Resumo em Português:

Métodos variacionais têm um longo e destacado papel na física teórica. Poucos são os nossos estudantes que quando apresentados pela primeira vez a estes métodos não são tomados de admiração por sua elegância e eficiência na formulação e solução de problemas físicos. Neste trabalho fazemos uso da abordagem variacional que leva às equações de Euler-Lagrange na determinação da forma da superfície de uma massa de água que preenche parcialmente um recipiente cilíndrico que gira com velocidade angular constante (o balde de Newton). Aqui, essa abordagem nos levará ao princípio de minimização da energia potencial efetiva associada com o sistema. O efeito de uma pressão externa sobre sobre a forma de equilíbrio também é levado em conta e dois modelos, o modelo da pressão constante e o modelo linear são discutidos. O nível da discussão é acessível aos estudantes de graduação inscritos em um curso de mecânica clássica de nível intermediário.

Resumo em Inglês:

Variational methods have a long and remarkable role in theoretical physics. Few of our students when first exposed to them fail to admire their elegance and efficacy in the formulation and solution of physical problems. In this paper we apply the variational approach that leads to the Euler-Lagrange equations to the determination of the shape of the surface of a mass of water that partially fills a cylindrical bucket that rotates with constant angular velocity (Newton's bucket). Here this approach will lead us to the principle of minimization of the effective potential energy associated with the system. The effect of an external pressure on the equilibrium shape is also taken into account and two models, the constant pressure model and the linear model are discussed. The level of the discussion is kept accessible to undergraduates taking an intermediate level course in classical mechanics.

Resumo em Espanhol:

En este trabajo modelamos y simulamos el movimiento oscilatorio de un sistema masa-resorte mediante la solución, simbólica y gráfica, de sus ecuaciones diferenciales con Maple y la comparamos con la solución analítica. Nuestro propósito es ofrecer a los estudiantes una guía práctica para el análisis de problemas de naturaleza ondulatoria utilizando las capacidades de este programa como herramienta computacional. Presentamos, como apéndices, las instrucciones necesarias para obtener los resultados presentados. Discutimos las ventajas didácticas que ofrece el paquete en la solución de este tipo de problemas.

Resumo em Inglês:

In this work we model and simulate the oscillating movement of a system of spring-mass by solving, symbolically and graphically, their differential equations with Maple and compare them to the analytic solution. Our purpose is to offer students a practical guide for the analysis of problems of wave nature using this program computational tool's capabilities. The necessary commands to obtain the shown results are provided. At the same time, the computational tool's didactic advantages are analyzed for this type of movement.

Resumo em Português:

A física é uma maneira peculiar de raciocinar sobre o mundo que muitas vezes torna visível o invisível. Se é objetivo compreender o que a física é, reconhecer como as medições experimentais e o raciocínio matemático estão interligados é fundamental. Neste trabalho exemplificamos tal entrelaçamento por meio da análise de três estudos de caso. No primeiro, a explicação do efeito de Hall é enfatizada sobre o como se pode penetrar indiretamente na estrutura microscópica de um fio e avaliar o número de partículas carregadas por unidade de volume no seu interior, a partir de um conjunto de medidas macroscópicas. O segundo caso mostra como o nosso raciocínio nos permite determinar o raio do átomo de hidrogênio, através da medida experimental da energia de ligação do átomo. O terceiro exemplo vem da teoria cinética dos gases e ilustra como é possível calcular o número de partículas por unidade de volume de gás a partir dos valores experimentais de pressão e temperatura. Estes três estudos de caso mostram que o sinal de igual de certas equações pode ser visto como uma ponte (buraco de fechadura), que liga as dimensões empírica e teórica. Argumentamos que estas reflexões epistemológicas devem ser uma parte essencial da ensino da física, se pretendemos entregar uma imagem autêntica da natureza da física.

Resumo em Inglês:

Physics is a peculiar way to reason about the world that often makes the invisible visible. If one aims at understanding what physics is about, recognise how experimental measurements and mathematical reasoning are intertwined is essential. In this work we exemplify such entanglement by analysing three case studies. In the first one, the explanation of the Hall effect underlines how we indirectly penetrate into the microscopic structure of a wire and manage to evaluate the number of charged particles per unit volume inside it from a set of macroscopic measurements. The second case shows how our reasoning allows us to determine the radius of a hydrogen atom from the experimental measure of the atom's binding energy. The third example comes from kinetic gas theory and illustrates how it is possible to estimate the number of gas particles per unit volume from the experimental values of pressure and temperature. These three case studies show that the equal sign of certain equations can be seen as a bridge (keyhole) connecting the empirical and theoretical dimensions. We argue that epistemological reflections should be an essential part of science education if we aim at delivering an authentic picture of the nature of physics.

