Curso de Física - CABAE

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Acesso aberto (Open Access)
Sistemas dinâmicos aplicados no problema de três corpos
(2017) QUARESMA, Luciano José Barbosa; RODRIGUES, Manuel Eleuterio; http://lattes.cnpq.br/9488132180680912; https://orcid.org/0000-0001-8586-0285
Um problema bem conhecido na mecânica é o de três corpos, no qual temos três massas interagindo unicamente através de suas forças gravitacionais mútuas. Dentre os métodos empregados em sua solução, entre analíticos e numéricos, apresentamos, neste trabalho, uma abordagem computacional através de sistemas dinâmicos. Para isso, apresentamos os conceitos fundamentais sobre esta ferramenta matemática, com destaque para estabilidade e os expoentes de Lyapunov, utilizando vários exemplos construídos com o auxílio dos softwares matemáticos wxMaxima, Maple e Mathematica. Para tratar do problema de três corpos, zemos um breve histórico e o formulamos a partir da lei da gravitação universal e da segunda lei de Newton, restringindo o movimento ao plano x − y, para, assim, reduzir de 18 para 12 o número de equações necessárias no sistema dinâmico associado. Utilizando os softwares, então, plotamos as trajetórias dos corpos para algumas soluções conhecidas e utilizamos os expoentes de Lyapunov para estudar suas estabilidades. Como esperado, em todos os casos estes expoentes indicaram caos neste sistema, o que implica na instabilidade das soluções estudadas, bem como em uma grande sensibilidade às condições iniciais. Este trabalho mostra, desta forma, um método para a combinação de processos analíticos e numéricos, para obtermos informações qualitativas importantes para sistemas dinâmicos de interesse, através de softwares computacionais.
Acesso aberto (Open Access)
Um desenho de luz: o princípio físico da câmera fotográfica
(2017) GONÇALVES, Nadiane Pantoja; PASCA, Gabriel Adolfo Cabrera; http://lattes.cnpq.br/5642784995274060
Neste trabalho estudamos um dos principais conceitos fundamentais da ciência, que é a LUZ, utilizando um instrumento muito popular em nossa sociedade, chamado de CÂMERA FOTOGRÁFICA. O objetivo deste trabalho é apresentar um breve resumo do contexto histórico do seu desenvolvimento, como se deu seu aprimoramento, as relações com os fenômenos físicos da óptica e da física quântica, sendo a luz, um dos principais conceitos que permeiam nosso conhecimento científico moderno, como também as tecnologias utilizadas. Assim, podemos chamá-la de “Coluna Cervical” da ciência. Este conceito é utilizado em diversos níveis da educação, desde a educação básica ao superior. Ao mesmo tempo, compreendemos que a fotografia surge como um contexto importante para o ensino do conceito de luz e suas propriedades. Desta forma, este trabalho apresenta uma discussão conceitual sobre a luz e suas propriedades, além de trazer alguns episódios da história da ciência sobre o desenvolvimento deste campo da Física. Assim, podemos perceber que ela vai e está muito além daquilo que imaginamos, sendo ela, nosso guia de instruções para compreendermos o funcionamento do universo dentro e fora do nosso planeta.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo de sistemas dinâmicos não-lineares com softwares matemáticos
(2017) CARDOSO, Débora Cristina de Matos; RODRIGUES, Manuel Eleuterio; http://lattes.cnpq.br/9488132180680912; https://orcid.org/0000-0001-8586-0285
Neste trabalho é feita uma abordagem de sistemas dinâmicos não-lineares com aplicações em sistemas não-lineares que se comportam de forma caótica ou não. O objetivo deste trabalho é observar a dinâmica dos sistemas escolhidos por meio de simulações matemáticas para que possam ser feitos estudos mais completos. Os conceitos utilizados abordam denições sobre espaço de fase, sistema dissipativo, atratores, solução em equilíbrio, estabilidade linear em duas dimensões, ciclos limite, bifurcações e cálculo do expoente de Lyapunov. A aquisição de dados foram obtidos através de pesquisas acadêmicas como livros, artigos e dissertações de interesse e, também, os softwares Maple, Maxima e Mathematica que foram muito úteis para o desenvolvimento dos cálculos e plotagem dos grácos utilizados no presente trabalho, principalmente nas aplicações. Espera-se que outros trabalhos possam ser desenvolvidos a partir deste para complementar os estudos existentes nesta área, servindo de suporte para mais pesquisas.
