Resumo em Português:

Nesta carta apresento o meu ponto de vista sobre o importante papel da contextualização da física e seus desdobramentos na sociedade no ensino de física. Aponto meu questionamento sobre a real origem de disciplinas como “ciência, tecnologia e sociedade”(CTS) e “alfabetização científica e tecnológica”(ACT), argumentando que talvez se deva discutir a estrutura do ensino de física ao invés de “acrescentar” uma etapa que visa corrigir a lacuna que criamos entre a física e a sociedade. Muitos teóricos tem resgatado que CTS e ACT nasceram de um ponto de vista Freiriano sobre o ensino, entretanto o que vemos na prática é a insistência no método e em bibliográfias mais velhas do que este movimento pedagógico.

Resumo em Inglês:

In this letter I present my point of view about the importance of contextualization of physics and its outspread over society in the teaching of physics. I point my questioning about the real origin of disciplinas like “science, technologie and society” (CTS) and “scientific and technological alphabetization” (ACT), arguing that maybe one should discuss the structure of teaching physics instead of “add” one step that aims to correct the lack we have created between physics and society. Many theoretical have remembered that CTS and ACT were born from a Freirean point of view about teaching, however what we have seen in practical is the insistence in the method and bibliographies older than this pedagogical movement.

Resumo em Inglês:

Abstract The Astronomy Nucleus of the Federal University of Pará is a science center located in the Brazilian Amazonia, dedicated to spread knowledge on Astronomy to the general public. Over the last ten years, this science center has promoted several activities, including astronomical observations, demonstrations with industrially manufactured and low cost material equipment, seminars, workshops, among others. We describe and discuss the role of the Astronomy Nucleus and other science centers dedicated to Astronomy communication and popularization in the Brazilian Amazonia.

Resumo em Português:

Neste trabalho apresentaremos uma introdução sobre o espaco-tempo de Rindler a partir de uma abordagem didática a fim de obtermos as equações de movimento que descrevem observadores uniformemente acelerados em um espaco-tempo plano. Em seguida, generalizaremos, descrevendo o movimento associado a um observador uniformemente acelerado no espaco-tempo em expansão de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker.

Resumo em Inglês:

In this article we presented an introduction to Rindler spacetime from a didactic approach in order to get the motion equations describing uniformly accelerated observers in the smooth spacetime. Then, we will treat the motion of uniformely accelerated observer in Friedmann-Lemaîtrre-Robertson-Walker expanding spacetime.

Resumo em Português:

Seja em escala atômica, seja em escala macroscópica, a quantidade de eventos de colisão em nosso cotidiano é considerável e, portanto, os esforços em estudos que aumentam nossa compreensão destas colisões são essenciais tanto para o ensino como para o desenvolvimento de futuras tecnologias. Em processos de colisão, o coeficiente de restituição está associado ao grau de elasticidade da colisão entre os corpos em questão e nos permite classificar as colisões como elásticas, inelásticas e super-elásticas. No entanto, não é habitual observar na literatura uma abordagem matemática ampla e detalhada para explicar, de forma didática, esta classificação, o que acarreta o surgimento de dúvidas sobre o coeficiente de restituição. Nesse sentido, desenvolvemos neste artigo demonstrações detalhadas para cada caso, além de apresentar exemplos de colisões endoérgicas e colisões exoérgicas.

Resumo em Inglês:

The amount of collision events in our daily lives, whether at the atomic scale or at macroscopic scale is considerable and therefore efforts in studies that increase our understanding of these collisions are essential both for teaching as for the development of future technologies. In collision processes, the coefficient of restitution is associated with the degree of elasticity of the collision between the bodies in concerned and allows us to classify the collision as elastic, inelastic and super-elastic. However, it is unusual to see in literature a comprehensive and detailed mathematical approach to explain, in a didactic way, this classification, which leads to the emergence of doubts about the coefficient of restitution. In accordance with this context, we develop in this article, detailed and appropriate demonstrations for each case, in addition to present examples of endoérgicas and exoérgicas collisions.

