Qual a velocidade, frequência e comprimento de onda?

Encontre a frequência (f), comprimento de onda (L) e velocidade (v) da "onda animada". Na animação, a distância é dada em centímetro e o tempo em segundo. Para acessar a animação, clique aqui, ou sobre a figura.

Gás em uma dimensão

Este applet descreve o movimento de um único átomo em uma dimensão. Ele acelera ou desacelera apenas através de colisões clássicas movendo-se o pistão do recipiente. Este experimento simples é capaz de explicar a razão do gás esquentar quando ele é comprimido e esfriado quando ele é expandido. A equação que revê esse fenômeno é a bem conhecida equação  do gás ideal: PV = nRT. Como n (número de mol) e R (constante universal dos gases) são constantes, aumentando a pressão (P), o volume (V) diminui de modo que, para manter a igualdade da equação, a temperatura (T) necessariamente tem que aumentar. Raciocínio inverso se usa para verificar o resfriamento do gás com o aumento da pressão. Você se lembra de situações da vida real em que isso acontece? Experimento apropriado para alunos do ensino médio. Para acessar o applet, clique aqui ou sobre a figura.

Densidade dos materiais: flutua ou afunda?

Pode-se encontrar a densidade de objetos virtuais e predizer se ele flutua ou afunda em um líquido também virtual, cuja densidade você pode ajustar. Usando uma balança, pese o objeto, colocando com o auxílio do mouse sobre a balança. Em seguida, determine o volume do objeto colocando-o dentro do recipiente de água. Pela lei de Arquimedes (lembra dela?), o objeto desloca um volume do líquido equivalente ao seu volume. Conhecendo a massa e o volume, determina-se a densidade = massa/volume. Se essa densidade for menor do que a do líquido, o objeto flutua, se for maior, ele afunda. E se for igual? Verifique! Para acessar o programa, clique aqui ou sobre a figura. Bom proveito!

Veja a Terra de longe!

Com este aplicativo, você pode visualizar o nosso planeta Terra como se você estivesse na Lua ou no Sol, de diferentes ângulos, de “dia” e de “noite”, com nuvem, sem nuvem, na forma de mapa, enfim. Experimente, vale a pena! Para acessar o site, clique aqui ou sobre a imagem.

Mudança de Estado da Matéria

Neste experimento virtual você coloca um pedaço de gelo no copo e aquece (clicando em Heat). Em qual temperatura o gelo vira água? Como se chama essa temperatura? Continue aquecendo e verifique em qual temperatura a água se torna vapor. Como se chama a temperatura na qual a água se transforma em vapor? Observe que o copo está fechado, então o vapor de água permanece no copo. Pergunta: A transformação de estados da água: sólido para líquido para vapor é reversível? Verifique você mesmo esfriando o copo (para esfriar, clique em Cool. I nível dessa atividade é para crianças do ensino fundamental, sendo também recomendado para alunos do ensino médio. Para acessar o site, pressione aqui, ou sobre a figura. Para visualizar em tela cheia, clique aqui.

A Fisica Animada na Mídia

Recentemente a conceituadíssima Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (PAPESP) publicou uma reportagem sobre o nosso Grupo FísicAnimada e o Projeto Física Animada. Para acessar a reportagem completa, clique aqui ou sobre a figura.

Não menos importante foi a matéria, também publicada recentemente pelo diário oficial do Estado de São Paulo, destacando o nosso trabalho. A matéria de capa do D.O. pode ser acessada clicando aqui.

Somos gratos a todos os que participam neste projeto e às Escolas Parceiras. O nosso objetivo é melhorar cada vez mais a qualidade do ensino através da inclusão digital, especialmente de um bom aproveitamento dos laboratórios virtuais como ferramenta de ensino e aprendizagem.