Resumo em Português:

As propriedades físicas de metais e semicondutores dopados são em grande parte determinadas pelos seus elétrons de condução. A função dielétrica é uma quantidade física fundamental no estudo das propriedades óticas e de transporte desses materiais. Neste artigo discutimos de forma introdutória como os elétrons de condução em um sólido respondem à presença de um campo elétrico externo bem como realizamos uma comparação entre os modelos de Drude e de Lindhard no cálculo da função dielétrica de um gás de elétrons em um sólido. Em particular, as expressões para a condutividade complexa obtida dos dois modelos são analisadas e comparadas.

Resumo em Inglês:

The interaction between light and metals or heavily doped semiconductors is largely determined by their free conduction electrons. The frequency and wave vector dependent complex dielectric function is an essential ingredient of the description of its optical and transport properties. The aim of this paper is to give a didactic introduction how the conduction electrons in solids responds to an external time dependent electric field and to make a comparison between Drude and Lindhard dielectric function models for the electron gas. In within framework of Lindhard model we derived an expression for dielectric function that is similar to the familiar Drudes's formula. In particular, the differences and similarities between the complex conductivity obtained from the two models are analyzed.

Resumo em Português:

Neste trabalho apresentamos um experimento muito simples explorando a polarização de um feixe laser intenso para simular a distribuição de uma chave criptográfica através do protocolo BB84 de criptografia quântica. Nossa proposta está baseada na analogia entre graus de liberdade de um feixe laser com estados quânticos da luz, muito discutida atualmente. A proposta utiliza duas bases de polarização linear, que é o ingrediente original do protocolo proposto por Bennet e Brassard. Dessa forma, o experimento permite um entendimento direto do princípio de funcionamento do protocolo. O experimento pode ser realizado em laboratórios didáticos dos cursos de graduação em Física e Engenharias bem como em espaços de divulgação científica. Além disso, os resultados mostram que o experimento apresenta um ambiente muito propício para discussão sobre a diferença entre propriedades clássicas e quânticas da luz.

Resumo em Inglês:

We present a very simple experiment exploring the polarization of an intense laser beam in order to perform an emulation of a cryptographic key distribution by the well known BB84 protocol. Our work relies on the analogy between classical degrees of freedom of a laser beam and quantum states, very discussed nowadays. Our analogue of a key distribution is made by using two polarization basis, the original ingredient used by Bennet and Brassard, which allow us a direct understanding of the protocol. The experiment can be performed in didactic laboratories or can be demonstrated in a classroom. In addition, the results show a very proper ambient to discuss the difference between classical and quantum measurement of light.

Resumo em Português:

Neste trabalho abordaremos dois problemas teóricos, não muito discutidos na maioria das universidades brasileiras, envolvendo a Teoria da Relatividade Especial (TRE) e a Teoria do Eletromagnetismo (TEM). Tais exemplos são de fundamental importância para uma completa compreensão da natureza dos campos elétrico e magnético induzidos, bem como para o desenvolvimento dos conceitos da TRE. Eles podem ser discutidos em sala de aula juntamente com uma contextualização histórica acerca da evolução dos conceitos de eletricidade e magnetismo que culminaram na elaboração da Teoria do Eletromagnetismo.

Resumo em Inglês:

In this paper we discuss two theoretical problems, not much discussed in most Brazilian universities, involving the Theory of Special Relativity (TSR) and the Electromagnetic Theory (EMT). Such examples are of fundamental importance to a complete understanding of the nature of the induced electric and magnetic fields, as well as for the development of concepts of TSR. These can be discussed in the classroom along with a historical contextualization on the evolution of electricity and magnetism concepts which culminated in the elaboration of Electromagnetic Theory.

