Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 460260.pdf: 4336940 bytes, checksum: dca359fe8c5ae44e193444e9c8fcfd08 (MD5) Previous issue date: 2014-04-30 / Missions to Mars and return astronauts to the Moon may be true in the near future, which will expose them upon hypogravity environments. Some techniques are applied to simulate gravitational force reduced to prepare the crew to better adapt to those environments. This study aimed to develop a prototype of a lower body positive pressure (LBPP), as an alternative to the simulations currently used. This device is able to unload a volunteer on a physical exercise device, creating a hypogravity environment, simulating the human gait, for studies in space physiology. For development of the LBPP was necessary planning since its conception until the final prototype with functionality testing. A control system has been implemented for closed-loop pressure control. Equipment were identified and adapted such as blower, frequency inverter to control the blower, sensors (pressure, temperature and humidity), load cells to measure apparent weight of volunteer, microcontroller, treadmill for gait simulation and Neoprene short for connection of volunteer to a Neoprene membrane. Equipment and instrumentation were also developed to integrate and facilitate the system. Was developed the main chamber of a flexible PVC material, a metallic structure for height adjustment. Also was developed the instrumentation of load cells, as well as instrumentations of the sensors to adapt and read by the microcontroller. Furthermore it was necessary to develop software for data acquisition, the instrumentation of the blower and the frequency inverter to digital control by the microcontroller and an emergency circuit to ensure safety operation of the equipment. Experimental results shown that the LBPP is able to reduce the apparent weight of a load with similar weight values on Mars and the Moon, reaching the goal, where it was possible to verify that the pressure ratio and apparent weight is inversely proportional, which confirmed the theory. / Miss?es tripuladas para Marte e o retorno a Lua poder?o concretizar-se em um futuro pr?ximo, onde ir?o expor os astronautas a ambientes de hipogravidade. T?cnicas de redu??o da for?a gravitacional s?o aplicadas como medidas para prepara??o da tripula??o a uma melhor adapta??o a tais ambientes. O presente trabalho objetivou desenvolver um prot?tipo funcional de uma c?mara de press?o positiva (CPP), sendo uma alternativa ?s simula??es utilizadas atualmente. Tal dispositivo ? capaz de diminuir o peso aparente do volunt?rio sobre um sistema de exerc?cios f?sicos, gerando um ambiente de hipogravidade para estudos em fisiologia espacial. Para o desenvolvimento da CPP foi necess?rio um planejamento desde sua idealiza??o at? o prot?tipo final com testes de funcionalidade. Primeiramente foi idealizado um sistema de controle em malha-fechada para o controle da press?o. Para isso foram identificados e adaptados diversos equipamentos como soprador, inversor de frequ?ncia para o controle do soprador, sensores de press?o, temperatura e umidade, c?lulas de carga para mensurar o peso aparente do volunt?rio, microcontrolador, esteira ergom?trica para simula??o da marcha em hipogravidade e um short para conectar o volunt?rio ? membrana de Neoprene. Equipamentos e instrumenta??o tamb?m foram desenvolvidos para integrar e viabilizar o sistema. Foi desenvolvida uma c?mara composta de material flex?vel de PVC, uma estrutura met?lica para ajuste de altura e tamb?m instrumenta??o das c?lulas de carga e dos sensor de press?o, temperatura e umidade para adapta??o e leitura pelo microcontrolador. Al?m disso foi necess?ria o desenvolvimento de um software para aquisi??o de dados a instrumenta??o do soprador e do inversor de frequ?ncia para o controle digital do microcontrolador e um circuito de emerg?ncia para garantir a seguran?a do volunt?rio. Resultados experimentais mostram que a CPP ? capaz de diminuir o peso aparente de uma carga com valores semelhantes ao peso em Marte e Lua, atingindo seu objetivo, onde foi poss?vel verificar que a rela??o de press?o e peso aparente ? inversamente proporcional, confirmando a teoria.

