Rafael de Sousa Dutra

Pós-doutorado

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Orientou

Produções bibliográficas

• Dutra, R. S. ; SANTOS, D. S. ; BISPO, P. A. B. ; VIANA JUNIOR, D. A. S. ; OLIVEIRA, M. B. ; PEREIRA, L. O. . Ensinando colisões inelásticas por analogia com um sistema massa-mola. REVISTA BRASILEIRA DE ENSINO DE FÍSICA (ONLINE) , v. 48, p. 1-8, 2026.

• SOUZA, P V S ; DUTRA, R S ; LORETTI DOS SANTOS, M A ; DOS SANTOS, A M . Complex systems for high school physics: synchronization using low-cost experiments and the Kuramoto model. PHYSICS EDUCATION (BRISTOL. PRINT) , v. 61, p. 025006, 2026.

• DUTRA, RAFAEL S. ; PINHEIRO, FELIPE A. ; ETHER, DINEY S. ; GENET, CYRIAQUE ; VIANA, NATHAN B. ; MAIA NETO, PAULO A. . Circular Dichroism without Absorption in Isolated Chiral Dielectric Mie Particles. ACS Photonics , v. 13, p. 949-957, 2026.

• SOUZA, PAULO VICTOR SANTOS ; SILVA, LAYLA VIEIRA ; DUTRA, RAFAEL DE SOUSA ; MONTEIRO, FÁBIO FERREIRA . Scientific literacy through an inquiry-based multimodal teaching: outcomes from a classroom study. Frontiers In Education , v. 11, p. 1-8, 2026.

• DE ANDRADE BUENO, K C ; DUTRA, R S ; DO PRADO CAMPOS, G A ; ANDRADE DA ROCHA, J G ; RIBEIRO, L C . Contact loss on curvilinear surfaces: a video analysis study of the normal force. PHYSICS EDUCATION (BRISTOL. PRINT) , v. 61, p. 025036, 2026.

• SOUZA, PAULO VICTOR SANTOS ; SANTOS, MARCELO ALESSANDRO MIRANDA LORETTI DOS ; DUTRA, RAFAEL DE SOUSA ; SANTOS, ANTONIO MARQUES DOS . Sincronização de osciladores no Ensino Médio: uma proposta didática baseada na simulação computacional do modelo de Kuramoto. A Física na Escola (Online) , v. 24, p. e250366, 2026.

• PEREIRA, L. O. ; DOS SANTOS, DANILO SORIANO ; ASSUMPCAO, A. B. R. S. ; FERREIRA, D. S. ; FREITAS, R. P. ; GONCALVES, E. A. S. ; REGO, V. V. A. ; DUTRA, R. S. . Modelagem e videoanálise no loop: uma aplicação no ensino médio. Revista do Professor de Física , v. 9, p. 193-210, 2025.

• DINIZ, KAINÃ ; SCHOGER, TANJA ; DA FONSECA, ARTHUR L. ; DUTRA, RAFAEL S. ; ETHER JR, DINEY S. ; INGOLD, GERT-LUDWIG ; PINHEIRO, FELIPE A. ; VIANA, NATHAN B. ; Neto, Paulo A. Maia . Probing the chirality of a single microsphere trapped by a focused vortex beam through its orbital period. Nanophotonics , v. 14, p. 209-217, 2025.

• PEREIRA, L O ; DAINEZI, R A ; TELES, G P F ; REGO, V V A ; FREITAS, R P ; GONÇALVES, E A S ; FERREIRA, D S R ; DUTRA, R S . Observing forced oscillations using a charge generator and a homemade capacitor. PHYSICS EDUCATION (BRISTOL. PRINT) , v. 60, p. 055001, 2025.

• MOTTA, L. S. ; RAMOS, A. S. ; CARVALHO, M. A. S. ; BARBOSA, D. R. ; Dutra, R. S. ; SANTOS, A. C. F. . Determination of Period and Frequency of Oscillatory Systems: A Non-Traditional Approach Through Energy. LATIN - AMERICAN JOURNAL OF PHYSICS EDUCATION , v. 19, p. 4302, 2025.

• REIS, K.G.C. ; LIMA, D.S. ; PEREIRA, L.O. ; REGO, V.V.A. ; MEDEIROS, E.A. ; GONÇALVES, E.A.S. ; DUTRA, R.S. . Discutindo a concepção newtoniana do movimento circular uniforme utilizando TICs. REVISTA BRASILEIRA DE ENSINO DE FÍSICA (ONLINE) , v. 46, p. 1-8, 2024.

• DUTRA, F. R. ; VALENTE, R. M. ; FERREIRA, D. S. ; FREITAS, R. P. ; REGO, V. V. A. ; GONCALVES, E. S. ; FELIX, V. S. ; PIMENTA, A. R. ; DUTRA, R. S. ; PEREIRA, L. O. . UMA PROPOSTA DIDÁTICA EXPERIMENTAL PARA O ESTUDO DA AERODINÂMICA DE CILINDROS DE PAPELÃO UTILIZANDO VÍDEO-ANÁLISE DE OSCILAÇÕES AMORTECIDAS. Revista do Professor de Física , v. 8, p. 199-208, 2024.

• MOTTA, LEONARDO ; DUTRA, RAFAEL DE SOUSA ; PEREIRA, LEANDRO DE OLIVEIRA ; FARIA, ANDRÉ DA SILVA RAMOS DE ; VELLOSO, MARCIO ; SANTOS, ANTONIO C F . A mechanical model for polar curves. EUROPEAN JOURNAL OF PHYSICS , v. 45, p. 1-17, 2024.

• DINIZ, KAINÃ ; SCHOGER, TANJA ; MOURA, GUILHERME T. ; FONSECA, ARTHUR L. ; ETHER, DINEY S. ; DUTRA, RAFAEL S. ; INGOLD, GERT-LUDWIG ; VIANA, NATHAN B. ; Neto, Paulo A. Maia . Precise radius measurement of individual optically trapped microspheres using negative optical torque exerted by focused vortex beams. PHYSICAL REVIEW A , v. 110, p. 013513-013513, 2024.

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• DOS SANTOS, DANILO SORIANO ; BOMFIM BISPO, PEDRO ANDRADE ; VIANA JUNIOR, DAVI ALVES DA SILVA ; ALMEIDA REGO, VINÍCIUS VILELA ; PEREIRA, LEANDRO DE OLIVEIRA ; DUTRA, RAFAEL DE SOUSA . Estimating the internal friction and the rotational inertia of a homemade oscillatory system. EUROPEAN JOURNAL OF PHYSICS , v. 46, p. 1-15, 2024.

• DA FONSECA, ARTHUR L. ; DINIZ, KAINÃ ; MONTEIRO, PAULA B. ; PIRES, LUÍS B. ; MOURA, GUILHERME T. ; BORGES, MATEUS ; DUTRA, RAFAEL S. ; ETHER, DINEY S. ; VIANA, NATHAN B. ; Neto, Paulo A. Maia . Tailoring bistability in optical tweezers with vortex beams and spherical aberration. Physical Review Research , v. 6, p. 1-11, 2024.

• DUTRA, R S ; ATALIBA, J. ; PIMENTA, A. R. ; FREITAS, R. P. ; FELIX, V. S. ; GONCALVEZ, E. A. S. ; FERREIRA, D. S. R. ; PEREIRA, L. O. . Discussing the rotation movement of an electric whirl through mechanical modelling and video analysis. Physics Education , v. 58, p. 1-10, 2023.

• ROCHA, A. G. ; DUTRA, RAFAEL DE SOUSA ; RIBEIRO, L. C. . Maximizing tangential frictional forces effects in bidimensional collisions: a study of the tangent restitution coefficient through a video analysis approach. REVISTA BRASILEIRA DE ENSINO DE FÍSICA (ONLINE) , v. 45, p. 1-5, 2023.

• ALI, RFAQAT ; DUTRA, R S ; IQBAL, S. . Tailoring radiation pressure on infinite slab using pair of non-collinear plane waves. OPTICAL MATERIALS , v. 138, p. 113639, 2023.

• SILVA, V.C. ; DUTRA, R.S. . Um estudo de modelos mecânicos em problemas de perseguição. REVISTA BRASILEIRA DE ENSINO DE FÍSICA (ONLINE) , v. 45, p. 1-7, 2023.

• ALI, R. ; PINHEIRO, F. A. ; Dutra, R. S. ; ALEGRE, T. P. MAYER ; WIEDERHECKER, G. S. . Enantioselective optical forces in gain-functionalized single core-shell chiral nanoparticles. PHYSICAL REVIEW A , v. 108, p. 043704, 2023.

• SILVA, T. A. ; SILVA, V. L. A. ; DUTRA, R S . Discutindo órbitas circulares perturbadas: uma abordagem didática do teorema de Bertrand para o ensino médio. Revista do Professor de Física , v. 6, p. 69-77, 2022.

• VALENTE, R. M. ; FERREIRA, D. S. ; FREITAS, R. P. ; GONCALVES, E. A. S. ; FELIX, V. S. ; PIMENTA, A. R. ; DUTRA, R.S. ; PEREIRA, L. O. . Drop Tower: uma aplicação didática da modelagem computacional em um problema de eletromagnetismo do Ensino Médio. Revista do Professor de Física , v. 6, p. 105-117, 2022.

• FERREIRA, D.S.R. ; RIBEIRO, J. ; OLIVEIRA, P.S.L. ; PIMENTA, A.R. ; FREITAS, R.P. ; DUTRA, R.S. ; PAPA, A.R.R. ; MENDES, J.F.F. . Spatiotemporal analysis of earthquake occurrence in synthetic and worldwide data. CHAOS SOLITONS & FRACTALS , v. 165, p. 112814, 2022.

• PEREIRA, L. O. ; FERREIRA, D. S. R. ; FREITAS, R. P. ; PIMENTA, A. R. ; FELIX, V. S. ; GONÇALVES, E. A. S. ; Dutra, R. S. . Investigação experimental da lei de Stokes em discos: uma abordagem de baixo custo por vídeo-análise de oscilações amortecidas. REVISTA BRASILEIRA DE ENSINO DE FÍSICA (ONLINE) , v. 43, p. 1-7, 2021.

• ALI, RFAQAT ; Dutra, R. S. ; PINHEIRO, F. A. ; MAIA NETO, P. A. . Enantioselection and chiral sorting of single microspheres using optical pulling forces. OPTICS LETTERS , v. 46, p. 1640, 2021.

• FRANCO, R.S. ; MIRANDA, V.S. ; DUTRA, R.S. ; RIBEIRO, L.C. . E se a superfície for áspera? Um estudo sobre a influência da força de atrito em colisões inelásticas através de videoanálise. REVISTA BRASILEIRA DE ENSINO DE FÍSICA (ONLINE) , v. 43, p. 1-10, 2021.

• GÓMEZ, F. ; DUTRA, R.S. ; PIRES, L.B. ; ARAÚJO, GLAUBER R. DE S. ; PONTES, B. ; MAIA, P.A. NETO ; NUSSENZVEIG, H.M. ; VIANA, N.B. . Nonparaxial Mie Theory of Image Formation in Optical Microscopes and Characterization of Colloidal Particles. Physical Review Applied , v. 15, p. 064012, 2021.

• PIRES, L. B. ; ETHER, D. S. ; SPRENG, B. ; ARAÚJO, G. R. S. ; DECCA, R. S. ; Dutra, R. S. ; BORGES, M. ; ROSA, F. S. S. ; INGOLD, G.-L. ; MOURA, M. J. B. ; FRASES, S. ; PONTES, B. ; Nussenzveig, H. M. ; REYNAUD, S. ; VIANA, N. B. ; MAIA NETO, P. A. . Probing the screening of the Casimir interaction with optical tweezers. Physical Review Research , v. 3, p. 033037, 2021.

• ALI, RFAQAT ; DUTRA, R S ; PINHEIRO, F. A. ; NETO, P. A. MAIA . Gain-assisted optical tweezing of plasmonic and large refractive index microspheres. Journal of Optics , v. 23, p. 115004, 2021.

• PEREIRA, LEANDRO DE OLIVEIRA ; GAMA FILHO, HAMILTON SANTOS ; LUIZ, LEANDRO DA CONCEIÇÃO ; BATISTA, RAFAELA TAVARES ; FERREIRA, DOUGLAS SANTOS RODRIGUES ; GONÇALVES, ELICARDO ALVES DE SOUZA ; DUTRA, RAFAEL DE SOUSA ; FELIX, VALTER DE SOUSA ; FREITAS, RENATO PEREIRA DE ; PIMENTA, ANDRÉ ROCHA . Elementary analysis in banana samples using X-Ray Fluorescence. RESEARCH, SOCIETY AND DEVELOPMENT , v. 10, p. e565101119667, 2021.

• PIMENTA, ANDRÉ ; FELIX, VALTER ; SILVA, DANIELE ; PEREIRA, MARCELO ; OLIVEIRA, ANA ; FERREIRA, DOUGLAS ; CARVALHO, CRISTIANO ; SILVA, FABRICIO ; GONÇALVES, ELICARDO ; DUTRA, RAFAEL ; PEREIRA, LEANDRO ; PEREIRA, RONALDO ; FREITAS, RENATO . EXEMPLIFICANDO O USO DO MACRO MAPEAMENTO ELEMENTAR POR XRF (MA-XRF) NA INVESTIGAÇÃO FORENSE DE OBRAS DE ARTE. QUÍMICA NOVA (ONLINE) , v. 01, p. 01, 2021.

• SOUZA, P V S ; LIMA, E. A. ; DUTRA, R. S. ; DIAS, M. A. . Fluídos não newtonianos e a solução do problema milenar da armadura - uma proposta para o ensino remoto com enfoque CTEAM. REVISTA DE ENSEÑANZA DE LA FÍSICA (ONLINE) , v. 33, p. 479-486, 2021.

• Dutra, R. S. ; FERREIRA, D. S. ; GONCALVES, A. S. M. ; CARVALHO, G. M. . Efeitos do vento solar na magnetosfera terrestre: uma abordagem didática dos cinturões de Van Allen. REVISTA BRASILEIRA DE ENSINO DE FÍSICA (ONLINE) , v. 42, p. 1-7, 2020.

• ALI, R. ; PINHEIRO, F. A. ; Dutra, R. S. ; ROSA, F. S. S. ; MAIA NETO, P. A. . Enantioselective manipulation of single chiral nanoparticles using optical tweezers. Nanoscale , v. 12, p. 1-7, 2020.

• LIMA, E A ; DUTRA, R S ; SOUZA, P V S . Studying the Oobleck with video-analysis. PHYSICS EDUCATION (BRISTOL. PRINT) , v. 55, p. 045021, 2020.

• ALI, R. ; PINHEIRO, F. A. ; Dutra, R. S. ; MAIA NETO, P. A. . Tailoring optical pulling forces with composite microspheres. PHYSICAL REVIEW A , v. 102, p. 023514, 2020.

• ALI, RFAQAT ; PINHEIRO, F ; DUTRA, RAFAEL ; ROSA, FELIPE SIQUEIRA ; MAIA NETO, PAULO . Probing the optical chiral response of single nanoparticles with optical tweezers. JOURNAL OF THE OPTICAL SOCIETY OF AMERICA B-OPTICAL PHYSICS , v. 37, p. 2796-2803, 2020.

• ALI, RFAQAT ; DUTRA, RAFAEL S. ; PINHEIRO, FELIPE A. ; ROSA, FELIPE S. S. ; MAIA NETO, PAULO A. . Theory of optical tweezing of dielectric microspheres in chiral host media and its applications. Scientific Reports , v. 10, p. 16481, 2020.

• DOS REIS, W P N ; RODRIGUES, D P ; ROCHA, I L ; DUTRA, R S ; SOUZA, P V S . An Arduino-based experiment designed to estimate the heat capacity of a nichrome resistor. Physics Education , v. 56, p. 013005, 2020.

• DINIZ, K. ; DUTRA, R. S. ; PIRES, L. B. ; VIANA, N. B. ; NUSSENZVEIG, H. M. ; Maia Neto, P. A. . Negative optical torque on a microsphere in optical tweezers. OPTICS EXPRESS , v. 27, p. 5905-5917, 2019.

