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domingo, 14 de julho de 2013

Exemplo - A história da Energia, o conceito de informação.

  Esta é a história da invenção do conceito de energia  e de como a ciência alcançou o entendimento de que este conceito governa todos os acontecimentos no Universo. Esta é também a história da descoberta da característica fundamental do mundo em que vivemos: Tudo caminha da ordem para o caos.

  A seguir você assistirá o documentário "Ordem e Caos" produzido pela BBC. Nesta série o professor Jin Al-kalili, da Universidade de Surrey, parte das ideias mecanicistas de Leibniz, o grande matemático alemão, e narra o surgimento da teoria da Termodinâmica, com o seu conceito fundamental de Entropia. Termina com as ideias de sistemas complexos e sistema caóticos.

  Na segunda parte do vídeo o professor Al-Kalili trata do conceito de informação. Narra o surgimento da escrita e discute como a informação é usada por nós para construir ordem num Universo que caminha para o caos. Parte das primeiras codificações nos cartões de papelão dos teares mecânicos de Lyon, França, no século XVIII e chega às modernas  tecnologias da informação passando pelos trabalhos de Morse, Maxwell e Shannon.




  Para assistir a primeira parte do vídeo clique aqui.






A produção do documentário é da BBC; As legendas e o vídeo legendado estão disponíveis no canal ReVCienN, do YouTube.







quinta-feira, 4 de julho de 2013

Exemplo - A História da energia, primeira e segunda Lei da Termodinâmica.

  Esta é a história da invenção do conceito de energia  e de como a ciência alcançou o entendimento de que este conceito governa todos os acontecimentos no Universo. Esta é também a história da descoberta da característica fundamental do mundo em que vivemos: Tudo caminha da ordem para o caos.

  A seguir você assistirá o documentário "Ordem e Caos" produzido pela BBC. Nesta série o professor Jin Al-kalili, da Universidade de Surrey, parte das ideias mecanicistas de Leibniz, o grande matemático alemão, e narra o surgimento da teoria da Termodinâmica, com o seu conceito fundamental de Entropia. Termina com as ideias de sistemas complexos e sistema caóticos.

  Neste primeiro episódio você verá como, a partir da Europa da Primeira Revolução Industrial, a energia foi posta a nosso serviço, em primeiro lugar através de máquinas movidas a vapor. Partiremos da ideia de Leibniz de força viva, logo a seguir, será discutido o trabalho do físico francês Sadi Carnot, o primeiro a mostrar como as máquinas térmicas funcionam.

  Em seguida seremos apresentados aos trabalhos dos físicos Clausius e Boltzmann, os inventores do conceito de Entropia, expresso na segunda lei da termodinâmica.


  Para assistir o próximo segmento clique aqui.








A produção do documentário é da BBC; As legendas e o vídeo legendado estão disponíveis no canal ReVCienN, do YouTube.



segunda-feira, 17 de junho de 2013

Exemplo - O Panteão de Paris, local do experimento do pêndulo de Foucault.

  O Panteão de Paris é uma antiga igreja dedicada a Santa Genoveva. Foi projetada no estilo Neoclássico e erguida no bairro de Quartier Latin, na cidade de Paris, França.

  Durante a Revolução Francesa a igreja foi transformada pelos revolucionários numa especie de sacrário onde seriam depositados os restos mortais dos grandes heróis da França. 

  Lá estão sepultados artistas como Voltaire, Dumas, Zola e Vitor Hugo. Cientistas como Pierre e Marie Curie, Langevin, Descartes, Perrin, Carnot e Lagrange. Foi lá, sob a majestosa cúpula, que Foucault realizou seu famoso experimento. Diz a lenda que o convite a Foucault foi feito pelo próprio Napoleão.

  Veja o interior da cúpula com o pêndulo no vídeo a seguir. O pêndulo original foi construído com uma esfera de cobre de 28 kg suspensa um fio metálico de 67 m.




  Se desejar conhecer um pouco mais sobre o Panteão veja o trabalho de um grupo de estudantes de Arquitetura do Centro Universitário Nossa Senhora do Patrocínio, da cidade de Salto, estado de São Paulo. Clique aqui.

