Harmonical oscillator and electro-mechanical analogy: an interdiscinary experiment to high precision mass variation measurements

De forma geral, os cursos de física clássica oferecidos nas universidades carecem de exemplos de aplicações nas áreas de química e biologia, o que por vezes desmotivam os alunos de graduação destas áreas a estudarem os conceitos físicos desenvolvidos em sala de aula. Neste texto, a analogia entre os osciladores elétrico e mecânico é explorada visando possívies aplicações em química e biologia, mostrando-se de grande valia devido ao seu uso em técnicas de medição de variação de massa com alta precisão, tanto de forma direta como indireta. Estas técnicas são conhecidas como técnicas eletrogravimétricas e são de especial importância em aplicações que envolvem biossensores. Desta forma, o texto explora o estudo da analogia eletromecânica de forma interdisciplinar envolvendo as áreas de física, química e biologia. Baseado nessa analogia é proposto um experimento que permite a sua aplicação em diferentes níveis conceituais dessas disciplinas, tanto em abordagem básica como mais profunda.

Chromic oxide as a digestibility marker for dogs - A comparison of methods of analysis

The study reported compared coefficients of apparent digestibility (CAD) obtained by total collection (TC) and by chromic oxide (Cr2O3) determined by visible absorption spectrometry (VIS) and flame atomic absorption spectrophotometry (FAAS). These quantification methods were also investigated to assess their precision. Nineteen adult dogs housed in individual digestibility cages were fed three commercial diets, each test including five or seven animals. The experiment was carried out in a completely randomized design with three among-subjects factors (foods) and three within-subject factors (methods), and the dogs were the experimental unit. Estimated CAD for all dietary components in the three diets by either chromium quantification methods did not differ and showed fair agreement with TC results (P > 0.05). Coefficients of chromic oxide recoveries in feces were 1.06 +/- 0.044 and 1.01 +/- 0.045 for VIS and FAAS, respectively, values significantly different (P < 0.05), indicating better recovery for FAAS. Significant differences (P<0.05) were found in the mean concentration of Cr2O3 for diets and feces (17 +/- 0.6 and 19 +/- 0.8g/kg for VIS and FAAS, respectively). Coefficient of variation for FAAS was 1.69% and 1.77% for VIS, which did not differ significantly (P > 0.05). Pearson's correlation coefficient (r=0.99; P < 0.01) indicated positive and significant association among the results for VIS and FASS, indicating reasonable precision and agreement of chromic oxide contents determined by these methods. Therefore, FAAS and VIS can be used successfully to determine Cr2O3 in dog foods and feces. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Utilização de medidas biométricas para predizer características da carcaça de cabritos Saanen

Foram determinadas medidas biométricas de caprinos leiteiros com o objetivo de estimar equações que permitam predizer o peso e as características da carcaça de animais sob diferentes condições nutricionais. Realizou-se um experimento em duas fases, utilizando-se 27 cabritos machos da raça Saanen em cada uma, distribuídos nos tratamentos: alimentação à vontade, 30 e 60% de restrição. O peso vivo (PV) inicial foi de 5 kg na Fase 1 e 20 kg na Fase 2, abatendo-se os animais ao atingirem 20 e 35 kg de PV, respectivamente. Foram determinadas as medidas biométricas e avaliada a condição corporal no animal vivo e, após o abate e resfriamento de 24 horas, as medidas da carcaça. Estimaram-se o peso em jejum (PJ), o peso da carcaça fria (PCF) e a compacidade da carcaça, em função das medidas biométricas. O perímetro torácico e o comprimento corporal foram as medidas biométricas que apresentaram melhor ajuste para estimar o PJ, o PCF e a compacidade da carcaça e, por isso, são recomendados, por serem precisos, práticos e de fácil execução.

