Curso de Física - CABAE

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Acesso aberto (Open Access)
Um desenho de luz: o princípio físico da câmera fotográfica
(2017) GONÇALVES, Nadiane Pantoja; PASCA, Gabriel Adolfo Cabrera; http://lattes.cnpq.br/5642784995274060
Neste trabalho estudamos um dos principais conceitos fundamentais da ciência, que é a LUZ, utilizando um instrumento muito popular em nossa sociedade, chamado de CÂMERA FOTOGRÁFICA. O objetivo deste trabalho é apresentar um breve resumo do contexto histórico do seu desenvolvimento, como se deu seu aprimoramento, as relações com os fenômenos físicos da óptica e da física quântica, sendo a luz, um dos principais conceitos que permeiam nosso conhecimento científico moderno, como também as tecnologias utilizadas. Assim, podemos chamá-la de “Coluna Cervical” da ciência. Este conceito é utilizado em diversos níveis da educação, desde a educação básica ao superior. Ao mesmo tempo, compreendemos que a fotografia surge como um contexto importante para o ensino do conceito de luz e suas propriedades. Desta forma, este trabalho apresenta uma discussão conceitual sobre a luz e suas propriedades, além de trazer alguns episódios da história da ciência sobre o desenvolvimento deste campo da Física. Assim, podemos perceber que ela vai e está muito além daquilo que imaginamos, sendo ela, nosso guia de instruções para compreendermos o funcionamento do universo dentro e fora do nosso planeta.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo de sistemas dinâmicos não-lineares com softwares matemáticos
(2017) CARDOSO, Débora Cristina de Matos; RODRIGUES, Manuel Eleuterio; http://lattes.cnpq.br/9488132180680912; https://orcid.org/0000-0001-8586-0285
Neste trabalho é feita uma abordagem de sistemas dinâmicos não-lineares com aplicações em sistemas não-lineares que se comportam de forma caótica ou não. O objetivo deste trabalho é observar a dinâmica dos sistemas escolhidos por meio de simulações matemáticas para que possam ser feitos estudos mais completos. Os conceitos utilizados abordam denições sobre espaço de fase, sistema dissipativo, atratores, solução em equilíbrio, estabilidade linear em duas dimensões, ciclos limite, bifurcações e cálculo do expoente de Lyapunov. A aquisição de dados foram obtidos através de pesquisas acadêmicas como livros, artigos e dissertações de interesse e, também, os softwares Maple, Maxima e Mathematica que foram muito úteis para o desenvolvimento dos cálculos e plotagem dos grácos utilizados no presente trabalho, principalmente nas aplicações. Espera-se que outros trabalhos possam ser desenvolvidos a partir deste para complementar os estudos existentes nesta área, servindo de suporte para mais pesquisas.
Acesso aberto (Open Access)
Sistemas dinâmicos aplicados no problema de três corpos
(2017) QUARESMA, Luciano José Barbosa; RODRIGUES, Manuel Eleuterio; http://lattes.cnpq.br/9488132180680912; https://orcid.org/0000-0001-8586-0285
Um problema bem conhecido na mecânica é o de três corpos, no qual temos três massas interagindo unicamente através de suas forças gravitacionais mútuas. Dentre os métodos empregados em sua solução, entre analíticos e numéricos, apresentamos, neste trabalho, uma abordagem computacional através de sistemas dinâmicos. Para isso, apresentamos os conceitos fundamentais sobre esta ferramenta matemática, com destaque para estabilidade e os expoentes de Lyapunov, utilizando vários exemplos construídos com o auxílio dos softwares matemáticos wxMaxima, Maple e Mathematica. Para tratar do problema de três corpos, zemos um breve histórico e o formulamos a partir da lei da gravitação universal e da segunda lei de Newton, restringindo o movimento ao plano x − y, para, assim, reduzir de 18 para 12 o número de equações necessárias no sistema dinâmico associado. Utilizando os softwares, então, plotamos as trajetórias dos corpos para algumas soluções conhecidas e utilizamos os expoentes de Lyapunov para estudar suas estabilidades. Como esperado, em todos os casos estes expoentes indicaram caos neste sistema, o que implica na instabilidade das soluções estudadas, bem como em uma grande sensibilidade às condições iniciais. Este trabalho mostra, desta forma, um método para a combinação de processos analíticos e numéricos, para obtermos informações qualitativas importantes para sistemas dinâmicos de interesse, através de softwares computacionais.
