Category: Física


Mari:

VC PODERIA ME INFORMAR O Q ACONTECE DENTRO DA PANELA DE PRESSAO?

Pois é Mari, a panela de pressão é uma grande aliada das pessoas que gostam de cozinhar, nos poupa bastante tempo de cozimento dos alimentos.
Vamos à explicação!

A tampa da panela de pressão possui uma vedação para que haja o isolamento entre o interior e o exterior da panela. Dessa forma não tem como o vapor do cozimento escapar da panela. Quando você aquece a panela, mais vapor vai sendo criado à volume constante. Isso provoca o aumento da pressão interna da panela.

Claro que tem um limite de aumento dessa pressão se não a panela explodiria, o que acontece em alguns acidentes. É para isso que existe a válvula de segurança em cima. Quando a pressão chega a um certo valor a válvula começa a chiar, que significa que ela está deixando escapar um pouco do vapor para que a pressão pare de aumentar e se mantenha constante.

Depois desse processo, quando a panela ficar estável, você terá uma pressão interna na panela maior do que a pressão externa, que é a pressão atmosférica local. Se você pesquisar sobre o ponto de ebulição da água você verá que ele varia conforme a pressão. Quanto maior a pressão, maior será o valor do ponto de ebulição da água e quanto menor a pressão, menor o ponto de ebulição da água.

Exemplo: ao nível do mar, temos pressão atmosférica igual a 1 atm. Nessa condição, o ponto de ebulição da água é de 100°C. No topo do monte Everest, a uma altitude de 8844 m [1] acima do nível do mar, com pressão aproximada de 0,36 atm, o ponto de ebulição da água é de 71°C!

No caso da panela de pressão ocorre o contrário, a pressão interna é maior que a pressão atmosférica externa local e então o ponto de ebulição pode chegar a valores maiores que 100°C. Isso faz com que o alimento cozinhe mais rápido devido a uma temperatura maior. Como último recado, deixo avisado para todos que tenham sempre cuidado ao manusear uma panela de pressão pois se as válvulas de segurança estiverem com problema ou obstruídas a panela de pressão pode virar uma verdadeira bomba! E nada de ficar tentando consertar as válvulas com gambiarras, ou troquem as peças ou comprem uma panela nova!

Um grande abraço a todos!

[1] http://pt.wikipedia.org/wiki/Monte_Everest

Olá pessoal! Venho hoje trazer mais três idéias que podem ser encontradas em muitos livros, e que muita gente já conhece, mas não custa nada relembrar. Vou experimentando fora do blog e dentro dele minhas idéias, e espero que sejam úteis de alguma maneira.

1º – Quantidade de Movimento (ou Momento Linear)

A primeira experiência envolve o conceito de quantidade de movimento, ou momento linear. Essa grandeza na física é definida como o produto entre a massa de um corpo e sua velocidade (, usa-se tanto q quanto p), e é uma grandeza vetorial. Ela é muito útil na resolução de problemas envolvendo colisões principalmente. Quem nunca jogou uma partida de bilhar? ( o popular sinuca!). Pois é, é óbvio que ninguém vai ficar medindo as massas das bolinhas no  meio do jogo, nem ficar com uma régua no meio da mesa… Mas ainda assim podemos ver a física envolvida no processo. Tomemos o exemplo abaixo:

Figura 1 – Colisão de duas bolas de sinuca.

Na Figura 1 acima, vemos a bola branca batendo em uma bola vermelha. Isso é um exemplo simples de uma colisão. Este tipo de problema é analisado usando a conservação da quantidade de movimento, quantidade de movimento total no início da análise deve ser igual à quantidade de movimento no final da análise, para um sistema isolado. Sistema isolado é o sonho de consumo dos físicos, é um ambiente sem atrito, nem perdas de energia por nada, seria um ambiente perfeito.

No caso de cima, a análise inicial seria a bola branca, de massa m1, se movendo com velocidade v1 em direção à vermelha, que está parada. A análise final seria as duas bolas se movimentando, a bola branca com velocidade v1′ e a bola vermelha, de massa m2, com velocidade v2′. A relação entre essas grandezas é dada por:

Aqui temos uma breve explicação de como se analisar problemas envolvendo conservação da quantidade de movimento.

O experimento em si é uma coisa muito simples. Consiste em duas bolas, uma grande, de preferência uma bola de futebol, ou de vôlei, e uma bola bem menor, tem algumas de borracha que funcionam bem. O que tem de ser feito é colocar a bola menor em cima da bola maior e soltar as duas bolas no ar. Ao bater no chão, a bola maior quica empurrando também a bola menor, que quica muito mais alto. Isso ocorre devido à massa da bola menor ser muito pequena em relação à bola maior.