Submitted by Verena Pereira (verenagoncalves@uefs.br) on 2018-07-11T22:58:17Z No. of bitstreams: 1 dissertacao final com ficha Antonio Marcos.pdf: 14138407 bytes, checksum: ee18b48514535419016b61db2dcfc4f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-11T22:58:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao final com ficha Antonio Marcos.pdf: 14138407 bytes, checksum: ee18b48514535419016b61db2dcfc4f3 (MD5) Previous issue date: 2018-02-19 / The phenomenon of the tides has aroused the curiosity of mankind for thousands of years, and with this has emerged over time several explanations for such phenomenon. This work goes into this perspective of talking about the tides, based on the conceptions presented by two groups of students studying in different regions, one group residing in the Bay of Camamu and experiencing this phenomenon almost daily and the second group is in a coast region called Vale do Jiquiri?a in the municipality of S?o Miguel das Matas city. All students answered a questionnaire with personal questions and about computer science, gravitation and tidal phenomena. The issues were analyzed and discussed. Subsequently interventions were made using a website, developed during the research entitled "Universo na escola" (educational product), with activities related to the themes present in the initial questionnaire, allowing students to interact with the object of study / O fen?meno das mar?s tem despertado a curiosidade da humanidade h? milhares de anos, e com isso surgiu ao longo do tempo v?rias explica??es para tal fen?meno. Este trabalho entra nesta perspectiva de falar sobre as mar?s, tendo como base as concep??es apresentadas por dois grupos de estudantes que estudam em regi?es diferentes, sendo que um grupo reside na Baia de Camamu e vivenciam este fen?meno quase que diariamente e o segundo grupo est? em uma regi?o afastada do litoral chamada de Vale do Jiquiri?a no munic?pio de S?o Miguel das Matas. Todos os estudantes responderam um question?rio com quest?es pessoais e sobre inform?tica, gravita??o e fen?meno das mar?s. As quest?es foram analisadas e discutidas. Posteriormente foram feitas interven??es utilizando-se um site, desenvolvido ao longo da pesquisa intitulado ?Universo na escola? (produto educacional), com atividades relacionadas aos temas presentes no question?rio inicial, possibilitando que os estudantes interagissem com o objeto de estudo

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:04:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GeneciCMM.pdf: 298458 bytes, checksum: 59fea7c551e940b5b505ab7e08e9b5f0 (MD5) Previous issue date: 2006-05-19 / The subject of Classic Gravitation is part of the actual curriculum for High School in Brazil, and it is taught in the first year of that education level. This master thesis presents a research regarding the subject Classic Gravitation in High School. This research was based in two complementary guidelines of research and action. The first guideline was the analysis of 21 didactic books of physics which are the more frequently used in High School, in the city of Natal/RN. The second guideline, worked after being verified the most common deficiencies presents in the didactic books, was the elaboration, followed by a practical application, of a course suggesting how to approach that subject in the classroom. The Par?metros Curriculares Nacionais para o Ensino M?dio (National Curricular Parameters for High School PCNEM) defend that Classic Gravitation is very important in the student s formation and that its study helps the comprehension of many nature s phenomena. Because of this vision of that subject by the PCNEM, the 21 analyzed books were separated in two groups: the first one, containing 10 books, was edited before the spreading of PCNEM, and the second, with 11 books, after that spreading. Whatever the group to which the didactic books belonged, the great majority of them let that subject in a second plan; two of them even suggesting, in the teacher s orientations, that the subject Gravitation can be suppressed in case of insufficient time . These analyses points that the PCNEM had produced no changes in the conception of the authors that wrote books regarding that subject. To analyze the didactic books, we elaborated a script which was used as an