809 resultados para existential phenomenology
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The construction and LHC phenomenology of the razor variables MR, an event-by-event indicator of the heavy particle mass scale, and R, a dimensionless variable related to the transverse momentum imbalance of events and missing transverse energy, are presented. The variables are used in the analysis of the first proton-proton collisions dataset at CMS (35 pb-1) in a search for superpartners of the quarks and gluons, targeting indirect hints of dark matter candidates in the context of supersymmetric theoretical frameworks. The analysis produced the highest sensitivity results for SUSY to date and extended the LHC reach far beyond the previous Tevatron results. A generalized inclusive search is subsequently presented for new heavy particle pairs produced in √s = 7 TeV proton-proton collisions at the LHC using 4.7±0.1 fb-1 of integrated luminosity from the second LHC run of 2011. The selected events are analyzed in the 2D razor-space of MR and R and the analysis is performed in 12 tiers of all-hadronic, single and double leptons final states in the presence and absence of b-quarks, probing the third generation sector using the event heavy-flavor content. The search is sensitive to generic supersymmetry models with minimal assumptions about the superpartner decay chains. No excess is observed in the number or shape of event yields relative to Standard Model predictions. Exclusion limits are derived in the CMSSM framework with gluino masses up to 800 GeV and squark masses up to 1.35 TeV excluded at 95% confidence level, depending on the model parameters. The results are also interpreted for a collection of simplified models, in which gluinos are excluded with masses as large as 1.1 TeV, for small neutralino masses, and the first-two generation squarks, stops and sbottoms are excluded for masses up to about 800, 425 and 400 GeV, respectively.
With the discovery of a new boson by the CMS and ATLAS experiments in the γ-γ and 4 lepton final states, the identity of the putative Higgs candidate must be established through the measurements of its properties. The spin and quantum numbers are of particular importance, and we describe a method for measuring the JPC of this particle using the observed signal events in the H to ZZ* to 4 lepton channel developed before the discovery. Adaptations of the razor kinematic variables are introduced for the H to WW* to 2 lepton/2 neutrino channel, improving the resonance mass resolution and increasing the discovery significance. The prospects for incorporating this channel in an examination of the new boson JPC is discussed, with indications that this it could provide complementary information to the H to ZZ* to 4 lepton final state, particularly for measuring CP-violation in these decays.
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The works presented in this thesis explore a variety of extensions of the standard model of particle physics which are motivated by baryon number (B) and lepton number (L), or some combination thereof. In the standard model, both baryon number and lepton number are accidental global symmetries violated only by non-perturbative weak effects, though the combination B-L is exactly conserved. Although there is currently no evidence for considering these symmetries as fundamental, there are strong phenomenological bounds restricting the existence of new physics violating B or L. In particular, there are strict limits on the lifetime of the proton whose decay would violate baryon number by one unit and lepton number by an odd number of units.
The first paper included in this thesis explores some of the simplest possible extensions of the standard model in which baryon number is violated, but the proton does not decay as a result. The second paper extends this analysis to explore models in which baryon number is conserved, but lepton flavor violation is present. Special attention is given to the processes of μ to e conversion and μ → eγ which are bound by existing experimental limits and relevant to future experiments.
The final two papers explore extensions of the minimal supersymmetric standard model (MSSM) in which both baryon number and lepton number, or the combination B-L, are elevated to the status of being spontaneously broken local symmetries. These models have a rich phenomenology including new collider signatures, stable dark matter candidates, and alternatives to the discrete R-parity symmetry usually built into the MSSM in order to protect against baryon and lepton number violating processes.
