O problema Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou: Equiparticão de energia vista através de simulações computacionais

The Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou problem: Equipartition of energy through computational simulations

Equipartição e conservação de energia são conceitos difíceis de serem ilustrados em sala de aula. Com essa finalidade, implementamos dois experimentos computacionais do problema Fermi-Pasta-Ulam-Tsigou. Nos experimentos, há uma situação na qual acontece a equipartição de energia e outro em que ela não se realiza. A segunda situação levou ao conhecido paradoxo de Fermi-Pasta-Ulam-Tsigou com grandes implicações para o desenvolvimento da Física. Os experimentos são realizados através de uma implementação numérica “feita em casa” e outra através de uma ferramenta computacional disponível na internet e bastante utilizada pela comunidade científica. As implementações são acompanhadas de uma análise matemática, utilizando-se modos normais.

Palavras-chave:
Equipartição de energia; paradoxo de Fermi-Pasta-Ulam-Tsingou; simulação numérica; dinâmica molecular