Meios granulares e experimentos simples para a sala de aula

Nos últimos anos houve um grande aumento da atividade experimental e teórica no estudo das propriedades dos materiais granulares. Este artigo apresenta uma breve revisão da literatura sobre este tema e sugere experimentos simples que o professor de física pode fazer ou sugerir aos seus estudantes.

Estimativas do teor de umidade empregando o método GPR: uma avaliação comparativa em experimentos de laboratório e campo

Este trabalho faz uma análise das estimativas de teores de umidade obtidas com o método Ground Penetrating Radar (GPR) comparativamente às determinadas com os métodos Time Domain Reflectometry (TDR) e gravimétrico. Os dados foram obtidos em dois experimentos diferentes: um experimento controlado em laboratório buscando reproduzir um meio homogêneo onde foram obtidas as medidas de umidade com GPR (antenas de 1 GHz) e TDR, e outro experimento de campo onde foram obtidos dados com GPR (antenas de 200 MHz) e de amostras de solos do local. Para a obtenção das estimativas a partir do método GPR foram analisados os eventos relativos à onda de transmissão direta entre as antenas, onda refratada criticamente e onda refletida em interfaces com diferentes propriedades elétricas.O GPR mostrou-se sensível às variações de umidades presentes nos dois experimentos e apresentou boa correlação com os dados obtidos com TDR (REQM de0,007 m³m-3) e das amostras (REQM de 0,039 m³m-3).

Morfologia e funcionalidade do pneumócito tipo II e sua relação e variação com a idade gestacional em bovinos

Este estudo objetivou caracterizar a presença de pneumócitos tipo II e o início da produção de lipoproteína surfactante em bovinos, correlacionando a idade gestacional com a síntese de surfactante durante o desenvolvimento fetal. Pulmões de fetos com quatro meses de idade gestacional estavam na fase canalicular de desenvolvimento, sem a presença de pneumócitos tipo II ou bandas eletroforéticas compatíveis com a presença de proteínas surfactante. No 5° mês gestacional, os pulmões dos fetos encontravam-se em fase de saculação terminal, com a presença de alvéolos por epitélio cúbico, com áreas formadas por pneumócitos I e II. Nesse período ainda não foi possível identificar proteína surfactante nos pulmões. Esses órgãos em fetos com seis meses de idade gestacional estavam em fase de saco terminal, com presença de pneumócitos tipo I e II. Nessa fase a análise para determinação protéica do surfactante de feto bovino (SDS - PAGE) demonstrou presença de bandas entre 26 e 36kDa, confirmando produção de SP - A, proteína surfactante encontrada em maior quantidade. A partir do 7° mês gestacional, a fase de saco terminal é mais evidente e complexa, com desenvolvimento de intensa vascularização. O pneumócito tipo I apresentava aspecto mais pavimentoso, e o tipo II apresentava aspecto mais globoso. Na análise SDS - PAGE do lavado bronco - alveolar, bandas de proteína surfactante com aspecto similar ao de animais recém-nascidos foram encontradas. Em recém-nascidos, pulmões na fase alveolar foram observados com pneumócitos tipo I e II característicos. O perfil das bandas do lavado bronco-alveolar dos recém-nascidos foi igual ao de animais adultos. Esses achados sugerem que um animal nascido precocemente, a partir dos sete meses de gestação, teria sua sobrevivência garantida devido a uma possível funcionalidade do sistema respiratório do feto, pois o pulmão possuiria as características necessárias para a síntese de proteínas surfactantes. Entretanto, mais estudos clínicos sobre a funcionalidade do sistema respiratório abrem novas fronteiras de experimentos sobre fisiologia respiratória em recém-nascidos bovinos.

Estudo comparativo de algumas propriedades dinâmicas de líquidos e grãos na sala de aula

Visando entender as diferenças entre as propriedades dinâmicas dos materiais granulares e as propriedades dinâmicas dos líquidos, foram realizados experimentos usando água e grãos de arroz e açúcar. Os experimentos requerem poucos recursos e foram pensados para que possam ser desenvolvidos com facilidade na sala de aula ou num laboratório de ensino. Os resultados mostraram que o fluxo de grãos difere significativamente do fluxo de líquidos.

