Sobre o Desafio de Mestre Especial
Hoje iniciamos uma nova seção no Blog com exercícios especialmente selecionados para ajudar os estudantes de nível médio a enfrentar desafios.
Os exercícios terão orientação para a resolução e darão um prêmio (livro) ao primeiro leitor que apresentar a solução correta.
Posto isto, leia atentamente o enunciado do exercício abaixo, siga as instruções e ganhe o prêmio.
Boa sorte.
Borges e Nicolau
terça-feira, 31 de agosto de 2010
Desafio de Mestre (Especial)
Clique para ampliar
Bloco num plano inclinado
Borges e Nicolau
Um bloco homogêneo de peso P = 10 N está apoiado num plano inclinado de um ângulo α tal que: senα = 0,6 e cosα = 0,8. A seção transversal do bloco é um quadrado de lado a. O coeficiente de atrito estático entre o bloco e o plano é μ = 0,5. Qual é o valor máximo da intensidade F da força horizontal, aplicada em B, de modo que o bloco não escorregue para cima e nem tombe em torno de A?Orientação para a resolução:
• Decomponha o peso P do bloco nas componentes:
Pt = Psenα e Pn = Pcosα.
• Decomponha a força F numa componente paralela ao plano inclinado (Fcosα) e numa componente perpendicular ao plano inclinado (Fsenα).
• Represente a força de atrito, considerando que o bloco tende a escorregar para cima. O valor máximo de F corresponde à iminência de subir. Neste caso, Fat = μFN. Imponha resultante nula.
• Ao estudar o tombamento, considere que o máximo valor de F corresponde ao bloco na iminência de tombar em torno de A. Nestas condições, a força normal FN passa pelo ponto A. Imponha soma algébrica dos momentos nula, em relação ao ponto A.
Sábado (04/09) apresentaremos a solução.
segunda-feira, 30 de agosto de 2010
Fenômenos periódicos
Período e Frequência
Borges e Nicolau
Duas grandezas são associadas a fenômenos que se repetem em intervalos de tempos iguais, também conhecidos como fenômenos periódicos: Período e Frequência.
Nas figuras acima vamos desprezar atritos. O pêndulo abandonado em A oscila até B e retorna ao ponto A. O intervalo de tempo de duração desse movimento (ciclo) é chamado de período e é representado pela letra T.
Período (T) é o menor intervalo de tempo de repetição de um fenômeno, isto é, o intervalo de tempo de duração de um ciclo.
Imagine que o período de oscilação de um pêndulo seja 0,2 s. Você facilmente conclui que em 1 s o pêndulo realizou 5 oscilações.
O número de oscilações (ciclos) realizados na unidade de tempo é chamado de frequência e representado pela letra f.
Frequência (f) é o número de vezes que um fenômeno se repete (número de ciclos) na unidade de tempo.
Assim podemos escrever:
f = número de ciclos (n) / intervalo de tempo (Δt)
Para n=1 (1 ciclo) o intervalo de tempo correspondente é
o período (Δt = T).
Assim, resulta: f = 1 / T ou f.T = 1
Período e frequência são grandezas inversas, conhecida uma delas a outra está determinada.
No Sistema Internacional de Unidades (SI) o período (T) é medido em segundo (s). A frequência é medida em 1 / s ou (s-1), grandeza que recebe o nome de hertz (Hz).
Os fenômenos periódicos realizam ciclos ou rotações. Por isso, é comum nos referirmos à unidade hertz, falando em ciclos por segundo (cps) ou rotações por segundo (rps). Uma unidade de frequência muito usada é rotações por minuto (rpm).
Convém lembra que o movimento circular uniforme (MCU) é um movimento periódico. O período é o intervalo de tempo que corresponde a uma volta completa. A frequência é o número de voltas descritas na unidade de tempo.
domingo, 29 de agosto de 2010
Arte do Blog
Clique para ampliar
Meninos com cordeiro
Borges e Nicolau
No quadro de Cândido Portinari há um menino plantando bananeira, brincadeira comum na infância, mas que requer habilidade.
O menino retratado está apoiado apenas em uma das mãos, posição que necessita um posicionamento preciso do centro de gravidade do corpo, situado aproximadamente ao redor do umbigo.