  Para mais detalhes sobre o experimento clique aqui.





Imagem do topo de página: Panteão de Paris (Igreja de Santa Genoveva), Gravura em metal, aquarelada, de Jacques G. Soufflot, 1818. Imagens do site La Galerie Napoleón, Paris.




O vídeo do post está disponível no canal  Cruisespeed, no YouTube.






quinta-feira, 6 de junho de 2013

Exemplo - Mostrando a biologia que não é possível ver.

  A maioria das informações do mundo externo que possibilitam a nossa sobrevivência, isto é, a nossa interação com o mundo exterior, nos chega pela visão.

  O que nossos olhos  captam são os raios luminosos proveniente da reflexão difusa da luz ambiente nos objetos a nossa volta. No entanto, não é todo tipo de luz que sensibiliza nossos  olhos. 

  Na verdade, somente percebemos uma estreita faixa do amplo leque de frequências existentes no espectro eletromagnético. Para as frequências aquém ou além desses limites estreitos somos tão cegos como um toco de pau.

  Essa pequena faixa de frequência da luz visível limita o tamanho dos objetos que podem ser vistos pois, para objetos pequenos a luz não reflete ao atingi-los, ela simplesmente passa por eles num processo chamado de Difração.

  Por isto é difícil enxergar uma pulga e impossível de ver uma bactéria ou qualquer uma das pequenas estruturas moleculares existentes no nosso organismo. Mas isto não quer disser que elas estão fora do nosso alcance. Afinal temos a arte e a ciência.

  É este o trabalho de Drew Berry, um animador americano que se dedica a fazer animações das estruturas moleculares, como o DNA,  com grande rigor científico.





  As legendas do vídeo são de Isabel Villan.






Produção do vídeo: Ted. com. Um site com apresentações interessantes de pessoas inteligentes sobre ideias mais interessantes ainda. As palestras tratam de  cultura, tecnologia, ciência e educação.

Assista aqui as palestras com legendas em Português.



segunda-feira, 3 de junho de 2013

Exemplo - Efeitos da pressão atmosférica.

  Os estudos que resultaram na descoberta da pressão atmosférica e na obtenção do vácuo foram desenvolvidos na Europa no século XVII. 

  Participaram dessa pesquisa cientistas como Evangelista Torricelli e Blaise Pascal. A existência do vácuo e da pressão do ar atmosférico foi estabelecida de maneira sensacional com a clássica experiência de Otto Von Guerricke com os hemisférios de aço (Veja ilustração acima).

  Por volta de 1650, Von Guerricke construiu uma das primeiras bombas de vácuo. Com esse instrumento resolveu pesquisar a possibilidade da existência do vácuo negada pela física de Aristóteles. Com esse objetivo realizou o seu mais famoso experimento, na cidade de Magdeburg, Alemanha.

   Ele uniu dois hemisférios de aço hermeticamente vedados e retirou o ar do interior da esfera assim formada. Várias parelhas de cavalos não foram capazes de separar os hemisférios. Isto mostrou que a diferença de pressão do interior da esfera e a pressão atmosférica era grande o suficiente para mante-los unidos. Os hemisférios se separaram facilmente quando o ar foi reintroduzido.

  No vídeo a seguir vemos, de forma bem dramática, do que é capaz essa mesma diferença de pressão. Ao fazer o esvaziamento do container mostrado no vídeo deve-se, ao mesmo tempo, arejar o seu interior. Isto evita a criação da diferença de pressão.

  Ao que tudo indica os responsáveis  pelo descarregamento do container abaixo esqueceram desse detalhe. Veja no vídeo!









Vídeo produzido por Zealandzen, disponível no site AllThingsScience, um site sobre ciências.


Informação via: teachersFirst, um site que classifica e testa sites interessantes para o ensino.



quinta-feira, 23 de maio de 2013

Exemplo - Engrenagens, a transformação do movimento nas máquinas.

  O entendimento do movimento dos corpos possibilitado pelos trabalhos de Newton, Descartes e outros Físicos abriu as portas para o desenvolvimento das máquinas e a humanidade entrou numa nova era: A Era Industrial.