analysis tool, in which we put in evidence the relative importance of the historic and philosophic contextualization of the subject, the quotidian experience of the students and the interdisciplinary approach, among other aspects. It became evident that the didactic books give very little emphasis to historic aspects of the knowledge construction, to the relations with the day-by-day questions and to the interdisciplinary character of the subject Gravitation. It calls attention the non concordance among the authors opinions regarding the necessary previous knowledge or prerequisites the students should fulfill in order to begin to study Gravitation. The course we elaborated was given to a group of teachers as well as to students. In those courses we treated theoretical and practical aspects and emphasized historical questions and the ones which are related to people s daily life. The course for teachers was realized as an extra-mural activity of the UFRN and was given by the author of this thesis at the Escola Estadual Francisco Ivo Cavalcanti (a state public school in Natal/RN). There were 23 teachers present, from several public schools and several fields of knowledge. The thesis supervisor and the master degree s colleagues of the author acted as collaborators , reporting the participants opinions and speeches. The course to the students, on the other hand, had the participation of 300 regular students who belonged to 6 different 1st year classes of the High School Escola Marista de Natal (RN), in which the author acts as a physics teacher. The student s course was realized as part of the regular curriculum activities, in which three classes stood under the responsibility of the author and other three classes in charge of another Marista s teacher, who participated as a collaborator . The teacher s course as well as the students one were given in two stages, with five hours each. The first stage was divided in two moments, the first one focused on the survey of the spontaneous conceptions about gravitation, in which we worked basically with experiments of free throwing and pendulum, and the second one focused in theoretical presentations and quarrels about universe s models. In the second stage of the course we improved the study of Kepler s laws and the Newton s Universal Gravitation law, and we used as motivating tools some practices involving the construction of the solar system in scale. As instruments for evaluating both courses we used questionnaires and reported the speeches with participants opinions, beyond usual written evaluations in the course for the students. The teachers who participated in the course showed very good wills in realizing interdisciplinary practices; nevertheless, according their own speeches, they frequently came across the difficulty of how to do . From the experience we had in both courses, we conclude that the approach we propose hear to the teaching of the subject Classic Gravitation , supported on the tripod theory, practice and historical and philosophical aspects, is viable and effective. One hopes that this research may contribute in the formation of a opinion, among the teachers, concerning how to approach the subject of Classic Gravitation, and may offer suggestions in order those who want to apply that approach may develop classroom practices aiming to improve the teaching of that subject, which has a singular importance in the formation of High School students / O tema Gravita??o Cl?ssica faz parte do curr?culo vigente para o Ensino M?dio, sendo ministrado na 1a s?rie desse n?vel de ensino. Esta disserta??o apresenta uma pesquisa a respeito do tema Gravita??o Cl?ssica no Ensino M?dio baseada em dois eixos norteadores e complementares de pesquisa e a??o. O primeiro eixo ap?ia-se na an?lise de 21 livros did?ticos de F?sica, que s?o mais comumente utilizados no Ensino M?dio na cidade de Natal/RN. O segundo eixo, trabalhado ap?s serem verificadas as defici?ncias mais comuns presentes nos livros did?ticos, corresponde ? elabora??o, seguida da aplica??o pr?tica, de um curso sugerindo como abordar o tema em sala de aula. Os Par?metros Curriculares Nacionais para o Ensino M?dio (PCNEM) advogam que esse tema ? muito importante para a forma??o dos alunos e que o seu estudo auxilia na compreens?o de diversos fen?menos