Spatial pattern detection modeling of thrips (Thrips tabaci) on onion fields

Onion (Allium cepa) is one of the most cultivated and consumed vegetables in Brazil and its importance is due to the large laborforce involved. One of the main pests that affect this crop is the Onion Thrips (Thrips tabaci), but the spatial distribution of this insect, although important, has not been considered in crop management recommendations, experimental planning or sampling procedures. Our purpose here is to consider statistical tools to detect and model spatial patterns of the occurrence of the onion thrips. In order to characterize the spatial distribution pattern of the Onion Thrips a survey was carried out to record the number of insects in each development phase on onion plant leaves, on different dates and sample locations, in four rural properties with neighboring farms under different infestation levels and planting methods. The Mantel randomization test proved to be a useful tool to test for spatial correlation which, when detected, was described by a mixed spatial Poisson model with a geostatistical random component and parameters allowing for a characterization of the spatial pattern, as well as the production of prediction maps of susceptibility to levels of infestation throughout the area.

Fontes de metionina em rações formuladas com base em aminoácidos totais ou digestíveis para frangas de reposição leves e semipesadas

Foram conduzidos dois experimentos com o objetivo de avaliar a utilização de duas fontes de metionina (em pó ou líquida) em rações formuladas com base em aminoácidos digestíveis ou totais para frangas de reposição leves e semipesadas, nas fases inicial (de 1 a 6 semanas de idade) e de crescimento (de 11 a 16 semanas de idade). Em cada experimento, foram utilizadas 384 aves distribuídas em delineamento inteiramente ao acaso, em esquema fatorial 2 × 2 × 2, composto de duas linhagens (Hy-Line W36 e Hy-Line Brown), duas fontes de metionina (HMTBA - 88% e DL-Metionina - 99%) e dois critérios de formulação da dieta (aminoácidos totais e digestíveis), totalizando oito tratamentos, cada um com seis repetições de oito aves. Foram avaliados os consumos de ração, proteína bruta e energia metabolizável, o peso e ganho de peso corporal e a conversão alimentar das aves. Não houve interação entre os fatores para nenhuma das variáveis estudadas. As aves da linhagem Brown apresentaram maior consumo de ração, peso corporal e ganho de peso. As fontes de metionina e os critérios de formulação de ração não influenciaram as características de desempenho. As aves das linhagens W36 e Brown da linhagem Hy-Line apresentam diferentes perfis de desenvolvimento corporal. A metionina em pó (DL-metionina - 99%) ou a líquida (HMTBA - 88%), assim como os critérios de formulação de ração (aminoácidos totais ou digestíveis) proporcionam desempenho semelhante em aves de reposição.

Composição química, valores de energia metabolizável e aminoácidos digestíveis de subprodutos do arroz para frangos de corte

Dois experimentos foram conduzidos para determinar a composição química, os valores de energia e os coeficientes de digestibilidade dos aminoácidos, do farelo de arroz integral (FAI) e da quirera de arroz (QA). No primeiro estudo, foram utilizadas 144 aves, com 21 dias de idade, machos, linhagem Cobb, que tiveram suas excretas totalmente coletadas para determinação da energia metabolizável aparente (EMA) e energia metabolizável aparente corrigida (EMAn). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com três tratamentos e seis repetições, com oito aves cada. No segundo experimento, foi utilizado o método de alimentação forçada para a determinação dos coeficientes de digestibilidade dos aminoácidos. O delineamento foi inteiramente casualizado, com dois alimentos e um jejum e seis repetições com um galo cada. Os valores de MS, PB, EE, FB, EMA e EMAn foram, respectivamente, para FAI: 88,6%; 11,8%; 15,3%; 10,2%; 2968kcal kg-1 e 2804kcal kg-1 e para QA: 93,5%; 9,1%; 0,73%; 0,45%; 3338kcal kg-1 e 3239kcal kg-1. Os valores médios encontrados dos coeficientes de digestibilidade de aminoácidos essenciais e não essenciais foram, respectivamente, de 75,9% e 73,9%, para FAI, e 77,9% e 76,5%, para QA. Embora tenham apresentado níveis inferiores de energia, FAI e a QA podem ser utilizados nas rações de aves em substituição ao milho, uma vez que tiveram níveis maiores de proteína bruta e aminoácidos digestíveis.