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O presente estudo se propõe a desvelar o espaço legítimo de controle de políticas públicas destinadas à concretização de direitos fundamentais pelo Poder Judiciário. Para tanto, inicialmente é apresentada uma teoria das políticas públicas, que compreende a busca de um conceito para a categoria e a apresentação de suas características e elementos mais relevantes. O estudo não prescinde da análise da teoria dos direitos fundamentais, em especial das questões atinentes à eficácia dos direitos ditos prestacionais, e também da chamada análise institucional, um campo de estudos recentemente reavivado nos Estados Unidos. Na segunda parte do trabalho, de natureza marcadamente propositiva, as políticas públicas são divididas segundo a sua natureza, e em seguida sugeridos diferentes níveis de controle jurídico. Para as políticas ligadas ao mínimo existencial, sustenta-se o controle por meio dos princípios da proibição da proteção insuficiente e vedação do retrocesso. Para as demais políticas públicas, o controle é analisado sob o prisma dos princípios da isonomia, eficiência e transparência. Após o estudo de questões incidentais, o trabalho segue para as modalidades de controle de políticas públicas, distinguindo-se entre o controle forte, em que a discricionariedade dos órgãos políticos é reduzida a zero, e o controle fraco, onde o Poder Judiciário apenas comprime o espaço de liberdade decisória.
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Essa dissertação pretende deter-se sobre três pequenos e específicos textos constantes da obra Ou... Ou, do dinamarquês Sören Aybe Kierkegaard (1813-1855). Os dois primeiros textos são Os estados eróticos imediatos e Diário do Sedutor, e estão entre os textos da primeira parte do livro supracitado; o terceiro texto intitula-se O equilíbrio entre o estético e o ético na formação da personalidade e pertence à segunda parte do mesmo livro. Partindo de uma explicitação detalhada do conteúdo destes textos pretende-se pensar a questão dos estádios kierkegaardianos (estético, ético e religioso) e a forma como estes se relacionam com a existência e a consciência. No âmbito da existência concreta, a questão da consciência aparece para o filósofo dinamarquês a partir da explanação destas três dimensões existenciais, as quais se constituem em sintonia com disposições afetivas e também com modos materiais de viver e agir, detidamente descritos pela existência cotidiana de personagens. Desprovida, inicialmente, de qualquer determinação, a consciência vai se concretizando a partir de sua existência sensível, que guarda constantemente diferentes momentos ou possibilidades próprias. A tese fundamental a ser discutida, neste contexto, é a de que esses momentos existenciais não podem ser considerados de forma evolutiva, mas precisam ser tomados como possibilidades ou formas de vida, com sua positividade e seus riscos. O trabalho pretende mostrar de que forma as leituras correntes da filosofia de Kierkegaard tendem a enaltecer o aspecto ético e moral dos estádios, acabando por ignorar a dimensão mais originária do ser, qual seja, a dimensão da disposição imediata que, ao ser desprezada, abre um flanco entre o homem e ele mesmo.
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O estudo dos diferentes fenômenos de separação tem sido cada vez mais importante para os diferentes ramos da indústria e ciência. Devido à grande capacidade computacional atual, é possível modelar e analisar os fenômenos cromatográficos a nível microscópico. Os modelos de rede vêm sendo cada vez mais utilizados, para representar processos de separação por cromatografia, pois através destes pode-se representar os aspectos topológicos e morfológicos dos diferentes materiais adsorventes disponíveis no mercado. Neste trabalho visamos o desenvolvimento de um modelo de rede tridimensional para representação de uma coluna cromatográfica, a nível microscópico, onde serão modelados os fenômenos de adsorção, dessorção e dispersão axial através de um método estocástico. Também foram utilizadas diferentes abordagens com relação ao impedimento estérico Os resultados obtidos foram comparados a resultados experimentais. Depois é utilizado um modelo de rede bidimensional para representar um sistema de adsorção do tipo batelada, mantendo-se a modelagem dos fenômenos de adsorção e dessorção, e comparados a sistemas reais posteriormente. Em ambos os sistemas modelados foram analisada as constantes de equilíbrio, parâmetro fundamental nos sistemas de adsorção, e por fim foram obtidas e analisadas isotermas de adsorção. Foi possível concluir que, para os modelos de rede, os fenômenos de adsorção e dessorção bastam para obter perfis de saída similares aos vistos experimentalmente, e que o fenômeno da dispersão axial influência menos que os fenômenos cinéticos em questão
