Resumo em Português:

O objetivo do presente artigo consiste em descrever a concepção de física teórica, desenvolvida pelo físico austríaco Ludwig Boltzmann (1844-1906). Não se trata de apresentar e explicar os seus importantes resultados científicos, mas, sim, de analisar qual era a sua visão acerca desse ramo da Física que se consolidou, institucional e metodologicamente, durante a sua carreira. Boltzmann ocupou algumas das primeiras cátedras de física teórica, criadas na Alemanha e na Áustria nas duas últimas décadas do século XIX, o que lhe permitiu contribuir para que esse domínio passasse a desfrutar de uma relevância raramente vista por uma especialidade.

Resumo em Inglês:

This article describes the Boltzmann's conception of physical theory, which was mainly developed between the final years of the 19th century. It is not our purpose to describe and to explain his outstanding scientific results, but to analyze his view of this domain of the physical science, which was consolidated at that time. Boltzmann was elected for some of the first chairs in theoretical physics created in Austria and Germany. This fact permitted him to play a very important role in the process of institutionalization of theoretical physics.

Resumo em Português:

O objetivo do presente trabalho é proporcionar uma visão geral sobre a obra de Boltzmann em Física. Algumas de suas contribuições mais importantes são discutidas e contextualizadas.

Resumo em Inglês:

The goal of the present work is to present an overview of Boltzmann's work in Physics. Some of his most significant contributions are discussed and contextualized.

Resumo em Português:

O objetivo deste trabalho é investigar a construção de uma abordagem estatística como recurso heurístico de compreensão das relações entre mecânica e termodinâmica no interior do programa de pesquisa de Ludwig Boltzmann (1844-1906). Neste contexto, a função de distribuição das velocidades moleculares de J.C. Maxwell (1831-79), acerca da qual Boltzmann fará diferentes leituras, desempenhará um papel central na medida em que é a partir dela que novos instrumentos heurísticos surgirão, tais como os conceitos de ''ensemble estatístico" e ''probabilidade de estado", que representam um esforço conceitual no sentido de associar aos estados do fenômeno sob análise a probabilidade da sua realização.

Resumo em Inglês:

The purpose of this paper is to investigate the construction of a statistical approach as a heuristic tool to understand the relations between mechanics and thermodynamics inside Ludwig Boltzmann's (1844-1906) research program. In this context, J.C Maxwell's (1831-79) distribution function of molecular velocities, which Boltzmann interpreted in different ways, will have a central role for being the source of new heuristic tools, such as the ''statistical ensemble" and the ''probability of state". These represent a conceptual effort as they associate the probability of its realization to the state of the phenomenon under analysis.

Resumo em Português:

Boltzmann foi um dos criadores da mecânica estatística, disciplina que combina, de forma surpreendente, a mecânica, o atomismo e a probabilidade. Neste artigo comemorativo discutimos dois aspectos da interpretação e uso de idéias probabilísticas na mecãnica estatística clássica: o conceito de ensemble a a noção de tipicalidade.

Resumo em Inglês:

Boltzmann was one of the creators of statistical mechanics, a discipline which combines, in a surprising fashion, mechanics, atomism and probability. This comemorative paper discusses two aspects of the use and interpretation of probabilistic ideas in classical statistical mechanics, namely, the notion of ensemble and of typicality.

Resumo em Português:

Uma das facetas pouco conhecidas de Ludwig Boltzmann diz respeito a sua fascinação pela aviação. Em 1894, em uma palestra de muita repercussão, na qual fez voar pelo auditório uma réplica de uma aeronave, Boltzmann defendeu veementemente investimentos na área. Discuto neste artigo o envolvimento de Boltzmann, a repercussão de sua palestra e sua correspondência com dois pioneiros da aviação, Otto Lilienthal e Wilhelm Kress.

Resumo em Inglês:

One of the less known sides of Ludwig Boltzmann was that of his passion for air travel. In a talk in which he even had a model airplane fly over the audience, Boltzmann vehemently defended further investments in the area. In this paper I discuss his involvement with the subject, how his talk was received as well as his correspondence with two flight pioneers, Otto Lilienthal e Wilhelm Kress.

