Resumo em Português:

O prêmio Nobel de física de 2008 homenageou três físicos teóricos por seus trabalhos relacioandos com simetrias da natureza. Apresentamos uma breve resenha sobre a importância desses trabalhos e o contexto em que foram realizados.

Resumo em Inglês:

The 2008 Nobel prize of physics pay tribute to three theoretical physicist by their work related to some symmetries of Nature. We briefly comments the importance of these works and the context in which they were done.

Resumo em Português:

A discretização de espaços físicos tridimensionais pode induzir em quantidades físicas observáveis efeitos que não existem no contínuo. Considere, por exemplo, o problema do espectro de radiação do corpo negro, estudada nas disciplinas introdutórias de mecânica quântica. Pode-se notar que a hipótese de Rayleigh de uma distribuição de freqüências contínua e uniforme para as ondas estacionárias dentro de uma cavidade com paredes internas perfeitamente refletoras pode ser validada por um tipo heurístico de raciocínio. Contudo, pode meio da teoria de números, observa-se que podem existir freqüências para as quais não é possível haver ondas estacionárias. Apesar disso, no mesmo contexto, pode-se argumentar que um critério mais geral pode ser usado para validar a hipótese da continuidade dos observáveis que são expressos como a raiz quadrada da soma de três inteiros de um espaço tridimensional On x n y n z.

Resumo em Inglês:

Discretization of three-dimensional physical spaces can induce, on observable physical quantities, effects which are not present in the continuum. Consider, as an example, the problem of the radiation spectrum of a blackbody, studied in introductory courses in quantum mechanics. One sees that the Rayleigh assumption of continuous and uniform frequency distribution of standing waves inside a cubic cavity with perfectly reflecting inner walls can be validated by a heuristic type of reasoning. However, by means of number theory, one sees that there might exist frequencies for which it is not possible to have standing waves inside the cavity. Nevertheless, within the same context, one can argue that a more general criterion can be adopted to validate the hypothesis of continuity of the observables which are expressed as the square root of the sum of three integers of a threedimensional space On x n y n z.

Resumo em Português:

O princípio da superposição é invocado de maneira ampla na física, mas o estudante deve ter em mente que sua validade limita-se às situações regidas por equações lineares. Tal é o caso do eletromagnetismo, em contraste com a dinâmica de fluidos. Nesta ultima, as equações são em geral não-lineares, podendo contudo se reduzir a equações lineares num caso particular de grande interesse, capaz inclusive de abranger situações dependentes do tempo. O objetivo desse artigo de cunho pedagógico é explorar as analogias deste caso com o eletromagnetismo, de forma a possibilitar uma introdução rápida à dinâmica de fluidos por parte do estudante não familiarizado com este ramo fascinante porém geralmente ausente da formação do físico. Nesse processo daremos ênfase ao traçado de linhas de corrente mediante o uso de ferramentas gráficas computacionais que, acreditamos, facilitarão ao estudante a percepção da analogia mencionada.

Resumo em Inglês:

The superposition principle is widely invoked in physics. However, the student should bear in mind that its validity implies that the system under focus is governed by linear equations. Such a condition is usually fulfilled in electromagnetism, but not in fluid dynamics, where the governing equations are generally non-linear ones. Nevertheless, such equations become linear in an important particular case, which applies even to time dependent situations. Our aim in this pedagogical article is to explore the analogies of such a case with electromagnetism. We believe that this approach can make easier to introduce fluid dynamics to a typical student, generally not acquainted at all with the principles of this branch of increasing importance in physics. We emphasize the plot of streamlines by making use of computational graphical tools which hopefully helps to clarify the proposed pedagogical strategy.

Resumo em Português:

Mostra-se através de uma expansão de perturbação de primeira ordem que a dimensionalidade das equações dinâmicas das variáveis angulares de dois idênticos e fortemente acoplados pêndulos superamortecidos podem ser reduzida para apenas uma. A equação dinâmica resultante é similar àquela de um pêndulo simples com um torque fictício adicional caracterizado por uma contribuição de segundo harmônico.

