Esse jogo tem como objetivo voce neutralizar as cargas. Use a mente e resolva esse joguinho divertido !
quinta-feira, 23 de maio de 2013
Canhão de ar
Será que um bom sopro consegue percorrer mais de 5 metros em linha reta e derrubar uma pirâmide de copos? Este vídeo provará que sim!
Para fazer o canhão de ar são necessários os seguintes materiais:- Balde
- Pedaço de plástico suficiente para tampar a boca do balde
- Fita adesiva larga
- Copos de isopor descartáveis
- Tesoura
- Estilete
- Caneta de escrever em CD
- Gelo seco (opcional)
Faça um furo de cerca de 15 centímetros de diâmetro no fundo do balde.
Vire o balde de boca para baixo em cima do plástico, e marque um círculo em volta da boca do balde. O círculo deve estar uma distância de cerca de 7 cm da borda do balde.
Vire o balde com a boca para cima e, com a fita adesiva, prenda o plástico na boca do balde. É importante que o plástico fique bem esticado.
Monte uma pirâmide usando os copos descartáveis. Quanto maior a pirâmide, mais divertido.
Em uma garrafa PET com água morna, coloque algumas pedras de gelo seco e, em seguida, derrame a fumaça dentro do balde.
Mire a pilha de copos e dê um tapa no plástico esticado. Um "projétil de ar" será lançado contra os copos.
Como funciona o canhão de ar
O fato mais surpreendente do canhão de ar é que há um fluxo de gás que caminha em linha reta e que é invisível. Na experiência, ele se torna visível com a ajuda do gelo seco.
Em muitos casos, forma-se uma argola de fumaça em volta desse fluxo de ar. Isso acontece porque, quando ele causa atrito com o ar que está em volta dele, forma pequenos redemoinhos em formato circular. O fenômeno é muito semelhante ao que ocorre quando alguém solta argolas de fumaça após fumar.
DINÂMICA
Quando se fala em dinâmica de corpos, a imagem que vem à cabeça é a clássica e mitológica de Isaac Newton, lendo seu livro sob uma macieira. Repentinamente, uma maçã cai sobre a sua cabeça. Segundo consta, este foi o primeiro passo para o entendimento da gravidade, que atraia a maçã.
Com o entendimento da gravidade, vieram o entendimento de Força, e as três Leis de Newton.
Na cinemática, estuda-se o movimento sem compreender sua causa. Na dinâmica, estudamos a relação entre a força e movimento.
Força: É uma interação entre dois corpos.
O conceito de força é algo intuitivo, mas para compreendê-lo, pode-se basear em efeitos causados por ela, como:
Aceleração: faz com que o corpo altere a sua velocidade, quando uma força é aplicada.
Deformação: faz com que o corpo mude seu formato, quando sofre a ação de uma força.
Força Resultante: É a força que produz o mesmo efeito que todas as outras aplicadas a um corpo.
Dadas várias forças aplicadas a um corpo qualquer:
A força resultante será igual a soma vetorial de todas as forças aplicadas:
Leis de Newton
As leis de Newton constituem os três pilares fundamentais do que chamamos Mecânica Clássica, que justamente por isso também é conhecida por Mecânica Newtoniana.
1ª Lei de Newton - Princípio da Inércia
- Quando estamos dentro de um carro, e este contorna uma curva, nosso corpo tende a permanecer com a mesma velocidade vetorial a que estava submetido antes da curva, isto dá a impressão que se está sendo "jogado" para o lado contrário à curva. Isso porque a velocidade vetorial é tangente a trajetória.
- Quando estamos em um carro em movimento e este freia repentinamente, nos sentimos como se fôssemos atirados para frente, pois nosso corpo tende a continuar em movimento.
estes e vários outros efeitos semelhantes são explicados pelo princípio da inércia, cujo enunciado é:
"Um corpo em repouso tende a permanecer em repouso, e um corpo em movimento tende a permanecer em movimento."
Então, conclui-se que um corpo só altera seu estado de inércia, se alguém, ou alguma coisa aplicar nele uma força resultante diferente se zero.
2ª Lei de Newton - Princípio Fundamental da Dinâmica
Quando aplicamos uma mesma força em dois corpos de massas diferentes observamos que elas não produzem aceleração igual.
A 2ª lei de Newton diz que a Força é sempre diretamente proporcional ao produto da aceleração de um corpo pela sua massa, ou seja:
ou em módulo: F=ma
Onde:
F é a resultante de todas as forças que agem sobre o corpo (em N);
m é a massa do corpo a qual as forças atuam (em kg);
a é a aceleração adquirida (em m/s²).