Resumo em Português:

A interação entre astrônomos amadores e profissionais em Astronomia é uma tendência mundial, sendo muitas as descobertas e contribuições dos amadores à comunidade científica. Um exemplo bem-sucedido desta colaboração foi a descoberta do primeiro sistema de anéis ao redor de um corpo menor do Sistema Solar, o centauro denominado Cariclo, que orbita o Sol numa região entre Saturno e Urano. Participaram da equipe internacional de trabalho alguns astrônomos amadores do Brasil cujas observações foram essenciais para esta descoberta. Porém, o caso de Cariclo leva-nos a refletir com mais propriedade sobre a ampliação desta relação entre amadores e profissionais para outra esfera: a escolar. Neste sentido, a atuação conjunta de astrônomos (profissionais e amadores) na educação tem resultado em benefícios à educação de alguns países e à formação de professores com relação a conteúdos e metodologias de ensino de Astronomia. No Brasil, um dos exemplos de destaque é o Ano Internacional da Astronomia, que deixou como legado importantes reflexões sobre o papel dos astrônomos na Educação em Astronomia, o qual também discutimos neste artigo, finalizando com um elenco de desafios e possibilidades para nosso país.

Resumo em Inglês:

The interaction with amateur astronomers and professionals is a worldwide trend, with many discoveries and contributions from amateurs to the scientific community. A successful example of this collaboration was the discovery of the first ring system around a smaller body of the Solar System, the Centaur named Chariklo, which orbits the Sun in a region between Saturn and Uranus. Some amateur astronomers from Brazil participated in the international work team whose observations were essential for this discovery. However, Cariclo's case leads us to reflect more closely on the expansion of this relationship of amateurs and professionals to another sphere: the School. In this sense, the union of astronomers (professionals and amateurs) and the education has resulted in benefits to the education of some countries and the teachers formation about contents and methodologies of Astronomy teaching. In Brazil, one of these examples is the International Year of Astronomy, which left as a legacy important reflections about the role of astronomers in Astronomy Education, which we also discussed in this article, ending with a list of challenges and possibilities for our country.

Resumo em Português:

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

Resumo em Inglês:

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

Resumo em Inglês:

The technique of laser cooling, whose basic idea was proposed in 1975 [1], provided the development of many important areas like high-resolution spectroscopy [2], atomic clocks [3] and quantum gases confined in magnetic or optical traps [4, 5]. Among the techniques applied to cooling neutral atoms is the optical molasses [6] that will be explored in this work. Here we study the standard molasses and a new alternated molasses configuration, which consists of turning on just one pair of counter-propagating laser beams per cycle, and alternating this pair between the three spatial directions. We analyse the two techniques under the lens of the radiation force, by exploring a semiclassical treatment, in order to obtain the minimum energy attained by each of them at the end of the cooling process. We compare, then, these two cooling techniques, pointing out their advantages.

Resumo em Português:

A existência de observáveis incompatíveis em mecânica quântica (MQ) é uma das suas características mais notáveis e pode ser revelada e formalizada através de relações de incerteza. A relação de incerteza de Heisenberg-Robertson-Schrödinger (RIHRS) foi provada nos primórdios do formalismo quântico e está unipresente tanto no ensino quanto na pesquisa em MQ. Todavia, a RIHRS possui o chamado problema da trivialidade, ou seja, ela não fornece informação alguma sobre a possível incompatibilidade entre dois observáveis se o estado no qual o sistema foi preparado for autovetor de um deles. Este problema foi resolvido recentemente por Lorenzo Maccone e Arun K. Pati, depois de aproximadamente 85 anos de existência da RIHRS. Neste artigo começamos fazendo uma breve discussão sobre aspectos gerais do princípio de incerteza em MQ e recapitulando a prova da RIHRS. Na sequência apresentamos de forma simples a prova da relação de incerteza de Maccone-Pati, que pode ser obtida usando basicamente a lei dos paralelogramos e a desigualdade de Cauchy-Schwarz.

Resumo em Inglês:

The existence of incompatible observables constitutes one of the most prominent characteristics of quantum mechanics (QM) and can be revealed and formalized through uncertainty relations. The Heisenberg-Robertson-Schrödinger uncertainty relation (HRSUR) was proved at the dawn of quantum formalism and is ever-present in the teaching and research on QM. Notwithstanding, the HRSUR possess the so called triviality problem. That is to say, the HRSUR yields no information about the possible incompatibility between two observables if the system was prepared in a state which is an eigenvector of one of them. After about 85 years of existence of the HRSUR, this problem was solved recently by Lorenzo Maccone and Arun K. Pati. In this article, we start doing a brief discussion of general aspects of the uncertainty principle in QM and recapitulating the proof of HRSUR. Afterwards we present in simple terms the proof of the Maccone-Pati uncertainty relation, which can be obtained basically via the application of the parallelogram law and the Cauchy-Schwarz inequality.

