Ferramenta para ensino - Viziualização das constelações.

 Desde tempos imemoriais os homens vêm inscrevendo nos céus noturnos as suas esperanças e seus medos. Criamos na  imaginação conjuntos especiais de estrelas, as constelações, como a do cruzeiro visto na figura ao lado.

 Santiago Ortiz, um especialista em métodos de visualização de dados, criou um algoritmo para a exposição das estrelas tais como elas são vistas à noite. Clique aqui para abrir a animação.

Creio que este algoritmo poderá ser útil ao professor numa aula sobre astronomia ou mesmo como preparação e auxílio para a identificação das constelações numa aula de campo para observação dos céus.

Repare que as principais constelações estão demarcadas por uma limha ligando as estrelas.

Os dados cobrem tanto o céu do hemisfério Norte como o visto do hemisfério Sul. As esferas são dispostas numa superfície esférica como mostrado na figura abaixo.

Girando o botão central do mouse você é colocado no centro da esfera. Nesta posição você poderá observar as constelações como se estivesse na superfície da Terra.

Clique aqui para abrir a animação. Com o botão esquerdo do mouse pressionado arraste para navegar pelas constelações.

Produção: Santiago Ortiz. Conheça os seus trabalhos visitando o site Moebio.

 Informação via: FlowingData. Um site para visualização de dados.

Ferramenta para ensino - Comprimento e Ordem de Grandeza.

Quando trabalhamos a medição das grandezas físicas com nossos alunos, de uma maneira ou outra, sempre terminamos falando da ordem de grandeza das medidas.

Todo aquele trabalho para expressar as medidas na notação científica  faz com que, na maioria das vezes, o aluno acabe por se desinteressar. A seguir apresentamos uma ferramenta que será de grande ajuda nas aulas.

Abaixo temos um infográfico interativo da Number Sleuther chamado Magnifying the Universe. Ele organiza os objetos existentes na natureza pela ordem de grandeza do seu tamanho.

O infográfico mostra exemplos de objetos desde aqueles de tamanho  da ordem da grandeza das partículas elementares até aos de ordem de grandeza dos aglomerados de galáxias. Creio que ele pode ser útil nas aulas. Se desejar imprimir uma cópia clique aqui.

Para uso em sala de aula numa apresentação com Data Show recomendamos:

• Coloque o infográfico no modo Tela cheia clicando no último ícone à direita, na parte superior;
• Você pode escolher em que tamanho começar clicando sobre uma das nove imagens: átomos, animais, edifícios, montanhas, planetas, estrelas, nebulosas, galáxias e, por último, o Universo observável;
• Você consegue o mesmo efeito arrastando o botão azul na barra da parte inferior. Cada ponto amarelo corresponde a uma das imagens descritas acima.
• Clicando sobre cada um dos pontos amarelos da barra inferior o infográfico é deslocado para a imagem correpondente.

Clique aqui e aqui e conheça outros dois infográficos do mesmo tipo. Por outro lado, clicando aqui você conhecerá um dos primeiros infográficos sobre ordem de grandeza das medidas de comprimento: Power of Ten.

Copyright em 2012 para: Magnifying the Universe da  Number Sleuth. 

Produção: Number Sleuth. Uma organização para tratamento estatístico e produção de infográficos. Visite o blog Statistical Trends&Numbers.

Exemplo - O trânsito de Vênus de 2012.

 Devido a geometria do sistema solar, em certas ocasiões ocorre que um dos planetas interiores, Vênus ou Mercúrio, se posiciona por algum tempo entre a Terra e o Sol. 

Nestas ocasiões podemos observar o planeta em movimento tendo a silhueta do sol como fundo (Veja a foto ao lado). Este fenômeno é chamado de Trânsito.

Ocorre que o plano das órbitas de Vênus, de Mercúrio e da Terra não estão no mesmo plano. As órbitas dos planetas têm inclinações diferentes em relação à elíptica. Isto torna o fenômeno raro. 

Os Trânsitos do planeta Vênus, por exemplo, ocorrem aos pares, separados por oito anos. O último Trânsito ocorreu em 2004. O próximo par ocorrerá somente a partir de 2117.

A primeira observação do Trânsito de Vênus da qual temos registro confiável ocorreu em 1639. Na história da ciência, os Trânsitos foram importantes pois da sua observação deriva-se o único método conhecido, até o século XX, para a determinação da distância entre o Sol e a Terra. 

A seguir uma compilação de imagens do último Trânsito de Vênus realizada pela equipe do Goddard Space Flight Center, da Nasa.

As imagens do Trânsito de Vênus de 2012 pela face do Sol foram feitas pela sonda SDO, Solar Dynamics Observatory. No vídeo foram compiladas tomadas do evento em vários comprimentos de onda. Cada comprimento de onda é apresentado numa cor.