• PEREIRA, LEANDRO O. ; FREITAS, RENATO P. ; FERREIRA, DOUGLAS S. ; FELIX, VALTER S. ; GONÇALVES, ELICARDO A.S. ; PIMENTA, ANDRÉ R. ; DE SOUSA DUTRA, RAFAEL ; XAVIER DA SILVA, ADEMIR . Dose distribution in boron neutron capture therapy for the treatment of brain cancer. RADIATION PHYSICS AND CHEMISTRY , v. 168, p. 108611, 2019.

• DUTRA, RAFAEL DE SOUSA ; RIBEIRO, LAERCIO COSTA ; PORTO, CLAUDIO MAIA . Oscilador forçado por um pente de Dirac: uma aplicação da transformada de Fourier-Mellin. REVISTA BRASILEIRA DE ENSINO DE FÍSICA (ONLINE) , v. 41, p. 1-7, 2018.

• Dutra, R. S. ; RIBEIRO, L. C. ; PORTO, C. M. . Uma aplicação da dinâmica de uma partícula em uma trajetória predeterminada: o problema do iglu elipsoidal. REVISTA BRASILEIRA DE ENSINO DE FÍSICA (ONLINE) , v. 41, p. 1-5, 2018.

• ALI, R. ; PINHEIRO, F. A. ; ROSA, F. S. S. ; Dutra, R. S. ; MAIA NETO, P. A. . Optimizing optical tweezing with directional scattering in composite microspheres. PHYSICAL REVIEW A , v. 98, p. 053804, 2018.

• DUTRA, R. S. ; Maia Neto, P. A. ; NUSSENZVEIG, H. M. ; FLYVBJERG, H. . Theory of optical-tweezers forces near a plane interface. PHYSICAL REVIEW A , v. 94, p. 053848, 2016.

• Dutra, R. S. ; VIANA, N. B. ; MAIA NETO, P. A. ; NUSSENZVEIG, H. M. . Absolute calibration of forces in optical tweezers. Physical Review. A, Atomic, Molecular, and Optical Physics (Online) , v. 90, p. 013825, 2014.

• DUTRA, R. S. ; VIANA, N. B. ; MAIA NETO, P. A. ; NUSSENZVEIG, H. M. . Absolute calibration of optical tweezers including aberrations. APPLIED PHYSICS LETTERS , v. 100, p. 131115, 2012.

• DUTRA, R. S. ; VIANA, N. B. ; MAIA NETO, P. A. ; NUSSENZVEIG, H. M. . Polarization effects in optical tweezers. Journal of Optics. A, Pure and Applied Optics (Print) , v. 9, p. S221-S227, 2007.

• SILVA, L. V. ; DUTRA, R S ; SOUZA, P. V. S. . INVESTIGANDO AS CONCEPÇÕES ACERCA DA NATUREZA DA INVESTIGAÇÃO CIENTÍFICA UTILIZANDO ENSINO POR MODELAGEM E ELEMENTOS DE HISTÓRIA DA CIÊNCIA. In: Paulo Victor Santos Souza. (Org.). Caminhos possíveis para o ensino de física - contribuições do polo 15 do MNPEF - Volume 2. 1ed.São Paulo: Dialética, 2025, v. 2, p. 1-268.

• LIMA, E. A. ; SOUZA, P. V. S. ; DUTRA, R S . COMBINANDO OS TRÊS MOMENTOS PEDAGÓGICOS E O ENFOQUE STEAM NO ENSINO DE FLUIDOS NÃO NEWTONIANOS POR MEIO DE TICs E EXPERIMENTOS DE COLISÃO. In: Paulo Victor Santos Souza. (Org.). Caminhos possíveis para o ensino da física Contribuições do Polo 15 da MNPEF. 1ªed.Curitiba: Editora Reflexão Acadêmica, 2023, v. , p. 1-749.

• DUTRA, RAFAEL S. ; VIANA, NATHAN B. ; Neto, Paulo A. Maia ; Nussenzveig, H. Moysés . Exact Theory of Optical Tweezers and Its Application to Absolute Calibration. In: Gennerich, Arne. (Org.). Exact Theory of Optical Tweezers and Its Application to Absolute Calibration. 1ed.New York: Springer New York, 2017, v. 1486, p. 25-39.

• Dutra, R. S. ; VIANA, N. B. ; MAIA NETO, P. A. ; NUSSENZVEIG, H. M. . Absolute calibration of optical tweezers: the MDSA+ theory. In: SPIE Nanoscience + Engineering, 2016, San Diego. v. 9922. p. 99222N.

• FARIA, ANDRÉ DA SILVA RAMOS DE ; MOTTA, LEONARDO ; DUTRA, R. S. ; SANTOS, A. C. F. ; VELLOSO, MARCIO ; PEREIRA, L. O. . UMA APRESENTAÇÃO DE SIMULAÇÕES, UTILIZANDO O SOFTWARE MODELLUS, PARA A CRIAÇÃO DE ÓRBITAS EM UM SISTEMA VINCULADO MASSA-MOLA. In: Simpósio Nacional de Ensino de Física SNEF, 2025, Niterói. Simpósio Nacional de Ensino de Física SNEF, 2025.

• SILVA, L. V. ; DUTRA, R S ; SOUZA, P. V. S. . DESMISTIFICANDO O MÉTODO CIENTÍFICO ATRAVÉS DA ATIVIDADE DA CAIXA ROSA. In: XXV Simpósio Nacional de Ensino de Física ? SNEF 2023, 2023, Volta Redonda. XXV Simpósio Nacional de Ensino de Física ? SNEF 2023, 2023.

• DUTRA, RAFAEL ; VIANA, NATHAN B. ; NETO, PAULO AMÉRICO M. ; NUSSENZVEIG, HERCH M. . Absolute calibration of optical tweezers: astigmatism effects. In: Frontiers in Optics, 2012, Rochester. Frontiers in Optics 2012/Laser Science XXVIII. Washington: OSA, 2012. p. FTu3A.34.

• Dutra, R. S. . Palestra na SEMAC IFRJ 2025: Aplicações de física no ensino.. 2025. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• DUTRA, R. S. . Palestra na SEMAC IFRJ 2024: Aplicações de elementos de geometria diferencial em problemas de mecânica clássica. 2024. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• DUTRA, R S . Palestra na licenciatura em física do IFRJ Nilópolis: Pinças de luz: É possível prender objetos com a luz?. 2023. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• DUTRA, R S . Palestra na escola Carlos Drummond de Andrade Brasil Estados Unidos: Pinças e luz: É possível prender objetos com a luz. 2023. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• DUTRA, R S . Palestra na SEMAC IFRJ 2023: Discutindo conceitos pouco usuais de física básica utilizando TICs. 2023. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• Dutra, R. S. . Palestra na SEMAC 2021 no IFRJ: Discutindo, estendendo e aplicando conceitos de física básica com TICs e materiais de baixo custo. 2021. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• DUTRA, R S . Palestra para o grupo de flutuações quânticas da UFRJ: Discutindo, estendendo e aplicando conceitos de física básica com TICs e materiais de baixo custo. 2021. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

• DUTRA, R. S. ; VIANA, N. B. ; MAIA NETO, P. A. ; NUSSENZVEIG, H. M. . Mie Ressonance Effects in Optical Tweezers. 2007. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

Outras produções

Projetos de pesquisa

• 2025 - Atual

  Edital Jovens Talentos Faperj 2025 IC- Simulação da transferência de momento angular em problemas de dinâmica curvilínea, Descrição: Neste trabalho trazemos algumas aplicações de movimentos curvilíneos em dois cenários para os quais uma partícula presa a um fio, com a outra extremidade presa a um carretel, segue uma trajetória espiralada. Neste contexto, a força tensora não é central e desempenha um papel importante na transferência de momento angular no movimento desse sistema. Pretendemos investigar este sistema em dois cenários: o primeiro para o qual o corpo gira em um plano horizontal na presença de atrito seco e no segundo quando o movimento ocorre no plano vertical. Combinando modelagem matemática e a simulação computacional do movimento do sistema, estudamos a transferência demomento angular da força tensora em diferentes condições iniciais.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Coordenador / Leandro de Oliveira Pereira - Integrante.

• 2025 - Atual

  Edital Jovens Talentos Faperj 2025 IC- Videoanálise da transferência de momento angular em problemas de dinâmica curvilínea, Descrição: Neste trabalho trazemos algumas aplicações de movimentos curvilíneos em dois cenários para osquais uma partícula presa a um fio, com a outra extremidade presa a um carretel, segue umatrajetória espiralada. Neste contexto, a força tensora não é central e desempenha um papel importantena transferência de momento angular no movimento desse sistema. Pretendemos investigar este sistema em dois cenários: o primeiro para o qual o corpo gira em um plano horizontal na presença de atrito seco e no segundo quando o movimento ocorrer no plano vertical. Combinando a modelagem com a videonálise do movimento do sistema, estudamos a transferência de momento angular da força tensora em diferentes condições iniciais, em ambos os cenários.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Coordenador / Leandro de Oliveira Pereira - Integrante.

• 2024 - 2025

  Edital Jovens Talentos Faperj 2024 IC- Quantificando o efeito Joule instantâneo em um experimento de colisão, Descrição: Neste projeto propomos uma prática experimental de verificação do princípio de conservação da energia, utilizando as tecnologias do smartphone, Arduino e de um sensor piezoelétrico. Pequenas bolinhas ou esferas serão abandonadas de uma certa altura, colidindo sobre a superfície de um sensor piezoelétrico que está conectado a um circuito elétrico. Pretendemos realizar a aquisição do pulso de corrente instantânea gerada com o Arduino e quantificar a energia elétrica dissipada por efeito Joule, permitindo relacionar posteriormente com a energia mecânica das esferas em queda.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Coordenador / Leandro de Oliveira Pereira - Integrante.

• 2024 - 2025

  Edital Jovens Talentos Faperj 2024 IC- Estudando transformações energéticas por meio da videoanálise em um experimento de colisão, Descrição: Neste projeto propomos uma prática experimental de verificação do princípio de conservação da energia, utilizando as tecnologias do smartphone, Arduino e de um sensor piezoelétrico. Pequenas bolinhas e esferas serão abandonadas de uma certa altura, colidindo sobre a superfície de um sensor piezoelétrico que está conectado a um circuito elétrico. Combinando a videoanálise do movimento de queda e colisão com a análise da energia dissipada pela corrente instantânea produzida durante a queda, pretendemos realizar uma discussão e constatação experimental do princípio geral de conservação da energia. Neste projeto o estudante bolsista ficará responsável pela etapa da videoanálise, no qual procedimentos de análise de dados e modelagem serão empregados.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Coordenador / Leandro de Oliveira Pereira - Integrante.

