Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5202.pdf: 3904832 bytes, checksum: c623a581c3cdb03d9cc81fc16ecef935 (MD5) Previous issue date: 2013-04-08 / Universidade Federal de Minas Gerais / This thesis presents a study of the magnetization plateau and the phenomenon of geometrical frustration in spin systems applied to lattices with triangular structure, as well as the results achieved by applying the differential operator technique of the Ising and Heisenberg models with external magnetic field applied to the easy magnetization axis z, their phase diagrams, behavior plateaus observed and analyzed according to the Haldane conjecture and appearance of plateaus presented by Oshikawa, Yamanaka and Affleck, and also to study the behavior of the magnetic susceptibility in order to verify the behavior of frustrated systems using the frustration factor f= θWC/TN to verify frustration encountered at various stages of the study models / Este trabalho apresenta um estudo da magnetização de platô e do fenômeno de frustração geométrica em sistemas de spins, aplicados às redes com estrutura triangular, bem como os resultados alcançados aplicando-se a técnica do operador diferencial a modelos de Ising e Heisenberg com campo magnético externo aplicado sobre o eixo fácil de magnetização z, seus diagramas de fases e comportamento de platôs observados e analisados segundo a conjectura de Haldane e a condição de aparecimento de platôs apresentada por Oshikawa, Yamanaka e Affleck, e ainda, o estudo do comportamento da susceptibilidade magnética com o objetivo de verificar o comportamento dos sistemas frustrados utilizando-se o fator de frustração f= θWC/TN para verificar a frustração nas diversas fases encontradas ao longo do estudo dos modelos.

A Física tem uma maneira própria de olhar a natureza e de estudar seus fenômenos. Por essa razão, o ensino-aprendizagem de Física não pode estar centrado na transmissão de informações, mas sim na construção do conhecimento em um contexto amplo que envolva conteúdos, novas metodologias e novos instrumentos adequados à realidade da escola, que venham a contribuir para uma aprendizagem significativa. Dentro dessa concepção, apresenta-se uma proposta de ensino de ótica, com ênfase no estudo através de módulos didáticos. Para tal, foram elaboradas atividades didáticas incluindo simulações de eventos com o uso de novas tecnologias e, também, em laboratório convencional, exploradas em uma visão construtivista fundamentada nas teorias de Vygotsky e de Ausubel. No desenvolvimento dessas atividades procurou-se propiciar o compartilhamento de significados através de diagramas fundamentados no V de Gowin, na busca de uma aprendizagem significativa. A composição dos módulos didáticos apresenta uma motivação inicial através de exposição oral questionada, com o objetivo de despertar no aluno seus conhecimentos prévios. Em cada um dos módulos didáticos são sugeridas uma ou mais atividades a serem trabalhadas em grupos de 3 a 4 alunos, constando de experimento virtual (applets, simulações) ou real, acompanhado de guia simplificado. Essa dinâmica de trabalho gerou uma maior interação social entre os alunos; ao professor, coube o papel de mediador da atividade. Paralelamente a cada atividade, cada grupo de alunos construiu um diagrama V, que era apresentado à turma posteriormente, com o objetivo de promover discussões. A aplicação da proposta foi realizada no quarto bimestre letivo do ano de 2006, em uma turma de terceira série de Ensino Médio, noturna, da Escola Estadual de Ensino Médio Dr. Araby Augusto Nácul, em Lagoa Vermelha, RS. O material instrucional elaborado, na forma de página da Web, contém as atividades propostas nos módulos didáticos e também os correspondentes diagramas V a serem construídos pelos alunos. Também são incluídos na página da Web, como links, um material de apoio, com os conteúdos desenvolvidos nos vários módulos, e uma seção contendo exercícios de fixação. Com os alunos trabalhando em um determinado módulo didático, o material era disponibilizado nos computadores da Escola, gradualmente, para evitar que avançassem para os módulos seguintes antes de refletir sobre o conteúdo da atividade em andamento. O produto educacional, contendo o material instrucional e orientações para o seu uso, será divulgado na série Hipermídias de Apoio ao Professor de Física para que outros professores da rede de ensino possam adaptá-lo a sua realidade escolar. / Physics has its own way of looking at nature and its phenomena. For this reason the Physics’ teaching must not only be centered in lecturing information, but must also construct the knowledge in a wide context involving new technologies and tools fitted to the schools' reality. This, together with physics concepts, is to build a meaningful learning. To accomplish these goals we propose an approach to Optics teaching, structured in six didactic modules based on the meaningful learning’s theory by D. Ausubel and the social interaction’s theory by L. Vygotsky. Each didactic module starts with an oral exposition presenting the motivation through challenging questions, in order to instigate the students’ previous knowledges. We then suggest one or more activities based on virtual (e.g., simulations, applets) or real experiments, with a schematic activities guide, to be worked out by groups of three or four students, with the teacher mediation, in order to deepen social interaction. Besides each experimental activity, they construct an adapted Gowin V diagram, intended to promote a meaningful learning, and finally they discuss with the rest of the class, encouraging an exchange of views about the proposed issue. This methodological proposal has been applied to 18 third high school year students, of the nightclass at "Escola Estadual de Ensino Médio Dr. Araby Augusto Nácul" at Lagoa Vermelha, RS, during the fourth bimester of the school year of 2006. The instructional material was developed as a webpage, including the proposed experimental activities and the related V diagrams. Among the webpage links, we also included additional material with the physics contents of the didactic units and exercises. The whole instructional material has gradually been made available on the School’s computers to prevent the students from going to a forthcoming activity before having made deep reflections on the lectures/subjects that were being worked out at each moment. This work is to be published in the series Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, of Instituto de Física of UFRGS, so that other teachers can access this material and use it in their school's context.

