quinta-feira, 6 de dezembro de 2012

Espectro Eletromagnético




Referências


  • http://www.if.ufrgs.br/oei/cgu/espec/intro.htm
  • http://wikiciencias.casadasciencias.org/index.php/Radia%C3%A7%C3%A3o_gama 
  • http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAJLsAI/radiacao 
  • http://nutrindopordentroeporfora.blogspot.com.br/2011/09/por-que-devemos-evitar-o-micro-ondas.html 
  • http://www.esac.pt/noronha/pga/0910/trabalho_mod2/pga_microondas_t2_word.pdf 
  • http://www.interheat.com/portugues/product/infrared01_3.html 
  • http://www.atmosferafeminina.com.br/Colunistas/Andrea_Barbosa/Cuidado_com_os_olhos_no_Verao 
  • http://disciplinas.ist.utl.pt/leic-cg/textos/livro/Cor.pdf 

quarta-feira, 17 de outubro de 2012

Relatório de experiência - Refletindo espelhos esféricos


Materiais


Folha de papel laminado
Cano de PVC cortado
Tesoura
Cola e fita adesiva dupla face



Montagem


Cortamos o PVC ao meio, uma das partes será usada para o espelho côncavo e a outra para o espelho convexo.
No espelho côncavo colamos com fita dupla face o papel laminado na parte interna do cano PVC, e no espelho convexo o papel laminado foi colado na superfície externa.
Logo após observamos o que acontece com os raios de luz refletidos;

CÔNCAVO: o raio vem paralelo a mesa e bate no espelho e forma o foco na frente do espelho.

CONVEXO: o raio vem paralelo a mesa, bate no espelho e forma o foco atrás do espelho, portanto não o vemos. 


Referências
Apostila de Física, 2º Colegial Volume 2

Relatório de experiência - Refletindo espelhos planos

Materiais

2 capas de CDs
2 réguas de silicone (30 cm)
Água
Laser
Cola
Tesoura



Montagem

Primeiramente pegamos uma das capas do CD e montamos uma lente convergente, logo depois cortamos umas das réguas ao meio e colamos conforme mostra a figura. Depois de que a cola secou colocamos água dentro, para então vermos o que aconteceria com os raios de luz.
Depois de ter colocado água pegamos uma folha de papel e um laser, colocamos no centro da folha a lente convergente e incidimos a luz do laser em suas faces.

Podemos concluir com isso que: quando os raios do laser foram incididos nas faces da régua, os raios foram diretamente para foco, isso ocorre porque quando a luz vem em direção paralela, a lente convergente redireciona a luz para o foco.

Depois de montarmos a lente convergente, montamos a divergente, como mostra a figura. Depois de ter colado as réguas, esperamos secar e colocamos água entre as réguas, para então vermos o que aconteceria com os raios de luz. Depois de seca colocamos água dentro, para então vermos o que aconteceria com os raios de luz.

Depois de ter colocado água pegamos uma folha de papel e um laser, colocamos no centro da folha a lente convergente e incidimos a luz do laser em suas faces.
Podemos concluir com isso que: as lentes divergentes são bem diferentes da convergente, elas refrataram a luz para fora do eixo, formando então imagens virtuais.

Imagens


Lente convergente

Lente divergente

Referências:
Apostila de Física, 2º Colegial Volume 3

terça-feira, 28 de agosto de 2012

A Câmara Escura


As rodelas de Sol
Em 1604, 
Kepler (1571-1630) colocou, em sua "Óptica", a questão da origem das "rodelas de Sol" para a qual não se tinha na época uma explicação satisfatória. Refere-se àquelas manchas de luz circulares que observamos sob as árvores frondosas ou nas coberturas, e que passam através das folhas ou das telhas. Como Kepler já concluíra, as rodelas de Sol são sempre redondas, independentemente da forma do buraco; somente nos eclipses solares elas têm a forma de uma foice.

Para elucidar este fato, Kepler construiu uma câmara escura do tamanho de um homem (Fig.1) com um orifício em uma das paredes, portanto um dispositivo que permitia a ele reproduzir em experiências os fenômenos observados na Natureza. Na parede branca oposta ao orifício, ele observava a imagem grande e invertida de objetos que se encontravam fora. 0 mesmo fenômeno ocorre quando, em um quarto escuro, observamos a parede oposta ao buraco da fechadura, e através do qual entra luz (Fig.2).