Acesso aberto (Open Access)
Modelagem e resolução de problemas oscilatórios utilizando equações diferenciais de segunda ordem
(2018-03-08) SACRAMENTO, Assis Maciel; COSTA, Manuel de Jesus dos Santos; http://lattes.cnpq.br/7579240913305272
Apesar da grande utilidade, nem sempre equações diferenciais ordinárias possuem solução analítica e exigem, portanto, uma abordagem numérica. Um dos métodos numéricos mais utilizados é o de Runge-Kutta de 4ª ordem e, neste trabalho, é analisada a sua eficiência ao comparar seus resultados com os obtidos analiticamente. Para isso foi realizada uma pesquisa bibliográfica para elucidar os conteúdos fundamentais relevantes, para o estudo de oscilações em três casos, no oscilador harmônico simples, no circuito RLC em série e no pêndulo amortecido e forçado, sendo realizado posteriormente um tratamento computacional e numérico destes sistemas. Da comparação entre os resultados numéricos e analíticos, pode-se constatar que o método de Runge-Kutta apresenta eficácia e robustez para estes casos e a sua implementação computacional fornece resultados confiáveis mesmo em situações onde as soluções analíticas não se aplicam (Pêndulo amortecido e forçado), onde a solução é caótica em alguns casos.
Acesso aberto (Open Access)
Comparação entre as soluções analítica e numérica da equação da onda
(2018-12-21) BARROS, Leandro Pereira; LIMA, Romulo Correa; http://lattes.cnpq.br/9959312607102378
Um dos problemas fundamentais da física é a ondulatória, a qual envolve equações diferenciais parciais. Dentre os métodos empregados na solução da equação da onda unidimensional, destacam-se os métodos de separação de variáveis e diferenças finitas. Para isso, realizou-se uma descrição dos conceitos fundamentais sobre ondas com ênfase em ondas mecânicas. Para a equação da onda unidimensional foram feitas três demonstrações distintas para sua obtenção, a qual se trata de uma equação diferencial de segunda ordem dependente de uma variável temporal e uma espacial. Através dos métodos de separação de variáveis e diferenças finitas, encontrou-se suas soluções analíticas e numéricas, respectivamente. Foram feitas as comparações entre elas em dois problemas, e apresentou-se um problema para a análise de estabilidade do método numérico. Verificou-se pelos gráficos um ajuste satisfatório entre as soluções analítica e numérica, tornando uma alternativa a utilização do método numérico, em especial para resolver problemas que não exista solução exata pelo método analítico.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo sobre o tratamento de água nas escolas estaduais e rurais do município de Abaetetuba
(2019-06-25) LIMA, Bárbara Pereira; SOUSA, Mário Edson Santos de; http://lattes.cnpq.br/4761512397509247; COSTA, Cleidilane Sena; http://lattes.cnpq.br/4274598374126989; http://lattes.cnpq.br/6049154334633869
O presente trabalho tem o intuito de investigar a existência de processos de tratamento de água nas escolas rurais e urbanas da cidade de Abaetetuba. A metodologia utilizada para a realização desta investigação contou com a entrevista de 08 (oito) funcionários no geral; sendo 04 (quatro) de escolas da zona rural e 04 (quatro) da zona urbana. A entrevista foi feita através de um questionário virtual para conhecer de fato como estão as condições da água consumida nas escolas. Construído com o auxílio de uma ferramenta computacional, tal formulário ficou criativo e de fácil acesso, denominado de Google Drive. A análise do questionário virtual aplicado com os entrevistados foi baseada em seus relatos, os quais revelaram que as instituições públicas de ensino da zona urbana e da zona rural não cuidam e nem se preocupam de fato com o estado da água ingerida no ambiente escolar, apesar de fazerem uso de método simples de tratamento, como filtros e desinfetantes químicos.