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Não há duvidas sobre a grandeza e intensidade que pode existir no relacionamento entre mãe e filho, porém, quando esse recém nascido é um bebê prematuro e/ou necessita de hospitalização em uma Unidade de Terapia Intensivo Neonatal (UTIN) pode haver um pode haver um choque, uma grande decepção, pois essa mãe não poderá interagir de forma plena com seu filho, não poderá amamentar e nem cuidar dele da forma habitual que se espera. Neste sentido, esse estudo propõe uma reflexão sobre a atuação do enfermeiro quanto à relação mãe/recém-nascido na UTIN. Assim sendo, tem-se como objeto A vivência do enfermeiro na construção/desenvolvimento da relação mãe/recém-nascido na UTIN. E como objetivo Compreender o significado da ação do enfermeiro na aproximação mãe/recém-nascido. Para o embasamento teórico foi necessário pensar sobre a prática do enfermeiro na UTIN, no que diz respeito a sua assistência, o processo de humanização neste ambiente e na inserção da família nos cuidados. Outro conceito fundamental discutido foi a interação, destacando o pensamento fenomenológico de Alfred Schutz. Estudo do tipo descritivo, desenvolvido com abordagem qualitativa e o referencial teórico-metodológico da fenomenologia. O cenário para sua realização foi a UTIN de um grande hospital da rede pública, localizado no subúrbio da cidade do Rio de Janeiro e foram sujeitos 16 enfermeiros lotados nesta unidade. A entrevista fenomenológica foi a técnica utilizada para captar as vivências profissionais e em seguida realizou-se a análise compreensiva tendo em vista a categorização. Como resultado chegou-se a 3 categorias do vivido; (1) ambientar as mães na UTIN: o começo da relação,(2) aproximar através do toque: usando os sentidos para se relacionar e (3) melhorar a relação entre mãe/recém-nascido: pensando no futuro. Além dessas categorias foi possível a apreensão do contexto vivencial das experiências dos enfermeiros no relacionamento com as mães de recém-nascidos na UTIN. Conclui-se que os enfermeiros que trabalham em UTIN têm a percepção de quão fundamental é promover a aproximação entre mãe e filho nesse ambiente. Contudo, essa ação ainda acontece de forma intuitiva, sem nenhum embasamento, e ainda muitas vezes é desprestigiada em detrimento da grande carga de trabalho deste setor, ou a gravidade do recém-nascido. É preciso que haja um maior engajamento por parte dos enfermeiros, em aprimorar as estratégias de aproximação entre mãe e recém-nascido, visando sempre um relacionamento mais saudável e harmonioso no futuro. Deste modo, o estudo contribui para enriquecer esta temática e despertar nos enfermeiros neonatologistas um olhar que compreenda não só os aspectos biológicos, mas também os psicossocias e torne, assim, a assistência ao recém nascido e sua família mais plena.
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Trata-se de um estudo do tipo qualitativo, sobre as ações experienciadas pela equipe de enfermagem no cotidiano da Unidade de Terapia Intensiva Neonatal (UTI Neonatal), tendo como objetivo apreender os aspectos éticos implícitos nas ações experienciadas pelos profissionais de enfermagem ao cuidar do recém-nascido (RN). Foram utilizados como referencial teórico-filosófico alguns autores renomados como: Mehry, Pegoraro, Pessini, entre outros. A abordagem metodológica aplicada no estudo foi a fenomenologia sociológica de Alfred Schutz, buscando, na intencionalidade das ações de enfermagem, a motivação que sustenta este cuidar. A aproximação face a face aos sujeitos do estudo deu-se solicitando o seguinte: Fale-me sobre a sua experiência ao cuidar de um RN no cotidiano da UTI. Para alcançar o objetivo proposto, utilizei as questões orientadoras da entrevista fenomenológica: O que você tem em vista ao cuidar do RN na UTI? Em relação à ética, o que você pensa ao cuidar do RN? As entrevistas foram realizadas