Introdução a Engenharia Mecânica Aula 4

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ENM 168980
Introdução a Engenharia 
Mecânica
Capítulo 4
Prof. João Pimenta
Eng. Mec., Dr. Sci. App.
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Departamento de Engenharia Mecânica
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Na aula de hoje...
O MÉTODO CIENTÍFICO
Introdução
O que é método? O que é ciência?
O que é o Método Científico?
Origens do Método Científico
Aplicação do Método Científico
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Introdução
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Introdução
Engenharia é a aplicação das ciências exatas, naturais,
humanas e sociais, em realizações que, em última
análise, contribuem para o bem estar do ser humano.
Como isso ocorre?
Como o engenheiro aplica seus 
conhecimentos para tais realizações?
Como resolver problemas?
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Introdução
No seu dia-a-dia profissional, o engenheiro deve
solucionar os mais diversos problemas, por exemplo:
Projetar um novo produto, processo, etc.
Aumentar vendas.
Eliminar/Minimizar defeitos de fabricação
Aumentar eficiência energética.
Reduzir custos
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Introdução
O sucesso na solução desses e de outros problemas
depende da capacidade efetiva do engenheiro em
aplicar seus conhecimentos de forma metódica.
http://www.moviecritic.com.au/images/iron-man-working-in-the-shop1.jpg
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Introdução
Exemplo 1
Acidentes aéreos do Havilland Comet
http://www.centennialofflight.gov/essay/Commercial_Aviation/Opening_of_Jet_era/Tran6G1.jpg
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http://www.flightglobal.com/blogs/airline-business/2012/05/12/g-alyp-1951.bmp
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http://farm6.staticflickr.com/5092/5528262131_21dd98321a_z.jpg
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Introdução
http://www.raf.mod.uk/downloads/wallpapers/1950_1959/comet21024.jpg
Um caso clássico...
Nos anos 50 na Inglaterra
entrou em operação o Havilland
Comet, um avião revolucionário –
o primeiro jato comercial de
linha.
Infelizmente, em 1954 dois
Comet se destruíram durante voo
em dois trágicos acidentes com
poucos meses de intervalo.
Uma exaustiva investigação de
engenharia foi promovida em
busca das causas.
http://en.wikipedia.org/wiki/Fatigue_%28material%29
http://www.oocities.com/capecanaveral/lab/8803/fcogalyp.htm
http://www.oocities.com/capecanaveral/lab/8803/fcogalyp.htm
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Testes hidrostáticos foram então
efetuados com toda a fuselagem
imersa em um tanque de água
pressurizada, simulando o equivalente
a 3.000 voos.
As investigações levaram a concluir
que os acidentes foram devidos a
falha da cabine pressurizada por
concentração de tensões em uma
janela existente no teto da cabine,
devido a fadiga do metal, após ciclos
repetidos de pressurização e
despressurização.
http://en.wikipedia.org/wiki/Fatigue_%28material%29
http://www.oocities.com/capecanaveral/lab/8803/fcogalyp.htm
Um caso clássico...
http://www.oocities.com/capecanaveral/lab/8803/p5cyp06.jpg
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Introdução
Photo of de Havilland DH-106 Comet 1 G-ALYU
View from inside of the failure at the forward escape hatch, port side of Comet G-ALYU which was used for testing (1954)
http://aviation-safety.net/photos/displayphoto.php?id=19540110-1&vnr=6&kind=C
DESCRIÇÃO DO ACIDENTE EM
http://aviation-safety.net/database/record.php?id=19540110-1
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Introdução
Photo of de Havilland DH-106 Comet 1 G-ALYU
View from inside of the failure at the forward escape hatch, port side of Comet G-ALYU which was used for testing (1954)
http://aviation-safety.net/photos/displayphoto.php?id=19540110-1&vnr=6&kind=C
DESCRIÇÃO DO ACIDENTE EM
http://aviation-safety.net/database/record.php?id=19540110-1
http://www.ssplprints.com/image/119801/interior-of-de-havilland-comet-c-1950s
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Exemplo 2
Falha em termo-acumulação usando ice-balls
http://3.bp.blogspot.com/_4eeRdp_YhGU/S6a2_W5ZspI/AAAAAAAAAFQ/GVOQWK6FXuI/s400/PGR_Brasilia_04.jpg
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exemplo 2
O complexo da PGR em Brasília adota um sistema de climatização
onde a produção de frio conta com o uso de tanques de gelo na
forma de ice-balls.
Plate HX
Tanques Gelo
Circuito
água gelada
20 oC
10 oC
Circuito
Água-Glicol
Chiller
Torre de
resfriamento
5 oC / – 10 oC
30 oC
50 oC
20 oC
Circuito
água condensação
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exemplo 2
Detectou-se uma redução imprevista da concentração de glicol que
poderia por em risco todo sistema. Em função disso os tanques de
gelo foram desativados.