Dogs can detect scat samples more efficiently than humans: an experiment in a continuous Atlantic Forest remnant

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Análise da imagem digital para estimativa da área foliar em plantas de laranja Pêra

Objetivou-se, com o trabalho, avaliar dois métodos de estimativa da área foliar, em plantas de laranja Pêra, pela análise da imagem digital obtida com scanner e câmera fotográfica digital. Para determinar a área das folhas, um grupo de discos foi colocado sobre um leitor de scanner, sendo que a imagem obtida foi armazenada. Os mesmos grupos de discos foram fixados sobre cartolina branca e fotografados com câmera fotográfica digital. As imagens obtidas da câmera fotográfica e do scanner foram processadas utilizando ferramentas de um editor de imagem que permite a contagem de pixels de determinada cor, no caso verde. Para a comparação dos métodos, os discos foram submetidos a integrador óptico de área foliar modelo LICOR-3100, utilizando os mesmos agrupamentos. Foram coletadas 20 folhas (cinco em cada quadrante da planta) por parcela de um experimento para comparação de fertilizantes comerciais e doses de zinco, aplicados via foliar, em plantas de sete anos de idade. O experimento foi composto de sete tratamentos e quatro repetições, num total de 28 parcelas. Os dois métodos apresentaram alta correlação com a área estimada pelo integrador óptico de área, considerado como método de referência. O método da análise da imagem obtida com câmera fotográfica, na resolução de 5.0 megapixel, foi mais precisa quando comparada à área estimada pelo integrador óptico de área.

Interferência de plantas daninhas na cultura do milho: I - efeito do número de repetições sobre a precisão dos resultados obtidos

Foi conduzido um experimento com o objetivo de determinar o mínimo de repetições para que níveis preestabelecidos de precisão sejam alcançados sobre a matointerferência na produtividade da cultura do milho mantida na presença ou na ausência das plantas daninhas até 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60 e 120 dias após a emergência. O experimento foi conduzido no período de dezembro de 1997 a abril de 1998, correspondendo à safra de verão, na Fazenda Experimental Marcelo Mesquita Serva, Universidade de Marília - UNIMAR, município de Marília, Estado de São Paulo - Brasil. A precisão experimental avaliada pela diferença mínima significativa (dms) mostrou-se continuamente crescente com a adição de novas repetições, observando-se, contudo, reduções menores acima de seis repetições. Os valores médios do quadrado médio do resíduo (QMR) e do coeficiente de variação (CV) e o F dos tratamentos não foram alterados pelo aumento do número de repetições.

Analysis of relative humidity sensors at the WMO Radiosonde intercomparison experiment in Brazil

The quality of the vertical distribution measurements of humidity in the atmosphere is very important in meteorology due to the crucial role that water vapor plays in the earth's energy budget. The radiosonde is the humidity measurement device that provides the best vertical resolution. Also, radiosondes are the operational devices that are used to measure the vertical profile of atmospheric water vapor. The World Meteorological Organization (WMO) has carried out several intercomparison experiments at different climatic zones in order to identify the differences between the available commercial sensors. This article presents the results of an experiment that was carried out in Brazil in 2001 in which major commercial radiosonde manufacturers [e.g., Graw Radiosondes GmbH & Co., KG (Germany); MODEM (France); InterMet Systems (United States); Sippican, Inc. (United States); and Vaisala (Finland)] were involved. One of the main goals of this experiment was to evaluate the performance of the different humidity sensors in a tropical region. This evaluation was performed for different atmospheric layers and distinct periods of the day. It also considers the computation of the integrated water vapor (IWV). The results showed that the humidity measurements achieved by the different sensors were quite similar in the low troposphere (the bias median value regarding the RS80 was around 1.8%) and were quite dispersed in the superior layers (the median rms regarding the RS80 was around 14.9%).