da natureza. Considerando essa vis?o do tema pelos PCNEM, os 21 livros analisados foram separados em dois grupos: o primeiro grupo, com 10 livros, foi editado antes da divulga??o dos PCNEM, e o segundo grupo, com 11 livros, ap?s a sua divulga??o. Independentemente de pertencer ao primeiro ou ao segundo grupo, a grande maioria dos livros did?ticos relega o tema para um segundo plano; dois deles chegam ao extremo de sugerir, nas orienta??es aos professores, que o conte?do Gravita??o seja omitido, caso o tempo seja insuficiente . Essa constata??o sinaliza no sentido de que os PCNEM n?o produziram nenhuma mudan?a na concep??o dos autores dos livros a respeito do tema. Para a an?lise dos livros did?ticos, utilizou-se como instrumento um roteiro que elaboramos, por meio do qual se procurou evidenciar a import?ncia relativa da contextualiza??o hist?rica e filos?fica do tema, da experi?ncia cotidiana dos alunos e da interdisciplinaridade, entre outros pontos. Constatou-se que os livros did?ticos pouco enfatizam os aspectos hist?ricos da constru??o do conhecimento, a rela??o com as quest?es do cotidiano e o car?ter interdisciplinar do tema Gravita??o. Chama a aten??o a n?o concord?ncia entre os autores a respeito do conhecimento anterior ou dos pr?-requisitos necess?rios aos alunos para iniciarem o estudo da Gravita??o. O curso que elaboramos foi ministrado tanto para professores como para alunos, sendo abordados aspectos te?ricos e pr?ticos, com ?nfase em quest?es hist?ricas e em quest?es relacionadas com o cotidiano das pessoas. O curso para professores foi realizado como uma atividade de extens?o da UFRN e foi ministrado, pela autora desta disserta??o, na Escola Estadual Francisco Ivo Cavalcanti (Natal/RN). Fizeram-se presentes a esse evento 23 professores de v?rias escolas da rede p?blica e de v?rias ?reas do conhecimento. O orientador e os colegas mestrandos da autora desta disserta??o atuaram como colaboradores, registrando opini?es e relatos dos participantes. O curso para alunos contou com a participa??o de 300 alunos regularmente matriculados em seis diferentes turmas do 1? ano do Ensino M?dio da Escola Marista de Natal/RN, onde a autora desta disserta??o atua como professora de F?sica. Esse curso para alunos foi realizado como parte das atividades curriculares normais, ficando tr?s turmas sob responsabilidade direta da autora desta disserta??o e tr?s outras a cargo de outro professor da escola, que atuou como colaborador. Tanto o curso para professores como o curso para alunos constou de duas etapas, cada uma de 5 horas. A primeira etapa foi desdobrada em dois momentos, sendo o primeiro centrado no levantamento das concep??es espont?neas sobre Gravita??o, trabalhando-se basicamente com os experimentos de lan?amento livre e p?ndulo; o segundo momento centrou-se em apresenta??es te?ricas e discuss?es sobre os modelos de universo. A segunda etapa do curso foi um aprofundamento sobre as Leis de Kepler e a Lei da Gravita??o Universal de Newton, sendo utilizadas, como instrumentos motivadores, pr?ticas envolvendo constru??es do sistema solar em escala. Como instrumentos de avalia??o de ambos os cursos, foram utilizados question?rios e relatos de opini?es, al?m de avalia??es usuais, na vers?o do curso para alunos. Os professores participantes demonstraram disponibilidade para realizar pr?ticas interdisciplinares; todavia, segundo seus pr?prios relatos, eles freq?entemente esbarravam na dificuldade do como fazer . Da experi?ncia vivida nos dois cursos, verificou-se que a abordagem aqui proposta para o tema Gravita??o Cl?ssica, apoiada no trip? teoria, pr?tica e aspectos hist?ricos e filos?ficos, ? vi?vel e efetiva. Espera-se que essa pesquisa possa contribuir na forma??o de uma opini?o, entre os professores, a respeito de como abordar o tema Gravita??o Cl?ssica, e possa fornecer subs?dios para que os interessados desenvolvam pr?ticas em sala de aula visando aprimorar o ensino desse tema, que ? de import?ncia ?mpar na forma??o dos alunos do Ensino M?dio

