Este trabalho propõe uma metodologia onde usamos experimentos numéricos para determinar os parâmetros de um modelo neural mais simples e, a partir deste modelo assim ajustado, tentamos estudar suas propriedades dinâmicas com a intenção de achar leis mais gerais que possam ser aplicadas a modelos mais complexos. Para este fim, os experimentos que medem a resistência, a corrente de reobase do neurônio e o decaimento do potencial de SAG se apresentam como bons candidatos para ajustar os parâmetros do modelo a dados experimentais, onde a consistência desse ajuste pode ser testada usando tanto o experimento de ressonância do potencial da membrana, como a frequência de oscilações subliminares induzidas por ruído, comparando os resultados obtidos com resultados experimentais. / This work proposes a methodology where we use numerical experiments to determine the parameters of a simple neural model, and from this model thus adjusted, try to study its dynamic properties with the intention of nding the most general laws that can be applied to more complex models. To this end, experiments measuring resistance, rheobase current and the SAG potential decay are good candidates to adjust the parameters of the model to experimental data, where the consistency of the adjustment can be tested using both the experiment of resonance membrane potential and the frequency of subthreshold oscillations induced by noise, by comparing the results with experimental results.

O objetivo principal deste trabalho é apresentar uma. descrição detalhada sobre as diversas abordagens do Problema do Caixeiro Viajante, a complexidade na sua resolução e as aplicações nas diversas áreas do conhecimento. O Problema do Caixeiro Viajante é um dos mais conhecidos e estudados problemas da Teoria dos Grafos e sua importância é tanta teórica quanto prática. O resultado teórico mais importante que apresentamos neste trabalho é a prova de que o PCV é -P-Completo, usando (e provando) o Teorema de Cook, como ponto de partida e a Máquina de Turing como o modelo computacional para as provas da complexidade dos problemas envolvidos. O PCV é equivalente ao problema de encontrar um circuito Hamiltoniano de peso mínimo em um grafo ponderado. Uma das questões principais envolvidas neste problema, e na verdade uma das principais indagações da Ciência da Comput ação, é saber se existe um algoritmo eficiente de tempo polinomial para calcular tal circuito, ou se tal algoritmo não existe, caracterizando-o, assim, como um problema impossível de ser resolvido. Quando não se pode encontrar uma solução eficiente para um dado problema e também não pode ser demonstrado que tal solução existe, deve-se usar técnicas que permitam construir um algoritmo que forneça soluções aproximadas. Neste trabalho, apresentamos um algoritmo de tempo polinomial que nos fornece soluções aproximadas para o PCV. / The main objective of this work is to present a detailed description on the various approaches to the Traveling Salesperson Problem (TSP), the complexity of its solution and its applications to the various knowledge area.s. The Traveling Salesperson Problem is one of the most known and studied problems in graph theory and its importance is theoretical as well as practical. The theory result more important who we will introduce in this work is the proof of the TSP is NP-complete, using (and proving) of Cook's Theorem like point of departure and the Turing Machine like the model computational for the tests of complexity of problems involved. The TSP is equivalent to the problem of finding a Hamiltonian circuit of minimal weight in a weighted graph. One of the main questions involved in this problem, and actually one of the main questions of the whole Computing Science, is to know if there exists an polynomial-time efficient algorithm to compute such a circuit, or if such an algorithm can not exist, then characterizing it as an impossible problem. When one can not find an efficient solution for a given problem and also can not show that such a solution exists, we must use techniques that aid us to construct an algorithm providing approximate solutions. In this work, we will present a polynomial-time algorithm that gives approximate solutions for the solution of the Traveling Salesperson Problem.

Neste trabalho, são apresentados aspectos analíticos computacionais em funções matriciais , enfatizando-se os métodos de Aproximação de Runckel-Pittelkow , dos Aproximantes de Padé e de Decomposição Matricial. É estudada também, a sensibilidade das funções matriciais , isto é, o comportamento das funções matriciais frente perturbações da matriz . Como importante aplicação das fórmulas de Runckel & Pittelkow são obtidas expressões para a solução dinâmica de uma equação diferencial matricial . Além disso, com base nestas fórmulas, é apresentado um programa computacional para computar exponenciais matriciais .