Figura 2 – Experimento de colisões

2º – Queda Livre

Este experimento é talvez mais conhecido ainda que o anterior, e também mais simples. Consiste em provar que a queda livre dos corpos não depende da massa. Ou seja, um objeto mais leve que outro cai ao mesmo tempo.

Isso pode ser mostrado utilizando um livro grande de preferência, pode ser até uma agenda telefônica, e uma folha de papel.

Primeiro solte o livro e a folha de papel da mesma altura, separados um do outro.

Figura 3 -Queda livre: livro e folha de papel separados.

Depois disso, solte os dois novamente, mas dessa vez colocando a folha de papel em cima do livro.

Figura 4 – Queda livre: livro e folha de papel juntos.

No primeiro caso, a folha de papel cai mais lentamente, devido à resistência do ar, enquanto que no segundo caso os dois objetos caem ao mesmo tempo. Isso mostra que um corpo mais pesado não vai cair mais rápido do que um corpo mais leve. Esse efeito também pode ser visto quando amassamos a folha de papel para fazer uma bola pequena, e ficamos treinando basquete em nossas cestas de lixo!

3º – Conservação e Transformação da Energia Mecânica

Este é um experimento que nunca fiz ainda, mas que já presenciei mais de uma vez. Consiste na análise da transformação da energia mecânica, de potencial para cinética. São feitas duas rampas, uma reta e outra curva. De cada uma delas soltamos bolinhas, idênticas, ao mesmo tempo.

Figura 5 – Rampas: Reta e Curva.

Qual das duas bolinhas chega primeiro no final da rampa?

Por incrível que possa parecer, dessa vez não é a bolinha que percorre o caminho mais curto que chega primeiro, ou seja, não é a bolinha da rampa reta. As duas bolinhas tem energias iniciais iguais, pois estão ambas paradas, e na mesma altura. Porém, a bolinha da rampa curva “cai” mais rápido, fazendo com que sua energia potencial seja transformada mais rápido em energia cinética. Assim, ela aumenta sua velocidade mais rapidamente no início do movimento. Mas é importante lembrar que no final da rampa, ambas têm a mesma velocidade, pois devem obedecer à Conservação da Energia Mecânica.

Luiza Gottschalk

Física no cotidiano!

Muitas pessoas nao gostam de física, e não conseguem entender como alguns “doidos”  ainda tentam entender esta matéria no colégio, e pior ainda são os mais “malucos” que insistem em continuar com isso depois do colégio! Muitos problemas levam ao desinteresse da física, principalmente a forma de ensino, no meu ponto de vista. Uma das coisas que escutei muito de meus colegas na época do colégio e até hoje de alguns de meus alunos é que a física não é vista na prática, na vida de cada um de nós. E de certo modo, é verdade. Claro que a física está presente no dia a dia de cada um, mas estamos condicionados a não enchergá-la. Hoje pretendo escrever sobre coisas do cotidiano onde podemos ver a física em ação!

1 – Portas

Alguém já parou para pensar o porquê das maçanetas estarem onde elas estão e não em outro lugar? Creio que a maioria de vocês já viu algum dos filmes de Senhor do Anéis, então, porque as maçanetas de nossas portas não ficam bem no meio, como as portas das casas dos hobbits, aquelas criaturas pequeninas? Claro que para eles, a estética deve ter falado mais alto, afinal a porta deles era redonda! Nossas portas são retangulares, e então, a maçaneta está onde está por acaso?

De jeito nenhum! Tentem abrir ou empurrar uma porta usando o lado contrário da maçaneta, bem perto da parede. Fica muito mais difícil. E ai está nossa amiga física para explicar o porquê disso. Ao se aplicar uma força sobre um objeto, podem ocorrer duas coisas: ou ele é movido de sua posição inicial, ou ele é rotacionado, girado, de sua posição inicial. No caso da porta, ao empurrarmos um de seus lados, nós a rotacionamos. A rotação de um objeto pode ser descrita e analisada fisicamente pelo torque. O torque é uma grandeza que depende da força aplicada ao objeto e ao braço de alavanca. Eu sei, pode estar confuso, mas abaixo trago uma figura para poder exemplificar o que estou dizendo.

Está ai um brinquedo que todo mundo já viu na vida. O braço de alavanca é a distância entre o círculo (ponto de apoio) da figura e o local onde a criança senta. Quanto maior esse braço de alavanca, mais fácil para as crianças brincarem, porque fica mais fácil rotacionar a gangorra. Claro que também depende do peso da criança, eu mesmo não conseguia ficar lá em cima, era sempre o mais pesado da turma =(. Então pessoal, a porta funciona da mesma forma, uma coisa simples mas que também envolve física.

