Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-23T16:40:23Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6383487 bytes, checksum: f81892df2a92646bd0c7427745de0dc7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-23T16:40:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 6383487 bytes, checksum: f81892df2a92646bd0c7427745de0dc7 (MD5) Previous issue date: 2003-08-11 / O experimento foi conduzido em casa-de-vegetação não climatizada, na área experimental da Meteorologia Agrícola, da Universidade Federal de Viçosa, Minas Gerais, em 2002. O sistema hidropônico utilizado foi do tipo NFT, técnica do fluxo laminar de nutrientes. Foram estudadas três cultivares de alface (Lactuca sativa L.). A semeadura foi em 19 de abril, o transplante para as bancadas definitivas em 10 de maio, e a colheita final foi 29 dias após o transplantio, foi observado um total de 438,18oC graus-dia acumulados (GDac) ao final do cultivo. Os objetivos deste trabalho foram: a) determinar experimentalmente uma equação de regressão para a retenção de solução nutritiva nas raízes para as três variedades de alface estudadas, e b) simular o regime de acionamentos do conjunto moto-bomba controlado por um sistema dinâmico que estima, em tempo real, o balanço hídrico em função das variáveis climáticas e da água disponível no sistema radicular da alface. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com três tratamentos (cultivares), e duas repetições (bancadas de cultivo). Foram efetuadas seis amostragens em intervalos de cinco dias. Foram pesados sistemas radiculares, espumas fenólicas e água retida no sistema radicular. A capacidade de retenção de água no sistema radicular foi modelada por meio de uma equação expolinear, usando como termo independente GDac. A capacidade de retenção de água pela espuma fenólica não apresentou variação significativa entre variedades, sendo igual a 6,0 g planta -1 . Em contrapartida, a capacidade de retenção de água pelas raízes externas à espuma fenólica apresentou variação que pôde ser expressa na forma de equações expolineares, com R 2aj de 95,8%, 99,7% e 98,8%, para as cultivares Regina, Grand Rapids e Great Lakes, respectivamente. Nos primeiros dias após o transplantio a capacidade de retenção de água do sistema radicular foi igual à da espuma fenólica (6,0 g planta -1 ). Resultados obtidos na simulação do regime de acionamentos do sistema permitem dizer que, de forma geral, sistemas hidropônicos temporizados manejados conforme indicações encontradas na literatura, especialmente os regimes com intervalos entre irrigações de 30 minutos ou menos, superestimam a demanda evapotranspirométrica, além de serem insensíveis ao desenvolvimento radicular da cultura e às condições climáticas. A simulação indicou ainda a redução no consumo de energia elétrica do sistema dinâmico de pelo menos 64 % quando comparado ao consumo no sistema temporizado. / The experiment was carried out in a greenhouse without environmental controls, at the agricultural meteorology experimental station, with is part of the Agricultural Engineering Department at the Federal University of Viçosa, Minas Gerais State, Brazil. Lettuce (Lactuca sativa L.) cultivars were grown in a NFT hydroponic system. Sowing took place on April 19 th , the transplantation to definitive benches was made on May 10 th , 2002, and the last harvest was made 29 days after transplantation. A total of 438 o C accumulated degree-days (GDac) were observed at the end of cultivation. The objectives of this work were as follows: a) to determine experimentally a regression equation for the retention of the nutritive solution in the roots for the three varieties studied, and b) to simulate the operating rate of the motor pump set controlled by a dynamic system which estimates, in actual time, the hydric balance in function of the climatic variables and available water in the lettuce root system. The experimental design was entirely randomized, with three treatments (cultivars) and two repetitions (growing benches). Six samples were randomly selected within five days intervals. The root system, the phenolic foams and the water retained in the foam and on the surface of the roots were weighed. The water retention capacity in the root system was modelled by means of an expolinear equation, using GDac as independent variable. The water retention capacity of the phenolic foam did not show a significant variation among varieties, being equal to 6.0 g plant -1 . On the other hand, the capacity of water retention of the roots on the outside of the phenolic foam showed a variation that can be expressed in the form of expolinear equations, with R 2aj of 95.8, 99.7 and 98.8%, for the cultivars Regina, Grand Rapids and Great Lakes, respectively. In the first days after transplantation the water retention capacity of the radicular system was equal to that of the phenolic foam (6.0 g plant -1 ). Results obtained in the simulation of the operation rate of the system leads to the conclusion that, in a general manner, timerized hydroponic systems managed in accordance with the recommendations found in the literature, particularly those with 30 minutes of interval between irrigations or less overestimate the evapotranspiration demand, besides being insensitive to root development and climatic conditions. The simulation also indicated a potential reduction of the electricity consumption for the dynamic system of, at least, 64% when compared to the consumption in the timerized system. / Dissertação antiga