  Nada mais simbólico desta era da mecânica do que as engrenagens. Com o surgimento das máquinas a vapor, surge a necessidade de transformar o movimento de um tipo em outro tipo  mais adequado.

  É isto o que as engrenagens, as polias e as esteiras fazem. Modificam a direção do movimento, a sua frequência e velocidade. Por exemplo,transformam o movimento oscilatório de um pêndulo no movimento passo a passo dos ponteiros dos relógios.

Em 1930, o cineasta americano Ralph Steiner realizou um pequeno filme chamado "Mechanical Principles", uma homenagem ao movimento nas máquinas.



  Note que, no vídeo:

  • De 0:00 a 01:30 temos vários tipos de engrenagens para transformar o movimento circular contínuo em movimento descontínuo como o dos ponteiros dos relógios mecânicos;
  • De 01:30 a 02:40 temos engrenagens para transformar o movimento circular em movimento retilíneo de vai e vem. Repare tem até engrenagem quadrada e na forma de coração;
  • Repare como alguns dos dispositivos mudam a velocidade do movimento.





Imagem do topo de página: Pixabay.com. Fotos sob Domínio Público.


O vídeo está disponível no Canal Vertikadesign, do YouTube.


segunda-feira, 13 de maio de 2013

Aula - A Persistência Retiniana.

O  físico belga Joseph Plateau foi um dos primeiros cientistas a trabalhar com um fenômeno chamado Persistência Retiniana.

Uma imagem presente na Retina permanece nela por volta de 10 segundos antes de desaparecer e dar lugar a imagem seguinte.

Plateau, em 1832, apresentou um aparelho que usava desse fenômeno para exibir imagens. Foi o antecessor do Estroboscópio que deu origem ao cinema. Veja figura acima.

No cinema,e também na televisão, são exibidos 24 fotogramas (imagens estáticas) por segundo. Graças Persistência Retiniana o cérebro percebe um movimento contínuo.

O efeito do cinema é obtido na animação abaixo. Nela temos 12 desenhos exibidos a cada meio segundo. O efeito é o movimento contínuo.

A ilusão do movimento contínuo também pode ser obtida por meio de um bloquinho de folhas de papel com desenhos ligeiramente diferentes em cada página. Os americanos o chamam de Flipbook. Quando as folhas são exibidas na velocidade adequada temos o efeito da animação. Veja o vídeo abaixo.









O vídeo sobre o flipbook é produzido e está disponível no canal do YouTube Etoilec1.



A imagem  animada é propriedade da Enciclopédia livre Wikipédia. Liberada para uso educacional.



quinta-feira, 9 de maio de 2013

Exemplo - Terceira Lei de Newton, a força de uma turbina de avião.

A mecânica do movimento tem no seu centro a ação da Terceira Lei de Newton. 

Para se movimentar, isto é, para acelerar numa dada direção é necessário que você acelere uma certa quantidade de massa na direção oposta. O movimento se dá, então, graças a força de reação de Newton.

No foguetes, a massa resultante da queina do combustível é acelerada para baixo e o foguete acelera para cima. Nos aviões mais antigos as hélices empurram o ar para trás e as moléculas do ar empurram o avão para frente. Veja a foto acima de uma réplica do nosso 14-Bis.

O mesmo princípio é aplicado nos aviões a jato. Nas turbinas o ar é sugado pela parte da frente. Dentro dela entra em combustão com o querosene e o material resultante é acelerado para fora  pela parte de trás.

O jato de ar, em reação a força aplicada pela turbina, acelera o corpo do avião para frente. Nos grandes aviões de passageiros a força necessária é enorme. O jato de ar tem uma Quantidade de Movimento brutal capaz de transmitir aos objetos no seu caminho um Impulso muito grande.

Veja o vídeo a seguir o que acontece com o motorista distraído que cruza o caminho do jato que sai da turbina.







Imagem do topo de página: Conexões inevitáveis.com

O vídeo está disponível no canal Tony Ferraz, no YouTube.


quinta-feira, 2 de maio de 2013

Exemplo - Sistemas planetários extra solares descobertos pelo missão Kepler.