As imagens foram  registradas na faixa do ultravioleta extremo e na faixa da luz visível. Os segmentos onde o Sol aparece em vermelho e na cor dourada temos as observações feitas nos comprimentos de onda de 304 e 171 ansgtrom.

Repare que a atmosfera solar é vísivel nesses comprimentos de onda. Os segmentos de cor magenta são observações feitas nos comprimentos de onda  de 1700 angstrom.

O segmento onde o sol aparece em cor laranja é a tomada feita na faixa de comprimentos de onda da luz visível filtrada. Neste segmento a atmosfera solar não é visível.

Produção da imagem do topo de página e do vídeo: Goddard Space Fligth Center. Visite o canal no Youtube aqui.

Exemplo - As Teorias da Gravitação de Newton e de Einstein.

No modelo cosmológico de Aristóteles a Terra está imóvel no centro e tudo o mais gira em volta dela. As Leis que governam os Céus, acima da órbita da Lua, não são as mesmas Leis que nos governam.

Aqui, no mundo das mudanças, os corpos se movem buscando o seu lugar natural. Uma pedra, por exemplo, uma vez liberada, se move para baixo, procurando ocupar o seu lugar natural, na direção do centro da Terra. Outros, como o fogo, se movem para cima, pelo mesmo motivo. 

Newton, por sua vez, introduziu a Gravitação Universal que, como o nome indica, uniu os Céus e a Terra sob a mesma lei. Um corpo com massa, nos Céus e na Terra, se move em resposta à ação atrativa de uma força exercida por outro corpo com massa situado nas vizinhanças. Esta força ele chamou de Força Gravitacional. Conheça o conceito clicando aqui.

A Lei da Gravitação de Newton faz excelentes previsões mas não responde à questão: O que é a Gravitação? A resposta foi fornecida por Einstein, séculos depois. Ele o fez eliminando a Força Gravitacional.

Segundo Einstein, um corpo como a Terra modifica a geometria do espaço e do tempo a sua volta. Um outro corpo, como a Lua, situado nas proximidades segue o caminho "reto" determinado por essa "curvatura" do espaço e do tempo.

Assita ao segmento da série de televisão The Elegant Universe, da PBS, apresentada pelo físico Brian Grenne. As legendas são de Carlos Portela. Nele se fala do segredo embaraçoso de Newton: Afinal, o que é a gravitação?

As teorias Físicas têm um campo de aplicação. Dentro dele a teoria funciona e sempre funcionará. Porém, toda teoria eventualmente é absorvida como um caso especial de uma outra teoria mais abrangente. Foi exatamente isto o que ocorreu com a teoria da gravitação de Newton.

PBS, Public Broadcasting Service. Esta é a rede de televisão pública americana. As séries educacionais, como The Elegant Universe, são produzidas por NOVA e podem ser encontradas aqui.

O vídeo foi disponibilizado no site: Vídeos para o ensino de Física e Química, de Carlos Portela. Neste site você encontrará bons vídeos para uso no ensino médio.

Exemplo - A Força Centrípeta e a Inércia.

Vamos estudar um experimento que mostra a ação da Força Centrípeta e da Inércia. O conceito de Inércia você pode recordar aqui.

No  experimento a seguir, o papel de Força Centrípeta é exercido pela reação do rolo à força de compressão da esfera, isto é, a Força Normal. Veja aqui como isto funciona.

Temos então um rolo de fita adesiva e uma esfera. O estudante faz a esfera girar pela parte interior do rolo. A Força Centrípeta mantém a esfera na trajetória circular.

A Primeira Lei de Newton (Lei da Inércia) afirma que, retirado o rolo, a esfera deve se mover em linha reta na direção que tinha no instante em que a Força Centrípeta deixa de atuar. Ela o faz quando o estudante levanta o rolo de fita adesiva.

No quadro 01 temos a foto do exato instante em que o estudante começa a levantar o rolo de fita adesiva. Note  os vetores Força centrípeta (seta laranja) e  velocidade (seta vermelha).

No quadro 02 temos o instante seguinte. O rolo não está mais em contanto com a esfera e a Força Centrípeta não existe mais. Logo, não há mais mudança na direção do movimento da esfera. Ela "sai pela tangente", isto é, em linha reta.

A inércia da esfera faz com que ela permaneça se movimentando na direção que tinha no momento em que a Força Centrípeta deixou de agir.

Claro, a Força de Atrito exercida pela superfície está atuando sobre a esfera, mas ela tem a mesma direção da velocidade e, por isto, não tem a capacidade de mudar a direção, apenas muda o módulo da velocidade da esfera.

O movimento da esfera deve então ser retilíneo. Veja abaixo o vídeo da experiência.