Estudamos o conceito de energia na teoria física a nível histórico e a nível de ensino-aprendizagem, isto é, do ponto de vista de sua criação, representação conceitual, matemática e experimental, na constituição de seu significado na teoria científica e na linguagem comum. Como um exercício preliminar, analisamos alguns dados sobre o ensino de conceitos de física na exposição científica do IFUSP \"Ondas, Campos e Partículas\", de 1989 a 1990, e, em 1991, com o nome de \"Do Caleidoscópio ao Carrossel\", no prédio da Engenharia Mecânica (Escola Politécnica). A exposição apresenta fenômenos das teorias da física nos campos da mecânica, eletricidade e magnetismo, termodinâmica e ótica, fenômenos que implicam ações em escalas macroscópicas e a nível atômico. Descrevemos uma entrevista de 13 minutos com quatro alunos de 1o grau que visitaram a exposição com monitoramento. Durante a situação da entrevista, que chamamos de pedagógica, esses alunos constróem o conceito de energia. Essa entrevista é analisada em termos dos contextos fenomenológico e epistemológico, contidos na exposição, ainda que os monitores que acompanharam a visita não falassem em energia. Descrevemos também uma entrevista com um monitor sobre ensino e aprendizagem. Enfocamos o conceito de \"conhecimento prévio do aluno como requisito para ensino\", e analisamos usando o conceito de zona de desenvolvimento proximal (ZDP) de Vygotsky. Usamos a moldura de Vygotsky (VY 1896/1934) na análise da entrevista com os alunos, que é um exemplo de como considerar a ZDP. Ela não visa avaliação, e nem apenas coleta de dados. Propomos o desenvolvimento de entrevistas pedagógicas para já se constituir uma situação de ensino-aprendizagem, como uma interação desejável, dialógica, onde a ZDP, isto é, a capacidade do aluno \"vir a saber\", seja desenvolvida. A análise da emergência do conceito de energia no caso estudado da entrevista com alunos é feita com a perspectiva de sistemas dinâmicos, dada a natureza complexa dos fenômenos estudados. A História e Filosofia das Teorias Científicas são usadas como ferramenta heurística para identificar correlação na constituição do espaço de significação. Concluíremos que, se os monitores não enfocavam diretamente o conceito de energia e os alunos aprendiam mesmo assim, é porque a exposição é um bom contexto onde a entrevista pedagógica pode ser utilizada como instrumento de ensino, Por fim, falamos da necessidade de um treinamento para monitores, onde sua formação inclua estudos históricos e epistemológicos e uma preparação para suprir a deficiência que detetamos na exposição, isto é, a de não abordar os conceitos na sua forma matematizada. A pesquisa das condições para aprendizagem na Exposição Científica e em Entrevista se desenvolve com instrumentos próprios: um sistema de análise em vídeo foi construído para pesquisar a linguagem usada na interação entre professor e aluno. Objetivamos estabelecer condições propícias para interações dialógicas. Como resultado secundário, foi adquirida certa familiaridade em trabalhar com o vídeo como instrumento para, ao mesmo tempo, mostrar e desenvolver aquisição do conhecimento científico de conceitos de física. / We have studied the concept of energy in Physics in the historical and the Teaching-Learning contexts, i.e., from the point of view of its creation, its mathematical and experimental conceptual representation, of its scientific and ordinary meaning constitution. As a preliminary exercise, we analysed some data about the Physics concepts teaching at the \"Waves, Fields and Particles\" Science Exhibition Center located at that time, in the Engineering Building of the University of São Paulo. The content of the Exhibition was regular demonstrations of phenomena delineated by classical theories of Mechanics, Eletromagnetism, Thermodynamics and some topics in Modern Physics. An interpretation of the exhibition could be in terms of the concept of energy and its transformations, as was shown by an interview with four visiting students described here. During this interview set, which we named pedagogical, these students constructed the concept of energy. This interview is analysed in terms of phenomenological and epistemological implications in the exhibition. A monitor thinking about teaching and learning has also been situated out of an interview. This monitor considers the pupil\'s previous subject matter knowledge as a requirement for teaching. By means of the ZDP (zone of proximal development), we are warned by Vygotsky against the extreme pre-requisites, which can limit the learning. We also make use of Vygotsky\'s concept in the analysis of the interview with students. The interview described in the first part of this work is a ZDP application example. It neither aims evaluation nor just data gathering. It will be developed to be a teaching-learning instrument. We believe this is possible, for it will be an interaction where the ZDP or the pupil\'s ability to \"come to know\" is to be considered. The case study of the emergence of the concept of energy from the interview with pupils is analysed within the framework of dynamic systems given the complex nature of the considered phenomena. The interview was set out in the field of the interactions where information are exchanged between the interviewer and the group and between the peer to peer interaction. The meaning of the concept of energy in Physics was related to the context of the exhibition where the concept was implicitly present. We came to the conclusion that this science exhibition, where the pedagogical interview can be utilized as a tool for teaching, has a good context for learning, once the students showed to have learned even though the docents hadn\'t focused the concept of energy directly. Then we commented about the need of a monitor\'s training, where historical and epistemological studies should be included. This training should also account for the exhibition\'s detected deficiency in approaching the scientific concepts in their mathematical formulation. The research for the emergence of learning in the scientific exhibition center and in interviews is developed by proper tools: a video analysis system is devised to search for the most efficient language in the interaction between teacher and pupil, or in any other teaching-learning situations. Our aim is to establish propitious settings for dialogical interactions in the attempt of dealing with the Vygotsky\'s cognitive \"proximal zone of development\", which is important when we consider the \"process\" of learning a complex concept. As a parallel outcome, we got some familiarity with video recording and analysis as an instrument for both developing and showing the student\'s acquisition of scientific knowledge of physical concepts.

