Pressão e coeficientes dinâmicos do vento: uma perspectiva da Equação de Bernoulli para STEAM

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Silva, Ricardo Iaras da lattes
Orientador(a): Silva, Geci José Pereira da lattes
Banca de defesa: Silva, Geci José Pereira Da, Gomes, Alacyr José, Elias, Luciana Aparecida
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
dARK ID: ark:/38995/001300000zw8p
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Goiás
Programa de Pós-Graduação: PROFMAT - Programa de Pós-graduação em Matemática em Rede Nacional - Sociedade Brasileira de Matemática (IME)
Departamento: Instituto de Matemática e Estatística - IME (RMG)
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/14234
Resumo: This dissertation aims to analyze the feasibility of using pressure and dynamic wind coefficients in Basic Education, modeled from the perspective of the Bernoulli Equation, in the context of STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts and Mathematics). In this sense, the study seeks to transcend the approach restricted to higher education, using proposals for activities based on the application of the quadratic function, common in potential educational instruments, accessible at the suggested level. Based on official documents, current technical standards, concepts of energy conservation and the Bernoulli Equation, we seek to use experiences derived from everyday life and Engineering, with a focus on adaptation for applications in Elementary and Secondary Education. We will begin the analysis of educational parameters and the cosmogony of wind, linked to civilizations and the evolution of Science, with mathematical and technological support for applications based on the technical standard NBR 6123:2023 Forces due to wind in buildings. Next, we will address the causes and consequences of accidents resulting from lack of knowledge related to the origin, speed and dynamic pressure of the wind. Next, we will carry out an analysis of the official documents that govern data on accidents caused by wind in Brazil. In this context, we propose that an exploratory approach to the topic, even in Basic Education, can contribute to reducing accident rates and losses resulting from inexperience on the subject. Therefore, we seek to demonstrate that wind has great potential for mathematical modeling within the scope of STEAM, integrating areas and concepts that can enrich learning.
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In this sense, the study seeks to transcend the approach restricted to higher education, using proposals for activities based on the application of the quadratic function, common in potential educational instruments, accessible at the suggested level. Based on official documents, current technical standards, concepts of energy conservation and the Bernoulli Equation, we seek to use experiences derived from everyday life and Engineering, with a focus on adaptation for applications in Elementary and Secondary Education. We will begin the analysis of educational parameters and the cosmogony of wind, linked to civilizations and the evolution of Science, with mathematical and technological support for applications based on the technical standard NBR 6123:2023 Forces due to wind in buildings. Next, we will address the causes and consequences of accidents resulting from lack of knowledge related to the origin, speed and dynamic pressure of the wind. Next, we will carry out an analysis of the official documents that govern data on accidents caused by wind in Brazil. In this context, we propose that an exploratory approach to the topic, even in Basic Education, can contribute to reducing accident rates and losses resulting from inexperience on the subject. Therefore, we seek to demonstrate that wind has great potential for mathematical modeling within the scope of STEAM, integrating areas and concepts that can enrich learning.Esta dissertação tem por objetivo analisar a viabilidade do uso na Educação Básica da pressão e coeficientes dinâmicos do vento, modelados sob a perspectiva da Equação de Bernoulli, no contexto do STEAM (Science, Technology, Engineering, Arts and Mathematics). Nesse sentido, o estudo busca transcender a abordagem restrita ao ensino superior, utilizando propostas de atividades pautadas na aplicação da função quadrática, comum em instrumentos educacionais potenciais, acessível ao nível sugerido. Baseando-se em documentos oficiais, normas técnicas vigentes, nas concepções de conservação de energia e na Equação de Bernoulli, buscamos utilizar as experiências derivadas do cotidiano e das Engenharias, com enfoque na adaptação para aplicações no Ensino Fundamental e Médio. Iniciaremos a análise dos parâmetros educacionais e da cosmogonia do vento, vinculada às civilizações e à evolução da Ciência, com respaldo matemático e tecnológico das aplicações pautadas na norma técnica NBR 6123:2023 Forças devidas ao vento em edificações. Em seguida, abordaremos as causas e consequências de acidentes decorrentes do desconhecimento relacionado à origem, velocidade e pressão dinâmica do vento. Na sequência, realizaremos uma análise dos documentos oficiais que regem os dados dos acidentes causados pelo vento no Brasil. Neste contexto, propomos que uma abordagem exploratória do tema, ainda na Educação básica, pode contribuir para a redução dos índices de acidentes e prejuízos resultantes da inexperiência sobre o assunto. Portanto, buscamos demonstrar que o vento possui um grande potencial para a modelagem matemática no âmbito do STEAM, integrando áreas e conceitos, que podem enriquecer o aprendizado.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESUniversidade Federal de GoiásPROFMAT - Programa de Pós-graduação em Matemática em Rede Nacional - Sociedade Brasileira de Matemática (IME)UFGBrasilInstituto de Matemática e Estatística - IME (RMG)http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessSTEAMModelagemVentoBernoulliNBR 6123:2023Função quadráticaSTEAMModelingWindBernoulliNBR 6123:2023Quadratic functionCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::GEOMETRIA E TOPOLOGIA::SISTEMAS DINAMICOSPressão e coeficientes dinâmicos do vento: uma perspectiva da Equação de Bernoulli para STEAMPressure and wind dynamic coefficients: a Bernoulli Equation perspective for STEAMinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFGinstname:Universidade Federal de Goiás (UFG)instacron:UFGLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/216c79bb-424f-48e5-ac3b-7624586b3259/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/d6b6b077-2500-4e2a-bf20-e89dccff424d/download4460e5956bc1d1639be9ae6146a50347MD52ORIGINALDissertação - Ricardo Iaras da Silva - 2025.pdfDissertação - Ricardo Iaras da Silva - 2025.pdfapplication/pdf8553683http://repositorio.bc.ufg.br/tede/bitstreams/11539c28-c8bb-4d14-9b07-686b1d34e8df/downloade5611e78c33a9f2c7ebbcac202a659c7MD53tede/142342025-05-08 08:19:31.83http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/Acesso Abertoopen.accessoai:repositorio.bc.ufg.br:tede/14234http://repositorio.bc.ufg.br/tedeRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.bc.ufg.br/tedeserver/oai/requestgrt.bc@ufg.bropendoar:oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/12342025-05-08T11:19:31Repositório Institucional da UFG - Universidade Federal de Goiás (UFG)falseTk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=
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