BIA - IFPI Campus Teresina Central Licenciatura Licenciatura em Física - Teresina Central
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: O ensino de Física em contextos : compreendendo o fenômeno da ressonância a partir de um modelo para o oscilador amortecido e forçado
Autor: Sá, Maximiliano Freitas de
Orientador(a): Duarte, José Ricardo Rodrigues
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Rodrigues, José da Silva
Resumo: O trabalho investigou o fenômeno da ressonância, que é um fenômeno dentre vários fenômenos naturais. Descrevendo por um modelo para o oscilador amortecido e forçado que reproduza dentro dos limites aceitáveis as características essenciais em razão destes fenômenos que surgem com certa frequência no ensino de Física, o fenômeno da ressonância pode ser estudado a partir de contextos no ensino de Física, por exemplo, ao fazer uma taça de vidro vibrar intensamente, podendo quebrar, quando submetida a uma onda sonora de frequência específica, ou quando um aparelho de microondas funciona, fornecendo energia para o aumento da vibração das moléculas de um alimento. Neste trabalho, investigamos o fenômeno da ressonância em contextos para o ensino de Física através do modelo mecânico para o oscilador amortecido e forçado em seu regime de subamortecimento que é o único que possui os parâmetros ligados à ressonância. Para tanto, abordamos a resolução da equação diferencial que rege a dinâmica do modelo tanto de forma analítica quanto numérica, a fim de bem caracterizarmos o fenômeno através de seu aumento de amplitude ou através de seu fator de amplificação ou fator de qualidade Q. Assim, o fenômeno da ressonância surge em vários outros contextos no ensino de Física, justificando-se sua importância e sua abordagem didática. Com este modelo básico podemos caracterizar e compreender a ressonância contribuindo para o ensino-aprendizagem, por meio do incentivo à analogia entre as grandezas mecânicas do modelo e as grandezas de interesse nas demais situações.
Abstract: The work investigated the phenomenon of resonance, which is one phenomenon among several natural phenomena. Describing a model for the damped and forced oscillator that reproduces, within acceptable limits, the essential characteristics due to these phenomena that arise with certain frequency in Physics teaching, the phenomenon of resonance can be studied from contexts in Physics teaching, for example. For example, when making a glass cup vibrate intensely, which can break, when subjected to a sound wave of a specific frequency, or when a microwave device works, providing energy to increase the vibration of food molecules. In this work, we investigate the phenomenon of resonance in contexts for teaching Physics through the mechanical model for the damped and forced oscillator in its underdamping regime, which is the only one that has the parameters linked to resonance. To this end, we approach the resolution of the differential equation that governs the dynamics of the model both analytically and numerically, in order to better characterize the phenomenon through its increase in amplitude or through its amplification factor or quality factor Q. Thus, the phenomenon of resonance appears in several other contexts in Physics teaching, justifying its importance and its didactic approach. With this basic model we can characterize and understand resonance, contributing to teaching-learning, by encouraging analogies between the mechanical quantities of the model and the quantities of interest in other situations.
Palavras-chave: Modelo mecânico
Equações diferenciais
Cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
metadata.dc.language: por
País: Brasil
Editor: Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí
Sigla: IFPI
Unidade: Campus Teresina Central
Citação: SÁ, Maximiliano Freitas de. O ensino de Física em contextos: compreendendo o fenômeno da ressonância a partir de um modelo para o oscilador amortecido e forçado. Orientador: José Ricardo Rodrigues Duarte. 2023. 109 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Licenciatura em Física) - Instituto Federal do Piauí, Campus Teresina Central, Teresina, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://bia.ifpi.edu.br/jspui/handle/123456789/2668
Data do documento: 2023
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