Estudo de sistemas com dinâmica pouco suave: brinquedos envolvendo este tipo de modelo

This work aims to study the movement periodically interrupted realized by four handmade toys. Such movement can be studied by nonlinear dynamics, but this topic is not covered in the general undergraduate courses in Physics. The study presented aim to observe, search, identify and measure physical quantities characteristic of toys according to the information provided by the dynamic, in this case, the formalism of moment of forces and energy. It also allows an approach to non-formal education in physics, since the measures and instruments differ from formal laboratory approach. These toys are unknown examples of simple machines studied in Mechanics and allow to illustrate passive walkers in Robotics

Análise não linear de séries temporais e aplicações à Psicologia

Nesta dissertação estudámos as séries temporais que representam a complexa dinâmica do comportamento. Demos especial atenção às técnicas de dinâmica não linear. As técnicas fornecem-nos uma quantidade de índices quantitativos que servem para descrever as propriedades dinâmicas do sistema. Estes índices têm sido intensivamente usados nos últimos anos em aplicações práticas em Psicologia. Estudámos alguns conceitos básicos de dinâmica não linear, as características dos sistemas caóticos e algumas grandezas que caracterizam os sistemas dinâmicos, que incluem a dimensão fractal, que indica a complexidade de informação contida na série temporal, os expoentes de Lyapunov, que indicam a taxa com que pontos arbitrariamente próximos no espaço de fases da representação do espaço dinâmico, divergem ao longo do tempo, ou a entropia aproximada, que mede o grau de imprevisibilidade de uma série temporal. Esta informação pode então ser usada para compreender, e possivelmente prever, o comportamento. ABSTRACT: ln this thesis we studied the time series that represent the complex dynamic behavior. We focused on techniques of nonlinear dynamics. The techniques provide us a number of quantitative indices used to describe the dynamic properties of the system. These indices have been extensively used in recent years in practical applications in psychology. We studied some basic concepts of nonlinear dynamics, the characteristics of chaotic systems and some quantities that characterize the dynamic systems, including fractal dimension, indicating the complexity of information in the series, the Lyapunov exponents, which indicate the rate at that arbitrarily dose points in phase space representation of a dynamic, vary over time, or the approximate entropy, which measures the degree of unpredictability of a series. This information can then be used to understand and possibly predict the behavior.

O pré-aquecimento do universo: da ressonância paramétrica à turbulência

A inflação consegue dar conta de uma série de problemas do Modelo padrão da Cosmologia, preservando ainda o sucesso do modelo do Big Bang. Na sua versão mais simples, a inflação é controlada por um campo escalar, o ínflaton, que faz com que o universo se expanda exponencialmente. Após, o ínflaton decai e ocorre o reaquecimento do universo. Contudo, alguns autores apontam a existência de uma fase intermediária, chamada de pré-aquecimento. O decaimento do ínflaton possui uma rica dinâmica não-linear. No primeiro estágio, a ressonância paramétrica promove o crescimento exponencial de alguns modos do ínflaton. Isto altera a dinâmica do modo homogêneo do ínflaton, promovendo uma reestruturação das cartas de ressonâncias da equação de movimento dos modos perturbativos. Desta forma, ocorre a transferência de energia para estes modos, até que o universo termaliza. Esta transferência de energia é típica de um sistema turbulento. Por se tratar de uma evolução não-linear, torna-se conveniente a implementação computacional de métodos numéricos. Neste contexto, os métodos espectrais têm se mostrado uma excelente ferramenta para estudar este tipo de sistema. Esta dissertação apresenta os resultados do esquema numérico desenvolvido para o modelo com potencial quártico, que será a base para os demais estudos a serem desenvolvidos. Como mostrado, este esquema é extremamente preciso e eficiente.

