segunda-feira, 10 de janeiro de 2011

e vamos fazer fazer ciência!


Meu objetivo com este bolg é tentar mostrar que ciência pode ser feita em casa e que não precisa ser nenhum gênio ou grande estudioso. O que necessitamos para fazer ciência é apenas de curiosidade.
Muitas das experiências que postarei aqui serão de fácil assimilação e de reprodução. Quero que qualquer um que queira brincar de cientista possa fazer isso de uma forma divertida e assim, possa aprender e se encantar pelo mundo curioso do estudo da natureza!
 
Esta primeira postagem é sobre experiências que podem ser repetidas em casa, algumas delas, puderam ser reproduzidas com sucesso e algumas outras ainda não tive tempo para testá-las, mas cada uma será refeita e ao decorrer das atualizações comentarei sobre cada uma.

Vamos Lá!
Este primeiro vídeo é todo alto explicativo. É uma experiência simples que pode ser repetida em casa facilmente.
Os materiais utilizados nela podem ser garimpados facilmente em qualquer cozinha ou dispensa. Eu mesmo já a fiz há algum tempo atrás com meu cunhado e um amigo quando conversávamos e dei a idéia de testar este artifício para gelar bebidas.
Tinha ouvido sobre isso uma vez em uma festinha, um conhecido tinha me falado sobre isso, más nunca tinha colocado em pratica, tanto que quando fui fazer o experimento não sabia as proporções a serem seguidas e mesmo assim funcionou. Garanto! Pode refazer o que o Professor Cláudio Furokawa, do Instituto da Física da USP, diz, por que funciona! 
Resfriando bebidas em lata de aluminío de forma rápida!
o video foi retirado do youtube e foi produzido pela ABRALATAS.

 


Primeira Lei de Newton
Neste segundo vídeo é apresentada uma série de experiências para demonstrar a aplicação da 1º Lei de Newton ou Lei da Inércia.
O vídeo foi feito por alunos para uma feira de ciências, pena que eles não especificam para qual escola, más mesmo assim agradeço por eles terem feito o vídeo. Ele é bem simples, o que precisa mesmo para realizar o experimento é ter uma boa agilidade, tem que ser rápido senão tudo vira bagunça!
No fim do vídeo eles colocam uma explicação bem geral sobre a definição da Lei de Newton.


O que é a Primeira Lei de Newton?*

Nossa experiência cotidiana nos leva a pensar que, para manter um objeto em movimento, é preciso continuamente aplicar-lhe uma força.
Um automóvel se move porque há um motor a impeli-lo; um barco a vela é mantido em movimento pela força do vento.
Se desligarmos o motor ou se o vento cessar, o automóvel e o barco param. Parece haver uma relação entre força e velocidade.
Primeira Lei de Newton
Temos aí, no entanto, um falso indício, que induziu os antigos ao erro e ainda nos conduz a uma pista errada.
Para compreender onde se esconde o erro, vamos analisar melhor o que sucede quando uma força deixa de agir:
Enquanto um automóvel está viajando a 100 km/h, vamos repentinamente desligar seu motor.
O automóvel não pára imediatamente, mas continua ainda a se mover sobre um trecho de estrada, perdendo velocidade lentamente.
Como o motor está desligado, podemos estar certos de que não há força alguma impelindo o automóvel para a frente. Por que, então, ele continua a se mover?
Primeira Lei de NewtonPrimeira Lei de NewtonPrimeira Lei de Newton
Começamos a perceber que a relação entre a velocidade e a força não é tão simples como parecia à primeira vista.
Se tornarmos a estrada mais lisa e lubrificarmos as engrenagens das rodas, notaremos que a distância que o automóvel percorre com o motor desligado aumentará.
São, portanto, os atritos que fazem o automóvel perder velocidade. Quanto mais conseguirmos reduzi-los, tanto mais lentamente diminuirá a velocidade inicial.
Isso nos leva a pensar que, no limite, se não houvesse atritos, o automóvel não mais desaceleraria, continuando a mover-se a 100 km/h, a velocidade que apresentava no instante em que desligamos o motor.
Primeira Lei de Newton
Com essa experiência ideal, que realizamos no laboratório de nossa mente, percebemos uma tendência que refuta o ponto de vista do qual partimos. Para que um objeto se desloque com velocidade constante, não são necessárias forças para empurrá-lo. Em vez disso, esse movimento acontece mesmo quando não há forças.
Primeira Lei de Newton
Em outras palavras, todos os objetos tendem "naturalmente" a se mover com velocidade constante (em intensidade, direção e sentido).
Essa tendência, que é uma propriedade fundamental da matéria, se chama inércia.
Newton resumiu essas idéias da seguinte forma: Todo corpo permanece em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em linha reta, a menos que seja obrigado a mudar seu estado por forças atuantes sobre ele.
Primeira Lei de Newton
Inércia é a propriedade comum a todos os corpos materiais, mediante a qual eles tendem a manter o seu estado de movimento ou de repouso.
Um corpo livre da ação de forças permanece em repouso (se já estiver em repouso) ou em movimento retilíneo uniforme (se já estiver em movimento).
Fonte: br.geocities.com
Primeira Lei de Newton