Experimentando
Podemos construir uma câmara escura, furando a base de uma caixa de papelão e substituindo a tampa por uma folha de papel vegetal ou por uma chapa de vidro fosco (veja projeto 
Câmara Escura; clique). Nela podem ser feitas todas as observações de Kepler, inclusive as de que com um orifício pequenoobtém-se reproduções claras e nítidas da realidade, ao passo que com orifícios maiores reproduções cada vez menos nítidas.

Depois de observarmos, por exemplo, a figura invertida de uma vela, tentaremos uma explicação para o processo.
Antes porém, observemos que a mancha luminosa projetada por uma fonte de luz puntiforme através de uma abertura de diafragma (rasgo produzido num anteparo opaco), sobre uma tela, tem a mesma forma da abertura e é maior que ela (Fig.3).


Imaginemos um objeto, por exemplo a chama de uma vela (fonte extensa de luz), formado por numerosas fontes de luz puntiformes. Como se distribuem na tela as manchas de luz correspondentes aos diversos pontos da vela? Procure encontrar, por meio do traçado de "raios de luz", a posição e o tamanho das manchas de luz, que correspondem aos pontos AB e C da seta externa à câmara escura (Fig.4). Por que a nitidez depende do tamanho do orifício?



A figura reproduzida na câmara escura é formada pelos feixes de luz elementares que saem de cada ponto do objeto e que atravessam a abertura do diafragma. A superposição dessas 'miríades' de manchas de luz formam a imagem projetada na parede oposta ao orifício. Quanto menor a abertura do diafragma (orifício) mais nítida (e menor) será a mancha individual produzida pelos inúmeros pontos da fonte; mais nítida será a superposição delas na reprodução da 'imagem projetada' na tela; todavia, também 'mais apagada' será essa imagem, pois pouca luz estará entrando pelo orifício. Menor abertura ==> maior nitidez ==> menor luminosidade da imagem.
A ilustração a seguir destaca bem os seguintes fatos: (a) cada pequena região do objeto luminoso ou iluminado funciona como fonte de luz elementar e, como dissemos, há 'miríades' delas; (b) não são todos os raios de luz que partem dessas fontes elementares que atingem o orifício, pelo contrário, apenas poucos. São aqueles que participam de um feixe de luz de pequena abertura; feixe esse limitado por dois fatores, a saber: a distância dessa fonte elementar ao orifício e a dimensão do orifício.


Independência dos raios de luz
Nesta abertura da câmara cruzam-se inúmeros raios de luz, sem que um influencie o outro.
Esta constatação é uma característica significativa da propagação da luz. Poderíamos, por exemplo, não ver o corpo A, ou vê-lo de outra forma, se os raios de luz emitidos pelo corpo B influenciassem o percurso dos raios de luz emitidos pelo corpo A (Fig.4).

Os cones de luz de duas lâmpadas podem se interpenetrar sem que se influenciem (Fig.5). 0 mesmo não se pode dizer de duas correntes de ar.


Luminosidade
Uma fonte de luz puntiforme tem uma luminosidade uniforme em todas as direções, isto é, uma fonte de luz puntiforme irradia luz em todas as direções. Colocando-se a fonte de luz no centro de uma esfera, a sua superfície interna será iluminada igualmente com a mesma intensidade (Fig.6)). A intensidade de iluminação ou luminosidade dependerá da intensidade luminosa da fonte de luz e da distância entre a superfície da esfera e a fonte de luz. Quanto mais perto estiver uma tela da fonte de luz, tanto mais clara será a superfície iluminada. É o que nos ensina a prática.


Através de uma experiência, pesquisaremos como a luminosidade diminui com a distância.
Colocamos um diafragma de papel branco com uma abertura retangular perpendicularmente ao fluxo luminoso de uma fonte de luz puntiforme. Uma tela igualmente branca (S) é afastada do diafragma B até que a distância entre ela e a fonte de luz seja o dobro da do diafragma B à fonte (Fig.7).


O feixe de luz que passa pela abertura retangular do diafragma, projeta na tela, à medida que a distância aumenta, um retângulo iluminado cada vez maior e cada vez mais fraco. Usando as distâncias já mencionadas (dobro) medimos os lados do retângulo. Pressupondo-se que a tela S seja paralela ao diafragma B, os lados do retângulo iluminado na tela tem o dobro das medidas dos lados do retângulo do diafragma. A área do retângulo da tela é igual a quatro vezes a do retângulo do diafragma, e é atingida pelo mesmo feixe de luz que a abertura do diafragma. Portanto na tela, em uma área do tamanho da área do diafragma, incide somente a quarta parte da luz que passa pela abertura.

Concluímos: Dobrando-se a distância, a luminosidade cai para a quarta parte. Pelas leis geométricas (os raios de luz são linhas retas) o mesmo fluxo luminoso para iluminar uma área igual a nove vezes a do retângulo do diafragma, teria que percorrer uma distância três vezes maior, e produziria, portanto, somente a nona parte da luminosidade do plano do diafragma.
Presumimos então que a diminuição de luminosidade pode ser compensada respectivamente, por quatro, ou por nove fontes de luz da mesma espécie.

Dobramos uma folha de cartolina branca, formando um ângulo reto, e a colocamos como mostra a Fig.8. A superfície de área S1, da cartolina será iluminada por uma vela à distância e; a de área S2 por quatro velas, ao dobro dessa distância (2e). As duas áreas estão igualmente iluminadas; você não conseguirá enxergar a dobra da folha de cartolina. Se afastarmos a vela solitária, veremos com nitidez a dobra da cartolina e portanto as duas áreas estarão diferentemente iluminadas. Dessa experiência conclui-se que o acima abordado está correto.


A folha dobrada, que permite comparar luminosidades, chama-se fotômetro (de Ritchie).
Em seu lugar podemos usar o chamado fotômetro de mancha de gordura (de Bunsen, 1811-1894).
 Seu funcionamento é baseado no fato de que uma mancha de gordura num papel de escrever parecerá mais clara que o papel quando este é colocado entre o olho e uma lâmpada (Fig.9-a). Ela parecerá mais
escura que o papel, quando a observamos do mesmo lado que a fonte de luz (Fig.9-b).


A mancha de gordura desaparecerá quando o papel for iluminado com a mesma intensidade dos dois lados.
Novo experimento - Dobramos uma folha de papel formando um ângulo obtuso, e a colocamos de tal forma que a luz incida perpendicularmente sobre a superfície plana de área A1, e obliquamente sobre A2(Fig.10). A1 é mais clara que A2.


Nossas experiências mostram:
1 . A luminosidade diminui com o quadrado da distância à fonte de luz,
2. ela aumenta com o número de fontes de luz ou com a intensidade de luz de uma fonte,
3. ela é máxima quando os raios de luz incidem perpendicularmente (comparar com a radiação térmica).
A seguinte experiência mostra que a radiação térmica também diminui com o quadrado da distância:


À duas distâncias, uma o dobro da outra, da chama de um bico de Bunsen, penduram-se dois termômetros iguais e escurecidos (capas metálicas pretas) (Fig.11). Observa-se o aumento de temperatura. Que conclusão podemos tirar?

Parte Experimental
Minha câmara de orifício 'oficial' é do tipo caixão/reflex, com lente convergente de distância focal 15 cm.


A caixa é de madeira com dimensões (9 x 11 x 15) cm (Fig.12). No centro de uma das faces menores foi feito um orifício de diâmetro 3,5 cm, por onde passa o tubo que suporta a lente. A tampa é metálica e cobre 2/3 da superfície da face superior, onde se localiza o vidro fosco. Um espelho plano é disposto a 45o. Observe as três primeiras fotos de minha câmara 'oficial'.


As fotos a seguir referem-se a uma nova câmara ainda em fase de construção. Ela é também do tipo caixão/reflex, porém não terá lente no orifício --- aliás o orifício ainda não foi feito, como podem observar na face menor e oposta ao espelho. A tampa é de madeira. O vidro fosco ainda não foi colocado.



As dimensões são as mesmas do modelo 'oficial'.

Referência


Pinhole



A fotografia Pinhole é síntese do que podemos chamar de fotografia despojada. Ou seja, precisa apenas de uma câmara escura, um pequeno orifício na mesma e um material sensível a luz.. Ou seja, muito fácil de se fazer. E caso você queira fazer está experiência fantástica, descobrirá o quanto simples e barato é fazer este tipo de fotografia na sua própria casa. E sem necessidade de qualquer equipamento especial.
Toda câmara fotográfica, desde a mais simples e barata, até a mais sofisticada  e caríssima possui uma câmara escura, mesmo uma digital. A diferença entre umas e outras é a qualidade do material em que são confeccionadas e os muitos acessórios que podem ter. Como lentes, obturadores, diafragmas, visores, prismas, rebobinadores, e muitos outros. E é estes que nos dão recursos adicionais para fazermos nossas fotos ficarem melhores tecnicamente falando em relação à máquina. Por que quanto ao nosso olhar fotográfico, este não precisa ficar condicionado à câmera que possuímos. Pois este só precisa ser treinado e aperfeiçoado para capturar o que mais nos interessar em documentar, seja o que for.
  

Dito isto vamos a fórmula de como construir uma câmara Pinhole:
·         1 lata de leite em pó, ou outra lata qualquer. Serve também caixa de madeira ou similar.
·         1 pedaço de papel preto fosco (ex: colorset, camurça ou até plástico), serve também tinta spray da mesma cor. Prefira o papel, pois não polui a atmosfera.
·         1 pedaço de fita durex ou similar.
·         1 agulha ou alfinete e cola escolar.



Construindo a sua máquina fotográfica Pinhole:
  1. Pegue a sua lata de leite em pó e limpe-a de qualquer resíduo de pó ou sujeira
  2. Corte o papel preto no tamanho e forma necessários para cobrir toda a superfície interna da lata, inclusive o fundo e a tampa.
  3. Cole o papel na superfície interna da lata.
  4. Depois de colado e seco o papel na lata, faça um furo no na parte lateral da lata com um prego grosso ou use furadeira se preferir.
  5. Corte 2 pedaços de papel preto no formato de um quadrado no tamanho de cerca de 2 centímetros de lado. Faça em 1 deles um furo com a agulha no centro do quadrado. Prenda este quadrado com durex na frente do furo da lata, fazendo coincidir o furo do papel com o da lata. 
  6. Coloque sobre o furo da lata o outro quadrado de papel preto que sobrou e prenda-o com durex. Deixando uma ponta sobrando em um dos lados.


E assim esta pronta a sua Pinhole.
Material p/ fotografar e revelar com a Pinhole:
  •   1 envelope de papel fotográfico preto e branco que pode ser o kodabrome RC F2 ou F3 da Kodak ou similar de outra marca. Tamanho 18x24cm cada folha.
  •  1 pacote de revelador Dektol p/ 1 litro de solução.
  • 1 pacote de fixador fotográfico p/ 1 litro de solução.
  •  1 frasco de ácido acético glacial.