Estudo de caso de uma situação atmosférica entre 12 e 19 de setembro de 2008, com algumas características semelhantes ao evento Catarina

Este trabalho apresenta uma análise das condições sinótica e dinâmica associadas ao desenvolvimento do ciclone ocorrido entre 12 e 19 de setembro de 2008, com o objetivo de destacar diferenças e semelhanças com o ambiente em que se inseriu o evento Catarina em março de 2004. As principais semelhanças foram encontradas no padrão sinótico geral: a ocorrência de um padrão típico de bloqueio do tipo dipolo associado à anomalia de vorticidade potencial em altos níveis; cavado em níveis médios com inclinação para oeste; a presença de uma coluna de vorticidade ciclônica desde a superfície até a baixa estratosfera; e, em superfície, o padrão de uma alta ao sul de uma baixa pressão. Apesar das semelhanças no padrão geral, diferenças ocorreram entre os dois eventos que influenciaram na intensidade dos sistemas: o Catarina ocorreu em latitudes mais baixas em relação ao caso de setembro de 2008; o padrão típico de bloqueio associado ao caso de setembro de 2008 durou um dia e meio, enquanto no evento Catarina foi de três dias; a configuração da advecção de temperatura na camada entre 1000-500 hPa favoreceu o deslocamento do evento de setembro de 2008 para leste/sudeste, ao contrário do Catarina, a advecção de ar quente a leste do ciclone foi praticamente suprimida e a tendência de altura geopotencial passou a ser positiva, padrões que impedem o deslocamento do sistema para leste; no caso de setembro de 2008 o padrão da inversão do gradiente meridional de temperatura potencial na superfície de -2,0 unidade de vorticidade potencial (UVP) foi caracterizado pela incursão de uma região alongada de ar quente vinda do equador em direção ao sul e ar frio vinda do sul em direção ao equador, enquanto no caso Catarina a inversão ocorre pelo isolamento de uma bolha de ar frio ao norte e uma bolha de ar quente ao sul, o que pode ter contribuído para maior duração do padrão de bloqueio, pois a dissipação neste caso é dificultada. Sistemas como o Catarina podem ser raros no Atlântico Sul, mas isso não ocorre em relação ao ambiente sinótico em que se formou o Catarina. Para melhor entender o processo atmosférico que levou à formação do Catarina, é necessário realizar experimentos numéricos de sensibilidade para o caso de setembro de 2008 com o objetivo de verificar a possibilidade do ciclone extratropical se tornar um ciclone tropical.

Ensaio in vitro da enzima nitrato redutase e efeito da disponibilidade de nitrato e fosfato em variantes pigmentares de Hypnea musciformis (Wulfen) J. V. Lamour. (Gigartinales, Rhodophyta)

A enzima nitrato redutase (NR) catalisa a redução do nitrato a nitrito e controla a taxa de assimilação do nitrato. O ensaio in vitro da nitrato redutase foi otimizado para a linhagem selvagem (marrom, MA) e para a linhagem deficiente em ficoeritrina (verde-clara, VC) de Hypnea musciformis. As duas linhagens foram cultivadas em temperatura de 23 ± 2°C, fotoperíodo de 14 horas, irradiância de 60-90µmol fótons m-2s-1, e meio composto por água do mar esterilizada (30ups) enriquecida com a solução de von Stosch na concentração de 50% (VSES/2). As condições ótimas de ensaio para ambas as linhagens foram: 40µM de NADH; 10min de incubação do extrato bruto (EB) e 100µL de EB. A atividade ótima da NR ocorreu em 4 e 2mM de nitrato para a linhagem VC e MA, respectivamente. As linhagens VC e MA apresentaram, respectivamente, constante aparente de Michaelis-Menten (K M) para NADH de 0,2068 e 0,0837 µM, e K M para nitrato de 0,0492 e 0,0294mM. Os resultados indicam que a NR da linhagem MA tem maior afinidade pelo substrato do que a NR da linhagem VC de H. musciformis. Os experimentos para avaliar os efeitos da disponibilidade de nitrato (5 a 105µM) e nitrato e fosfato (0,5 a 25,5µM, com a relação N:P de 4:1) mostraram que a atividade da NR das linhagens VC e MA não aumentou com a adição de nitrato no meio, o que pode estar relacionado com o estado nutricional dessas algas. A atividade da NR foi maior nos tratamentos com adição de fosfato do que naqueles com adição de apenas nitrato, indicando que esse nutriente é importante para os processos metabólicos relacionados a atividade da NR.

Effects of temperature and salinity on the survival rates of coxicerberus ramosae (Albuquerque, 1978), an interstitial isopod of a Sandy Beach on the coast of Brazil

The tolerance to the combined effects of temperature and salinity was investigated in the interstitial isopod Coxicerberus ramosae (Albuquerque, 1978), a species of intertidal zone of sandy beaches in Rio de Janeiro, Brazil. The animals were collected on Praia Vermelha Beach. The experiments lasted 24 h and nine salinities and seven temperatures were used for a total of 63 combinations. Thirty animals were tested in each combination. The species showed high survival in most of the combinations. The temperature of 35 ºC was lethal and at 5 ºC, the animals tolerated only a narrow range of salinities. The statistical analyses showed that the effects of temperature and salinity were significant on the survival, which confirmed the euryhalinity and eurythermy of this species.