Para que o equilíbrio seja mantido a reta vertical que contém o centro de gravidade deve passar pela base de apoio, no caso a mão espalmada. A parte sombreada mostra o campo de variação do centro de gravidade.
Candido Portinari tinha grande apreço pelo Brasil e pelos problemas sociais do país e isso ficou retratado em sua obra. Mas também tinha uma visão doce e poética da infância, das brincadeiras e das festas populares que tanto marcam a vida dos brasileiros.
Saiba mais sobre Cândido Portinari aqui. .
sábado, 28 de agosto de 2010
Leituras do Blog
O ano-luz
Os astrônomos, tendo em vista a ordem de grandeza das distâncias entre os astros no universo, criaram uma unidade maior que as usuais (metro e quilômetro) para medi-las: o ano-luz. Para isso, basearam-se na velocidade da luz no vácuo.
Ano-luz é a distância que a luz percorre no vácuo em um ano.
Para se ter uma idéia de quanto é grande essa unidade, basta dizer que ela corresponde a quase 10 trilhões de quilômetros, isto é, 10.000.000.000.000 de quilômetros.
Assim, quando dizemos que uma estrela está, por exemplo, a 400 mil anos-luz da Terra, significa que a luz desta estrela leva 400 mil anos para chegar até nós.
Então, ao admirarmos o céu estrelado, estaremos na verdade olhando para o passado, pois a luz que estamos recebendo abandonou a fonte há milhares e milhares de anos. Quantos daqueles astros que observamos já estarão extintos, embora ainda presentes no firmamento?
(Do livro “ O Mundo da Cores” de Paulo Toledo Soares)
Saiba mais. Clique aqui
Os astrônomos, tendo em vista a ordem de grandeza das distâncias entre os astros no universo, criaram uma unidade maior que as usuais (metro e quilômetro) para medi-las: o ano-luz. Para isso, basearam-se na velocidade da luz no vácuo.
Ano-luz é a distância que a luz percorre no vácuo em um ano.
Para se ter uma idéia de quanto é grande essa unidade, basta dizer que ela corresponde a quase 10 trilhões de quilômetros, isto é, 10.000.000.000.000 de quilômetros.
Assim, quando dizemos que uma estrela está, por exemplo, a 400 mil anos-luz da Terra, significa que a luz desta estrela leva 400 mil anos para chegar até nós.
Então, ao admirarmos o céu estrelado, estaremos na verdade olhando para o passado, pois a luz que estamos recebendo abandonou a fonte há milhares e milhares de anos. Quantos daqueles astros que observamos já estarão extintos, embora ainda presentes no firmamento?
(Do livro “ O Mundo da Cores” de Paulo Toledo Soares)
Saiba mais. Clique aqui
Pense & Responda
Gilberto Gil - Seu Olhar
Questão 1. (ENEM)
SEU OLHAR
(Gilberto Gil)
Na eternidade
Eu quisera ter
Tantos anos-luz
Quantos fosse precisar
Pra cruzar o túnel
Do tempo do seu olhar
Gilberto Gil usa na letra da música a palavra composta anos-luz. O sentido prático, em geral, não é obrigatoriamente o mesmo que na ciência. Na Física, um ano luz é uma medida que relaciona a velocidade da luz e o tempo de um ano e que, portanto, se refere a:
(A) tempo.
(B) aceleração.
(C) distância.
(D) velocidade.
(E) luminosidade.
Questão 2. (Fuvest-SP)
Uma estrela emite radiação que percorre a distância de 1 bilhão de anos-luz, até chegar à Terra e ser captada por um telescópio. Isto quer dizer que:
(A) A estrela está a 1 bilhão de quilômetros da Terra.
(B) Daqui a 1 bilhão de anos, a radiação da estrela não será mais observada na Terra.
(C) A radiação recebida hoje na Terra foi emitida pela estrela a 1 bilhão de anos.
(D) Hoje, a estrela está a 1 bilhão de anos- luz da Terra.
(E) Quando a radiação foi emitida pela estrela, ela tinha a idade de 1 bilhão de anos.
sexta-feira, 27 de agosto de 2010
Desafio de Mestre
Espelho convexo
Borges e Nicolau
Num espelho esférico convexo de vértice V, foco principal F e centro de curvatura C, incidem os raios r e s, conforme indica figura. Refaça o esquema dado numa folha de papel e desenhe os correspondentes raios refletidos.