Resumo em Inglês:

It is shown, by a first-order perturbation expansion, that the dimensionality of the dynamical equations for the angular variables of two strongly coupled identical overdamped pendulums can be reduced from two to one. The resulting dynamical equation is seen to be similar to the one of a single pendulum with an additional fictitious torque characterized by a second harmonic contribution.

Resumo em Espanhol:

El fenómeno de distribución de temperatura en un flujo de gas rotante es conocido como el efecto Ranque-Hilsch. El tubo Ranque-Hilsch (R-H) es un sistema que en ausencia de partes móviles separa un flujo de aire en dos porciones, fría y caliente. En este trabajo un tubo R-H es construido utilizando piezas de bajo costo. Nosotros mostramos el efecto que tiene variar algunos de sus parámetros como: la longitud del tubo, el diámetro de salida de aire frío y el diámetro de una válvula cilíndrica en el gradiente de temperatura generado en los extremos. Como resultado se obtiene una configuración del tubo que optimiza la diferencia de temperatura del flujo. El tubo R-H es construido con materiales de bajo costo y fáciles de conseguir, lo cual facilita su montaje para ilustrar fenómenos de fluidos en los laboratorios de mecánica de fluidos y termodinámica en las carreras de ingeniería y física.

Resumo em Inglês:

The phenomenon of temperature distribution in a rotating gas flow is known as the Ranque-Hilsch effect. The Ranque-Hilsch tube (R-H ) is a system that in absence of movable parts separates an air flow in two portions, cold and hot ones. In this work a R-H tube is constructed using low cost pieces. We showed that effect is dependent of some of its parameters like the: tube length, the exit diameter of cold air and the diameter of a cylindrical valve in the temperature gradient generated at its ends. As result a configuration of the tube is obtained that optimizes the temperature difference of the flow. The R-H tube is constructed with materials of low cost and easy to obtain, which facilitates its assembly in order to illustrate some phenomena in fluid mechanics and thermodynamics labs in engineering and physics courses.

Resumo em Português:

O acesso mais fácil aos programas computacionais gratuitos para o cálculo numérico de campos eletromagnéticos tornou possível o uso desses programas como ferramenta de ensino. Também, os avanços recentes da tecnologia de simulação têm contribuído para tornar esses programas mais fáceis de serem utilizados. Um problema de conversão de energia foi escolhido para ilustrar o uso do simulador de campos FEMM na investigação do comportamento de um sistema físico. O estudo examina os efeitos do movimento de um bastão dielétrico sólido por entre os eletrodos de um capacitor de placas planas e paralelas. Uma sequência de problemas estáticos permite avaliar como a variação da área de contato entre o bastão dielétrico e as placas condutoras afeta os vários parâmetros do sistema. Os valores calculados numericamente para a densidade de fluxo elétrico e força do campo eletrostático são comparados com valores previstos analiticamente.

Resumo em Inglês:

The increasing accessibility to open software for electromagnetic field simulation has allowed the use of these programs as teaching tools. Also, the recent technical developments in the simulation technology have contributed to the ease-of-use of these programs. A problem of energy conversion has been chosen to illustrate the use of the field simulator FEMM on the investigation of the behavior of a physical system. The study examines the effects of the movement of a solid dielectric slab between the electrodes of a flat parallel plate capacitor. A sequence of static problems permits to assess how the variation of the overlapping area between the dielectric slab and the conductive plates affects the various parameters of the system. Numerical calculations for the density of electric flux and force of the electrostatic field are compared with analytical predictions.

Resumo em Espanhol:

Este trabajo presenta los resultados cualitativos y cuantitativos de tres preguntas de física de la Herramienta Diagnóstica al Ingreso (HDI), que se aplica a los estudiantes que ingresan a la Facultad de Ingeniería de la Universidad de la República. El análisis se basa en la Teoría de Respuesta al Item (TRI). Las mismas preguntas fueron aplicadas a tres generaciones consecutivas, con pequeñas modificaciones, con el objetivo de caracterizar a los estudiantes que han mostrado no tener las competencias cognitivas y actitudinales requeridas por la institución y, entonces, planificar acciones educativas que les permitan mejorar sus aprendizajes.