Resumo em Português:

Em 1978 Christopher T. Russell e Richard C. Elphic detectaram tubos de fluxo magnético na região de fronteira da magnetosfera terrestre por meio de dados observacionais obtidos pelos satélites ISEE-1 e −2, que foram denominados eventos de transferência de fluxo, ou simplesmente FTE (do inglês, flux transfer events). O vento solar, juntamente com o campo magnético interplanetário, oriundos do Sol, atingem a região de campo magnético terrestre, produzindo fenômenos como a reconexão magnética e os tubos de fluxo. Esse artigo apresenta uma introdução sobre a conexão Sol-Terra e o processo de reconexão magnética, e principalmente, os conceitos básicos sobre a geração e a formação dos tubos de fluxo magnético. Os modelos que descrevem o tipo de reconexão e as características dos tubos, como por exemplo Russell-Elphic, Lee-Fu e Southwood-Scholer, e as propriedades dos eventos FTE, são apresentados de forma clara e concisa. Por fim, o artigo trata de um exemplo de identificação dos tubos em simulação computacional, realizado nesse trabalho.

Resumo em Inglês:

In 1978 Christopher T. Russell and Richard C. Elphic detected magnetic flux tubes in magnetosphere boundary region through observational data obtained from the satellites ISEE-1 and −2, which were named flux transfer events (FTE). The solar wind together with the interplanetary magnetic field, both originated in the Sun, reach the earth magnetic field region, producing the magnetic reconnection and the flux tubes phenomena. This paper presents an introduction on the Sun-Earth connection and the magnetic reconnection process, and mainly the basic concepts on the tubes generation and formation. The models which describe the type of reconnection and the tubes signatures, for example, Russell-Elphic, Lee-Fu, Southwood-Scholer, and the FTE event characteristics, are presented in a clear and concise way. Finally, this paper brings an example of the tubes identification in computing simulation, performed in this work.

Resumo em Português:

Apresentamos neste trabalho uma breve revisão sobre o método de trânsito na detecção de exoplanetas. O trânsito é uma técnica baseada na redução do brilho de uma estrela quando o exoplaneta passa na sua frente percorrendo o seu disco, com respeito à linha de visada. O método de trânsito é responsável por 23% das detecções de exoplanetas. Nesse sentido, discutimos de forma pedagógica os detalhes da técnica, deduzindo as principais equações. Por fim, a aplicação do método na detecção do exoplaneta COROT-1b foi analisado.

Resumo em Inglês:

This issue reports a brief review about transit method of detecting extrasolar planet (exoplanet). When a exoplanet crosses (transits) in front of its host star's disk along the line of sight, then the observed visual brightness of the star drops by a small amount. The transit method is responsible for 23% of some important new discoveries of exoplanets. In this sense, we explain didactically the conceptual and calculational details of transit method. As a result of application of the transit method, we applied it to exoplanet COROT-1b.

Resumo em Português:

A divulgação científica possui um papel fundamental na democratização do acesso ao conhecimento. Nas últimas décadas, diversas iniciativas de difusão científica surgiram e se desenvolveram em meio a um processo de expansão de instituições e de investimentos. Na Amazônia brasileira, o número de ações de divulgação científica está muito aquém do necessário para contemplar satisfatoriamente sua vasta extensão territorial. O Laboratório de Demonstrações da Universidade Federal do Pará, fundado em 2004, tem atuado como um centro de ciência visando o avanço da alfabetização científica na Amazônia brasileira, assim como da difusão e popularização da ciência e tecnologia. Neste artigo apresentamos as atividades deste Laboratório de Demonstrações ao longo de mais de uma década de atuação e o impacto de suas ações educativas e de divulgação científica na Amazônia brasileira.

Resumo em Inglês:

Science communication has a key role in democratizing the access to knowledge. In the last decades, many scientific diffusion initiatives emerged and developed in a process of expansion of institutions and investments. In the Brazilian Amazonia, the number of science communication actions is far less than what would be necessary to satisfactorily contemplate its vast territorial extension. The Demonstrations Laboratory of the Federal University of Pará, founded in 2004, has acted as a science center aiming the advancement of scientific literacy in the Brazilian Amazonia, as well as the dissemination and popularization of science and technology. We present the activities of this Demonstrations Laboratory over more than a decade of operation and the impact of its educational and science communication actions carried out in the Brazilian Amazonia.

