This study had the main objective to analyze the tools that assist in the teaching and learning strength on the concept of force in physics high school. The specific objectives were: from historical accounts of the development of science in Aristotle, Descartes, Leibniz and Newton, discussing its links with the study of physics; and propose a set didactic sequence from a social interaction; and point out the different understandings of the concept of force. In order to achieve the proposed objectives, this work had as methodological procedures using the descriptive research, conducting a survey with qualitative approach. This study participated sixteen students of a 1st High School series of a private school in Aracaju, divided into four groups. The research consisted of initially applying a questionnaire to make an assessment of the students' knowledge on the subject and present the different concepts of force in view of Aristotle, Descartes, Leibniz and Newton. Subsequent to this action, met the four groups and each addressed and presented a different concept of force being applied again the questionnaire to identify the development of student learning after the completion of this interaction. The results obtained in carrying out this work show that, when using the teaching sequence with social interaction to explain physics concepts to high school students, it is observed a marked improvement in understanding of the concept of force, which often It appears as difficult to understand at first. Thus, the realization of sequence with social interaction promotes the participation of students of intensive and systematic way in the presentation of the physics content involving historical accounts also promoting a more efficient learning. / O presente trabalho teve por objetivo geral analisar as ferramentas que auxiliam no processo de ensino e aprendizagem do conceito de força na física do ensino médio, e como objetivos específicos, a partir de relatos históricos do desenvolvimento da ciência em Aristóteles, Descartes, Leibniz e Newton: discutir as suas ligações com o estudo da física; e propor uma sequência didática definida a partir de uma interação social; e salientar os diferentes entendimentos acerca do conceito de força. Com a intenção de alcançar os objetivos propostos, este trabalho teve como procedimentos metodológicos a utilização da pesquisa descritiva, realizando um levantamento com abordagem qualitativa, tendo como participantes da pesquisa dezesseis alunos da 1ª série do Ensino Médio de uma escola particular de Aracaju, distribuídos em quatro grupos. A pesquisa consistiu em, inicialmente, aplicar um questionário para fazer uma avaliação sobre o conhecimento dos alunos acerca do tema e apresentar os diferentes conceitos de força na visão de Aristóteles, Descartes, Leibniz e Newton. Posterior a essa ação, reuniu-se os quatro grupos e cada um abordou e apresentou um conceito diferente sobre força, sendo novamente aplicado o questionário para identificar o desenvolvimento da aprendizagem dos alunos após a realização dessa interação. Os resultados obtidos com a realização desse trabalho mostram que, ao se utilizar a sequência didática com interação social para explicar conceitos de física aos alunos do ensino médio, observou-se uma acentuada melhoria de compreensão sobre o conceito de força, que, muitas vezes, se apresenta como de difícil entendimento à primeira vista. Assim, percebeu-se com a realização deste trabalho que promover a sequência com interação social promove a participação dos alunos de maneira intensa e sistemática na apresentação dos conteúdos da física envolvendo relatos históricos, promovendo também um aprendizado mais eficiente.

