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Resumo É descrita a construção e exploração de um dispositivo didático simples, destinado à detecção de gotas de água (chuva), a partir da reflexão interna total da luz. O dispositivo é de construção simples, baixo custo, e pode ser empregado mesmo em ambientes com grande número de alunos.

This work describes, systematically, the construction of a spectrometer based on readily available materials and easy handling. The physics involved, wave optics, is historically contextualized briefly; the principle of Huygens is also presented. Next, the construction of the spectrometer is detailed; the images of some emission spectra are presented. Finally, some of the possible exploitations are suggested; and the conclusion points to two aspects in particular. At first, the construction of the device can give occasion for a motivating theoretical and practical activity. The second aspect highlights the potential of the research activity, including emission and absorption spectra that opens to students, thereby providing great motivating learning environments. Esse trabalho descreve, passo a passo, a construção de um espectrômetro, com base em materiais de fácil obtenção e manipulação. A física envolvida, a óptica ondulatória, é contextualiza historicamente de forma breve; o princípio de Huygens é apresentado também resumidamente. A seguir, a construção do espectrômetro é detalhada e as imagens de alguns espectros de emissão são apresentadas. Por fim, algumas dentre as muitas explorações possíveis são sugeridas e a conclusão aponta para dois aspectos em especial. No primeiro, a construção do dispositivo pode dar ocasião a uma atividade teórico-prática motivadora. O segundo aspecto destaca o potencial de investigação de espectros, tanto de emissão quanto de absorção que se abre para os estudantes, propiciando assim ambientes de aprendizagem de grande potencial motivador.

Nos textos de ensino e divulgação de astronomia que abordam a determinação de distâncias estelares, encontra-se que o ângulo de paralaxe é o menor ângulo do triângulo retângulo formado pelo raio da órbita da Terra e as semirretas que vão de suas extremidades até uma estrela próxima, da qual se quer medir a distância. O problema didático do qual trata esse texto é então o que segue: apesar da recorrente informação sobre a “mudança de posição” da estrela próxima em relação às estrelas de fundo, na medida em que a Terra se move em volta do Sol, não há nos textos de divulgação consultados, indicações claras de como esse ângulo é medido. Sugerem-se então duas abordagens para tratar desse problema: a primeira é uma atividade essencialmente geométrica, a ser desenvolvida pelos estudantes no ambiente de sala de aula. A segunda diz respeito a uma atividade de campo envolvendo fotografias, na qual a distância a objetos terrestres é determinada por paralaxe. Nas considerações finais, os autores argumentam que se trata de um problema didático, e que portanto deve ser tratado nesse âmbito. In the school texts of astronomy, we find that the angle of parallax is the smallest angle of the right-angled triangle formed by the Earth's orbit radius and the lines that go from its ends to a nearby star, from which one wants to measure distance. The didactic problem addressed by this text is as follows: despite the recurrent information about the ”shifting” of the near star relative to the background stars, as the Earth moves around the Sun, there is no clear indication of how this angle is measured in the sources consulted. Two approaches are suggested to address this problem: the first is an essentially geometric activity, to be developed by the students in the classroom environment. The second concerns a field photographic activity, in which the distance to terrestrial objects is determined by parallax. In the final considerations, the authors argue that this is a didactic problem, and that it must therefore be dealt with in this context.

É apresentado um procedimento experimental, de custo reduzido, no qual a ebulição da água à temperatura ambiente é evidenciada. Este procedimento envolve a introdução de água no interior de uma lâmpada fluorescente fora de uso, por meio de técnicas já descritas na literatura, e retomadas neste trabalho. Além da observação da ebulição à temperatura ambiente, a determinação da pressão interna de lâmpadas fluorescentes pode ser obtida experimentalmente de maneira consistente, através do uso de água de torneira posta previamente em ebulição, o que leva à eliminação das impurezas gasosas nela dissolvidas; é sugerida também uma técnica para tornar mais acurada a determinação do volume livre de água da lâmpada. Alguns cuidados para reduzir a níveis mínimos a contaminação por ocasião da execução deste procedimento em ambiente escolar são descritos.

O presente trabalho tem como objetivo principal a construção de um modelo que permita identificar o movimento aparente do Sol (MAS), bem como estimar o intervalo de tempo em que este fica acima do horizonte ("dia claro"), em qualquer lugar do planeta e em qualquer época do ano. Inicialmente é feita uma breve reflexão acerca da gênese da astronomia e de alguns de seus conceitos básicos, a partir dos quais é explanada a construção do modelo. Este consiste basicamente de um cilindro transparente, no qual aparecem as trajetórias do MAS ao longo do ano. A partir do modelo são apresentados alguns exemplos, nos quais é estimada a duração do "dia claro" em diferentes locais do globo terrestre. Esse modelo, além do baixo custo e fácil exequibilidade, possibilita uma boa compreensão do MAS.