Resumo em Português:

O artigo apresenta uma solução algébrica e gráfica para uma pergunta elaborada por um estudante de ensino médio durante uma aula de óptica, acerca da velocidade que um elevador panorâmico deveria ter para que uma pessoa em seu interior pudesse observar o pôr do sol continuamente. Argumenta-se que perguntas que ofereçam digressões aos temas discutidos em uma aula oferecem oportunidades para a aprendizagem de ciências, na medida em que podem permitir o desenvolvimento de habilidades como teste de hipóteses, construção de modelos, raciocínio interdisciplinar e experiências de pensamento.

Resumo em Inglês:

The article presents an algebraic and graphical solution to a question posed by a high school student, during an optics class, about the speed a panoramic elevator should have so that a person inside it could observe the sunset continuously. It is argued that questions that offer digressions to the topics discussed in a class offer opportunities for science learning, as they can allow the development of skills such as hypothesis testing, model building, interdisciplinary reasoning and thought experiments.

Resumo em Português:

A utilização das aplicações tecnológicas baseadas nos princípios científicos em raios X durante muito tempo foram utilizadas apenas como ferramentas de diagnósticos médicos. Contudo, a espectroscopia de fluorescência de raios X tem demonstrado possuir uma grande relevância multidisciplinar em inúmeros campos de investigação tais como: meteorítica, química, biologia, meio ambiente, geociências, arqueometria e ciência dos materiais. Buscamos fornecer uma breve síntese seletiva dos recentes trabalhos, buscando assim demonstrar a ampla gama de questões, nas quais ela pode ser aproveitada de maneira produtiva, principalmente devido à sua característica de ser uma técnica não destrutiva. Por fim, serão discutidas aqui as possibilidades de aplicações de forma sucinta e as vantagens específicas da fluorescência de raios X.

Resumo em Inglês:

The utilization of technological applications based on scientific principles in X-rays for a long time were only used as medical diagnostic tools. However, X-ray fluorescence spectroscopy has been shown to have a high multidisciplinary relevance in many research fields such as; Meteoritc, chemistry, biology, environment, geosciences, archeometry and materials science. We seek to provide a selective synthesis of the recent works, demonstrating a wide range of issues which can be harnessed productively mainly because of its characteristic of being a non-destructive technique. Finally, here will be discusses the possibilities of applications and the specific advantages of X-ray fluorescence

Resumo em Inglês:

A machine can make three-dimensional figures that can float on different types of liquids, using for each figure always the same quantity of mass. The machine had already made spheres when the engineers intended to design other figures that reached the same depth below the surface. They tested with cubes and realized that regardless of the liquid on which figures floated, spheres always reached a greater depth than cubes. Could their problem be solved using cones?

Resumo em Inglês:

This article covers the design of an electromagnetic noise generator which uses an automotive coil as the main component. A short theoretical analysis covers the generation of high voltage pulsed current from the available DC source originated from the battery. An electronic dimmer, a circuit used to control the brightness of a light, by controlling the effective voltage that is delivered to the load, is used here to provide more degrees of freedom to the generated power as well as to insert higher order harmonics into the emitted electromagnetic spectrum. A prototype was built and its time domain current waveform is measured and shown, altogether with the measured radiated spectra, covering the frequency range from 20Hz to 1GHz. A broadband emission characteristics is verified, turning the use of common AM/FM radios impossible when close to the noise generator. A visible strong plasma is also seen due to the high generated voltages (around 60kV).

Resumo em Inglês:

There are considerable differences in the ways mechanics and electromagnetism conceptualize energy. In the former, energy is defined in terms of force and work in a process-like reasoning that remits us to the ”past” of a given body or system. Moreover, in the mechanical framework energy is ascribed to matter, i.e., one speaks of the energy of a system of bodies. The electromagnetic picture is quite different. There, energy assumes a form localized directly in the fields, i.e., if a region in space contains E→ and/or B→ fields, then there is energy. Furthermore, in electromagnetism energy is no longer a property of an object, but some kind of extensive quantity in space. We argue that traditional physics instruction in introductory courses fails to highlight these differences and thus students do not become aware of important traits of the electromagnetic ”world view”. Analyzing the case of electrostatic energy, we both review critically the standard mechanical discourse and introduce a didactical approach to motivate the electromagnetic way of thinking of energy without the need of an advanced mathematical formalism. The latter is more akin to the practice of present day physics, which relies on lagrangians based on field energy densities.

