Forças de Atrito

Uma pequena esfera de aço é abandonada num recipiente contendo glicerina. A velocidade de queda da esfera cresce até um valor máximo e então permanece constante. Além do peso, atua sobre a esfera o empuxo e a força de resistência devido ao fluido. Um impulso faz uma moeda deslizar sobre uma mesa. A velocidade em relação à mesa diminuí até zero. A aceleração da moeda tem sentido contrário ao de sua velocidade e é causada pela força de atrito cinético devido à superfície da mesa. Sobre uma caixa em repouso sobre o chão aplica-se uma força horizontal de pequena intensidade. A caixa não se move. Além dessa força atua, na horizontal, a força de atrito estático. Um cilindro rola sem deslizar (rolamento puro) sobre uma mesa. A sua velocidade em relação à mesa diminui até zero. A aceleração do cilindro tem sentido contrário ao de sua velocidade e é causada pela força de atrito de rolamento.

As forças de atrito consideradas no primeiro exemplo (força de atrito viscoso ou força de resistência), no segundo exemplo (força de atrito cinético ou força de atrito de deslizamento) e no quarto exemplo (força de atrito de rolamento), que existem porque existe movimento relativo entre os corpos considerados, estão associadas à dissipação de energia mecânica. A força de atrito considerada no terceiro exemplo (força de atrito estático ou de aderência) não estáassociada à dissipação de energia mecânica porque ela não realiza trabalho e só existe se as superfícies em contato tendem a se mover uma em relação a outra. As forças de atrito estático e cinético estão associadas a superfícies secas. Caso contrário, a força de atrito teria, também, o caráter do atrito viscoso.

Força de Atrito Viscoso

A força de resistência que aparece durante o movimento de um corpo em um fluido depende da forma do corpo, da sua velocidade em relação ao fluido e da viscosidade do fluido. Também entre duas superfícies em movimento relativo separadas por uma fina película contínua de fluido existe atrito viscoso. Nos dois casos, se o módulo da velocidade relativa é pequeno, o fluido se separa em camadas paralelas. Para entender a origem da viscosidade e, portanto, da força de resistência, consideremos duas placas planas e paralelas, com um fluido contínuo entre elas . Aplicando uma força F a uma das placas, ela é acelerada até atingir uma velocidade terminal constante, cujo módulo é proporcional ao módulo da força aplicada. O fluido entre as placas se separa em lâminas paralelas. A lâmina adjacente à placa móvel se move com ela, a lâmina seguinte se move com uma velocidade de módulo um pouco menor e assim por diante, até a lâmina adjacente à placa imóvel que, como ela, tem velocidade nula. A viscosidade vem da interação entre lâminas adjacentes. Cada lâmina é puxada para trás por uma força devida à lâmina inferior e para frente, por uma força devida à lâmina superior.

Num gás, como as forças de coesão não são efetivas porque as moléculas estão longe umas das outras, a viscosidade vem da transferência de quantidade de movimento entre camadas adjacentes. As moléculas que passam de uma camada a outra, que se move mais lentamente, transferem a ela uma quantidade de movimento maior do que a quantidade de movimento que as moléculas dessa camada transferem àquela ao cruzarem, em sentido contrário, a mesma fronteira. Assim, a velocidade da camada mais rápida diminui e a velocidade da camada mais lenta, aumenta, e a velocidade relativa diminui. A viscosidade dos líquidos vem das forças de coesão entre moléculas relativamente juntas. Desta maneira, enquanto que nos gases a viscosidade cresce com o aumento da temperatura, nos líquidos ocorre o oposto já que, com o aumento da temperatura, aumenta a energia cinética média das moléculas, diminui o intervalo de tempo que as moléculas passam umas junto das outras e menos efetivas se tornam as forças intermoleculares.

Forças de Atrito Seco

Os dados referentes às forças de atrito estático e cinético são muito aproximados, dependendo dos diferentes graus de polimento das superfícies e/ou dos diferentes graus de contaminação com substâncias estranhas. Esses fatores é que realmente determinam os coeficientes de atrito e a dependência da força de atrito cinético com a velocidade relativa das superfícies em questão. Assim, não tem sentido tabelar coeficientes de atrito entre superfícies diversas, a menos que elas sejam padronizadas. O atrito nunca é entre uma superfície de cobre e uma de alumínio, por exemplo, mas entre uma superfície de cobre com certo polimento e com algumas impurezas e uma superfície de alumínio com outro polimento e com outras impurezas. Para entender a origem das forças de atrito seco deve-se considerar que, ao nível atômico, as superfícies tem pequenas irregularidades e que o contato ocorre num número relativamente pequeno de pontos, onde as irregularidades se interpenetram e se deformam, exercendo forças mútuas cujas intensidades dependem da intensidade da força que empurra as superfícies uma contra a outra .  Nos pontos de contato existem ligações dos átomos de uma superfície com os átomos da outra, como soldas microscópicas.

Se uma força externa horizontal F é aplicada à superfície II, por exemplo, aparecem as forças horizontais fa, - fa, fb, - fb,fc, - fc, etc., associadas às deformações locais originadas pela tendência de movimento relativo entre as superfícies. Se as superfícies permanecem em repouso relativo, fa + fb + fc + ... é a força de atrito estático sobre a superfície II e - (fa + fb + fc + ...) é a força de atrito estático sobre a superfície I. Quanto maior for o módulo da força F, maiores são as deformações locais e maiores os módulos das respectivas forças. Se o módulo da força F é grande o suficiente para romper as soldas microscópicas nos pontos de contato, uma superfície desliza em relação à outra e, nesse movimento, as irregularidades de uma superfície colidem com as irregularidades da outra e as forças que surgem devido a essas colisões se somam para dar as respectivas forças de atrito cinético. As colisões originam oscilações locais que se propagam e são amortecidas pelo resto do material. Assim, a energia mecânica associada ao movimento relativo das superfícies se transforma em energia interna, aumentando suas temperaturas.

Força de Atrito de Rolamento

Um cilindro que rola sem deslizar sobre uma superfície horizontal termina por parar porque atua sobre ele a força de atrito de rolamento. Essa força depende das propriedades das substâncias de que são feitos o cilindro e a superfície horizontal. O cilindro e a superfície se deformam pela ação das forças de deformação mútuas, mas para o argumento que se segue vamos supor que apenas o cilindro se deforma . Se o cilindro está em repouso em relação à superfície, a cada força f que a superfície exerce sobre o cilindro, existe uma forçaf*, simétrica em relação ao plano vertical que passa pelo centro do cilindro. A resultante de todas essas forças é a força normal que, nesse caso, é vertical e está no plano mencionado.

Se o cilindro está em movimento em relação à superfície, a cada força f que a superfície exerce sobre o cilindro adiante do plano vertical que passa pelo centro do cilindro, existe uma força f*, atrás desse plano, de módulomenor. Essa diferença aparece porque a região do cilindro onde aparece a força f tem um movimento local no sentido de se aproximar da superfície e a região do cilindro onde aparece a força f* tem um movimento local no sentido de se afastar da superfície. Como a aceleração linear do cilindro é negativa, a resultante Fde todas essas forças deve ser inclinada para trás, isto é, deve ter uma componente horizontal dirigida no sentido contrário ao da velocidade, e como a aceleração angular também é negativa, o ponto de aplicação dessa resultante deve estar situado a frente do plano vertical que passa pelo centro do cilindro e mais, a linha de atuação dessa resultante deve passar por cima do centro do cilindro. A componente vertical dessa resultante é a força normal e a componente horizontal, FR, é a força de atrito de rolamento.

Altura (som)

Quando reclamamos para o vizinho que o som dele está alto, ele muito bem pode nos ignorar e dizer que não pode fazer nada quanto a isso. O que queremos na verdade é que ele diminua a intensidade do som. Uma das maiores confusões que existem quando tratamos de som são as palavras que usamos para definir suas características. Definimos um som alto como sendo um som muito intenso, e isto está errado. A altura de um som nos permite distinguir entre sons graves e agudos. Sons graves são os de frequência mais baixa.

Se você tiver à mão um piano ou um violão, você poderá perceber que para emitir um som muito alto, fisicamente falando, você não terá que fazer muita força, bastando apenas tocar as notas mais à direita no teclado de um piano, ou dedilhar as cordas mais finas de um violão, e isto é diferente de puxar as cordas do violão ou bater nas teclas de um piano com muita força, pois aí estaremos produzindo então um som muito intenso, que tem a ver com a potência do som. A altura de um som está relacionada com a frequência deste. Quanto maior for a frequência da onda deste som, maior será a altura dele. Um exemplo prático do uso de variação de frequência pode ser encontrado em sirenes de ambulâncias.

Estas sirenes consistem de um disco contendo várias perfurações e um jato de ar comprimido incidindo nestes furos. Ao girar, é gerado um tipo de um silvo devido ao atrito do ar com os furos. À medida que a velocidade angular do disco aumenta, aumenta proporcionalmente a frequência do silvo, acontecendo o contrário para a redução de sua velocidade angular. E é esta variação que é característica das sirenes.

Princípios da Física Moderna

Você deve estar pensando:

"Ora, o que muda nessa tal Física Moderna?"

Muita coisa, por exemplo:

1) um objeto em movimento sofre uma contração de seu comprimento na mesma direção em que se move;
2) um relógio em movimento bate mais devagar;
3) massa e energia podem ser convertidas entre si;
4) não podemos determinar se os constituintes da matéria são ondas ou partículas;
5) ao observarmos um sistema físico influenciamos seu comportamento; não existe separação entre observador e observado;
6) a presença de matéria deforma a geometria do espaço e altera o fluxo de tempo;
7) não podemos determinar a posição de um objeto, apenas afirmar a probabilidade de ele estar aqui ou ali.
Parece ficção ou alguma frase do filme “Devolta para o Futuro”, não parece? Mas não é.
Eis o pensamento que levou Einstein a criar a Teoria da Relatividade:

"Se eu viajar lado a lado com um raio de luz, com a velocidade c (velocidade da luz no vácuo), eu deveria observar esse raio como um campo eletromagnético em repouso, oscilando espacialmente [como uma corda de violão]. Entretanto, tal fenômeno é impossível, tanto de acordo com os experimentos quanto com as equações de Maxwell. "

Essa situação parecia bastante paradoxal para o jovem Einstein. Afinal, de acordo com a física newtoniana, para alcançarmos uma onda que se move com uma dada velocidade, tudo o que devemos fazer é nos movermos um pouco mais rapidamente que  a onda. Mais ainda, se nos movermos com a mesma velocidade da onda, esta parecerá em repouso, como todo surfista  sabe. O mesmo deveria ser verdade, pois segundo a física newtoniana, não há nada de especial na velocidade da luz, o que não seria possível segundo a teoria de Maxwell, que diz que não existe um campo magnético em repouso: a luz está sempre em movimento. Algo tinha de ceder, e, no final, a ideia de que a velocidade da luz é como qualquer outra velocidade foi abandonada.
Vamos refletir um pouco sobre isso. Considere um trem se movendo para leste (->) com velocidade constante V em relação a um observador de pé na estação. A primeira coisa que percebemos, é que, para um passageiro sentado no trem, é a estação que se move para oeste (<-). Consegui visualizar? Então prosseguimos. Quando dizemos que um objeto está em movimento, sempre nos referimos a algo que não está se movendo com esse objeto, seja nós próprios, uma árvore ou uma estação de trem. Em outras palavras, o movimento existe sempre em relação a algum ponto de referência. 

Agora imagine a seguinte situação (um experimento mental): um passageiro que está no trem está se movendo em direção ao vagão restaurante com velocidade v, indo para o leste (->) em relação ao passageiro sentado  no trem. Para a pessoa na estação, o passageiro está viajando para o leste com velocidade V + v (->). É claro também, se o passageiro estivesse andando na direção oeste (<-), a pessoa na estação mediria sua velocidade como sendo V - v. Isso tudo faz sentido de acordo com o  nosso bom senso e com a física newtoniana. O movimento do passageiro sentado no trem pode ser igualmente estudado pela pessoa sentada no trem como pela pessoa na estação. Esse resultado é resumido no principio da relatividade, que diz que as leis da física são idênticas para passageiro se movendo com velocidade relativas constantes. Por exemplo, a energia conservada é constante.

O trem e a estação são referenciais inerciais. Para referenciais não inerciais, como um trem acelerando em relação à estação, precisamos de uma teoria mais completa, a teoria da relatividade geral.

Agora vem a parte mais interessante. Em vez de um passageiro andando, imagine que o passageiro que estava sentado se levanta e aponta uma lanterna na direção leste (->). “Fácil”, você diz, “a luz da lanterna irá se mover com velocidade c ( c é a velocidade de propagação da luz no vácuo. Aproximadamente 300.000 km/s) em relação ao trem e com velocidadeV + c em relação a pessoa na estação. Certo?” ERRADO! Se isso fosse verdade poderíamos imaginar uma situação em que o passageiro apontaria sua lanterna na direção oeste (<-) e , se a velocidade do trem na direção leste (->) fosse igual à velocidade da luz, então a pessoa na estação veria um raio de luz em repouso, em contradição frontal com a teoria de Maxwell, citada anteriormente. Mas então como a teoria de Maxwell pode ser reconciliada com o princípio da relatividade?

Como solução, Einstein sugeriu que a velocidade da luz no vácuo (espaço vazio) não é como qualquer outra velocidade, mas é especial; a velocidade da luz é a velocidade limite de processos causais na Natureza, a velocidade mais alta com que a informação pode viajar. Mais do que isso, a velocidade da luz é independente da velocidade de sua fonte. O passageiro segurando a lanterna mede a velocidade das ondas de luz produzidas pela lanterna como sendo c, assim como a pessoa que está de pé na estação. Assim, a teoria de Maxwell pode ser reconciliada com o princípio da relatividade.

Em 1905, em seu brilhante manuscrito, Einstein construiu a fundação conceitual da teoria da relatividade especial a partir de dois postulados: 1) as leis da física são as mesmas para observadores movendo-se com velocidade relativa constante; 2) a velocidade da luz no espaço vazio é independente do movimento de sua fonte ou do observador. Esse segundo postulado é novo e, mesmo que possa soar muito inocente, ele tem consequências muito sérias para nossas noções newtonianas de espaço e tempo.

O segundo postulado de Einstein leva ao seguinte resultado surpreendente: a simultaneidade é
relativa. Dois eventos que são simultâneos para o observador A, como duas bolas batendo no chão ao mesmo tempo, não serão simultâneos para um observador B, movendo-se com velocidade constante em relação ao observador A.
Você não acredita? Pois bem, vamos voltar ao exemplo do trem em movimento. O observador A está de pé na estação, e, como antes, o trem está se movendo na direção leste(->) com velocidade V em relação ao observador A sentado exatamente no meio do trem está o observador B. De repente, o observador A vê dois relâmpagos atingirem a frente e a traseira do trem exatamente ao mesmo tempo. ( Não se preocupe, ninguém se machuca num experimento mental.)

O observador A sabe que os relâmpagos atingiram o trem ao mesmo tempo porque sua luz demora exatamente o mesmo tempo para viajar até seus olhos. Portanto, os dois eventos serão simultâneos para o observador A, mas será que são simultâneos para o observador B? Bem, B está se movendo na direção leste com velocidade V. Ele está se dirigindo em direção ao relâmpago que atingiu a frente e se distanciando daquele que atingiu a traseira do trem. Ele verá a luz do relâmpago que atingiu a frente antes de ver a luz do relâmpago que atingiu a traseira. Portanto, para o observador B, os eventos não são simultâneos. O que é simultâneo para um não é simultâneo para outro. Cada observador tem seu tempo particular; dois observadores podem calcular suas medidas se eles conhecerem sua velocidade relativa. Tempo absoluto simplesmente não existe.

O nucleo

Vagem ao Centro da Terra

 O filme o nucleo com certeza é um dos melhores filmes do mundo o nesso professor Fabio da escola estadual de educação profissional DEPUTADO JOSE WALFRIDO MONTEIRO

nos mostrou este filme que foi muito entereçante  e nos queremos repaçar um pouco do filme começa assim:

Por razões desconhecidas o núcleo da Terra parou de girar entao hilary construio uma especie de nave para penetrar no nucleo para reverter o problema o campo eletromagnético do planeta começa a se deteriorar rapidamente. A vida em todo o globo muda dramaticamente. Em Boston, 32 pessoas com marca-passos, todas numa área de dez quarteirões, morrem inesperadamente. Em São Francisco, a ponte Golden Gate cai, matando centenas de pessoas. Na praça Trafalgar, em Londres, bandos de pombos perdem a noção de navegação e se jogam contra os transeuntes e contra os pára-brisas dos carros fazendo com que os motoristas percam o controle dos veículos. Em Roma, milhares de turistas observam uma supertempestade elétrica transformar em pó o Coliseu. Tentando solucionar a crise, membros do governo e das forças armadas dos Estados Unidos convocam o geofísico Josh Keyes e uma equipe dos mais talentosos cientistas do mundo para fazerem uma viagem ao núcleo da Terra numa nave especial pilotada pelos “terranautas” major Rebecca “Beck” Childs e o comandannte Robert Iverson. A missão deles é detonar uma bomba nuclear para reativar o núcleo e salvar mais o mundo da destruição mesmo conseguindo fazer o nucleo girar eles tinham perdido muito amigos que estavam a bordo com eles, e foram conheçidos no mundo todo graças a um hacker que repassou para todas as principais redes de televisao do mundo fotos e dados com seus perfis para que o mundo conheçam eles, o filme é muito legal mais fica uma duvida por que o nucleo parou bem eles nao sabiam mais fizerm com que o mundo voltase a ser o mesmo, bom pessoal o filme mostra muitos misterios que nos nao sabiamos mostra o nucleo o manto e muitas outras partes da terra com perfeição assista o filme e si devirta, os alunos da escola profissionald e icó agradeçe sua atenção.

espatacular camera a bordo do onibus espacial andevour

Física Moderna

Buraco negro destruindo uma estrela