These studies were undertaken in the state of Mato Grosso, Brazil, in the area of Chapada dos Guimarães and Baixada Cuiabana, which are constituted of a high plateau and a big low plain, respectively, being limited to two areas covered by vegetation with a savannic physiognomy, type Cerrado stricto sensu. Considering the hypothesis that the knowledge both of the biotic and abiotic components of the scenery and their interrelations allows a better understanding of the environmental dynamic, this dissertation had as objectives to characterize the savanna communities' arboreal stratum floristically and phytosociologically, concerning their richness, phytosociological structures and diversity; to identify floristic groupings through varied statistical techniques, representing them by dendrograms; to select species which are really able to make discrimination among the groups; to obtain some discriminant functions to allow classification and reclassification of specimen units, in the groups, to which they have more probability of belonging; to analyze and to characterize the obtained groups; to determine the patterns of distribution of the species of trees by the analysis of correlations of environmental variables with the distribution of the species and plots in the communities being studied; to determine the similarity indexes among the floristic groups and to compare themselves and, finally, to test methods of assorted statistical analysis for application in studies of vegetable communities. Data of vegetation were obtained by the method of multiple plots, with size of 20 X 20 m (400 m2), randomly disposed in each one of the areas being studied. 82 plots were randomly installed. In each one of the 82 patternless units, the circumferences of all the arboreal plants with perimeter to 0,30 m from the level of the soil (PAB) larger or equal to 15,7 cm (DAB 5,0 cm) and the total height of the plants were obtained. In the core of each plot, for determination of the chemical and textural variables of the soil, simple samples of superficial soil were collected (0-30 cm depth). Species were organized according to the families recognized by Angiosperm Phylogeny Group II. The sampling sufficiency was obtained based on the analysis of the curve of the collector. Phytosociological parameters were calculated for each formed group, with the purpose of characterizing them phytosociologically. Having as variables the Index of Covering Value (IVC) of the species, the classification was accomplished by the TWINSPAN (Two-Way Indicator Species Analysis) method, regarding the plots, with the objective of classifying them in floristic groups. The diversity was determined by the Shannon-Wienner and the Simpson Index. The discriminant analysis was undertaken through the STEPWISE method. Considering the matrix of presence and absence of the species in the groups, the floristic similarity was calculated among the groups by the Sorensen Index. To evaluate the hypothesis of the correlation existence between the distribution of the species and environmental variables, the canonical correspondence analysis was accomplished (CCA). The test of permutation of Monte Carlo was applied to verify the importance of the correlations between the emerging distribution patterns of the species and the environmental variables in final CCA. To determine the responsible environmental factors for the distribution of the species, the analysis of regression logistics was used. The Forward Stepwise (Wald) method was used for the sequential selection of the variables. By the species-area curve, it could be observed that, from the plot 75 (30.000 m2 out of the area used as sample), the curve is stabilized with the occurrence of 114 species in the 82 studied plots, distributed between 81 genera and 36 botanical families. The families better represented were Fabaceae, Myrtaceae and Vochysiaceae. The alpha diversity from the arboreal vegetation found in the area being studied was of 4,033 considering the Shannon-Wiener Index and of 0,975 considering the Simpson Index, representing a great floristic diversity. The divisions generated by the classification through the TWINSPAN method separated the plots into four groups: Group 1 Myrcia albo-tomentosa Camb. Association; Group 2 Pterodon emarginatus Vog. Association ; Group 3 Curatella americana L. Association; and Group 4 Qualea multiflora Mart. Association. In the discriminant analysis, 100% of the plots were classified correctly in the Groups 1, 2, 3 and 4, indicating precision of the grouping technique used. The largest similarity could be observed in the Groups 2 and 3, whose Sorensen Index was close to 1 (0,7310). In the four floristic groups, Fabaceae, Myrtaceae, Vochysiaceae, Annonaceae and Apocynaceae families were the most representative floristically in terms of genera and species. In CCA the correlations of the environmental variables with the first ordination axis were, in decreasing order of absolute values, saturation for aluminum, altitude s.n.m., saturation of bases, saturation for magnesium, relationship magnesium/potassium, saturation for hydrogen, potassium tenor, pH(H2O) and relationship calcium/potassium. The saturation for calcium variable presented very weak correlation with the first axis, however, with the second ordination axis, it was very strong. In the diagram of ordination of the plots, the four floristic groups were discriminated in sections different from the diagram, reinforcing their visualization as much defined habitats and with composition of particular species, resulting in clear separation of the four soil classes previously identified. The logistic regression analysis was useful to prove the results obtained from CCA, concerning the environmental variables which determined the distribution of the indicative