com 16 profissionais da equipe de enfermagem da UTI de uma Maternidade Pública do Município do Rio de Janeiro, escolhidos de forma aleatória. Foram respeitados os critérios estabelecidos pela Resolução n 196/96, garantindo a privacidade e o anonimato dos entrevistados, bem como aprovação do estudo pelo comitê de ética em pesquisa. A partir da análise das falas emergiram três categorias, que possibilitaram a apreensão dos aspectos éticos das ações de enfermagem na UTI como um típico. Esses profissionais têm em vista realizar o melhor cuidado desejando a cura e a alta do RN, apoiando-se na tecnologia para valorizar a perspectiva humana do cuidado na UTI e na possibilidade de agir com ética. Na realidade pesquisada, a tecnologia manifestou-se de maneira positiva no projeto intencional dos profissionais, mostrando uma enfermagem que acredita estar fazendo o seu melhor, envolvida com as questões éticas e humanas. A apreensão do típico da ação e compreensão do cotidiano da equipe de enfermagem permitirá uma avaliação crítica e reflexiva sobre a adequação da tecnologia no cuidado neonatal, bem como a adoção de medidas e estratégias que valorizem e respeitem a vida humana em toda a sua dimensão. Ratifica a sensibilidade, intuição e percepção do cuidador, propiciando um cuidado individualizado e personalizado ao RN e sua família. Além disso, contribui para se repensar novas maneiras de cuidar, utilizando a arte e a criatividade na adequação e humanização das tecnologias.
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O estudo emergiu da minha experiência profissional como enfermeira de um serviço especializado em cuidados paliativos em oncologia. A abordagem paliativa exige da equipe maior interação, não apenas na realização de procedimentos terapêuticos necessários naquele momento, mas, sobretudo, em orientar adequadamente, quanto aos cuidados realizados com pacientes que se encontram em estado de doença avançada, bem como promover a adesão terapêutica do familiar, através de ações interdisciplinares. Estudo de natureza qualitativa com referencial teórico metodológico na fenomenologia sociológica de Alfred Schutz, que tem como enfoque o significado da ação. Nesse sentido, as vivências e as ações dos familiares constituem fontes de significados subjetivos das experiências adquiridas, ao cuidar de um familiar em tratamento paliativo em oncologia. A partir dessas reflexões, o objeto de estudo é a experiência vivida pela família em cuidar de pessoa em tratamento paliativo em oncologia e tem como objetivo compreender a perspectiva de cuidar do familiar de pessoa em tratamento paliativo em oncologia. O cenário onde foi realizado o estudo é o Instituto Nacional de Câncer/MS, situado no município do Rio de Janeiro, na Unidade de Cuidados Paliativos/HCIV. Os sujeitos participantes foram, 20 familiares de pacientes em tratamento paliativo em oncologia. A apreensão das falas, deu-se mediante entrevista fenomenológica, guiada por meio da questão orientadora: como você está vivendo a experiência de cuidar de seu familiar em tratamento paliativo em oncologia? O estudo permitiu compreender que o familiar de pessoa em tratamento paliativo em oncologia se mostrou como aquele que ajuda, apóia, estando junto, não abandonando, dando apoio e representando a família, na perspectiva de enfrentar suas próprias dificuldades diante do tratamento paliativo em oncologia e tentar entender a abordagem paliativa que tem como foco reduzir a dor, superando o rótulo de terminal. Portanto, oferecer uma forma de compreender o cuidado desse familiar, situado no mundo institucional, possibilitando apreender o vivido e os significados que alicerçam esta prática conduz a um comportamento, ações e relações, ou seja, um modo de pensar que oriente o individuo no seu cotidiano para ser e estar com o outro nessa fase da vida. Nesse sentido, a escuta e a comunicação se constituem como os pilares do cuidar dos familiares em cuidados paliativos em oncologia. A inserção da família durante todo o processo é fundamental para os cuidados realizados com a pessoa, evidenciando para o enfermeiro a importância de atender às expectativas de ambos, agindo como facilitador na implementação do cuidar. Assim sendo, as ações de enfermagem podem contribuir e auxiliar a família a descobrir suas próprias soluções para as situações que envolvem o suporte às necessidades apresentadas.