PRINCÍPIO DA INÉRCIA

Em linguagem comum, inércia significa coisa parada, sem movimento. Em Física, porém, ela assume um significado diferente.
Este significado pode ser facilmente compreendido pela análise das seguintes situações:
I ) Quando o avião acelera na pista para decolar, o passageiro é comprimido contra o encosto do banco.
II ) Quando um cavalo parado se assusta e sai em disparada, o cavaleiro é arremessado para trás.
III ) Quando um ônibus arranca bruscamente, os passageiros que estão em pé tendem a cair para trás.

Esses exemplos nos permitem verificar que

Um corpo em repouso tende por si só a permanecer em repouso .

Analisemos agora as situações que seguem

I ) Quando um cavalo a galope pára subitamente, o cavaleiro é projetado para a frente.
II ) Quando um ônibus em movimento é freado de repente, os passageiros que estão em pé tendem a cair para a frente.
III ) Quando um carro em alta velocidade entra numa curva muito fechada, tende a tombar para fora da curva, procurando seguir uma trajetória retilínea.
IV ) Quando giramos no ar uma pedra amarrada a um barbante, a pedra tende a seguir uma trajetória retilínea, no caso de o barbante arrebentar.

Podemos, então, verificar que:

Um corpo em movimento tende, por si só, a manter um movimento retilíneo uniforme.
Observando fatos semelhantes a esses, Isaac Newton formulou o Princípio da Inércia.
A inércia é uma propriedade fundamental dos corpos. Através dela um corpo oferece resistência para a modificação de seu estado de movimento: se o corpo está em repouso (não se esqueça de que o repouso também é um estado de movimento, com velocidade nula), sua tendência, em virtude da inércia, é permanecer em repouso; se o corpo estiver realizando qualquer tipo de movimento, a inércia fará com que ele tenda ao movimento retilíneo uniforme.

A partir dessa situação, podemos chegar ao seguinte conceito

Inércia é uma propriedade de todos os corpos, associada à sua massa, e em virtude da qual o corpo oferece resistência em alterar o seu estado de repouso ou movimento retilíneo uniforme.

* Este explicação foi estraida do Portal São Francisco




E vamos seguindo com mais ciência!

Agora temos um cara que se intitula o Mago da Física, seu nome real é Amadeu Albino, ele é professor de física, criou este pseudônimo para prender a atenção de seus alunos. Ele criou este personagem virtual e com ajuda de um canal no youtube e de um site próprio chamado magodafisica.com.br, ele consegue uma cerca de 200(duzentos) acessos diários.
Encontrei estes e vídeos e depois fui atrás de mais coisas. Digo que achei bem interessante a iniciativa do professor, utilizando internet como ferramenta para o ensino de física.
 
Neste vídeo o professor Amadeu explica como o Princípio de Pascal atua no experimento com o Ludião.


Achei um outro vídeo um outro Professor chamado Alfredo Sotto também relacionado à hidrostática. Nele ele também brinca um pouco com o ludião e algumas outras coisinhas. O vídeo tem algumas explicações más nada que leve há algo aprofundado sobre o tema, coloquei ele aqui para ampliar um pouco a informação visual de como funciona o ludião e como é aplicado o principio de pascal.   


Em Ambos os vídeos eles demonstram como um ludião pode ser construído utilizando uma garrafa pet e outros materiais fáceis de achar em casa.

Aqui coloco um esquema de instrução de como construir um ludião com outros materiais, também fáceis de serem encontrados em casa.
Encontre este modelo de como fazer no site feiradeciencias.com.br e é de autoria do Professor Luiz Ferras Netto.



O Ludião

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Objetivo

Aplicar o Princípio de Arquimedes. Mostrar como o submarino pode flutuar na superfície ou mergulhar.