Sincronização idêntica em redes de osciladores caóticos

A presente dissertação versa sobre a sincronização idêntica em redes de osciladores caóticos. Uma perspectiva razoavelmente histórica sobre a literatura da área é apresentada . O conceito de caos é introduzido junto com outras idéias da dinâmica não-linear: sistemas dinâmicos, exemplos de sistemas, atratores, expoentes de Liapunov, etc. A integração numérica de equações diferenciais é largamente utilizada, principalmente, para o cálculo de expoentes e o desenho do diagrama de fases. A sincronização idêntica é definida, inicialmente, em redes que não passam de um par de osciladores. A variedade de sincronização (conjunto de pontos no espaço de fases no qual a solução do sistema é encontrada se há sincronização) é determinada. Diferentes variantes de acoplamentos lineares são enfocadas: acoplamento interno, externo, do tipo mestre-escravo e birecional, entre outras. Para detectar sincronização, usa-se o conceito de expoente de Liapunov transversal, uma extensão do conceito clássico de expoente de Liapunov que caracteriza a sincronização como a existência de um atrator na variedade de sincronização. A exposição é completada com exemplos e atinge relativo detalhe sobre o assunto, sem deixar de ser sintética com relação à ampla literatura existente. Um caso de sincronização em antifase que usa a mesma análise é incluído. A sincronização idêntica também é estudada em redes de osciladores idênticos com mais de dois osciladores. As possibilidades de sincronização completa e parcial são explanadas. As técnicas usadas para um par de osciladores são expandidas para cobrir este novo tipo de redes. A existência de variedades de sincronização invariantes é considerada como fator determinante para a sincronização. A sincronização parcial gera estruturas espaciais, analisadas sob a denominação de padrões. Algumas relações importantes entre as sincronizações são explicitadas, principalmente as degenerescências e a relação entre a sincronização parcial e a sincronização completa do respectivo estado sincronizado para alguns tipos de acoplamento. Ainda são objetos de interesse as redes formadas por grupos de osciladores idênticos que são diferentes dos osciladores dos outros grupos. A sincronização parcial na qual todos os grupos de osciladores têm seus elementos sincronizados é chamada de sincronização primária. A sincronização secundária é qualquer outro tipo de sincronização parcial. Ambas são exemplificadas e analisadas por meio dos expoentes transversais e novamente por meio da existência de invariantes de sincronização. Obtém-se, então, uma caracterização suficientemente ampla, completada por casos específicos.

Consumo de bens duráveis e poupança em uma nova trajetória de comportamento do consumidor brasileiro

O trabalho avalia a dinâmica descrita pelo consumo de bens duráveis e poupança dos consumidores brasileiros entre setembro de 2005 e abril de 2011 e contribui com a literatura ao utilizar como ferramenta de análise um modelo autoregressivo com valor limite endógeno e dados qualitativos da pesquisa Sondagem de Expectativas do Consumidor Brasileiro, da FGV. Indicadores qualitativos para essas duas variáveis foram calculados e a metodologia proposta permitiu investigar, simultaneamente, a linearidade e estacionaridade de suas trajetórias. Os resultados sugerem, em ambos os casos, uma dinâmica não-linear com raiz unitária parcial. Adicionalmente, a estacionaridade constatada a partir de um valor limite estimado de 3,3 pontos percentuais para o Indicador de Compras de Bens Duráveis e de 3,6 pontos percentuais para o Indicador de Poupança permitem classificar seus históricos com indícios de saturação da capacidade de poupança e consumo dos indivíduos.

Fragmentos de complexidade aplicados ao mercado financeiro

O aumento da complexidade do mercado financeiro tem sido relatado por Rajan (2005), Gorton (2008) e Haldane e May (2011) como um dos principais fatores responsáveis pelo incremento do risco sistêmico que culminou na crise financeira de 2007/08. O Bank for International Settlements (2013) aborda a questão da complexidade no contexto da regulação bancária e discute a comparabilidade da adequação de capital entre os bancos e entre jurisdições. No entanto, as definições dos conceitos de complexidade e de sistemas adaptativos complexos são suprimidas das principais discussões. Este artigo esclarece alguns conceitos relacionados às teorias da Complexidade, como se dá a emergência deste fenômeno, como os conceitos podem ser aplicados ao mercado financeiro. São discutidas duas ferramentas que podem ser utilizadas no contexto de sistemas adaptativos complexos: Agent Based Models (ABMs) e entropia e comparadas com ferramentas tradicionais. Concluímos que ainda que a linha de pesquisa da complexidade deixe lacunas, certamente esta contribui com a agenda de pesquisa econômica para se compreender os mecanismos que desencadeiam riscos sistêmicos, bem como adiciona ferramentas que possibilitam modelar agentes heterogêneos que interagem, de forma a permitir o surgimento de fenômenos emergentes no sistema. Hipóteses de pesquisa são sugeridas para aprofundamento posterior.