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 438961.pdf: 14871775 bytes, checksum: 8015d4a0c0c3bcafccfc35adab6874d5 (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / The human body is adapted to live at an approximate gravitational acceleration of 9.81 m/s?, this being equivalent to 1G. Physiological problems can occur if the body is subjected to the effects of a greater or lesser acceleration than this value. The degree of these physiological problems directly depends on the body axis affected, the intensity of acceleration and the length of time it is applied. Current equipment that can apply harmful acceleration forces includes rockets and fighter jet aircraft. Human centrifuges can be used in order to improve the resistance of the human body to this G-force, and also to develop research in this area. These devices perform a circular motion about one axis, producing an inertial reaction to the centripetal acceleration that is used to simulate G-force. Human centrifuges have been used in aerospace physiology since the middle of the 20th century. Pilot training and national research in this area are deficient in Brazil, however, as the country is lacking in this type of equipment. Thus, with this in mind, a human centrifuge was built at the Microgravity Centre/FENG PUCRS. The equipment, called the Albuquerque centrifuge, was built within a low cost budget and has good mobility in comparison to other conventional centrifuge models. The main elements of the Albuquerque centrifuge are: a base, a circular platform around the base, wheels supported on the platform, and an arm with a radius of 2.5 m situated above these wheels. There is also a central axis that connects the base and the arm, allowing the rotational movement of the arm. A subject will be positioned in a chair at one end of the arm, whilst a system of counterweights will be used at the opposite end to balance the equipment load. The base has a pyramid format and acts as the support for the arm structure. The circular platform around the base supports the two wheels that extend down from the arm, and these serve to distribute the load on both sides on the axis. The system axes were constructed using 1045 steel and the other structures using 1020 steel. The structure of the centrifuge is able to support the weight of a volunteer up to 120 kg. The total weight of the equipment itself is estimated to be about 300 kg. The movement of the Albuquerque centrifuge is generated by means of human-powered equipment, without the use of any form of mechanical or electrical motor. This equipment comprises of two devices that simulate the pedaling of a bicycle, one being located externally to the centrifuge, and the other being fitted internally and positioned at one end of the arm. Thus, the volunteer can also perform physical exercise whilst being under the influence of simulated gravity. Having tested the system without the presence a person onboard, that is to say, using external traction only, it is concluded that the equipment is capable of achieving an acceleration close to +3Gz. / O ser humano est? adaptado a viver em uma acelera??o gravitacional aproximada de 9,81 m/s?, sendo ela equivalente ? 1G. Caso ele sofra o efeito de acelera??es de valor superior ou inferior a esse valor problemas de ordem fisiol?gica podem ocorrer. O agravamento desses problemas fisiol?gicos depende diretamente do eixo corporal afetado, a intensidade das acelera??es e o tempo de aplica??o das mesmas. Foguetes e avi?es de ca?a s?o os equipamentos atuais que mais aplicam acelera??es nocivas. Assim, para treinar a resist?ncia do corpo humano ? for?a G e desenvolver pesquisas na ?rea, s?o utilizadas centr?fugas humanas. Esses equipamentos executam movimentos circulares em torno de um eixo, produzindo uma rea??o inercial ? acelera??o centr?peta que ? utilizada para simular uma for?a G. As centr?fugas humanas v?m sendo utilizadas na fisiologia aeroespacial desde a metade do s?culo 20. Por?m, treinamentos com pilotos e pesquisas nacionais nessa ?rea s?o deficit?rios no Brasil, uma vez que o pa?s n?o possui esse tipo de equipamento. Ent?o, para suprir essa necessidade, uma centr?fuga humana foi constru?da no Centro de Microgravidade/FENG da PUCRS. O equipamento foi denominado Centr?fuga Albuquerque e foi constru?do dentro de um or?amento de baixo custo, possuindo boa mobilidade comparada a outros modelos convencionais de centr?fugas. Os elementos principais da Centr?fuga Albuquerque s?o: uma Base, um disco ao redor da Base, rodas sobre o disco e um Bra?o sobre estas rodas, de raio 2,5 m Existe tamb?m um eixo