Acesso aberto (Open Access)
Modelagem e resolução de problemas oscilatórios utilizando equações diferenciais de segunda ordem
(2018-03-08) SACRAMENTO, Assis Maciel; COSTA, Manuel de Jesus dos Santos; http://lattes.cnpq.br/7579240913305272
Apesar da grande utilidade, nem sempre equações diferenciais ordinárias possuem solução analítica e exigem, portanto, uma abordagem numérica. Um dos métodos numéricos mais utilizados é o de Runge-Kutta de 4ª ordem e, neste trabalho, é analisada a sua eficiência ao comparar seus resultados com os obtidos analiticamente. Para isso foi realizada uma pesquisa bibliográfica para elucidar os conteúdos fundamentais relevantes, para o estudo de oscilações em três casos, no oscilador harmônico simples, no circuito RLC em série e no pêndulo amortecido e forçado, sendo realizado posteriormente um tratamento computacional e numérico destes sistemas. Da comparação entre os resultados numéricos e analíticos, pode-se constatar que o método de Runge-Kutta apresenta eficácia e robustez para estes casos e a sua implementação computacional fornece resultados confiáveis mesmo em situações onde as soluções analíticas não se aplicam (Pêndulo amortecido e forçado), onde a solução é caótica em alguns casos.
Acesso aberto (Open Access)
Comparação entre as soluções analítica e numérica da equação da onda
(2018-12-21) BARROS, Leandro Pereira; LIMA, Romulo Correa; http://lattes.cnpq.br/9959312607102378
Um dos problemas fundamentais da física é a ondulatória, a qual envolve equações diferenciais parciais. Dentre os métodos empregados na solução da equação da onda unidimensional, destacam-se os métodos de separação de variáveis e diferenças finitas. Para isso, realizou-se uma descrição dos conceitos fundamentais sobre ondas com ênfase em ondas mecânicas. Para a equação da onda unidimensional foram feitas três demonstrações distintas para sua obtenção, a qual se trata de uma equação diferencial de segunda ordem dependente de uma variável temporal e uma espacial. Através dos métodos de separação de variáveis e diferenças finitas, encontrou-se suas soluções analíticas e numéricas, respectivamente. Foram feitas as comparações entre elas em dois problemas, e apresentou-se um problema para a análise de estabilidade do método numérico. Verificou-se pelos gráficos um ajuste satisfatório entre as soluções analítica e numérica, tornando uma alternativa a utilização do método numérico, em especial para resolver problemas que não exista solução exata pelo método analítico.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo sobre o tratamento de água nas escolas estaduais e rurais do município de Abaetetuba
(2019-06-25) LIMA, Bárbara Pereira; SOUSA, Mário Edson Santos de; http://lattes.cnpq.br/4761512397509247; COSTA, Cleidilane Sena; http://lattes.cnpq.br/4274598374126989; http://lattes.cnpq.br/6049154334633869
O presente trabalho tem o intuito de investigar a existência de processos de tratamento de água nas escolas rurais e urbanas da cidade de Abaetetuba. A metodologia utilizada para a realização desta investigação contou com a entrevista de 08 (oito) funcionários no geral; sendo 04 (quatro) de escolas da zona rural e 04 (quatro) da zona urbana. A entrevista foi feita através de um questionário virtual para conhecer de fato como estão as condições da água consumida nas escolas. Construído com o auxílio de uma ferramenta computacional, tal formulário ficou criativo e de fácil acesso, denominado de Google Drive. A análise do questionário virtual aplicado com os entrevistados foi baseada em seus relatos, os quais revelaram que as instituições públicas de ensino da zona urbana e da zona rural não cuidam e nem se preocupam de fato com o estado da água ingerida no ambiente escolar, apesar de fazerem uso de método simples de tratamento, como filtros e desinfetantes químicos.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de célula eletrolítica nanoestruturada baseada em mandioca/lítio e eletrodos de nanotubos de carbono
(2019-06-26) SANTOS, Luís Eduardo de Sena dos; REIS, Marcos Allan Leite dos; http://lattes.cnpq.br/8252507933374637; https://orcid.org/0000-0003-2226-2653