Partículas auto-propelentes são usadas para simular agregados celulares em um modelo onde as forças de adesão entre as células são homogêneas e apenas as diferenças de motilidade celular são usadas como indutores da segregação. Na formulação do modelo também é incluída a tendência das células orientarem sua velocidade na direção do movimento das células vizinhas. Duas variantes do modelo são exploradas e as condições sob as quais diferenças de motilidade celular podem produzir segregação são mapeadas em um diagrama de parâmetros. Nos casos onde há segregação, ajustam-se formas funcionais para os parâmetros que medem o crescimento dos agregados com intuito de estabelecer comparação com os modelos baseados em adesão diferencial. / Self-propelled particles are used to simulated cell aggregates in a model considering homogeneous adhesion forces between cells and using only motility differences as segregation drivers. The tendency of cells to follow their neighbors is also included in the formulation. Two model variants are explored and the conditions on which motility differences may produce segregation are mapped in a parameter diagram. In the cases where segregation happens, the functional form of the parameters measuring cluster growth are determined in order to establish comparison with models based on differential adhesion.

A literatura aponta diversas vantagens para o uso de atividades experimentais (AE) e de atividades computacionais (AC) no ensino de Física. Estudos mais recentes têm concluído que a combinação desses dois recursos pode ser ainda mais eficaz do que quando usados isoladamente. No entanto, raros são os professores que exploram tais estratégias didáticas em suas aulas com frequência e de forma adequada. O objetivo geral deste trabalho é investigar as causas que levam os professores da educação básica a desprezarem as AE e as AC e a muitas vezes utilizar esses recursos de forma inadequada. Para isso, buscamos investigar quais são as principais crenças dos professores em relação a essas estratégias e seus possíveis usos combinados, assim como suas atitudes frente à aplicação dessas estratégias no ensino de Física. Resumidamente, procuramos responder às seguintes questões de pesquisa: i) Como professores da educação básica percebem e exploram as AE e as AC no ensino de Física? ii) Que vantagens e limitações são por eles apontadas quanto ao uso de tais recursos e como eles percebem suas possíveis combinações? Para responder a tais questões, adotamos a estratégia de estudos de caso amparando-nos nas orientações metodológicas de Yin e utilizamos, no último dos estudos realizados, a “Teoria do Comportamento Planejado” de Ajzen. Para a investigação, foram realizados três estudos de caso exploratórios que envolveram, respectivamente, 52 alunos de um mestrado profissional, 64 alunos de uma curso de especialização e 53 outros professores de Física em exercício. Os resultados mostraram que os docentes atribuem grande importância ao uso de AE no ensino de Física; já em relação às AC, apesar de considerarem que podem ser muito úteis, não atribuem a mesma importância do que às AE. Pode-se concluir também que, de modo geral, os professores não apresentam um sólido conhecimento sobre o uso de AE e AC, apresentando dificuldades para, principalmente, destacar suas limitações. Poucos deles percebem a necessidade de estratégias didáticas adequadas para que as AE e as AC efetivamente contribuam para a aprendizagem de Física. Em relação ao uso integrado de AE e AC, os resultados mostraram professores mais próximos do uso isolado desses recursos, defendendo que apenas um deles é suficiente para se ensinar Física, do que do uso combinado deles, explorando as vantagens de ambas estratégias didáticas. / The literature points out several advantages to the use of experimental activities (EA) and computational activities (CA) in physics education. Recent studies have concluded that combining these two resources can be even more effective than using just one of them. However, rare are the teachers who explore such didactical strategies in their classes frequently and properly. The aim of this study is to investigate the causes that lead teachers of basic education to despise or use inappropriately EA and CA . For this, we investigated what are the main beliefs of teachers in relation to these strategies and their possible integration, as well as their attitudes to implementing these strategies in physics teaching. In short, we tried to answer the following research questions: i) How the basic education teachers perceive and explore the AE and AC in the teaching of physics? ii) What are the advantages and limitations outlined for them in the use of such resources and how they perceive their combinations? To answer these questions, we adopted the strategy of case studies grounded in the methodological framework of Robert Yin and the "Theory of Planned Behavior" of Icek Ajzen. For this investigation, there was carried out three exploratory case studies that involved, respectively, 52 students of a professional master's degree, 64 students from a specialization course and 53 other physics teachers in service. The results showed that teachers attribute great importance to the use of EA in the physics teaching; however with respect to CA they do not attribute the same importance, although they consider that CA can be very useful. We conclude also that, in a general way, teachers do not have a solid knowledge about the use of CA and EA, presenting difficulties to highlight its limitations. Few of them realize the need for appropriate teaching strategies for the EA and CA that might effectively contribute to the learning of physics. Regarding the integrated use of CA and EA, the results showed teachers closer to the isolated use of these resources, arguing that only one of them is enough to teach physics, instead of explore the advantages of combining both recourses.

