Analogias físicas ajudam os estudantes a transferir conhecimento de fenômenos familiares para conceitos físicos mais abstratos, especialmente quando a matemática é similar. Aqui apresentamos uma analogia interessante entre campos elásticos e suas equações governantes e campos eletromagnéticos, que são mais abstratos. Para isso, definimos os campos elásticos E e B, e mostramos que a equação elastodinâmica de Navier-Cauchy pode ser colocadas na forma de quatro equações do tipo Maxwell. Também introduzimos um potencial vetor elástico A e um potencial escalar elástico ϕ. Obviamente, a analogia só funciona para o referencial de repouso do meio elástico, mas parece ser pedagógica porque os alunos facilmente imaginam ondas elásticas (ondas de deslocamento u ( r , t ) em um material elástico), mas têm dificuldade em visualizar campos eletromagnéticos. Mostramos também que, embora o potencial vetor elástico A não seja invariante de calibre, o deslocamento u = ∇ κ + A é invariante de calibre (como uma quantidade física mensurável deve ser), onde o campo escalar κ está relacionado a ϕ por ϕ = 1 c ∂ t κ.

Physical analogies aid students to transfer knowledgment from familiar phenomena to more abstract physical concepts, specially when the mathematics is similar. Here we present an interesting analogy between linear elastic fields and its governing equations and the more abstract electromagnetic fields. For this, we define the elastic E and B fields, and show that the Navier-Cauchy elastodynamic equation can be put in the form of four Maxwell-like equations. We also introduce a elastic potential vector A and a elastic scalar potential ϕ. Of course, the analogy only works in the rest reference frame of the elastic medium, but it seems pedagogical because students easily imagine elastic waves (displacement waves u ( r , t ) in an elastic material) but have dificulty to visualize electromagnetic fields. We also show that, although the elastic vector potential A is not gauge invariant, the displacement u = A ∇ κ + A is gauge invariant (as a measurable physical quantity should be), where the scalar field κ is related to ϕ by ϕ = 1 c ∂ t κ.

Apresentamos um aparelho simples de laboratório didático para medição de massa inercial, baseado no equilíbrio quase-estático de uma balança de peso deslizante (balança romana) num plano horizontal, suprimindo a influência da gravidade. O dispositivo oferece uma definição operacional alternativa da massa inercial. Comparada com definições tradicionais baseadas em medidas de aceleração (como a definição clássica de Ernst Mach) ou da frequência de um sistema massa-mola, este método não exige medições de tempo, força, ou acelerações; utiliza um aparato simples e barato; e fornece o valor correto mesmo se executado em um sistema não-inercial, ou por um observador em movimento relativístico. O aparato também permite medir a massa gravitacional, e demostrar sua equivalência com a massa inercial de maneira simples e elegante. Por estas razões, o método é eminentemente adequado para demonstrações em classe e aulas práticas em cursos introdutórios de física.

We describe a simple teaching laboratory device for measuring inertial mass based on the quasi-static equilibrium of a Roman (steelyard) balance on a horizontal plane, suppressing the influence of gravity. This device offers an alternative operational definition of inertial mass. Compared to traditional definitions based on measurements of acceleration (such as the classical definition by Ernst Mach) or of the frequency of a mass-spring system, this method does not require measurements of time, acceleration, or force; uses a simple and cheap apparatus; and yields the correct value even if performed in a non-inertial frame, or by an observer in relativistic motion. The apparatus also allows measurement of the gravitational mass, and demonstrate its equivalence with inertial mass, in a simple and elegant fashion. For these reasons, the method is eminently suited to demonstrations and lab classes in introductory physics courses.

A educação e divulgação científicas não apenas ampliam o vocabulário e o repertório de conceitos científicos de uma população, mas, ao mesmo tempo, promovem a difusão de certas metáforas conceituais e cognitivas. Neste trabalho, descrevemos este processo e propomos uma classificação em termos de metáforas visíveis, invisíveis, básicas e derivadas. Focalizamos nossa atenção em metáforas físicas aplicadas a fenômenos psicológicos e sócio-econômicos, estudando dois casos exemplares através do exame exaustivo do conteúdo online de grandes portais jornalísticos brasileiros. Finalmente, apresentamos implicações e sugestões da teoria de metáforas cognitivas de Lakoff e Jonhson para o processo de educação e divulgação científicas.

Scientific education and divulgation not only amplify people's vocabulary and repertory of scientific concepts but, at the same time, promote the diffusion of certain conceptual and cognitive metaphors. Here we describe this process and propose a classification in terms of visible, invisible, basic and derived metaphors. We focus our attention on physical metaphors applied to psychological and socio-economical phenomena, by studying two exemplar cases through an exhaustive exam of the online content of large Brazilian journalistic portals. Finally, we present implications and suggestions from Lakiff and Johnson's cognitive metaphor theory for the scientific education and communication process.