Acesso aberto (Open Access)
Desenvolvimento de célula eletrolítica nanoestruturada baseada em mandioca/lítio e eletrodos de nanotubos de carbono
(2019-06-26) SANTOS, Luís Eduardo de Sena dos; REIS, Marcos Allan Leite dos; http://lattes.cnpq.br/8252507933374637; https://orcid.org/0000-0003-2226-2653
O carbono é um dos elementos essenciais para a vida, o mesmo possuí algumas formas alotrópicas. Neste trabalho, utilizaremos uma dessas formas que é o Nanotubo de Carbono (NTC), pois, o mesmo detém características como: transportar corrente elétrica com intensidade superior 100 vezes maior que do cobre, retardamento na corrosão nos processos eletrolíticos, dentre outros. Sendo assim, a aplicabilidade do NTC tem se tornado mais evidente na contemporaneidade através de dispositivos como: sensores, capacitores, baterias, assim por diante. Através de um polímero biodegradável conhecido como fécula que é extraído da mandioca somado a um auto poder de condutividade do Perclorato de Ion-lítio ( que formam o eletrólito. Em seguida, utilizou-se de Buckypapers (BP) baseados em filmes de NTC, cuja função é comporta-se como eletrodo. Desta maneira, formou-se uma pilha cujas dimensões eram: 4 cm de comprimento e 2 cm de diâmetro modelada a partir do programa de modelagem Cinema 4D versão R.14, onde utilizou-se a impressora 3D Anet A8 para a manufatura da estrutura da pilha, no qual o polímero ABS ( Acrylonitrile butadiene styrene) foi usado como invólucro da mesma. Portanto, obtivemos resultados satisfatórios através dos equipamentos: microscopia eletrônica de varredura (MEV) e caracterização elétrica de: 0.35 ± 0.003V; 3.18 ± 0.005 kΩ and 0.11 ± 0.001 m A.
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização de Nanofios de ZnO sintetizados pelo método de oxidação térmica
(2019-06-26) CAMPOS, Alex da Cunha; PASCA, Gabriel Adolfo Cabrera; http://lattes.cnpq.br/5642784995274060
O estudo de métodos de síntese e das propriedades físicas de óxidos de metais de transição nanoestruturados tem atraído grande interesse em pesquisa científica fundamental devido às potenciais aplicações tecnológicas. Dentre as várias abordagens de crescimento, o procedimento de oxidação térmica é considerado um método simples, eficiente e rápido que permite a obtenção de arranjos micro e nanoestruturados com tamanho e morfologia controlados. Em particular, a ocorrência de nanoestruturas alongadas (com comprimentos maiores que 10 μm e diametros menores que 100 nm) é pouco mencionada na literatura quando este metódo é usado. Neste estudo, nanofios de Óxido de Zinco (ZnO) foram obtidos a partir da oxidação térmica de placas de Zinco Metálico (Zn) em temperaturas acima do ponto de fusão do metal (TF ~ 420 ºC). A caracterização estrutural, morfológica e da composição elementar foi feita através das técnicas de Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), respectivamente. Realizou-se também medidas de Espectroscopia de Correlação Angular γ-γ Perturbada (CAP) com o intuito de se obter informações relacionadas aos defeitos e impurezas nas amostras sintetizadas. Especificamente, para a amostra submetida a temperatura de 620 ºC, com taxa de aquecimento de 20 ºC min-1, observou-se o crescimento de nanofios longos com diâmetro médio de 74 nm, comprimentos de ~ 60 μm e alta densidade populacional. Os resultados obtidos a partir do aquecimento de outras amostras em diferentes taxas de aumento de temperatura indicam que este parâmentro é determinante no ajuste da morfologia, tamanho e densidade dos nanofios de ZnO. O mecanismo de crescimento dessas nanoestruturas alongadas é atribuido tanto aos processos de difusão induzidos por estresse quanto a dinâmica vapor-sólido da atmosfera rica em moléculas de zinco. As Medidas DRX mostram padrões para ZnO e Zn metálico com orientação preferencial, enquanto que as medições de CAP usando o 111In(111Cd) indicam que os nucleos de prova substituem apenas as posições cristalográficas do Zn no zinco métalico (orientado preferencialmente). Em amostras aquecidas à 820 e 1000 ºC, o DRX exibe apenas um padrão de ZnO. Em contrapartida, os espectros de CAP continuam mostrando núcleos de prova apenas em sítios metálicos de Zn, indicando a presença de regiões finas de Zn altamente orientadas confinadas entre grãos de ZnO, mesmo após longos périodos de oxidação. Estes resultados mostram um forte potencial da espectroscopia de Correlação Angular γ-γ Perturbada para revelar regiões metálicas confinadas e sua orientação na matriz de óxidos, mesmo quando sua concentração é extremamente pequena para que o DRX seja capaz de detectá-las.