species of the floristic groups in the studied communities. / Estes estudos foram desenvolvidos no estado de Mato Grosso, Brasil, na região de Chapada dos Guimarães e Baixada Cuiabana, que compreendem, respectivamente, um alto platô e uma grande planície baixa, restringindo-se a duas áreas cobertas por vegetação com fisionomia savânica do tipo Cerrado stricto sensu. Partindo-se da hipótese de que o conhecimento tanto dos componentes bióticos e abióticos da paisagem como de suas inter-relações permite um melhor entendimento da dinâmica ambiental, o presente estudo teve como objetivos caracterizar o estrato arbóreo das comunidades de savana estudadas, florística e fitossociologicamente, quanto a riqueza, estrutura fitossociológica e diversidade; identificar agrupamentos florísticos, por meio de técnicas estatísticas multivariadas, representando-os por meio de dendrograma; selecionar espécies com poder real de discriminação entre os grupos; obter funções discriminantes que permitam classificar e reclassificar unidades amostrais, nos grupos, para os quais têm maior probabilidade de pertencerem; analisar e caracterizar os grupos obtidos; determinar os padrões de distribuição das espécies de árvores, por meio da análise de correlações de variáveis ambientais com a distribuição das espécies e parcelas nas comunidades estudadas; determinar os índices de similaridade entre os grupos florísticos obtidos e compará-los; e testar métodos de análise estatística multivariada para aplicação em estudos de comunidades vegetais. Os dados da vegetação foram obtidos empregando-se o método de parcelas múltiplas, com tamanho de 20 X 20 m (400 m2), dispostas aleatoriamente em cada uma das áreas de estudos. Foram instaladas aleatoriamente 82 parcelas. Em cada uma das 82 unidades amostrais, foram obtidas as circunferências de todos as plantas arbóreas com perímetro a 0,30 m do nível do solo (PAB) maior ou igual a 15,7 cm (DAB  5,0 cm), e a altura total das plantas. No centro de cada parcela, para determinação das variáveis químicas e texturais do solo, coletaram-se amostras simples de solo superficial (0-30 cm de profundidade). As espécies foram organizadas de acordo com as famílias reconhecidas pelo Angiosperm Phylogeny Group II. A suficiência de amostragem foi obtida com base na análise da curva do coletor. Os parâmetros fitossociológicos foram calculados para cada grupo formado, com a finalidade de caracterizá-los fitossociológicamente. Tendo como variáveis o Índice de Valor de Cobertura (IVC) das espécies, foi realizada a classificação, por meio do método TWINSPAN (Two-Way Indicator Species Analisys), com relação às parcelas, com o objetivo de classificá-las em grupos florísticos. A diversidade foi determinada por meio do Índice de Shannon-Wienner e de Simpson. Realizou-se a análise discriminante por meio do método STEPWISE. A partir da matriz de presença e ausência das espécies nos grupos, foi calculada a similaridade florística entre os grupos, por meio do Índice de Sorensen. Para avaliar a hipótese da existência de correlação entre a distribuição das espécies e variáveis ambientais, foi realizada a análise de correspondência canônica (CCA). Foi aplicado o teste de permutação de Monte Carlo para verificar a significância das correlações entre os padrões de distribuição emergentes das espécies e as variáveis ambientais na CCA final. Para determinar os fatores ambientais responsáveis pela distribuição das espécies, foi utilizada a análise de regressão logística. À seleção seqüencial das variáveis foi utilizado o método Forward Stepwise (Wald). Pela curva espécie-área, pode-se observar que, a partir da parcela 75 (30.000 m2 da área amostrada), a curva estabiliza-se com a ocorrência de 114 espécies nas 82 parcelas estudadas, distribuídas entre 81 gêneros e 36 famílias botânicas. As famílias mais bem representadas foram Fabaceae, Myrtaceae e Vochysiaceae. A diversidade alfa da vegetação arbórea encontrada na área estudada foi de 4,033 pelo índice de Shannon-Wiener e de 0,975 pelo de Simpson, indicando alta diversidade florística. As divisões geradas pela classificação por meio do método TWINSPAN separaram as parcelas em quatro grupos. Grupo 1 - Associação Myrcia albo-tomentosa Camb.; Grupo 2 - Associação Pterodon emarginatus Vog.; Grupo 3 - Associação Curatella americana L.; e Grupo 4 - Associação Qualea multiflora Mart.. Na análise discriminante, observou-se que 100% das parcelas foram classificadas corretamente nos grupos 1, 2, 3 e 4, indicando precisão da técnica de agrupamento utilizada. A maior similaridade se deu entre os grupos 2 e 3, cujo índice de Sorensen foi próximo de 1 (0,7310). Nos quatro grupos florísticos obtidos, as famílias Fabaceae, Myrtaceae, Vochysiaceae, Annonaceae e Apocynaceae foram as mais representativas florísticamente em número de gêneros e espécies. Na CCA, as correlações das variáveis ambientais com o primeiro eixo de ordenação foram, em ordem decrescente de valores absolutos, saturação por alumínio, altitude s.n.m., saturação de bases, saturação por magnésio, relação magnésio/potássio, saturação por hidrogênio, teor de potássio, pH(H2O) e relação cálcio/potássio. A variável saturação por cálcio apresentou correlação muito fraca com o primeiro eixo, entretanto, com o segundo eixo de ordenação, foi muito forte. No diagrama de ordenação das parcelas, os quatro grupos florísticos foram discriminados em setores diferentes do diagrama, reforçando a visualização dos mesmos como hábitats bem definidos e com composição de espécies particular, resultando em clara separação das quatro classes de solo identificadas previamente. A análise de regressão logística comprovou os resultados obtidos da CCA, em relação às variáveis ambientais que determinaram a distribuição das espécies indicadoras dos grupos florísticos nas comunidades estudadas.

