Tipos de representações mentais utilizadas por estudantes de física geral na área de mecânica clássica e possíveis modelos mentais nessa área

Neste trabalho, além de investigarmos o tipo de representação mental (proposições, imagens ou modelos mentais) utilizado por estudantes de Física Geral na área de Mecânica Newtoniana, tentamos identificar possíveis modelos mentais que estes estudantes teriam sobre alguns conceitos físicos. Baseamos nosso estudo na Teoria dos Modelos Mentais de Johnson-Laird. Estudantes de nível universitário foram observados durante dois semestres com o objetivo de determinar o tipo de representação mental que eles teriam utilizado durante o curso, quando resolviam os problemas e as questões propostas nas tarefas instrucionais. Foi realizada uma entrevista no final do curso com a finalidade de encontrar elementos adicionais que nos permitissem inferir modelos mentais sobre conceitos físicos usados pelos estudantes na elaboração de suas respostas. Os resultados desta pesquisa sugerem a importância dos modelos mentais na compreensão e uso dos conceitos físicos. Parece que quanto mais “elaborados” os modelos mentais, mais facilmente os alunos poderiam compreender situações e contextos distintos daqueles trabalhados em aula.

Solução analítica do potencial de Morse em mecânica clássica

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Formalismo canônico da mecânica clássica: alicerce da mecânica quântica

We present a succinct review of the canonical formalism of classical mechanics, followed by a brief review of the main representations of quantum mechanics. We emphasize the formal similarities between the corresponding equations. We notice that these similarities contributed to the formulation of quantum mechanics. Of course, the driving force behind the search of any new physics is based on experimental evidence

Modelos mentais em mecânica introdutória : uma simulação computacional

Neste trabalho utilizamos inicialmente as descrições dos possíveis modelos mentais construídos por estudantes de Física Geral na área de Mecânica Clássica, segundo a perspectiva teórica de Philip N. Johnson-Laird (1983), pesquisadas por Lagreca (1997 e 1999). A partir destas descrições, estendemos seus resultados de acordo com uma revisão da literatura, procurando a formação de possíveis modelos simuláveis computacionalmente. O Qsim (Kuipers, 1994) foi o algoritmo de simulação escolhido para o nosso trabalho, devido à semelhança com pesquisas analíticas encontradas sobre o pensamento dos estudantes. Para a simulação, implementamos dois modelos. O modelo newtoniano utiliza noções semelhantes às idéias de Newton, pelo menos com as forças de contato e o atrito com dependência direta com a velocidade. O modelo do impetus possui a concepção de força proporcional à velocidade com o atrito constante. Neste último caso não foi possível a construção de simulações a partir de um atrito dependente da velocidade, devido ao reconhecimento do programa de apenas uma única função crescente. Além disso, simulamos três modelos provenientes do modelo do impetus quando a situação envolve queda na presença da força gravitacional Para a simulação dos modelos, selecionamos alguns problemas para estudo. Iniciamos com o estudo do movimento horizontal e, em seguida, os problemas do páraquedista, do penhasco e do movimento balístico. Comparamos os resultados com algumas concepções dos estudantes encontradas em pesquisas analítico-qualitativas, mostrando que muitas concepções surgiam naturalmente da manipulação dos modelos nos problemas. Isto sugere que a abordagem dos modelos mentais seja mais ampla que a das concepções alternativas e que muitas dessas concepções possam ser reflexos da manipulação dos modelos em algumas situações.

Forma simplética para ondas não-lineares da corda clássica no espaço Ad'S IND.5'

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Comportamento tribo-mecânico e desgaste adesivo de materiais em nanoescala: análises por dinâmica molecular e mecânica do contínuo.

As formulações baseadas na mecânica do contínuo, embora precisas até certo ponto, por vezes não podem ser utilizadas, ou não são conceitualmente corretas para o entendimento de fenômenos em escalas reduzidas. Estas limitações podem aparecer no estudo dos fenômenos tribológicos em escala nanométrica, que passam a necessitar de novos métodos experimentais, teóricos e computacionais que permitam explorar estes fenômenos com a resolução necessária. Simulações atomísticas são capazes de descrever fenômenos em pequena escala, porém, o número necessário de átomos modelados e, portanto, o custo computacional - geralmente torna-se bastante elevado. Por outro lado, os métodos de simulação associados à mecânica do contínuo são mais interessantes em relação ao custo computacional, mas não são precisos na escala atômica. A combinação entre essas duas abordagens pode, então, permitir uma compreensão mais realista dos fenômenos da tribologia. Neste trabalho, discutem-se os conceitos básicos e modelos de atrito em escala atômica e apresentam-se estudos, por meio de simulação numérica, para a análise e compreensão dos mecanismos de atrito e desgaste no contato entre materiais. O problema é abordado em diferentes escalas, e propõe-se uma abordagem conjunta entre a Mecânica do Contínuo e a Dinâmica Molecular. Para tanto, foram executadas simulações numéricas, com complexidade crescente, do contato entre superfícies, partindo-se de um primeiro modelo que simula o efeito de defeitos cristalinos no fenômeno de escorregamento puro, considerando a Dinâmica Molecular. Posteriormente, inseriu-se, nos modelos da mecânica do contínuo, considerações sobre o fenômeno de adesão. A validação dos resultados é feita pela comparação entre as duas abordagens e com a literatura.