Acesso aberto (Open Access)
Relações de gênero na história da ciência: a presença da mulher na física
(2019-06-27) SANTOS, Aline Lobato; COSTA, Cleidilane Sena; http://lattes.cnpq.br/4274598374126989
No desenvolvimento deste trabalho buscou-se um aprofundamento na questão da mulher na Física, essa abordagem consta de duas partes, sendo que na primeira é desenvolvido uma análise histórica em relação ao gênero e suas implicações no desenvolvimento das Ciências Exatas, especialmente a Física e na vida das mulheres. Também é proposto um olhar mais realístico do fato de que as mulheres estão inseridas nos meios acadêmicos e profissionais. A segunda é uma abordagem atual, onde foi aplicado questionários a docentes do curso de Física, o mesmo estava disponível na plataforma do Google drive. Nesse sentido, o objetivo do trabalho é conhecer, por meio dos questionários, a realidade atual das mulheres que optaram em termos profissionais pela física e fazer um paralelo com a evolução ocorrida nas mentalidades do gênero feminino. Assim, foi possível conhecer de que forma as mulheres estão inseridas nos cursos de física e de que maneira se dá relação no que concerne a relação de gênero.
Acesso aberto (Open Access)
Efeito do ângulo de impressão nas propriedades elétricas e mecânicas de peças poliméricas impressas em 3d
(2019-06-28) OLIVEIRA, Dhonata Sebastião Caldas; REIS, Marcos Allan Leite dos; http://lattes.cnpq.br/8252507933374637
Este trabalho estuda o efeito causado pelo ângulo de impressão por modelagem de deposição fundida (FDM) na resistência elétrica e mecânica de peças feitas de poli(ácido lático) (PLA) e poli(acrilonitrila-butadieno-estireno) (ABS). Para isso, são apresentados os aspectos gerais sobre polímeros e alguns detalhes sobre o PLA e o ABS, bem como sobre métodos de impressão como a estereolitograa (SLA) e a sinterização seletiva a laser (SLS), além da FDM. Após isso, são apresentados os parâmetros utilizados para a impressão dos corpos de prova, como formato e dimensões do modelo tridimensional e as temperaturas do bico e da mesa da impressora 3D e a sua velocidade de impressão. Além disso, são apresentados os métodos de caracterização elétrica e mecânica utilizados, respectivamente pela medição da resistência com duas pontas, com um picoamperímetro, e da tração e deformação máximas suportadas pelas peças antes de se partirem, com uma máquina de ensaio de tração.Esses testes mostraram que o PLA tem maior resistência tanto elétrica quanto mecânica quando impresso com o ângulo de 0o, atingindo máximos de 2; 9471 0; 0541 G e 62; 2694 MPa, respectivamente. Por sua vez, o ABS resiste melhor a tração quando impresso a 90o, até 30; 3704 MPa, e apresenta maior resistência elétrica a 45o, de até 2; 6626 0; 0327G. Comparativamente, o PLA é superior ao ABS nesses dois quesitos, porém este último se mostrou mais elástico, o que se buscou explicar brevemente com base nas estruturas desses dois polímeros, em virtude da fase de borracha existente dentro da blenda polimérica do ABS. Por m, os resultados indicam que os efeitos de parâmetros de impressão, como ângulo de impressão, afetam diretamente as propriedades físicas desses polímeros. Portanto, o conhecimento dessas variáveis será de grande importância para fabricações de peças de alto desempenho na manufatura aditiva.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo sistemático de nanopartículas de óxido de cobalto através da espectroscopia Raman
(2019-07-04) VIEIRA, Emerson Patrick dos Santos; PASCA, Gabriel Adolfo Cabrera; http://lattes.cnpq.br/5642784995274060; COSTA, Cleidilane Sena; http://lattes.cnpq.br/4274598374126989
A espectroscopia Raman aplicada aos óxidos metálicos nanoestruturados é bastante eficiente, visto que, os modos Raman ativos evidenciados nos espectros destes materiais são diretamente relacionados com à simetria da estrutura cristalina deles, o que fornece informações precisas dos sólidos. No entanto, na literatura há uma divergência sobre as posições das Bandas dos espectros Raman referentes as fases: CoO-fcc, CoO-hcp e o Co3O4. Assim, este estudo apresenta a caracterização e análise dos espectros Raman de nanopartículas de óxido de cobalto sintetizadas através do método de decomposição térmica utilizado oleilamina, óleo de bacaba e ácido oleico em diferentes proporções. Além disso, caracterizou-se uma amostra bulk de Co3O4, sintetizada pelo método de sol-gel, como referência. Realizou-se medidas dos espectros Raman, em temperatura ambiente, com o espectrômetro Raman modelo T64000 da Jobin Yvon, laser na potência de 1.2 a 12 mW e lente objetiva de 20 mm. Efetuou-se ajustes nas Bandas através do método de soma e decomposição de picos em funções lorentzianas e avaliou-se o deslocamento Raman e a simetria dos espectros em relação a amostra de Co3O4. Com os resultados, constatou-se que a amostra bulk teve 5 Bandas correspondem aos modos vibracionais Eg, A1g e 3F2g prevista teoricamente para o Co3O4, apresentou também uma Banda indicada como contribuição do CoO-fcc na escala bulk. Com