Um enfoque sócio-histórico do processo de ensino e de aprendizagem do conceito de energia mecânica

Este estudo procurou identificar nas explicações construídas nas interações em sala de aula, elementos que indicassem a forma pela qual os estudantes constroem o conceito de energia mecância e suas formas, na ótica da Teoria Sócio-Histórica, observando também se o processo de ensino e de aprendizagem proporcionaram evolução nas idéias dos estudantes. As informações fornecidas pelos estudantes no pré-teste foram organizadas em categorias e comparadas após o processo de ensino e de aprendizagem, com aquelas do pós-teste. O processo de ensino e de aprendizagem ocorreu em uma sala nas aulas de Física de 1ª série do ensino médio, com 35 estudantes. A análise foi realizada através de uma aula gravada em fita vídeo-cassete tendo como critério de seleção dos episódios a forma como cada grupo construiu a resposta para a questão: em que tipo de energia, a energia mecânica associada à esfera no ponto A de um plano inclinado, se transforma ao chegar no ponto B do mesmo. Uma análise microgenética das interações e a produção de significados ocorridos em sala da aula foram avaliadas, procurando-se evidenciar; as intenções do professor, o conteúdo do discurso, a abordagem comunicativa, os padrões de interação e as formas de intervenções do professor, de acordo com as categorias propostas por Mortimer e Scott (2002). Esta análise evidenciou a importância das interações na construção do conhecimento, em que o professor utilizou abordagens comunicativas do tipo interativa dialógica e interativa de autoridade. Os padrões de interações gerados foram, em alguns momentos, do tipo I - R - A, em outros momentos, do tipo I - R - F - R..., ou ainda, do tipo I - R - P - R ....a intenções do professor durante as suas intervenções foram voltadas para explorar a visão e entendimento dos estudantes acerca de idéias ou fenômenos específicos, para introduzir ou desenvolver a história científica, para guiar e manter a narrativa dos estudantes rumo à construção desta história. As formas das intervenções pedagógicas do professor viariaram entre dar forma aos significados atribuídos em situações específicas, ou ainda, marcar significados chaves, importantes para a construção da explicação que estava sendo buscada, bem como, rever o progresso da história científica. As interações entre o professor e os estudantes construíssem, para a situação em questão, explicações dirigidas pela teoria, pois, tais explicações, ocorreram sempre apoiadas em um modelo teórico que dava sustentação às suas elaborações. Na comparação dos resultados do pré e do pós-testes evidenciou-se que, dos vinte e nove (29) estudantes que participaram do pré e do pós-teste, vinte (20) demonstraram evolução na forma de pensamento e apenas nove (09) permaneceram na mesma categoria em que foram classificados no pré-teste. Destes, um (01) estudante demonstrou, no pré-teste, a forma de pensamento da categoria C5, que corresponde a um pensamento mais elaborado acerca do tema energia mecânica e suas formas.

Energia mecânica, energia térmica e moagem na extrusão de alimentos para cães e gatos

Pós-graduação em Medicina Veterinária - FCAV

Evolução tecnológica dos sistemas de conversão de Energia Eólica para ligação à rede

Desde muito cedo, na história da humanidade, que a energia eólica é aproveitada pelo homem, primeiro sob a forma de energia mecânica e mais recentemente sob a forma de energia elétrica. O crescimento rápido do consumo de eletricidade, no final do século XIX, motivou a aplicação do princípio de funcionamento dos tradicionais moinhos de vento à conversão da energia eólica em energia elétrica. No entanto, foi após os choques petrolíferos da década de 1970 que as atividade de Investigação e Desenvolvimento (I&D) se intensificaram de forma significativa conduzindo à instalação das primeiras turbinas eólicas comerciais no início da década de 1980 na Europa e nos EUA. Desde então, as tecnologias de conversão da energia eólica têm registado um desenvolvimento considerável que se estende desde as técnicas de construção cada vez mais robustas até à utilização de sistemas de conversão com possibilidade de serem explorados em velocidade variável, com consequências refletidas ao nível do aumento progressivo da potência unitária instalada e da diminuição do custo do kWh gerado.