Apoiando uma das extremidades de uma haste no chão, e deixando- a cair, junto com uma esfera, colocada inicialmente a uma altura igual à extremidade livre da haste, quem chega com velocidade maior ao solo: a extremidade livre da haste ou a esfera? Neste trabalho são apresentadas diversas soluções, em níveis crescentes de complexidade. Conclui-se que questões como essa podem propiciar o desenvolvimento de atividades investigativas no ambiente da sala de aula e, eventualmente, despertar em alguns estudantes vocações para a carreira tecnológica.

O comprimento da escala, o diâmetro, a tensão e o material de que é feita uma corda de instrumento musical são, via de regra, fornecidos pelos fabricantes, e com esses dados a frequência do harmônico fundamental pode ser facilmente calculada, como é mostrado nesse trabalho. Os resultados, adequados para as cordas de violão (ou guitarra) não encapadas, deixam de sê-lo quando cordas de maior calibre, cuja massa foi aumentada por meio de um enrolamento adicional de fio de bronze ou níquel, são consideradas. O cálculo é então aperfeiçoado para levar em conta esse fator; um modelo desenhado para o laboratório de física é proposto. Os resultados da teorização proposta revelam-se acurados, tanto para as cordas encapadas quanto para o modelo didático proposto. The manufacturers of stings usually supply the scale length, diameter, tension and material of a musical instrumentstring. With these data the fundamental harmonic frequency is easily calculated. The results are accurate for the first three guitar strings, but they are not for the larger diameter ones, in which the mass is increased by an additional winding brass or nickel wire. The calculation is then refined to take into account this factor. A model designed for the physics laboratory is proposed. The results of theorization prove to be accurate, both for strings with additional winding wire as for the proposed didacticmodel.

As afinações abertas em instrumentos musicais envolvem alterações nas frequências de algumas cordas, com uma consequente modificação em suas tensões. De quanto se deve alterar o diâmetro de uma corda de um instrumento musical, de modo que, ao ser afinada acima ou abaixo da frequência prevista originalmente, sua tensão permaneça o mais próxima possível da tensão original da afinação padrão? A resposta a esta questão apresenta interesse para os professores de física, dado que envolve os principais conceitos de mecânica ondulatória. São apresentados os princípios básicos da física ondulatória aplicada às cordas, e por meio deles e dos dados fornecidos pelos fabricantes, conclusões a respeito do diâmetro que as cordas deveriam ter são então estabelecidas. Também é proposta a construção de dois dispositivos para a medida da tensão de cordas, naqueles casos em que tais dados não são fornecidos pelos fabricantes; um dos dispositivos é mais elaborado, enquanto que o outro é bastante simplificado. Tanto os dados fornecidos pelos fabricantes quanto os retirados dos dispositivos propostos podem propiciar um enriquecimento das aulas de física ondulatória. The open tunings of musical instruments involve changes in the frequencies of some strings, with a consequent change in tension. How much should be altered the diameter of a musical instrument string so that, as tuned above or below the pitch originally planned, the tension is kept as close as possible to the original of standard tuning? The answer to this question presents interest to physics teachers, since it involves various concepts of wave mechanics. The basic principles of wave physics applied to the strings are presented. Using these principles and the data given by the manufacturers, conclusions are established about the expected diameter of the strings. It is also proposed the construction of two string tension measuring devices for the occasions in which these data are not supplied by the manufacturers. One of the devices is more elaborate, while the other one is greatly simplified. Both data from the manufacturer and the proposed devices can provide an enrichment of lessons on wave physics.

“Por que o Sol nunca passa pela constelação de Órion?” A resposta a essa pergunta, feita por um aluno, inicia com uma revisão da literatura sobre modelos, em especial aqueles relacionados aos objetos-modelo didáticos. A pergunta é respondida, então, inicialmente, usando um mapa do céu, o qual é, em seguida, transformado em um cilindro, e este, por sua vez, é montado em um dispositivo didático de modo a materializar o movimento aparente da abóbada celeste, em uma latitude escolhida, constituindo-se, assim, em um verdadeiro “mini planetário”. Contudo, para chegar a um nível de resposta que inclua conceitos como o da vertical do lugar, a invariância da orientação do eixo de rotação da Terra, o equador celeste e a eclíptica, fazem-se necessários outros modelos. Por fim, conclui-se que não é apenas um, mas sim um conjunto articulado de modelos que pode levar a uma resposta aceitável à questão proposta.