Resumo em Português:

Apresentamos neste artigo duas construções distintas do ensemble ortogonal gaussiano. Para tornar esse trabalho mais didático, usamos as matrizes de ordem dois. Dessa forma, obtivemos analiticamente: a distribuição das matrizes, a distribuição de um elemento da matriz, a distribuição dos espaçamentos, a distribuição de uma componente de um autovetor e a densidade de estados. Para confirmar os cálculos, apresentamos as simulações numéricas.

Resumo em Inglês:

In this paper we present two distinct constructions of the gaussian orthogonal ensemble. For didactic purposes we consider matrices of dimension 2. In this manner we obtain analytical results for the distribution of the elements of the matrices, the spacing, one component of the wave functions and also the density of states. We compare our analytical results with numerical simulations.

Resumo em Português:

Este trabalho apresenta uma revisão dos aspectos ligados à influência das nuvens sobre o clima como também seus impactos no desenvolvimento científico, tecnológico e econômico de diversos setores da atividade humana. Conceitos básicos da física de nuvens são discutidos. Também são apresentadas as metodologias mais modernas para a determinação da cobertura de nuvens a partir de medidas feitas na superfície e por satélite.

Resumo em Inglês:

This work is a review on the clouds influence on the weather/climate as well as on its impacts in applied sciences, technology and economic sectors. Basic concepts on cloud physics and its role in the climate system are presented, followed by current methods to determine the cloud cover amount from satellite images. A new method to determine the sky cloud cover, developed by the authors is also presented with its first results.

Resumo em Português:

Neste trabalho apresenta-se uma análise das respostas de 74 alunos universitários a questões referentes a lei de Gauss para a eletricidade em uma disciplina de Física Geral. A partir dessa análise foram identificadas três categorias de dificuldades apresentadas pelos alunos: 1) na interpretação da lei, 2) na sua operacionalização matemática e 3) nos conceitos de superfície gaussiana e fluxo de campo elétrico. Estas dificuldades são analisadas sob o referencial teórico dos modelos mentais de Johnson-Laird. A causa apontada como geradora destas dificuldades seria a de que os alunos não teriam sido capazes de construir modelos mentais e esquemas de assimilação que dessem significado aos conceitos envolvidos e, menos ainda, à própria lei. Provavelmente, a instrução (aulas e livro de texto) recebida não teria sido adequada para facilitar a construção de tais modelos.

Resumo em Inglês:

This paper presents an analysis of the answers of 74 college students to questions regarding Gauss's law for electricity in an introductory physics course. From these answers three categories of difficulties were identified: 1) those dealing with the physical meaning of the law, 2) those referring to its mathematical operacionalization, and 3) those regarding the concepts of Gaussian surface and electric field flux. These difficulties were examined in the light of Johnson-Laird's mental models. The main reason of such difficulties would be the fact that students were not able to construct mental models and, even less, assimilation schemes, that would provide some meanings to the law and to the involved concepts. Possibly, the instruction (classes and textbook) they got was not appropriate to help them in the construction of these models and schemes.

Resumo em Português:

Neste trabalho são relatados os resultados de uma pesquisa realizada junto a alunos do Ensino Fundamental, que teve como objetivo motivar e utilizar elementos da exploração espacial para facilitar a compreensão de um assunto científico específico e propiciar conhecimento sobre as atividades astronáuticas. Participaram do experimento doze alunos e dois professores do Ensino Fundamental público e a metodologia utilizada foi a das atividades hands-on, na qual os alunos trabalham ativamente na reconstrução do princípio estudado, no caso, o da ação e reação. Os resultados permitiram inferir que a realização de atividades em Educação Espacial pode se caracterizar como uma experiência rica em significados que contribui para o processo de ensino-aprendizagem e que facilita a compreensão de conceitos das áreas de ciência, tecnologia e afins, de forma interdisciplinar.

Resumo em Inglês:

This paper explores the results of a research involving elementary school students, aiming to motivate and to use elements of space exploration in order to help the understanding of a specific scientific subject and to promote knowledge of astronautical activities. Twelve students and two teachers of elementary public school participated in the experiment applying the methodology of hands-on activities in which the students work actively in the reconstruction of the principle under study, that is, the principle of action and reaction. The results allow us to infer that the realization of activities in space education helps in the learning of concepts of science, technology and related fields in an interdisciplinary approach.