Animando a Força Gravitacional

No início do Século XVII, Isaac Newton revolucionou a Física ao afirmar que dois corpos separados entre si por uma distância d se atraem mutuamente com uma força F que é proporcional ao produto das massas desses corpos, dividido pelo quadrado da distância d. A constante de proporcionalidade G = 6,67E-11 Nm2/kg2, é denominada constante universal da Gravitação. Na animação aqui apresentada, verifique como os bonecos se esforçam para puxar os objetos quando se aumentam as massas e diminui a distância entre elas. Verifique por exemplo, a reação de um boneco segurando um dos objetos quando se varia a massa e a distância do outro objeto. Verifique, através desta animação. a validade da lei da gravitação universal: escolha valores da massa dos dois objetos (m1 e m2) e um valor para a distância d entre os centros dos objetos e substitua esses valores na fórmula F = Gm1/m2/d2 e compare com o valor fornecido na animação. Observe também que a força exercida pelos dois bonecos é a mesma, mas com direções opostas (terceira lei de Newton). Essas forças são necessárias para manter os objetos afastados, senão eles se atrairiam mutuamente. Para acessar o applet clique aqui ou na figura acima. No site do Phet execute o applet online ou offline, como desejar, clicando, respectivamente em “run now” ou “download”. Esse programa requer o Java instalado em seu computador.

www.fisicanimada.net.br

O Grupo FísicAnimada está criando um website para melhor divulgar o trabalho do grupo. Nele você encontrará um laboratório virtual de Física com muitos applets de Física e com sugestões de utilização dos applets (material didático), vídeos, clips e informações e muita novidade para professores, alunos e demais interessados em Física. Aguarde! O site do grupo é http://www.fisicanimada.net.br/. Visite! O blog continuará funcionando normalmente! O novo e-mail do grupo é: gfa@fisicanimada.net.br

Visite o site!

Problema de Queda Livre

Com a ajuda do applet, resolva o seguinte problema de queda livre.
Você joga para o alto, na vertical, uma bola que deixa a sua mão a 12.0 m/s.
(a) Que altura a bola alcançará?
(b) Se, quando a bola está descendo, você  pega de volta na mesma altura de lançamento, qual foi o seu tempo de vôo?
(c) Qual é a velocidade da bola quando você  pega de volta?
Considere: Origem do eixo vertical como sendo o ponto no qual a bola é solta no lançamento, e considere a direção para cima como sendo positiva. O valor da gravidade é g = -9,8 m/s2.
Para executar o applet, clique aqui, ou sobre a figura.
Você gostou desta atividade? Comente, dê sugestões.

O Berço de Newton

O berço de Newton é uma engenhoca simples que consiste de alguns pêndulos simples (normalmente cinco) posicionados lado a lado, cujo funcionamento é capaz de demonstrar não apenas o funcionamento de um pêndulo simples, como também as leis de Newton e da conservação da quantidade de movimento e de energia, forças de atrito e amortecida. O berço de Newton foi inventado em 1967 pelo ator inglês, Simon Prebble, que lhe deu esse nome em homenagem ao grande cientista e matemático também inglês Sir Isaac Newton.

Quando afastamos a esfera (normalmente de aço ou de madeira) de um dos pêndulos da extremidade e o soltamos, ele desce e bate na primeira esfera ao lado dela. A energia e quantidade de movimento da bola solta é transferida para as esferas seguintes até a esfera da outra extremidade que adquire movimento, com a mesma velocidade da bola inicialmente solta, e se move como um pêndulo. Interessante notar que se soltarmos duas ou mais bolas, as duas últimas ou mais bolas também subirão, e assim por diante (experimente mover todas as bolas!). Veja na animação. Clique aqui ou sobre a figura (este site contém além da animação, um texto explicativo, em inglês, a qual consultamos para esta matéria).

Outras animações sobre o berço de Newton você encontra nos links:

http://www.walter-fendt.de/ph11e/ncradle.htm, e

http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=691.0

Apreciem!