Resumo em Português:

No início dos anos sessenta, a corrida espacial entre a agência espacial americana NASA e o correspondente programa soviético envolveu a solução de diversos problemas desafiadores. Um deles era a habilidade de rendezvous (acoplamento) entre duas espaçonaves em órbita. O primeiro rendezvous foi efetuado pelos americanos na missão Gemini 8, comandada por Neil Armstrong, que posteriormente viria a ser o primeiro homem a pisar na Lua. Dentre os vários aspectos interessantes do problema do acoplamento em órbita, citamos o seguinte resultado paradoxal: considerando duas espaçonaves em uma mesma órbita próxima à Terra, se uma delas acionar seus foguetes com o intuito de aumentar a velocidade para alcançar a segunda espaçonave, acabará por ficar mais lenta. O objetivo deste artigo é analisar tais resultados, que resultam do fato de que altitude e velocidade são correlacionadas quando consideramos as equações de corpos em queda livre de acordo com as leis da gravitação.

Resumo em Inglês:

In the early sixties, the space race between the American agency NASA and its Soviet counterpart involved the solution of several challenges. One of them was the ability of rendezvous between two orbiting spacecrafts. The Americans did the first successful rendezvous in the Gemini 8 mission commanded by Neil Armstrong, who years later would become the first man to set foot on the moon. Among the several interesting aspects of manned orbital rendezvous we cite the following paradox: considering two spacecrafts in the same near earth orbit, if one of them accelerates in order to catch up with the other, it will ultimately left behind. In this paper we analyze such counter intuitive results, which follows from the fact that altitude and velocity are correlated when we consider the equations governing free falling bodies, according Newton’s Universal Gravitational Law.

Resumo em Português:

O estudo das motocicletas apresenta um interessante exemplo de ensino que combina teoria, tecnologia e prática. Neste artigo, apresentamos um estudo dinâmico típico efetuado na disciplina Engenharia da Motocicleta, UFPE. O problema em questão é determinar quando uma motocicleta deve iniciar a sua frenagem e qual é a máxima velocidade em que pode fazer uma determinada curva. Para estudar esse movimento, modelamos a dinâmica da motocicleta em linha reta e depois em curva, considerando as forças inerciais, as forças resistivas, e as forças controladas pelo piloto (propulsão e frenagem). Os modelos matemáticos são então usados para estudar a mínima distância para iniciar a frenagem e a máxima velocidade possível na curva, considerando limites de aderência e a possibilidade de perda de contato de uma das rodas. Como resultado, concluímos que, do ponto de vista da segurança, é importante a consideração das forças resistivas no modelo da velocidade máxima em curva, mas não no cálculo da distância mínima de frenagem. Outro resultado importante é que a técnica ótima de frenagem (proporção do freio dianteiro e traseiro) é função do coeficiente de atrito, não sendo interessante recomendar aos pilotos uma proporção universal.

Resumo em Inglês:

The study of motorcycles presents an interesting example of teaching that combines theory, technology and application. In this paper, we present a typical dynamic study conducted in the discipline of Motorcycle Engineering, UFPE. The problem is to determine when a motorcycle should begin its breaking and what would be the maximum speed to make a curve. To study this phenomenon, we model the dynamics of the motorcycle on straight and curved paths, considering the inertial forces, resistive forces and the forces controlled by the rider (propulsion and braking). The models are then used to study the minimum distance to start the braking and the maximum possible cornering speed, considering the limits of adhesion and the possibility of loss of contact of one of the wheels. As result, we conclude, from a safety point of view, that it is important to consider the resistive forces on the model of maximum cornering speed, but not in the calculation of the minimum braking distance. Another important result is that the optimum braking technique (ratio of front and rear braking) is a function of the friction coefficient, so it is not interesting to recommend to the riders a universal proportion.

Resumo em Espanhol:

Con un modelo de juguete, se calcula la relación 1:2 entre las frecuencias de rotación y de oscilación de un disco giratorio libre de torques, tal como se lo ve desde un sistema de referencia inercial. Desde un conveniente sistema de referencia en rotación, el cuerpo oscila como un péndulo en un campo centrífugo, lo que simplifica la descripción de su movimiento. La relación de frecuencias es más simple de obtener cuando el movimiento se analiza primeramente desde un sistema de referencia en rotación, y después desde uno inercial. Con este método se deduce también la relación de frecuencias para un disco plano. El enfoque parece útil en la enseñanza de la mecánica elemental a estudiantes que aún no se graduaron, porque evita dificultades que surgen cuando el problema se resuelve empleando métodos de la mecánica analítica.