Nos anos finais do século XIV, na Europa, teve inicio uma revolução no  pensamento cosmológico provocada pelo trabalho do padre e astrônomo Nicolau Copérnico.

Assim, nosso pequeno planeta passou a não ser mais visto como o centro imóvel do Cosmo e, daquele momento em diante, tornou-se apenas mais um entre os planetas que orbitavam em torno do Sol, formando com eles o sistema solar.

Certamente, a maioria das pessoas que viviam na Europa naqueles dias turbulentos não tomaram conhecimento das mudanças. Viviam suas vidas, cuidavam dois seus negócios.

Estamos passando por algo semelhante. Uma grande mudança na nossa maneira de ver o Cosmo está em andamento nos dias de hoje e, como os povos antigos, muitos de nós não toma conhecimento. Como eles, estamos cuidando dos nossos negócios.

Em março de 2009 a NASA lançou a sonda Kepler numa missão de quatro anos a procura de planetas extrassolares. A missão é um sucesso. Temos aqui a lista dos novos planetas descobertos até agora.

Em comemoração ao final da missão, o jornal The New York Times publicou uma animação sobre as principais descobertas do Kepler. Nela vemos as estrelas e os planetas descobertos em órbita de cada uma delas. Veja aqui.




As distâncias das órbitas estão em escala. Na parte final da animação está representado o nosso sol com seus três planetas interiores para comparação das distâncias astronômicas. Repare na existência da vários sistemas solares com dois sóis. Passando o mouse sobre o gráfico você verá as imagens artísticas dos sistemas.

Alguns desses planetas estão na Zona Habitável do sistema e podem conter vida. Como este é apenas um primeiro contato e novas observações estão programadas, é bem provável que novas descobertas sejam feitas.

De todo modo, note que bastou observar adequadamente uma pequena porção do céu e um mundo novo se abriu para nós. Novas e maravilhosas nos aguardam!

Clique aqui e... Bom Divertimento!





Foto do topo de página: NASA.

Informação via FlowingData, um site sobre técnicas de visualização de dados.



A produção do gráfico multimídia é do jornal The New York Times.




quinta-feira, 18 de abril de 2013

Exemplo - O pêndulo.

O pêndulo consiste basicamente de um objeto que oscila em torno de um ponto fixo. Veja a fotografia ao lado. O movimento pendular tem uma grande importância na história da Física.

Um dos primeiros cientistas a estuda-lo foi Galileu Galilei. Ele observou que, para oscilações de pequena amplitude, o movimento do pêndulo é periódico, isto é, o corpo fixado na extremidade da haste retorna para a posição de onde partiu em intervalos de tempo iguais.

Além disso, Galileu observou também que o comprimento da haste é proporcional ao quadrado do período de oscilação.

Galileu logo percebe que a  periodicidade da oscilação dos pêndulos poderia ser usada na construção de relógios. Em em 1657, Christiaan Huygens, físico holandês, aperfeiçoa a teoria de Galileu e dá inicio a construção de relógios com precisão suficiente para marcar minutos e segundos.

Os pêndulos também podem ser usados para fazer arte. No vídeo a seguir você verá uma instalação construída pelo professor Richard Berg, da Universidade de Maryland. Este aparato foi construído originalmente pelo grande físico e matemático alemão Ernst March.




A instalação consiste de 15 pêndulos que são postos a oscilar ao mesmo tempo. O pêndulo de maior comprimento tem frequência de 51 Hz. Pela ordem, os outros têm frequência diminuída de 1 Hz até o último deles, com 65 Hz.

O conjunto dos pêndulos, quando vistos pela lateral, reproduzem ondas, ondas estacionarias, batimentos e movimento caótico. Mais informações sobre a instalação veja o site da Harvard Natural Science Lectures clicando aqui.







Imagem do topo de página: Visite o site o pêndulo. Uma empresa de equipamentos científicos para educação.




Informação via: Open Culture. Um site de Dan Colman sobre cultura e educação.






Vídeo disponível no canal NatSciDemos do YouTube.



quinta-feira, 11 de abril de 2013

Exemplo - Terremotos, destruição e Tsunami.

A imensa energia térmica guardada no interior da Terra tem consequências importantes para a vida no nosso planeta.