isto, amostras sintetizadas com 10% com 10 lavagens e 5% de óleo de bacaba possuem bandas nas posições próximas ao Co3O4. No entanto, amostras com 10% de óleo de bacaba e 5 lavagens apresentou a contribuição das fases CoOOH e CoO-fcc. As amostras com 10, 4 e 1% de ácido oleico apresentaram o perfil do espectro semelhante ao Co3O4, contudo, o descolamento Raman das Bandas ocorre conforme a concentração de ácido oleico na solução, onde duas hipóteses foram sugeridas para este efeito. Além do mais, a amostra com 4% apresentou a contribuição do CoO-fcc. Para as amostras com 100% oleilamina, suas bandas apresentaram valores próximos as do Co3O4. Porém, foi verificada para a Banda 5 de maior intensidade (modo ativo A1g) que uma função lorentziana não compensava os dados experimentais. A Banda 5 foi decomposta em três lorentzianas onde se comprovou a contribuição das fases CoO-fcc e CoO-hcp na sua formação. Portanto, através da espectroscopia Raman pode-se avaliar a influência dos diferentes métodos utilizados na síntese de material bulk e óxidos nanoestruturados.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese e caracterização de partículas de cobalto utilizando óleo de bacaba
(2019-07-04) SILVA, Renata Cristina Farias da; PASCA, Gabriel Adolfo Cabrera; http://lattes.cnpq.br/5642784995274060; COSTA, Cleidilane Sena; http://lattes.cnpq.br/4274598374126989
A região Amazônica possui diversas matrizes oleaginosas. Entre essas espécies vegetais, a Oenocarpus bacaba Mart., mais conhecida como bacabeira, produz frutos (bacaba) com propriedades antioxidantes, farmacêuticas, cosméticas e um alto valor nutricional. Dessa forma, utilizar um óleo de origem natural para revestir nanopartículas de óxido de cobalto pode otimizar aspectos essenciais para aplicações tecnológicas e biomédicas, tais como tratamentos de doenças, diagnósticos e biosensores, porém ainda é pouco investigado seu uso em síntese de nanomateriais. Assim, neste trabalho utilizou-se o óleo de bacaba para revestir nanopartículas de óxido de cobalto sintetizadas através da técnica decomposição térmica. As amostras foram caracterizadas por difração de raios X (DRX) em duas medidas, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Os resultados obtidos por DRX apresentam, na primeira medida, a curva característica de material amorfo indicando um excedente deste nas amostras, por outro lado, a segunda medida, realizada pós- dispersão, mostra intensidades de raios X difratados em função 2θ nas posições próximas de 34º e 60º, que podem ser referentes à fase óxido de cobalto (CoO, Co3O4, CoO (OH)). As imagens de MEV com o EDS acoplado revelaram agregados de partículas, possivelmente nanométricas e esféricas, com grãos de tamanhos distintos; já a composição química das amostras destaca a boa concentração dos elementos cobalto, carbono e oxigênio. Conclui-se que o óleo de bacaba possui potencialidade para otimizar a síntese de nanopartículas de óxido de cobalto através da decomposição térmica.
Acesso aberto (Open Access)
A utilização do software Modellus como ferramenta pedagógica para o ensino da queda livre
(2019-10-04) BENTES, Adeilson Rodrigues; COSTA, Cleidilane Sena; http://lattes.cnpq.br/4274598374126989
O uso da tecnologia de informação e comunicação na área educacional avançou nos últimos anos. Para atender as necessidades do processo educacional vários métodos, recursos, ferramentas e equipamentos mostram-se relevantes, como o software educacional/modelagem computacional Modellus. Este trabalho surgiu visando a dificuldade dos professores na elaboração de aulas diversificadas, com as cargas horárias elevadas os mesmos não dispõem de tempo para desenvolverem metodologias atualizadas de ensino. O objetivo é propor a utilização de aulas prontas com o uso das tecnologias de informação e comunicação, através do software Modellus, o qual é disponibilizado de forma gratuita na internet, sendo um instrumento auxiliador do professor no dinamismo das atividades, em busca de reduzir o tempo gasto na formulação das aulas. A metodologia abordada procura manusear as variadas funções do Modellus como a elaboração de gráficos, tabelas e animações, produzidos a partir dos modelos matemáticos e parâmetros empregados, explicando o assunto de forma contextualizada e resolvendo exercícios com o auxílio do software Modellus, estimulando alunos no processo de ensino-aprendizagem. A aula sobre queda livre foi pensada visando facilitar as práticas docente, sendo desenvolvida passo a passo, inicialmente com uma apresentação contextualizada seguida de resoluções de atividades com o auxílio do software Modellus. Espera-se com este trabalho, propor a utilização da tecnologia por professores e monitores; auxiliar os professores de física durante as aulas e estimular nos discentes a afeição pela disciplina, gerando assim resultados positivos nos índices acadêmicos. Deste modo a tecnologia torna-se uma parceira do professor na sala de aula, ajudando este a melhorar sua didática e criando relações positivas no ensino da Física.
