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.