2 – Rampas

Por que é mais fácil subir por uma rampa do que por uma escada? Rampas são feitas muitas vezes para pessoas com dificuldade de locomoção, como algumas pessoas idosas por exemplo. O fato de ser mais fáil subir em uma rampa do que em uma escada é tão intuitivo que nem sequer pensamos o porquê disso ser verdade.

Para subirmos uma escada, precisamos levantar o pé a cada passo. Dessa forma, precisamos fazer esforço contra a gravidade diretamente. Para subirmos uma rampa, não precisamos levantar o pé a cada passo, de forma que o esforço que fazemos não é diretamente contrário à gravidade. É uma questão vetorial. Podemos ver melhor com o auxílio de algumas figuras:

Figura 1

Figura 2

A Figura 1 mostra uma pessoa subindo uma escada. Ao lado da escada podemos ver que a força necessária para levantar o pé deve ser igual à força da gravidade. Já na rampa, figura 2, ao lado podemos ver que apenas parte da força gravitacional atrapalha o movimento, pois ao subir pela rampa, a pessoa vai arrastando o pé, de forma que a força normal (força que a rampa exerce sobre o pé) ajuda a compensar a força gravitacional. E ai está o porquê de pessoas com dificuldade de locomoção fazerem menos esforço ao subir uma rampa.

3 – Centro de gravidade

Alguém já tentou se levantar de uma cadeira sem jogar o corpo para frente, ou seja, mantendo o corpo  ereto? Não dá! Podem tentar. O problema todo está no centro de gravidade do corpo humano. A maior parte de nossa massa (lembrem-se: massa é diferente de peso!) está distribuída na parte superior de nosso corpo, do quadril para cima. Logo, ao levantarmos de uma cadeira, precisamos jogar o corpo para frente, obtendo assim um equílibrio, que nos possibilita ficar de pé.

É esse tal de centro de massa que também nos possibilita criar um brinquedo como esse:

Para quem não conhece, essa águia de brinquedo se equilibra apenas pelo bico. Isso se deve ao fato de ela ter pesos equivalentes em suas asas, deslocando seu centro de massa para a ponta do bico. Por isso que ela consegue ficar equilibrada desse jeito, pois o equilíbrio depende da posição do centro de massa.

E aí, alguém já conseguiu levantar da cadeira sem jogar o corpo para frente?!?!

4 – Canudos

Engraçado que conseguimos beber facilmente qualquer líquido com o auxílio de um canudo. Será que temos um poder tão grande de sugar líquidos? Será que alguém conseguiria beber algum líquido usando um cano em vez de um canudo?

O que sugamos no canudo não é o líquido e sim o ar contido entre o líquido e nossa boca. Com isso, há uma diminuição na pressão interna do canudo, possibilitando que a pressão atmosférica empurre o líquido de fora para dentro, como no esquema a seguir:

Para que ocorra isso é necessária a sucção do ar e a vedação do canudo pela boca. Esse efeito só é possível porque o canudo é fino, se tentarmos a mesma coisa com um cano mais grosso, nao daria certo.

E por hoje é só, esses são fenômenos físicos de nossos cotidianos que me lembro no momento. Espero que todos possamos exercitar muito mais o porquê de tudo.

Estou aqui para colocar o primeiro experimento do blog. É um experimento simples, rústico, que já realizei em sala de aula. Apresenta resultados imprecisos, mas é bem didático e acho eficiente para o uso com os alunos.

O objetivo do experimento é o cálculo do índice de refração da água. O material necessário para se realizar o experimento é apresentado a seguir:

- Pedaço de madeira em forma de quadrado, com aproximadamente 12 cm de lado.

- Vasilhame que caiba o pedaço de madeira, de preferência retangular.

- Prego.

- Régua.

- Algum instrumento para riscar ou marcar a madeira.

Bem, o tamanho do pedaço de madeira é arbitrário, mas creio que um tamanho de 12 cm não é muito grande nem muito pequeno. Primeiro, devemos fazer uma circunferência perfeita, de raio aproximado de 10 cm (novamente lembrando que este tamanho é arbitrário), no centro do quadrado de madeira, desenhando dois eixos que se cruzam no centro da circunferência, e paralelos aos lados do quadrado. Em seguida, preencher com água o vasilhame até uma altura igual ao raio da circunferêcia. Esse esquema é mostrado na figura abaixo:

Figura 1

É isto que você deve obter ao realizar os procedimentos acima. Agora vamos ao experimento em si. Para continuar, colocamos o prego em algum ponto da parte de baixo da circunferência e mergulhamos exatamente a metade de baixo da circunferência na água do vasilhame. As figuras seguintes mostram isso:

Figura 2

Figura 3

A Figura 2 mostra o quadrado dentro do vasilhame, e a Figura 3 mostra o esquema do experimento visto de frente. É importante lembrar que o nível de água deve estar o mais próximo do diâmetro horizontal da circunferência.

Para uma pessoa enxergar o prego de cima do vasilhame, deve sair um raio de luz do prego, passar pela água, depois pelo ar até chegar ao olho do observador, como é mostrado na Figura 3. O observador deve fazer uma marcação na parte de cima da circunferência no ponto exato onde ele deixa de enxergar o prego, obstruindo a visão com o marcador da madeira (um lápis por exemplo). Dessa forma, tem-se dois triângulos retângulos imaginários, um de lado L e hipotenusa R e o outro de lado L’ e hipotenusa R. A partir das medidas de L e L’ o índice de refração pode ser encontrado.

A dedução é apresentada abaixo:


Figura 4

Os ângulos i e r são respectivamente os ângulos de incidência e de refração.

A partir dos dois triângulos, algumas relações trigonométricas podem ser deduzidas:

Usando a Lei de Snell: (Índice de refração do ar: n1 = 1. Índice de refração da água: n2)

Usando as relações trigonométricas:

Esse resultado mostra que o cálculo do índice de refração não depende do tamanho do raio da circunferência.

Com isso, basta medirmos com o auxílio de uma régua os valores das distâncias L e L1 para encontrarmos o índice de refração da água, que tem o valor aproximado de 1,33, com a água à temperatura ambiente, de 20°C. Uma dica importante é tentar observar o prego por um ângulo bem inclinado.

Até o próximo experimento.

O teslescópio espacial Spitzer, da NASA, é um telescópio que usa tecnologia criogênica e detecta ondas eletromagnéticas na faixa do infravermelho. É um telescópio satélite, ou seja, se localiza em órbita no espaço. Foi construido com bases sólidas de conhecimento sobre outros dois telescópios semelhantes de mesma função, o Satélite Astronômico Infravermelho (em inglês: IRAS, InfraRed Astronomical Satellite) e o Observatório Espacial Infravermelho (em inglês: ISO, InfraRed Space Observatory). O Spitzer apresentou até hoje ótimos resultados em relação a outros satélites precursores de mesmo tipo, tanto na obtenção de imagens como na espectroscopia de raios infravermelhos, sendo aplicado amplamente na atualidade.

Para os mais curiosos, a história desse satélite e de outros, bem como explicações sobre suas funções, podem ser encontradas no site da NASA:

http://www.spitzer.caltech.edu/

Neste post, mostrarei uma reportagem que foi publicada na UOL Ciência e Saúde, mas é original do site do Spitzer da NASA.

Imagem da NASA de asteróide captado pelo Spitzer.

“Nova pesquisa feita pela Nasa com ajuda do telescópio Spitzer revela que a diversidade de asteroides próximos da Terra é maior do que se pensava. Como um doce cheio de chocolates e confeitos, esses asteroides vêm em cores e formatos sortidos. Alguns são escuros e sem brilho, enquanto outros são brilhantes e luminosos.

As observações do Spitzer está ajudando os astrônomos a compreender melhor os objetos próximos da Terra, já que suas propriedades físicas ainda são pouco conhecidas. “Essas pedras nos ensinam sobre o local de onde elas vieram”, explica David Trilling, da Universidade do Arizona do Norte, principal autor de estudo publicado este mês no “Astronomical Journal”.

Após quase seis anos de operações, o Spitzer entrou, no ano passado, foi colocado em uma temperatura mais amena (embora ainda bem gelada), de – 243º C. Uma das novas missões da sonda é ajudar a catalogar 700 asteroides próximos da Terra. Cem já foram pesquisados. Os 600 restantes devem ser analisados até o fim do ano que vem. Há aproximadamente 7.000 asteroides conhecidos próximos da Terra.

Os dados indicam que alguns dos objetos menores refletem enorme quantidade de luz solar. Uma vez que a superfície dos asteroides fica mais escura com o tempo, devido à exposição a rediação solar, a presença de superfícies mais luminosas pode indicar que o objeto é mais jovem.

O fato de que a diversidade dos asteroides é maior do que se esperava indica que eles podem ter origens diferentes. Alguns podem ter vindo do cinturão que fica entre Marte e Júpiter, enquanto outros podem ter surgido de fora do Sistema Solar.”

Na reportagem original da NASA, eles chegam a comparar esse monte de asteróides “coloridos” a uma pinhata (brincadeira onde se pendura um recipiente cheio de doces para crianças quebrarem e se deliciarem!). Pois é, físico tem imaginação fértil!

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