A primeira dela é a manutenção da temperatura na superfície. Sem uma temperatura média suficientemente alta não haveria água no estado líquido e a vida seria improvável.

Outra consequência é a formação de um núcleo central de ferro que cria um campo magnético que nos defende da radiação vinda do espaço. Existe, porém, consequências bem desagradáveis.

A Terra é como um balão de festa. Uma fina camada sólida no exterior, a crosta terrestre, boiando sobre a parte interna composta de rocha líquida. Isto e o fato dela estar girando a uma velocidade bastante alta causa o fraturamento da crosta. Veja a figura acima. Esses pedaços, as placas tectônicas, estão em constante choque uns com os outros. 

Em alguns lugares as placas estão se afastando. Esse movimento de separação forma uma falha no solo. Veja na imagem abaixo a falha que está no fundo do oceano Atlântico entre o Brasil e a África.   




Em outros lugares as placas estão se juntando, como mostrado na imagem abaixo, formando grandes cadeias de montanhas. Em certos lugares parte dessa energia é liberada para a superfície pelos vulcões. Veja aqui.





Esta tensão entre as placas libera  grande quantidade de energia em ondas de choque que se propaga até a superfície causando os terremotos e, quando o evento ocorre sob o leito marinho, as Tsunamis.

Veja o vídeo abaixo. Uma produção de Frank Gregório que serve muito bem como introdução para uma aula sobre o assunto. 










Este e outros interessantes vídeos estão disponíveis no canal Frank Gregório, no YouTube. Todos eles têm os direitos liberados para uso educacional.





segunda-feira, 8 de abril de 2013

Exemplo - O interior da Terra, as placas tectônicas e os vulcões.

Nosso planeta foi formado pelo choque sucessivo de um sem número de planetóides, isto é, de pequenos pedaços de rocha que orbitavam o sol no início do sistema solar.

A imensa energia dessas colisões não foi dissipada, ao contrário, está guardada no interior do planeta na forma de energia térmica. A Terra, que vista do espaço mostra paz e beleza, é, na verdade, uma bola de rocha líquida coberta por uma fina camada de rocha sólida, a Crosta Terrestre. Sobre ela vivemos nós.

A Crosta é dividida e os diversos pedaços formam as placas tectônicas. Tudo o mais na Terra é um agitado oceano interior composto  de lava. Veja a figura abaixo: 


O vídeo a seguir foi montado por Frank Gregorio como uma introdução ao estudo dos Vulcões. Repare, na altura 3:35, o núcleo de ferro líquido (Inner core) origem do campo magnético da Terra que nos protege do vento solar. 

No vídeo, atenção ainda para o movimento das placas tectônicas. Veja nas figuras abaixo. A da esquerda mostra as placas se separando e a fenda que surge na superfície. Isto ocorre na fenda que atravessa o fundo do Oceano Atlântico de norte a sul em frente da costa brasileira. A imagem da direita mostra as placas se comprimindo. Isto dá origem às cadeias de montanhas como os Andes.




No encontro das placas parte dessa energia é liberada para a superfície e forma os Vulcões. Em outras ocasiões as tensões resultantes do movimento das placas são liberadas de forma violenta e dão origem aos terremotos e Tsunamis. Veja aqui.

Ao assistir o vídeo deve-se notar a música da trilha sonora. É impressionante. Veja o vídeo com o som bem alto.




Aqui estamos nós. Vivendo sobre uma fina casca entre o fogo do interior do planeta e o frio do espaço. Poderia existir vizinhança melhor?





Imagem do topo de página: Desenhosparacolorir. Um site para as crianças com desenhos para colorir.


Este e outros interessantes vídeos estão disponíveis no canal Frank Gregório, no YouTube. Todos eles têm os direitos liberados para uso educacional.





quinta-feira, 4 de abril de 2013

Exemplo - Se os planetas orbitassem a Terra a mesma distância da Lua.

Brad Goodspeed é um Blogueiro e Artista Gráfico canadense e vive na cidade de  Toronto. Ele gosta de brincar com Astronomia e, por isto, produziu o vídeo que você assistirá a seguir. No vídeo ele procura responder a seguinte pergunta: 

- Qual a aparência dos planetas se eles orbitassem a Terra a mesma distância da Lua?