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O estudo desenvolvido nesta tese teve por intenção investigar a relação entre a questão da arte e a história do ser, tal como esta irá progressivamente se construir na obra de Martin Heidegger, sobretudo a partir de meados da década de 1930. Com isso, pretendeu-se identificar e destacar o papel fundamental que a abordagem desta questão deteve para a chamada viragem (Kehre) e os rumos posteriores da obra deste filósofo, conduzindo seu pensamento para além dos limites da analítica existencial empreendida em Ser e Tempo (1927) e em direção à construção da chamada "história do ser" e à questão do acabamento da metafísica como niilismo, na última fase de seu pensamento e em obras como o Beiträge zur Philosofie (1938). Para tal, partimos da investigação do ensaio A origem da obra de arte, publicado em meados da década de 1930, devido ao caráter central (não apenas em sentido cronológico) que esse texto ocupa para a abordagem do problema, posto nele Heidegger empreender a revisão de conceitos como Zuhandenheit e Vorhandenheit, de modo a assim abrir lugar, em sua ontologia, para este ente que a obra de arte é, com isso permitindo que o acontecimento do ser pudesse vir a ser pensando em novas bases e em perspectiva histórico-hermenêutica.
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A presente dissertação tem por objeto o tema da negatividade ontológica constitutiva da existência humana na obra Ser e Tempo de Martin Heidegger. Na primeira parte é analisada as descrições efetuadas por Heidegger na primeira seção de Ser e Tempo sobre a dinâmica existencial do homem compreendido como ser-aí (Dasein). Nesse primeiro momento é evidenciado o caráter negativo da existência. Para tanto, partiremos da reconstrução dos conceitos de existência e deu seu caráter intencional e poder-ser (Seinkonnen) em Ser e Tempo. Na segunda parte, a análise da tonalidade afetiva da angústia é o ponto de partida para se chegar ao modo de ser do homem, descrito por Heidegger como cuidado (Sorge). Argumentaremos também, que o cuidado é o único modo de ser compatível com um ente que em seu modo de ser mais próprio é marcado por uma negatividade (incompletude) radical. Por último, em nosso terceiro capítulo, apresentaremos, em seus traços gerais, a possibilidade compatível com o caráter de poder-ser do ser-aí: a possibilidade da morte, compreendida ontologicamente como ser-para-a-morte. Na conclusão, apontaremos o interesse maior de Heidegger em investigar a dinâmica existencial do ser-aí. Esse interesse consiste, em visualizar, por meio do que Heidegger chama de crise existencial do ser-aí (proporcionada pela angústia) o ponto de gênese das ontologias.
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Este trabalho visa realizar os primeiros passos de um projeto mais longo, cujo objetivo é determinar o sentido daquilo que entendemos como pergunta pelo sentido do ser; junto a isso, se tem aqui igualmente o propósito de pensar a metodologia que acaso venha a ser adequada, isto é, o tratamento específico que possa alguma vez dar a tal questionamento um desenvolvimento legítimo. O caminho por nós adotado partirá de Kant por motivos estratégicos, principalmente pela razão de encontrarmos aí uma tese declarada sobre ser, que lhe concede um sentido unitário: ao comentá-la, reconstruindo-a por meio da apresentação de alguns de seus momentos, estaremos nos utilizando da mesma para apontar aquilo que acreditamos constituir uma corrupção de sentido nas suas próprias bases, permitindo compreender as dificuldades lançadas pela questão que, assim nos parece, são as mesmas que terminam por gerar as confusões que perfazem a própria história da metafísica. Isto significa que nossa discussão do caso kantiano - embora vise diretamente a filosofia crítica e todo projeto de uma teoria das faculdades - deverá cunhar resultados mais amplos, já mesmo porque, a partir dela, viremos mesmo a afirmar a total inadequação de uma abordagem do sentido do ser sob o ponto de vista do comportamento teórico. Por oposição a ele, procuraremos demonstrar que ser só pode ser abordado no interior de um campo de sentido que se apresente como o que chamaremos de atividade descritiva ou, poderíamos igualmente dizer, uma atividade de mostração. Este último ponto, conclusivo somente quanto à parte do caminho que nosso projeto mais geral nos exige percorrer, será explicitado com a ajuda de alguns dos conceitos apresentados por Husserl em suas Investigações Lógicas.