Borges e Nicolau
Num espelho esférico convexo de vértice V, foco principal F e centro de curvatura C, incidem os raios r e s, conforme indica figura. Refaça o esquema dado numa folha de papel e desenhe os correspondentes raios refletidos.
Clique para ampliar
Desafio de Mestre
Clique para ampliar
Espelho Convexo
Borges e Nicolau
Copie a figura e desenhe os raios de luz refletidos pelo espelho.
Óptica geométrica
Clique para ampliar
Luz incidente em espelhos esféricos
Casos particulares
Borges e Nicolau
Quando o raio de luz incide em uma direção qualquer, o raio refletido passa por um foco secundário F' que está na intersecção do eixo secundário com o plano focal. O eixo secundário é paralelo ao raio de luz incidente, passando pelo centro de curvatura C do espelho. O plano focal é perpendicular ao eixo principal e passa pelo foco principal F.
Desafio de Mestre
Clique para ampliar
Espelho Côncavo
Borges e Nicolau
Copie a figura e desenhe o raio de luz refletido pelo espelho.
quinta-feira, 26 de agosto de 2010
Arquimedes
Arquimedes de Siracusa
Pintura de Domenico Fetti (1620)
Arquimedes de Siracusa
Borges e Nicolau
Arquimedes nasceu em Siracusa, na Sicília em 287 aC e morreu também em Siracusa, em 212 aC. Siracusa pertencia à região chamada Magna Grécia. Realizou seus estudos em Alexandria e deixou para a humanidade inúmeras invenções e descobertas. Seu pai, Fídias, era astrônomo, passando à história por ser o pai de Arquimedes, mas certamente contribuiu para despertar a curiosidade daquele que viria a ser um dos maiores desvendadores dos segredos naturais de todos os tempos. Em certa fase da vida Arquimedes visitou o Egito, onde inventou um sistema capaz de transportar água a pontos mais elevados, chamado Parafuso de Arquimedes, ainda utilizado nos dias atuais.
Ao contemplar o tratado de Estática de Arquimedes, que abrangia desde os princípios fundamentais relativos ao centro de gravidade até às alavancas, o rei Hierão, de Siracusa, teria dito: "Acharei de hoje em diante possível tudo quanto me disser Arquimedes!"
Tal afirmativa, partindo do rei, fez com que Arquimedes replicasse: "Dêem-me um ponto de apoio e, com a minha alavanca, erguerei o mundo".Gravura alusiva à afirmação de Arquimedes
Para continuar a maravilhar o rei, Arquimedes movimentou um navio carregado com sua força muscular, que não era grande, multiplicada por um sistema de polias, conhecido como talha, amplamente utilizado até hoje.
Também é atribuido a Arquimedes o uso de espelhos côncavos para incendiar as velas dos navios romanos invasores. Tal fato é possível, mas pouco provável em face aos recursos tecnológicos da época. Os espelhos eram de bronze, sendo seu polimento feito com areia.
Por falar em lendas, a mais famosa em relação ao sábio e relatada pelo arquiteto romano Vitrúvio, no século I dC, diz que o rei Hierão mandou fazer uma coroa de ouro. Como a coroa não brilhasse como era esperado e dando ouvidos aos boatos de que o ourives teria usado menos ouro do que o rei pedira, Hierão convocou Arquimedes que já era um famoso filósofo, como eram conhecidos estudiosos e cientistas.
Consultado sobre a composição da coroa, Arquimedes foi pensar na banheira. Dizem que ele costumava passar horas entretido com questões filosóficas mergulhado em água morna e sais de banho. Ao ver a água transbordar quando entrou na banheira, Arquimedes teve um momento de inspiração e vislumbrou a solução do problema. Entusiasmado, saiu correndo, nu pelas ruas de Siracusa, gritando “Eureka, Eureka!”, que em grego quer dizer “Descobri, descobri!”.
Pois saibam que nesse instante nasceu o que hoje conhecemos como "Princípio de Arquimedes" (referente à força que age sobre qualquer corpo mergulhado num líquido: o empuxo).