Plate HX
Tanques Gelo
Circuito
água gelada
20 oC
10 oC
Circuito
Água-Glicol
Chiller
Torre de
resfriamento
5 oC / – 10 oC
30 oC
50 oC
20 oC
Circuito
água condensação
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exemplo 2
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Introdução
exemplo 2
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Introdução
Neste capitulo apresentaremos noções introdutórias
sobre o Método Científico.
A aplicação de uma abordagem baseada no Método
Científico é de grande relevância para a engenharia.
Inicialmente algumas palavras sobre método e ciência.
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O que é Método?
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O que é Método?
Método é...
Uma maneira de se fazer algo, de forma sistemática,
i.e., por um arranjo lógico e ordenado, usualmente em
passos. wordnetweb.princeton.edu/perl/webwn
Método ...
Conjunto de etapas que, quando executadas de forma
sistemática, facilita a obtenção de conhecimentos
sobre fenômenos físicos, químicos e biológicos, ou o
desenvolvimento de novos produtos ou processos.
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O que é Ciência?
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O que é Ciência?
Ciência é a atividade que propõe a 
aquisição sistemática do 
conhecimento sobre a natureza 
biológica, social e tecnológica
Metodologia Científica - Ênfase em Pesquisa Tecnológica
Autor: Prof. Carlos Fernando Jung, M.Eng. (jung@faccat.br)
3ª Edição Revisada e Ampliada– 2003/I
Disponível na WEB – Gratuitamente em: http://www.jung.pro.br
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O que é Ciência?
Ciência é um empreendimento
sistemático de obtenção de
conhecimento sobre o mundo,
organizando e condensando esse
conhecimento em Leis e Teorias
verificáveis.
http://physics.weber.edu/carroll/Xhonors/scidefs.htm
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O que é Ciência?
http://abyss.uoregon.edu/~js/ast122/lectures/lec01.html
Ciência é qualquer sistema de
conhecimento voltado para o mundo
físico e seus fenômenos, através de
observações impessoais* e
experimentação sistemática.
* unbiased observations
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O que é Ciência?
http://physics.weber.edu/carroll/Xhonors/scidefs.htm
A adesão a estes princípios provê um
mecanismo de auto-correção que é um
fundamento da credibilidade da ciência.
O sucesso e credibilidade da ciência está
ancorado à capacidade dos cientistas em:
1) Expor suas idéias e resultados para teste independente e
reprodução por outros cientistas  requer intercâmbio
aberto e completo de dados, procedimentos e materiais.
2)Abandonar ou modificar conclusões aceitas quando
confrontadas com evidências experimentais mais completas e
confiáveis.
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"Scientific knowledge is a body of
knowledge of varying degrees of
certainty - some most unsure,
some nearly sure, but none
absolutely certain … "
Richard Feynmann.
Richard P. Feynman
1918-1988
Físico Americano
Prêmio Nobel Física 1965 
O que é Ciência?
http://www.virtuallaboratory.net/Biofundamentals/lectureNotes/Topic1B_science.htm 
http://iesfelanitx.org/departaments/fisica-quimica/retrats/feynman.jpg 
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O que é Ciência?
Bertol Brecht.
http://www.virtuallaboratory.net/Biofundamentals/lectureNotes/Topic1B_science.htm
Bertolt Brecht
1898 – 1956
Influente dramaturgo alemão, 
diretor e poeta do sec. 20.
"The aim of science is not to open
the door to infinite wisdom, but to
set the limit to infinite error."
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O que é Ciência?
"it is the business of history to
distinguish between the miraculous
and the marvelous ... to reject the
first ... and doubt the second."
David Hume.
http://www.virtuallaboratory.net/Biofundamentals/lectureNotes/Topic1B_science.htm
David Hume
1711 – 1776
Filósofo escocês, economista, 
e historiador.
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O que é o
Método Científico?
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O que é o Método Científico?
Podemos entender o Método Científico como um ...
... conjunto de técnicas para a investigação de
fenômenos naturais, tendo em vista a aquisição de
novos conhecimentos, bem como, a correção e
integração de conhecimento prévio, baseado em
evidências observáveis, empíricas, mensuráveis, e
sujeito a leis de raciocínio.
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O que é o Método Científico?
Podemos entender o Método Científico como um ...
... meio para construção ordenada e cuidadosa de
compreensão sustentável e baseada em evidências do
mundo natural, através de observações, hipóteses,
deduções, deduções e teorias, etc.
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O que é o Método Científico?
Podemos entender o Método Científico como um ...
... um conjunto de abordagens, técnicas e processos
utilizados pela ciência para formular e resolver
problemas de aquisição objetiva do conhecimento, de
uma maneira sistemática.
Metodologia Científica. Prof. William Costa Rodrigues, FAETEC/IST, Paracambi, 2007 
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O que é o Método Científico?
Que tal se você criasse 
uma nova lei da física?
Metodologia Científica. Prof. William Costa Rodrigues, FAETEC/IST, Paracambi, 2007 
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O que é o Método Científico?
How to discover a new law in physics
Richard Feynman
"First you guess. Don't laugh, this is the
most important step. Then you compute the
consequences. Compare the consequences
to experience. If it disagrees with
experience, the guessis wrong. In that
simple statement is the key to science. It
doesn't matter how beautiful your guess is
or how smart you are or what your name
is. If it disagrees with experience, it's
wrong. That's all there is to it."
Richard P. Feynman (1918-1988)
Físico Americano
Prêmio Nobel Física 1965 
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O que é o Método Científico?
Richard P. Feynman (1918-1988)
Físico Americano
Prêmio Nobel Física 1965 
Richard Feynman
(on how to discover a new law in physics):
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Origens do Método 
Científico...
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Origens do Método Científico.
Primórdios...
Entre as primeiras amostras de
algo similar ao MC estão papiros
de medicina egípcios (1600 e
1550 AC), onde eram propostos
tratamentos de doenças por uma
sequência de: Exame 
Diagnóstico  Tratamento 
Prognóstico.
http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_scientific_method
http://www.educationforum.co.uk/egyptianmed.htm
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Origens do Método Científico.
Primórdios...
Embora os Babilônios tenham usado primeiramente
formas empíricas de matemática na descrição de
fenômenos naturais, faltava ainda uma abordagem
racional.
http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_scientific_method
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Foi na Grécia Antiga (650-480 AC)
que uma abordagem científica e
racional surgiu na busca do
entendimento da natureza.
O MC segue as leis da lógica
primeiramente definidas por
Aristóteles.
http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_scientific_method
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Aristóteles
384 – 322 AC
Origens do Método Científico ...
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Aristóteles aperfeiçoou a observação
e classificação baseado na análise e
lançou o princípio da teoria baseada na
observação  base essencial do
pensamento cientifico até hoje.
Propôs que, verdades universais podem
ser conhecidas de fatos particulares
via indução.http
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Aristóteles
384 – 322 AC
Origens do Método Científico ...
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A indução foi uma preliminar essencial,
provendo premissas primárias requeridas
para demonstrações científicas.
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Aristóteles
384 – 322 AC
Origens do Método Científico ...
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Origens do Método Científico ...
Alhazen deu contribuição essencial para
o MC ao discutir o processo de busca da
verdade.
Desenvolveu métodos experimentais
rigorosos de controle e teste científico
para verificação de hipóteses teóricas e
conjectura indutiva.
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http://en.wikipedia.org/wiki/Ibn_al-Haytham
Ibn al-Haytham
(Alhazen)
965 – 1040
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Origens do Método Científico ...
O MC proposto por Alhazen se
assemelha ao MC moderno e consistia
de:
1. Formulação explícita do problema
associada a observação;
2. Teste e/ou critica da hipótese
usando experimentos;
3. Interpretação dos dados e conclusão
usando matemática;
4. Publicação da descoberta.
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http://en.wikipedia.org/wiki/Ibn_al-Haytham
Ibn al-Haytham
(Alhazen)
965 – 1040
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Origens do Método Científico ...
Galileu contribuiu com abordagem
inovadora ao combinar matemática e
experimentação.
Foi talvez o primeiro a estabelecer
claramente que as leis da natureza
podem ser expressas
matematicamente.
Galileo Galilei
(1564 – 1642)
http://en.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei
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Origens do Método Científico ...
Contribuiu para separar ciência de
filosofia e religião.
Baseou-se na observação por
experimentos definindo padrões que
permitiriam comparação e reprodução
conduzindo as bases para confirmar
leis matemáticas usando raciocínio
indutivo.
Galileo Galilei
(1564 – 1642)
http://en.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei
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O experimento de Galileu sobre a queda 
livre dos corpos.
Galileo Galilei
(1564 – 1642)
http://en.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei
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http://www.flickr.com/photos/ligiaduque/4304836903/sizes/l/in/photostream/
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http://www.flickr.com/photos/ligiaduque/4304836903/sizes/l/in/photostream/
O experimento de Galileu sobre a queda 
livre dos corpos.
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http://www.flickr.com/photos/ligiaduque/4304836903/sizes/l/in/photostream/
O experimento de Galileu sobre a queda 
livre dos corpos.
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René Descartes
(1596 -1650)
Origens do Método Científico ...
Em 1619, Descartes escreveu seu 1o.
tratado sobre o pensamento filosófico e
científico denom. “Regras para a
condução da mente”.
Em 1637 publicou o tratado filosófico e
matemático “Discurso do Método”
(Discours de la méthode pour bien conduire sa
raison, et chercher la vérité dans les sciences).
http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_scientific_method
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Origens do Método Científico ...
Uma máxima de seu pensamento foi,
“… nunca aceitar nada como verdadeiro 
enquanto não mostrei o demonstrei 
claramente com tal”

Ceticismo Metodológico - só se pode
dizer que existe aquilo que possa ser
provado.
http://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todo_cartesiano
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René Descartes
(1596 -1650)
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Origens do Método Científico ...
Descartes prova a existência do próprio
eu (que duvida, portanto, sujeito de algo
- cogito ergo sum, penso logo existo)  o
ato de duvidar como indubitável.
Argumentou pela “prova da existência de
Deus” que, em sua linha de pensamento,
era “conceito” associado a todas as
perfeições possíveis.
http://pt.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todo_cartesiano
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René Descartes
(1596 -1650)
Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia
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Prof. João Pimenta
Origens do Método Científico ...
http://en.wikipedia.org/wiki/History_of_scientific_method
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René Descartes
(1596 -1650)
Método Cartesiano:
1. verificar se há evidências reais e
indubitáveis acerca do fenômeno ou
coisa estudada;
2. analisar, i.e., dividir ao máximo as
coisas, em suas unidades de
composição, fundamentais, e estudar
essas coisas mais simples;
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René Descartes
(1596 -1650)
Método Cartesiano:
3. sintetizar, ou seja, agrupar
novamente as unidades estudadas em
um todo verdadeiro; e;
4. enumerar todas as conclusões e
princípios utilizados, a fim de manter
a ordem do pensamento.
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Origens do Método Científico ...
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René Descartes
(1596 -1650)
A contribuição de Descartes, com sua
nova metodologia, foi de extrema
importância para a constante busca
criteriosa do conhecimento verdadeiro a
partir das ciências.
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Origens do Método Científico ...
Contemporâneo de Galileu e Descartes,
Francis Bacon buscou descrever um
procedimento racional para
estabelecer a causa entre fenômenos,
baseada em indução num processo
radicalmente diferente da abordagem
dos Aristotelianos.Francis Bacon
(1561 - 1626)
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O método de Bacon baseava-se no
“histórico experimental” para eliminar
teorias alternativas que chamou de
tabelas de presença e ausência.
Embora tendo aprofundado a
experimentação, a formulação de
hipóteses teve papel secundário em seu
método (≠ da prática científica moderna).
Francis Bacon
(1561 - 1626)
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Origens do Método Científico ...
Isaac Newton
4/1/1643 – 31/3/1727
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Rejeitou a ênfase de Descartes no
racionalismo em favor da abordagem
empírica de Bacon. Estabeleceu em sua
obra Principia suas 4 "regras de
raciocínio”.
Four Rules of Scientific Reasoning
from Principia Mathematica
by Isaac Newton 
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Origens do Método Científico ...
Isaac Newton
4/1/1643 – 31/3/1727
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1. admit no more causes of natural things
than are both true and sufficient to
explain their appearances;
2. to the same natural effect, assign the
same causes;
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Isaac Newton
4/1/1643 – 31/3/1727
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3. qualities of bodies, which are found to
belong to all bodies within experiments,
are to be esteemed universal, and;
4. propositions collected from observation
of phenomena should be viewed as
accurate or very nearly true until
contradicted by other phenomena.
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O Método Indutivo e Método Indutivo
Metodologia Científica. Prof. William Costa Rodrigues, FAETEC/IST, Paracambi, 2007 
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O Método Indutivo
Processo mental pelo qual, partindo de dados
particulares, suficientemente constatados, infere-
se uma verdade geral ou universal, não contida nas
partes examinadas.
Dados particulares
(suficientemente
constatados)
Verdade Geral
ou Universal
Metodologia Científica. Prof. William Costa Rodrigues, FAETEC/IST, Paracambi, 2007 
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O Método Indutivo
O método indutivo tem 3 etapas:
1. Observação dos fenômenos
2. Descoberta da relação entre eles
3. Generalização da relação
Exemplo
1. observo que Pedro, José, João, etc. são mortais;
2. verifico a relação entre ser homem e ser mortal;
3. generalizo então dizendo que todos os homens
são mortais.
Metodologia Científica. Prof. William Costa Rodrigues, FAETEC/IST, Paracambi, 2007 
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O Método Indutivo
Exemplo 1:
– João morreu,
– Pedro morreu,
– Maria morreu,
– João, Pedro e Maria são humanos, logo...
(Todo) ser humano é mortal.
Metodologia Científica. Prof. William Costa Rodrigues, FAETEC/IST, Paracambi, 2007 
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O Método Indutivo
Exemplo 2:
– O corvo 1 é negro.
– O corvo 2 é negro.
– O corvo 3 é negro.
– O corvo n é negro.
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Metodologia Científica. Prof. William Costa Rodrigues, FAETEC/IST, Paracambi, 2007 
(Todo) corvo é negro.
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O Método Indutivo
Exemplo 3:
– Cobre conduz energia.
– Zinco conduz energia.
– Cobalto conduz energia.
– Cobre, zinco e cobalto são metais, logo...
Metodologia Científica. Prof. William Costa Rodrigues, FAETEC/IST, Paracambi, 2007 
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(Todo) metal conduz energia.
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O Método Indutivo
Metodologia Científica. Prof. William Costa Rodrigues, FAETEC/IST, Paracambi, 2007 
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O Método Indutivo
Metodologia Científica. Prof. William Costa Rodrigues, FAETEC/IST, Paracambi, 2007 
http://www.birdsandblooms.com/blog/albino-bird-a-white-crow/
https://www.flickr.com/photos/aberlin2009/5897342893
http://www.birds.cornell.edu/crows/whitecrows.htm
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O Método Dedutivo
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O Método Indutivo x Dedutivo
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O Método 
Científico e sua 
Aplicação.
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Aplicação do Método Científico?
O método científico é aplicado segundo uma sucessão de
passos que variam pouco entre diferentes versões.
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O modelo hipotético-dedutivo do MC compreende os
seguintes passos básicos, de forma geral:
1Observar;
2Formular hipótese;
3Prever conseqüências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
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Aplicação do Método Científico?
http://www.sciencemadesimple.com/scientific_method.html
Primeiro passo com sentido
mais amplo que apenas
observar visualmente o
fenômeno.
Trata-se de uma primeira
abordagem com o objetivo de
entender o fenômeno.
Pesquisa-se tudo que seja
relativo ao problema, coletando
informação de livros, artigos,
relatórios, revistas, etc.
1Observar;
2Formular hipótese;
3Prever consequências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
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Prof. João PimentaAplicação do Método Científico?
1 Observar;
2Formular hipótese;
3Prever conseqüências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
Tentativa de explicação para o
fenômeno
Eu acho que ...
Uma hipótese é basicamente uma
“possível solução para o problema,
com base no conhecimento e
experiência prévio“.
Trata-se de propor uma resposta
para uma questão de pesquisa
simples, baseado no que se sabe.
Depois, o experimento ira testar
essa hipótese.
http://www.sciencemadesimple.com/scientific_method.html
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Aplicação do Método Científico?
Hipótese  como você pensa que
o fenômeno observado funciona.
Consequências da hipótese  se
minha hipótese é verdadeira,
então...
Previsão  como você
demonstrará que sua hipótese é
verdadeira?  o experimento
projetado servirá para testar sua
previsão.
http://www.sciencemadesimple.com/scientific_method.html
1 Observar;
2Formular hipótese;
3Prever consequências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
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Aplicação do Método Científico?
Importante:
Desenvolvidas hipótese e previsão,
não devemos mudá-la, mesmo se
os resultados do experimento
mostrem que estávamos errados.
Uma previsão incorreta não
significa que você falhou.
Significa apenas que o
experimento trouxe novos fatos à
luz, que talvez você não tenha
conseguido perceber.
http://www.sciencemadesimple.com/scientific_method.html
1 Observar;
2Formular hipótese;
3Prever consequências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
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Aplicação do Método Científico?
Experimentação  testar a
hipótese por um experimento.
O experimento é a ferramenta
(que vc projeta) para descobrir
se suas ideias estão certas ou
erradas.
É absolutamente necessário
projetar um experimento que irá
testar precisamente sua
hipótese.
http://www.sciencemadesimple.com/scientific_method.html
1 Observar;
2Formular hipótese;
3Prever consequências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
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O experimento permite ao
cientista aprender sobre o
mundo.
http://www.sciencemadesimple.com/scientific_method.html
1 Observar;
2Formular hipótese;
3Prever consequências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
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Trata-se de um resumo dos
resultados experimentais e como
esses se ajustam a sua hipótese.
Há duas opções para as conclusões,
baseado nos resultados:
 Rejeitar a hipótese;
 Não rejeitar a hipótese.
http://www.sciencemadesimple.com/scientific_method.html
1 Observar;
2Formular hipótese;
3Prever consequências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
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Aplicação do Método Científico?
Um único experimento não é
suficiente para provar a
hipótese, pois, existe a
possibilidade de ocorrer um
erro em algum momento.
http://www.sciencemadesimple.com/scientific_method.html
1 Observar;
2Formular hipótese;
3Prever consequências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
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O que se pode dizer é que seus
resultados SUPORTAM a
hipótese.
Se a hipótese original não
concorda com os resultados finais
do experimento, não mude a
hipótese mas sim tente explicar o
que pode estar errado com a
mesma.
http://www.sciencemadesimple.com/scientific_method.html
1 Observar;
2Formular hipótese;
3Prever consequências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
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Aplicação do Método Científico?
 Qual informação faltou
originalmente que e causou o
erro na previsão?
 O que faz com que hipótese e
resultados experimentais
discordem?
http://www.sciencemadesimple.com/scientific_method.html
1 Observar;
2Formular hipótese;
3Prever consequências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
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Hierarquia do saber científico
A formulação da hipótese, como primeiro passo se insere
numa hierarquia do saber científico conforme,
Achado
Hipótese
Modelo
Teoria
Lei
Saber
Científico
Maior
Menor
Jung, C.F., 2003, Metodologia Científica - Ênfase em Pesquisa Tecnológica,
Disponível em http://www.jung.pro.br
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Achado
Hipótese
Modelo
Teoria
Lei
Saber
Científico
Maior
Menor
Nível mais baixo do saber científico, diferenciando-se da
especulação filosófica apenas pela produção de expectativas
plausíveis de verificação empírica.
Jung, C.F., 2003, Metodologia Científica - Ênfase em Pesquisa Tecnológica,
Disponível em http://www.jung.pro.br
Hierarquia do saber científico
Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia
Departamento de Engenharia Mecânica
ENM 168980 – Introdução a Engenharia Mecânica
Prof. João Pimenta
Achado
Hipótese
Modelo
Teoria
Lei
Saber
Científico
Maior
Menor
Superam a hipótese por se tratara de resultados
efetivamente constatados via observação ou
experimentação e não apenas possibilidades
plausíveis.
Jung, C.F., 2003, Metodologia Científica - Ênfase em Pesquisa Tecnológica,
Disponível em http://www.jung.pro.br
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Achado
Hipótese
Modelo
Teoria
Lei
Saber
Científico
Maior
Menor
Superior ao “achado” por apresentar estrutura
lógica mapeada ao resultado empírico,
permitindo previsões cuja confiabilidade pode
ser aferida.
Jung, C.F.,2003, Metodologia Científica - Ênfase em Pesquisa Tecnológica,
Disponível em http://www.jung.pro.br
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Hipótese
Modelo
Teoria
Lei
Saber
Científico
Maior
Menor
Superior ao “modelo” por permitirem não apenas
previsões acerca de um dado fenômeno mas
também a identificação de eventuais ações de
controle.
Jung, C.F., 2003, Metodologia Científica - Ênfase em Pesquisa Tecnológica,
Disponível em http://www.jung.pro.br
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Achado
Hipótese
Modelo
Teoria
Lei
Saber
Científico
Maior
Menor
A Lei é o nível mais alto do saber científico, tendo todo o
alcance funcional de uma teoria mas com um grau muito
maior de confirmação empírica e, conseqüentemente, de
confiabilidade e robustez.
Jung, C.F., 2003, Metodologia Científica - Ênfase em Pesquisa Tecnológica,
Disponível em http://www.jung.pro.br
Hierarquia do saber científico
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Hierarquia do saber científico
Teoria da Evolução das Espécies, Charles Darwin
Teoria do Big Bang, Georges Lemaître
Teoria da Relatividade, Albert Einstein
Leis da Termodinâmica
Leis dos gases
Lei da gravidade
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Hierarquia do saber científico
http://theimmoralminority.blogspot.com.br/2014/10/michigan-state-university-is-allowing.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Level_of_support_for_evolution
http://blogs.scientificamerican.com/cross-check/2012/11/20/what-should-teachers-say-to-religious-students-who-doubt-evolution/
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Hierarquia do saber científico
http://www.patheos.com/blogs/daylightatheism/essays/naturalism-in-science/
http://en.wikipedia.org/wiki/Level_of_support_for_evolution
http://blogs.scientificamerican.com/cross-check/2012/11/20/what-should-teachers-say-to-religious-students-who-doubt-evolution/
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Exemplo de Aplicação 
do 
Método Científico.
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Exemplo de Aplicação do Método 
Científico?
Vejamos um exemplo...
A quantidade de luz do 
sol afeta o crescimento 
do tomate?
http://lacarpetaweb.files.wordpress.com/2010/05/tomate.jpg
Questão de pesquisa
(research question)
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1Observar;
2Formular hipótese;
3Prever conseqüências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
Alguém decide se dedicar a
horticultura e nota após algum tempo
que certos tomates são maiores que
outros e se pergunta o porque.