Acesso aberto (Open Access)
A experimentação em sala de aula promovendo a associação entre teoria e prática
(2019-12-23) SOUSA, Félix Júnior Pantoja de; COSTA, José Francisco da Silva; http://lattes.cnpq.br/9492719731740641
Este estudo teve como objetivo inserir a experimentação em sala de aula para promover a associação entre teoria e prática de conceitos de Hidrostática. Para tal, foi realizada uma pesquisa de campo na Escola Estatual Pedro Teixeira – Anexo I/ Abaetetuba – PA, com os alunos do 1º ano do ensino médio e o professor de Física da turma. Junto a esse grupo amostral, foram realizados os seguintes procedimentos metodológicos: entrevista com o educador, pré-teste, duas aulas teóricas, oficina, pós-teste e questionário investigativo. Na oficina foram realizadas experiências com materiais acessíveis e de baixo custo junto aos alunos para auxiliar no entendimento dos conceitos estudados nas aulas teóricas. Como a instituição de ensino não possuía laboratório de ciências, as demonstrações foram feitas na própria sala de aula e contou com a participação de todos os discentes. Além do aspecto motivacional verificado, notou-se que o uso das experiências ajudou na compreensão significativa dos conceitos lecionados, uma vez que houve um melhor rendimento dos alunos no pós-teste e os próprios alunos relataram no questionário investigativo que a oficina teve papel importante na compreensão do conteúdo trabalhado. Para além disso, esta pesquisa mostrou que as condições estruturais e materiais da escola afetam o trabalho docente, principalmente no que se refere à realização de atividades experimentais.
Acesso aberto (Open Access)
Cálculos de primeiros princípios das propriedades hiperfinas do CdMo04, através do Wien2k
(2019-12-23) BARBOSA, John Everton Batista; COSTA, Messias de Souza; http://lattes.cnpq.br/0368786247308123
Neste trabalho, apresenta-se a análise das propriedades estruturais, energéticas, hiperfinas e eletrônicas do composto (CdMoO4), para o qual foi estudado uma célula unitária com 18 átomos. Este estudo foi realizado por meio da utilização de cálculos de primeiros princípios dentro do formalismo da Teoria do Funcional Densidade (DFT – Density Functional Theory), empregando-se a ferramenta computacional FP-LAPW (Full Potential Linear Augmented Plane Wave), na qual é utilizado a Aproximação de Gradiente Generalizado. Todos os procedimentos de cálculos foram realizados através do código computacional do software WIEN2k. Diante desta premissa, a partir de dados experimentais aplicados nos cálculos de simulação computacional, foram obtidos a otimização da geometria cristalina, parâmetros de rede e volume da célula unitária. Verificou-se a partir do gráfico que descreve a variação da energia em relação ao volume, que a célula energeticamente mais estável foi acrescida percentualmente em um volume de 5% do experimental enquanto a razão entre os parâmetros de rede c e a (c/a) aumentou em 0,5%, o que corresponde a um acréscimo nos parâmetros de rede e distâncias interatômicas. Na estrutura cristalina otimizada, cada íon Cd é coordenado por oito íons O a uma distância de 2,45 e 2,44 Å, enquanto cada íon Mo é coordenado por quatro íons O a uma distância interatômica de 1,79 Å, assim como os parâmetros de rede obtidos foram 𝑎=𝑏=5,23183 Å e 𝑐=11,41747 Å, o que corresponde a um volume total de 312,520192 𝐵𝑜ℎ𝑟3. Os resultados teóricos foram comparados com os dados experimentais, e de acordo com essa abordagem, foi constatado que ambos se encontram aproximadamente equivalentes, demonstrando a boa precisão da DFT em obter a otimização da célula. As propriedades elétricas do composto CdMoO4 foram analisadas com base nos resultados teóricos obtidos para o Gradiente de Campo Elétrico (EFG – Eletric Gradient Field) no sítio Mo, os quais foram equiparados com dados experimentais. Na simulação obtivemos 7,28 x 1021 V/m2 que é um resultado mais alto que o valor experimental encontrado na literatura, no qual o EFG obtido foi de 5,73 x 1021 V/m2. Para o EFG no sítio do Cd foi obtido o valor de 1,90 x 1021 V/m2. Também foram obtidos os gráficos de Densidade de Estados (DOS – Density of States), no qual obteve-se um gap de 2,28 eV, inferior ao da literatura em torno de ~3,8 eV, o que pode ser justificado pela subestimação do gap da banda eletrônica pela DFT para óxidos de metais de transição o que pode ser corrigido utilizando a DFT+U. Apesar disto as propriedades hiperfinas são bem representadas.