• 2023 - 2024

  Edital Jovens Talentos Faperj 2023 IC- Utilizando TICs na investigação de forças de vínculo no movimento de um brinquedo: modelagem e experimento, Descrição: Este projeto é motivado a partir de algumas frentes de trabalho desenvolvidas pelo nosso grupo de pesquisa nos últimos anos utilizando as tecnologias da informação e comunicação TICs no ensino de física. Dando continuidade a uma dessas frentes, apresentamos neste projeto uma proposta de estudo do comportamento das forças de vínculo presentes no movimento de um brinquedo, utilizando videoanálise, o celular como um sensor de aceleração e modelagem matemática. Também pretendemos utilizar os resultados experimentais e da modelagem, combinados, paracaracterizar a natureza do tipo de força de atrito de rolamento presente durante o movimento do sistema, se ocorre com ou sem deslizamento, e em quais instantes eles ocorrem.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Coordenador / Leandro de Oliveira Pereira - Integrante / Vinicius Vilela Almeida Rego - Integrante.

• 2023 - Atual

  Aplicações de Pinças Ópticas: Flutuações fora do Equilíbrio, Força de Casimir e Processos Enantiosseletivos, Descrição: Projeto em curso no âmbito do edital FAPERJ E_20/2022,PROGRAMA DE APOIO A PROJETOS TEMÁTICOS NO ESTADO DO RIO DE JANEIRO - 2022.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Doutorado: (3) . , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Integrante / Nathan Bessa Viana - Integrante / Paulo Americo Maia Neto - Coordenador / Felipe Siqueira de Souza da Rosa - Integrante / ETHER, DINEY S. - Integrante / Felipe Arruda de Araújo Pinheiro - Integrante.

• 2022 - 2023

  Edital PIVICT 2022-2023 Influência da Temperatura na Viscosidade e Densidade de Líquidos, Descrição: Neste projeto propomos um experimento de baixo custo para caracterizar a viscosidade e densidade de líquidos. Para tal, esferas de vidro serão abandonadas no interior de um fluido e terão seus movimentos filmados através de uma simples câmera de celular. Por sua vez, os movimentos serão analisados por meio da técnica de vídeo-análise, utilizando o software gratuito Tracker. O sistema experimental utilizado será aquecido por um conjunto de lâmpada incandescentes, mantendo-o termicamente isolado do ambiente externo por meio de uma câmara de isopor. Por meio deste sistema, iremos estudar o efeito da temperatura na viscosidade do líquido no qual a esfera estará imersa em movimento descendente, através do conhecido modelo para a força de atrito viscoso exercida por líquidos em objetos de formatos esféricos, conhecida por força de Stokes. Utilizando um programa de análise de dados, utilizaremos as soluções matemáticas descrevendo o movimento de descida das bolas em função do tempo, modeladas através da segunda lei de Newton, para medir não só a viscosidade como também a densidade do líquido em questão, validando estas medidas com outras metodologias independentes e tabelas presentes em handbooks e artigos.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Coordenador / Leandro de Oliveira Pereira - Integrante.

• 2021 - 2022

  Edital PIBICT 2021-2022 (Iniciação Científica): Estudando Curvas de Perseguição e Aspectos Históricos da Concepção de uma Resultante Centrípeta Utilizando o Software Modellus, Descrição: Este projeto tem a proposta de trazer para uma classe do ensino médio, discussões e aplicações dos modelos de curvas de perseguição, para discutir conceitos de cinemática, e de alguns aspectos históricos da física newtoniana no entendimento do movimento curvilíneo, que culminaram na concepção de uma resultante centrípeta de forças, utilizando o software gratuito Modellus. Em ambas as frentes de trabalho, a simulação computacional será utilizada com o intuito de otimizar o processo de ensino e aprendizagem destes temas, por meio das abordagens e dos produtos que serão desenvolvidos neste projeto.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Coordenador.

• 2019 - 2022

  DESENVOLVIMENTO DE MÉTODOS QUE AUXILIEM A IDENTIFICAÇÃO DE ROUBOS, FURTOS E ADULTERAÇÕES DE OBRAS DE ARTE E VEÍCULOS, Descrição: O Brasil possui um vasto patrimônio histórico cultural, possuindo obras de artes de pintores famosos mundialmente. Crimes, que envolvem furtos e falsificações de obras de arte aumentou muito nos últimos anos no Brasil, além disso, obras de arte tem sido utilizado, com uma forma de lavagem de dinheiro. Este projeto, que conta com o apoio da FAPERJ, tem como um dos objetivos desenvolver metodologias, que permitam verificar a autenticidade de uma de arte, utilizando dados acerca dos materiais, que foram empregados no processo de criação de uma determinada pintura. As telas estudadas neste projeto serão analisadas por técnicas físico-químicas não destrutivas. Os resultados obtidos neste projeto, auxiliarão as autoridades de segurança pública, na investigação de crimes que envolvem obras de arte. Além de desenvolver metodologias que auxiliarão na perícia de pinturas o projeto também conta, com estudos que auxiliarão em Perícias em Veículos Clonados e Identificação e Mapeamento de Roubos e Furtos. Este projeto conta com o fomento dos editais ciências Forense 2018 e 2021 da Fundação de Amparo a Pesquisa do Rio de Janeiro (FAPERJ).. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Integrante / Renato Pereira de Freitas - Coordenador / Douglas Santos Rodrigues Ferreira - Integrante / Elicardo Alves de Souza Gonçalves - Integrante / Leandro de Oliveira Pereira - Integrante / Valter de Souza Felix - Integrante / André Rocha Pimenta - Integrante / Marcelo de Oliveira Pereira - Integrante / Ana Luísa de Queiroz Baddini Ramos - Integrante / Hiram Araujo - Integrante / Matheus batista - Integrante / Miguel Andrade - Integrante., Financiador(es): Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do RJ - Auxílio financeiro.