Produção do vídeo: Darren Fix, do site sciencefix. A coleção dos vídeos estão disponíveis aos estudantes interessados no canal sciencefix, do Youtube.

Imagem do topo da página: muitafisica, blog de exercícios de Física para o Ensino Médio.

Exemplo - Viagem pela eletricidade.6, Proteção: Os Fusíveis e a função do fio terra.

Continuamos estudando os episódios da série francesa "Petit Voyage en électricité". A série, produzida por Jacques Rouxel em 1981, apresenta os conceitos básicos da eletricidade de uma maneira direta e divertida.

O episódio anterior você assiste aqui. Os dois primeiros episódios você pode assistir aqui.

Jacques Rouxel, grande produtor e  animador francês, produziu para a AAA (Animation Art-graphique audiovisuel) e para a CSI (Cité des sciences et l'Industrie) uma série de 26 episódios de cinco minutos sobre os fenômenos elétricos. A série foi difundida pela televisão francesa a partir de 1996.

A versão que você assistirá a seguir foi traduzida para o Português e disponibilizada pelo canal Anzocontroleeletrico, no YouTube.

No vídeo abaixo vamos tratar da proteção dos circuitos elétricos, isto é, dos perigos que se corre ao sobrecarregarmos as tomadas ligando a elas muitos equipamentos (usando o famoso "benjamim" ou as "extensões"). Fala-se também da função do "fio terra" e da importância das tomadas de três fios que se tornaram obrigatórias no Brasil e dos fusíveis e disjuntores.

No próximo segmento veremos as várias modos em que a energia elétrica pode ser transformada. A energia elétrica pode ser convertida em energia térmica ou em energia luminosa através de um processo chamado "Efeito Joule".

A energia elétrica pode ser convertida em energia mecânica através da indução eletromagnética e também podemos usar a eletricidade no processo de eletrólise.

Para assistir aos próximos vídeos da série "Viagem pela eletricidade" clique aqui.

Os vídeos da série "Petit voyage en électricité" estão disponíveis no canal Anzocontroleeletrico no YouTube.

Produção da série: AAA (Animation Art-graphique audiovisuel). A AAA é uma sociedade francesa especializada na produção de desenhos animados.

Produção da série: CSI (Cité des sciences et l'Industrie). A CSI é uma instituição francesa dedicada a difusão da cultura científica e técnica.

Exemplo - Viagem pela Eletricidade.5, O Ciclo de Carnot.

Continuamos estudando os episódios da série francesa "Petit Voyage en électricité". A série, produzida por Jacques Rouxel em 1981, apresenta os conceitos básicos da eletricidade de uma maneira direta e divertida.

O episódio anterior você assiste aqui. Os dois primeiros episódios você pode assistir aqui.

Jacques Rouxel, grande produtor e  animador francês, produziu para a AAA (Animation Art-graphique audiovisuel) e para a CSI (Cité des sciences et l'Industrie) uma série de 26 episódios de cinco minutos sobre os fenômenos elétricos. A série foi difundida pela televisão francesa a partir de 1996.

A versão que você assistirá a seguir foi traduzida para o Português e disponibilizada pelo canal Anzocontroleeletrico, no YouTube.

O próximo segmento intitulado "Entre o quente e o frio, o Princípio de Carnot" trata da maneira mais eficiente de se obter trabalho a partir do vapor. Este processo é chamado de Ciclo de carnot.  O Ciclo de Carnot é o limite teórico do rendimento das máquinas térmicas. Nossas usinas térmicas usam processos que buscam a maior aproximação possível desse rendimento limite.

Nosso próximo segmento, "a eletricidade em movimento" trata do sistema de geração e  de distribuição de energia elétrica. Não existe uma tecnologia eficiente para se estocar  energia elétrica em grande quantidade. Assim, ela deve ser gerada à medida que é consumida. No entanto, o consumo de cada cliente  varia muito ao longo do tempo e é difícil de se prever.

O consumo de um cliente individual é impossível de se prever, mas a Estatística fornece meios para a  previsão das necessidades de consumo de energia elétrica quanto tratamos com toda a população.

Assim os países, entre eles o Brasil, constroem seus sistema de distribuição de energia elétrica interligados. Todas as Usinas Elétricas estão unidas uma às outras por linhas de transmissão e, deste modo, conseguem prever e atender instantâneamente às necessidades dos consumidores em qualquer ponto do território nacional.

Para assistir ao próximo episódio clique aqui.

Os vídeos da série "Petit voyage en électricité" estão disponíveis no canal Anzocontroleeletrico no YouTube.

Produção da série: AAA (Animation Art-graphique audiovisuel). A AAA é uma sociedade francesa especializada na produção de desenhos animados.

Produção da série: CSI (Cité des sciences et l'Industrie). A CSI é uma instituição francesa dedicada a difusão da cultura científica e técnica.