Introduzindo aprendizado de máquina em cursos de física: o caso do rolamento no plano inclinado
Em uma ciência cada vez mais orientada a dados, o uso de métodos computacionais inteligentes é progressivamente indispensável. Neste contexto, torna-se importante expor os estudantes de graduação em física às metodologias de inteligência artificial e aprendizado de máquina. Neste trabalho propomos u...
| Main Authors: | , , , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | Portuguese |
| Published: |
Sociedade Brasileira de Física
2022-12-01
|
| Series: | Revista Brasileira de Ensino de Física |
| Subjects: | |
| Online Access: | http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172022000100472&tlng=pt |
| _version_ | 1828118685157425152 |
|---|---|
| author | H. Ferreira E.F. Almeida Junior W. Espinosa-García E. Novais J.N.B. Rodrigues G.M. Dalpian |
| author_facet | H. Ferreira E.F. Almeida Junior W. Espinosa-García E. Novais J.N.B. Rodrigues G.M. Dalpian |
| author_sort | H. Ferreira |
| collection | DOAJ |
| description | Em uma ciência cada vez mais orientada a dados, o uso de métodos computacionais inteligentes é progressivamente indispensável. Neste contexto, torna-se importante expor os estudantes de graduação em física às metodologias de inteligência artificial e aprendizado de máquina. Neste trabalho propomos uma forma de utilizar tais métodos na física, resolvendo o problema didático do rolamento em um plano inclinado. Para tanto, introduzimos os principais conceitos das técnicas de aprendizado de máquina e realizamos medidas do tempo que diferentes objetos (aro, disco e esfera) levam para percorrer uma certa distância, de acordo com a altura inicial e o ângulo de inclinação do plano. Com estes dados, aplicamos métodos de classificação capazes de predizer o objeto que rolava sobre o plano com acurácia de 83%, e métodos de regressão capazes de prever a velocidade média do objeto com erro absoluto médio de 1.4 cm s−1. Mostramos também que este modelo didático é instrutivo pois possibilita uma comparação direta com modelos físicos tradicionais e serve como exemplo introdutório para a discussão do que significa ensinar física para o computador. |
| first_indexed | 2024-04-11T13:36:22Z |
| format | Article |
| id | doaj.art-522b67abc4bb4181b34b55e7be3fc014 |
| institution | Directory Open Access Journal |
| issn | 1806-9126 |
| language | Portuguese |
| last_indexed | 2024-04-11T13:36:22Z |
| publishDate | 2022-12-01 |
| publisher | Sociedade Brasileira de Física |
| record_format | Article |
| series | Revista Brasileira de Ensino de Física |
| spelling | doaj.art-522b67abc4bb4181b34b55e7be3fc0142022-12-22T04:21:28ZporSociedade Brasileira de FísicaRevista Brasileira de Ensino de Física1806-91262022-12-014410.1590/1806-9126-rbef-2022-0214Introduzindo aprendizado de máquina em cursos de física: o caso do rolamento no plano inclinadoH. Ferreirahttps://orcid.org/0000-0003-3309-2098E.F. Almeida Juniorhttps://orcid.org/0000-0001-8685-5007W. Espinosa-Garcíahttps://orcid.org/0000-0003-4597-6333E. NovaisJ.N.B. RodriguesG.M. Dalpianhttps://orcid.org/0000-0001-5561-354XEm uma ciência cada vez mais orientada a dados, o uso de métodos computacionais inteligentes é progressivamente indispensável. Neste contexto, torna-se importante expor os estudantes de graduação em física às metodologias de inteligência artificial e aprendizado de máquina. Neste trabalho propomos uma forma de utilizar tais métodos na física, resolvendo o problema didático do rolamento em um plano inclinado. Para tanto, introduzimos os principais conceitos das técnicas de aprendizado de máquina e realizamos medidas do tempo que diferentes objetos (aro, disco e esfera) levam para percorrer uma certa distância, de acordo com a altura inicial e o ângulo de inclinação do plano. Com estes dados, aplicamos métodos de classificação capazes de predizer o objeto que rolava sobre o plano com acurácia de 83%, e métodos de regressão capazes de prever a velocidade média do objeto com erro absoluto médio de 1.4 cm s−1. Mostramos também que este modelo didático é instrutivo pois possibilita uma comparação direta com modelos físicos tradicionais e serve como exemplo introdutório para a discussão do que significa ensinar física para o computador.http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172022000100472&tlng=ptInteligência ArtificialAprendizado de MáquinaPlano Inclinado |
| spellingShingle | H. Ferreira E.F. Almeida Junior W. Espinosa-García E. Novais J.N.B. Rodrigues G.M. Dalpian Introduzindo aprendizado de máquina em cursos de física: o caso do rolamento no plano inclinado Revista Brasileira de Ensino de Física Inteligência Artificial Aprendizado de Máquina Plano Inclinado |
| title | Introduzindo aprendizado de máquina em cursos de física: o caso do rolamento no plano inclinado |
| title_full | Introduzindo aprendizado de máquina em cursos de física: o caso do rolamento no plano inclinado |
| title_fullStr | Introduzindo aprendizado de máquina em cursos de física: o caso do rolamento no plano inclinado |
| title_full_unstemmed | Introduzindo aprendizado de máquina em cursos de física: o caso do rolamento no plano inclinado |
| title_short | Introduzindo aprendizado de máquina em cursos de física: o caso do rolamento no plano inclinado |
| title_sort | introduzindo aprendizado de maquina em cursos de fisica o caso do rolamento no plano inclinado |
| topic | Inteligência Artificial Aprendizado de Máquina Plano Inclinado |
| url | http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172022000100472&tlng=pt |
| work_keys_str_mv | AT hferreira introduzindoaprendizadodemaquinaemcursosdefisicaocasodorolamentonoplanoinclinado AT efalmeidajunior introduzindoaprendizadodemaquinaemcursosdefisicaocasodorolamentonoplanoinclinado AT wespinosagarcia introduzindoaprendizadodemaquinaemcursosdefisicaocasodorolamentonoplanoinclinado AT enovais introduzindoaprendizadodemaquinaemcursosdefisicaocasodorolamentonoplanoinclinado AT jnbrodrigues introduzindoaprendizadodemaquinaemcursosdefisicaocasodorolamentonoplanoinclinado AT gmdalpian introduzindoaprendizadodemaquinaemcursosdefisicaocasodorolamentonoplanoinclinado |