Resumo em Inglês:

Abstract Particle methods are an alternative to the traditional mesh Eulerian methods for solution of fluid dynamics and transport phenomena problems. The Lagrangian Meshless Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method presents advantages compared to mesh methods as a better visualisation of the spatio-temporal evolution of the flow (and the fluid properties), and a lower computational cost in the study of complex geometries with topological changes, or free surfaces. A computer code has been written for serial computation using FORTRAN Programming Language. Three classical physical problems have been simulated: diffusion in a flat plate, still fluid within an immobile reservoir and dam breaking. In code validation, numerical results obtained showed a good agreement with the analytical and experimental results reported in the literature. The numerical code developed and presented in this work is a valuable tool for the teaching of Physics.

Resumo em Português:

Neste trabalho apresentamos uma abordagem em que tópicos atuais na área de astronomia podem ser utilizados para complementar o processo de ensino-aprendizagem em termodinâmica. Nesta direção, discutimos as condições astronômicas que potencialmente permitem o surgimento da vida tal qual conhecemos e introduzimos o conceito de Zona Habitável de maneira integrada ao ensino de termodinâmica, com enfoque nos diagramas de fases. Também apresentamos a lei de Stefan-Boltzmann e introduzimos o conceito de temperatura efetiva, por permitir uma formalização (ainda que de forma introdutória) dos limites da Zona de Habitabilidade em nosso sistema solar. Discutimos detalhadamente as condições de temperatura e pressão em cada um dos planetas rochosos em nosso sistema solar, comparando-os com o diagrama de fases da água líquida. Além disso, ilustramos como a pesquisa atual em astrobiologia poderá ajudar a encontrar planetas potencialmente habitáveis ao analisarmos dados da literatura com cenários possíveis para a atmosfera do candidato a exoplaneta Gliese 581g.

Resumo em Inglês:

This work presents an approach where trendy astronominical topics can be used to complement the teaching-learning process in thermodynamics. In this direction, we present a discussion about the astronomical conditions that might potentially allow the emergence of life as we know, and the concept of Habitable Zone was introduced in pair with thermodynamical concepts, with emphasis on phase diagrams. Moreover, we introduced the Stefan-Boltzmann law and the effective temperature allowing a formal presentation of the Habitable Zone's limits in our solar system. The temperature and pressure conditions on each of the rocky planets in our solar system were discussed in detail and compared with the phase diagram of liquid water. Finally, atmospheric scenarios of the exoplanet candidate Gliese 581g were discussed to illustrate how the current research in astrobiology might help find potentially habitable planets.

Resumo em Português:

Neste artigo analisamos um texto sobre educação para o trânsito de um livro didático de ciências do ensino fundamental autorado por pesquisadores e aprovado pelo PNLD, na sua relação com os aportes teóricos da Ciência-Tecnologia-Sociedade (CTS) com base na análise crítica do discurso. Os resultados apontaram estratégias discursivas que recontextualizam, sobretudo, o conceito de velocidade com questões socioambientais das grandes cidades implicando os estudantes pela reflexão dos riscos (nível individual e coletivo) exposição de posicionamentos e problematização de ações cotidianas envolvendo deslocamento de pessoas e veículos (segurança no trânsito, tecnologia dos automóveis, acidentes).

Resumo em Inglês:

In this article we analyze a text about traffic education from a science textbook of elementary school written by researchers and approved by the Brazilian Science Textbook Evaluation Program, in its relationship with the theoretical contributions of Science-Technology-Society (STS) based on critical discourse analysis The results point discursive strategies recontextualized mainly the concept of velocity, comprising environmental issues of major cities in the involvement of students through, risk reflection (individual and collective), exposure placements and the problems found by everyday actions involving movement of people and vehicles (traffic safety, automobile technology, accidents).