Fenômenos não-lineares, incluindo-se os não-ideias, em captura de energia utilizando-se dispositivos piezoelétricos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise de uma piezoestrutura (PZT) multifrequência para geração, extração e armazenamento de energia

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Comportamento dinâmico não-linear em fenômenos de colheita de energia usando dispositivos baseados em materiais piezoelétricos em estruturas aporticadas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Colheita de energia usando dispositivos baseados em materiais piezoelétrico

Recently, research on energy harvesting has increased substantially. Many researchers have concentrated their efforts to find the best configuration for these systems and to optimize their output power. In the process of energy harvesting, the electric energy is obtained by converting mechanics energy created by an environment vibration source by a transducer, for example, a thin piezoceramic film. That vibration source is, for example, a beam suffering some mechanic force able to generate a vibration in it, an oscillating beam is the best properly used example. Different mechanisms of electromechanical coupling have been developed to harvesting devices, and a particular interest has been given to the use of models that transform the mechanical vibration into electrical current using a piezoelectric element. In this paper we propose a model to energy harvesting from vibrations, from an oscillating beam, including non-linearities in the piezoelectric coupling and a non-ideal excitation in the material. From this model, it was developed a system to obtain some results about the harvested power by the material. It was demonstrated that the power captured was influenced by the effect of the nonlinearities of the piezoelectric coupling, modifying the system dynamic behavior

Energia, suas formas e transformações: uma abordagem contextualizada por meio de material não-formal

Energy is a physical quantity very present in physics. Although extremely useful, its concept is very abstract for most students in high school and college. Identify the presence and form of energy in a given phenomenon is not simple, as there is immediate understanding on the transfer and transformation. This work emphasizes the study of mechanical energy in its different forms as well as the thermal energy, considering the possible transformations between them. To this end, use is mad of toys, exploring its potential as an alternative material to be use in supplement classroom teaching in primary and secondary levels. The proposed use of ludic pedagogy takes into account the author’s experience as an intern project Toy Scientific Department of Physics and its role as mediator in the workshops offered by the project to school at these levels

Simulação numérica da cavitação em turbomáquinas usando uma formulação Euler-Lagrange.

Turbomáquinas são máquinas operacionais que transferem energia mecânica entre um rotor e um fluido. Estas máquinas têm muitas aplicações industriais. Um dos componentes de uma turbomáquina responsável pela transferência da energia, ou receber a rotação do eixo e transformar em energia de fluido em caso de bomba ou transferir a energia do fluido para o eixo em caso de uma turbina, é o impelidor ou rotor. O fenómeno da cavitação envolve escoamento bifásico: o líquido a ser bombeado e as bolhas de vapor que são formadas durante o processo de bombeamento. O processo de formação dessas bolhas é complexo, mas ocorre principalmente devido a presença de regiões de pressões muito baixas. O colapso dessas bolhas pode muitas vezes levar a deterioração do material, dependendo da intensidade ou da velocidade de colapso das bolhas. O principal objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento hidrodinâmico do escoamento nos canais do impelidor de uma turbomáquina do tipo radial usando recursos de fluidodinâmica computacional (CFD). Uma abordagem Euler-Lagrange acoplada com o modelo da equação de Langevin foi empregada para estimar a trajetória das bolhas. Resultados das simulações mostram as particularidades de um escoamento líquido-bolha de vapor passando em um canal de geometria curva, fornecendo assim informações que podem nos ajudar na prevenção da cavitação nessas máquinas.

Choque inelástico : determinación experimental del coeficiente de restitución.

En los temas de Física de COU está la dinámica de los sistemas de partículas, en donde parece obligado incluir las colisiones entre partículas como una aplicación del principio de conservación de la cantidad de movimiento. Los choques entre partículas pueden ser elásticos o inelásticos, según se conserve o no la energia mecánica. Pero en la realidad el choque entre los cuerpos es inelástico en general. La energía cinética no se conserva. E. Es el coeficiente de restitución que se define como el cociente con signo negativo entre la velocidad relativa de los cuerpos después del choque y la velocidad relativa antes del choque. Por último, sabemos que aunque la energía mecánica no se conserva en un choque inelástico, la cantidad de movimiento de un sistema de partículas aislado se conserva en todo tipo de choques.

Sistema de sensoriamento eletromagnético utilizado para detecção da contaminação do óleo isolante do motor no método de elevação artificial do tipo bombeio centrífugo submerso

In the artificial lift method by Electrical Submersible Pump (ESP), the energy is transmitted for the well´s deep through a flat electric handle, where it is converted into mechanical energy through an engine of sub-surface, which is connected to a centrifugal pump. This transmits energy to the fluid under the pressure form, bringing it to the surface In this method the subsurface equipment is basically divided into: pump, seal and motor. The main function of the seal is the protect the motor, avoiding the motor´s oil be contaminated by oil production and the consequent burning of it. Over time, the seal will be wearing and initiates a contamination of motor oil, causing it to lose its insulating characteristics. This work presents a design of a magnetic sensor capable of detecting contamination of insulating oil used in the artificial lift method of oil-type Electrical Submersible Pump (ESP). The objective of this sensor is to generate alarm signal just the moment when the contamination in the isolated oil is present, enabling the implementation of a predictive maintenance. The prototype was designed to work in harsh conditions to reach a depth of 2000m and temperatures up to 150°C. It was used a simulator software to defined the mechanical and electromagnetic variables. Results of field experiments were performed to validate the prototype. The final results performed in an ESP system with a 62HP motor showed a good reliability and fast response of the prototype.

