Uma introdução conceitual à relatividade especial no ensino médio

Este trabalho apresenta a implementação da proposta, e os resultados obtidos com sua aplicação em sala de aula, de um curso introdutório à teoria da Relatividade Especial para alunos de ensino médio. Essa proposta tem como marco teórico a teoria cognitiva de Piaget. O curso desenvolvido faz uso sistemático de recursos computacionais, com destaque para animações originais desenvolvidas em Flash, para promover o aprendizado significativo de conceitos básicos da Relatividade Especial, bem como para a dedução de relações matemáticas fundamentais que são decorrência lógica dos postulados de Einstein. Como o assunto não é ensinado na escola onde a proposta foi aplicada e a maioria dos programas de provas de vestibular não inclui a teoria da Relatividade Especial, o curso foi oferecido na modalidade extraclasse. A proposta contempla as recomendações dos Parâmetros Curriculares Nacionais, no sentido de uma progressiva inserção da Física do século XX no ensino médio. Na expectativa real de que, em futuro próximo, a Relatividade Especial passe a constar da maioria dos programas de concursos de vestibular de Física, o curso poderá ser de grande valia para professores de ensino médio que queiram abordar o assunto em suas aulas regulares, em escolas que disponham de recursos de informática.

O ensino da teoria da relatividade especial no nível médio : uma abordagem histórica e conceitual

E ste trabalho relata uma experiência de inserção do ensino da teoria da Relatividade Especial com alunos do terceiro ano do ensino médio. A aplicação do projeto em sala de aula foi parte integrante das atividades curriculares normais dos alunos, em duas escolas, uma localizada no município de São Jerônimo-RS, Colégio Cenecista Carlos Maximiliano, e outra localizada no município de Triunfo-RS, Escola Técnica Municipal Farroupilha. Foi elaborado um texto para os alunos, contendo a base histórica e conceitual do tema, além de um manual de auxílio aos professores. O texto dos alunos contempla os principais fatos históricos, desde Aristóteles até as conclusões de Albert Einstein, que levaram à construção da Relatividade Especial em 1905. São tratados os conceitos de simultaneidade, dilatação temporal, contração do comprimento, adição de velocidades e energia relativística. A experiência é avaliada, principalmente através de um questionário respondido pelos alunos, antes e após a aplicação do projeto. Também foi feita uma análise de alguns livros de Física do ensino médio, sobre o tratamento dado à teoria da Relatividade Especial. O trabalho foi embasado na teoria de desenvolvimento humano histórico-cultural de Vygotsky e na teoria de aprendizagem significativa de Ausubel e Novak. Acreditamos ter mostrado que é possível incluir o tratamento regular da teoria da Relatividade Especial em escolas de nível médio, contemplando assim os Parâmetros Curriculares Nacionais que apontam para uma ênfase à Física contemporânea.

Cálculo K: uma abordagem alternativa para a relatividade especial

In this paper we present an alternative approach due to Bondi for the special theory of relativity. During the development, we analyse the Bondi diagrams, visual resources from which we can take some information about the analysed systems, and we discuss the K factor of Bondi's theory, which is in the core of this work. We then discuss some of the main results obtained from Einstein's special theory of relativity such as the time dilation, spatial contraction and simultaneity of spatially separated events, besides the Lorentz transformations. We also show other two important results in physics coming from K calculus: the relativistic linear momentum and the total relativistic energy.

A pesquisa sobre o ensino da relatividade especial e geral: implicações para a prática docente

Em nosso estudo, investigamos as contribuições das pesquisas sobre o Ensino da Teoria da Relatividade Especial e Geral (TREG) e suas implicações para a prática docente. Para tanto, revisamos atas de 03 congressos científicos realizados no Brasil. Mapeamos 44 estudos, os quais foram categorizados de acordo com seus propósitos. Identificamos uma grande quantidade de produções, com foco na análise de conteúdos em livros, na formação de conceitos e na implementação de propostas didáticas, o que permite-nos inferir que, a procura por alternativas para que o ensino da TREG seja realmente efetivado se faz necessária e o aumento de investigações no ambiente escolar parece o caminho mais acertado. Há, também, uma necessidade de investirmos esforços na formação inicial dos professores, para que eles sintam-se seguros para abordar a TREG, quando estiverem em atividade docente.