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Jr / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-12T19:38:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Antonio_SergioFranciscoDela_M.pdf: 2654431 bytes, checksum: a9d019fe7f3a17bc52fb361d8113f727 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: As cargas dinâmicas que ocorrem em veículos de carga quando estes estão em movimento, são fortemente responsáveis pela deterioração precoce do piso asfáltico das rodovias e logradouros no Brasil. Também são umas das principais responsáveis pelo desgaste excessivo e prematuro dos componentes do veículo. Estes dois fatores fazem com que os custos de transporte rodoviário no Brasil, de mercadorias e bens, fiquem mais elevados. O objetivo deste trabalho é avaliar uma metodologia para medir as cargas dinâmicas que ocorrem em veículos de carga. Na metodologia proposta, utilizou-se a própria suspensão do veículo como parte do sistema de medição, no caso, veículos com suspensão com feixes de molas. O sistema de medida das cargas dinâmicas é composto pelos feixes de molas e um transdutor de deslocamento. Gerou-se a curva de resposta do feixe de molas com relação aos deslocamentos ocorridos através da aplicação das cargas. Após os estudos preliminares, implantou-se este sistema na suspensão dianteira de um veículo de carga de porte médio. Estimaram-se as cargas dinâmicas em várias condições de piso com o veículo carregado, a partir dos deslocamentos medidos. Os resultados mostram que o sistema funcionou satisfatoriamente, e foi possível quantificar os níveis de cargas dinâmicas ocorridas em casos mais críticos. O maior nível encontrado foi de 33,9% acima da carga estática no lado esquerdo da suspensão dianteira, no trecho com lombadas. / Abstract: The dynamical loads and forces occurring in cargo vehicles under movement are among the major causes of the early deterioration on highway and road pavement in Brazil. These dynamical loads are also responsible for the premature and excessive wear on several vehicle components. These two factors combined are among the main reasons why road transportation costs are so expensive in Brazil. The objective of this work is to suggest and evaluate a methodology for measuring the dynamical loads and forces on moving cargo vehicles. This methodology utilizes the suspension system of the vehicle itself as part of the measurement system. In the experimental part of this study a force measuring system was conceived using the leaf spring assembly of the vehicle suspension combined with a simple displacement transducer strategically installed in the vehicle suspension. This force measuring system was installed in a mid-range cargo truck. The characteristic curve of the suspension leaf spring set was determined by the application of static loads onto the vehicle. After calibration and fine adjustments of the system, several experimental runs were performed in the loaded vehicle, measuring the dynamic loads in several pavement types and traffic conditions. The results showed that the system worked satisfactorily, and it was possible to determine the dynamic loads occurred on all experimental runs. The greatest dynamic load found in the field was 33,9 % above the static load on the left front suspension. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Olivio Novaski / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T14:11:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_SergioLuisRabelode_D.pdf: 2212505 bytes, checksum: b547ce8e7c1a1faea1a6c7468054f32f (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Os softwares CAM existentes hoje no mercado permitem facilmente automatizar a geração de programas em linguagem CNC a partir de um modelo CAD. As trajetórias da ferramenta são calculadas respeitando-se a geometria final da peça. No entanto, estes programas, em geral, não disponibilizam recursos para corretamente estimar os parâmetros de usinagem (velocidade de corte, avanço, profundidade de usinagem), bem como sua influência em grandezas relevantes ao processo, como a força de corte e a rugosidade. Cria-se, assim, um descompasso com a realidade fisica do processo. Adicionalmente, tais programas não foram desenvolvidos com abordagem didática, possuindo pré-requisitos (interface CAD, domínio de idioma estrangeiro etc.) que dificultam ao estudante o fácil aprendizado de processos de usinagem a CNC. Este trabalho busca então abordar estes problemas vivenciados por escolas técnicas, desenvolvendo um módulo computacional, acoplado a um software CNC didático comercial para torneamento, que permita a predição de esforços de usinagem e rugosidade em tempo de programação CNC. Optou-se pela técnica da rede neural como núcleo, uma vez que permite aproximações bastante satisfatórias do processo de torneamento. Os resultados indicam que os modelos de rede neurais adotados (perceptron multi-camadas e função de base radial) aproximam de forma satisfatória o comportamento da força de corte e rugosidade, em função dos parâmetros de usinagem escolhidos (velocidade de corte, avanço e profundidade de corte) em uma série de casos de uso, utilizando-se o módulo computacional desenvolvido / Abstract: The majority of CAM software in the market allows the user to easily create the CNC program through CAD models. The tool paths are ca1culated in respect to the final piece geometry. However, these software do not permit, as part of their functionality, to estimate the cutting parameters (cutting speed, feed and depth of cut), as well as their influence in process variables such as cutting force and roughness. There is, in that sense, a gap between the geometrical and physical scenario of the machining process. Additionally, such software were not developed with didactical requirements, which makes difficult to the students the learning of the machining concepts using the CNC technology. The CAD and the foreign language interface are examples of such fact. This work targets to approach these remarks which are particularly common among the Technical Schools, developing a computational module, embedded in a commercial CNC didactic software, capable of predicting cutting forces (in roughing) and surface roughness (in finishing) at programming time. It was used a neural network technique as the base core, since it allows good estimative of turning process. The results indicate that the ANN topologies (Multilayer Perpectron and Radial Basis function) correlate satisfactorily with the experimental behavior of the cutting force and roughness regarding the input parameters chosen (cutting speed, feed and depth of cut) for different cases using the software prototype / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica