Richard Feynman: 4 passos para aprender tudo que você quiser.

Richard Feynman (1918-1988), ganhador do Prêmio Nobel de Física em 1965, garantia que existe uma tática simples que ajuda a entender qualquer tema. O próprio Feynman sempre foi reconhecido por essa característica entre os colegas: ele tinha muito talento para transformar explicações de coisas muito complexas em algo simples e fácil de entender. E seu entusiasmo para explicar os conceitos mais difíceis costumava contagiar quem estava por perto.




Richard Feynman dançando com sua mulher depois de receber o NobelDireito de imagemGETTY
Image captionRichard Feynman dançando com sua mulher depois de receber o Nobel

O que Feynman defende em sua técnica é que existem dois tipos de sabedoria: a que é focada em saber apenas o nome de algo e a que é focada em de fato saber algo. A receita para a real aprendizagem, segundo ele, é a última - e pode ser aplicada observando os quatro passos a seguir:

1) Escolha um conceito

Qualquer um que preferir. Pode ser um de macroeconomia, economia doméstica ou qualquer coisa que vier a cabeça. Seja química ou culinária, ou primeiro uma e depois a outra. E anote o conceito - o mais importante aí é desenvolver o raciocínio.

2) Escreva-o como se estivesse ensinando uma criança

Redija, então, tudo o sabe sobre esse conceito. Mas atenção: você precisa fazer isso da maneira mais simples possível. Escreva como se estivesse explicando para uma criança - ainda que isso pareça absurdo e desnecessário, é um passo muito importante. Assegure-se de que, do início ao fim, você esteja usando uma linguagem bem simples. Além disso, evite jargões e expressões prontas que partam do pressuposto de que você já sabe o conceito delas. Explique cada detalhe de tudo e não caia na tentação de omitir algo que, na sua visão, está subentendido.

3) Volte no tema e pesquise sobre ele

No passo anterior, provavelmente você encontrou lacunas no seu conhecimento. Coisas que você esqueceu e que não conseguiu explicar. E esse é o momento em que você começa realmente a aprender. Volte à fonte de informações sobre esse tema e pesquise o que ainda falta entender. E, quando você achar que cada subtema está claro, tente escrever no papel a explicação para ele de uma maneira que até uma criança entenderia. Quando você se sentir satisfeito e estiver compreendendo tudo o que antes estava confuso, volte à redação original e continue escrevendo as explicações nela.

4) Revise e simplifique ainda mais

Depois de passar por todas essas etapas, revise o que escreveu e simplifique. Certifique-se novamente de que não usou nenhum jargão associado com o tema que está te intrigando. Leia tudo em voz alta. Preste atenção para perceber se está tudo exposto da maneira mais clara possível. Se a explicação não for simples ou se soar confusa, interprete isso como um sinal de que você não está entendendo algo. Crie analogias para explicar o conceito, porque isso ajuda a esclarecer tudo na sua cabeça e é a prova de que você está realmente dominando aquele tema.

Fonte: http://www.bbc.com [com adaptações].

"Mais um dia se passou e não usei isso pra nada". Será mesmo!?

A imagem abaixo vem circulando nas redes sociais com a [despretensiosa] conclusão de que vivemos sem a necessidade da fórmula que calcula o DELTA [variação] da equação quadrática.  A frase "mais um dia se passou e não usei isso pra nada" me despertou uma dúvida. Foi a dúvida se a conclusão é mesmo despretensiosa [que me fez recorrer à história da Matemática] visando relembrar o quanto é importante a Ciência Matemática, o desenvolvimento e a aplicação de suas fórmulas.

A história da Matemática é uma importante área de estudos para o estudante de Matemática, pois, por meio dela, pode-se compreender a origem das ideias que deram forma à nossa cultura, ao conhecimento atual, aos problemas e em que circunstâncias eles se desenvolveram. Infelizmente a história da Matemática não é disseminada entre os estudantes desde os primeiros anos de estudo. Esse desconhecimento contribui para a aversão que muitas pessoas desenvolvem ao longo dos anos se afastando das disciplinas das ciências exatas.
De acordo com Boyer [1974], o conceito de equação quadrática estudado no ensino fundamental tem sua origem na antiguidade. Encontram-se registros de matemáticos do Egito, da antiga Babilônia, da Grécia, da Índia, da Arábia e da Europa Medieval sobre problemas referentes a esse tema. Apesar da ênfase no enfoque puramente algébrico e simbólico destacados na solução de uma equação quadrática no ensino atual, suas origens revelam um grande conhecimento de técnicas geométricas. 

Erroneamente, na década de 1960, a literatura matemática no Brasil atribuiu à Bháskara, [um matemático indiano do século X], a descoberta da famosa fórmula para determinar raízes de uma equação de segundo grauSegundo Boyer [1974] os babilônios foram os primeiros a resolver equações quadráticas, por volta de 4000 anos a.C.. No Museu Britânico encontram-se algumas tábuas babilônicas feitas de argila onde estão escritos 36 problemas sobre construção, onde alguns deles abordam as primeiras tentativas da solução de uma equação do segundo grau. ROONEY [2012].

Muitos matemáticos durante os séculos seguintes contribuíram para a formulação de uma solução geral do problema das equações quadráticas, mas foi só no século XIV que o matemático François Viète introduziu uma escrita algébrica padronizada que permitisse identificar as variáveis de um problema, principalmente em construções geométricas. A escrita algébrica foi de suma importância para a solução de equações, pois antes do conceito que nos permitiu nomear variáveis, o problema era enunciado e solucionado por meio de palavras. 

As funções quadráticas possuem várias aplicações no cotidiano, principalmente em situações relacionadas: 
  • à Física envolvendo movimento uniformemente variado, lançamento oblíquo, etc.; 
  • na Biologia, estudando o processo de fotossíntese das plantas; 
  • na Administração e Contabilidade relacionando as funções custo, receita e lucro; 
  • e nas Engenharias onde está presente nas diversas aplicações.

Referências:

BOYER, Carl. B. História da matemática. Tradução do inglês para o português de Elza Gomide. São Paulo: Edgard Blucher Ltda, 1974.

ROONEY, Anne. A História da Matemática. São Paulo: Editora M. Books, 2012.

SILVA, Marcos Noé Pedro da. "Função de 2º Grau"; Brasil Escola. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/matematica/funcao-segundo-grau.htm>. Acesso em 09 de maio de 2018.

LESSA, José Roberto. "Fórmula de Bháskara"; Infoescola. Disponível em:  <https://www.infoescola.com/matematica/formula-de-bhaskara>. Acesso em 09 de maio de 2018.

Ligas de alumínio com força comparável aos aços inoxidáveis vão revolucionar as indústrias automobilística e aeroespacial.


Depois de alcançar os extremos em termos de densidade - um alumínio superdenso e outro alumínio tão leve que flutua na água - agora os metalurgistas obtiveram uma liga de alumínio tão forte que rivaliza com a resistência do aço inoxidável.
"Ligas de alumínio leves e de alta resistência, com força comparável aos aços inoxidáveis, vão revolucionar as indústrias automobilística e aeroespacial," disse o professor Xinghang Zhang, da Universidade Purdue, nos EUA.
Normalmente as ligas de alumínio são leves e macias - em termos metálicos - e apresentam uma resistência mecânica baixa. Mas a equipe de Zhang descobriu duas técnicas capazes de alterar a microestrutura do alumínio para conferir-lhe maior resistência e ductilidade.
Alumínio superforte pode superar aço inoxidável
O alumínio foi alterado em nanoescala, nas fronteiras entre os grãos do cristal - uma operação que ocorre, basicamente, em nível atômico. 
[Imagem: Sichuang Xue et al. - 10.1038/s41467-017-01729-4]

O novo alumínio de alta resistência tornou-se possível pela introdução de "falhas de empilhamento", que são distorções na estrutura do cristal - e essas distorções influenciam fortemente as características mecânicas dos metais e ligas.
A rede cristalina de um metal é constituída por sequências repetitivas de camadas atômicas. Se faltar uma camada, diz-se que há uma falha de empilhamento. Além disso, podem ocorrer as chamadas "fronteiras gêmeas", consistindo em duas camadas de falhas de empilhamento.
Embora sejam fáceis de serem produzidas em metais como cobre e prata, essas distorções são difíceis de serem introduzidas no alumínio devido à sua alta "energia de falha de empilhamento". A equipe apostou então em um tipo específico de falha de empilhamento, chamada de fase 9R.
"Você precisa introduzir nanofronteiras gêmeas e fases 9R no alumínio nanogranulado para aumentar a força e a ductilidade e melhorar a estabilidade térmica," disse o professor Zhang.
E foi exatamente isto o que ele e sua equipe descobriram como fazer - e de duas maneiras diferentes.
Pulverização com metal
A primeira técnica consiste na indução de fases 9R no alumínio - simples ou gêmeas - por choque, o que foi feita bombardeando filmes de alumínio ultrafinos com microprojéteis minúsculos de dióxido de silício.
Na segunda técnica, a fase 9R e as fronteiras gêmeas foram induzidas no alumínio não por choque, mas pela introdução de átomos de ferro na estrutura do cristal de alumínio através de um processo chamado pulverização magnetrônica, ou pulverização catódica.
Esta última abordagem é particularmente promissora porque, como o ferro também pode ser introduzido no alumínio usando outras técnicas, como a fundição, ela poderá ser ampliada do laboratório para aplicações industriais.
"Estes resultados mostram como fabricar ligas de alumínio que são comparáveis, ou mesmo mais resistentes, do que os aços inoxidáveis. Há um grande potencial de impacto comercial nesta descoberta," finalizou Zhang.

Bibliografia:

High-Strength Nanotwinned Al Alloys with 9R Phase
Qiang Li, Sichuang Xue, Jian Wang, Shuai Shao, Anthony H. Kwong, Adenike Giwa, Zhe Fan, Yue Liu, Zhimin Qi, Jie Ding, Han Wang, Julia R. Greer, Haiyan Wang, Xinghang Zhang
Advanced Materials
Vol.: 8, Article number: 1653
DOI: 10.1002/adma.201704629

High-velocity projectile impact induced 9R phase in ultrafine-grained aluminium
Sichuang Xue, Zhe Fan, Olawale B. Lawal, Ramathasan Thevamaran, Qiang Li, Yue Liu, K. Y. Yu, Jian Wang, Edwin L. Thomas, Haiyan Wang, Xinghang Zhang
Nature Communications
DOI: 10.1038/s41467-017-01729-4
SITE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. Alumínio superforte pode superar aço inoxidável. 30/01/2018. Online. Disponível em www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=aluminio-superforte-superar-aco-inoxidavel. Capturado em 07/05/2018.

Redução da turbulência dentro da tubulação reduz 95% da energia do bombeamento

No que promete se tornar uma nova revolução para as indústrias química e petrolífera, além do bombeamento de água para uso urbano, Jakob Kühnen e Baofang Song, do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria, descobriram como domar a turbulência de fluidos circulando dentro de tubos.
Até agora, os cientistas sempre assumiram que, uma vez que um fluxo de líquido em um duto se torna turbulento, a turbulência persistirá por todo o trajeto - em outras palavras, a suposição era a de que a turbulência é estável.

Turbulência domada dentro de canos reduz 95% da energia do bombeamento
O fluido tipicamente turbulento (em cima) em comparação com o fluxo laminar obtido pela equipe (embaixo).[Imagem: Jakob Kühnen]

