Lei dos corpos em queda.

A lei dos corpos em queda diz que todos os corpos caem com aceleração constante, uma vez que o efeito da aceleração gravítica, ou seja, da gravidade em todos os corpos, à mesma altura, é igual. Esta lei só é validada no vácuo, pois como a densidade dos corpos é diferente, no ar o corpo mais pesado exerce maior força e cai antes do outro corpo.
Um exemplo que podemos dizer, o mais famoso usado nos livros para demonstrar de um jeito mais facil esta lei consiste em colocar num tubo em vácuo uma pedra e uma pena e observar que ambos caem à mesma velocidade. Esta lei foi descobertae analisada por Galileu Galilei, foi revistada por Isaac Newton e assim com Albert Einstein foi criada a Teoria Mecânica do Cosmo.
O grande cientista italiano Galileu Galilei descobriu as leis da queda dos corpos pouco antes da invasão do Brasil pelos holandeses. Galileu analisou que uma esfera rolando por um plano inclinado percorria uma distância 4 vezes maior em 2 segundos do que em 1 segundo. Ele assim provou que a distância percorrida a partir do repouso variava com o quadrado do tempo. Ele mostrou ainda por cima, que a velocidade da bola ao fim de 2 segundos era o dobro da velocidade ao fim de 1 segundo, sendo assim a velocidade variava proporcionalmente com o tempo. Em outros termos, a aceleração da bola era constante. Quando Galileu aumentou cada vez mais a inclinação do plano, a aceleração da bola se tornou cada vez maior. Ele pensou que se a bola caísse verticalmente, sua aceleração seria de 9,8 metros por segundo.

Lenda da Torre de Pisa

A Lenda da Torre de Pisa diz que, no final do século XVI, Galileu teria subido até o topo da Torre de Pisa para demonstrar(sua experiêcia) para outros professores e para seus alunos que, quando deixados cair do alto da torre, dois objetos de pesos diferentes atingiriam o chão ao mesmo tempo. O objetivo era provar que a velocidade da queda é independente do peso. Mas, surpreendentemente, Galileu não teve sucesso no seu experimento, pois os dois objetos não chegaram no chão ao mesmo tempo. A explicação dada por Galileu para a falha de seu experimento foi que as duas bolas só cairiam ao mesmo tempo se o experimento fosse feito no vácuo.

O princípio da Inércia de Acordo com Galileu

Galileu Galilei dizia que o estudo sobre os movimentos requeria experiências mais cuidadosas. Depois da realização de vários experimentos Galileu percebeu que sobre um livro que é empurrado, por exemplo, existe a atuação de uma força chamada Força de Atrito, e que essa força é sempre contrária à tendência do movimento dos corpos. Assim, ele percebeu que se não houvesse a presença do atrito o livro não pararia se cessasse a aplicação da força sobre ele, ao contrário do que pensava Aristóteles.
As conclusões de Galileu podem ser sintetizadas da seguinte maneira: Se um corpo estiver em repouso, é necessária a aplicação de uma força para que ele possa alterar o seu estado de repouso. Uma vez iniciado o movimento e depois de cessado a aplicação da força, e livre da ação da força de atrito, o corpo permanecerá em movimento retilíneo uniforme (MRU) indefinidamente.
Os experimentos de Galileu levaram à conclusão da seguinte propriedade física da matéria: inércia. Segundo essa propriedade, se um corpo está em repouso, ou seja, se a resultante das forças que atuam sobre ele for nula, ele tende a ficar em repouso. E se ele está em movimento ele tende a permanecer em movimento retilíneo uniforme.
Anos mais tarde, após Galileu ter estabelecido o conceito de inércia, Sir Isaac Newton formulou as leis da dinâmica denominadas de “as três leis de Newton”. Newton concordou com as conclusões de Galileu e utilizou-as em suas leis.

Arquimedes e a alavanca

Histórico

Arquimedes e a alavanca: foi um matemático, físico e inventor grego. Foi um dos mais importantes cientistas e matemáticos da Antiguidade e um dos maiores de todos os tempos. Ele fez descobertas importantes em geometria e matemática, como por exemplo um método para calcular o número TT (razão entre o perímetro de uma circunferência e seu diâmetro) utilizando séries. Este resultado constitui também o primeiro caso conhecido do cálculo da soma de uma série infinita. Ele inventou ainda vários tipos de máquinas, quer para uso militar, quer para uso civil. No campo da Física, ele contribuiu para a fundação da Hidroestática, tendo feito, entre outras descobertas, o famoso princípio que leva o seu nome. Ele descobriu ainda o princípio da alavanca e a ele é atribuída a citação, "Dêem-me uma alavanca e um ponto de apoio e eu moverei o mundo". Ele acreditava que nada do que existe é tão grande que não possa ser medido. As suas invenções engenhosas de máquinas de carácter utilitário e bélico fizeram-o famoso.

Em mecânica, são atribuídas a ele algumas invenções tais como a rosca sem fim, a roda dentada, a roldana móvel,a alavanca.