Neste trabalho estudamos os type-dependent stochastic spin models propostos por Fernández et al., os que chamaremos de modelos de spins estocástico dependentes de tipo, e que foram usados para modelar redes de sinalização biológica. A modelagem original descreve a evolução macroscópica de um modelo de spin-flip de tamanho finito com k tipos de spins, possuindo um número arbitrário de estados internos, que interagem através de uma dinâmica estocástica não reversível. No limite termodinânico foi provado que, em um intervalo de tempo finito as trajetórias convergem quase certamente para uma trajetória determinística, dada por uma equação diferencial de primeira ordem. Os comportamentos destes sistemas dinâmicos podem incluir bifurcações, relacionadas às transições de fase do modelo. O nosso objetivo principal foi de estender os modelos de spins com dinâmica de Glauber utiliza- dos pelos autores, permitindo trocas múltiplas dos spins. No contexto biológico tentamos incluir situações nas quais moléculas de tipos diferentes trocam simultaneamente os seus estados internos. Utilizando diversas técnicas, como as de grandes desvíos e acoplamento, tem sido possível demonstrar a convergência para o sistema dinâmico associado. / We study type-dependent stochastic spin models proposed by Fernández et al., which were used to model biological signaling networks. The original modeling setup describes the macroscopic evolution of a finite-size spin-flip model with k types of spins with arbitrary number of internal states interacting through a non-reversible stochastic dynamics. In the thermodynamic limit it was proved that, within arbitrary finite time-intervals, the path converges almost surely to a deterministic trajectory determined by a first-order (non-linear) differential equation. The behavior of the associated dynamical system may include bifurcations, associated to phase transitions in the statistical mechanical setting. Our aim is to extend the spin model with Glauber dynamics, to allow multiple spin-flips. In the biological context we included situations in which molecules of different types simultaneously change their internal states. Using several methods, such as large deviations and coupling, we prove the convergence theorem.

Neste trabalho estudamos os type-dependent stochastic spin models propostos por Fernández et al., os que chamaremos de modelos de spins estocástico dependentes de tipo, e que foram usados para modelar redes de sinalização biológica. A modelagem original descreve a evolução macroscópica de um modelo de spin-flip de tamanho finito com k tipos de spins, possuindo um número arbitrário de estados internos, que interagem através de uma dinâmica estocástica não reversível. No limite termodinânico foi provado que, em um intervalo de tempo finito as trajetórias convergem quase certamente para uma trajetória determinística, dada por uma equação diferencial de primeira ordem. Os comportamentos destes sistemas dinâmicos podem incluir bifurcações, relacionadas às transições de fase do modelo. O nosso objetivo principal foi de estender os modelos de spins com dinâmica de Glauber utiliza- dos pelos autores, permitindo trocas múltiplas dos spins. No contexto biológico tentamos incluir situações nas quais moléculas de tipos diferentes trocam simultaneamente os seus estados internos. Utilizando diversas técnicas, como as de grandes desvíos e acoplamento, tem sido possível demonstrar a convergência para o sistema dinâmico associado. / We study type-dependent stochastic spin models proposed by Fernández et al., which were used to model biological signaling networks. The original modeling setup describes the macroscopic evolution of a finite-size spin-flip model with k types of spins with arbitrary number of internal states interacting through a non-reversible stochastic dynamics. In the thermodynamic limit it was proved that, within arbitrary finite time-intervals, the path converges almost surely to a deterministic trajectory determined by a first-order (non-linear) differential equation. The behavior of the associated dynamical system may include bifurcations, associated to phase transitions in the statistical mechanical setting. Our aim is to extend the spin model with Glauber dynamics, to allow multiple spin-flips. In the biological context we included situations in which molecules of different types simultaneously change their internal states. Using several methods, such as large deviations and coupling, we prove the convergence theorem.