A unidade de força, no sistema internacional, é o N (Newton), que equivale a kg m/s² (quilograma metro por segundo ao quadrado).
Exemplo:
Quando um força de 12N é aplicada em um corpo de 2kg, qual é a aceleração adquirida por ele?
F=ma
12=2a
a=6m/s²
Força de Tração
Dado um sistema onde um corpo é puxado por um fio ideal, ou seja, que seja inextensível, flexível e tem massa desprezível.
Podemos considerar que a força é aplicada no fio, que por sua vez, aplica uma força no corpo, a qual chamamos Força de Tração 
.
.
3ª Lei de Newton - Princípio da Ação e Reação
Quando uma pessoa empurra um caixa com um força F, podemos dizer que esta é uma força de ação. mas conforme a 3ª lei de Newton, sempre que isso ocorre, há uma outra força com módulo e direção iguais, e sentido oposto a força de ação, esta é chamada força de reação.
Esta é o princípio da ação e reação, cujo enunciado é:
"As forças atuam sempre em pares, para toda força de ação, existe uma força de reação."
Força Peso
Quando falamos em movimento vertical, introduzimos um conceito de aceleração da gravidade, que sempre atua no sentido a aproximar os corpos em relação à superficie.
Relacionando com a 2ª Lei de Newton, se um corpo de massa m, sofre a aceleração da gravidade, quando aplicada a ele o principio fundamental da dinâmica poderemos dizer que:
A esta força, chamamos Força Peso, e podemos expressá-la como:
ou em módulo: 
O Peso de um corpo é a força com que a Terra o atrai, podendo ser váriável, quando a gravidade variar, ou seja, quando não estamos nas proximidades da Terra.
A massa de um corpo, por sua vez, é constante, ou seja, não varia.
Existe uma unidade muito utilizada pela indústria, principalmente quando tratamos de força peso, que é o kilograma-força, que por definição é:
1kgf é o peso de um corpo de massa 1kg submetido a aceleração da gravidade de 9,8m/s².
A sua relação com o newton é:
Saiba mais...
Quando falamos no peso de algum corpo, normalmente, lembramos do "peso" medido na balança.
Mas este é um termo fisicamente errado, pois o que estamos medindo na realidade, é a nossamassa.
|
Além da Força Peso, existe outra que normalmente atua na direção vertical, chamada Força Normal.
Esta é exercida pela superfície sobre o corpo, podendo ser interpretada como a sua resistência em sofrer deformação devido ao peso do corpo. Esta força sempre atua no sentido perpendicular à superfície, diferentemente da Força Peso que atua sempre no sentido vertical.
Analisando um corpo que encontra-se sob uma superfície plana verificamos a atuação das duas forças.
Para que este corpo esteja em equilíbrio na direção vertical, ou seja, não se movimente ou não altere sua velocidade, é necessário que os módulos das forças Normal e Peso sejam iguais, assim, atuando em sentidos opostos elas se anularão.
Por exemplo:
Qual o peso de um corpo de massa igual a 10kg:
(a) Na superfície da Terra (g=9,8m/s²);
(b) Na supefície de Marte (g=3,724m/s²).
(a)
(b)
Força de Atrito
Até agora, para calcularmos a força, ou aceleração de um corpo, consideramos que as superfícies por onde este se deslocava, não exercia nenhuma força contra o movimento, ou seja, quando aplicada uma força, este se deslocaria sem parar.
Mas sabemos que este é um caso idealizado. Por mais lisa que uma superfície seja, ela nunca será totalmente livre de atrito.
Sempre que aplicarmos uma força a um corpo, sobre uma superfície, este acabará parando.
É isto que caracteriza a força de atrito:
A força de atrito é calculada pela seguinte relação:
Onde:
μ: coeficiente de atrito (adimensional)
N: Força normal (N)
Atrito Estático e Dinâmico
Quando empurramos um carro, é fácil observar que até o carro entrar em movimento é necessário que se aplique uma força maior do que a força necessária quando o carro já está se movimentando.
Isto acontece pois existem dois tipo de atrito: o estático e o dinâmico.
Atrito Estático
É aquele que atua quando não há deslizamento dos corpos.
A força de atrito estático máxima é igual a força mínima necessária para iniciar o movimento de um corpo.
Quando um corpo não está em movimento a força da atrito deve ser maior que a força aplicada, neste caso, é usado no cálculo um coeficiente de atrito estático:
 .
Então:
Atrito Dinâmico
É aquele que atua quando há deslizamento dos corpos.
Quando a força de atrito estático for ultrapassada pela força aplicada ao corpo, este entrará em movimento, e passaremos a considerar sua força de atrito dinâmico.