Resumo em Espanhol:

Este artículo presenta una revisión de literatura que hace un acercamiento al estado actual de la implementación de los sistemas de adquisición de datos en la enseñanza de la física; principalmente en los niveles de educación básica y media y en la formación de profesores. La búsqueda se llevó a cabo en 35 revistas encontradas en las principales bases de datos: Science Direct, Scopus, Web of Science y Google Scholar. Algunos de los principales resultados que arrojó el análisis de los artículos seleccionados indican que la implementación de estas herramientas tecnológicas con un fundamento pedagógico y didáctico claramente definido se encuentra aún en una etapa incipiente, especialmente en los programas de formación de profesores. Lo anterior demuestra que es necesario reforzar la investigación en este campo con el propósito de introducir estrategias que permitan la apropiación de las diferentes herramientas que ofrecen las Tecnologías de la Información y la Comunicación y utilizarlas como apoyo para la conceptualización en física. Con respecto a las temáticas o campos conceptuales abordados en los trabajos, encontramos que predomina la Cinemática (8), el Movimiento Ondulatorio (6), el Electromagnetismo (5), la Termodinámica (4) y la Dinámica (2).

Resumo em Inglês:

This paper presents a literature review that approaches the current state of the data acquisition systems implementation in physics teaching; mainly at Middle and High School levels and in teachers training. The main search was performed in 35 journals found in the following databases: Science Direct, Scopus, Web of Science and Google Scholar, taking into account, as selection criteria, articles related to the use of sensors in physics education, in middle and high school and teacher training. Some of the main results of the selected articles analysis show that the implementation of these technological tools with a clearly defined pedagogical and didactic basis is still in an incipient stage, especially in teacher training programs. This shows that it is necessary to strengthen research in this field with the purpose of introducing strategies that allow appropriation of the different tools offered by Information and Communication Technologies and use them for conceptualization in physics. Regarding the themes or conceptual fields addressed in the works, we find that predominate Kinematics (8), Wave Movement (6), Electromagnetism (5), Thermodynamics (4) and Dynamics (2).

Resumo em Português:

Este trabalho investigou o desenvolvimento e implementação de um aplicativo para smartphones que realiza o envio de respostas ao professor durante a resolução de testes conceituais nas aulas. Foram desenvolvidas aulas de Física em uma turma de Ensino Médio utilizando-se do Peer Instruction nas atividades escolares, buscando melhorar o ensino e a aprendizagem de Física. Durante as aulas, os estudantes resolviam testes conceituais e enviavam a respostas através do aplicativo, diretamente para o notebook do professor. Os resultados mostraram que o aplicativo foi bem aceito pelos estudantes, tem potencial para melhorar a concentração nas atividades de resolução de problemas e para realizar o envio das respostas ao professor. Desta forma, o professor tem a opção de salvar as respostas dos estudantes no notebook e fazer uma verificação da aprendizagem destes. O Peer Instruction mostrou-se como uma potente ferramenta para estimular a aprendizagem na resolução individual de problemas, promovendo um aumento na concentração e, também, fomentando discussões em grupos durante a resolução coletiva dos testes conceituais.

Resumo em Inglês:

This work investigated the development and implementation of a smartphone application that sends the answers to the teacher during the resolution of conceptual tests in class. Physics classes were developed in a high school class using Peer Instruction in school activities to improve the teaching and learning of Physics. During classes, students would solve conceptual tests and send responses through the application directly to the teacher's notebook. The results showed that the application was well accepted by the students, that it has the potential to improve concentration on problem solving activities and to send the answers to the teacher. In this way, the teacher has the option to save the students' answers in the notebook and assess their learning. Peer Instruction has proved to be a powerful tool for stimulating learning, solving problems individually, promoting an increase in concentration, and also fostering group discussions during the collective resolution of conceptual tests.

Resumo em Português:

Nós apresentamos uma proposta pedagógica para introduzir o tema da matéria escura no universo para alunos do ensino médio. O apelo intrínseco deste tema é usado para discutir aplicações de movimento de sistemas planetários e estrelas em galáxias e as relações entre as diferentes formas de energia no movimento desses e outros objetos astronômicos. O principal objetivo é motivar os alunos com ações interativas, incluindo atividades dentro e fora da sala de aula, para aprofundamento do tema. Finalmente, a sequência didática é fechada com uma demonstração numérica do teorema virial gravitacional, levando os alunos a discussões sobre a existência de matéria escura em torno das galáxias, com base no resultado obtido através da verificação do teorema virial gravitacional.