Arquimedes mergulhou a coroa num recipiente completamente cheio de água e mediu o volume derramado. A seguir, mergulhou blocos de ouro e prata com pesos iguais ao da coroa e mediu as quantidades que transbordaram. O volume transbordado pela coroa ficou entre os volumes derramados pelos blocos de ouro e prata, provando que o ourives não tinha sido honesto.
Arquimedes foi coberto de glória pelo seu feito. Não vamos falar do triste destino do ourives. Não vale a pena.
Galileu Galilei, contestou essa versão, sugerindo que Arquimedes teria solucionado o problema usando uma balança hidrostática.
Siga os links:
Para saber mais. (aqui)
Os mitos dos cientistas e suas controvérsias, de Rodrigo Moura e João Batista Garcia Canalle, Revista Brasileira de Ensino de Física, vol. 23, no 2, Junho, 2001. (aqui)
Alavanca de Arquimedes (aqui)
quarta-feira, 25 de agosto de 2010
Desafio de Mestre
International Junior Science Olympiad (IJSO)
Dois cilindros, A sólido e fechado e B aberto em sua parte superior, cuja parte vazia tem o mesmo volume de A, são pendurados num dinamômetro conforme indica o esquema a. Nestas condições, o dinamômetro registra 3N. O cilindro A é imerso num recipiente contendo água e o dinamômetro passa a indicar 2N (esquema b).
Preenchendo-se o cilindro B com água, o dinamômetro volta a marcar 3N (esquema c). São dados a densidade da água, 1kg/L, e a aceleração da gravidade, 10m/s2.
Dois cilindros, A sólido e fechado e B aberto em sua parte superior, cuja parte vazia tem o mesmo volume de A, são pendurados num dinamômetro conforme indica o esquema a. Nestas condições, o dinamômetro registra 3N. O cilindro A é imerso num recipiente contendo água e o dinamômetro passa a indicar 2N (esquema b).
Preenchendo-se o cilindro B com água, o dinamômetro volta a marcar 3N (esquema c). São dados a densidade da água, 1kg/L, e a aceleração da gravidade, 10m/s2.
Pode-se afirmar que:
a) a força que a água exerce no cilindro A tem intensidade 2N.
b) a força que a água exerce no cilindro A tem intensidade 3N.
c) o volume do cilindro A é de 100cm3.
d) o volume do cilindro A é de 200cm3.
e) Se a experiência fosse feita com mesmo material, mas utilizando-se álcool no lugar de água, os valores registrados pelo dinamômetro no esquema b seriam iguais.
Pense & Responda
Hidrostática
Borges e Nicolau
Questão 1
Uma esfera de volume V, constituída de um material de densidade D, flutua parcialmente imersa num líquido de densidade d. Seja v a parte do volume da esfera que está imersa no líquido. Determine a relação d/D em função de v e V.
Questão 2
Retome a questão anterior. Se o sistema fosse levado à Lua onde a aceleração da gravidade é seis vezes menor do que a aceleração da gravidade na Terra, qual seria a relação d/D?
Questão 3
Retome a questão 2. Qual seria a relação d/D se a esfera estivesse em equilíbrio totalmente imersa no líquido e sem tocar o fundo do recipiente?
Questão 4
Dois cubos idênticos flutuam em líquidos A e B, conforme indica a figura. Qual dos líquidos tem maior densidade?
Questão 5
Um recipiente completamente cheio de água é colocado sobre uma balança que registra o valor 10 N ( figura a ). Uma esfera de peso 2 N é colocada na água e passa a flutuar parcialmente imersa( figura b). O volume de água extravasado é recolhido, sendo afastado do recipiente. Qual é a leitura da balança nesta nova situação?
Borges e Nicolau
Questão 1
Uma esfera de volume V, constituída de um material de densidade D, flutua parcialmente imersa num líquido de densidade d. Seja v a parte do volume da esfera que está imersa no líquido. Determine a relação d/D em função de v e V.
Questão 2
Retome a questão anterior. Se o sistema fosse levado à Lua onde a aceleração da gravidade é seis vezes menor do que a aceleração da gravidade na Terra, qual seria a relação d/D?
Questão 3
Retome a questão 2. Qual seria a relação d/D se a esfera estivesse em equilíbrio totalmente imersa no líquido e sem tocar o fundo do recipiente?
Questão 4
Dois cubos idênticos flutuam em líquidos A e B, conforme indica a figura. Qual dos líquidos tem maior densidade?
Questão 5
Um recipiente completamente cheio de água é colocado sobre uma balança que registra o valor 10 N ( figura a ). Uma esfera de peso 2 N é colocada na água e passa a flutuar parcialmente imersa( figura b). O volume de água extravasado é recolhido, sendo afastado do recipiente. Qual é a leitura da balança nesta nova situação?
Clique para ampliar
terça-feira, 24 de agosto de 2010
Desafio de Mestre
Cadê a imagem?
Borges e Nicolau
Um objeto retilíneo AB é colocado diante de um espelho esférico côncavo, paralelamente ao eixo principal, conforme indica a figura. C, F e V são, respectivamente, o centro de curvatura, o foco principal e o vértice do espelho. Refaça a figura numa folha de papel e obtenha a correspondente imagem A’B’.
Borges e Nicolau
Um objeto retilíneo AB é colocado diante de um espelho esférico côncavo, paralelamente ao eixo principal, conforme indica a figura. C, F e V são, respectivamente, o centro de curvatura, o foco principal e o vértice do espelho. Refaça a figura numa folha de papel e obtenha a correspondente imagem A’B’.
Clique para ampliar
Pense & Responda
Espelho côncavo
Borges e Nicolau
Questão 1
O farol de um carro é constituído essencialmente de um espelho esférico côncavo e de uma pequena lâmpada L. Sejam: V o vértice do espelho, F o foco principal e C o centro de curvatura do espelho.
Para que o farol funcione bem, onde deve ser colocado o filamento da lâmpada L? Em V, F ou C? Faça o esquema correspondente.
Questão 2
Um espelho esférico de vértice V, foco principal F e centro de curvatura C é utilizado para queimar um pequeno pedaço de papel, concentrando a luz solar. O espelho é côncavo ou convexo? Onde deve ser colocado o pedacinho de papel? Em V, F ou C? Faça o esquema correspondente.
Questão 3
A imagem de um objeto, formada por um espelho esférico, é virtual e direita. O espelho é côncavo ou convexo? Analise os casos:
• A imagem é menor do que o objeto
• A imagem é maior do que o objeto
Questão 4
Um objeto é deslocado do centro de curvatura C até o foco principal F de um espelho esférico côncavo. A correspondente imagem se desloca de:
a) F a C
b) C ao infinito
c) F até a superfície do espelho.
Qual é a alternativa está correta?
Borges e Nicolau
Questão 1
O farol de um carro é constituído essencialmente de um espelho esférico côncavo e de uma pequena lâmpada L. Sejam: V o vértice do espelho, F o foco principal e C o centro de curvatura do espelho.
Para que o farol funcione bem, onde deve ser colocado o filamento da lâmpada L? Em V, F ou C? Faça o esquema correspondente.
Questão 2
Um espelho esférico de vértice V, foco principal F e centro de curvatura C é utilizado para queimar um pequeno pedaço de papel, concentrando a luz solar. O espelho é côncavo ou convexo? Onde deve ser colocado o pedacinho de papel? Em V, F ou C? Faça o esquema correspondente.
Questão 3
A imagem de um objeto, formada por um espelho esférico, é virtual e direita. O espelho é côncavo ou convexo? Analise os casos:
• A imagem é menor do que o objeto
• A imagem é maior do que o objeto
Questão 4
Um objeto é deslocado do centro de curvatura C até o foco principal F de um espelho esférico côncavo. A correspondente imagem se desloca de:
a) F a C
b) C ao infinito
c) F até a superfície do espelho.
Qual é a alternativa está correta?
Óptica geométrica
Clique nas imagens para ampliar
Lembrete: Espelho Côncavo
Borges e Nicolau
Observe nas figuras objetos posicionados antes do centro de curvatura C, entre C e o foco principal F e entre F e o vértice V. As imagens fornecida pelo espelho côncavo são, respectivamente, real, invertida e menor; real invertida e maior; virtual, direita e maior.
segunda-feira, 23 de agosto de 2010
Pense e Responda
Espelho convexo
Borges e Nicolau
1) Você observa a imagem de seu rosto num espelho esférico convexo. Afastando-se o espelho de seu rosto, a imagem que você vê:
• Aumenta ou diminui de tamanho?