Plano Inclinado

É impossível falar em plano inclinado sem mencionar Galileu Galilei (1564-1642). Galileu foi o primeiro a observar que o plano inclinado reduz o efeito da gravidade. O Plano Inclinado é considerado uma “Máquina Simples”, muito usada no dia-a-dia. Ela tem a função essencial de desacelerar a queda de um objeto. Ao ser solto, o objeto cai com a aceleração da gravidade g. A velocidade do corpo aumenta, portanto, de 9,8 m/s em cada segundo, pois g = 9,8 m/s2, o que torna difícil a medida experimental do espaço percorrido em função do tempo. No plano inclinado, a aceleração de queda do objeto é de gsenA, sendo A o ângulo de inclinação do plano. Observe que quando ângulo é igual a 0 e 90 graus, a aceleração do objeto é igual a 0 e g, respectivamente.
Existem muitos experimentos virtuais (applets) de plano inclinado disponíveis livremente na Web. A fim de ilustrar esse fenômeno, selecionamos duas animações.
Na primeira, você seleciona os parâmetros de entrada, como o ângulo de inclinação, a massa do bloco e o coeficiente de atrito. A animação exibe a força necessária para o bloco subir com o plano com velocidade constante, sem aceleração. Clique aqui para executar o programa.
Na segunda animação, um bloco é solto ou lançado (com uma certa velocidade inicial) e a sua posição a cada 2 seg. é indicada por pontos. O coeficiente de atrito pode também ser variado. Clique aqui para executar o programa.

Recomendamos que essas animações sejam executadas diversas vezes variando os parâmetros de entrada e, se possível, anotando alguns resultados para análise.

Difração da luz

Sir Isaac Newton (1643-1727) é muito conhecido pela sua contribuição para as leis da Dinâmica e da Gravitação, mas muito pouco conhecido pela sua contribuição para o estudo de ótica, especialmente da luz. Em seu livro Ótica, Newton afirmou, entre outras coisas, que a luz era constituída por pequenas partículas, que explicava, por exemplo, os fenômenos de reflexão e refração da luz. A teoria corpuscular da luz, proposta por Newton, não conseguiu explicar, por exemplo, o fenômeno da difração, que foi satisfatoriamente explicada pela teoria ondulatória da luz proposta pelo físico holandês Christian Huygens (1629-1695), contemporâneo de Newton.
Quando a luz atravessa um pequeno orifício (fenda), ela faz curva, como se a fenda funcionasse como uma fonte de luz. Esse fenômeno não podia (e não pode) ser entendido pela teoria corpuscular da luz proposta por Newton, mas sim por uma teoria ondulatória, proposta por Huygens que foi, mais tarde, verificada pelo experimento do físico inglês Thomas Young (1773-1829), e confirmada pelo físico escocês James K. Maxwell (1831-1879), que mostrou matematicamente ser a luz uma onda eletromagnética.
Quando a luz atravessa duas (ou mais) fendas, tem-se duas (ou mais) “fontes” de luz que interferem entre sim, formando franjas de interferência, de máximos e mínimos. Essa interferência de ondas pode ser facilmente observada em ondas mecânicas, por exemplo, sobre uma superfície de água provocadas pela imersão de dois objetos “pontuais” na superfície (duas pedras lançadas em um lago, por exemplo). As ondas circulares se propagam e se sobrepõem, formando uma figura de interferência. Essa interferência de ondas também ocorre com “ondas” luminosas, conforme verificamos na animação da interferência de luz visível e monocromática, proposta nesta matéria.
Retomando Newton, a sua teoria corpuscular, que ficou esquecida após o experimento Young e a comprovação pelas equações de Maxwell, “reviveu” no início do século XX com o nascimento da Mecânica Quântica que propôs ser a luz composta por “partículas de energia”, denominadas quanta de luz.
Na animação, você escolhe o comprimento de onda (cor) da luz incidente, a distância d entre as duas fendas e a distância L entre as fendas e o anteparo onde se pode ver as franjas de interferência. Vê-se também o gráfico da intensidade luminosa.
Para executar o programa, clique aqui, ou sobre a figura.