Resumo em Inglês:

We present a pedagogical proposal to introduce the theme of dark matter in the universe to high school students. The intrinsic appeal of this subject is used to discuss some applications of movement of planetary system and stars in galaxies and relations between different forms of energy in the movement of stars and others astronomical objects. The main goal is to motivate students with interactive actions, including activities inside and out-classroom, to a further development of the theme. Finally, the didactic sequence is closed with a numerical demonstration of gravitational virial theorem, leading the students to discussions about the existence of dark matter around galaxies, based on the obtained result in verifying the gravitational virial theorem.

Resumo em Espanhol:

Se muestran una serie de actividades realizadas en un curso de capacitación para docentes de Física, las que se desarrollaron a partir del uso de un automóvil como recurso didáctico. El curso consistió en una propuesta de trabajo cooperativo en la cual las actividades incluyeron mediciones reales tanto con el vehículo en reposo como en movimiento en diferentes situaciones. Se planteó como un ejemplo que permite contextualizar la Física, registrar datos y el posterior uso de modelos físicos. Por otro lado, las actividades propuestas requirieron la discusión sobre los métodos experimentales necesarios y sobre la validez de los modelos utilizados. Se espera que el trabajo sea inspirador para los docentes participantes, de modo que colabore al planteo de actividades más movilizadoras en la enseñanza de la Física.

Resumo em Inglês:

Are shown activities of a training course for teachers of physics, which were developed from the use of a car as a teaching resource. The course consisted of a proposal of cooperative work in which the activities included actual measurements both with the vehicle at rest and in motion in different situations. It is proposed as an example that allows contextualize physics, record data and the subsequent use of physical models. On the other hand, the proposed activities have required the discussion on the necessary experimental methods and on the validity of the models used. It is expected that the work will inspire the participating teachers, collaborating with the design of interesting activities in the teaching of physics

Resumo em Português:

Neste artigo descrevemos a construção e funcionamento de um kit experimental de baixo custo para demonstrar o efeito fotoelétrico. Para isso, utilizamos a plataforma Arduino para o controle e interfaceamento com o computador, bem como um pico-amperímetro com amplificador operacional de alto ganho e impedância. Uma interface gráfica para computadores e dispositivos móveis foi desenvolvido a fim de controlar o experimento e exibir os dados obtidos em tempo real. São também apresentadas as aplicações do kit no estudo do efeito termiônico e da condutividade elétrica do plasma.

Resumo em Inglês:

In the present article we describe the construction and operation of a low cost experimental kit to demonstrate the photoelectric effect. In this way, we employed the Arduino platform for control and computer interfacing as well as a picoammeter with a high gain and impedance op-amp. A graphic interface for computers and mobile devices was also developed in order to control the hardware and to display, in real time, the experimental data. We also present the application of the same kit for studying the thermionic effect and the electric conductivity of plasma.

Resumo em Português:

Nesse trabalho nós apresentamos o software Astro3D. Trata-se de um simulador do movimento dos corpos celestes em dois referenciais, o topocêntrico e o heliocêntrico. Com o Astro3D é possível observar de forma simultânea o movimento real e o movimento aparente do Sol, da Lua e dos planetas do sistema solar. Trata-se de um recurso computacional, desenvolvido para o ensino de física e de astronomia, que contribui na visualização de movimentos com escala de tempo muito longa, na compreensão de conceitos abstratos e na construção de modelos mentais que dificilmente podem ser compreendidos sem esse tipo de ferramenta tecnológica.

Resumo em Inglês:

In this work we present the software Astro3D. It is a simulator of motion of the celestial bodies in two references, the topocentric and the heliocentric. With Astro3D you can simultaneously observe the real movement and apparent movement of the Sun, the Moon and the planets of the solar system. It is a computational resource, developed for the teaching of physics and astronomy, which contributes to the visualization of motions with a very long time scale, in the understanding of abstract concepts and in the construction of mental models that can hardly be understood without this type of technological tool.