Claro, em termos gravitacionais se os planetas gasosos estivessem a mesma distância da Lua seria a Terra que os orbitaria, não o contrário. Mas o vídeo quer apenas ilustrar uma ideia interessante.

No site do autor existe uma discussão sobre a exatidão das escalas adotadas. Clique aqui se desejar   saber mais. Discussão sobre escalas à parte, considero que o vídeo é bastante interessante para se usar em aula quando se quer mostrar os tamanhos relativos dos planetas.





Observação para os alunos: No vídeo os raios médios dos planetas estão registrados na notação numérica inglesa que usa a vírgula onde usamos o ponto.





O vídeo Scale é uma produção de Brad Goodspeed e está disponível no site Vimeo.





segunda-feira, 1 de abril de 2013

Exemplo - O Hotel com infinitos quartos.

O conceito de infinito sempre fascinou os pensadores e, aqui entre nós, dá dor de cabeça só de pensar nele. Grandes matemáticos trabalharam com este conceito. Homens como G. Cantor e D. Hilbert (Veja a foto ao lado).

Na Física o infinito sempre foi problemático. Um dos grandes debates, logo no início da Física moderna, no qual participaram homens como G. Bruno, Copérnico, Kepler, Newton e Leibnitz, foi o que envolveu o confronto dos conceitos de Universo finito de Aristóteles contra o de Universo infinito dos modernos.

Para os físicos "infinito" significa problemas. Os matemáticos, ao contrário adoram. Um deles, chamado David Hilbert, para ilustrar as dificuldades e as esquisitices dos conjuntos infinitos imaginou um hotel com infinitos quartos, o "Hotel Hilbert".

Acompanhe, no vídeo a seguir, um dia típico neste hotel e as esquisitices que acontecem devido ao fato do hotel possuir um número  infinito de quartos.




O vídeo que você acabou de assistir foi produzido pela equipe M3, da UNICAMP, para a Matemática Multimídia.

A seguir um outro vídeo, agora da Open University inglesa. O assunto tratado é o mesmo. Desta vez, porém, narrado com  o senso de humor  típico dos britânicos.





Portanto: CUIDADO!!! Infinito não é um número muuuuuuito grande.






Imagem do topo de página: D. Hilbert. Propriedade de Wikimedia.org


O primeiro vídeo está disponível no canal Conteúdos Digitais do YouTube.



O segundo vídeo faz parte da série "60. second adventures in thought" da Open University, de Londres.



quinta-feira, 28 de março de 2013

Exemplo - Ler os pensamentos e intenções de outro ser humano.

A muito se sabe que as atividades dos nossos neurônios são de natureza eletromagnética. Estes sinais geram um campo eletromagnético que pode ser captado externamente ao cérebro. Um dos processos usados é a de construção de imagens pela Ressonância Magnética Funcional.

Hoje, captar a atividade eletromagnética do cérebro é coisa do dia a dia. O problema é aprender a "ler" esses sinais. Em outras palavras: decodifica-los.

A equipe dos cientistas Shinji Nishimoto and Jack Gallant conseguiu construir um programa de computador que traduz essa atividade cerebral em imagens. Os voluntários foram submetidos à Ressonância Magnética enquanto assistiam filmes ou outro tipo de imagens em movimento. 

O computador junta as informações e cria uma espécie de dicionário que é usado para traduzir os sinais eletromagnéticos dos neurônios em imagens. Uma amostra do resultado é mostrado no vídeo abaixo. As imagens da esquerda são as que os voluntários vêem e as da direita são as "traduções" feitas pelo programa.




Enquanto isto, em Londres, os cientistas conseguiram um feito semelhante. Como sabemos, as ondas sonoras atingem os nossos ouvidos e são captadas como sinais elétricos pelo cérebro. Os cientistas captaram esses sinais elétricos da atividade cerebral e os transformaram novamente em som através de um programa de computador.