Resumo em Inglês:

This work presents quantitative and qualitative results about three physics questions of a Diagnostic Tool at Arrival that is applied to junior students at School of Engineering of Universidad de la Republica. The analysis is based on the Item Response Theory. The same questions were given with small changes to three consecutive generations, aiming to characterize the students that have shown no cognitive and attitudinal competences required by the institution and, in turn, proposing educational actions in order to improve their learnings.

Resumo em Português:

Apesar de a astronomia ser uma das mais antigas ciências e de ter contribuído para o desenvolvimento humano e tecnológico, raramente seus conceitos são ensinados aos jovens em idade escolar. A presente pesquisa discute dois aspectos relacionados com a abordagem da astronomia. O primeiro aspecto é se ela está sendo abordada pelos professores do ensino médio e o segundo aborda a maneira como ela está sendo ensinada pelos professores. Optou-se pela aplicação de um questionário com professores que ministram a disciplina de física, os quais trabalham em escolas estaduais nos municípios de Rio Grande da Serra, Ribeirão Pires e Mauá, em São Paulo. Dos 66,2% dos professores que responderam ao questionário nos três municípios pesquisados, 57,4% não abordaram nenhum tópico de astronomia, 89,4% não utilizaram qualquer tipo de programa computacional, 70,2% não utilizaram laboratório, 83,0% nunca levaram os alunos a museus e ou planetários e 38,3% não indicaram qualquer tipo de revista ou livro sobre astronomia aos seus alunos. Embora a maioria dos professores reconheça que o conteúdo de astronomia pode influir na formação do aluno, os mesmos não incluem o tema em seus planejamentos escolares.

Resumo em Inglês:

Even though astronomy is one of the oldest science that contributes to the human and technological development, its concepts are rarely taught for students of high school. The present research discusses two aspects related to the teaching of astronomy. The first aspect is to know whether astronomy is discussed in high school classes and the second on is related to the way how teachers approach astronomy. In order to find out this, a questionnaire was applied for the teachers who teach physics classes and work in state schools in Rio Grande da Serra, Ribeirão Pires and Mauá in São Paulo. From 66.2% of the teachers who answered to the questionnaire in the three chosen cities, 57.4% did not discuss any subject about astronomy, 89.4% did not use any kind of computer program, 70.2% did not use laboratory, 83.0% never took the students for museums or observatories and 38.3% did not indicate any kind magazine or book about astronomy. Although the majority of the teachers admit that the astronomy content influences the education of the student, they do not include the subject in their planning.

Resumo em Português:

Este artigo apresenta os resultados de uma investigação que abordou as dificuldades de estudantes de graduação em física na aprendizagem de conceitos da óptica física, envolvendo concepções alternativas e a utilização de mapas conceituais como instrumento didático para facilitar a aprendizagem significativa desses conceitos.

Resumo em Inglês:

This paper presents the results of an inquiry that approached the difficulties of physics majors in the learning of optical physics concepts, involving misconceptions and the use of concept maps as didactic instrument to facilitate the meaningful learning of these concepts.

Resumo em Português:

O presente trabalho se propõe a discutir o ensino prático da Astronomia para o público deficiente visual e oferecer soluções através do desenvolvimento de material didático criado exclusivamente para este fim. Descrevemos aqui o início do processo de desenvolvimento de um kit contendo, entre outros itens, diversos mapas celestes, uma esfera celeste e constelações tridimensionais, todos com aplicações em relevo.

Resumo em Inglês:

The objective of this work is to discuss the teaching of Astronomy for visual impaired people and to offer solutions through the development of adapted instructional material. We describe here the beginning of the development process of a set of materials containing celestial maps, a celestial sphere and threedimensional constellations with applications in relief.