Na física, a alavanca é um objeto rígido que é usado com um ponto fixo apropriado (fulcro) para multiplicar a força mecânica que pode ser aplicada a um outro objeto (resistência). Isto é denominado também de vantagem mecânica, e é um exemplo do princípio dos momentos. O princípio da força de alavanca pode também ser analisado usando as leis de Newton.

Principio Da Alavanca

O principio da alavanca, inventada por Arquimedes, onde uma força é aplicada no braço maior assim podendo equilibrar o que estiver do outro lado da alavanca, no braço menor. Esses braços são divididos por um ponto de apoio, Arquimedes disse “me de um apoio que eu levanto a terra”

Dizendo então o produto P x b é igual ao produto R x a.

Exemplos do Dia a Dia

Um exemplo de alavanca no dia a dia é a gangorra

outro exemplo é o pé de cabra, quando você vai usalo você apoia o seu cotovelo no chão fazendo força

a pá e a forquila são exemplos de alavanca quando infiadas na terra elas formam uma alavanca.

As Três Leis de Newton!

Primeira Lei: Princípio da Inércia

Inércia é a propriedade que a matéria tem de manter o movimento o seu estado de repouso ou de movimento. Sob condições de força resultante nula, um corpo permanece em repouso ou em movimento com velocidade vetorial constante. Um corpo em movimento tende, por inércia permanecer em movimento e um corpo em repouso permanecer em repouso.

Aplicações:

* Quando andamos a cavalo e o animal dá um “arranque”, nosso corpo tende a manter seu estado de repouso, portanto somos projetados na direção inversa à que o cavalo estiver se movimentando; da mesma forma, quando o cavalo pára de uma vez, nosso corpo tende a continuar o movimento, por isso somos projetados na direção em que se estava anteriormente.
* Quando o foguete espacial fica livre de ações gravitacionais significativas do resto do universo, seus motores são desligados, porém através da inércia, o foguete espacial mantém sua velocidade constante.
* Quando uma pessoa está dentro de um ônibus, em movimento e de repente o ônibus dá uma freada brusca, o que acontece com a pessoa? Com certeza ela irá ser “empurrada” para a direção em que o ônibus estava andando. Essa propriedade física se chama inércia, ou seja, é a tendência natural que os corpos possuem em manter velocidades constantes, de permanecerem como estão.

Segunda Lei: Principio Fundamental da Dinâmica

Este princípio consiste na afirmação de que um corpo em repouso necessita da aplicação de uma força para que possa se movimentar, e para que um corpo em movimento pare é necessária a aplicação de uma força. Um corpo adquire velocidade e sentido de acordo com a intensidade da aplicação da força. Ou seja, quanto maior for à força maior será a aceleração adquirida pelo corpo.

Aplicações:

* Numa partida de futebol, o jogador que faz o passe procura controlar a intensidade e a direção da força a ser aplicada na bola, para que ele adquira rapidez e a direção desejada em seu movimento.

Terceira Lei: Ação e Reação


Se um corpo A exerce uma força em um corpo B, o corpo B reage em A com uma força de mesma intensidade, mesma direção, mas de sentido oposto.

Aplicações:

* Um carro, para se movimentar, “empurra” com as rodas a rua (ação) e a rua reage sob os pneus com uma força de igual intensidade (reação).
* Para levantarmos mais depressa, empurramos o chão e a cadeira intensamente para baixo.
* Se eu chuto uma bola automaticamente ela reage sobre o meu pé, mesma coisa se eu empurrar uma pessoa ela vai reagir me empurrando também.

Alunas: Débora, Maria Eduarda, Raissa e Raíza.

Pascal e a Máquina Hidráulica

          "O acréscimo de pressão produzido num líquido em equilíbrio transmite-se integralmente a todos os pontos do líquido"                                                                                                                                             Principio de Pascal

           Esta frase resume toda uma mecânica, criada por Blaise Pascal, um Físico Francês que descobriu os Princípios da Hidráulica.

A palavra vem da união das palavras gregas: hydor (água), e aulos (condução/aula/tubo) e expressa a parte da física que estuda os líquidos em movimento e repouso.

 Você já ouviu falar de Engenharia hidráulica? Lembre das úteis ferramentas hidráulicas...

 Veremos a utilidade mecânica da água e outros líquidos.

Um exemplo da aplicação dos princípios hidráulicos é o elevador hidráulico.

 

Neste sistema, há uma Força 1 agindo sobre a Área 1, criando pressão, essa pressão causará a Força 2 que então impulsiona a Área 2.

 Isto é expresso desta forma: 

 P . A1 = F1                    P . A2 = F2

Sendo A a área do suporte, F a força empregada e P a pressão crida.

Percebemos então que:   

afinal, a pressão é uma só.

Ao aplicarmos essa mecânica, surge o deslocamento, o produto é relativo a área que a força desloca através da pressão, a divisão da primeiro deslocamento pelo segundo, equivale a divisão da segunda Área pela primeira(vide Imagem).

