Orientador: Carlos A. Arguello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-14T12:40:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neves_MarcosCesarDanhoni_M.pdf: 7538837 bytes, checksum: a82b95e90d7aacd7ae6bb957289ef10e (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: A enorme variedade de problemas no ensino de Ciências, sugere uma infinidade de diferentes abordagens. Neste trabalho, criticamos a forma com que alguns temas básicos das ciências são expostos, e são "estudados" ao longo do Ensino de 1º e 2º graus. Leis são enunciadas sem nenhuma relação e sem nenhum conhecimento experimental ou observacional prévio dos fenômenos da natureza que estas leis "explicam". Estas leis após enunciadas, não são, em muitos casos, utilizadas praticamente, aplicando-se aos fenômenos naturais das quais se originaram. Desta forma, o simples enunciado de leis ou a apresentação de modelos, completamente desligados da realidade, forma uma associação de "assuntos" Incompreensíveis que mata a curiosidade, a observação e a criatividade, e eliminando qualquer possibilidade do fomento da "atitude científica" no aluno, favorecendo a memorização, o conformismo e o "mimetismo estudantil". Preferimos atacar só um exemplo temático, para poder desenvolver com toda profundidade, tanto as críticas como as soluções. O assunto escolhido por nós foram as leis de Kepler (primeira e segunda), incluídas dentro do tema Astronomia (exemplo do absurdo no ensino de Ciências). O resultado e propostas de nosso trabalho, se resume a seguir: 1. Estudo quantitativo dos fenômenos astronômicos ao longo do Ensino como um todo, a partir da pré-escola, conduzindo ao aluno as técnicas e hábitos de observação da natureza e a formulação de perguntas geradoras; 2. Instrumentalização simples das observações astronômicas, procurando elaborar "criativamente" instrumentos elementares, que produzam resultados semi-quantitativos; 3. Apresentação das leis fundamentais, como resposta as perguntas geradas nas etapas anteriores; 4. Instrumentalização das leis fundamentais, simplificando-as se necessário, para pô-las ao alcance das técnicas dominadas pelo aluno (matemática e experimentos) e permitir a sua utilização; 5. Utilização das leis, simplificadas ou não para descrição quantitativa ou semi-quantitativa dos fenômenos físicos, previsão de situações e discussões de alternativas; 6. Importância da visão histórica do desenvolvimento dos conceitos astronômicos e a sua inserção contínua na elaboração do material didático. No presente trabalho desenvolvemos com profundidade as sugestões 3, 4, 5 e 6, experimentando-as em diferentes grupos, situações e locais. Apresentamos o texto produzido (editado como livro pela Editora Papirus), análises críticas dos textos de Ensino de 1º, 2º e 3º graus, análises e avaliações dos cursos ministrados e as sugestões decorrentes das atividades 1 e 2. Para o futuro, sugerimos a integração completa dos seis itens (que já está sendo iniciada no NIMEC) e a abordagem similar de temas diferentes (óptica, Acústica, Mecânica, Eletricidade, etc.) / Abstract: The great variety of problems in teaching science suggests an infinity of different topics. In this work, we criticize the way some basic topics are explained and studied along 1st (first) and 2nd (second) degree. Laws are stated without any relation and any experiment or observation before the phenomenon of nature that those laws explain. These laws after being stated, they are not, in many cases, used practically or applied to the phenomenon of nature which they are originated. In this way, the simple enunciation of laws or the presentation of laws or the presentation of the models completely disconnected with the reality, form an incomprehensive connection of topics which kill the curiosity, observation and creativeness and eliminating any posslbl1ity of development of "scientific attitude" In the student, propitiating the memorization, conformity and "student mimesis". We prefer criticize only one thematic example, so that we can develop deeply, the criticism as well as the solutions. The subject chose for us was Kepler's laws (the first and the second), included Astronomy theme (example of the absurdity In the teaching of science). The result and proposition of our work, are concise as following: 1. Qualitative study of astronomics phenomena along the teaching as a whole, from kindergarten school, leading the students to techniques and habits of observation of nature and