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O tema da pesquisa é a tese de Heidegger para a origem do pensamento metafísico. O presente tema parte do pressuposto de que o filósofo alemão Martin Heidegger (1889-1976) entende que a metafísica esteja ligada a um modo de comportamento criador de hipostasias. O conceito de hipostasia denota o comportamento de tomar a consciência e os objetos como entes simplesmente dados, comportamento observado no cotidiano mais imediato e no pensamento filosófico tradicional (metafísico). Assumimos como problema a seguinte questão: como, segundo Heidegger, se origina o modelo teórico da metafísica?; como subproblema: como a metafísica se vê comprometida com o comportamento hipostasiante? A pesquisa possui os seguintes objetivos: a) determinar como o modelo teórico da metafísica se originaria desse comportamento hipostasiante; b) avaliar em que grau o modelo teórico da metafísica está comprometido por tal comportamento. Nosso trabalho atuará em caráter expositivo, com o método descritivo próprio à fenomenologia. Tem, primeiramente, a tarefa de apresentar os pressupostos que permitem a caracterização da referida tese enquanto tema; depois, define seus termos para, partindo desses, reconstituir seus argumentos. Essa reconstituição, por sua vez, só se realiza unindo os indícios deixados em documentos que testemunham o interesse do filósofo pelo tema e antecipam a formulação mais elaborada da tese em Ser e tempo (1927). (Isso delimita o campo da presente pesquisa entre alguns dos principais textos da produção do filósofo na década de 1920). Deste modo, reconstruir a tese heideggeriana sobre a origem da metafísica implica reconstituir o modo com o qual o comportamento hipostasiante atua na filosofia tradicional criando crises. Essa metodologia (exposição reconstrutiva) busca, portanto, explicitar o esforço de Heidegger por mostrar que a metafísica é resultado de uma série de descuidos (Versäumnis) que podem ser identificados no interior da história da filosofia. O tema e problema de nossa pesquisa se justificam por trabalharmos com a questão que desde cedo motivou as investigações heideggerianas acerca do sentido do ser, o que não só inaugurou o diálogo do filósofo com a tradição metafísica, quanto provocou desdobramentos e modulações integrantes da obra de Heidegger. E ainda, por, ao nos ocuparmos do tema da origem da metafísica, buscamos esclarecer como é possível que algo assim com a filosofia seja possível.
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Dedicamo-nos ao estudo do modo como aparece a questão sobre a formação do ser humano no pensamento de Friedrich Nietzsche (1844-1900), entendendo que ele dialoga com a antiguidade grega e com a tradição sobre a questão da formação (Bildung) na Alemanha dos séculos XVIII e XIX. Para tanto realizamos alguns apontamentos sobre o classicismo e o idealismo alemão, além do sentido e consequência dos princípios fundamentais da Aufklãrung. A pesquisa se desdobra a partir do modo como Nietzsche entende o sentido da arte em si mesma, e consequentemente, do modo como o seu agente, o artista, realiza um movimento que imita a dinâmica de existência da própria natureza; o que ocasiona primeiramente uma mudança na concepção do que seja obra de arte concepção fundamental ao pensamento sobre a Bildung já no século XVIII para determinar o que deve ser o homem. Com isso, é preciso rever os fundamentos sobre os quais se assentaram o humanismo alemão moderno, e ser redefinido o que é humanidade e o que é natureza e que relação há entre elas. Nesta revisão das definições que norteiam os direcionamentos da cultura por meio da formação dos indivíduos, realiza-se a crítica nietzscheana quanto às razões e metas dos meios de educação modernos e de sua institucionalização. Ao mesmo tempo que, por outro lado, refletimos sobre a proposta do que seria de fato a constituição de uma cultura que correspondesse ao ideal trágico de humanidade: ou seja, de uma formação que educasse para finalidades mais altas dos homens, que correspondessem à meta metafísica da natureza. O que é o homem? Quais são suas metas mais altas? O que é o mundo ou a natureza? O que é a arte? O que é a cultura? São estas questões fundamentais que norteiam esta dissertação, considerando-se a hipótese de que a idéia de formação em Nietzsche é uma forma de superar a Bildung clássica pautada na racionalidade e moralidade, mas de modo distinto à pretensão de superação das oposições proposta pelo idealismo.