Preparando sua Pinhole para fotografar: Em um local totalmente vedado a luz, poder ser um quarto de sua casa. Troque a lâmpada comum do local por uma vermelha de no máximo 15w. Corte um pedaço de papel fotográfico o suficiente para cobrir a metade da superfície interna da lata. O papel será colocado com o seu lado sensível a luz de frente p/ o furo da lata (se o papel for o F2 ou F3 o lado sensível a luz é o brilhante). Se necessário prenda o papel com durex na parede da lata. Feito isto tampe a lata. Ela esta agora pronta p/ fotografar! Fotografando:
Alguns cuidados são necessários p/ se tirar fotos com a Pinhole. Primeiro nunca se deve fotografar com o lado em que esta o furo da lata virado para o sol. Pois deste modo a luz direta do sol irá velar o papel fotográfico. O outro cuidado é o de sempre posicionar a lata de maneira que ela mantenha uma posição estável, por exemplo: seja colocado em cima de uma cadeira, muro ou mesmo no chão. Isto é necessário, pois o tempo de exposição é muito longo e qualquer movimento irá provocar uma foto "borrada". Quanto ao tempo de exposição, aquele em que você irá deixar o pequeno furo da lata destampado ele é sempre relativamente longo. Como referência, um exemplo: se você esta fotografando um uma paisagem diretamente iluminada pela forte luz solar. O tempo de exposição deverá ser de mais ou menos 20 segundos. Mas se a luz solar estiver um pouco mais fraca dobre este tempo e assim por diante. Sempre haverá uma margem de erro na nossa avaliação devido o despojamen- to de recursos da nossa lata. Se não der certo na primeira tentativa não desanime e tente outras vezes, fazendo alterações de tempo de exposição à luz. A revelação fotográfica:
Primeiro prepare os químicos. O revelador Dektol depois de preparado de acordo  com as instruções do envelope, deve ser diluído na proporção de 1:2 (2 partes de água e 1 parte de revelador Dektol na hora do preparo da solução de trabalho, deixando o restante puro como solução de estoque. O interruptor ou stop é preparado na solução de trabalho na proporção de 15ml para 1 litro de água. O fixador deve ser mantido sem diluição e usado como tal na solução de trabalho.
Coloque estes químicos em bandejas para início da revelação do papel fotográfico. No laboratório, ou pode-se improvisar num cômodo qualquer que possa ser escurecido e que não haja vazamento de luz alguma p/ dentro dele. Portas e janelas podem ser  tampados facilmente com lona plástica preta. E a lâmpada deve ser trocada por uma  outra de 15W e na cor vermelha. 
Uma vez que o laboratório esteja escuro, a luz de segurança vermelha acesa e os  químico preparado nas bandejas retire o papel fotográfico de dentro da Pinhole. Coloque-o dentro da bandeja do revelador e agite por um minuto e meio a dois. Se tudo tiver dado certo você já terá tido o prazer de ver sua primeira imagem fotográfica com sua Pinhole. Mas mesmo assim controle-se e continue o processo de revelação. Agora retire a fotografia do revelador com uma pinça e coloque-a na bandeja do interruptor e agite por dez segundos. Retire a foto deixando sempre escorrer o excesso de químico e passe-a para o fixador, agitando-a por dois a três minutos. Depois disso acenda a luz branca do laboratório e coloque sua foto para lavar em água corrente por dois a cinco minutos. E logo após ponha-a para secar num varal. Agora você já tem pronta uma fotografia, mas repare que ela está em negativo, em relação a  paisagem que você fotografou. Constate que os lugares que estavam claros na paisagem, na sua foto estão escuros e vice-versa. E repare também que as laterais estão invertidas, o que esta do lado direito deveria estar no esquerdo e vice-versa. E que dentro da pinhole a formação da imagem acontece de cabeça para baixo.Por isto é preciso ainda passar a sua fotografia para positivo.


    Foto em negativo


Referência



Comparação - Máquinas Fotográficas x Olho




Máquina fotográfica semelhante ao olho humano

Na célebre comparação do olho com a máquina fotográfica, a pupila corresponderia ao diafragma, cujas principais funções, no olho, seriam o controle da entrada de luz e a exclusão das aberrações esférica e cromática inerente à periferia de lentes. A pupila apresenta forma circular e ocupa não exatamente o centro do diafragma iriano, estando ligeiramente deslocada nasal e inferiormente.

A linguagem da fotografia e do olho

Fotografia é uma linguagem, uma linguagem visual, e para que ela exista, tem um componente essencial, a luz. Sem luz, nos não vemos, sem luz, não existe a fotografia. E as ferramentas que nos usamos para captar essa luz, para escrever com essa luz são três coisinhas básicas: diafragma, obturador e ISO.

No lugar da nossa pupila,  que controla  a quantidade de luz que entra no nosso olho (pense no fato do que a noite a pupila fica grande para que entre mais luz e de dia ele fica pequena para deixar menos luz entrar) nos temos a diafragma. Um orifício do qual podemos definir a quantidade de luz que entra na maquina fotografia.
Maior seja o buraco, mais luz  entra, menor que seja, menos luz. E a denominação do diafragma é sempre expressa pela letra “F” e algum numero, a numeração é contra intuitiva, maior o numero menor o buraco, menor o numero maior o buraco.

O diafragma também controla algo mais importante, a profundidade de campo. Mas o que é profundidade de campo? Profundidade de campo é o controle de quantas coisas que sai em foco na imagem.