CNPq / Hidratos de gás são sólidos cristalinos formados através de uma rede de moléculas de água, mantidas coesas por ligações de hidrogênio. Os hidratos são estabilizados por moléculas não-polarizadas de baixo diâmetro molecular (molécula hóspede) que se encontram ocluídas em cavidades (rede hospedeira) da estrutura cristalina formada pelas moléculas de água. A interação entre a rede hospedeira e a molécula hóspede ocorre através de forças de van der Waals. A formação dos hidratos de gás é dependente da temperatura, pressão e da composição do gás. Para a indústria de Petróleo e Gás, a ocorrência de hidratos pode causar problemas em tubulações, danos aos equipamentos e comprometimento da segurança operacional. Por isso, conhecer sob quais condições operacionais ocorre a formação de hidratos é extremamente importante para a indústria. Este trabalho tem como objetivo a investigação do poder de inibição, na formação de hidratos, de soluções aquosas de inibidores (etanol ou cloreto de sódio) para sistemas constituídos por dióxido de carbono, através das curvas de equilíbrio de fases (líquido-hidrato-vapor) para pressões entre 10,3 e 52,4 bar e temperaturas entre 272,15 e 281,65 K. Foram avaliadas diferentes concentrações de inibidores (etanol: 5%, 10% e 15% e cloreto de sódio: 5%, 10% e 15%) de modo a estabelecer o poder de inibição de cada um deles sobre o equilíbrio líquido-hidrato-vapor. As medições experimentais para a obtenção dessas curvas de equilíbrio de hidratos (curvas P versus T) foram obtidas pelo método estático sintético, através do procedimento isotérmico, no módulo de equilíbrio de fases construído no NUEM/UTFPR. Dados da literatura foram selecionados para comparação com os resultados obtidos neste trabalho. A entalpia de dissociação para estes hidratos foi estimada a partir dos dados de equilíbrio obtidos experimentalmente através da equação de ClausiusClapeyron. Adicionalmente, os softwares comerciais CSMGem (Ballard, 2002) e Multiflash® foram usados para estabelecer os desvios médios absolutos entre os dados experimentais obtidos e os dados de predição de dissociação de hidratos. Verificou-se o maior poder de inibição do cloreto de sódio sobre o equilíbrio de fases de dióxido de carbono e água (LH2O-H-V), quando comparado ao etanol. / Gas hydrates are crystalline compounds formed by hydrogen-bonded water frameworks. Hydrates are stabilized by non-polar molecules of low molecular diameters (guest molecules), which are occluded in cavities (host lattice) of the crystalline structure formed by water molecules. The interaction between the host and guest molecules occurs by van der Waals forces. The formation of gas hydrates depends on temperature, pressure and gas composition. In the oil and gas industry, the occurrence of hydrates can cause problems in pipelines, damage to equipments, production interruption or impairment and operational safety issues. Therefore, the knowledge of the conditions under which hydrates occur is of extreme importance to that industry. This study intends to investigate the hydrate phase equilibrium curves for systems of carbon dioxide + inhibitors aqueous solutions, in order to establish the strength of hydrate inhibition at different inhibitor mass concentrations (ethanol: 5%, 10% e 15% and sodium chloride: 5%, 10% e 15%). The experimental temperature ranged from 272.15 to 281.65 K for pressures up 52.4 bar. Experimental measurements were made to obtain hydrate equilibrium curves (P vs T curves) by means of the synthetic static method using an isothermal procedure. The phase equilibrium apparatus was built in the NUEM/UTFPR lab. Literature data were selected and compared with the results obtained in this work. From the phase equilibrium data, the enthalpy of dissociation for these hydrates were estimated by applying the Clausius–Clapeyron equation. In addition, the experimental data are compared to prediction tools (CSMGem and Multiflash®) and the absolute average deviation between the measured and predicted data are reported. It was observed that the sodium chloride provides the strongest inhibition on the LH2O-H-V phase equilibrium when compared to ethanol.