Resumo em Português:

Neste trabalho é apresentada uma nova alternativa para a construção de microscópios caseiros, e uma nova forma de se obter lentes esféricas, utilizando-se de materiais mais baratos, o que facilita a construção e o uso do equipamento. A simplicidade da montagem e a facilidade do manuseio favorecem a aplicação do microscópio em locais com poucos recursos, além de torná-lo portátil. Além disso, são apresentadas sugestões de amostras a serem estudadas, pelos estudantes de diferentes disciplinas, o que pode fomentar a elaboração e a participação de alunos e professores em projetos interdisciplinares. O microscópio caseiro permite a visualização de pequenas estruturas, suas formas e cores, o que pode despertar o interesse do aluno pela análise de materiais e objetos, de uma forma muito mais instigante, que a mera observação a olho nu.

Resumo em Inglês:

This work presents a project for a homemade microscope with a new and alternative way to get spherical lenses, using cheap materials, which can facilitates its construction and use. The simplicity in its assembling and handling encourages its use in poor resourced places and additionally makes it a very portable instrument. Furthermore, suggestions of samples to be examined by students of different disciplines are also presented. This may encourage students and teachers to be more involved in elaboration of and/or participation in interdisciplinary projects. This homemade microscope enables visualization of small structures, their shapes and colors. The use of this simple instrument can grow in the students the desire and interest in the study and analysis of materials and objects in a much more instigating way, then by simple unaided eye observation.

Resumo em Português:

Nesse trabalho é descrito um experimento quantitativo destinado a avaliar a transferência de calor durante o resfriamento de um cilindro de aço e comparar os resultados experimentais com valores previstos em modelos de convecção e radiação do calor. Além de executar os ensaios, o aluno é requisitado a confeccionar uma planilha eletrônica que detalha os cálculos realizados e avalia a consistência dos resultados. O experimento foi concebido para ser facilmente implementado em aulas práticas de cursos de graduação; e, nesse intuito, buscou-se utilizar materiais e equipamentos que viabilizem a realização de ensaios simples e de fácil execução. Os resultados obtidos são satisfatórios e propiciam uma análise quantitativa sobre os mecanismos envolvidos na transferência de calor num sistema físico real.

Resumo em Inglês:

This work describes a quantitative experiment to evaluate the heat transfer during the cooling of a steel cylinder and compare the experimental results with predicted values in convection and heat radiation models. In addition to performing the tests, the student is required to prepare a spreadsheet that details the calculations performed and evaluates the consistency of the results. The experiment was designed to be easily implemented in experimental classes of undergraduate courses; and, for this, we tried to use materials and equipment that make feasible the realization of simple and easy execution tests. The results obtained are satisfactory and provide a quantitative analysis on heat transfer mechanisms involved in a real physical system.

Resumo em Inglês:

Leonhard Euler derived equations of motion for both (in modern terminology) point mass mechanics and analytic mechanics. In order to derive the equations, some dynamic premise has to be introduced; this is the “principle of mechanics”. It stems from the recognition that infinitesimal motions are uniformly accelerated. Then, using Galileo Galilei's theorem on the fall, mathematical relations among differentials acquire physical meaning, and become the “principle of mechanics”.

Resumo em Português:

O objetivo deste artigo, que faz parte de um programa de pesquisa desenvolvido pelos autores sobre o papel da representação na ciência e no ensino de ciências, é destacar o uso de mecanismos e princípios matemáticos como heurísticas representacionais dos fenômenos físicos e utilizada, respectivamente, por Descartes e Fermat em suas investigações no campo da óptica, mais especificamente em suas análises do fenômeno da refração da luz. Com exemplos extraídos da obra dos referidos autores, buscamos explicitar compromissos e concepções distintas, mas não excludentes, acerca da dinâmica de construção e desenvolvimento de teorias científicas. Do ponto de vista heurístico, levantamos a tese da complementaridade e convergência entre ambas as representações, sob o argumento de que caberia aos mecanismos capturar o princípio material constitutivo do fenômeno, enquanto os princípios matemáticos abstratos se encarregariam da sua organização formal. Ao enfatizar aspectos relacionados à dinâmica de construção e desenvolvimento de teorias científicas, elementos heurísticos essenciais a uma compreensão da Natureza da Ciência e, portanto, relevantes ao processo de ensino e aprendizagem da Física, surgirão.