Antibacterial modified diketopiperazines from two ascidians of the genus Didemnum

The chemical investigation of the crude extract of an ascidian of the genus Didemnumled to the isolation of the modified diketopiperazine rodriguesines A (1) and (2) as a mixture of homologues, which could be identified by analysis of spectroscopic data including MS/MS experiments. The investigation of a second Didemnumsp. led to the isolation of N-acetyl-rodriguesine A (3) and N-acetyl-rodriguesine B (4). The absolute configuration of compounds 1and 2could be established by hydrolysis and Marfey's analysis and comparison with literature data reported for compound 3, previously obtained as a synthetic product. The mixture of 1and 2displayed moderate antibiotic activity against a clinical isolate of Streptococcus mutansand against S. mutansUA159 and Staphylococcus aureusATCC6538.

Precisão experimental em ensaios com a cultura do feijão

A avaliação do coeficiente de variação (CV) como medida da precisão dos experimentos tem sido feita com diversas culturas, espécies animais e forrageiras por meio de trabalhos sugerindo faixas de classificação dos valores, considerando-se a média, o desvio padrão e a distribuição dos valores de CV das diversas variáveis respostas envolvidas nos experimentos. Neste trabalho, objetivouse estudar a distribuição dos valores de CV de experimentos com a cultura do feijão, propondo faixas que orientem os pesquisadores na avaliação de seus estudos com cada variável. Os dados utilizados foram obtidos de revisão em revistas que publicam artigos científicos com a cultura do feijão. Foram consideradas as variáveis: rendimento, número de vagens por planta, número de grãos por vagem, peso de 100 grãos, estande final, altura de plantas e índice de colheita. Foram obtidas faixas de valores de CV para cada variável tomando como base a distribuição normal, utilizando-se também a distribuição dos quantis amostrais e a mediana e o pseudo-sigma, classificando-os como baixo, médio, alto e muito alto. Os cálculos estatísticos para verificação da normalidade dos dados foram implementados por meio de uma função no software estatístico livre R. Os resultados obtidos indicaram que faixas de valores de CV diferiram entre as diversas variáveis apresentando ampla variação justificando a necessidade de utilizar faixa de avaliação específica para cada variável.

Synthesis of novel O-acylated-D-ribono-1,5-lactones and structural assignment supported by conventional NOESY-NMR and x-ray analysis

A practical method for the structural assignment of 3,4-O-benzylidene-D-ribono-1,5-lactones and analogues using conventional NMR techniques and NOESY measurements in solution is described. 2-O-Acyl-3,4-O-benzylidene-D-ribono-1,5-lactones were prepared in good yields by acylation of Zinner’s lactone with acyl chlorides under mildly basic conditions. Structural determination of 2-O-(4-nitrobenzoyl)-3,4-O-benzylidene-D-ribono-1,5-lactone was achieved by single crystal x-ray diffraction, which supports the results based on spectroscopic data.

Ensino de astronomia em um espaço não formal: observação do Sol e de manchas solares

O presente artigo analisa os resultados obtidos num minicurso sobre o Sol e sua dinâmica realizado no Observatório Astronômico do Centro de Divulgação Científica e Cultural (CDCC) pertencente à Universidade de São Paulo (USP) na cidade de São Carlos para alunos do ensino fundamental. As atividades foram desenvolvidas na recente inaugurada, Sala Solar. Ela é dedicada ao estudo do Sol, enfatizando a observação de manchas solares e do espectro do Sol. A metodologia adotada no minicurso consistiu em pequenos experimentos, observações e diálogos expositivos. Isto incentivou os estudantes a tomarem decisões, fazerem questionamentos e refletirem gerando pensamentos mais críticos e produzindo um maior número de conexões entre o real e o abstrato que contribuiu para níveis de maior complexidade conceitual verificados durante entrevistas semiestruturadas e nas respostas ao questionário final.

Ressonância não linear de uma bússola em campos magnéticos

Fenômenos oscilatórios e ressonantes são explorados em vários cursos experimentais de física. Em geral os experimentos são interpretados no limite de pequenas oscilações e campos uniformes. Neste artigo descrevemos um experimento de baixo custo para o estudo da ressonância em campo magnético da agulha de uma bússola fora dos limites acima. Nesse caso, termos não lineares na equação diferencial são responsáveis por fenômenos interessantes de serem explorados em laboratórios didáticos.