Referência

http://gptsunami2m2.wordpress.com/comparacao-do-olho-humano-com-maquina-fotografica/

Um pouco da história das Máquinas Fotográficas


     Na sequência das investigações que desenvolveu em 1822-1825, o francês Nicéphore Nièpce deu um passo crucial para a descoberta da fotografia, conseguindo revelar uma imagem anteriormente impressionada numa chapa de cobre inserida numa câmara escura. Mais tarde o seu sobrinho Nièpce de Saint-Victor aperfeiçoou as invenções do tio e tornou-se um notável fotógrafo, obtendo imagens de uma pureza inexcedível. Mas, para isso, utilizava aparelhagem que pesava quilos e tempos de exposição intermináveis

     150 anos depois as máquinas fotográficas são instrumentos práticos de manejo rápido e simples, dotados de tecnologia da era espacial. E o fotógrafo não precisa que o tema ou o modelo fiquem imóveis e tira instantâneos sob quaisquer condições de luz.
     Ao longo deste percurso adaptaram-se variadas inovações que deram origem a sucessivas gerações de máquinas fotográficas, tornando as mais antigas obsoletas. Idealizaram-se também muitos modelos, alguns com enorme sucesso, sobretudo entre as portáteis utilizadas por profissionais e amadores, como os “caixotes”, as “de fole”, as “reflex” e as do tipo “Leica” que hoje fazem as delícias dos colecionadores como Manuel Paula.
     Entre a mais de meia centena de peças da sua coleção, “começada com uma Agfa do meu avô”, encontram-se aparelhos que datam desde o final do século XIX até ao pós-guerra, todos em condições de funcionar. Este tipo de coleção “tornou-se quase uma moda e já não é tão fácil aumentar a coleção".




     “Para se fazer uma coleção como deve ser é preciso investigar e proceder a uma sistematização, que até dá prazer. Embora o melhor sejam as tertúlias que se criam entre os colecionadores do mesmo tema, pois, muitas vezes são pessoas com grandes afinidades culturais, apesar de todos reconhecerem que os outros são, simultaneamente, os melhores amigos, com quem se é franco, aberto e generoso, e os maiores inimigos, porque disputam as mesmas peças e se revelam todos os segredos pode perder-se um filão.”

Vemos nas fotos alguns dos exemplares mais “fotogênicos” da coleção de Manuel Paula, incluindo exemplares de madeira e metalizados, com e sem fole, desde modelos de bolso a modelos “de campo”, de origem francesa, americana, alemã e inglesa, fabricados nos fins do século XIX e princípios do século XX.


Referência

quarta-feira, 20 de junho de 2012

James Watt

                      
   Inventor da moderna máquina a vapor, que possibilitou a revolução industrial, James Watt foi mundialmente reconhecido quando seu nome foi dado à unidade de potência de energia -- watt.
James Watt nasceu em Greenock, Escócia, em 19 de janeiro de 1736. Aos 19 anos foi para Londres fazer aprendizado de mecânico especializado na construção de instrumentos, mas em menos de um ano regressou à Escócia, por motivos de saúde. Por não possuir o certificado de aprendiz, teve dificuldades em montar uma oficina em Glasgow. Em 1757, no entanto, conseguiu ser escolhido para fabricar e reparar instrumentos matemáticos da Universidade de Glasgow.
   Em 1763 recebeu para consertar uma máquina a vapor do tipo Newcomen, a mais avançada de então. Observou que a perda de grandes quantidades de calor era o defeito mais grave da máquina, e idealizou então o condensador, seu primeiro grande invento, dispositivo que seria mantido separado do cilindro mas conectado a ele. No condensador a temperatura do vapor seria mantida baixa (cerca de 37o C), enquanto que no cilindro permaneceria elevada. Procurou, assim, alcançar o máximo de vácuo no condensador. Watt fechou o cilindro, que antes permanecia aberto, eliminou totalmente o ar e criou uma verdadeira máquina a vapor.
   Em 1769 obteve a primeira patente do invento e de vários aperfeiçoamentos por ele próprio concebidos. Endividado, associou-se a John Roebuck, que o ajudou financeiramente. Um protótipo foi construído e sobre ele se realizou a correção de algumas falhas. Matthew Boulton, dono de uma firma de engenharia, comprou a parte de Roebuck e deu início à construção das máquinas projetadas por Watt.
   De amplo emprego na secagem de minas, o engenho de Watt era destituído de qualquer aplicação mais prática até que seu inventor idealizou a "gaveta", movida pela própria máquina e destinada a fazer o vapor atuar sobre as duas faces do êmbolo, ao mesmo tempo que impelia o vapor para o condensador. Novos detalhes foram ainda aperfeiçoados até que o motor atingiu a forma sob a qual tornou-se universalmente empregado a partir de 1785. James Watt morreu em Heathfield Hall, perto de Birmingham, Inglaterra, em 25 de agosto de 1819.