This work describes the assembly of an electrical device for production and detection of electromagnetic pulses. Initially, we present a brief historical overview of the pioneering experiments using electromagnetic pulses performed by Hertz. The materials needed for assembling the device are described and then some experiments are proposed to show the polarization of the pulses produced. A modification in the receiving device allows the capture of the electromagnetic signal over great distances. Finally, applications of this device in the High School level are discussed. São descritos os detalhes da montagem de um dispositivo elétrico de produção e detecção de pulsos eletromagnéticos. Inicialmente, é apresentado um breve apanhado histórico dos experimentos pioneiros de Hertz com pulsos eletromagnéticos. Em seguida, é descrito o material para a montagem de um dispositivo similar, com materiais atuais e, então, são propostos experimentos que evidenciam a polarização dos pulsos produzidos; também é apresentada uma alteração no dispositivo de recepção do sinal eletromagnético (uma antena) que possibilita a recepção do sinal em distâncias maiores. Finalmente, a aplicação do dispositivo no contexto do ensino médio é discutida.

As forças magnéticas responsáveis pelo movimento do braço de leitura/gravação de um disco rígido de computador (HD) são exploradas a partir de conceitos elementares da física do eletromagnetismo, presentes nos currículos dos terceiros anos da disciplina de Física em Nível Médio. É descrita a confecção de um aparato simples para a visualização e para o estudo das forças magnéticas envolvidas; para isso, a desmontagem do HD e a localização do ímã e do braço de leitura / gravação são devidamente explanadas. Por fim, o movimento do braço é explanado a partir dos conceitos investigados.

What is the field of vision of the objective of a photographic camera? The answer to this question can be given from very simple principles of geometric optics; everything turns around the maximum image size, that is, the dimensions of the CCD or photographic film. As an added bonus, it is possible “to discover” the meaning of the “3 X” in these optical devices (“zoom”) of more popular photographic digital cameras. Qual o campo de visão da objetiva de uma câmara fotográfica? A resposta a esta questão pode ser dada a partir de princípios bastante simples da óptica geométrica. Tudo gira em torno do tamanho da imagem, ou seja, as dimensões do CCD ou filme fotográfico. Como dividendo adicional, é possível “descobrir” o que significa o “3 X” presente nos dispositivos ópticos das câmaras fotográficas digitais mais populares.

Este trabalho descreve a informatização de um experimento tradicional envolvendo a medida de coeficientes de atrito. A montagem experimental aqui sugerida é destinada ao ensino de física a nível médio. Nela, as forças de atrito cinético e estático, para um par de superfícies, são obtidas em tempo real quando um corpo é levado do repouso ao movimento. A relação entre a força de atrito e a força normal também é apresentada. Os dados são adquiridos por um sensor de força e um sensor de posição acoplados a uma interface conectada a um computador. Os gráficos da força de atrito em função do tempo são obtidos em tempo real. This paper describes the computer handling of a traditional experiment involving the measure of friction coeficients. The experimental setup suggested here is intended to physics teaching at high school level. The forces of kinetic and static friction, for a pair of surfaces, are obtained in real time, when a body is taken from the rest to movement. The relationship between the friction force and the normal force is also presented. The data are obtained through a force sensor and a position sensor, coupled to an interface connected to a computer. The graphics of the friction force versus time are obtained in real time.

Resumo O que é um modelo? Neste artigo apresentamos alguns aspectos históricos e epistemológicos da noção de modelo desde sua inserção na ciência até a sua concepção mais contemporânea. O cenário é limitado às ciências formais e factuais. Analisando algumas discussões entre filósofos da ciência e cientistas, a respeito das diferentes noções de modelo, partimos do final do século XIX onde aparecem os modelos mecânicos e as analogias em física (1860), passamos pelos modelos em lógica matemática (1920), depois pelos modelos matemáticos, objetos-modelos e seus modelos teóricos (1950) e chegamos à metade final do século XX onde aparecem os modelos computacionais (1980). Percebe-se então que a resposta à pergunta “o que é um modelo?” não pode ser dada de modo universal. Um desenho, um diagrama, um esboço, uma ilustração, um objeto concreto (maquete), uma estrutura matemática (modelo simbólico), um software de computador, uma cópia de alguma coisa (modelo icônico), tudo isso pode ser considerado modelo de algo. Tomados no sentido epistemológico todos podem ser considerados como estruturas concretas ou abstratas que visam de alguma forma representar diferentes aspectos de uma determinada realidade, coisa, fato ou fenômeno.