Neste trabalho desenvolve-se um estudo numérico do fluxo de ar em torno da geometria de um pára-quedas tradicional simplificado, para alguns valores de Reynolds. O método baseia-se na solução das equações incompressíveis de Navier- Stokes discretizadas pelo método de diferenças finitas e integradas pelo método de Runge-Kutta. Utiliza-se o método dos contornos virtuais para representar a geometria numa malha cartesiana e o método de otimização não-linear dos poliedros flexíveis para otimização do coeficiente de arraste calculado através do código de dinâmica de fluidos computacional; esteé um método de busca multivariável, onde o pior vértice de um poliedro com n + 1 vérticesé substituído por um novo.

O objetivo principal deste trabalho é apresentar uma. descrição detalhada sobre as diversas abordagens do Problema do Caixeiro Viajante, a complexidade na sua resolução e as aplicações nas diversas áreas do conhecimento. O Problema do Caixeiro Viajante é um dos mais conhecidos e estudados problemas da Teoria dos Grafos e sua importância é tanta teórica quanto prática. O resultado teórico mais importante que apresentamos neste trabalho é a prova de que o PCV é -P-Completo, usando (e provando) o Teorema de Cook, como ponto de partida e a Máquina de Turing como o modelo computacional para as provas da complexidade dos problemas envolvidos. O PCV é equivalente ao problema de encontrar um circuito Hamiltoniano de peso mínimo em um grafo ponderado. Uma das questões principais envolvidas neste problema, e na verdade uma das principais indagações da Ciência da Comput ação, é saber se existe um algoritmo eficiente de tempo polinomial para calcular tal circuito, ou se tal algoritmo não existe, caracterizando-o, assim, como um problema impossível de ser resolvido. Quando não se pode encontrar uma solução eficiente para um dado problema e também não pode ser demonstrado que tal solução existe, deve-se usar técnicas que permitam construir um algoritmo que forneça soluções aproximadas. Neste trabalho, apresentamos um algoritmo de tempo polinomial que nos fornece soluções aproximadas para o PCV. / The main objective of this work is to present a detailed description on the various approaches to the Traveling Salesperson Problem (TSP), the complexity of its solution and its applications to the various knowledge area.s. The Traveling Salesperson Problem is one of the most known and studied problems in graph theory and its importance is theoretical as well as practical. The theory result more important who we will introduce in this work is the proof of the TSP is NP-complete, using (and proving) of Cook's Theorem like point of departure and the Turing Machine like the model computational for the tests of complexity of problems involved. The TSP is equivalent to the problem of finding a Hamiltonian circuit of minimal weight in a weighted graph. One of the main questions involved in this problem, and actually one of the main questions of the whole Computing Science, is to know if there exists an polynomial-time efficient algorithm to compute such a circuit, or if such an algorithm can not exist, then characterizing it as an impossible problem. When one can not find an efficient solution for a given problem and also can not show that such a solution exists, we must use techniques that aid us to construct an algorithm providing approximate solutions. In this work, we will present a polynomial-time algorithm that gives approximate solutions for the solution of the Traveling Salesperson Problem.

Neste trabalho, são apresentados aspectos analíticos computacionais em funções matriciais , enfatizando-se os métodos de Aproximação de Runckel-Pittelkow , dos Aproximantes de Padé e de Decomposição Matricial. É estudada também, a sensibilidade das funções matriciais , isto é, o comportamento das funções matriciais frente perturbações da matriz . Como importante aplicação das fórmulas de Runckel & Pittelkow são obtidas expressões para a solução dinâmica de uma equação diferencial matricial . Além disso, com base nestas fórmulas, é apresentado um programa computacional para computar exponenciais matriciais .

Partículas auto-propelentes são usadas para simular agregados celulares em um modelo onde as forças de adesão entre as células são homogêneas e apenas as diferenças de motilidade celular são usadas como indutores da segregação. Na formulação do modelo também é incluída a tendência das células orientarem sua velocidade na direção do movimento das células vizinhas. Duas variantes do modelo são exploradas e as condições sob as quais diferenças de motilidade celular podem produzir segregação são mapeadas em um diagrama de parâmetros. Nos casos onde há segregação, ajustam-se formas funcionais para os parâmetros que medem o crescimento dos agregados com intuito de estabelecer comparação com os modelos baseados em adesão diferencial. / Self-propelled particles are used to simulated cell aggregates in a model considering homogeneous adhesion forces between cells and using only motility differences as segregation drivers. The tendency of cells to follow their neighbors is also included in the formulation. Two model variants are explored and the conditions on which motility differences may produce segregation are mapped in a parameter diagram. In the cases where segregation happens, the functional form of the parameters measuring cluster growth are determined in order to establish comparison with models based on differential adhesion.