Relatividade restrita de De Sitter: uma abordagem cinemática

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Transitividade e movimento em relatividade de de Sitter

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Velocidades superluminais na relatividade geral: métrica de Alcubierre

The constancy of the speed of light appears to be an unbreakable barrier for future interstellar journeys, tending to infinite energy would be needed to achieve such speed. However in the general relativity one can circumvent this limit and get arbitrarily higher global speeds, without violating the constancy of the speed of light. The so-called “warp-drive metrics is a theoretical means to achieve global superluminal speeds. The Alcubierre metric is one case in which the science fiction inspired reality, from which was drawn the term “warp-drive. In the present work, a study of the theories of special and general relativity and of some works on solutions that allow superluminal speeds will be done

Cosmologia relativísta

Foi Galileu quem propôs o método experimental moderno a propósito de alguns problemas da Mecânica, e foi por essa via que foram também estabelecidads as leis fundamentais do Electromagnetismo. A partir daqui a evolução das Teorias Físicas dá-se através duma relação dialética Teoria/ Prática, que levou à realização de duas experimentações fundacionais para confirmar a Gravitação de Newtou e a Relatividade Especial de Einstein. A Relatividade Geral ou Geometrodinâmica Einsteiniana suscitou por sua vez algumas das experiências mais espectaculares da Física Relativista. A interdependência da Mecânica Relativista e do Electromagnetismo tomada evidente pelas medidas de radiação EMG feitas pelos radiotelescópios de hoje, suscitou a aspiração e busca de Teorias Unitárias que abrangessem todos os fenômenos da Natureza. E foi justamente a Radioastronomia que revelou as singularidades do campo einsteiniano - o Big Bang e os Buracos Negros. A busca actual duma Teoria do Todo pela unificação de todas as forças da Natureza, as de índole electromagnética e a gravitacional, chegou porém a um impasse que suscita algumas questões de índole gnoseológica.

Introdução aos monopolos magnéticos de t’Hooft e Polyakov

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Aspectos relativísticos da teoria da informação quântica

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

De sitter relativity: foundationss and some physical implications

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

Transformações de Lorentz e seus invariantes

In this paper, we will show the types of Lorentz transformations, from the most described in books, special Lorentz transformation that relates two inertial systems whose relative velocities are directed along an axis of the respective bases systems. However, we will see a peculiarity that goes unnoticed in this transformation, although they have reported in many books a parallel between the transformation inertial systems, due to the fact that the speed is parallel to an axis, it is actually a semi-parallel processing. The next transformation that we will see is one in which a system moves with a relative speed that has arbitrary direction with respect to a given system, we will show that this transformation may be appointed as non-rotational Lorentz transformation. Before obtain, the later type of transformation, the rotational Lorentz transformation, which is the interface between Special Relativity and General Relativity, we will describe the systems to be rotated, not just inertial systems, show what the characteristics are that define the non-rotational and rotational transformations. The in last topic of this chapter we will also show how the idea of Thoma’s theorythat uses this transformation to create what he defines as the proper coordinate axes of the particleused to obtain the factor 1/2 electron spin. In the last chapter we show how the Lorentz invariants are obtained, quantities measures that are also in different Lorentz reference, with the focus on mass that has erroneously been described in many books, that varies according to the agreement reference system

What does research say about the Special and General Relativity Theory Teaching?

Na literatura da área de Ensino de Física encontramos diversos argumentos em defesa da inclusão, nos currículos escolares do Ensino Médio, de conteúdos de Física Moderna e Contemporânea. A Teoria da Relatividade Especial e Geral (ao lado da Mecânica Quântica) é um dos pilares da Física Moderna. Consideramos significativo e oportuno obter um panorama da produção acadêmica sobre o ensino e aprendizagem deste tópico. Nosso objetivo é sintetizar os avanços, as convergências e sinalizar perspectivas, com o intuito de contribuir para um avanço e defesa dos trabalhos futuros. Assim, procuramos resposta para a questão: Quais as contribuições da pesquisa em Ensino de Física para que a Teoria da Relatividade Especial e Geral (TREG) possa ser abordada no Ensino Médio?