Velocidade de escape

Este applet (animação) adquire uma importância especial para o ensino de física, pois ela não pode ser realizada em laboratório didático. Essa é uma das características marcantes dos applets para fins didáticos: os applets simulam experimentos reais disponíveis ou não em laboratórios didáticos, para fins didáticos.
A velocidade de escape de um sistema de dois corpos, é a velocidade mínima para que um dos objetos escape da atração gravitacional do outro. O sistema pode ser, por exemplo, um objeto lançado para o alto da superfície da Terra (ou outro planeta ou satélite). O sistema em questão, Terra-objeto, se separa se o objeto for lançado com uma velocidade maior do que a velocidade de escape do sistema.
A velocidade de escape do objeto pode ser determinada usando a lei da conservação de energia: a soma das energias cinética mais potencial é igual à energia mecânica do sistema. A equação para a velocidade de escape do sistema isolado Terra-objeto (na ausência de outras forças que não a gravitacional) é facilmente obtida igualando a energia cinética (K) do objeto à energia potencial gravitacional do objeto (U), de modo que a energia mecânica (E) seja constante, igual a zero. Lembre-se que K = mv2/2, U = GMm/r e E = K + U, onde G é a constante gravitacional, M é a massa do Astro, m é a massa do objeto e r é a distância do objeto ao centro do Astro (no instante inicial de lançamento do objeto, r é igual ao raio do Astro).
Applet: Uma vez acessado o programa, escolha o astro de onde você vai realizar o lançamento (Terra, Lua, Marte ou Vênus), a direção de lançamento, a velocidade de lançamento e a massa do objeto ou projétil. Se essa velocidade for menor do que a velocidade de escape, o objeto retorna, senão ele “escapa”, se desvincula irreversivelmente do sistema. À esquerda do painel vê-se a evolução do tempo a altitude, a velocidade, e as energias cinética e potencial do objeto.
Procure observar questões como: a velocidade de escape depende da massa do objeto? Obtenha a velocidade de escape de um dado objeto, com uma dada massa, quando lançado da Terra, da Lua, de Marte ou de Vênus. Lance o objeto em outras direções e verifique se a velocidade de escape muda com a direção de lançamento do objeto.
Para acessar o programa, clique aqui, ou sobre a figura.

Unidades físicas

Toda grandeza física consiste de um número e uma unidade (além de uma direção se a grandeza for vetorial). Exemplos: 20 N, 20 m/s, 20 km/h, 20 s, 20 cm. 20 J, 20 W etc. Se dissermos apenas “20” a grandeza física não está totalmente caracterizada, pois pode representar comprimento, tempo, velocidade, força, trabalho etc. A unidade física é portanto, muito importante no estudo e aplicação da física.

Em física há sete grandezas fundamentais: comprimento, massa, tempo, temperatura, corrente elétrica, quantidade de matéria e intensidade luminosa. A partir dessas grandezas obtém-se qualquer outra grandeza física. Exemplo: Forma = comprimento x massa/segundo quadrado.
Partindo das unidades fundamentais de massa comprimento e tempo, construa outras unidades arrastando, com o mouse essas unidades para os quadrados em branco. Na figura, mostramos a unidade de força composta por essas três unidades fundamentais. Acrescente a essas unidades a unidade de comprimento para formar a unidade de trabalho. Encontre outras unidades!

Para rodar a animação, clique aqui ou sobre a figura.

Soma algébrica da voltagem de pilhas elétricas

Quando colocamos pilhas em um aparelho elétrico, temos que colocá-las sempre num mesmo sentido. Na linguagem física, dizemos que as pilhas devem ser colocadas em série. Nesse caso, a voltagem total é igual á soma das voltagens individuais das pilhas. Se invertermos a polaridade de uma das pilhas, a voltagem dessa pilha será subtraída da voltagem total. Coloque pilhas no circuito e veja a voltagem total. Aqui você pode inverter a polaridade das pilhas a vontade! Experimente e aprenda a somar números positivos e negativos. Para executar o programa clique aqui ou sobre a figura.