Resumo em Inglês:

The objective of this article, which is part of the research program developed by the authors on the role of representation in science and science education, is to highlight the use of mechanisms and mathematical principles as representational heuristics of physical phenomena. They have been used by Descartes and Fermat in their respective investigations in the field of optics, more specifically in their analysis of the light refraction phenomenon. With examples drawn from the works of the cited authors, we sought to reveal the distinct, but not exclusive commitments and conceptions about the dynamics involved in building and developing scientific theories. From the heuristic point of view, we raise the hypothesis of the complementarity and convergence between both representations, with the argument it's up to the mechanisms to capture the constituting material principle of the phenomenon, while the abstract mathematical principles should take care of its formal organization. By emphasizing aspects related to the dynamics of the construction and development of scientific theories, heuristic elements essential to an understanding of the Nature of Science (NOS) and therefore relevant to the Descartes, Fermat, Epistemology of physics, Heuristics, Physics Education teaching and learning process of physics will emerge.

Resumo em Português:

No dia 31 de maio de 1946, desembarcou no porto do Rio de Janeiro um jovem engenheiro francês chamado Pierre Henri Lucie, vindo de uma Europa arrasada pela guerra, em busca de uma vida melhor. Após um início modesto como caminhoneiro e montador de rádios, foi descoberto por outros compatriotas que o convidaram para lecionar matemática e física em colégios e cursos preparatórios para vestibular. Nos primeiros anos de docência Pierre começou a destacar-se, desenvolvendo uma didática e um amor pelo magistério que ainda hoje são difíceis de encontrar. Participou de muitos projetos e propostas para a melhoria do ensino de física, em especial, Física com Martins e Eu, seu livro didático para o ensino médio, escrito no final de 1969 e inicio de 1970. O livro nasceu de uma brincadeira com o cartunista Henrique de Souza Filho (Henfil), o gibi da física. Este trabalho é uma singela homenagem a memória desse importante educador no ano do centenário de seu nascimento, também uma oportunidade para analisar seu livro. Física com Martins e Eu surpreende por sua postura de vanguarda. Muitos critérios exigidos hoje em dia pelo Programa Nacional do Livro Didático (PNLD) e por outras legislações para o ensino médio aparecem em suas páginas. O livro é recheado pelo gênero textual história em quadrinhos, além de um texto muito bem escrito que busca um diálogo constante com o leitor, convidando-o a reflexão e a experimentação.

Resumo em Inglês:

On May 31, 1946, a young French engineer named Pierre Henri Lucie landed in the port of Rio de Janeiro from a war-torn Europe in search of a better life. After a modest start as a truck driver and assembler of radios, he was discovered by other compatriots who invited him to teach mathematics and physics in colleges and preparatory courses for college entrance exams. In the first years of teaching Pierre began to excel, developing a didactic and a love for teaching that are still difficult to find today. He participated in many projects and proposals for the improvement of physics teaching, especially Physics with Martins and Me, his textbook for high school, written in late 1969 and early 1970. The book was born of a joke with the cartoonist Henrique de Souza Filho (Henfil), the comic book of physics. This work is a simple tribute to the memory of this important educator in the centenary year of his birth, also an opportunity to analyze his book. Physics with Martins and Me surprises by its avant-garde stance. Many criteria demanded today by the National Textbook Program (PNLD) and other legislations for high school appear on its pages. The book is filled with textual genre comics, as well as a very well written text that seeks a constant dialogue with the reader, inviting him to reflection and experimentation.

Resumo em Português:

O artigo apresenta uma tradução comentada do manuscrito Of colours, escrito por Isaac Newton em 1666. Esse manuscrito é o principal registro da elaboração da teoria newtoniana sobre luz e cores antes de 1672. A tradução é acompanhada por um comentário, na forma de notas de rodapé explicativas.

Resumo em Inglês:

The article presents an annotated translation of the manuscript Of colors, written by Isaac Newton in 1666. This manuscript is the main record of the elaboration of the Newtonian theory on light and colors before 1672. The translation is accompanied by a comment, in the form of explanatory footnotes.

Resumo em Português:

Apresenta-se uma resenha crítica do livro Buracos negros: palestras da BBC Reith Lectures, de autoria de Stephen Hawking. O livro é a transcrição de duas palestras que o autor ministrou em 2016 para a BBC Radio 4 e pode ser entendido uma introdução sobre o tema, adequada para leigos e estudantes de ensino médio.

Resumo em Inglês:

A critical review of Stephen Hawking's Black Holes: the BBC Reith Lectures is presented. The book is a transcript of two lectures that the author gave in 2016 to BBC Radio 4 and can be understood as an introduction on the subject, suitable for laymen and high school students.