CNPq / Hidratos de gás são sólidos cristalinos formados através de uma rede de moléculas de água, mantidas coesas por ligações de hidrogênio. Os hidratos são estabilizados por moléculas não-polarizadas de baixo diâmetro molecular (molécula hóspede) que se encontram ocluídas em cavidades (rede hospedeira) da estrutura cristalina formada pelas moléculas de água. A interação entre a rede hospedeira e a molécula hóspede ocorre através de forças de van der Waals. A formação dos hidratos de gás é dependente da temperatura, pressão e da composição do gás. Para a indústria de Petróleo e Gás, a ocorrência de hidratos pode causar problemas em tubulações, danos aos equipamentos e comprometimento da segurança operacional. Por isso, conhecer sob quais condições operacionais ocorre a formação de hidratos é extremamente importante para a indústria. Este trabalho tem como objetivo a investigação do poder de inibição, na formação de hidratos, de soluções aquosas de inibidores (etanol ou cloreto de sódio) para sistemas constituídos por dióxido de carbono, através das curvas de equilíbrio de fases (líquido-hidrato-vapor) para pressões entre 10,3 e 52,4 bar e temperaturas entre 272,15 e 281,65 K. Foram avaliadas diferentes concentrações de inibidores (etanol: 5%, 10% e 15% e cloreto de sódio: 5%, 10% e 15%) de modo a estabelecer o poder de inibição de cada um deles sobre o equilíbrio líquido-hidrato-vapor. As medições experimentais para a obtenção dessas curvas de equilíbrio de hidratos (curvas P versus T) foram obtidas pelo método estático sintético, através do procedimento isotérmico, no módulo de equilíbrio de fases construído no NUEM/UTFPR. Dados da literatura foram selecionados para comparação com os resultados obtidos neste trabalho. A entalpia de dissociação para estes hidratos foi estimada a partir dos dados de equilíbrio obtidos experimentalmente através da equação de ClausiusClapeyron. Adicionalmente, os softwares comerciais CSMGem (Ballard, 2002) e Multiflash® foram usados para estabelecer os desvios médios absolutos entre os dados experimentais obtidos e os dados de predição de dissociação de hidratos. Verificou-se o maior poder de inibição do cloreto de sódio sobre o equilíbrio de fases de dióxido de carbono e água (LH2O-H-V), quando comparado ao etanol. / Gas hydrates are crystalline compounds formed by hydrogen-bonded water frameworks. Hydrates are stabilized by non-polar molecules of low molecular diameters (guest molecules), which are occluded in cavities (host lattice) of the crystalline structure formed by water molecules. The interaction between the host and guest molecules occurs by van der Waals forces. The formation of gas hydrates depends on temperature, pressure and gas composition. In the oil and gas industry, the occurrence of hydrates can cause problems in pipelines, damage to equipments, production interruption or impairment and operational safety issues. Therefore, the knowledge of the conditions under which hydrates occur is of extreme importance to that industry. This study intends to investigate the hydrate phase equilibrium curves for systems of carbon dioxide + inhibitors aqueous solutions, in order to establish the strength of hydrate inhibition at different inhibitor mass concentrations (ethanol: 5%, 10% e 15% and sodium chloride: 5%, 10% e 15%). The experimental temperature ranged from 272.15 to 281.65 K for pressures up 52.4 bar. Experimental measurements were made to obtain hydrate equilibrium curves (P vs T curves) by means of the synthetic static method using an isothermal procedure. The phase equilibrium apparatus was built in the NUEM/UTFPR lab. Literature data were selected and compared with the results obtained in this work. From the phase equilibrium data, the enthalpy of dissociation for these hydrates were estimated by applying the Clausius–Clapeyron equation. In addition, the experimental data are compared to prediction tools (CSMGem and Multiflash®) and the absolute average deviation between the measured and predicted data are reported. It was observed that the sodium chloride provides the strongest inhibition on the LH2O-H-V phase equilibrium when compared to ethanol.

