Introduzindo aprendizado de máquina em cursos de física: o caso do rolamento no plano inclinado

• Main Author: Ferreira,H.
• Publication Date: 2022
• Other Authors: Almeida Junior,E.F., Espinosa-García,W., Novais,E., Rodrigues,J.N.B., Dalpian,G.M.
• Format: Article
• Language: por
• Source: Revista Brasileira de Ensino de Física (Online)
• Download full: http://old.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1806-11172022000100472
• topic: Inteligência Artificial; Aprendizado de Máquina; 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 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.