Material

Vidro de soro ou conserva
Seringa pequena de plástico de 2,5 ml
Borracha escolar; balão
Barbante ou borracha elástica
Parte exterior de uma caneta esferográfica
Prego de diâmetro cerca de 5,5 mm
Tubo de pasta de dentes vazio

Construção

Corte um pedaço de caneta esferográfica de 4,5cm, como indica a fig. 1.

Corte 2cm do prego e coloque-o dentro da caneta (fig. 2), vedando as extremidades com um pedaço de borracha escolar.
(1) - caneta; (2) - Prego; (3) - seringa (2,5 ml); (4) - borracha do êmbolo; (5) - balão

Introduza o conjunto na seringa e tampe a parte superior com a borracha do êmbolo (fig. 4).

Encha com água o recipiente de vidro e coloque a seringa que deverá ficar em posição vertical mergulhada por completo, porém, sem ir ao fundo. Caso vá ao fundo, corte um pedaço do prego e, se emergir demais, coloque mais um pedaço do prego até conseguir o equilíbrio. (Uma tirinha de chumbo do tubo de pasta de dentes pode auxiliar no ajuste final, colocando-o na parte inferior da seringa, ao redor do bico, para servir de lastro.)

Tampe o recipiente com um pedaço de borracha de balão amarrado na boca com borracha elástica (punho) ou barbante (fig. 5).

Procedimento

Faça os alunos relacionarem a posição da seringa com as conclusões da experiência anterior.

Pressione o balão, de modo a aumentar a pressão dentro do recipiente.

A seringa foi para o fundo? Alterou a situação inicial? De que forma?

Faça-os observarem que, ao aumentar a pressão, entra água na seringa, aumentando o seu peso (nessa fase o ar do interior da seringa fica comprimido).

Ao deixar de fazer pressão, a água sai da seringa (expulsa pelo ar comprimido) e volta à situação inicial.

Use este experimento para explicar o funcionamento do submarino.

Você já viu esse 'mergulhador cartesiano' (ludião) ser feito com um simples palito de fósforos?

Explique aos alunos onde está o 'segredo' do experimento no caso do palito. Este tem irregularidades fazendo bolsões de ar, quando a pressão aumenta (apertando a borracha) a água penetra nesses bolsões (comprimindo o ar ai existente). Isso aumenta o peso do palito (ficando maior que o empuxo) e ele afunda. Ao aliviar a pressão sobre a borracha, o ar comprimido nos bolsões empurra a água para fora, o peso do palito diminui, o empuxo ganha e o palito sobe.

Más o que é o Principio de Pascal?

O princípio físico que se aplica, por exemplo, aos elevadores hidráulicos dos postos de gasolina e ao sistema de freios e amortecedores, deve-se ao físico e matemático francês Blaise Pascal (1623-1662). Seu enunciado é:
O acréscimo de pressão produzido num líquido em equilíbrio transmite-se integralmente a todos os pontos do líquido.
Consideremos um líquido em equilíbrio colocado em um recipiente. Vamos supor que as pressões hidrostáticas nos pontos A e B (veja a figura) sejam, respectivamente, 0,2 e 0,5 atm.

Se através de um êmbolo comprimirmos o líquido, produzindo uma pressão de 0,1 atm, todos os pontos do líquido , sofrerão o mesmo acréscimo de pressão. Portanto os pontos A e B apresentarão pressões de 0,3 atm e 0,6 atm, respectivamente.
As prensas hidráulicas em geral, sistemas multiplicadores de força, são construídos com base no Princípio de Pascal. Uma aplicação importante é encontrada nos freios hidráulicos usados em automóveis, caminhões, etc. Quando se exerce uma força no pedal, produz-se uma pressão que é transmitida integralmente para as rodas através de um líquido, no caso, o óleo.
A figura seguinte esquematiza uma das aplicações práticas da prensa hidráulica: o elevador de automóveis usado nos postos de gasolina.

O ar comprimido, empurrando o óleo no tubo estreito, produz um acréscimo de pressão (D p), que pelo princípio de Pascal, se transmite integralmente para o tubo largo, onde se encontra o automóvel.
Sendo D p1 = D p2 e lembrando que D p = F/A , escrevemos:

Como A2 > A1 , temos F2 > F1 , ou seja, a intensidade da força é diretamente proporcional à área do tubo. A prensa hidráulica é uma máquina que multiplica a força aplicada.
Por outro lado, admitindo-se que não existam perdas na máquina, o trabalho motor realizado pela força do ar comprimido é igual ao trabalho resistente realizado pelo peso do automóvel. Desse modo, os deslocamentos – o do automóvel e o do nível do óleo – são inversamente proporcionais às áreas dos tubos:
t 1 = t 2 è F1d1 = F2d2
Mas na prensa hidráulica ocorre o seguinte:

Comparando-se com a expressão anterior, obtemos:


Exemplo:
Na prensa hidráulica na figura , os diâmetros dos tubos 1 e 2 são , respectivamente, 4 cm e 20 cm. Sendo o peso do carro igual a 10 kN, determine:

a) a força que deve ser aplicada no tubo 1 para equilibrar o carro;
b) o deslocamento do nível de óleo no tubo 1, quando o carro sobe 20 cm.
Resolução:
a) A área do tubo é dada por A = p R2 , sendo R o raio do tubo. Como o raio é igual a metade do diâmetro, temos R1 = 2 cm e R2 = 10 cm .
Como R2 = 5R1 , a área A2 é 25 vezes a área A1 , pois a área é proporcional ao quadrado do raio. Portanto A2 = 25 A1 .
Aplicando a equação da prensa, obtemos:
F1 = 400N
b) Para obter o deslocamento d1 aplicamos:
d1 = 500 cm (5,0 m)




Telescópio de Galileu feito em casa

Este Blog é sobre diversos assuntos. Nesta postagem inicial adentrei em alguns assuntos que imaginei ser interessante e de fácil assimilação e reprodução.
Queria abordar um assunto que interessa a muitos: a astrofísica. Más para isso teria que adentrar a conceitos e outras coisas que, talvez, tornasse a leitura um pouco monótona. Pensando assim, resolvi então ensinar a construir um telescópio caseiro, utilizando canos e lentes. Este experimento é ideal para entender o funcionamento de um telescópio e também para ser demonstrado em alguma feira de ciências ou seminário.
Este telescópio é uma replica caseira do telescópio construído por Galileu há mais de 400 anos atrás para seus estudos relacionados aos astros.
Então com junção de curiosidade e prática, podemos refazer algo de grande importância para o meio cientifico!

O vídeo instrutivo logo abaixo está em espanhol, mesmo assim ele não se torna difícil de ser entendido.


Uns amigos fizeram o experimento e garanto que funciona, só não vão com tanta sede ao pote, o alcance deste telescópio é mais ou menos como o de uma luneta, más mesmo assim é muito interessante este experimento!
 
Quem foi Galileu?


Galileu Galilei
Uma grande contribuição ao Modelo Heliocêntrico foi dado pelo italiano Galileo Galilei (1564 - 1642).
Galileo foi o pai da moderna física experimental e da astronomia telescópica. Seus experimentos em mecânica estabeleceram parte dos conceitos de inércia, e de que a aceleração de corpos em queda livre não depende de seu peso, que foram mais tarde incorporados às leis do movimento de Newton.
Galileo começou suas observações telescópicas em 1610, usando um telescópio construído por ele mesmo. Não cabe a Galileo o crédito da invenção do "telesc/telesc.htm">telescópio, no entanto. Lentes e óculos já eram conhecidos desde cerca de 1350, e Galileo tinha ouvido falar do telescópio construído pelo holandês Hans Lippershey (1570-1619) em 1608. Galileo soube desse instrumento em 1609, e, sem ter visto o telescópio de Lippershey, construiu o seu próprio, com aumento de 3 vezes, ainda em 1609. Em seguida ele construiu outros instrumentos, e o melhor tinha aumento de 30 vezes.


Galileo usou o telescópio para observar sistematicamente o céu, fazendo várias descobertas importantes, como:
descobriu que a Via Láctea era constituída por uma infinidade de estrelas. descobriu que Júpiter tinha quatro satélites, ou luas, orbitando em torno dele, com períodos entre 2 e 17 dias. Esses satélites são chamados "galileanos", e são: Io, Europa, Ganimedes e Calisto. Desde então, mais 35 satélites foram descobertos em Júpiter. Essa descoberta de Galileo foi particularmente importante porque mostrou que podia haver centros de movimento que por sua vez também estavam em movimento; portanto o fato da Lua girar em torno da Terra não implicava que a Terra estivesse parada. descobriu que Vênus passa por um ciclo de fases, assim como a Lua.
Geomêtrico
 
Heliocêntrico 
 
Essa descoberta também foi fundamental porque, no sistema ptolomaico, Vênus está sempre mais próximo da Terra do que o Sol, e como Vênus está sempre próximo do Sol, ele nunca poderia ter toda sua face iluminada voltada para nós (fase cheia) e, portanto, deveria sempre aparecer como nova ou no máximo crescente. Ao ver que Vênus muitas vezes aparece em fase quase totalmente cheia, Galileo concluiu que ele viaja ao redor do Sol, passando às vezes pela frente dele e outras vezes por trás dele, e não revolve em torno da Terra.