A Física tem uma maneira própria de olhar a natureza e de estudar seus fenômenos. Por essa razão, o ensino-aprendizagem de Física não pode estar centrado na transmissão de informações, mas sim na construção do conhecimento em um contexto amplo que envolva conteúdos, novas metodologias e novos instrumentos adequados à realidade da escola, que venham a contribuir para uma aprendizagem significativa. Dentro dessa concepção, apresenta-se uma proposta de ensino de ótica, com ênfase no estudo através de módulos didáticos. Para tal, foram elaboradas atividades didáticas incluindo simulações de eventos com o uso de novas tecnologias e, também, em laboratório convencional, exploradas em uma visão construtivista fundamentada nas teorias de Vygotsky e de Ausubel. No desenvolvimento dessas atividades procurou-se propiciar o compartilhamento de significados através de diagramas fundamentados no V de Gowin, na busca de uma aprendizagem significativa. A composição dos módulos didáticos apresenta uma motivação inicial através de exposição oral questionada, com o objetivo de despertar no aluno seus conhecimentos prévios. Em cada um dos módulos didáticos são sugeridas uma ou mais atividades a serem trabalhadas em grupos de 3 a 4 alunos, constando de experimento virtual (applets, simulações) ou real, acompanhado de guia simplificado. Essa dinâmica de trabalho gerou uma maior interação social entre os alunos; ao professor, coube o papel de mediador da atividade. Paralelamente a cada atividade, cada grupo de alunos construiu um diagrama V, que era apresentado à turma posteriormente, com o objetivo de promover discussões. A aplicação da proposta foi realizada no quarto bimestre letivo do ano de 2006, em uma turma de terceira série de Ensino Médio, noturna, da Escola Estadual de Ensino Médio Dr. Araby Augusto Nácul, em Lagoa Vermelha, RS. O material instrucional elaborado, na forma de página da Web, contém as atividades propostas nos módulos didáticos e também os correspondentes diagramas V a serem construídos pelos alunos. Também são incluídos na página da Web, como links, um material de apoio, com os conteúdos desenvolvidos nos vários módulos, e uma seção contendo exercícios de fixação. Com os alunos trabalhando em um determinado módulo didático, o material era disponibilizado nos computadores da Escola, gradualmente, para evitar que avançassem para os módulos seguintes antes de refletir sobre o conteúdo da atividade em andamento. O produto educacional, contendo o material instrucional e orientações para o seu uso, será divulgado na série Hipermídias de Apoio ao Professor de Física para que outros professores da rede de ensino possam adaptá-lo a sua realidade escolar. / Physics has its own way of looking at nature and its phenomena. For this reason the Physics’ teaching must not only be centered in lecturing information, but must also construct the knowledge in a wide context involving new technologies and tools fitted to the schools' reality. This, together with physics concepts, is to build a meaningful learning. To accomplish these goals we propose an approach to Optics teaching, structured in six didactic modules based on the meaningful learning’s theory by D. Ausubel and the social interaction’s theory by L. Vygotsky. Each didactic module starts with an oral exposition presenting the motivation through challenging questions, in order to instigate the students’ previous knowledges. We then suggest one or more activities based on virtual (e.g., simulations, applets) or real experiments, with a schematic activities guide, to be worked out by groups of three or four students, with the teacher mediation, in order to deepen social interaction. Besides each experimental activity, they construct an adapted Gowin V diagram, intended to promote a meaningful learning, and finally they discuss with the rest of the class, encouraging an exchange of views about the proposed issue. This methodological proposal has been applied to 18 third high school year students, of the nightclass at "Escola Estadual de Ensino Médio Dr. Araby Augusto Nácul" at Lagoa Vermelha, RS, during the fourth bimester of the school year of 2006. The instructional material was developed as a webpage, including the proposed experimental activities and the related V diagrams. Among the webpage links, we also included additional material with the physics contents of the didactic units and exercises. The whole instructional material has gradually been made available on the School’s computers to prevent the students from going to a forthcoming activity before having made deep reflections on the lectures/subjects that were being worked out at each moment. This work is to be published in the series Hipermídias de Apoio ao Professor de Física, of Instituto de Física of UFRGS, so that other teachers can access this material and use it in their school's context.

