test the numerical convergence processes and to obtain information about the behavior of the system based on graphical analysis.

Resumo em Português:

Estuda-se a transição entre os comportamentos quântico e clássico do gás perfeito, atribuindo-a ao fenômeno quântico da abertura do pacote, quando, em densidades decrescentes, ela se sobrepõe ao efeito localizador das colisões.

Resumo em Inglês:

The transition between the quantum and clasical behavior of the perfect gas is studied and attributed to the openning of the wave packet when, for decreasing gaz densities, it becomes more important than the locallizing action by collisions.