Resumo em Inglês:

The ratio relation 1:2 between rotation and wobbling frequencies of a torque free spinning plate or disc as seen from an inertial frame is calculated using a toy model for the disc. From a convenient rotating frame, the body oscillates as a pendulum in a centrifugal field, which simplifies the description of its movement. Thus, the ratio relation is simpler obtained when the system is first analyzed from a rotating frame and then from an inertial one. Using this approach, the derivation of the ratio relation for a flat disc is shown too. This appears useful when teaching elementary mechanics to undergraduate students because it avoids the difficulties that appear when the problem is solved using methods of analytical mechanics.

Resumo em Português:

Neste trabalho são discutidos os resultados de uma sequência didática baseada no método Peer Instruction para o ensino de circuitos elétricos, aplicada em sete turmas de ensino médio integrado a cursos técnicos. Os dados obtidos, em dois testes iguais, antes e depois da aplicação do método, foram analisados a partir do ganho normalizado ou ganho de Hake, e comparados a trabalhos na literatura nacional e internacional. Os resultados revelam que seis delas apresentaram ganhos compatíveis com aqueles esperados para turmas submetidas a estratégias de aprendizagem ativa, de acordo com a literatura nacional. Por outro lado, somente os resultados apresentados por três turmas permitiriam classificá-las como turmas em que ocorreu aprendizagem ativa, considerando valores estabelecidos na literatura internacional. Nossos resultados corroboram a ideia de que a sequência didática pode ser utilizada como mediadora da relação ensino-aprendizagem para a discussão de circuitos elétricos.

Resumo em Inglês:

In this paper the results of a didactic sequence based on the Peer Instruction method for the teaching of electrical circuits are discussed. The didactic sequence was applied in seven classes of integrated technical courses at high school level. The data obtained in two equal tests before and after the application of the method were analyzed from the normalized gain or gain of Hake, and compared with Brazilian and international literature. The results show that six of them had consistent normalized gains with those expected for classes under active learning strategies, according to the Brazilian literature. On the other hand, only the results reported by three groups allow classifying them as classes where there was active learning, considering values established in the international literature. Our results strength the idea that the teaching sequence can be used as a mediator of the teaching-learning for the discussion of electrical circuits.

Resumo em Português:

O objetivo do presente trabalho é compreender como fatores econômicos podem afetar o desempenho em física no Enem em 2012. A partir dos microdados foram calculadas as médias e as frequências das alternativas dos itens; além das informações para um indicador de status socioeconômico. Os itens foram separados em quatro categorias: exercícios de fixação; problemas de lápis e papel; problemas contextualizados no cotidiano e física moderna e contemporânea. Os exercícios de fixação e os problemas de lápis e papel são as categorias que apresentaram a média para classe alta próxima a 0,7, o que corresponde ao dobro da média da classe baixa. Para os problemas de lápis e papel observamos que as alternativas (erradas) com concepções alternativas ou não científicas atraem candidatos de todas as classes sociais. No caso dos problemas contextualizados no cotidiano a média é baixa para todos os candidatos (em torno de 0,3) indicando dificuldades na transposição dos conceitos de física para situações aplicadas. Os indicadores para física moderna e contemporânea são baixos, com média próxima da resposta ao acaso. Esperamos que essas análises possam auxiliar os professores da educação básica a conhecer melhor as necessidades para compreensão da física por parte de seus alunos.

Resumo em Inglês:

The purpose of this paper is to understand how socioeconomic factors can affect physics' performance in the Brazilian National Assessment of Secondary Education (Enem) applied in 2012. From the microdata were calculated averages and alternative's frequencies; and in addition was elaborated a socioeconomic status indicator. The items were separated into four categories: fixation exercises; pencil and paper problems; day-to-day contextualized problems and modern and contemporary physics. Fixation exercises and pencil and paper problems present greater performance gap between social classes, where the upper class mean (close to 0.7) is up to two times high than that from lower class. In the case of pencil and pen problems, the presence of misconceptions or non-scientific conception as a wrong alternative can attract the majority of candidates. When items are related to day-to-day or modern and contemporary physics, all social classes present scores close to 0.3. For contextualized problems, the average is low for all candidates suggesting difficulties in the transposition of physics fundaments to daily life problems. Mean for modern and contemporary physics is low, close to the aleatory answer. We hope that these analyzes can help basic education teachers to better meet the students' needs in understanding physics.