• É sempre invertida ou sempre direita?
• Afasta-se ou aproxima-se do espelho?
2) Uma pequena lâmpada L é colocada em frente da superfície refletora de um espelho esférico convexo, de vértice V, foco principal F e centro de curvatura C. A imagem de L, formada pelo espelho, localiza-se em que ponto: A, B, D, E ou G?
x
Borges e Nicolau
1) Você observa a imagem de seu rosto num espelho esférico convexo. Afastando-se o espelho de seu rosto, a imagem que você vê:
• Aumenta ou diminui de tamanho?
• É sempre invertida ou sempre direita?
• Afasta-se ou aproxima-se do espelho?
2) Uma pequena lâmpada L é colocada em frente da superfície refletora de um espelho esférico convexo, de vértice V, foco principal F e centro de curvatura C. A imagem de L, formada pelo espelho, localiza-se em que ponto: A, B, D, E ou G?
x
Clique para ampliar
Empuxo
A balança acima foi projetada especialmente para a experiência que vamos realizar.
No prato do lado esquerdo colocamos um recipiente cheio de água e no prato do lado direito um peso de metal. O sistema está em equilíbrio.
Em seguida colocamos um corpo esférico no recipiente com água. Parte da água tranborda e é recolhida. O sistema já não está em equilíbrio, o peso do corpo esférico faz com que o lado esquerdo da balança, mais pesado, desça.
Colocando-se a água que transbordou no prato do lado direito, o sistema volta a ficar em equilíbrio. Podemos então concluir que o peso do volume de água deslocado pela presença do corpo esférico é igual ao peso do corpo esférico.
Isolando-se o corpo colocado na água, em equilíbrio, verificamos duas interações. Uma de campo, o peso P e outra de contato, aplicada pela água, denominada empuxo E. O empuxo E tem a mesma direção de P, mesma intensidade e sentido oposto ao de P. A intensidade do empuxo é igual ao peso do corpo esférico que é igual ao peso do volume de água deslocado.
P = E
E = mD . g
onde mD é a massa de água deslocada.
Esta conclusão é válida de um modo geral para corpos imersos em fluidos (líquidos ou gases):
E = dF.vD.g
Onde:
dF = densidade do fluido onde o corpo foi introduzido.
vD = volume de fluido deslocado (corresponde ao volume imerso do corpo).
g = aceleração da gravidade local.
Sendo dC a densidade do corpo e VC o volume do corpo, temos:
P = dC.VC.g
Dica do Blog
Crédito: R. Lucas ( STScI / AURA ), Hubble Heritage Team , NASA Lucas ( STScI / AURA ), da equipe do Hubble , da NASA. Clique para ampliar
Objeto de Hoag: Uma estranha galáxia em forma de anel
Para mais fotos de astronomia clique aqui
domingo, 22 de agosto de 2010
Arte do Blog
Obra de René François Ghislain Magritte (1898 - 1967)
Reflexos e reflexões
Borges e Nicolau
O quadro acima é de autoria do pintor belga René Magritte, um dos expoentes do surrealismo, corrente artística surgida em Paris nos anos da década de 1920 e que se caracteriza por buscar a representação do irracional e do subconsciente.
Magritte cuidava da forma com esmero, suas pinturas são de um realismo quase fotográfico, com um detalhe, tudo o que parece normal está repleto de anomalia.
Os quadros do artista revelam empenho especial na criação de paradoxos visuais, a atração exercida pela obra fundamenta-se na tentativa de decifração das estranhezas que nos cercam. Com alguma dose daquele humor que produz sorrisos e inquietação ao mesmo tempo.
Dentre as inúmeras metáforas do artista destacamos o quadro do homem em frente ao espelho. Observe que há uma assimetria proposital na mensagem. O livro apoiado no anteparo sofre reflexão especular, com todos os detalhes que a caracterizam. O homem vê suas próprias costas através da reflexão no espelho. Seria essa uma superfície refletora capaz de revelar o oculto, o subjacente e, desmontando as leis da física, decifrar o grande mistério do Universo, sua própria existência?