Decide então aprender mais sobre o
o que causa isso.
Após alguma reflexão sobre os
fatores que afetam o crescimento
dos tomates percebe que a radiação
solar tem papel importante
http://www.sciencemadesimple.com/scientific_method.html
Exemplo de Aplicação do Método 
Científico?
A quantidade de luz do sol afeta o crescimento do tomate?
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1 Observar;
2Formular hipótese;
3Prever conseqüências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
A hipótese formulada é:
Eu creio que quanto mais luz do sol o
tomateiro recebe, mais os tomates
irão crescer.
Tal hipótese é baseada em:
O tomateiro se desenvolve pela
fotossíntese, um processo
essencialmente dependente da luz
do sol;
Foi observado que os tomateiros
que receberam mais sol cresceram
mais . http://www.sciencemadesimple.com/scientific_method.html
Exemplo de Aplicação do Método 
Científico?
A quantidade de luz do sol afeta o crescimento do tomate?
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1 Observar;
2Formular hipótese;
3Prever conseqüências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
Uma boa previsão seria...
Se a radiação solar sobre as plantas
em meu experimento aumentar, devo
obter tomates maiores que para
plantas idênticas que receberam os
mesmos cuidados porem menos luz
do sol.
http://www.sciencemadesimple.com/scientific_method.html
Exemplo de Aplicação do Método 
Científico?
A quantidade de luz do sol afeta o crescimento do tomate?
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1 Observar;
2Formular hipótese;
3Prever conseqüências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
Como experimento podemos usar um
canteiro com um certo número de
tomateiros.
Alguns pés são expostos totalmente ao
sol enquanto outros são mantidos a
sombra graças a algum dispositivo de
sombreamento que diminui a radiação
solar recebida.
Para um resultados mais interessantes
podemos zonear o canteiro para
diferentes níveis de exposição.
Exemplo de Aplicação do Método 
Científico?
A quantidade de luz do sol afeta o crescimento do tomate?
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1 Observar;
2Formular hipótese;
3Prever conseqüências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
Cada zona de exposição do canteiro
tem seus pés examinados
periodicamente coletando-se
informações sobre o
desenvolvimento de cada pé em
altura, folhagem, etc.
Os frutos (tomates) são observados
ao longo do seu crescimento e,
quando da colheita final, tem sua
cor, dimensão e peso medidos para
cada zona.
Exemplo de Aplicação do Método 
Científico?
A quantidade de luz do sol afeta o crescimento do tomate?
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1 Observar;
2Formular hipótese;
3Prever conseqüências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
Após a análise dos resultados
experimentais, podemos confirmar
ou não a hipótese.
Suponhamos que os experimentos em
resumo levem ao seguinte quadro...
http://www.sciencemadesimple.com/scientific_method.html
Zona do
canteiro
Exposição
ao sol
Peso médio dos
tomates [kg]
A 100 % 0,250 ± 0,010
B 75 % 0,200 ± 0,015
C 50 % 0,180 ± 0,018
Exemplo de Aplicação do Método 
Científico?
A quantidade de luz do sol afeta o crescimento do tomate?
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1 Observar;
2Formular hipótese;3Prever conseqüências;
4Experimentação;
5Conclusões;
Os resultados
são consistentes?
http://www.sciencemadesimple.com/scientific_method.html
Zona do
canteiro
Exposição
ao sol
Peso médio dos
tomates [kg]
A 100 % 0,250 ± 0,010
B 75 % 0,200 ± 0,015
C 50 % 0,180 ± 0,018
A quantidade de luz do sol afeta o crescimento do tomate?
Neste caso podemos concluir que os
resultados atestam a validade da
hipótese formulada.
Experimentos adicionais conduzindo
a mesma conclusão, fortalecem a
hipotese.
Exemplo de Aplicação do Método 
Científico?
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Equívocos Comuns na 
Aplicação do 
Método Científico.
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Enganos Comuns na Aplicação
do Método Científico...
O MC procura minimizar a influência do viés do
cientista (seu ponto de vista, favoritismo, ideologismo)
sobre o resultado do experimento.
No teste de uma hipótese, podemos selecionar um
resultado a outro, mas isso não pode afetar
tendenciosamente os resultados ou sua interpretação.
Vejamos alguns equívocos comuns...
http://www.human-evolution.org/methodology_scientific.php
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Enganos Comuns na Aplicação
do Método Científico...
Aceitar uma hipótese sem testar a mesma
experimentalmente.
 As vezes "senso comum" e "lógica" tendem a nos
fazer acreditar que testes não são necessários.