Resumo em Português:

Neste trabalho são apresentados os resultados de um projeto para o ensino de física moderna e contemporânea para um curso de licenciatura em física. Os objetivos do projeto consistiram no desenho, construção e utilização de uma lâmpada de vapor de Hg para atividades práticas e demonstrações didáticas. Questões relativas à utilização deste equipamento seguindo padrões de segurança serão detalhadas. Será dada ênfase à discussão metodológica para aplicações do instrumento na introdução do efeito fotoelétrico e outros assuntos da física moderna.

Resumo em Inglês:

The results of an experimental project for contemporary and modern physics education will be exposed. The main goals were the design, building-up, and operation of a Hg vapor lamp for teaching and didactic demonstrations. Questions related to the use of the equipment by following safety standards will be detailed. A particular emphasis will be given to the methodological discussion for applications of the lamp to the introduction of the photo-electric effect and other topics within the scope of modern physics.

Resumo em Português:

Neste trabalho descrevemos uma proposta para melhorar o ensino de física nas séries do ensino fundamental. Com este objetivo foi desenvolvido um programa que visa qualificar professores. O programa é estruturado em módulos, que contemplam diversos instrumentos e estratégias pedagógicas. Cada módulo começa com aulas de laboratório, seguido de uma interação em sala de aula com textos que abordam história da ciência, física do cotidiano e discussão de conceitos físicos. Por fim, cada módulo utiliza recursos multimídia, disponíveis na internet. O programa foi aplicado em curso de extensão da UFRGS para doze professoras do Colégio São Bento, em Criciúma, SC, e em minicurso no II Encontro Estadual de Ensino de Física no Instituto de Física da UFRGS. As professoras do Colégio São Bento aplicaram os conteúdos de física aos alunos das séries iniciais do ensino fundamental através de oficinas intituladas "Física para Crianças" e fizeram adaptações, quando necessárias, para adequar os conteúdos e estratégias aos interesses e características dos estudantes.

Resumo em Inglês:

In this paper we describe a proposal to improve the teaching of physics in the first four grades of elementary school. With this aim was developed a teachers qualification program. The program is structured in parts which include several instruments and pedagogic strategies. Each part starts with laboratory classes followed by class interaction with texts specially produced to the project. These texts contains science history, everyday physics and introduction to physical concepts. Then multimedia recourses available in the internet are used. The program was applied in an extension course at Federal University of Rio Grande so Sul (UFRGS) to twelve teachers of Colégio São Bento, at Criciuma, SC. It was also used in a course in the II Encontro Estadual de Ensino de Física at Instituto de Física/UFRGS. The teachers of Colégio São Bento applied the physics content to children workshops entitled "Physics to Children" and made adaptations, when necessary, to adequate the content and strategies to the pupils interests and characteristics.

Resumo em Português:

Neste trabalho, mostramos que uma configuração desconhecida de um circuito montado com resistores e capacitores no interior de uma "caixa preta", pode ser determinada através de uma técnica, conhecida como espectroscopia de impedância, largamente utilizada em várias areas da ciência. Como essa técnica faz uso da impedância complexa, apresentamos também uma introdução aos circuitos AC do ponto de vista do formalismo de números complexos. O arranjo experimental utiliza um gerador de audio como fonte AC para alimentar a caixa e um osciloscópio de duplo canal para medir tanto a parte real como a imaginária da impedância complexa do circuito desconhecido em função da frequência do gerador. A partir do espectro de impedância obtido, identifica-se não só a configuração do circuito no interior da caixa como também os valores das resistências e capacitâncias utilizadas para montá-lo.

Resumo em Inglês:

In this work we show that the configuration of an electrical circuit made up of resistors and capacitors in a black box may be determined using impedance spectroscopy, a technique that has been largely used in several scientific areas. Because the complex impedance is measured in this technique, we present basic concepts of a.c. electrical circuits analyzed with the formalism of complex numbers. The experimental setup includes a radiofrequency generator as the a.c. source for the circuit and a double-channel oscilloscope to measure both the real and imaginary parts of the complex impedance of the circuit in the black box. From the impedance spectrum we can not only determine the configuration of the electrical circuit in the black box but also the values of resistors and capacitors used.