Estudo virtual do MRU e MRUV

Esta animação permite verificar “virtualmente” o movimento retilíneo uniforme e uniformemente variado (MRU e MRUV) de um carrinho. Os parâmetros de entrada são a massa, a velocidade e a aceleração iniciais do carrinho. Movendo as barras verde e vermelha sobre o trilho pode-se fixar o o espaço e medir o tempo gasto para percorrer esse espaço. Repete-se em seguida o experimento para outros espaços. Anotando-se esses valores é possível construir gráficos desses movimentos. A massa influencia o tipo de movimento? O que acontece com o movimento quando se varia as massas? Para rodar o experimento, clique aqui ou sobre a figura.
Sugerimos o seguinte programa para construção de gráficos do tipo espaço x tempo. Clique aqui. Ao acessar a página, clique em "Run now" para executar online ou "Download" para executar offline.
Aos interessados, podemos fornecer (grátis) um roteiro completo de realização desse (e de outros) experimentos para uso em escolas. Contacte-nos: fisicanimada@ibilce.unesp.br.

Teorema de Tales

O teorema de Tales afirma que se A, B e C são pontos de um circulo, cuja reta AB é o diâmetro, então o ângulo ACB é 90o e o triângulo ABC é retângulo. O teorema de Tales é um caso especial do teorema do ângulo inscrito. Em outras palavras, todo triângulo circunscrito a um semicírculo é um triângulo retângulo. Para verificar o teorema de Tales na animação clique aqui ou sobre a figura.

Tales de Mileto, importante filósofo, astrônomo e matemático grego que viveu antes de Cristo, usou seus conhecimentos de Geometria e proporcionalidade para determinar a altura de uma pirâmide. Tales observou que os raios solares que chegavam à Terra estavam na posição inclinada e eram paralelos, dessa forma, ele concluiu que havia uma proporcionalidade entre as medidas da sombra e da altura dos objetos. Tales conseguiu, assim, obter a altura de uma pirâmide medindo a sua sombra. Tales fincou uma estaca na areia, mediu as sombras respectivas da pirâmide e da estaca em uma determinada hora do dia e estabeleceu a proporção: altura da pirâmide/sombra da pirâmide = altura da estaca/sombra da estaca. Assim, medindo a altura da estaca e o tamanho das sombras da estaca e da pirâmide, Tales pode determinar a altura da pirâmide.

Da Via Láctea ao Universo Sub-atômico

Curta essa viagem virtual, através do espaço da Via Lacta a uma distância de 10 milhões de anos-luz da Terra, em sucessivas ordens de grandezas, até o interior do universo microscópico, no interior celular e o universo sub-atômico dos elétrons e prótons. Clique aqui ou na figura.

Grupo FísicAnimada Na Feira de Ciências da EE Profª. Lacy Bonilha De Souza

No dia 4 de dezembro de 2008, o Grupo FísicAnimada, representado por Eloi Feitosa, Rosemara P. Lopes e Marcelino Belusi, esteve na Escola Estadual Profª Lacy Bonilha de Souza, em Ibitu (região de Barretos/SP), participando da Feira de Ciências da escola. Durante o evento, houve demonstração de experimentos de Física, de Química de Biologia em tempo real e em ambiente virtual. As atividades envolveram alunos do Ensino Fundamental (8º ano) e do Ensino Médio (1º ao 3º ano). Alunos do 3º ano construíram maquetes e confeccionaram cartazes para falar sobre tipos de poluição ambiental, sonora, visual; alunos do 1º ano testaram a condutividade em diferentes compostos químicos; alunos do 1º ao 3º ano utilizaram simulações virtuais para explicar fenômenos físicos de Mecânica, Ótica, Termodinâmica e Eletromagnetismo. O professor Eloi ofereceu uma palestra sobre o uso de experimentos virtuais como ferramenta de ensino-aprendizagem de Física e disponibilizou aos professores visitantes um CD-ROM com softwares utilizáveis off-line. Na foto ilustrativa vemos a apresentação de um dos alunos de experiências virtuais de ótica.