Avaliação numérica do comportamento sísmico de estruturas de betão armado

Os danos provocados por sismos encontram-se diretamente relacionados com os movimentos do solo que este possa provocar, com a vulnerabilidade da estrutura geológica e com a capacidade das construções para resistirem a tais ações. A preocupação na salvaguarda da vida humana e no mitigar dos danos provocados por eventos sísmicos conduziu a um grande avanço e aperfeiçoamento na compreensão do fenómeno, nas suas consequências e nas técnicas de conceção e de dimensionamento sismo-resistentes. À medida que as exigências técnicas evoluem, procura-se desenvolver métodos de análise que descrevam melhor o comportamento real das estruturas. Embora atualmente as análises dinâmicas tridimensionais lineares com base em análises modais e em coeficientes de comportamento sejam muito utilizadas, devido essencialmente à sua simplicidade e rapidez de execução, tem-se verificado uma crescente aderência a novas metodologias que têm diretamente em conta o comportamento não linear das estruturas quando sujeitas a ações sísmicas. Esta tese tem como principal objetivo estudar diferentes técnicas de simulação numérica do comportamento sísmico de estruturas de betão armado. São descritas as principais características das metodologias de simulação numérica mais utilizadas tanto em gabinete de projeto como em estudos de investigação. É dada especial atenção às análises dinâmicas não lineares, uma vez que esta técnica foi utilizada para simular o comportamento de uma estrutura de betão armado de um piso, que foi ensaiada no âmbito da 15ª Conferência Mundial em Engenharia Sísmica. Para avaliar a capacidade de simulação desta técnica, os resultados numéricos são diretamente comparados com os resultados experimentais, sendo possível verificar uma boa concordâncias entre ambos.

Efeitos agudos do tabagismo sobre a modulação autonômica: análise por meio do plot de poincaré

FUNDAMENTO: O tabagismo altera a função autonômica. OBJETIVO: Investigar os efeitos agudos do tabagismo sobre a modulação autonômica e a recuperação dos índices de variabilidade de frequência cardíaca (VFC) pós-fumo, por meio do plot de Poincaré e índices lineares. MÉTODOS: Foram avaliados 25 fumantes jovens, os quais tiveram a frequência cardíaca analisada, batimento a batimento, na posição sentada, após 8 horas de abstinência, por 30 minutos em repouso, 20 minutos durante o fumo e 30 minutos pós-fumo. Análise de variância para medidas repetidas, seguido do teste de Tukey, ou teste de Friedman seguido do teste de Dunn foram aplicados dependendo da normalidade dos dados, com p < 0,05. RESULTADOS: Durante o fumo, houve redução dos índices SD1 (23,4 ± 9,2 vs 13,8 ± 4,8), razão SD1/SD2 (0,31 ± 0,08 vs 0,2 ± 0,04), RMSSD (32,7 ± 13 vs 19,1 ± 6,8), SDNN (47,6 ± 14,8 vs 35,5 ± 8,4), HFnu (32,5 ± 11,6 vs 19 ± 8,1) e do intervalo RR (816,8 ± 89 vs 696,5 ± 76,3) em relação ao repouso, enquanto que aumentos do índice LFnu (67,5 ± 11,6 vs 81 ± 8,1) e da razão LF/HF (2,6 ± 1,7 vs 5,4 ± 3,1) foram observados. A análise visual do plot mostrou menor dispersão dos intervalos RR durante o fumo. Com exceção da razão SD1/SD2, os demais índices apresentaram recuperação dos valores, 30 minutos após o tabagismo. CONCLUSÃO: O tabagismo produziu agudamente modificações no controle autonômico, caracterizadas por ativação simpática e retirada vagal, com recuperação 30 minutos após o fumo.