Resumo em Português:

Neste trabalho propomos e investigamos uma proposta didática para o ensino de espelhos esféricos baseada na associação entre uma metodologia de aprendizagem ativa com a estratégia de analogias ponte e conceitos âncora. A atividade era constituída por dois experimentos sucessivos sobre as características de imagens virtuais conjugadas por um espelho esférico côncavo e a dependência de seu tamanho relativo com a posição do observador (ângulo visual). O público-alvo era composto por quatro turmas distintas de ensino médio de uma escola da rede federal. Todo o procedimento foi acompanhado de um material escrito na forma de questionário. Para analisar qualitativamente os diferentes tipos de resposta e também a evolução dos estudantes foi utilizada a taxonomia de reações de Chinn e Brewer. Os resultados obtidos revelam as seguintes conclusões: (i) Ratifica a crítica presente na literatura que o emprego isolado do conflito cognitivo não conduz a mudanças significativas nos conceitos prévios da grande maioria dos alunos. (ii) A estratégia de associar uma metodologia de aprendizagem ativa que provoque o conflito cognitivo com as analogias ponte foi bem sucedida em viabilizar uma mudança da teoria da maioria dos alunos (iii) A necessidade de pesquisas quantitativas complementares para avaliar ganhos de aprendizagem.

Resumo em Inglês:

In this paper we propose and investigate a teaching proposal about convergent mirror based on the association between an active learning methodology and method of bridge analogies and anchorings concepts. The activity consisted of two successive experiments on the characteristics of virtual images formed by the concave spherical mirror and dependence on their relative size with the observer position (visual angle) were. Four high school distinct classes of the federal system of education formed the target audience. The whole procedure was accompanied by a written material as worksheets. To evaluate qualitatively their different types of reaction and also the evolution facing the anomalous data from the first experiment, we used the reactions taxonomy created by Chinn and Brewer was used. The results show the following conclusions: (i) it ratifies the present criticism in the literature that the isolated use of cognitive conflict does not lead to significant changes in the previous conceptions of most pupils; (ii) The strategy of associating an discrepant experiment causing cognitive conflict with another bridge experiment, of predictable result that rescue anchoring correlated ideas by analogy, has been successful in achieving a theory change in the most of students; (iii) The need for further quantitative research to evaluate learning gains.

Resumo em Português:

Este trabalho apresenta uma nova formulação das leis de reflexão da luz, mostrando a equivalência com a formulação clássica. A formulação proposta tem um valor educativo bem significativo, pois permite estabelecer analogias entre os fenômenos de reflexão da luz e as colisões elásticas, que são bem conhecidas pelos alunos. O novo enunciado da lei da reflexão permite a resolução de problemas tradicionais da óptica geométrica; em alguns casos, a nova solução é muito mais simples e intuitiva do que a solução obtida através do enunciado tradicional das leis da reflexão. Como exemplo, esta formulação é aplicada para a resolução do problema de reflexão clássico dos três espelhos planos que formam um triedro trirretangular, também conhecido como refletor de canto.

Resumo em Inglês:

This work presents a new formulation of the laws of reflection of light, and it is shown the equivalence between the new and the classic formulations. The proposed formulation has a significant educational value, as it allows drawing analogies between the phenomena of light reflection and elastic collisions, which are very well known by students. The new developed statement of the law of reflection allows the resolution of traditional problems of geometrical optics, and in some cases the solution is much simpler and more intuitive than that obtained using the traditional statement of the laws of reflection. As an example, this formulation is applied for the resolution of the classic reflection problem of the three plane mirrors forming a trirectangular trihedron, also known as corner reflector.

Resumo em Português:

A medição de impedâncias elétricas é um procedimento bastante comum em laboratórios de Física. Convencionalmente, por meio de medições de tensão elétrica um circuito divisor de tensão se pode determinar a impedância elétrica de um dispositivo qualquer. Todavia, este procedimento permite que as impedâncias só possam ser medidas em faixas de valores restritas. Em componentes, como alguns transdutores piezelétricos, que apresentam larga faixa de magnitude de impedância, os resultados obtidos com este procedimento não são satisfatórios. Neste trabalho é apresentado um circuito eletrônico simples, de baixo custo, com fácil compreensão de operação por estudantes com pouco conhecimento sobre eletrônica e que amplia a faixa de determinação das impedâncias. O sistema foi testado com transdutores piezelétricos e os resultados obtidos comparados com o de um analisador de impedâncias comercial. Os resultados mostraram que é possível medir impedâncias entre dezenas de Ω e dezenas de kΩ satisfatoriamente.

