Constructing the secular architecture of the solar system I: The giant planets

Using numerical simulations, we show that smooth migration of the giant planets through a planetesimal disk leads to an orbital architecture that is inconsistent with the current one: the resulting eccentricities and inclinations of their orbits are too small. The crossing of mutual mean motion resonances by the planets would excite their orbital eccentricities but not their orbital inclinations. Moreover, the amplitudes of the eigenmodes characterising the current secular evolution of the eccentricities of Jupiter and Saturn would not be reproduced correctly; only one eigenmode is excited by resonance-crossing. We show that, at the very least, encounters between Saturn and one of the ice giants (Uranus or Neptune) need to have occurred, in order to reproduce the current secular properties of the giant planets, in particular the amplitude of the two strongest eigenmodes in the eccentricities of Jupiter and Saturn.Comment: Astronomy & Astrophysics (2009) in pres

Dynamics of the giant planets of the solar system in the gaseous proto-planetary disk and relationship to the current orbital architecture

We study the orbital evolution of the 4 giant planets of our solar system in a gas disk. Our investigation extends the previous works by Masset and Snellgrove (2001) and Morbidelli and Crida (2007, MC07), which focussed on the dynamics of the Jupiter-Saturn system. The only systems that we found to reach a steady state are those in which the planets are locked in a quadruple mean motion resonance (i.e. each planet is in resonance with its neighbor). In total we found 6 such configurations. For the gas disk parameters found in MC07, these configurations are characterized by a negligible migration rate. After the disappearance of the gas, and in absence of planetesimals, only two of these six configurations (the least compact ones) are stable for a time of hundreds of millions of years or more. The others become unstable on a timescale of a few My. Our preliminary simulations show that, when a planetesimal disk is added beyond the orbit of the outermost planet, the planets can evolve from the most stable of these configurations to their current orbits in a fashion qualitatively similar to that described in Tsiganis et al. (2005).Comment: The Astronomical Journal (17/07/2007) in pres

Origin of the Structure of the Kuiper Belt during a Dynamical Instability in the Orbits of Uranus and Neptune

We explore the origin and orbital evolution of the Kuiper belt in the framework of a recent model of the dynamical evolution of the giant planets, sometimes known as the Nice model. This model is characterized by a short, but violent, instability phase, during which the planets were on large eccentricity orbits. One characteristic of this model is that the proto-planetary disk must have been truncated at roughly 30 to 35 AU so that Neptune would stop migrating at its currently observed location. As a result, the Kuiper belt would have initially been empty. In this paper we present a new dynamical mechanism which can deliver objects from the region interior to ~35 AU to the Kuiper belt without excessive inclination excitation. Assuming that the last encounter with Uranus delivered Neptune onto a low-inclination orbit with a semi-major axis of ~27 AU and an eccentricity of ~0.3, and that subsequently Neptune's eccentricity damped in ~1 My, our simulations reproduce the main observed properties of the Kuiper belt at an unprecedented level

Aquisição eletrônica de dados da pressão estática, temperatura, velocidade do ar e rotação do ventilado utilizando o microcontrolador arduino em uma unidade experimental de piloto de transporte pneumático/ Electronic acquisition of static pressure data, temperature, air speed and ventilate rotation using the arduine microcontroller in an experimental pneumatic transport pilot unit

Este trabalho apresenta uma tecnologia desenvolvida para uma unidade experimental piloto de transporte pneumático no laboratório de Química, no qual ele foi automatizado para fazer as leituras digitais dos sensores de pressão, rotação, velocidade, temperaturas e umidade do ar em uma tela LCD touch screen. É apresentado, como exemplo, os dados coletados utilizando o sólido polietileno do ensaio realizado no mesmo durante os experimentos realizados. O objetivo do piloto é permitir as leituras digitais das pressões estáticas, velocidade, rotação, temperatura e umidade nessa tela LCD touch screen e não mais leituras manuais com uso de escala de 30cm ou 300mm para saber essas pressões estáticas e, com isso, gerar leituras mais precisas e eficientes durante os ensaios no mesmo, obtendo dados mais eficientes e precisos com um tempo de resposta bem mais rápido

Implementação e avaliação de um curso sobre matéria e suas transformações baseado na teoria da Aprendizagem Significativa: uma análise a partir de mapas conceituais

A proposta deste trabalho foi analisar de que maneira alunos, que frequentaram um curso não formal, elaborado com baseado na teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel, elaboram mapas conceituais, e avaliar a contribuição desta ferramenta no processo de aprendizagem dos alunos no referido curso, intitulado “Matéria e suas transformações”. Como instrumento complementar a avaliação, os alunos responderam um questionário dissertativo antes e após o curso e elaboraram um texto livre sobre o que haviam aprendido. Os resultados revelaram que a metodologia empregada facilitou o processo de aprendizagem dos conceitos, a qual foi observada pela comparação das respostas obtidas no questionário inicial e final, e pela qualidade e complexidade dos mapas elaborados, os quais, em sua maioria, apresentavam os conceitos fundamentais para o entendimento dos assuntos estudados, seguindo uma diferenciação progressiva e suas proposições expressavam um significado lógico. Tais resultados indicam que aulas com essa vertente devem ser desenvolvidas mesmo que, a princípio, sejam mais trabalhosas para sua elaboração. Os resultados indicam também que o mapa conceitual pode contribuir significativamente no processo de aprendizagem dos alunos, e que há a possibilidade destes o considerarem como uma ferramenta que pode os auxiliar durante a aprendizagem e não como mais um instrumento de avaliação

Geração de biogás a partir da biomassa do malte da fabricação de cervejas artesanais / Biogas generation from the biomass of craft beer malt

A digestão anaeróbia ou biodigestão de materiais orgânicos é um processo em que a matéria orgânica complexa é degradada a compostos mais simples na ausência de oxigênio, sendo uma maneira eficiente de tratar quantidades consideráveis de resíduos. O gás proveniente desse processo é chamado de biogás, sendo constituído principalmente por metano (CH4). O objetivo deste estudo foi analisar parâmetros que influenciam a produção de CH4 a partir da biomassa do resíduo de malte, a fim de analisar a viabilidade de sua aplicação em alternativas sustentáveis. Para o desenvolvimento do estudo utilizou-se o esterco bovino obtido de ruminantes da zona rural como inóculo e principal fonte de arqueas produtoras de metano, esta fonte de esterco foi priorizada por não ser utilizado antibiótico na ração destes animais. Foram analisados dois parâmetros no experimento sendo a concentração de malte e inóculo. A variação nas proporções dos parâmetros foi obtida por análise estatística sendo realizado um planejamento fatorial, logo, o modelo estatístico gerou proporções para análise de onze experimentos. O sistema desenvolvido para cada experimento consistiu de um biodigestor, um recipiente preenchido por NaOH 0,1M e uma proveta de coleta. Ao final do experimento, observou-se que os biodigestores que obtiveram maior eficiência na produção de biogás foram aqueles que continham a maior concentração de inóculo, isto é, esterco bovino. Dessa forma, a geração de biogás proveniente da matéria orgânica residual de um processo industrial é uma alternativa sustentável para a reutilização do bagaço de malte para obtenção de um gás de alto valor agregado.