Proposta de Experimento didático para as disciplinas Física I e Português

Desenvolvimento

Proposta de experimento didático para as disciplinas Física I e Português

        Com o objetivo de estimular os alunos a organizar-se, trabalhar em equipe, executar de forma eficiente a comunicação entre si, e trabalhar de forma a solucionar problemas e adversidades, foi proposto aos discentes que projetassem e construíssem algo que mostrasse de forma pratica as aplicações de teorias da Física.

        Após discussões o projeto escolhido foi o Barco a Vapor Pop Pop. Projeto este facilmente encontrado no meio de telecomunicações Word Wide Web, de construção pouco complexa e de baixo custo.

        Pela facilidade de construção, e como já havia sido proposto, serão planejadas modificações no projeto, afim de obter variações nos parâmetros mostrando relações entre as grandezas físicas. Estas alterações serão mencionadas posteriormente.

        Estudo da Termodinâmica

        A termodinâmica é o ramo da física que estuda as causas e os efeitos de mudanças na temperatura, pressão e em sistemas físicos em escala macroscópica. Grosso modo, calor significa "energia" em trânsito, e dinâmica se relaciona com "movimento". Por isso, em essência, a termodinâmica estuda o movimento da energia e como a energia cria movimento. Historicamente, a termodinâmica se desenvolveu pela necessidade de aumentar-se a eficiência das primeiras máquinas a vapor, sendo em essência uma ciência experimental, que diz respeito apenas a propriedades macroscópicas ou de grande escala da matéria e energia. 

        Neste trabalho abordaremos a condução térmica e o comportamento da matéria, principalmente líquidos e gases.

        Lei dos Gases

        É a lei da Física que descreve a forma pela qual variam a pressão, densidade e a temperatura de um gás. Para entendê-la intuitivamente consideremos três aspectos distintos dessa lei:

- Num gás com densidade constante: a pressão aumenta proporcionalmente à temperatura, isto é, são diretamente proporcionais.

- Num gás com pressão constante: a densidade diminui proporcionalmente ao aumento da temperatura, isto é, são inversamente proporcionais.

- Num gás com temperatura constante: a densidade aumenta proporcionalmente à temperatura, isto é, são diretamente proporcionais.

        Tipos de Transformações

        Transformação isotérmica - Uma transformação isotérmica é uma transformação termodinâmica que ocorre a temperatura constante, em um sistema fechado, e o volume e pressão variam.
        Transformação isobárica - Uma transformação isobárica é uma transformação termodinâmica na qual a pressão permanece constante, em um sistema fechado, e a temperatura e volume variam.
        Transformação isovolumétrica - Em uma transformação isovolumétrica, conhecida também como isocórica ou isométrica, o volume não varia, então não há trabalho realizado. Todo o calor fornecido a um sistema é totalmente utilizado para aumentar sua energia interna.

Princípio de Pascal

        O Princípio de Pascal, ou Lei de Pascal, é o princípio físico elaborado pelo físico e matemático francês Blaise Pascal (1623-1662), que estabelece que a alteração de pressão produzida num fluido em equilíbrio transmite-se integralmente a todos os pontos do líquido e às paredes do recipiente.        Matematicamente temos:

[pic 1]

Onde:

P = Pressão
F = Força
A = Área

Mecânica dos fluidos

        A mecânica dos fluidos é a parte da física que estuda o efeito de forças em fluidos. Os fluidos em equilíbrio estático são estudados pela hidrostática e os fluidos sujeitos a forças externas diferentes de zero são estudados pela hidrodinâmica.

        Hidrostática - A hidrostática, também chamada estática dos fluidos ou fluidostática (hidrostática refere-se a água, que foi o primeiro fluido a ser estudado, assim por razões históricas mantém-se o nome) é a parte da física que estuda as forças exercidas por e sobre fluidos em repouso.        Hidrodinâmica - Em física, hidrodinâmica (ou dinâmica de fluidos) é um ramo de mecânica dos fluidos que lida com a ciência de fluxo de fluido. A solução para um problema de dinâmica de fluidos normalmente consiste em calcular várias propriedades do fluido, tais como velocidade, pressão, densidade e temperatura.
        Aerostática - Aeroestática é a parte da estática de fluidos que estuda o equilíbrio dos gases e dos corpos sólidos imersos neles, quando sob influência somente de forças gravitacionais. A lei de Arquimedes, segundo a qual um corpo imerso em um fluido (seja ele gasoso ou líquido) sofre a ação de uma força igual ao peso do fluido deslocado, é a principal lei da aerostática, se o fluido for gasoso, ou da hidrostática, se o fluido for líquido.
        Aerodinâmica - Aerodinâmica é o estudo do movimento de fluidos gasosos, relativo às suas propriedades e características, e às forças que exercem em corpos sólidos neles imersos.
        Hidrostática - A hidrostática, também chamada estática dos fluidos ou fluidostática (hidrostática refere-se a água, que foi o primeiro fluido a ser estudado, assim por razões históricas mantém-se o nome) é a parte da física que estuda as forças exercidas por e sobre fluidos em repouso.

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.