Na literatura encontram-se inúmeros relatos sobre fatores negativos associados ao ensino de laboratório didático e ao uso do computador em sala de aula. Tendo isso em vista, buscamos integrar atividades computacionais com experimentais, visando a minimização dos fatores negativos de ambas atividades. Para investigar essa integração concebemos, implementamos e avaliamos uma proposta didática baseada nas teorias de aprendizagem de Ausubel e Vigotski e a visão epistemológica de Bunge sobre modelos teóricos. Tal proposta leva em conta que há diferentes maneiras de integrar experiência e recursos computacionais e que a eficácia desses recursos não depende apenas das suas características inerentes, mas, especialmente, das estratégias didáticas. Em um primeiro estudo, realizado a partir de uma metodologia predominantemente quantitativa, avaliou-se o desempenho de alunos que trabalharam com atividades de simulação e modelagem computacionais no estudo de circuitos elétricos, utilizando o software Modellus, comparado com o de alunos que tiveram apenas o sistema tradicional de ensino. Os resultados quantitativos mostram que houve melhorias estatisticamente significativas no desempenho dos alunos do grupo experimental, quando comparado aos alunos do grupo de controle (método tradicional de ensino). Na sequência, desenvolvemos dois estudos, adotando uma metodologia qualitativa do tipo estudo de casos exploratório com o propósito de levantar proposições norteadoras para embasarem um quarto estudo, em que investigamos formas de integração entre atividades computacionais e experimentais de modo a torná-las complementares, auxiliando os alunos a atingirem uma aprendizagem significativa de conceitos de Física e compreenderem algumas ideias sobre modelos científicos. Os resultados, do quarto estudo, mostram que a integração entre esses dois tipos de atividades pode proporcionar aos alunos uma visão epistemológica mais adequada sobre os papéis dos modelos teóricos, do laboratório e do computador, e promover a interatividade e o engajamento dos alunos em seu próprio aprendizado, transformando a sala de aula em um ambiente propício para uma aprendizagem significativa. Supomos que a adaptação e implementação de nossa proposta didática no ensino de Eletromagnetismo em nível de Física Geral possa contribuir para os alunos atingirem uma visão mais adequada sobre a natureza da Ciência e uma melhor aprendizagem conceitual. Apontamos como perspectiva futura a implementação e avaliação em outros conteúdos de Física, com melhorias no que diz respeito a incertezas experimentais e às noções de ordens de grandezas. / In the literature there are numerous reports of negative factors associated with the teaching of laboratory and the use of computers in the classroom. With this in mind, we seeked to integrate experimental activities with computational ones in order to minimize the negative factors of both kinds of activities. To investigate this integration we designed, implemented and evaluated a didactical approach based on Ausubel’s meaningful learning theory, Vigostki’s social-interaction theory and Bunge’s epistemological view about scientific models and science development. This approach took into account that there are different ways to integrate experiments and computational resources, and the effectiveness of these resources does not depend only on their inherent characteristics, but especially on the teaching strategies. In a first study, from a predominantly quantitative research methodology, we evaluated the performance of students that worked with simulation and modeling computational activities in the study of electric circuits, using the software Modellus, compared to students submitted only to the traditional system of education. The quantitative results show that there was a statistically significant improvement in the experimental group students’ performance when compared to the control group, submitted only to the traditional teaching method. Following, we developed two exploratory case studies, adopting a qualitative research methodology to generate guiding propositions for future studies. In a fourth study, we investigated ways to integrate computational and experimental activities to make them complementary, helping students to achieve a meaningful learning of physics concepts and understand some ideas about scientific models. The results show that the integration between these two kinds of activities can provide for the students a more appropriate epistemological perspective of the roles of i) theoretical models in physics and ii) experimental and computational activities in the learning processes. encouraging the interactivity and engagement of the students with their own learning and transforming the classrooms in an environment suitable for a meaningful learning. We assume that the adaptation and implementation of our didactical approach in teaching electromagnetism, at the level of Introductory College Physics, can help students to achieve a more adequate view of the nature of science and a better conceptual learning. We point out as future prospects the implementation and evaluation of this approach to physics teaching in other areas of physics, with improvements in respect to experimental uncertainties and the notions of orders of magnitude.