Estabilidade de sistemas condensados com interação atrativa ou repulsiva

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Uso de absorvedores de vibrações eletromecânicos lineares e não-lineares em sistemas não-lineares e não-ideais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Oscilações não-lineares em condensados de Bose-Einstein

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

Between the processes of strengthening and weakening of the Family Health Strategy

This was a qualitative study with the purpose of designing a meta-model for the work process of the Family Health Strategy (FHS) team. It was based on the experience of six sample groups, composed of their members (physicians, professional nurses, dentists, dental assistants, licensed technical nurses and community health agents) in a city in São Paulo state, Brazil, totaling 54 subjects. Six theoretical models emerged from non-directive interviews. These were analyzed according to Grounded Theory and submitted to the meta-synthesis strategy, which produced the meta-model between the processes of strengthening and weakening of the FHS model: professional-team-community reciprocity as an intervening component. When analyzed in light of the Theory of Complexity (TC), it showed to be a work with a vertical and authoritarian tendency, which is largely hegemonic in the tradition of public health care policies.

Estudo das propriedades dinâmicas e sincronização no mapa de rede de Zaslavsky

Synchronization in nonlinear dynamical systems, especially in chaotic systems, is field of research in several areas of knowledge, such as Mechanical Engineering and Electrical Engineering, Biology, Physics, among others. In simple terms, two systems are synchronized if after a certain time, they have similar behavior or occurring at the same time. The sound and image in a film is an example of this phenomenon in our daily lives. The studies of synchronization include studies of continuous dynamic systems, governed by differential equations or studies of discrete time dynamical systems, also called maps. Maps correspond, in general, discretizations of differential equations and are widely used to model physical systems, mainly due to its ease of computational. It is enough to make iterations from given initial conditions for knowing the trajectories of system. This completion of course work based on the study of the map called ”Zaslavksy Web Map”. The Zaslavksy Web Map is a result of the combination of the movements of a particle in a constant magnetic field and a wave electrostatic propagating perpendicular to the magnetic field. Apart from interest in the particularities of this map, there was objective the deepening of concepts of nonlinear dynamics, as equilibrium points, linear stability, stability non-linear, bifurcation and chaos

Análise dos índices de variabilidade da frequência cardíaca em jovens obesos

Introdução: A variabilidade da frequência cardíaca (VFC) descreve o comportamento dos intervalos RR que está relacionado às ações do sistema nervoso autônomo (SNA) sobre o nódulo sinusal. Essa pode ser influenciada por diversos fatores dentre eles a obesidade, doença de etiologia multifatorial definida como um acúmulo excessivo de gordura corporal. Objetivo: Avaliar em jovens obesos com idade entre 18 e 23 anos o comportamento autonômico cardíaco, durante o repouso, por meio da análise linear e não linear dos índices da VFC bem como associá-lo a eventos de desconforto músculoesquelético influenciados ou não pela prática regular de exercício físico nessa população. Metodologia: Para a realização deste estudo foram analisados dados de 68 voluntários jovens, de ambos os sexos, distribuídos de forma não randomizada em dois grupos: o G1 constituído por 32 obesos, 20,21 ± 1,66 anos e o G2 por 36 não obesos, 20,8 ± 1,47 anos sendo considerado como critério de classificação dos voluntários o índice de massa corpórea (IMC). O protocolo experimental consistiu da captação da frequência cardíaca batimento a batimento, por meio de uma cinta de captação fixada no tórax do voluntário juntamente com um receptor de frequência cardíaca fixado no punho. Para esta captação o voluntário foi orientado a permanecer em repouso na posição de decúbito dorsal sobre um colchonete, durante 30 minutos, com a respiração espontânea. Além disso, foram aplicados dois questionários, ou seja: versão curta do International Physical Activity Questionaire (IPAQ) - Questionário Internacional de Atividade Física, a fim de classificar o nível de atividade física e o Questionário Nórdico, para detectar eventuais sintomas osteomusculares decorrentes das atividades de vida diária e/ou atividades física. Os índices da VFC analisados foram: análise linear... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Influência das não linearidades geométricas em sistemas de suspensão com amortecimento assimétrico sob excitação harmônica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)