Resumo em Inglês:

The measurement of electrical impedance is a common procedure in physics laboratories. Conventionally, by means of voltage measurements a voltage divider circuit can determine the electrical impedance of any device. However, this procedure allows the impedances can be measured only in limited ranges of values. In components as some piezoelectric transducers, which have large impedance magnitude band, the results obtained with this procedure are not satisfactory. This paper presents a simple electronic circuit, low cost, easy to understand operation by students with low knowledgement in electronics and broadens the range of determination of impedances. The system was tested with piezoelectric transducers and the results compared with a commercial impedance analyzer. The results have shown that it is possible to measure impedances between tens of Ω and tens of kΩ satisfactorily.

Resumo em Português:

A presenta-se uma proposta de ensino da eletricidade, por meio da aplicação de seus conceitos em conteúdos curriculares de aprendizagem das ciências agrárias. Com esse intuito, nesse trabalho, utilizou-se uma caixa contendo amostra de solo, no qual foram introduzidas uma população de minhocas da espécie californiana vermelha. Com isso, usou-se uma fonte variável de tensão AC e uma bateria de 12VDC, cuja finalidade foi produzir corrente elétrica na amostra de solo contido na caixa e, portanto, submeter a população de minhocas aos efeitos da passagem de eletricidade em seus corpos. Verificou-se que 50% da população é extraída ao se atingir 100 Volts, em 60 Hz. Com o uso dessa técnica procurou-se não ultrapassar esse limite para se manter o índice 100% de sobrevivência dos indivíduos. Dessa forma, objetiva-se destacar a potencialidade de conteúdos para aprendizagem de conceitos físicos, articulados em laboratório de ensino física com aporte em temas interdisciplinares relacionados ao estudo da eletricidade nas ciências agrárias.

Resumo em Inglês:

We present a proposal of electricity teaching through application its concepts with the curriculum contents of agricultural sciences learning. Indeed, in this work is used a box containing soil sample inside, in which was introduced red Californian earthworm population. Therefore, are used a source of AC voltage and 12VDC battery, producing electricity in soil and then in the earthworm's body. It was found that 50% of the population is extracted when reaching 100 volts, 60 Hz. By using this technique we tried to not exceed this limit to maintain the 100% survival rate of individuals. In doing so, the purpose of this article is to highlight the potential contents for learning physical concepts, articulated in physics teaching laboratory with investments in interdisciplinary topics related to the study of electricity applied in the agricultural sciences.

Resumo em Português:

São propostas algumas atividades experimentais de baixo custo e fácil realização, para reproduzir o ambiente de microgravidade presente nas naves espaciais, torres de queda livre e vôos parabólicos de aeronaves. O objetivo é proporcionar material didático de apoio ao professor em termos de instruções para a montagem e para a execução destes experimentos, além das devidas explicações acerca dos resultados. Os experimentos são baseados no conceito de queda livre e são registrados em imagem em vários momentos da queda, o que torna possível a observação de fenômenos curiosos neste ambiente.

Resumo em Inglês:

Some experimental activities of low cost and easy accomplishment are proposed to reproduce the microgravity environment that exists in space ships, free fall towers and parabolic flights. The objective is to provide didactical material to aid teachers in terms of assembling instructions, besides the implementation of these experiments and explanation of the results. The experiments were based on the free fall concept and were recorded in several stages of their falls, making it possible the observation of curious phenomena in this environment.

Resumo em Espanhol:

Una de las dificultades más importantes con las que se encuentran los estudiantes de las asignaturas básicas de Electricidad y Magnetismo es la comprensión de las propiedades magnéticas de la materia. En particular, la determinación de las direcciones y sentidos de los vectores magnéticos en dispositivos simples construidos con materiales ferromagnéticos como los imanes, transformadores y electroimanes. La confusión se agudiza por la mala interpretación de las curvas B-H y/ó M-H. Los libros de texto de las materias básicas no abordan el tema, aunque es posible hacer un modelo sencillo a partir de las leyes fundamentales sin recurrir a conocimientos avanzados de la teoría electromagnética. En primer lugar proponemos una estrategia para comprender bajo qué condiciones el vector H puede tener el mismo o distinto sentido que B en electroimanes con núcleo ferromagnético, aunque M y B tengan siempre el mismo sentido en dichos materiales. El desarrollo lleva en forma natural a la comprensión de la influencia de las características constructivas en la obtención de campos magnéticos más o menos intensos en imanes permanentes.