Acesso aberto (Open Access)
O sistema hidropônico como complemento metodológico para as aulas de Ciências
(2021-08-07) FERREIRA, Brucy Dasaiev Mendonça; BARROS, Osvaldo dos Santos; http://lattes.cnpq.br/8886478452699437
As críticas sobre melhorias na estrutura do ensino são constantes, principalmente se tratando das ciências naturais. Dessa maneira, é importante aproximar os alunos à sua realidade, de modo que os conteúdos que eles estudam nas escolas sejam trabalhados de forma prática. Este trabalho traz a temática de implantação do sistema hidropônico como proposta complementar nas metodologias de ensino, enfatizando seu funcionamento mediante a difusão dos conteúdos estudados em química, física e biologia. A proposta resulta de pesquisas que mostram que o sistema hidropônico é composto por uma série de propriedades estudadas nas disciplinas citadas anteriormente e traz como foco: conceito científico, processo de construção e o funcionamento nas técnicas de plantio. Dessa maneira, procura-se expor os conteúdos de ciências, mas dando destaque para os de física, como a hidrodinâmica e a maneira que seus tópicos podem ser explicados utilizando-se o sistema hidropônico. As informações expressas neste trabalho foram retiradas de artigos científicos direcionados à prática hidropônica no intuito de comprovar que tal técnica pode ser trabalhada nas escolas, relacionando o funcionamento do sistema aos conteúdos estudados, propriedades e características. O estudo demonstra que apesar do sistema hidropônico ser uma técnica de plantio, não se pode afirmar que este pode ser trabalhado apenas pela biologia e suas especializações. É necessário considerar o trabalho de plantio por completo, pois a falha ou ausência de algum fator pode gerar complicações no sistema hidropônico e comprometer o desenvolvimento do vegetal.
Acesso aberto (Open Access)
Formulação lagrangiana e hamiltoniana para sistemas dissipativos: aplicada no lançamento oblíquo sujeito a resistência do ar
(2021-10-05) GOMES, Marcos Paulo Pinheiro; RODRIGUES, Manuel Eleuterio; http://lattes.cnpq.br/9488132180680912; https://orcid.org/0000-0001-8586-0285
No presente trabalho, buscamos obter as equações de movimento para o lançamento oblíquo de uma pequena esfera sem sofrer rotação sujeita a força de resistência do ar através dos formalismos lagrangiano e hamiltoniano para sistemas dissipativos. Para esse fim, fizemos uma revisão dos formalismos newtoniano, lagrangiano e hamiltoniano da mecânica clássica para sistemas conservativos, já que estes servem como base para a formulação lagrangiana e hamiltoniana para sistemas dissipativos. Além disso, fizemos uma sucinta discussão sobre o cálculo fracionário, onde fizemos uma breve abordagem histórica sobre esse ramo da matemática, em seguida, destacamos o cálculo fracionário promovido por Riemann-Liouville e Caputo, tendo em vista que estes cálculos foram utilizados no método da lagrangiana dependente de derivadas fracionárias, que é um dos métodos utilizados na obtenção das equações de movimento. Por último, encontramos as equações de movimento que estávamos buscando através dos formalismos lagrangiano e hamiltoniano para sistemas dissipativos utilizando a função de dissipação de Rayleigh, a função lagrangiana equivalente e o método da lagrangiana dependente de derivadas fracionárias.