central que interliga a Base e o Bra?o, de forma a permitir o movimento rotat?rio do Bra?o. Em um dos lados do Bra?o o volunt?rio ficar? alocado em uma cadeira e, no outro lado, ficar? um sistema de contrapesos para equilibrar as cargas do equipamento. A Base tem formato piramidal e serve para sustentar a estrutura do Bra?o. Ao redor da Base, encontra-se o disco, sobre o qual est?o as duas rodas presentes no Bra?o, que servem para distribuir as cargas de ambos os lados sobre o eixo. Os eixos do sistema foram constru?dos em A?o 1045 e as demais estruturas em A?o 1020. A estrutura da centr?fuga ? capaz de suportar volunt?rios com pesos de 120 kg. O peso total do equipamento ? calculado em aproximadamente 300 kg. O movimento da Centr?fuga Albuquerque ? gerado atrav?s de um equipamento de tra??o humana, sem a utiliza??o de nenhum tipo de motor mec?nico ou el?trico. Esse equipamento ? composto por dois dispositivos que simulam as pedaladas de uma bicicleta, sendo um deles localizado externamente ? centr?fuga e o outro em seu interior, posicionado junto ? extremidade de um dos 7 lados. Assim, o volunt?rio que estar? sob o efeito de uma gravidade simuladatamb?m realizar? exerc?cios f?sicos. Ap?s testes de funcionamento do sistema, sem a presen?a de seres humanos em seu interior, isto ?, utilizando apenas a tra??o externa, conclui-se que o equipamento ? capaz de alcan?ar acelera??es pr?ximas ? +3 Gz.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 446580.pdf: 3601669 bytes, checksum: 881d3e7054c94775a8688fe24f29c16f (MD5) Previous issue date: 2013-01-23 / Recent studies show that in flights the crew members suffer with the physiological effects resulting from the gravitational force and its variations. To demonstrate the effects caused by this force, human centrifuges are used in pilot training. With the goal of monitoring and controlling data sent by a human centrifuge, the development of a measurement and data acquisition system was proposed. The centrifuge used in the Project was recently developed at the Microgravity Centre/FENG PUCRS with a low cost budget, being powered by exercise and having good mobility when compared to the other conventional models of centrifuges. The proposed system, which is the central theme of this dissertation, was divided into four stages: capture, transmission, display and storage of the data acquired during tests with the human centrifuge. These data comprise the ones from the centrifuge itself, as well as the ones from the volunteers involved in the tests. The capture and transmission stages are performed by boards developed in the project and transmission software. The other two stages are performed only by software. Each one comprising of: control of physiological data, of data generated by the centrifuge, of video data and environmental data monitoring. This system allows tests performed in the human centrifuge to have more accurate results and to be able to provide greater security for the individual submitted to simulated hypergravity. / Os estudos recentes mostram que em voos aeroespaciais os tripulantes sofrem com os efeitos fisiol?gicos resultantes da for?a gravitacional. Para demonstrar os efeitos causados por essa for?a, s?o utilizadas centr?fugas humana. Com o objetivo de monitorar e controlar os dados emitidos por uma centr?fuga humana ? proposto o desenvolvimento de um sistema de mensura??o e aquisi??o de seus dados. A centr?fuga utilizada no projeto foi desenvolvida recentemente no Centro de Microgravidade PUCRS com um or?amento de baixo custo, possuindo boa mobilidade comparada a outros modelos convencionais de centr?fugas. O sistema proposto para controla-la ? dividido em quatro etapas de aquisi??o de dados: capta??o, transmiss?o, exibi??o e armazenamento. As etapas de capta??o e transmiss?o s?o realizadas atrav?s de placas desenvolvidas no projeto e software de transmiss?o. J? as outras duas etapas s?o realizadas apenas por software. Cada uma delas compreende: controle dos dados fisiol?gicos, de dados gerados pela centr?fuga, de dados de v?deo e o controle dos dados do ambiente. Esse sistema permite que os testes realizados na centr?fuga humana tenham resultados mais precisos e ofere?am uma maior seguran?a para o indiv?duo submetido ? hipergravidade, atrav?s do controle eficaz de seus dados fisiol?gicos.