Thomas Newcomen


Inventor, ferreiro e mecânico inglês nascido em Dartmouth (1962), Devon, England, que a partir do aperfeiçoamento do modelo de Thomas Savery, de quem era sócio, criou (1712) uma nova máquina a vapor para drenagem de minas, denominada de pistão de Newcomen. Essa máquina possuía uma viga horizontal à semelhança de uma gangorra, da qual pendiam dois êmbolos, um em cada extremidade. Um êmbolo permanecia no interior de um cilindro e quando o vapor penetrava no cilindro, forçava o êmbolo para cima e acarretava a decida de outra extremidade. Borrifava-se água fria no cilindro, o vapor se condensava e o vácuo sugava o êmbolo de novo para baixo. Isto elevava o outro extremo da viga, que se ligava ao êmbolo de uma bomba na mina. Assim fez combinar o pistão como um meio de aproveitar tanto a expansão do vapor, na subida, com o vácuo repentino devido à condensação do vapor, na descida.

Este seu invento foi um marco na revolução industrial e serviu de base histórica para a mecanização de toda a indústria. Com sua engenhosidade criou uma máquina a vapor como um engenho prático, suficientemente poderoso para garantir muitas minas inglesas contra inundações. Durante cinqüenta anos que se seguiram, sua máquina foi usada para bombeamento, sempre que não havia energia hidráulica à disposição. Porém sua principal inviabilização para outros propósitos era seu grande consumo de combustível. Com seu assistente bombeiro John Calley ou Cawley, tornaram-se os precursores da máquina a vapor, ao pesquisarem sobre o assunto por mais de dez anos. Ambos desenvolveram um novo conceito: o uso de um conjunto cilindro-pistão para o bombeamento de água, constituindo a primeira máquina térmica, pois seu funcionamento era cíclico. Morreu em Londres deixando a idéia básica para os trabalhos do engenheiro civil John Smeaton (1724-1792), de James Watt (1736-1819), mecânico escocês que aperfeiçoou o modelo de Newcomen (1765). Um inglês, George Stephenson (1781-1848 ), revolucionou os transportes com a invenção da locomotiva a vapor (1814).

Máquinas Térmicas


Máquinas térmicas são máquinas capazes de realizar trabalho a partir da variação de temperatura entre uma fonte fria e uma fonte quente. A grande maioria dessas máquinas retira calor de uma fonte quente. Parte desse calor realiza trabalho e a outra parte é jogada para a fonte fria, definindo, dessa forma, a eficiência da máquina. Uma máquina térmica tem maior eficiência quando ela transforma mais calor em trabalho, portanto, rejeita menos calor para a fonte fria.
No século passado, os cientistas estabeleceram de forma definitiva que o calor é uma forma de energia. No entanto, na Antiguidade já se sabia que o calor pode ser utilizado para produzir vapor e que este, por sua vez, poderia ser utilizado para realizar trabalho mecânico. Foi essa ideia que o inventor grego Heron teve no século I d.C. Heron construiu um dispositivo que era constituído por uma esfera de metal com dois furos, dos quais escapava ar quente (vapor) que era proveniente do aquecimento da água.
Hoje, em linguagem moderna, o dispositivo criado por Heron é uma máquina térmica, ou seja, um dispositivo que transforma calor em trabalho mecânico. Contudo, o dispositivo criado por Heron não foi utilizado para produzir grandes quantidades de energia mecânica. Somente no século XVIII foram construídas as primeiras máquinas capazes de realizar trabalhos em grandes escalas, ou seja, trabalhos industriais.
As primeiras máquinas do século XVIII tinham rendimentos muito baixos, ou seja, consumiam grandes quantidades de combustível e realizavam pequenos trabalhos. Foi por volta de 1770 que o inventor escocês James Watt apresentou um modelo de máquina que substituiu as máquinas que até então existiam, pois era mais eficiente e apresentava enormes vantagens. De maneira bem simplificada, podemos dizer que a máquina proposta por Joule retirava calor de uma fonte quente; com parte desse calor ele realizava um trabalho movendo um pistão e o restante ele rejeitava para uma fonte fria.
A máquina proposta por Watt foi empregada nos moinhos e no acionamento de bombas d’água inicialmente, mas posteriormente passou a ser empregada nas locomotivas e nos barcos a vapor. Ela ainda passou a ser muito utilizada nas fábricas como meio para acionar dispositivos industriais. Esse foi um dos fatores que motivaram a Revolução Industrial.