Neste trabalho, propõe-se um modelo numérico-computacional representativo dos processos de tratamento térmico, que seja uma ferramenta eficiente e forneça meios para um entendimento efetivo do mecanismo de geração de tensões residuais durante a têmpera de aços. Foram investigados os fenômenos térmicos, mecânicos e de transformação de fase observados na têmpera, bem como o acoplamento entre esses três fenômenos. O modelo utiliza o Método dos Elementos Finitos (MEF) e o programa ABAQUS®, além de rotinas numéricas em FORTRAN responsáveis pela resolução do problema termo-mecânico-microestrutural acoplado. A utilização de sub-rotinas, que implementam uma alteração na formulação (matemática e numérica) do programa de Elementos Finitos, permite incluir no modelo as informações presentes em uma curva CRC (curva de resfriamento contínuo) do aço SAE 4140, implementando o cálculo de deformações da peça simulada de modo incremental e cumulativo. Os resultados mostram que a utilização das sub-rotinas desenvolvidas neste trabalho permitiu implementar, conjuntamente com o programa ABAQUS®, o cálculo das frações volumétricas, durezas, distorções e tensões que surgem em um tratamento térmico de têmpera, simulando as transformações martensítica, perlítica, bainítica e ferrítica. Os resultados dos modelos foram equivalentes aos relatados pela literatura, principalmente no que se refere às durezas e tensões associadas a cada transformação de fase. Em particular, os resultados indicam que a transformação martensítica está sempre associada à formação de tensões compressivas. Ensaios experimentais foram realizados a fim de validar os modelos computacionais propostos, utilizando-se um teste Jominy adaptado e instrumentado, de modo a permitir a amostragem da variação de temperaturas no material. Ensaios metalográficos permitiram correlacionar as frações volumétricas transformadas durante a têmpera do corpo de prova Jominy aos valores calculados pelo modelo numérico acoplado. / The objective of this work is to analyze residual strains and stresses and volumetric expansion due to phase transformations that occur during quenching of a steel body, as well as to predict these phase transformations. The coupled thermo-mechanical-phase transformation problem was analyzed, specifically in terms of the quenching process. Different computational models were presented, based on the finite element software ABAQUS® and on the use of FORTRAN subroutines. The continuous-cooling-transformation (CCT) diagrams of SAE 4140 steel are represented differently in each model, depending on the transformed phases and correspondent volumetric expansion. These subroutines include information from the CCT diagrams of SAE 4140 into a FORTRAN code. The subroutine calculates all the microstructures resulting from quenching (ferrite, pearlite, bainite, and martensite), depending on cooling rate. The numerical analysis conducted in this work provided results in terms of the temperature and stresses developed during quenching. The properties determined in this work are hardness, yield strength, volumetric fraction and distortion. Hardness has been predicted by the use of analytical equations. The finite element analyses were able to explain and reproduce phenomena observed during quenching of a steel cylinder. In particular, numerical results indicated that martensite formation is always related to a compressive stress field. The results of the models are in qualitative agreement with data provided by literature, particularly, in relation to the stresses originated by each different phase transformation during quenching process. Experimental testing was conducted, based on the analysis of the quenching of a Jominy probe, in order to validate the computational model developed in this work.

Este estudo se dedica a uma parte pouco conhecida dos trabalhos de Leonhard Euler (1707 - 1783) relacionado à música enquanto uma ciência matemática. Tais trabalhos mostram, em certo sentido, um lado pitagórico do pensador e também algumas contribuições do mesmo à teoria musical. O interesse deste matemático pelo assunto permeia várias obras e épocas de sua vida, mas neste trabalho focamos em três delas: um conjunto de nove cartas que compõem a obra Lettres a une princesse dAllemagne sur divers sujets de physique e de philosophie (1768) e dois artigos, Conjecture sur la raison de quelques dissonances generalement reçues dans la musique (1766) e De harmoniae veris principiis per speculum musicum repraesentatis (1774). Para possibilitar uma melhor compreensão desses textos, faremos uma revisão histórica do tratamento aritmético dado à música desde os tempos clássicos até o Renascimento com enfoque nas principais contribuições que levam à construção da escala da entonação pura ou justa, trabalhada por Euler nos originais estudados. Após a apresentação e análise desses trabalhos eulerianos, especialmente seus diagramas para representar sons e acordes e do seu expoente de um acorde para medir consonâncias, terminaremos essa dissertação refletindo sobre as implicações pedagógicas e históricas, bem como as potencialidades e limitações do uso de fontes originais de determinados mestres do pensamento matemático ocidental, nomeadamente o próprio Euler, na formação de matemáticos, professores e licenciados. / This present research takes a journey into a little know part of Leonhard Eulers works about music as a mathematical science. Those works show, at certain level, his Pythagorean thoughts and also his contributions to music theory. Eulers interest for this subject permeates many of his works through his lifetime (1707 - 1783), but here we focus on three of them: a set of nine letters from the book Lettres a une princesse dAllemagne sur divers sujets de physique e de philosophie (1768), and two articles, Conjecture sur la raison de quelques dissonances generalement reçues dans la musique (1766) and De harmoniae veris principiis per speculum musicum repraesentatis (1774). To allow a better understanding of his ideas, first we put on a historical review of the arithmetic treatment of music since the ancient Greece to the Renaissance Era pointing out the main contributions to the development of the pure just intonation scale, the one used by Euler on the works just mentioned. After presenting and analyzing these Eulers contributions, specially his diagrams to represent sounds and chords to the eyes and the concept of exponent of a chord to measure consonances, we conclude this dissertation thinking about the pedagogical and historical impact, and also the potential and limitations concerning the use of historical sources of the masters of mathematics, to the training of future mathematics and teachers.