Resumo em Português:

Este artigo relata uma intervenção de ensino realizada em uma turma de primeiro ano do Ensino Médio com o objetivo de abordar tópicos da teoria da relatividade restrita, imediatamente após o estudo da cinemática usual. Partindo das pré-concepções dos estudantes, analisamos a ampliação do perfil conceitual de tempo dos mesmos através do reconhecimento de sua relação com a dependência com o referencial. As atividades realizadas em sala são descritas e a análise de episódios de ensino e das respostas dos estudantes aos pré e pós-testes apontam a proficuidade da metodologia escolhida em função do sucesso da aprendizagem constatada.

Resumo em Inglês:

In this work we report a teaching intervention program with junior high-school students focusing on topics of the special theory of relativity is reported just after the discussion of usual kinematics. Starting from the analysis of common misconceptions, the enhancement of the conceptual profile of time was demonstrated through their identification of its relation with the reference frame. We describe the activities which are worked out. The analysis of classroom episodes and performance tests pointed out that the adopted methodology was profitable.

Resumo em Português:

Experimentos didáticos sobre movimento uniforme usualmente requerem equipamentos e montagens de custos relativamente altos. Esse fato é um obstáculo para alunos e professores de escolas que não possuam um laboratório de ensino bem equipado. Nesse artigo, descrevemos um experimento alternativo para o estudo do movimento de um corpo num meio viscoso. Devido a sua simplicidade, o experimento pode ser realizado até mesmo em casa, sem muita dificuldade. Os materiais compreendem uma porção de xampu, régua e um relógio digital. O experimento consiste na medida direta das velocidades com que as bolhas de ar sobem dentro do xampu. Demonstramos que uma dependência exponencial para a for ca viscosa com a velocidade produz resultados que concordam com as medidas experimentais.

Resumo em Inglês:

Didactic experiments concerning the uniform motion usually require expensive apparatus and or equipment. The latter may be a restrictive factor for high school students and physics teachers. In this paper, we describe an alternative set of experiments concerning the motion of air bubbles in viscous media, which can be performed at home. The materials employed comprise a bottle of shampoo, a ruler and a digital clock. The experiment consists of the direct measurement of the velocity of the ascendant air bubble in a shampoo medium. We demonstrate that an exponential dependence of the force with the velocity agrees with the terminal velocities measured.

Resumo em Português:

A proposta deste trabalho é a construção artesanal de um telescópio refletor do tipo Newtoniano relacionando conteúdos abordados na disciplina de óptica, como a formação de imagens em lentes e espelhos, aberrações esféricas e cromáticas, interferência e difração, com cada fase do processo de construção. Com o aparelho construído é possível abordar a fotografia lunar e planetária com alta resolução e sua utilização por alunos do curso de Licenciatura em Física já demonstra ser um grande incentivo à contemplação do céu e à compreensão de muitos fenômenos físicos, com ocorrências de eclipses, formação das marés, estações do ano, etc, que geralmente são pouco abordados nas escolas de Ensino Fundamental e Médio. De acordo com diagnóstico realizado pelos alunos de graduação em algumas escolas do município de Bauru, verificou-se que a única abordagem de astronomia é apenas em relação ao sistema solar, especificamente órbitas planetárias, nas disciplinas de Física ou Geografia. Além do telescópio, a utilização de animações produzidas por alunos de graduação também pode ser considerada como uma ferramenta eficiente no ensino de astronomia, principalmente para alunos de Ensino Fundamental.

Resumo em Inglês:

The scope of this work is the manufacturing of reflective telescope of Newtonian type, relating issues treated in optics classes, such as image formation, chromatic and spherical aberrations, interference and diffraction, with each step of the building process. The built equipment allows analyzing lunar and planetary photography with high resolution, and its use by high school students gives a great motivation to sky contemplation, as well as the understanding of several physical phenomena, generally poorly treated in public schools. Besides the telescope itself, the software produced by undergraduate students has also been used as an efficient tool in astronomy teaching, mainly to first-level students.

Resumo em Português:

O ajustamento polinomial a dados experimentais pelo método de quadrados mínimos é muito usado, e aqui estudamos a introdução de uma simples modificação, que, em certos casos, é mais adequada, isto é, condicionamos o polinômio a conter um dado ponto. Incluímos uma implementação do correspondente algoritmo em MATLAB.

Resumo em Inglês:

Since the least-squares polynomial fit is used very often, we study here a simple modification that is more suitable for some cases, that is, we constrain the polynomial to pass through a given point, besides satisfying the least-squares property. We include an implementation of the corresponding algorithm in MATLAB.