Referências

http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/maquinas-termicas.htm

Q = m.c.Δt



Sara Rocha 

Experimento feito no laboratório da escola, com o objetivo de descobrir qual dos alimentos é o mais energético, Apostila de Física 2º ano volume 2 págs 36 a 38. 
Trabalho em desenvolvimento nas aulas de física.
    



Medindo a velocidade da luz usando o microondas




Objetivo:

Medir a velocidade da luz com um forno de microondas.

Descrição:

Hoje em dia, quase toda cozinha de classe média tem um forno de micro-ondas. Vamos usar um desses fornos para medir a velocidade da luz. Na verdade, medimos o comprimento de onda da radiação do forno e daí achamos a velocidade. Não é bem a luz visível, mas é uma onda eletromagnética.

Use um forno sem rotação e sem espelho giratório. Parece receita culinária: pegue uma travessa de vidro pirex e ponha nela uma camada de uns dois centímetros de margarina, marchemelo ou cobertura de sorvete. Serve qualquer material comestível pastoso. Coloque nas microondas em calor baixo. A pasta começa a derreter onde o calor é mais intenso. Quando estiver derretido em alguns pontos, retire a travessa do forno.

Observe que a massa tem pontos derretidos. Meça as distâncias entre vários pontos contíguos e calcule a média desses valores. Deve dar um número próximo de 10 a 15 centímetros. Esse valor é o comprimento de onda L da radiação de micro-ondas do forno.

Obtenha o valor da freqüência da micro-onda do forno. Em geral, esse valor está escrito atrás do forno ou embaixo dele. Se não, deve estar no Manual de Instruções. Um valor usual é 2450 megahertz.

Pronto. Temos a freqüência f e medimos o comprimento de onda L. Para saber a velocidade da onda eletromagnética basta multiplicar os dois: c = f L. Fazendo a medida com algum cuidado é possível obter um valor com erro menor que 5%.
Depois você pode servir o material com cobertura de chocolate.

Análise:

A distância entre dois máximos consecutivos de uma onda é o que chamamos de comprimento de onda. A freqüência indica quantos desses máximos passam por unidade de tempo. Podemos determinar a velocidade da onda (c), pois ela é o produto da freqüência ( f ) pelo comprimento de onda ( L ), isto é: c = f . L. Se você usou a freqüência em Hertz e o comprimento de onda em centímetros, a velocidade será dada em centímetros por segundo. Converta esse valor em quilômetros por segundo como é usual para a velocidade da luz.

Material:

Forno de micro-ondas.
Travessa de vidro pirex.
Material comestível pastoso: pode ser marchemelo, pirê de batatas, cobertura de sorvete, etc. Experimente e escolha o mais adequado.
Régua graduada.

Dicas:

O essencial é ensinar ao seu público que a micro-onda é prima da luz visível: só não vemos micro-ondas porque nossos olhos não são sensíveis a elas. Mas, como toda onda eletromagnética, tem a mesma velocidade da luz que queremos medir.
Junte essa experiência com outra onde usamos um aparelho de TV. Nesse caso, o comprimento de onda é ainda maior, na ordem de alguns metros.
Essa interessante experiência foi sugerida por Robert H. Stauffer, Jr., na revista The Physics Teacher de Abril de 1997, página 231.





1º Passo: Quebre os ovos (ou qualquer outro alimento pastoso) no recipiente.


2º Passo: Ovos já despejados no pirex.


3º Passo: Coloque o recipiente no microondas.


4º Passo: Deixe por volta de 15 segundos.


5º Passo: Abra o microondas, retire o pirex e verifique se há os pontos da onda eletromagnética.


6º Passo: Messa a distância entre os pontos, medida que deve variar entre 12 e 15 cm.


Vídeo de referência:


FOTO DO GRUPO



Joana Zenebon, Letícia Pejon, Caroline Carlin e Lucas Bueno.