A força de atrito dinâmico é sempre menor que a força aplicada, no seu cálculo é utilizado o coeficiente de atrito cinético:
Então:
Energia Mecânica
Energia é a capacidade de executar um trabalho.
Energia mecânica é aquela que acontece devido ao movimento dos corpos ou armazenada nos sistemas físicos.
Dentre as diversas energias conhecidas, as que veremos no estudo de dinâmica são:
Energia Cinética
É a energia ligada ao movimento dos corpos. Resulta da transferência de energia do sistema que põe o corpo em movimento.
Sua equação é dada por:
Utilizando a equação de Torricelli e considerando o inicio do movimento sendo o repouso, teremos:
Substituindo no cálculo do trabalho:
A unidade de energia é a mesma do trabalho: o Joule (J)
Teorema da Energia Cinética
Considerando um corpo movendo-se em MRUV.
O Teorema da Energia Cinética (TEC) diz que:
"O trabalho da força resultante é medido pela variação da energia cinética."
Ou seja:
 
Exemplo:
Qual o trabalho realizado por um corpo de massa 10kg que inicia um percurso com velocidade 10m/s² até parar?
 |
Força gravitacional
Ao estudar o movimento da Lua, Newton concluiu que a força que faz com que ela esteja constantemente em órbita é do mesmo tipo que a força que a Terra exerce sobre um corpo em suas proximidades. A partir daí criou a Lei da Gravitação Universal.
Lei da Gravitação Universal de Newton:
"Dois corpos atraem-se com força proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa seus centros de gravidade."
Onde:
F=Força de atração gravitacional entre os dois corpos
G=Constante de gravitação universal
M e m = massa dos corpos
d=distância entre os centros de gravidade dos corpos.
Nas proximidades da Terra a aceleração da gravidade varia, mas em toda a Litosfera (camada em que há vida) esta pode ser considerada constante, seus valores para algumas altitudes determinadas são:
| Altitude (km) | Aceleração da Gravidade (m/s²) | Exemplo de altitude |
|---|---|---|
0
|
9,83
|
nível do mar
|
8,8
|
9,80
|
cume do Monte Everest
|
36,6
|
9,71
|
maior altura atingida por balão tripulado
|
400
|
8,70
|
órbita de um ônibus espacial
|
35700
|
0,225
|
satélite de comunicação
|
Leis de Kepler
Quando o ser humano iniciou a agricultura, ele necessitou de uma referência para identificar as épocas de plantio e colheita.
Ao observar o céu, os nossos ancestrais perceberam que alguns astros descrevem um movimento regular, o que propiciou a eles obter uma noção de tempo e de épocas do ano.
Primeiramente, foi concluído que o Sol e os demais planetas observados giravam em torno da Terra. Mas este modelo, chamado de Modelo Geocêntrico, apresentava diversas falhas, que incentivaram o estudo deste sistema por milhares de anos.
Por volta do século XVI, Nicolau Copérnico (1473-1543) apresentou um modelo Heliocêntrico, em que o Sol estava no centro do universo, e os planetas descreviam órbitas circulares ao seu redor.
No século XVII, Johanes Kepler (1571-1630) enunciou as leis que regem o movimento planetário, utilizando anotações do astrônomo Tycho Brahe (1546-1601).
Kepler formulou três leis que ficaram conhecidas como Leis de Kepler.
1ª Lei de Kepler - Lei das Órbitas
Os planetas descrevem órbitas elipticas em torno do Sol, que ocupa um dos focos da elipse.
2ª Lei de Kepler - Lei das Áreas
O segmento que une o sol a um planeta descreve áreas iguais em intervalos de tempo iguais.
3ª Lei de Kepler - Lei dos Períodos
O quociente dos quadrados dos períodos e o cubo de suas distâncias médias do sol é igual a uma constantek, igual a todos os planetas.
Tendo em vista que o movimento de translação de um planeta é equivalente ao tempo que este demora para percorrer uma volta em torno do Sol, é fácil concluirmos que, quanto mais longe o planeta estiver do Sol, mais longo será seu período de translação e, em consequência disso, maior será o "seu ano".
CALORIMETRIA
Calor
Quando colocamos dois corpos com temperaturas diferentes em contato, podemos observar que a temperatura do corpo "mais quente" diminui, e a do corpo "mais frio" aumenta, até o momento em que ambos os corpos apresentem temperatura igual. Esta reação é causada pela passagem de energia térmica do corpo "mais quente" para o corpo "mais frio", a transferência de energia é o que chamamos calor.
Calor é a transferência de energia térmica entre corpos com temperaturas diferentes.