• 2019 - 2020

  Edital PIBICT 2019-2020 (Iniciação Científica): Órbitas circulares perturbadas e o problema de Kepler: uma abordagem didática do teorema de Bertrand no ensino médio, Descrição: Um dos grandes desafios na área de ensino de física consiste em propor abordagens de de um determinado conceito que não é visto no ensino médio regular, mas que tem relação importante com conteúdos do currículo padrão vistos atualmente nas escolas. Neste trabalho iremos propor um tratamento alternativo para a demonstração fraca do teorema de Bertrand, assunto intimamente relacionado ao tema de gravitação, utilizando conhecimentos de física e matemática vistos no ensino médio, permitindo que tal conteúdo seja introduzido nas aulas de gravitação no ensino médio.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Coordenador.

• 2018 - 2019

  Edital PIBICT 2018-2019 (Iniciação Científica): Estudando os Efeitos do Vento Solar em Órbitas Planetárias, Descrição: Diversas modelagens, que no passado seriam impossíveis por conta das limitações computacionais, hoje em dia se tornaram possíveis de serem realizadas devido a esses avanços. Dentre eles, destacamos o famoso problema de três corpos interagindo gravitacionalmente, que surgiu logo após a formulação da lei da gravitação universal de Newton em meados do século XVII. Por alguns séculos, este problema foi estudado de maneira aproximada por diversos cientistas motivados a partir da necessidade de uma melhor compreensão de nosso sistema solar. Podemos dizer que este problema é a base para o estudo e o entendimento das órbitas planetárias. A grande dificuldade na solução deste problema reside na não linearidade das equações diferenciais que descrevem estes sistemas, além do fato de estarem acopladas, o que significa que a dinâmica de um corpo influencia a dos outros. A não linearidade das equações,associada ao acoplamento das mesmas, faz com que a dinâmica desse sistema seja extremamente sensível, em determinadas situações, às condições iniciais, fazendo emergir o fenômeno do caos.Neste projeto, iremos investigar a dinâmica de algumas partículas interagindo gravitacionalmente entre si, simulando um sistema solar e perturbadas pelo efeito do vento solar, em diversos cenários, procurando limites para os quais o efeito do vento solar pode vir a perturbar de maneira significativa as órbitas planetárias. Além de auxiliar no processo de aprendizagem de alunos e professores que utilizarem a simulação computacional durante as aulas, ela também proporcionará o aprendizado de tópicos de física mais avançados a estudantes de ensino médio envolvidos na execução deste projeto.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Coordenador / Douglas Santos Ferreira - Integrante.

• 2017 - 2018

  Edital PIBICT 2017-2018 (Iniciação Científica): Simulação Computacional de Sistemas Físicos: Um Viés Pedagógico, Descrição: Desenvolvimento de novas metodologias para o ensino de ciências vem sendo extensivamente discutido ao longo dos anos, sendo um dos motivos para tal avanço o desenvolvimento da computação científica. A computação científica é uma ferramenta vastamente utilizada pelos cientistas na simulação de diversos fenômenos e a sua inclusão como ferramenta de ensino vem sendo proposta pelos educadores com o intuito de facilitar a compreensão de diversos fenômenos naturais, através da visualização dos mesmos a partir de simulações computacionais. A simulação computacional pode funcionar como uma espécie de experimento computacional onde o fenômeno é simulado e visualizado através de um computador, por meio de um software. Do ponto de vista prático, pode vir a auxiliar o professor na demonstração de diversos fenômenos físicos abstratos, durante a execução de uma aula, que só poderiam ser visualizados através de experimentos reais. A existência de laboratórios didáticos exige a existência de um espaço, onde sabemos que a maioria das nossas escolas brasileiras carece de tal espaço, dificultando assim o processo de aprendizagem em ciências. Portanto a utilizaçãoda simulação computacional nas aulas de ciências torna-se uma ferramenta interessanteque pode vir a auxiliar o docente no processo de aprendizagem por parte dos estudantes.Neste projeto iremos simular diversos sistemas físicos vistos por estudantes de ciências e engenharias, sendo eles sistemas eletrostáticos sujeitos a condições de contorno e de partículas interagentes através de um potencial, permitindo simular o comportamento de um gás, utilizando o software Mathematica. Além de auxiliar no processo de aprendizagem por parte dos alunos e professores que utilizarem a simulação computacional durante as aulas, ela também proporcionará o aprendizado de tópicos de física mais avançados por estudantes de ensino médio que estarão envolvidos na execução deste projeto.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Coordenador.

• 2016 - 2019

  Detecção do efeito Casimir para grandes distâncias, Descrição: Projeto Universal 405061/2016-1. Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Integrante / Nathan Bessa Viana - Integrante / Paulo Americo Maia Neto - Coordenador., Financiador(es): Associação dos Servidores do CNPq - Cooperação.