Resumo em Português:

Este artigo descreve um processo de pesquisa que buscou encontrar, nos centros e museus de ciências, contribuições para a educação científica formal. Foi realizado na forma de pesquisa-ação com a participação, como pesquisadores, de 10 (dez) estudantes de cursos de Licenciatura (em física, química e matemática) que procuraram identificar, nos equipamentos interativos disponíveis nesses espaços, aqueles que permitissem a realização de experimentos e pudessem ser reproduzidos nas escolas. Os resultados são discutidos em relação à presença dos diferentes campos do conhecimento nos museus e centros de ciências (cerca de 80% desses experimentos são de física) e a forma como os equipamentos interativos lá existentes podem ser usados como recursos para a educação formal em ciências. Como conclusão, tem-se que esses equipamentos ultrapassam o papel de experimentos de baixo custo para escolas sem laboratórios, possibilitando experimentos estimulantes que trazem aos alunos a satisfação de encontrar respostas para questões que os intrigam.

Resumo em Inglês:

This article describes a research process that sought to find, in centers and museums of science, contributions for the formal scientific education. It was realized in the form of action-research with the participation, as researches, of 10 (ten) students of Teaching Formation Courses (in physics, chemistry and mathematics) are looking for researchers interactive equipments available on these spaces, the ones that allow the realization of experiments that could be reproduced in schools. The results are discussed in relation to the presence of the different fields of knowledge in the museums and centers of science (about 80% of these experiments are of physics) and to the form as the interactive equipments there presents can be used as resources for the formal education in sciences. As a conclusion, these equipments go beyond the role of low cost experiments for schools without laboratories, allowing stimulants experiments that bring out the students the pleasure to finding answers for questions that intrigue them.

Resumo em Português:

Nesse trabalho fazemos uma exposição do processo de transformação que levou da ciência qualitativa de Aristóteles, fundamentada em princípios filosóficos, à ciência moderna, estruturada sobre uma combinção de empirismo e matematização, processo cuja culminância se deu com a obra de Newton. Apresentamos como o Cosmos aristotélico-ptolomaico, rigidamente ordenado segundo critérios metafísicos, foi substituído por um novo Universo, regido por uma causalidade mecânica, expressa através de leis matemáticas, e completamente destituído de conceitos como finalidade e valor. Mostramos como a revolução introduzida por Copérnico ultrapassou os limites da astronomia, dentro dos quais nasceu, e promoveu uma ampla transformação do pensamento científico que conduziu ao nascimento da física newtoniana.

Resumo em Inglês:

In this work we present an exposition on the process of transformation that led from Aristotle's qualitative science, founded on philosophical principles, to modern science, which rests on a combination of empiricism and mathematization, process whose highest expression is given by Newton's work. We present how Aristotelian-Ptolemaic Cosmos, rigidly ordered according to metaphysical criteria, was replaced by a new Universe, completely deprived from concepts of finality and value and governed by a mechanical causality, expressed through mathematical laws. We show how Copernican revolution had gone beyond the limits of astronomy and had promoted a wide transformation on scientific thought that led to the birth of Newtonian physics.

Resumo em Português:

Esta nota tem por objetivo tratar da determinação da taxa de rotação do Sol e outras estrelas. Após uma breve introdução histórica, é descrito o método da transformada de Fourier (TF) aplicada ao estudos dos perfis espectroscópicos, e discutidos os efeitos da rotação estelar sobre a forma dos perfis de linhas espectrais.

Resumo em Inglês:

This note paper deals with the determination of the Sun's rotation rate as well as for other stars. After a short historical introduction, it is described the Fourier Transform method applied to spectroscopic profiles, and also a discussion on the effects of the stellar rotation in the shape of spectral line profiles is presented.