A unidade mais utilizada para o calor é caloria (cal), embora sua unidade no SI seja o joule (J). Uma caloria equivale a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de um grama de água pura, sob pressão normal, de 14,5°C para 15,5°C.
A relação entre a caloria e o joule é dada por:
1 cal = 4,186J
Partindo daí, podem-se fazer conversões entre as unidades usando regra de três simples.
Como 1 caloria é uma unidade pequena, utilizamos muito o seu múltiplo, a quilocaloria.
1 kcal = 10³cal
Calor sensível
É denominado calor sensível, a quantidade de calor que tem como efeito apenas a alteração da temperatura de um corpo.
Este fenômeno é regido pela lei física conhecida como Equação Fundamental da Calorimetria, que diz que a quantidade de calor sensível (Q) é igual ao produto de sua massa, da variação da temperatura e de uma constante de proporcionalidade dependente da natureza de cada corpo denominada calor específico.
Assim:
Onde:
Q = quantidade de calor sensível (cal ou J).
c = calor específico da substância que constitui o corpo (cal/g°C ou J/kg°C).
m = massa do corpo (g ou kg).
Δθ = variação de temperatura (°C).
É interessante conhecer alguns valores de calores específicos:
Substância
|
c (cal/g°C)
|
|---|---|
Alumínio
|
0,219
|
Água
|
1,000
|
Álcool
|
0,590
|
Cobre
|
0,093
|
Chumbo
|
0,031
|
Estanho
|
0,055
|
Ferro
|
0,119
|
Gelo
|
0,550
|
Mercúrio
|
0,033
|
Ouro
|
0,031
|
Prata
|
0,056
|
Vapor d'água
|
0,480
|
Zinco
|
0,093
|
Quando:
Q>0: o corpo ganha calor.
Q<0: o corpo perde calor.
Exemplo:
Qual a quantidade de calor sensível necessária para aquecer uma barra de ferro de 2kg de 20°C para 200°C? Dado: calor específico do ferro = 0,119cal/g°C.
2kg = 2000g
Calor latente
Nem toda a troca de calor existente na natureza se detém a modificar a temperatura dos corpos. Em alguns casos há mudança de estado físico destes corpos. Neste caso, chamamos a quantidade de calor calculada de calor latente.
A quantidade de calor latente (Q) é igual ao produto da massa do corpo (m) e de uma constante de proporcionalidade (L).
Assim:
A constante de proporcionalidade é chamada calor latente de mudança de fase e se refere a quantidade de calor que 1g da substância calculada necessita para mudar de uma fase para outra.
Além de depender da natureza da substância, este valor numérico depende de cada mudança de estado físico.
Por exemplo, para a água:
Calor latente de fusão
|  |
80cal/g
|
Calor latente de vaporização
|  |
540cal/g
|
Calor latente de solidificação
|  |
-80cal/g
|
Calor latente de condensação
|  |
-540cal/g
|
Quando:
Q>0: o corpo funde ou vaporiza.
Q<0: o corpo solidifica ou condensa.
Exemplo:
Qual a quantidade de calor necessária para que um litro de água vaporize? Dado: densidade da água=1g/cm³ e calor latente de vaporização da água=540cal/g.
Assim:
Curva de aquecimento
Ao estudarmos os valores de calor latente, observamos que estes não dependem da variação de temperatura. Assim podemos elaborar um gráfico de temperatura em função da quantidade de calor absorvida. Chamamos este gráfico de Curva de Aquecimento:
Condução Térmica
É a situação em que o calor se propaga através de um "condutor". Ou seja, apesar de não estar em contato direto com a fonte de calor um corpo pode ser modificar sua energia térmica se houver condução de calor por outro corpo, ou por outra parte do mesmo corpo.
Por exemplo, enquanto cozinha-se algo, se deixarmos uma colher encostada na panela, que está sobre o fogo, depois de um tempo ela esquentará também.
Este fenômeno acontece, pois, ao aquecermos a panela, suas moléculas começam a agitar-se mais, como a panela está em contato com a colher, as moléculas em agitação maior provocam uma agitação nas moléculas da colher, causando aumento de sua energia térmica, logo, o aquecimento dela.
Também é por este motivo que, apesar de apenas a parte inferior da panela estar diretamente em contato com o fogo, sua parte superior também esquenta.
Convecção Térmica
A convecção consiste no movimento dos fluidos, e é o princípio fundamental da compreensão do vento, por exemplo.