No vídeo, uma pessoa pronuncia a palavra "Waldo" e, logo após, o computador a reproduz a partir dos sinais eletromagnéticos emitidos pelo cérebro. Veja o vídeo da BBC NEWS:




Se estas pesquisas tiverem sucesso significa que se poderá, daqui a alguns anos, ver e ouvir todos os mais íntimos pensamentos de uma pessoa. Quer ela consinta, quer não.

Admirável mundo novo.







Para maiores informações consulte a postagem Phillip Yan para o blog da  revista Scientific American.


Vídeo disponível no canal Galantlabucb, no YouTube.




segunda-feira, 25 de março de 2013

Exemplo - Leis de Conservação, Berço de Newton.

O dispositivo que você vê na animação abaixo é chamado "Berço de Newton". Veja ao lado um retrato de Newton com sua bela peruca. Vamos usar o dispositivo para ilustrar o conceito de conservação da Energia Mecânica.

Claro, para um dispositivo real a energia não se conserva pois existe dissipação de energia na forma de calor, vibração, som,etc. Vamos imaginar que a dispersão de energia no sistema seja tão pequena que possa ser desprezada sem perigo. Esta é a situação mostrada na animação a seguir.

Nela, considere as esferas feitas de aço (como é comum no dispositivo real) e todas de mesma massa. As colisões entre elas, nestas condições, podem ser consideradas inelásticas. Quando as esferas laterais estão na sua altura máxima a energia mecânica do sistema está toda na forma de energia potencial gravitacional.


Newtons cradle animation book


No momento da colisão das esferas laterais com as esferas interiores a Energia Mecânica do sistema está toda na forma cinética. Através de colisões sucessivas das esferas interiores a energia cinética é "transferida"  de esfera em esfera. Repare que a última esfera está livre.

Cuidado! A palavra "transferida" é usada como força de expressão. Energia não é matéria. Portanto, não há algo a ser transferido. Repare que a última esfera está livre.

Assim, como as massas são as mesmas, quando a última esfera recebe a colisão inelástica dispara com a mesma velocidade da primeira esfera e alcança a mesma altura máxima. Nesta posição a Energia Potencial é a mesma do inicio. A Energia Mecânica então se conservou e o processo pode se repetir indefinidamente.






A animação desta postagem é propriedade da Wikipédia - A enciclopédia Livre. Ela está sob licença Creative Commons e foi disponibilizada para uso educacional pela Wikimedia commons.org. Disponível neste link.







quinta-feira, 21 de março de 2013

Exemplo - A terceira Lei de Newton - Ação e Reação.

Isaac Newton (Veja a gravura ao lado) nos deixou quatro leis sobre o movimento dos corpos, considerando-se a Lei da Gravitação Universal como a quarta lei. A terceira lei, como é sabido, seria então a chamada Lei da Ação e Reação.

A terceira lei afirma que: Se um corpo exerce uma força sobre outro corpo, este último exerce sobre o primeiro, ao mesmo tempo, uma outra força de igual intensidade, de mesma direção e de sentido contrário.

Existem na natureza forças não Newtonianas, isto é, forças que não obedecem a Terceira Lei de Newton. Podemos citar a força magnética a título de exemplo. A terceira lei ainda apresenta problemas quando os corpos envolvidos estão a grandes distâncias um do outro.

Tomemos a atração gravitacional entre o Sol e a Terra. Pela terceira lei existe a necessidade de se aceitar que a força gravitacional do sol age instantaneamente sobre a Terra. E isto é exatamente o que fazemos. Entretanto, esta "ação à distância" sempre foi problemática, mesmo para o próprio Newton.

Abaixo você verá um vídeo de divulgação da empresa Space X. Esta empresa é uma das fornecedoras para a NASA. Ele apresenta a cápsula de salvamento da espaçonave Dragon, um dos projetos da empresa.

Repare que para se conseguir que a nave se movimente para cima é necessário  fazer com que as moléculas resultantes da queima do combustível sejam aceleradas no sentido oposto. Este é o princípio de funcionamento do motor do foguete. Assista ao vídeo.




Quando as moléculas são empurradas numa direção, pela Terceira Lei de Newton, o corpo da nave é empurrado na direção oposta. Claro, quanto mais a energia cinética das moléculas maior a energia transmitida à nave.