Orientador: Olivio Novaski / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:56:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Torminato_SilvioMiotta_M.pdf: 1152419 bytes, checksum: debbdb5f6049f964ea57e8615499d2b1 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O objetivo principal desta dissertação é apresentar uma aplicação da ferramenta CEP, quando essa aplicação se desenvolve em um ambiente onde a preocupação maior é focada na qualidade, deslocando o conceito de volume de controle para a especificidade do mesmo. Mostra-se que apesar das limitações de determinados processos, a ferramenta pode auxiliar os mesmos controlando e reduzindo sua variabilidade dentro dos parâmetros tecnológicos conhecidos. O estudo se iniciou objetivando a redução de cartas de controle, já que este excesso de cartas, desmotivava os profissionais envolvidos, colocando a ferramenta CEP em descrédito. Durante o estudo de caso, identificou-se uma oportunidade de utilização eficaz dos recursos disponíveis e da aplicação da ferramenta em duas áreas distintas da empresa. Nessas, modo conseguiu-se um controle mais eficaz do processo, resultando na redução de horas paradas de máquina, eliminação de risco de acidente, volta da confiança na ferramenta CEP obteve-se estabilidade em dois processos controlando somente um deles / Abstract: The main goal of this dissertation is to present an application of the SPC tool when this application is developed in an environment where the concern is more focused on quality, shifting the concept of volume control for its specification. It shows that despite all the limitation at determined processes, the tool can assist them (the processes) by controlling and reducing their variability under known technological parameters. The study started by focusing the control letters, dismotivated by focusing the control letters, seen that consequence, dishonoring the SPC tool. During the case study, I could identify an effective usage of the available resources in the application of the tool at two distinctive areas in the plant. In this manner, an effective control of the process was more effective, resulting to a reduction of the idle time by the machine, eliminating accident risks, concerning the SPC tool¿s reliance, I can state that the SPC tool is stable at both processes controlling only one of them / Mestrado / Planejamento e Gestão Estrategica da Manufatura / Mestre Profissional em Engenharia Mecanica

Análise de idades e metalicidades de aglomerados estelares nas Nuvens de Magalhães traz informação para estudos sobre a evolução química e dinâmica das Nuvens. Usando-as como calibradores de modelos de populações estelares simples, esse tipo de análise é útil também para o estudo de outras galáxias. Um dos objetivos deste trabalho é derivar idades e metalicidades a partir de espectros integrados de 14 aglomerados na Pequena Nuvem de Magalhães. Busca-se o entendimento, em particular, dos aglomerados de idade intermediária/velha. A metodologia usada para isso é baseada em ajuste de espectro completo dos espectros integrados dos aglomerados, comparando-os a três bases de modelos de populações estelares simples; são usados dois códigos disponíveis na literatura para efetuar tais comparações. Desse modo, são identicados 9 aglomerados como de idade intermediária/velha e os outros 5, jovens. Destacam-se os resultados para os aglomerados com idade intermediária/velha recém identicadas: HW 1, NGC 152, Lindsay 3, 11 e 113. São conrmadas também as idades velhas de NGC 361, 419 e Kron 3 e do bem conhecido e mais velho aglomerado da Pequena Nuvem, NGC 121. Outro objetivo é determinar parâmetros físicos autoconsistentes (idade, metalicidade, distância e avermelhamento) para 7 aglomerados relativamente pouco estudados da Pequena Nuvem, com idades entre ~ 0.5 e 5 Ganos. Para isso são usadas ferramentas estatísticas que comparam CMDs modelados com os observados. Diferentemente de um ajuste visual de isócrona, essa abordagem oferece um critério objetivo e inequívoco para estabelecer quais são os CMDs sintéticos que melhor ajustam o CMD observado. Resultados preliminares mostram a eciência deste método, que determina log(idade), com incerteza de 0.10 e [Fe/H], com 0.20. Isso pode introduzir novos e importantes limites na relação idade-metalicidade da Pequena Nuvem, que é signicativamente mais complexa e menos estudada que a da Grande Nuvem. / Analysis of age and metallicity of star clusters in Magellanic Clouds brings information to studies on the chemical evolution and dynamics of the Clouds. By using them as calibrators of single stellar populations models, this type of analysis is also useful for the study of other galaxies. One of the aims of this work is to derive ages and metallicities from integrated spectra of 14 clusters in the Small Magellanic Cloud. We seek for the understanding, in particular, of the intermediate/old age clusters. The method used for this purpose is based on full spectrum tting of integrated spectra of the clusters, comparing them to three sets of single stellar populations; two codes available in the literature are used to do such comparisons. Thus 9 clusters are identied as intermediate/old age clusters and 5 other as young ones. Noteworthy are the results for the clusters with intermediate/old age newly identied: HW 1, NGC 152, Lindsay 3, 11 and 113. We also conrm the old ages of NGC 361, 419 and Kron 3, and of the well-known oldest cluster of the Small Cloud, NGC 121. Another aim is to determine self-consistent physical parameters (age, metallicity, distance and reddening) for 7 relatively unstudied stellar clusters in the Small Magellanic Cloud, with ages between 0.5 and 5 Gyr. We use statistical tools to compare synthetic and observed CMDs. Dierently of a visual isochrone t, this approach oers ob jective and unambiguous criteria to establish which are the synthetic CMDs that best ts the observed CMD. Preliminary results show the eciency of this method, which determines log(age), with an uncertainty of 0.10 and [Fe/H], with 0.20. This can introduce new and important constraints in the age-metallicity relation for the Small Cloud, which is signicantly more complex and less studied than the one of the Large Magellanic Cloud.