formulation of generative questions; 2. Simple instrumentalizations of astronomics observations trying to elaborate "with creativeness" elementary instruments, that give semi-quantitative results; 3. Presentation of fundamental laws as answer to questions appeared in the stages before; 4. Instrumentalization of fundamental laws simplifying them If necessary to be within reach of the techniques dominated by the student (mathematics and experiments) and allow them their utilization; 5. Utilization of laws, simplified or not, to quantitative or semi-quantitative description of the physics phenomenona; prevision of situations and discussions of alternatives; 6. Importance of Historic Vision of the development of astronomic concepts and Its constant insertion in the elaboration of didactic material. In this present work we developed deeply the suggestions 3, 4, 5 e 6, testing them in different groups, situations and places. We present the produced text (published as book by Editora Papirus) critical analysis of teaching texts for 1st, 2nd and 3rd degree and analysis and valuations of the courses given and the suggestions originated from activities 1 and 2. To the future, we suggest a complete interaction of six items (which is already being initialed in NIMEC) and the differents themes, which are dealing with (Optics, Acoustics, Mechanics, Electricity, etc.) / Mestrado / Física / Mestre em Física

As teorias de gravitação invariante por escala propõem uma variação com relação ao tempo da constante gravitacional ou da massa dos objetos que constituem o universo. Desta forma a intensidade da interação gravitacional também se torna variável, modificando sensivelmente o comportamento do universo. Algumas teorias foram propostas no decorrer do século, porém, descartadas devido a problemas técnicos e de concordância com dados observacionais. trabalho a ser apresentado nesta dissertação está fundamentado em uma teoria de gravitação invariante por escala, a qual vem atualmente sendo desenvolvida e é denominada teoria penta-dimensional Espaço-Tempo-Massa. Tal teoria propõe a quantidade de massa de repouso como uma quantidade extensiva, de maneira a introduzi-la na métrica e torná-la variável. Diversos trabalhos foram realizados com esta teoria, incluindo alguns, o estudo de modelos cosmológicos. Investigaremos aqui a extensão do modelo cosmológico de Bianchi tipo V, que é um dos mais importantes modelos do universo. Duas métricas foram propostas e as soluções das equações de campo da teoria SD-Espaço-Tempo-Massa para tais métricas foram obtidas. Tais soluções correspondem a espaços não-planos. Um estudo sobre singularidades na métrica e na curvatura foi realizado para ambas as métricas, em adição, o tensor de energia-momento induzido foi obtido para as métricas e as suas propriedades investigadas. Através da análise do tensor de Kretschmann verificou-se a ausência de singularidades efetivas nos modelos 5D abordados, sugerindo uma distribuição finita de energia devido a inclusão da massa de repouso. / The scale invariant gravitational theories propose the time variation either in the gravitational constant or in the rest mass of the objects that constitute the universe. By this way the intensity of the gravitational interaction varies as well, changing accordingly the behavior of the universe. Several theories have been proposed in the literature, however most of them have been discharged due to drawbacks in thecnicalities or lack of agreement with observational data. The work conducted here takes into account a 5-dimensional theory called SpaceTime- Mass, which proposes that the rest mass be na extensible quantity that change with time. Severa! investigations have been done so far with this theory, some o f them including cosmological studies. Here we will investigate the 5D extension of the Bianchi type V cosmological model, which is one of the most important model of the universe. Two metrics are proposed and the solution of the corresponding 5D-Spae-Time-Mass field equations are found. Both solutions shown to be non-flat spaces. The singularity behavior of the metric and curvature were done, the induced energy-momentum tensor for both metrics were determined and their properties were investigated. Through the analysis of the Kretschmann tensor, it has been shown that there is no effective singularity in the space, which suggest that there is a finite distribution of energy due to the inclusion of the rest mass variable.

