Uma alternativa para ensinar e aprender um processo de difusão simples usando animações no Algodoo

Autores

  • Samir Lacerda da Silva Instituto Federal do Espírito Santo, Campus Vitória http://orcid.org/0000-0003-2134-4809
  • Judismar Tadeu Guaitolini Junior Instituto Federal do Espírito Santo, Campus Vitória
  • Rodrigo Lacerda da Silva Instituto Federal Fluminense, Campus Bom Jesus do Itabapoana
  • Emilson Ribeiro Viana Universidade Tecnológica Federal do Paraná
  • Fábio F Leal Instituto Federal Fluminense, Campus Campos Centro

DOI:

https://doi.org/10.5007/2175-7941.2016v33n2p717

Palavras-chave:

Movimento Browniano, Caminhada Aleatória, Coeficiente de Difusão, Animação, Algodoo, Ensino de Física

Resumo

Nesse trabalho, foram feitas animações no software livre Algodoo que descrevem a trajetória de uma caminhada aleatória a fim de apoiar o ensino dos conceitos de movimento Browniano. A caminhada aleatória foi modelada considerando a colisão elástica entre as partículas em suspensão num fluido. A intensidade das velocidades das partículas em nossas simulações foi definida em uma faixa arbitrária e uma orientação distribuída aleatoriamente. Usando dois métodos, o histograma de distribuição de deslocamentos e o deslocamento quadrático médio, foi possível medir o coeficiente de difusão para quatro sistemas diferentes, e determinar as regiões onde o sistema apresenta o regime balístico ou o difusivo. O regime balístico foi observado graficamente quando o deslocamento quadrático médio tem uma dependência parabólica com o tempo, diferente do típico regime difusivo, onde o deslocamento quadrático médio tem uma dependência linear. A estratégia didática é combinara descrição matemática do movimento Browniano usando as animações com Algodoo, auxiliando os processos de ensino e aprendizagem.

Biografia do Autor

Samir Lacerda da Silva, Instituto Federal do Espírito Santo, Campus Vitória

Coordenadoria de Física.

 

Judismar Tadeu Guaitolini Junior, Instituto Federal do Espírito Santo, Campus Vitória

Coordenadoria de Física

Rodrigo Lacerda da Silva, Instituto Federal Fluminense, Campus Bom Jesus do Itabapoana

Coordenadoria de Física

Emilson Ribeiro Viana, Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Departamento de Física

Fábio F Leal, Instituto Federal Fluminense, Campus Campos Centro

Ciências da Natureza

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Publicado

2016-09-08

Edição

Seção

Objetos de Aprendizagem, Recursos Digitais e Virtuais sobre o Ensino de Física