Magritte, como todo grande artista nos induz à reflexão. E já que estamos falando de reflexão, vamos ver o que aconte na realidade, sem as sutilezas propostas pela magia do surrealismo.
Num espelho plano objeto e imagem têm as mesmas dimensões, equidistam do espelho, apresentam mesma orientação e naturezas opostas, isto é, se o objeto for real a imagem é virtual e vice-versa. Observe na foto a reflexão dos raios de luz que partem do rosto e incidem no espelho.
sábado, 21 de agosto de 2010
Resolução do Desafio de Mestre de 18 / 08
Clique para ampliar
Condições de equilíbrio da barra:
1) A resultante das forças deve ser nula.
Em x:
Rx = 300 N (1)
Em y:
Ry = 50 + Q (2)
2) A somatória dos momentos das forças em relação ao ponto A deve ser nula.
- 300.0,6l = 50.0,4l + Q.0,8l
180 = 20 + 0,8.Q
160 = 0,8.Q
Q = 200 N (3)
Resposta do ítem a.
Substituindo-se (3) em (2), vem:
Ry = 50 + 200
Ry = 250 N
A força que a articulação aplica na barra (R) pode ser calculada aplicando-se o teorema de Pitágoras:
R2 = Rx2 + Ry2
R2 = 3002 + 2502
R2 = 90000 + 62500
R = √152500 N
A força que a articulação aplica na barra é aproximadamente igual a 390 N. Resposta do ítem b.
sexta-feira, 20 de agosto de 2010
Eletrodinâmica
Como se calcula a energia elétrica consumida?
Borges e Nicolau
Conhecendo-se a potência P em quilowatt (kW) de um aparelho elétrico e o intervalo de tempo em horas (h) que ele fica ligado, podemos calcular a energia elétrica consumida E em quilowatt-hora (kWh), fazendo-se o produto:
Vamos supor que num dia frio você coloca a chave seletora do seu chuveiro elétrico na posição “inverno”. Considere que a potência elétrica do chuveiro seja de 5.600 W e que seu banho tenha a duração de 15 minutos. Vamos calcular a energia elétrica consumida: Sendo e , resulta:
P = 5600W = 5600/1000kW = 5,6kW e Δt = 15min = 1/4h, resulta:
Eel = P.Δt = 5,6kW.1/4h = 1,4kWh
Conhecendo-se o preço de 1kWh, pode-se calcular o custo da energia elétrica consumida durante o banho. Imagine que 1kWh custe R$0,40. A energia elétrica consumida durante o banho custa R$ 1,4.0,40, ou seja R$ 0,56.
Considerando uma casa com quatro pessoas, que tomam um banho por dia, temos o seguinte gasto mensal:
Passando a chave seletora para a posição “verão”, a potência do chuveiro diminui, por exemplo, para 3.200W:
P = 3200W = 3200/1000kW = 3,2kW. Durante um banho de 15min, ou seja, 1/4h , temos:
Eel = P.Δt = 3,2kW.1/4h = 0,8kWh.
Note, neste caso, que houve uma economia de energia por banho de 1,4kWh – 0,8kWh = 0,6kWh. Considerando a casa com 4 pessoas, teremos durante um mês a economia de energia igual a 0,6kWh.4.30 = 72kWh, correspondendo a R$ 28,80.
Pense e Responda
Quantas horas uma lâmpada de 60 W poderia ficar acessa se consumisse a mesma energia elétrica de um chuveiro elétrico de potência 4.500 W, durante um banho de 20 minutos?
Pesquise e Responda
No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de energia é o joule (J). Em Eletricidade é muito usada a unidade quilowatt-hora (kWh). Responda: 1 quilowatt-hora (kWh) corresponde a quantos joules (J)?