A formação do conhecimento físico: um estudo da causalidade em J. Piaget

No contexto dos estudos psicogenéticos de J. Piaget, as investigações sobre o conhecimento físico abrangem .diferentes ternas, oriundos predominantemente da mecânica clássica. Há, no entanto, um terna específico que, ainda no contexto dos estudos psicogenéticos, é abordado de forma circunscrita: a causalidade, ou explicação causal, que é entendida por Piaget corno sinônimo do conhecimento físico. Este ensaio parte, em uma primeira etapa, dos três textos por ele escritos sobre este terna: "La causalité physique chez l'enfant" (1927); "Le développement de la causalité sensori-motrice", analisado em "La construction du ,réel chez l'enfant" (1937); e "Les explications ccausales"(197l). Desta apresentação se depreende a origem e evolução de alguns conceitos básicos de seu modelo teórico, bem corno os limites de uma pSicologia cognitiva que se volta para o estudo do sujeito epistêmico. Acrescentam-se observações e comentários críticos, originados de pesquisas atuais que, desenvolvidas no contexto do ensino e aprendizagem de física, focalizam as concepções espontâneas ou alternativas em mecânica. Finalmente, aborda-se o terna da formação do conhecimento físico, a partir da perspectiva de uma psicologia cognitiva, baseada em uma análise crítica dos estudos de J. Piaget.

Utilizando as ciências espaciais e a astronáutica na construção de atividades práticas em ensino de física

In this work we consider the use of new technologies fron the Space Science and Astronautical, in the learning process, incorporating technical and conceptions of physics Spatial what can take on the response of some problems what there are a lot insistent in populate the mind of professors and followers regarding agreement of these conceptions into the level Average. Intending to bring another contribution to Physics teaching practice, especially Classical Mechanics, but introducing many introductory concepts from Modern Physics, since this topic is considered of great interest for teachers and students, for it involves high technology. It s advanced manufacturing demand certain processes that make possible the application of those concepts

A metafísica de Isaac Newton

The general objective of this dissertation is to analyze the metaphysical aspects of "rational mechanics" of Isaac Newton, clarifying, by scientific and philosophical discourse, their main elements, with emphasis to the presence of one entity infinitely rational behind all the phenomena of nature, and to the Newton's insight as certain empiricist which, however, accepts deductions metaphysics; a philosopher-scientist. The specific objectives are detailed below: a) brief presentation of the development of modern science, since the Pre-Socratics, seeking to understand the historical conjecture that enabled the rise of Newtonian mechanics; b) presentation of the elements of scientific methodology and philosophical, aimed at comprehension of certain "Newtonian methodology", understanding how this specific methodology able to present empirical aspects, mathematics, philosophic and religious in communion; c) to understand, from the Newtonian concepts, both concerning man's role in the world as the "notional notions" of mass, space, time and movement, necessary for analysis and understanding of certain metaphysical aspects in the Newtonian physics; d) to present the Newtonian concepts related to the ether, to understand why it necessarily assumes metaphysics characteristics and mediation between the bodies; e) to present and understand the factors that lead the empiricist Newton to assume the religion in his mechanics, as well as, the existence and functions of God in nature, to object to the higher content of his metaphysics; f) to highlight the metaphysical elements of his classical mechanics, that confirm the presence of concepts like God Creator and Preserver of the natural laws; g) at last, to analyze the importance of Newton to the modern metaphysics and the legacy to philosophy of science at sec. XVII to science contemporary

As investigações de Ernest Rutherford sobre a estrutura da matéria: contribuições para o ensino de química

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Uma abordagem de gauge para corpos deformáveis

Pós-graduação em Física - IFT

Controle e caos na formação de moléculas com pulso de laser

We investigate the formation of molecules under the action of external field acting during the atomic collision. To describe this process, the collision of atomic pairs, we use the Morse oscillator model driven The study was developed from the standpoint of classical mechanics by analyzing the sensitivity of the system with respect to initial conditions, the verification of chaotic dynamics associated with the process of formation of molecules with laser and analysis of system dynamics and the likelihood of photoassociation in response to the external field parameters

História do desenvolvimento do conceito de força: um estudo visando contribuições para o ensino de física no nível médio

This study presents the results of a study on the development of the concept of force and their possible applications in physics teaching. The historical study has focused on Aristotelian natural philosophy, medieval theories of strength in impressed and on classical Newtonian mechanics. The Newtonian concept of force was also an object lesson of physics analyzed in this study. In this lesson, conducted in a preuniversity course, spontaneous conceptions or alternative conceptions of students about the concept of force proved very entrenched, resulting in studies on the Model Change on Conceptual and epistemological obstacles in view Bachelardian. The theoretical frameworks adopted led us to trace parallels between spontaneous conceptions revealed by the students and some views about the concept of force found in the study of history. The results show that while some old conceptions have been replaced by scientifically Newtonian concept of force, they are still present in the students' ideas and resist to changes even after the study of Newton's laws. Like main result shows that the history of science can be a great ally for the deconstruction of alternative conceptions, particularly when these concepts were previously presented and overcome the course of history of the development of a concept

Estudo clássico e quântico da dissociação molecular induzida por laser

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Fotoassociação caótica no oscilador de Morse

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)