Repare ainda que no movimento de subida a resultante das forças verticais de reação das moléculas e a força gravitacional deve ter sentido para cima e, no final do vídeo, onde o interesse é pousar a cápsula com segurança, a resultante deve ter sentido para baixo. 









Informação via: NASA Educação. Clique aqui para acessar a fonte do vídeo.




quarta-feira, 13 de março de 2013

Exemplo - Brasiliana USP: Uma Biblioteca Digital para todos.

O empresário José Mindlin foi um apaixonado pelos livros. Ao longo de 82 anos garimpou aproximadamente 60 mil volumes e com eles formou uma importantíssima biblioteca sobre a cultura brasileira. Em 2006, após o seu falecimento, a sua esposa doou a coleção para a Universidade de São Paulo (USP).

Para abrigar o acervo a USP construiu no seu campus na cidade de São Paulo um complexo que abriga a Brasiliana USP, auditório, livraria, café e o Instituto de Estudos Brasileiros (IEB). Veja a foto acima.

A parte do acervo, aproximadamente 12 mil volumes, que está sob Domínio Público foi digitalizada e encontra-se disponível na internet. Você pode acessa-la aqui. Você poderá ler online ou baixar para o seu computador a maior parte da literatura brasileira até o modernismo.


Como exemplo acesse a primeira edição (1557) de Viagem ao Brasil, de Hans Staden ou a edição de 1891 de Quincas Borba, de Machado de Assis. Os títulos publicados a menos de sessenta anos  ainda estão  sob a proteção da lei do direito de propriedade intelectual e, por isto, não podem ser disponibilizados na internet. A biblioteca oferecerá em breve uma imagem digital dessas obras.







Brasiliana USP. Pesquise, leia online ou baixe os títulos para o seu computador. Visite o site em  www.brasiliana.usp.br.



Informação via: Carta Capital, pela reportagem de Ana Ferraz.



segunda-feira, 24 de dezembro de 2012

Exemplo - O que causa as estações do ano?

É um erro comum  atribuir a causa das Estações do Ano à forma elíptica da órbita da Terra em torno do Sol. Isto leva a representação da órbita da Terra numa elipse alongada, o que é um exagero.

Na verdade, a órbita é quase circular. A variação da distância da Terra ao Sol é de aproximadamente de 5 milhões de quilômetros, uma variação pequena se comparada ao raio médio da órbita.

Na verdade, as estações do ano resultam da inclinação (~ 23º ) do eixo de rotação da Terra em relação à elíptica, isto é, ao plano formado pela órbita da Terra e o Sol. Veja foto acima.

A seguir vemos quatro fotos do satélite geoestacionário da EUMATSAT. As fotos foram tomadas a 36 mil quilômetros de altitude sobre o Equador (6,00 UTC) e mostram o continente africano no inicio de cada uma das estações. Uma linha imaginária ligando o satélite ao equador é perpendicular à linha ligando a Terra ao Sol. O satélite está sobre o meridiano de Greenwich.

A foto abaixo é de 21 de março, equinócio de outono, marca o início do outono no hemisfério sul. No equinócio o dia e a noite têm exatamente a mesma duração, 12 horas. Repare como a linha que separa o dia da noite está na perpendicular.



A foto abaixo é de 21 de junho, solstício de inverno, marca o início do inverno no hemisfério sul. Repare que o pólo sul está sempre na sombra, uma noite de seis meses.


A foto abaixo é de 23 de setembro, equinócio da primavera, marca o início da primavera no hemisfério sul. No equinócio o dia e a noite têm exatamente a mesma duração, 12 horas. Repare como a linha que separa o dia da noite está na perpendicular.



A foto abaixo é de 21 de dezembro, Solstício de Verão, marca o início do verão no hemisfério sul. Repare que o pólo sul está sempre sob a luz solar, um dia de seis meses.




Para o hemisfério norte, claro, a situação se inverte. A foto original você encontra clicando aqui.




Imagem do topo de página: Astronomia e Astrofísica. Site do Instituto de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.


Imagens: EUMETSAT. Serviço europeu de previsão e monitoramento do clima.


Informação via: Earth Science Picture of the Day.



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