Borges e Nicolau
Conhecendo-se a potência P em quilowatt (kW) de um aparelho elétrico e o intervalo de tempo em horas (h) que ele fica ligado, podemos calcular a energia elétrica consumida E em quilowatt-hora (kWh), fazendo-se o produto:
E = P.Δt
Vamos supor que num dia frio você coloca a chave seletora do seu chuveiro elétrico na posição “inverno”. Considere que a potência elétrica do chuveiro seja de 5.600 W e que seu banho tenha a duração de 15 minutos. Vamos calcular a energia elétrica consumida: Sendo e , resulta:
P = 5600W = 5600/1000kW = 5,6kW e Δt = 15min = 1/4h, resulta:
Eel = P.Δt = 5,6kW.1/4h = 1,4kWh
Conhecendo-se o preço de 1kWh, pode-se calcular o custo da energia elétrica consumida durante o banho. Imagine que 1kWh custe R$0,40. A energia elétrica consumida durante o banho custa R$ 1,4.0,40, ou seja R$ 0,56.
Considerando uma casa com quatro pessoas, que tomam um banho por dia, temos o seguinte gasto mensal:
R$ 0,56.4.30 R$ 67,20
Passando a chave seletora para a posição “verão”, a potência do chuveiro diminui, por exemplo, para 3.200W:
P = 3200W = 3200/1000kW = 3,2kW. Durante um banho de 15min, ou seja, 1/4h , temos:
Eel = P.Δt = 3,2kW.1/4h = 0,8kWh.
Note, neste caso, que houve uma economia de energia por banho de 1,4kWh – 0,8kWh = 0,6kWh. Considerando a casa com 4 pessoas, teremos durante um mês a economia de energia igual a 0,6kWh.4.30 = 72kWh, correspondendo a R$ 28,80.
Pense e Responda
Quantas horas uma lâmpada de 60 W poderia ficar acessa se consumisse a mesma energia elétrica de um chuveiro elétrico de potência 4.500 W, durante um banho de 20 minutos?
Pesquise e Responda
No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade de energia é o joule (J). Em Eletricidade é muito usada a unidade quilowatt-hora (kWh). Responda: 1 quilowatt-hora (kWh) corresponde a quantos joules (J)?
Óptica geométrica
Clique para ampliar
Lembrete: Espelho Convexo
Borges e Nicolau
Observe que na figura os objetos se aproximam do espelho e suas respectivas imagens, situadas entre o foco e o vértice, também. Quanto mais afastado o objeto menor a imagem e mais próxima do foco. Nos espelhos convexos a imagem é virtual e menor do que o objeto, com a mesma orientação. Esses espelhos são usados em carros, cruzamentos de ruas e portas de garagem por terem um campo visual ampliado em relação a espelhos planos de mesmas dimensões.
quinta-feira, 19 de agosto de 2010
Óptica geométrica
De volta ao arco-íris
Borges e Nicolau
Ontem (dia 18/08/2010 ) apresentamos na Dica do Blog uma belíssima fotografia de um arco-íris. Como ele se forma?
Comecemos observando que o Sol deve estar próximo do horizonte, atrás da pessoa e devem existir gotas de água em suspensão na atmosfera. A luz solar incide nas gotas de água sofre refração com consequente dispersão, isto é, a luz solar ao se refratar sofre decomposição em suas cores componentes. A seguir, reflete nas paredes internas das gotas e novamente se refrata, voltando para o ar. A luz vermelha que emerge das gotas forma com a luz incidente um ângulo maior do que a luz violeta.
X
Clique para ampliar
xPor isso, o observador recebe a luz vermelha do arco de gotas mais externo (maior ângulo) e luz violeta do arco mais interno (menor ângulo). Das gotas intermediárias recebe as demais cores.
X
Clique para ampliar
quarta-feira, 18 de agosto de 2010
Desafio de Mestre
Clique para ampliar
Era uma vez uma placa
Borges e Nicolau
Uma placa de propaganda foi suspensa à extremidade B de uma barra homogênea, articulada na extremidade A. O peso da barra é de 50 N. O cabo horizontal é considerado ideal e suporta uma força de tração máxima de 300 N. O sistema está em equilíbrio na posição indicada na figura.
Sendo sen θ = 0,80 e cos θ = 0,60, determine:
a) O peso máximo da placa de propaganda.
b) A intensidade da força que a articulação exerce na barra, nas condições do item a.
(A resolução será publicada no próximo sábado, dia 21.)
Assinar:
Postagens (Atom)