As teorias de gravitação invariante por escala propõem uma variação com relação ao tempo da constante gravitacional ou da massa dos objetos que constituem o universo. Desta forma a intensidade da interação gravitacional também se torna variável, modificando sensivelmente o comportamento do universo. Algumas teorias foram propostas no decorrer do século, porém, descartadas devido a problemas técnicos e de concordância com dados observacionais. trabalho a ser apresentado nesta dissertação está fundamentado em uma teoria de gravitação invariante por escala, a qual vem atualmente sendo desenvolvida e é denominada teoria penta-dimensional Espaço-Tempo-Massa. Tal teoria propõe a quantidade de massa de repouso como uma quantidade extensiva, de maneira a introduzi-la na métrica e torná-la variável. Diversos trabalhos foram realizados com esta teoria, incluindo alguns, o estudo de modelos cosmológicos. Investigaremos aqui a extensão do modelo cosmológico de Bianchi tipo V, que é um dos mais importantes modelos do universo. Duas métricas foram propostas e as soluções das equações de campo da teoria SD-Espaço-Tempo-Massa para tais métricas foram obtidas. Tais soluções correspondem a espaços não-planos. Um estudo sobre singularidades na métrica e na curvatura foi realizado para ambas as métricas, em adição, o tensor de energia-momento induzido foi obtido para as métricas e as suas propriedades investigadas. Através da análise do tensor de Kretschmann verificou-se a ausência de singularidades efetivas nos modelos 5D abordados, sugerindo uma distribuição finita de energia devido a inclusão da massa de repouso. / The scale invariant gravitational theories propose the time variation either in the gravitational constant or in the rest mass of the objects that constitute the universe. By this way the intensity of the gravitational interaction varies as well, changing accordingly the behavior of the universe. Several theories have been proposed in the literature, however most of them have been discharged due to drawbacks in thecnicalities or lack of agreement with observational data. The work conducted here takes into account a 5-dimensional theory called SpaceTime- Mass, which proposes that the rest mass be na extensible quantity that change with time. Severa! investigations have been done so far with this theory, some o f them including cosmological studies. Here we will investigate the 5D extension of the Bianchi type V cosmological model, which is one of the most important model of the universe. Two metrics are proposed and the solution of the corresponding 5D-Spae-Time-Mass field equations are found. Both solutions shown to be non-flat spaces. The singularity behavior of the metric and curvature were done, the induced energy-momentum tensor for both metrics were determined and their properties were investigated. Through the analysis of the Kretschmann tensor, it has been shown that there is no effective singularity in the space, which suggest that there is a finite distribution of energy due to the inclusion of the rest mass variable.

As teorias de gravitação invariante por escala propõem uma variação com relação ao tempo da constante gravitacional ou da massa dos objetos que constituem o universo. Desta forma a intensidade da interação gravitacional também se torna variável, modificando sensivelmente o comportamento do universo. Algumas teorias foram propostas no decorrer do século, porém, descartadas devido a problemas técnicos e de concordância com dados observacionais. trabalho a ser apresentado nesta dissertação está fundamentado em uma teoria de gravitação invariante por escala, a qual vem atualmente sendo desenvolvida e é denominada teoria penta-dimensional Espaço-Tempo-Massa. Tal teoria propõe a quantidade de massa de repouso como uma quantidade extensiva, de maneira a introduzi-la na métrica e torná-la variável. Diversos trabalhos foram realizados com esta teoria, incluindo alguns, o estudo de modelos cosmológicos. Investigaremos aqui a extensão do modelo cosmológico de Bianchi tipo V, que é um dos mais importantes modelos do universo. Duas métricas foram propostas e as soluções das equações de campo da teoria SD-Espaço-Tempo-Massa para tais métricas foram obtidas. Tais soluções correspondem a espaços não-planos. Um estudo sobre singularidades na métrica e na curvatura foi realizado para ambas as métricas, em adição, o tensor de energia-momento induzido foi obtido para as métricas e as suas propriedades investigadas. Através da análise do tensor de Kretschmann verificou-se a ausência de singularidades efetivas nos modelos 5D abordados, sugerindo uma distribuição finita de energia devido a inclusão da massa de repouso. / The scale invariant gravitational theories propose the time variation either in the gravitational constant or in the rest mass of the objects that constitute the universe. By this way the intensity of the gravitational interaction varies as well, changing accordingly the behavior of the universe. Several theories have been proposed in the literature, however most of them have been discharged due to drawbacks in thecnicalities or lack of agreement with observational data. The work conducted here takes into account a 5-dimensional theory called SpaceTime- Mass, which proposes that the rest mass be na extensible quantity that change with time. Severa! investigations have been done so far with this theory, some o f them including cosmological studies. Here we will investigate the 5D extension of the Bianchi type V cosmological model, which is one of the most important model of the universe. Two metrics are proposed and the solution of the corresponding 5D-Spae-Time-Mass field equations are found. Both solutions shown to be non-flat spaces. The singularity behavior of the metric and curvature were done, the induced energy-momentum tensor for both metrics were determined and their properties were investigated. Through the analysis of the Kretschmann tensor, it has been shown that there is no effective singularity in the space, which suggest that there is a finite distribution of energy due to the inclusion of the rest mass variable.