Em seus experimentos, eles conseguiram desestabilizar a turbulência, fazendo com que o fluxo retornasse a um estado laminar, este sim, persistente.
A turbulência de um fluido em um duto exige que muito mais energia seja aplicada no bombeamento. Pelos cálculos da equipe, a eliminação da turbulência pode economizar 95% da energia requerida para bombear o fluido pelo duto - e estima-se que o bombeamento de água, gás natural e combustíveis responda por cerca de 10% do consumo global de eletricidade.
Fluxo laminar
Em vez de tentar reduzir localmente os níveis de turbulência dentro dos canos, como se faz hoje, a equipe austríaca atuou sobre ela para desestabilizá-la, o que acabou por gerar um fluxo laminar, eliminando os vórtices e movimentos caóticos do líquido - em um fluxo laminar, o fluido se movimenta em camadas paralelas que não se misturam.
O segredo está no perfil de velocidade, isto é, na variação da velocidade do fluxo quando ele é observado em diferentes posições ao longo da seção do tubo: O fluxo é mais rápido no meio do cano e bem mais lento próximo às paredes do cano.
Colocando rotores que reduzem essa diferença de velocidade entre o centro e as bordas, a equipe obteve um perfil mais "plano" da velocidade. Para esses perfis de fluxo, os processos que sustentam e criam redemoinhos turbulentos falham, e o fluido retorna gradualmente ao movimento laminar suave, permanecendo laminar até chegar ao fim do tubo.
A equipe descobriu ainda duas outras maneiras de obter o perfil plano de velocidade: Injetar líquido a partir da parede do cano e movimentar o próprio cano.
"Nas simulações computacionais testamos o impacto do perfil plano de velocidade para números de Reynolds até 100.000, e funcionou absolutamente em todos os casos. O próximo passo agora será fazer com que funcione também nos experimentos em altas velocidades," disse o professor Björn Hof, coordenador da equipe.

Bibliografia:

Destabilizing turbulence in pipe flow
Jakob Kühnen, Baofang Song, Davide Scarselli, Nazmi Burak Budanur, Michael Riedl, Ashley P. Willis, Marc Avila, Björn Hof
Nature Physics
DOI: 10.1038/s41567-017-0018-3
SITE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA. Turbulência domada dentro de canos reduz 95% da energia do bombeamento. 24/01/2018. Online. Disponível em www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=turbulencia-domada-dentro-canos-reduz-95-energia-bombeamento. Capturado em 07/05/2018. 

Navio com vela rotativa entra em testes

Existem projetos de navios a vela que tornam os cargueiros marítimos modernos bem parecidos com seus similares antes do advento do vapor, mas existem também designs que tornam o navio inteiro uma enorme vela.
O estaleiro finlandês Norsepower queria algo mais imediato, que tornasse possível dotar os navios atuais, que já estão navegando, de uma fonte adicional de impulso que lhes permita economizar combustível.


Navio com vela rotativa
O teste está sendo feito com apenas uma vela rotativa, mas um cargueiro pode facilmente acomodar seis delas. [Imagem: RotorDEMO]

A solução encontrada é uma vela rotativa, uma versão modernizada de um rotor Flettner, inventado pelo engenheiro alemão Anton Flettner há cerca de 100 anos.
A vela rotativa baseia-se no efeito Magnus, pelo qual o vento que passa por um cilindro giratório move o ar mais rapidamente de um lado do que de outro, o que resulta em um empuxo a 90º da direção do vento - o efeito Magnus já foi usado para projetar bolas de futebol e um sistema de geração de eletricidade usando balões.
Navio com vela rotativa
O rotor Flettner tira proveito do efeito Magnus. [Imagem: RotorDEMO]

A disponibilidade de materiais compósitos de última geração permitiu construir a vela rotativa de 24 metros com a resistência necessária, mas também com um peso que permite sua instalação rápida em navios já operacionais usando guindastes comuns.
A primeira vela rotativa foi instalada no navio M/S Viking Grace, que deverá ter uma redução no consumo de combustível de até 30% e redução de emissões de carbono de 900 toneladas por ano, dependendo da rota - durante os testes ele está fazendo o trajeto entre Turku, na Finlândia, e Estocolmo, na Suécia.
Os testes deverão durar até o final deste ano. Se as previsões de economia se confirmarem, o estaleiro estima que a vela rotativa poderá ser instalada em até 20.000 navios atualmente em circulação.

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