Anisotropy of track revelation in epidote: Results of a step etching experiment with Kr-86 ion tracks

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Predição da digestibilidade da matéria seca de rações em coelhos em crescimento

O experimento foi realizado com o objetivo de predizer a digestibilidade da matéria seca (MS) de rações para coelhos em crescimento mediante equações baseadas no conceito de entidade nutritiva ideal. Foram usados 100 coelhos do Grupo Genético Botucatu, com 42 dias de idade. Testaram-se 16 rações contendo alimentos volumosos (papel, sabugo de milho, bagaço de cana ou maravalha de pínus), mais milho, farelo de soja, óleo de soja, caulim e sal comum. Os volumosos foram incluídos em quatro níveis, para se obter 22, 28, 34 ou 40% de fibra em detergente neutro (FDN) e 16% de proteína bruta (PB). O experimento foi realizado em duas fases, em delineamento experimental de blocos ao acaso. Observou-se efeito linear positivo da FDN sobre o consumo de MS. As médias de digestibilidade da MS variaram entre 60,10 e 80,78%. Houve efeito linear negativo da FDN, bem como interação do teor de FDN × volumoso, sobre a digestibilidade aparente da MS. Ao contrário dos componentes fibrosos, a proteína bruta PB e o conteúdo celular comportaram-se como entidade nutritiva ideal. Para predizer a digestibilidade da MS, testaram-se três modelos e o melhor baseou-se no teor de conteúdo celular, com digestibilidade verdadeira fixada em 1; outro no teor de FDN, cuja digestibilidade foi predita mediante uma equação empírica; e o terceiro, na perda endógena de conteúdo celular, considerada proporcional ao consumo de MS. A principal dificuldade na formulação de modelos para predizer a digestibilidade aparente da MS em coelhos é estimar com precisão a digestibilidade da FDN e a perda endógena de conteúdo celular. É necessário avaliar em estudos futuros o uso de maiores níveis de fibra nas rações. Para rações com níveis de fibra situados na amplitude deste estudo, recomenda-se usar o modelo 3, que inclui, além da fibra em detergente neutro, a fibra em detergente ácido e a lignina.

Composition of the aquatic invertebrate fauna associated to the mangrove vegetation of a coastal river, analyzed through a manipulative experiment.

The present study analyzed the composition of the aquatic fauna associated to the mangrove forest in a southeastern Brazilian river. The composition of the macrofauna in the roots of the marginal vegetation located at three different salinity stretches was analyzed by sampling pieces of the submerged branches of the vegetation (natural substrate) and pieces of sisal rope (artificial substrate), installed close to the natural vegetation and sampled after a period of 14 colonization days. In both types of substrate, twelve taxonomic groups were sampled, representing three phyla (Cnidaria, Annelida and Arthropoda). The crustaceans, corresponding to the most diversified group, were represented by Copepoda, Tanaidacea, Isopoda, Amphipoda and Decapoda. The highest salinity stretch showed the highest abundance, with a progressive decrease from high to low salinity for both substrates. Copepoda and Tanaidacea predominated on both substrates, although the artificial substrate exhibited the highest total abundance and species richness. Considering the relative abundance of the taxonomic groups on both substrates, the majority of groups predominated in the highest salinity range. Significant differences on the longitudinal distribution of abundance were associated to the variation on salinity and with the complexity of the substrate.

Mesocosm experiment on the impact of invertebrate predation on zooplankton of a tropical lake

Invertebrate predation on zooplankton was investigated in mesocosms in the shallow tropical Lake Monte Alegre, Sauo Paulo State, Brazil, in the summer of 1999. Two treatments were applied: one with natural densities of prey and the predators Chaoborus brasiliensis and the water mite Krendowskia sp. (Pr+), and another without predators (Pr-). Three enclosures (volume: 6.6 m(3) of water per enclosure) per treatment were installed in the sediment of the deepest area of the lake (5.0 m). At the beginning, Chaoborus larvae were present in Pr- enclosures, because of technical difficulties in preventing their entrance, but they virtually disappeared in the course of the experiment. Water mites were almost absent in Pr- enclosures. Chaoborus predation negatively influenced the Daphnia gessneri population, but not the populations of the copepods Tropocyclops prasinus and Thermocyclops decipiens and the rotifers Keratella spp. Death rates of Daphnia were generally significantly higher in the Pr+ treatment; Daphnia densities increased after the disappearance of Chaoborus in Pr-. Copepod losses to predation in the experiment may be compensated by higher fecundity, shorter egg development time, and lower pressure on egg-bearing females, resulting in a lower susceptibility to Chaoborus predation. The predation impact of water mite on microcrustaceans and rotifers in the experiment was negligible.