O carbono é um dos elementos essenciais para a vida, o mesmo possuí algumas formas alotrópicas. Neste trabalho, utilizaremos uma dessas formas que é o Nanotubo de Carbono (NTC), pois, o mesmo detém características como: transportar corrente elétrica com intensidade superior 100 vezes maior que do cobre, retardamento na corrosão nos processos eletrolíticos, dentre outros. Sendo assim, a aplicabilidade do NTC tem se tornado mais evidente na contemporaneidade através de dispositivos como: sensores, capacitores, baterias, assim por diante. Através de um polímero biodegradável conhecido como fécula que é extraído da mandioca somado a um auto poder de condutividade do Perclorato de Ion-lítio ( que formam o eletrólito. Em seguida, utilizou-se de Buckypapers (BP) baseados em filmes de NTC, cuja função é comporta-se como eletrodo. Desta maneira, formou-se uma pilha cujas dimensões eram: 4 cm de comprimento e 2 cm de diâmetro modelada a partir do programa de modelagem Cinema 4D versão R.14, onde utilizou-se a impressora 3D Anet A8 para a manufatura da estrutura da pilha, no qual o polímero ABS ( Acrylonitrile butadiene styrene) foi usado como invólucro da mesma. Portanto, obtivemos resultados satisfatórios através dos equipamentos: microscopia eletrônica de varredura (MEV) e caracterização elétrica de: 0.35 ± 0.003V; 3.18 ± 0.005 kΩ and 0.11 ± 0.001 m A.
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização de Nanofios de ZnO sintetizados pelo método de oxidação térmica
(2019-06-26) CAMPOS, Alex da Cunha; PASCA, Gabriel Adolfo Cabrera; http://lattes.cnpq.br/5642784995274060
O estudo de métodos de síntese e das propriedades físicas de óxidos de metais de transição nanoestruturados tem atraído grande interesse em pesquisa científica fundamental devido às potenciais aplicações tecnológicas. Dentre as várias abordagens de crescimento, o procedimento de oxidação térmica é considerado um método simples, eficiente e rápido que permite a obtenção de arranjos micro e nanoestruturados com tamanho e morfologia controlados. Em particular, a ocorrência de nanoestruturas alongadas (com comprimentos maiores que 10 μm e diametros menores que 100 nm) é pouco mencionada na literatura quando este metódo é usado. Neste estudo, nanofios de Óxido de Zinco (ZnO) foram obtidos a partir da oxidação térmica de placas de Zinco Metálico (Zn) em temperaturas acima do ponto de fusão do metal (TF ~ 420 ºC). A caracterização estrutural, morfológica e da composição elementar foi feita através das técnicas de Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), respectivamente. Realizou-se também medidas de Espectroscopia de Correlação Angular γ-γ Perturbada (CAP) com o intuito de se obter informações relacionadas aos defeitos e impurezas nas amostras sintetizadas. Especificamente, para a amostra submetida a temperatura de 620 ºC, com taxa de aquecimento de 20 ºC min-1, observou-se o crescimento de nanofios longos com diâmetro médio de 74 nm, comprimentos de ~ 60 μm e alta densidade populacional. Os resultados obtidos a partir do aquecimento de outras amostras em diferentes taxas de aumento de temperatura indicam que este parâmentro é determinante no ajuste da morfologia, tamanho e densidade dos nanofios de ZnO. O mecanismo de crescimento dessas nanoestruturas alongadas é atribuido tanto aos processos de difusão induzidos por estresse quanto a dinâmica vapor-sólido da atmosfera rica em moléculas de zinco. As Medidas DRX mostram padrões para ZnO e Zn metálico com orientação preferencial, enquanto que as medições de CAP usando o 111In(111Cd) indicam que os nucleos de prova substituem apenas as posições cristalográficas do Zn no zinco métalico (orientado preferencialmente). Em amostras aquecidas à 820 e 1000 ºC, o DRX exibe apenas um padrão de ZnO. Em contrapartida, os espectros de CAP continuam mostrando núcleos de prova apenas em sítios metálicos de Zn, indicando a presença de regiões finas de Zn altamente orientadas confinadas entre grãos de ZnO, mesmo após longos périodos de oxidação. Estes resultados mostram um forte potencial da espectroscopia de Correlação Angular γ-γ Perturbada para revelar regiões metálicas confinadas e sua orientação na matriz de óxidos, mesmo quando sua concentração é extremamente pequena para que o DRX seja capaz de detectá-las.