• 2016 - 2017

  Edital PIVICT 2016-2017 (Iniciação Científica): Simulação numérica de sistemas mecânicos utilizando o software Mathematica, Descrição: Desenvolvimento de novas metodologias para o ensino de ciências vem sendo extensivamente discutido ao longo dos anos, sendo um dos motivos para tal avanço o desenvolvimento da computação científica. A computação científica é uma ferramenta amplamente utilizada pelos cientistas na simulação de diversos fenômenos, e sua inclusão como ferramenta de ensino vem sendo proposta pelos educadores com o intuito de facilitar a compreensão de fenômenos químicos e físicos, por meio da visualização desses fenômenos a partir de simulações computacionais. A simulação computacional pode funcionar como uma espécie de experimento computacional onde o fenômeno é simulado e visualizado através de um computador, por meio de um software. Do ponto de vista prático, pode vir a auxiliar o professor na demonstração de diversos fenômenos físicos abstratos, durante a execução de uma aula, que só poderiam ser visualizados através de experimentos reais. A existência de laboratórios didáticos exige a existência de um espaço, onde sabemos que a maioria das nossas escolas brasileiras carece de tal espaço, dificultando assim o processo de aprendizagem em ciências. Portanto, a utilização da simulação computacional nas aulas de ciências torna-se uma ferramenta interessante que pode vir a auxiliar o docente no processo de aprendizagem por parte dos estudantes. Neste projeto iremos simular dois sistemas mecânicos vistos por estudantes de ciências e engenharias, sendo eles o movimento Terra-Lua em torno do Sol (problema de três corpos) e o pêndulo duplo, utilizando o software Mathematica. Além de auxiliar no processo de aprendizagem por parte dos alunos e professores que utilizarem a simulação computacional durante as aulas, ela também proporcionará o aprendizado de tópicos de física mais avançados por estudantes de ensino médio que estarão envolvidos na execução deste projeto.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Coordenador / Renato Pereira de Freitas - Integrante / Elicardo Alves de Souza Gonçalves - Integrante.

• 2016 - 2017

  Edital PIVICT 2016-2017 (Iniciação Científica): Simulação de dinâmica molecular utilizando o software Mathematica, Descrição: O desenvolvimento de novas metodologias para o ensino de ciências vem sendo extensivamente discutido ao longo dos anos, e um dos motivos para tal avanço é o desenvolvimento da computação científica. A computação científica é uma ferramenta amplamente utilizada pelos cientistas na simulação de diversos fenômenos, e sua inclusão como ferramenta de ensino vem sendo proposta pelos educadores com o intuito de facilitar a compreensão de fenômenos químicos e físicos, por meio da visualização desses fenômenos a partir de simulações computacionais. A simulação computacional pode funcionar como uma espécie de experimento, em que o fenômeno é simulado e visualizado por meio de um computador, com o uso de software. Do ponto de vista prático, pode vir a auxiliar o professor na demonstração de diversos fenômenos físicos abstratos, durante a execução de uma aula, que só poderiam ser visualizados através de experimentos reais. A existência de laboratórios didáticos exige a existência de um espaço, do qual sabemos que a maioria das nossas escolas brasileiras carece, dificultando assim o processo de aprendizagem em ciências. Portanto, a utilização da simulação computacional nas aulas de ciências torna-se uma ferramenta interessante que pode vir a auxiliar o docente no processo de aprendizagem por parte dos estudantes.Neste projeto, utilizaremos a técnica de dinâmica molecular para simular o comportamento microscópico de um gás no software Mathematica. Além de auxiliar no processo de aprendizagem de alunos e professores que utilizarem a simulação computacional durante as aulas, ela também proporcionará o aprendizado de tópicos de física e de métodos computacionais mais avançados a estudantes de ensino médio que participarão da execução deste projeto.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Coordenador / Renato Pereira de Freitas - Integrante / Douglas Santos Rodrigues Ferreira - Integrante.

• 2015 - 2018

  Biomoléculas, estruturas supramoleculares e células: experimentos e simulações., Projeto certificado pelo(a) coordenador(a) Nathan Bessa Viana em 02/08/2023., Descrição: Novo PRONEX do Núcleo de Excelência em Física de Sistemas Biológicos (UFV, UFMG, UFRJ). Projeto aprovado pela FAPEMIG. Edital PRONEX 2014 CEX - APQ-01446-14. Total aprovado: R$ 440.903,40... , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Integrante / Nathan Bessa Viana - Coordenador / Márcio Santos Rocha - Integrante / Paulo Americo Maia Neto - Integrante., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - Cooperação.

• 2015 - 2016

  Pós Doutorado: Efeitos de Ondas Evanescentes na Teoria das Pinças Óticas e Aplicações em Biologia Celular, Descrição: Neste projeto incluiremos na teoria das pinças óticas efeitos produzidos pelas ondas evanescentes e pelas múltiplas reflexões (reverberação) presentes em condições específicas. A inclusão de tais efeitos propicia uma melhor compreensão na utilização da pinça ótica em condições de aprisionamento de microesferas próximas de um substrato plano, visando a aplicações futuras deste sistema em física biológica, de superfícies e de colóides. Em uma segunda frente de trabalho iremos desenvolver e adaptar modelos de mecânica estatística para estudar propriedades mecânicas da membrana celular, tema de pesquisa experimental no Laboratório de Pinças Óticas (LPO) da UFRJ. Este projeto é uma cooperação internacional entre o Instituto Federal do Rio de Janeiro - Campus Paracambi - e a Universidade Técnica da Dinamarca, que se iniciou durante o meu Pós Doutorado. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: Rafael de Sousa Dutra - Coordenador / Paulo Américo Maia Neto - Integrante / Nathan Bessa Viana - Integrante / Herch Moyses Nussenzveig - Integrante / Henrik Flyvbjerg - Integrante., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Bolsa.

Prêmios