Resumo em Inglês:

One of the major difficulties that students find in the basic subjects of Electricity and Magnetism is the understanding of the magnetic properties of matter. In particular, the determination of the directions of magnetic vectors in simple devices constructed with ferromagnetic materials such as magnets, transformers and electromagnets. The confusion is compounded by the misinterpretation of B-H curves and /or M-H curves. Textbooks on basic subjects do not address the issue, although it is possible to make a simple model based on the fundamental laws without resorting to advanced knowledge of electromagnetic theory. First we propose a strategy to understand under what conditions the H vector may have the same or different direction than B in electromagnets with ferromagnetic core, although M and B always have the same direction in these materials. The development leads naturally to the understanding of the influence of the constructive characteristics in obtaining more or less intense magnetic fields in permanent magnets.

Resumo em Português:

O Centro de Pesquisas Físicas da então denominada Universidade do Rio Grande do Sul (CPF-URGS) foi criado em 3 de setembro de 1953 e extinto em 9 de março de 1959. Ao longo desses cinco anos e seis meses, pesquisadores, técnicos e administradores do CPF constituíram uma comunidade harmoniosa, prestigiada pela administração superior da universidade e seriamente empenhada na construção de um ambiente de pesquisa científica e tecnológica de indiscutível bom nível. O objetivo deste trabalho é mostrar os elementos mais relevantes dessa trajetória, e como esse processo redundou em reconhecidos benefícios para o futuro do Instituto de Física, o órgão que sucedeu o CPF.

Resumo em Inglês:

The Physics Research Center of the University of Rio Grande do Sul (CPF-URGS) was established on September 3, 1953 and terminated on March 9, 1959. During these five years and six months, researchers, technicians and adminsitrators of the CPF constituted a harmonious community, honored by the university administration and seriously committed to building a scientific and technological research environment of undisputed good level. The objective of this work is to show the most relevant elements of this trajectory, and how this process resulted in recognized benefits for the future of the Institute of Physics, the organization that succeeded the CPF.

Resumo em Português:

Ainda que Edwin Hubble não tenha apoiado publicamente a expansão do universo, atualmente ele é conhecido basicamente por ter descoberto a expansão do universo. Neste artigo revisamos a história da “Lei de Hubble”, com intuito mais do que fazer justiça e dar crédito a outros candidatos a descobridor, como Lemaître, Lundmark, Silberstein e de Sitter, mas na verdade de mostrar como descobertas na ciência costumam ser processos com extensão no tempo, com diversos colaboradores e dificilmente podem ser atribuídas a um único indivíduo em uma data específica. Isso tem várias implicações pedagógicas envolvendo o uso da história da ciência como forma de promover visões mais críticas sobre a ciência na educação básica, incluindo a discussão do conceito de descoberta e de disputas de prioridade na física.

Resumo em Inglês:

Even though Edwin Hubble has not endorsed in public the expansion of the universe, nowadays he is known mainly for having discovered the expansion of the universe. In this paper we review the history of the “HUbble Law”, aiming more than to make justice and give credit to other candidates for this discovery, such as Lemaître, Lundmark, Silberstein and de Sitter, but in fact to show that discoveries in science are often an extended process, with many collaborators and hardly can be assigned to a single individual scientist in a specific time. This has several pedagogical implications regarding the use of history of science in order to promote more critical views about science in basic education, like discussions about the concept of discovery and priority disputes on physics.

Resumo em Português:

Apresentamos e comentamos o artigo homônimo de William Thomson, originalmente publicado em 1847, no qual o autor explora a analogia entre os estados de deformação em um sólido elástico e as configurações das linhas de força de Faraday. Nele Thomson introduz pela primeira vez o potencial vetorial magnético, associando-o à deformação rotacional de um sólido. Apresentamos também um apanhado histórico do contexto dentro do qual o original de Thomson foi concebido.

Resumo em Inglês:

We present and comment the homonimous article originally published by William Thomson, in 1847, in which the author explores the analogy between the estates of deformation in an elastic solid and the configurations of Faraday's lines of force. In this article Thomson has introduced for the first time the magnetic potential vector, associated in this context with rotational deformations in the solid. We present as well, the historical context in which Thomson's original paper has been conceived.