Transition to turbulence in the Reynolds' experiment

In this study we simulate numerically the Reynolds' experiment for the transition from laminar to turbulent flow in a pipe. We present a discussion of the results from a dynamical systems perspective when a control parameter, the Reynolds number, is increased. The Landau scenario, where the transition is described by the excitation of infinite oscillatory modes within the fluid, is not observed. Instead what happens is best explained by the Ruelle-Takens scenario in terms of strange attractors. The Lyapunov exponent and fractal dimension for the attractor are calculated together with a measure of complex behaviour called the Lempel-Ziv complexity. (C) 2001 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.

New thought experiment to test the generalized second law of thermodynamics

We propose an extension of the original thought experiment proposed by Geroch, which sparked much of the actual debate and interest on black hole thermodynamics, and show that the generalized second law of thermodynamics is in compliance with it.

CMS physics technical design report, volume II: Physics performance

CMS is a general purpose experiment, designed to study the physics of pp collisions at 14 TeV at the Large Hadron Collider ( LHC). It currently involves more than 2000 physicists from more than 150 institutes and 37 countries. The LHC will provide extraordinary opportunities for particle physics based on its unprecedented collision energy and luminosity when it begins operation in 2007. The principal aim of this report is to present the strategy of CMS to explore the rich physics programme offered by the LHC. This volume demonstrates the physics capability of the CMS experiment. The prime goals of CMS are to explore physics at the TeV scale and to study the mechanism of electroweak symmetry breaking - through the discovery of the Higgs particle or otherwise. To carry out this task, CMS must be prepared to search for new particles, such as the Higgs boson or supersymmetric partners of the Standard Model particles, from the start- up of the LHC since new physics at the TeV scale may manifest itself with modest data samples of the order of a few fb(-1) or less. The analysis tools that have been developed are applied to study in great detail and with all the methodology of performing an analysis on CMS data specific benchmark processes upon which to gauge the performance of CMS. These processes cover several Higgs boson decay channels, the production and decay of new particles such as Z' and supersymmetric particles, B-s production and processes in heavy ion collisions. The simulation of these benchmark processes includes subtle effects such as possible detector miscalibration and misalignment. Besides these benchmark processes, the physics reach of CMS is studied for a large number of signatures arising in the Standard Model and also in theories beyond the Standard Model for integrated luminosities ranging from 1 fb(-1) to 30 fb(-1). The Standard Model processes include QCD, B-physics, diffraction, detailed studies of the top quark properties, and electroweak physics topics such as the W and Z(0) boson properties. The production and decay of the Higgs particle is studied for many observable decays, and the precision with which the Higgs boson properties can be derived is determined. About ten different supersymmetry benchmark points are analysed using full simulation. The CMS discovery reach is evaluated in the SUSY parameter space covering a large variety of decay signatures. Furthermore, the discovery reach for a plethora of alternative models for new physics is explored, notably extra dimensions, new vector boson high mass states, little Higgs models, technicolour and others. Methods to discriminate between models have been investigated. This report is organized as follows. Chapter 1, the Introduction, describes the context of this document. Chapters 2-6 describe examples of full analyses, with photons, electrons, muons, jets, missing E-T, B-mesons and tau's, and for quarkonia in heavy ion collisions. Chapters 7-15 describe the physics reach for Standard Model processes, Higgs discovery and searches for new physics beyond the Standard Model.

HOW CAN ONE PROBE PODOLSKY ELECTRODYNAMICS?

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)