Numerosos exemplos desse tipo de equivoco são
relatados desde os filósofos gregos até nossos
dias;
 Trata-se do equivoco principal e mais comum.
http://www.human-evolution.org/methodology_scientific.php
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Enganos Comuns na Aplicação
do Método Científico...
Ignorar ou descartar dados que não apóiam a hipótese.
 O pesquisador deve estar aberto a possibilidade
de que sua hipótese seja correta ou incorreta.
http://www.human-evolution.org/methodology_scientific.php
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Enganos Comuns na Aplicação
do Método Científico...
Falha em estimar quantitativamente erros
sistemáticos (e outros erros).
 Há vários exemplos de descobertas não
observadas por serem interpretadas como erro
sistemático;
 De forma inversa, várias alegações de descobertas
provaram mais tarde ser devidas a erros
sistemáticos não levados em consideração por
seus “descobridores”
http://www.human-evolution.org/methodology_scientific.php
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Ciência, Engenharia
e Tecnologia.
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A distinção entre ciência, engenharia e tecnologia nem
sempre é clara.
Ciência é a investigação racional ou estudo da
natureza, com o objetivo de descobrir relações
(princípios) abrangentes e duráveis entre elementos
naturais (fenômenos).
Isso, em geral requer uma abordagem formal, i.e., o
uso de técnicas, regras, etc. reconhecidas ( MC)
Ciência, Engenharia e Tecnologia.
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Ciência, Engenharia e Tecnologia.
Tecnologia é definida de forma ampla como o conjunto
de entidades materiais criados pela aplicação de
esforço físico e mental sobre a natureza com algum
propósito prático.
Neste contexto, a tecnologia reflete o estado atual do
conhecimento sobre como combinar recursos para
obter produtos desejados, para resolver problemas,
preencher necessidades, ou satisfazer desejos.
Engenharia  aplicação das ciências exatas, naturais,
humanas e sociais, em realizações que, em última
análise, contribuem para o bem estar do ser humano.
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1. A engenharia com freqüência lida com áreas nas
quais a física e/ou química básica é bem conhecida,
mas os problemas em si são muito complexos para se
solucionar de maneira exata.
2. A pesquisa em engenharia emprega vários métodos
semi-empíricos que são estranhos a ciência “pura”
(exemplo: método da variação de parâmetros)
Pesquisa em engenharia  Pesquisa científica.
Ciência, Engenharia e Tecnologia.
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Pesquisa em engenharia  Pesquisa científica.
Ciência, Engenharia e Tecnologia.
Exemplo...
Ciência  estuda o fluxo de elétrons associado à
corrente elétrica em um condutor, gerando
conhecimento à respeito.
Engenharia  usa esse conhecimento para criar
artefatos, como semi-condutores, computadores, e
outras formas de avanço tecnológico.
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“um cientista constrói afim de apreender enquanto
um engenheiro apreende afim de construir”.
Na pesquisa em engenharia lidamos com
aproximações necessárias a solução de problemas
complexos.
Exemplo: uso de aproximações numéricas para as
equações de Navier-Stokes para solucionar o
escoamento aerodinâmico sobre uma aeronave
Ciência, Engenharia e Tecnologia.
Pesquisa em engenharia  Pesquisa científica.
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Comparação MC x Estudo de Engenharia
Método Científico Estudo de Engenharia
Formule sua questão Defina uma necessidade
Efetue pesquisa bibliográfica Efetuar pesquisa bibliográfica
Formule sua hipótese, identifique variáveis Estabeleça critérios de projeto
Projete o experimento, estabeleça o 
procedimento
Elabore projetos preliminares 
Teste sua hipótese através de experimentos Construa e teste um protótipo
Analise seus resultados e conclusões Teste e redefinição do projeto se necessário
Apresente os resultados Apresente os resultados
http://www.sciencebuddies.org/mentoring/project_engineering.shtml 
Ciência, Engenharia e Tecnologia.
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Ciência, Engenharia e Tecnologia.
http://www.sciencebuddies.org/engineering-design-process/engineering-design-
compare-scientific-method.shtml?from=Blog
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Prof. Carlos Fernando Jung, carlosfernandojung@gmail.com, http://lattes.cnpq.br/9620345505433832
Ciência, Engenharia e Tecnologia.
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Frases do dia
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“The true method of 
knowledge is 
experiment”
William Blake (poeta inglês)
1757-1827
http://www.great-quotes.com/quote/819654
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“Seja metódico e sistemático. 
use o Método Científico.”
Prof. João Pimenta
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http://www.rrec.org.uk/Cars/images/ContQ.jpg
Aerodynamics again. The Bentley Continental with the de Havilland Comet powered by Avon engines
The present Bentley Continental went into production at a time when British coachbuilding was in a stage of
transition: ash framing was giving way to composite timber and metal framing, and this in turn to more
advanced coachwork and metal construction.