 Isto é:

    

Sendo  A a área do suporte e d  a difrerença resultante

           

Podemos observar Sistemas Hidraulicas em elevadores de Carros:

Em Prensas Hidraulicas(obviamente):

 

No sistema de Distribuição de Agua em nossas Casas:

"Empregamos a hidraulica para muitas das nossas atividades, dependendo assim, mais uma vez da grandiosa física"

Segue video explicando as formulas hidraulicas com uma aplicação.

ARQUIMEDES E O EMPUXO

Historico da descoberta do empuxo:

O empuxo foi descoberto por Arquimedes. Foi durante um banho que ele percebeu que a água se elevava à medida que mergulhava seu corpo. Foi assim, meio que ao acaso, que o princípio do empuxo foi descoberto.

Princípio do empuxo:

Princípio de Arquimedes: Todo corpo mergulhado em um líquido sofre a ação de um empuxo vertical, para cima, igual ao peso do líquido deslocado.

Empuxo é a ação de uma força vertical dirigida para cima.

Num corpo imerso agem duas forças: a força peso (P) , devido à gravidade, e a força de empuxo (E) , devida à sua interação com o líquido.

Aplicações na flutuação de corpos:

- Experimento para mostrar o efeito da densidade do líquido

Um ovo colocado num recipiente com água vai até o fundo, onde fica apoiado. Em outro recipiente coloca-se água e adicionando-se sal até haver saturação, e o ovo flutua.

O que acontece é que a água com sal é mais densa do que a água pura o que aumenta o empuxo sobre o ovo.

Descrição do Telescópio aprimorado por Galileu

Foi a partir de 25 de agosto de 1609, há 400 anos, que o conhecimento astronômico começou a dar um gigantesco salto.Ao observar o espaço com seu telescópio,Galileu Galilei percebeu que a crença que dizia,que os planetas e o Sol giravam ao redor da Terra, estava completamente errada.Aliando o seu telescópio com o que Copérnico já havia descoberto (mas não provado, ele conseguiu fazer com que a teoria heliocêntrica ficasse forte.
O italiano também registrou uma série de fenômenos e características dos astros até então desconhecidas, como as Luas de Júpiter e os anéis de Saturno (na época, apesar de localizá-los, não pôde distinguir o que eram os objetos encontrados).
Com a luneta patenteada em outubro de 1608 pelo holandês Hanz Lipperhey, surgiu o telescópio de Galileu. Decidido a melhorar o objeto criado, Galileu conseguiu, em menos de um ano, criar um telescópio de trinta aumentos que permitiu que fizesse inúmeras descobertas sobre o espaço ainda desconhecido.



As Principais descobertas de Galileu Galilei

Galileu com o auxílio da luneta descobriu que a superfície da lua era irregular, que o número de estrelas que ele conseguia ver com a luneta era bem maior do que se vê ao olho nu e que a Via Láctea era constituída por uma infinidade de estrelas.
Ele também viu que Júpiter tinha satélites chamados “galileanos orbitando em torno dele”, e são: Io, Europa, Ganimedes e Calisto.A diferente forma de Saturno, as fazes de Vênus e as manchas que se moviam na superfície.
















Crateras da Lua


Manchas do Sol






Teoria do Heliocentrismo:


Heliocentrismo, uma teoria cosmológica, que diz que a Terra e os demais planetas giram em torno do sol. O fundador dessa teoria foi Nicolau Copérnico, um polonês que é considerado fundador da astronomia moderna e pai do heliocentrismo.

Foi no ano de 1514 que Copérnico divulgou a teoria. A teoria que dizia que a terra e os demais corpos celestes giravam em torno do sol, era totalmente contraria da teoria geocêntrica, que era aceito pela maioria das pessoas, defendida pela igreja por mais ou menos 1400 anos. A teoria geocêntrica descrevia um modelo em que a Terra serio o centro do universo, universo esse que alias seria finito.
Mas foi em 1609 que o italiano Galileu Galilei teve o seu primeiro contato com as lunetas holandesas. No ano de 1610 ele fabricou um luneta com um aumento de 30 vezes e diminuiu bastante as distorções. Foi nesse ano que ele também publicou o livro “Sidereus Nuncius” onde descreveu suas observações como: os “planetas” que giravam em torno de Júpiter, as montanhas na lua, e milhares de estrelas.

Galileu foi visto como perigoso pela igreja, enfrentando o tribunal da Inquisição em 1611, ele poderia optar pela sua vida ou sua teoria. Existem varias versões sobre o fato, só que o mais importante é que Galileu não foi queimado. Mas anos depois disso tudo, ele acabou sendo condenado pelo tribunal Santa Inquisição a prisão domiciliar.
Após todo o ocorrido, ele passou a escrever e publicar suas teorias clandestinamente. Em 1638 ficou cego, e morreu em 1642.
Mas foi apenas em 1922 que a igreja admitiu seu erro.