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Através dessa dissertação propõe-se uma análise sobre os temas morte e poder em dois romances, do autor português José Saramago, Todos os Nomes (1997) e As Intermitências da Morte (2004). Escritos e publicados em épocas distintas, distinguem-se do conjunto da obra desse autor pela relação que estabelecem entre si e os temas supracitados. Esses dois romances foram tomados como objeto de estudo desta pesquisa, que foi executada através da utilização da metodologia da literatura comparada. Como base teórica, foram usados os seguintes conceitos do filósofo Martin Heidegger: ser-para-morte e angústia, que norteiam o pensamento sobre as possibilidades de uma autenticidade do ser frente ao cotidiano, marcado por repetições e controles. É através do acaso e das escolhas feitas pelos dois protagonistas dessas obras que se construiu uma reflexão sobre a dicotomia vivos e mortos. A partir dessa análise, buscou-se realizar a leitura em espelho desses romances, nos quais a maior semelhança é entender a vida como uma busca e a morte como inerente ao ser, tornando-o uma singularidade
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Constitutive modeling in granular materials has historically been based on macroscopic experimental observations that, while being usually effective at predicting the bulk behavior of these type of materials, suffer important limitations when it comes to understanding the physics behind grain-to-grain interactions that induce the material to macroscopically behave in a given way when subjected to certain boundary conditions.
The advent of the discrete element method (DEM) in the late 1970s helped scientists and engineers to gain a deeper insight into some of the most fundamental mechanisms furnishing the grain scale. However, one of the most critical limitations of classical DEM schemes has been their inability to account for complex grain morphologies. Instead, simplified geometries such as discs, spheres, and polyhedra have typically been used. Fortunately, in the last fifteen years, there has been an increasing development of new computational as well as experimental techniques, such as non-uniform rational basis splines (NURBS) and 3D X-ray Computed Tomography (3DXRCT), which are contributing to create new tools that enable the inclusion of complex grain morphologies into DEM schemes.
Yet, as the scientific community is still developing these new tools, there is still a gap in thoroughly understanding the physical relations connecting grain and continuum scales as well as in the development of discrete techniques that can predict the emergent behavior of granular materials without resorting to phenomenology, but rather can directly unravel the micro-mechanical origin of macroscopic behavior.
In order to contribute towards closing the aforementioned gap, we have developed a micro-mechanical analysis of macroscopic peak strength, critical state, and residual strength in two-dimensional non-cohesive granular media, where typical continuum constitutive quantities such as frictional strength and dilation angle are explicitly related to their corresponding grain-scale counterparts (e.g., inter-particle contact forces, fabric, particle displacements, and velocities), providing an across-the-scale basis for better understanding and modeling granular media.
In the same way, we utilize a new DEM scheme (LS-DEM) that takes advantage of a mathematical technique called level set (LS) to enable the inclusion of real grain shapes into a classical discrete element method. After calibrating LS-DEM with respect to real experimental results, we exploit part of its potential to study the dependency of critical state (CS) parameters such as the critical state line (CSL) slope, CSL intercept, and CS friction angle on the grain's morphology, i.e., sphericity, roundness, and regularity.
Finally, we introduce a first computational algorithm to ``clone'' the grain morphologies of a sample of real digital grains. This cloning algorithm allows us to generate an arbitrary number of cloned grains that satisfy the same morphological features (e.g., roundness and aspect ratio) displayed by their real parents and can be included into a DEM simulation of a given mechanical phenomenon. In turn, this will help with the development of discrete techniques that can directly predict the engineering scale behavior of granular media without resorting to phenomenology.