Acesso aberto (Open Access)
Relações de gênero na história da ciência: a presença da mulher na física
(2019-06-27) SANTOS, Aline Lobato; COSTA, Cleidilane Sena; http://lattes.cnpq.br/4274598374126989
No desenvolvimento deste trabalho buscou-se um aprofundamento na questão da mulher na Física, essa abordagem consta de duas partes, sendo que na primeira é desenvolvido uma análise histórica em relação ao gênero e suas implicações no desenvolvimento das Ciências Exatas, especialmente a Física e na vida das mulheres. Também é proposto um olhar mais realístico do fato de que as mulheres estão inseridas nos meios acadêmicos e profissionais. A segunda é uma abordagem atual, onde foi aplicado questionários a docentes do curso de Física, o mesmo estava disponível na plataforma do Google drive. Nesse sentido, o objetivo do trabalho é conhecer, por meio dos questionários, a realidade atual das mulheres que optaram em termos profissionais pela física e fazer um paralelo com a evolução ocorrida nas mentalidades do gênero feminino. Assim, foi possível conhecer de que forma as mulheres estão inseridas nos cursos de física e de que maneira se dá relação no que concerne a relação de gênero.
Acesso aberto (Open Access)
Efeito do ângulo de impressão nas propriedades elétricas e mecânicas de peças poliméricas impressas em 3d
(2019-06-28) OLIVEIRA, Dhonata Sebastião Caldas; REIS, Marcos Allan Leite dos; http://lattes.cnpq.br/8252507933374637
Este trabalho estuda o efeito causado pelo ângulo de impressão por modelagem de deposição fundida (FDM) na resistência elétrica e mecânica de peças feitas de poli(ácido lático) (PLA) e poli(acrilonitrila-butadieno-estireno) (ABS). Para isso, são apresentados os aspectos gerais sobre polímeros e alguns detalhes sobre o PLA e o ABS, bem como sobre métodos de impressão como a estereolitograa (SLA) e a sinterização seletiva a laser (SLS), além da FDM. Após isso, são apresentados os parâmetros utilizados para a impressão dos corpos de prova, como formato e dimensões do modelo tridimensional e as temperaturas do bico e da mesa da impressora 3D e a sua velocidade de impressão. Além disso, são apresentados os métodos de caracterização elétrica e mecânica utilizados, respectivamente pela medição da resistência com duas pontas, com um picoamperímetro, e da tração e deformação máximas suportadas pelas peças antes de se partirem, com uma máquina de ensaio de tração.Esses testes mostraram que o PLA tem maior resistência tanto elétrica quanto mecânica quando impresso com o ângulo de 0o, atingindo máximos de 2; 9471 0; 0541 G e 62; 2694 MPa, respectivamente. Por sua vez, o ABS resiste melhor a tração quando impresso a 90o, até 30; 3704 MPa, e apresenta maior resistência elétrica a 45o, de até 2; 6626 0; 0327G. Comparativamente, o PLA é superior ao ABS nesses dois quesitos, porém este último se mostrou mais elástico, o que se buscou explicar brevemente com base nas estruturas desses dois polímeros, em virtude da fase de borracha existente dentro da blenda polimérica do ABS. Por m, os resultados indicam que os efeitos de parâmetros de impressão, como ângulo de impressão, afetam diretamente as propriedades físicas desses polímeros. Portanto, o conhecimento dessas variáveis será de grande importância para fabricações de peças de alto desempenho na manufatura aditiva.

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