Descobriu a superfície em relevo da Lua, e as manchas do Sol. Ao ver que a Lua tem cavidades e elevações assim como a Terra, e que o Sol também não tem a superfície lisa, mas apresenta marcas, provou que os corpos celestes não são esferas perfeitas, mas sim têm irregularidades, assim como a Terra. Portanto a Terra não é diferente dos outros corpos, e pode ser também um corpo celeste.

Reprodução de um desenho de Galileu mostrando as manchas solares, em 23 de junho de 1612.

As descobertas de Galileo proporcionaram grande quantidade de evidências em suporte ao sistema heliocêntrico. Por causa disso, ele foi chamado a depor ante a Inquisição Romana, sob acusação de heresia, e obrigado a se retratar. Apenas em 1980, o Papa João Paulo II [Karol Joseph Wojtyla (1920-)] ordenou um re-exame do processo contra Galileo, o que acabou por eliminar os últimos vestígios de resistência, por parte da igreja Católica, à revolução Copernicana.
O astrônomo alemão Simon Marius (Mayr) (1573-1624) afirma ter descoberto os satélites de Júpiter algumas semanas antes de Galileo, mas Galileo, descobrindo-os independentemente em 7 e 13 de janeiro de 1610, publicou primeiro, em março de 1610, no seu Sidereus Nuncius. Os atuais nomes dos satélites foram dados por Marius em 1614, seguindo sugestão de Johannes Kepler. Na mitologia grega, Io, Calisto e Europa foram mulheres amantes de Zeus (Júpiter), enquanto Ganimedes foi um jovem de extraordinária beleza, por quem Zeus se apaixonou e atraiu ao Olimpo levado por uma águia. Bíblia: A razão da proibição da Igreja ao heliocentrismo era que no Salmo 104:5 do Antigo Testamento da Bíblia, está escrito: Deus colocou a Terra em suas fundações, para que nunca se mova.
Fonte: astro.if.ufrgs.br

Galileu Galilei
Galileu Galilei
 
Físico, Matemático e astrônomo Italiano, Galileu Galilei (1564-1642) descobriu a lei dos corpos e enunciou o princípio da Inércia. Por pouco Galileo não seguiu a carreira artística. Um de seus primeiros mestres, d. Orazio Morandi, tentou estimulá-lo a partir da coincidência de datas com Michelângelo (que havia morrido três dias depois de seu nascimento).
Seu pai queria que fosse médico, então desembarcou no porto de Pisa para seguir essa profissão. Mas era um péssimo aluno e só pensava em fazer experiências físicas (que, na época, era considerada uma ciência de sonhadores).
Aristóteles era o único que havia descoberto algo sobre a Física, ninguém o contestava, até surgir Galileu. Foi nessa época que descobriu como fazer a balança hidrostática, que originaria o relógio de pêndulo. A partir de um folheto construiu a primeira luneta astronômica em Veneza. Fez observações da Via Láctea a partir de 1610 que o levaram a adotar o sistema de Copérnico. Pressionado pela Igreja, foi para Florença, aonde concluiu com seus estudos que o Centro Planetário era o Sol e não a Terra, essa girava ao redor dele como todos os planetas. Foi condenado pela inquisição e teve que negar tudo no tribunal. Colocou em discussão muitas idéias do filósofo grego Aristóteles, entre elas o fato de que os corpos pesados caem mais rápido que os leves, com a famosa história de que havia subido na torre de Pisa e lançado dois objetos do alto. Essa história nunca foi confirmada, mas Galileu provou que objetos leves e pesados caem com a mesma velocidade. Ao sair do tribunal, disse uma frase célebre: "Epur si Muove!", traduzindo, " e com tudo ela se move ".
Morreu cego e condenado pela igreja, longe do convívio público. 341 anos após a sua morte, em 1983, a mesma igreja, revendo o processo,decidiu pela sua absolvição.

Principais Realizações

A Luneta Astronômica, com a qual descobriu, entre outras coisas, as montanhas da Lua, os satélites de Júpiter, as manchas solares, e, principalmente, os planetas ainda não conhecidos. A balança hidrostática O compasso geométrico e militar Foi o primeiro a contestar as idéias de Aristóteles Descobriu que a massa não influi na velocidade da queda.
  
 




   


Nenhum comentário:

Postar um comentário

Postar um comentário