Viabilidade da Utilização de Máquinas de Indução Convencionais como Motores sem Mancais Mecânicos

Electrical Motors transform electrical energy into mechanic energy in a relatively easy way. In some specific applications, there is a need for electrical motors to function with noncontaminated fluids, in high speed systems, under inhospitable conditions, or yet, in local of difficult access and considerable depth. In these cases, the motors with mechanical bearings are not adequate as their wear give rise to maintenance. A possible solution for these problems stems from two different alternatives: motors with magnetic bearings, that increase the length of the machine (not convenient), and the bearingless motors that aggregate compactness. Induction motors have been used more and more in research, as they confer more robustness to bearingless motors compared to other types of machines building with others motors. The research that has already been carried out with bearingless induction motors utilized prototypes that had their structures of stator/rotor modified, that differ most of the times from the conventional induction motors. The goal of this work is to study the viability of the use of conventional induction Motors for the beringless motors applications, pointing out the types of Motors of this category that can be more useful. The study uses the Finite Elements Method (FEM). As a means of validation, a conventional induction motor with squirrel-cage rotor was successfully used for the beringless motor application of the divided winding type, confirming the proposed thesis. The controlling system was implemented in a Digital Signal Processor (DSP)

Caracterização de escovas de grafite e avaliação do seu desempenho em função da microestrutura

The electric can be converted into thermal, luminous, electromagnetic, and also in mechanical energy. In this context the electric engines plays a fundamental role, specially that they work very below of its nominal capacity, with consequent decrease load density. In industrial environment, these characteristics of work of DC engines had also generated an extreme consumption of coal brushs and attack in the commutator reducing the useful life of the engine and increasing maintenance demand and cost. The general objective of the present work is to study the influence of the granulometry of the coal brush used in DC engines with the resistance to the consumption of the same ones, as well as in the performance presented by the commutator of the engine. Additionally, determining the measurable and not measurable profits when the brush used is adjusted to the application. The brushes had been produced by an industry of the sector and tested in industrial environment to evaluate their performance and consumption. Preliminary results evidence a substantial improvement in the performance of these brushes in function of its microstructure and the application in which it is used

Análise da lubricidade do biodiesel brasileiro de ésteres etílicos de soja e girassol

Fuel is a material used to produce heat or power by burning, and lubricity is the capacity for reducing friction. The aim of this work is evaluate the lubricity of eight fossil and renewable fuels used in Diesel engines, by means of a HFRR tester, following the ASTM D 6079-04 Standard. In this conception, a sphere of AISI 52100 steel (diameter of 6,000,05 mm, Ra 0,050,005 μm, E = 210 GPa, HRC 624, HV0,2 63147) is submitted to a reciprocating motion under a normal load of 2 N and 50 Hz frequency to promote a wear track length of 1.10.1mm in a plan disc of AISI 52100 steel (HV0,05 18410, Ra 0,020,005 μm). The testing extent time was 75 minutes, 225,000 cycles. Each one test was repeated six times to furnish the results, by means of intrinsic signatures from the signals of the lubricant film percentage, friction coefficient, contact heating, Sound Pressure Level, SPL [dB]. These signal signatures were obtained by two thermocouples and a portable decibelmeter coupled to a data acquisition system and to the HFRR system. The wettability of droplet of the diesel fuel in thermal equilibrium on a horizontal surface of a virgin plan disc of 52100 steel, Ra 0,02  0,005 μm, were measured by its contact angle of 7,0  3,5o, while the results obtained for the biodiesel B5, B20 and B100 blends originated by the ethylic transesterification of soybean oil were, respectively, 7,5  3,5o, 13,5  3,5o e 19,0  1,0o; for the distilled water, 78,0  6,0o; the biodiesel B5, B20 and B100 blends originated by the ethylic transesterification of sunflower oil were, respectively, 7,0  4,0o, 8,5  4,5o e 19,5  2,5o. Different thickness of lubricant film were formed and measured by their percentage by means of the contact resistance technique, suggesting several regimes, since the boundary until the hydrodynamic lubrication. All oils analyzed in this study promoted the ball wear scars with diameters smaller than 400 μm. The lowest values were observed in the scar balls lubricated by mixtures B100, B20 and B5 of sunflower and B20 and B5 of soybean oils (WSD < 215 μm)