O ar que está nas planícies é aquecido pelo sol e pelo solo, assim ficando mais leve e subindo. Então as massas de ar que estão nas montanhas, e que está mais frio que o das planícies, toma o lugar vago pelo ar aquecido, e a massa aquecida se desloca até os lugares mais altos, onde resfriam. Estes movimentos causam, entre outros fenômenos naturais, o vento.
Formalmente, convecção é o fenômeno no qual o calor se propaga por meio do movimento de massas fluidas de densidades diferentes.
Irradiação Térmica
É a propagação de energia térmica que não necessita de um meio material para acontecer, pois o calor se propaga através de ondas eletromagnéticas.
Imagine um forno microondas. Este aparelho aquece os alimentos sem haver contato com eles, e ao contrário do forno à gás, não é necessário que ele aqueça o ar. Enquanto o alimento é aquecido há uma emissão de microondas que fazem sua energia térmica aumentar, aumentando a temperatura.
O corpo que emite a energia radiante é chamado emissor ou radiador e o corpo que recebe, o receptor.
|
Como funcionam os cinemas 3D?
Desde que foi criado, o cinema evoluiu muito, ganhando som, cores e efeitos especiais. A última novidade são os filmes em 3D, os quais precisam de óculos especiais, como os da figura abaixo, para serem assistidos.
Nos filmes em 3D, os cenários, as pessoas e até mesmo os personagens de desenho podem ser visualizados tridimensionalmente, como se fossem reais e estivessem mais próximos de nós. Assim, a ideia dos produtores destes é "enganar" nosso cérebro e nossos olhos, fazendo-os pensar que estão diante de um espaço tridimensional e não à frente de uma tela bidimensional comum.
Para entendermos o funcionamento dos cinemas 3D, é fundamental que saibamos que os seres humanos possuem visão binocular, de modo que cada olho enxerga uma imagem diferente, sendo o cérebro o responsável por combiná-las em uma única imagem.
A diferença angular (quase imperceptível) entre estas duas imagens, denominada desvio, é utilizada pelo cérebro para ajudar na percepção de profundidade. É exatamente por esta razão que, ao perder a visão de um dos olhos, as pessoas perdem também a noção espacial.
As antigas produções de filmes 3D utilizavam imagens anáglifas para aproveitarem a visão binocular e o desvio. Estas imagens incluem duas camadas de cor numa única tira do filme reproduzida por um projetor, sendo uma das camadas vermelha e a outra azul (ou verde).
Assim, quando desejávamos assistir a estes filmes, fazia-se necessáro utilizarmos um óculos 3D com uma lente vermelha e a outra azul (ou verde), como os da figura do topo desta página. Estas lentes "obrigavam" um olho a enxergar a seção vermelha da imagem e a outra, a seção azul (ou verde).
É devido às diferenças entre as duas lentes que o cérebro as interpreta como uma imagem de três dimensões. Entretanto, por conta da utilização de lentes coloridas, a coloração da "imagem final" não é precisa, de modo que há dados que relatam que esta tecnologia trouxe muitos problemas para as pessoas como dores de cabeça, lesões oculares e náusea.
Funcionamento dos atuais cinemas 3D
Como já mencionado, a técnica utilizada interferia na visualização das cores, de modo que foi necessário desenvolver uma tecnologia melhor, porém mais mais cara e complicada, mas que não afeta as cores originais. Esta nova tecnologia é baseada na polarização, sendo, agora, os óculos feitos por lentes escuras e não mais coloridas como antes.
Vejamos, então, como funcionam os atuais cinemas 3D.
Para obter as imagens, são utilizadas duas câmeras: uma delas para capturar imagens para o olho direito e a outra para capturar as imagens para o olho esquerdo. Assim, a imagem será tanto mais "real" ou "para fora da tela", quanto maior for a distância entre a imagem e a tela.
Por serem utilizadas duas câmeras, o filme terá, a cada segundo, 48 quadros, equivalente ao dobro de quadros utilizados em filmes convencionais, sendo 24 deles observados pelo olho direito e os outros 24 pelo olho esquerdo.
A luz do retroprojetor chega à tela em espiral e os quadros vão se alternando, já que parte deles gira em um sentido enquanto a outra parte gira no sentido oposto. Além do mais, a tela é refletiva (prateada), o que torna possível para a luz passar a ideia de que não se trata de uma tela normal.
Já os óculos possuem filtros de polaridade, permitindo que cada olho receba um quadro, como se cada pessoa enxergasse a mesma coisa através de dois diferentes focos.
Obviamente, a distância entre os dois olhos nos faz ver a mesma coisa sob ângulos diferentes. Assim, é baseado nestas duas imagens vistas por cada olho que o cérebro age como se nos "enganasse" e forma uma terceira imagem, dando a impressão de profundidade à cena.
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