Acesso aberto (Open Access)
Estudo do formalismo lagrangiano ehamiltoniano aplicados em sistemas de lançamentos verticais dissipativos
(2021-10-05) CARDOSO, Cleber dos Santos; RODRIGUES, Manuel Eleuterio; http://lattes.cnpq.br/9488132180680912; https://orcid.org/0000-0001-8586-0285
As mecânicas de Lagrange e de Hamilton constituem uma poderosa ferramenta no estudo dediversos sistemas físicos, no entanto, elas foram desenvolvidas para sistemas ideais, sem levarem consideração forças de natureza dissipativa. Em virtude disso, nesse trabalho buscou-se construir funções lagrangianas e hamiltonianas que permitem obter as equações demovimento do lançamento vertical de uma esfera sujeita à força resistiva do ar proporcioná-la velocidade linear e a quadrática, respectivamente. Para isso, foram utilizados como ferramentas matemáticas a função de dissipação de Rayleigh, os princípios de lagrangiana equivalente e do cálculo fracionário. Como resultado deste trabalho, conseguiu-se encontrar de forma satisfatória as equações de movimento e, além disso, formulou-se pela primeira vez uma função lagrangiana com derivada fracionária para uma força dissipativa proporcional ao quadrado da velocidade.
Acesso aberto (Open Access)
Efeito fotoelétrico e fotovoltaico: um estudo de caso no processo de ensino-aprendizagem experimental no ensino médio
(2021-10-08) SANTOS, Josiel Ferreira; PASCA, Gabriel Adolfo Cabrera; http://lattes.cnpq.br/5642784995274060
Nos últimos anos as Energias Renováveis (ER) vêm ganhando destaque no cenário mundial devido à conscientização da população em relação a preservação do meio ambiente e ao uso de energia. Desse modo, este trabalho objetivou propor e desenvolver experimentos de física fundamentados em conhecimento sobre as energias renováveis com ênfase na energia solar, em particular dos processos fotovoltaicos de forma vivencial e didática em sala de aula, a fim de auxiliar as aulas de ensino aprendizagem dos professores de ensino médio. E notório que a sociedade no mundo vem buscando novas formas de se obter energia, em particular, as energias de fontes renováveis são de especial interesse a nível global o que tem impulsionado a construção e evolução de sistemas visando o uso deste tipo de fontes de energia. Nesse sentido, o ensino e a divulgação do conhecimento sobre as fontes de ER no ensino médio são de vital importância para o uso de fonte alternativas de energia. Portanto, neste trabalho foi utilizada uma pesquisa qualitativa descritiva em sala de aula com a utilização de levantamento bibliográfico, questionários e montagens de experimentos juntamente com os alunos. Consequentemente, foi notório o interesse dos alunos, os quais abrilhantaram seus conhecimentos a partir da contextualização sobre os assuntos abordados, os mesmos passaram de 43,5% para 72,8% na turma de 3º Ano A e de 48,9% para 60,5 por cento na turma de 3º Ano B o que está atribuída a metodologia utilizada, a qual buscou apresentar experimentos e a tecnologia de forma didática e significativa.
Acesso aberto (Open Access)
Construção de um forno tubular elétrico alternativo e de baixo custo
(2021-10-13) RAIOL, Wesley Richeley da Cunha; PASCA, Gabriel Adolfo Cabrera; http://lattes.cnpq.br/5642784995274060
Este trabalho de conclusão de curso consiste na construção de um forno tubular elétrico de baixo custo financeiro. O forno tem como características principais seu custo/benefício e sua temperatura de trabalho, podendo atingir dentro de uma margem de segurança 1000ºC, sendo operado em rampas de temperatura, de acordo com as necessidades dos trabalhos executados. Outro grande diferencial na construção deste forno, além do custo/benefício, seu projeto permite que o mesmo seja operado nas posições vertical e horizontal. Com similar atividade de funcionamento, mas com custo/benefício muito abaixo dos fornos industriais e tradicionalmente comercializados, o forno tubular apresenta-se como alternativa para tratamentos térmicos em análises metálicas, calcinação de amostras, produção de óxidos e em inúmeros trabalhos onde se faz necessário uso gradual de temperatura. Foram utilizados para construção do forno controlador CONTEMP CTM 45, chaveamento, cabos de alimentação elétrica, sensor de temperatura (termopar do tipo K), relé de estado sólido (SSR), resistência de aquecimento (Nicromo V) e componentes eletroeletrônicos requeridos para a construção deste trabalho. Para reduzir o aquecimento térmico nas imediações da máquina, foi aplicando o isolamento térmico no cilindro de resistência (câmara de trabalho). Além disso, foram descritas características do equipamento, e dos circuitos de potência. Por fim, foi apresentada a conclusão, que destaca o trabalho como alternativa de baixo custo financeiro em comparação com fornos industrializados e de mesmo porte.