Simulador de Refração e Reflexão da luz

Hoje dia 9/09 usamos um simulador de refração e reflexão da luz, no laboratório de informatica, cujo link está abaixo:


 http://phet.colorado.edu/en/simulation/bending-light


 A seguir mostraremos uma tabela de como foi usado o simulador em classe.

Exercícios sobre Trocas de Calor.

A seguir estaremos postando 4 exercícios referentes ao resumo postado sobre Trocas de Calor. Os exercícios estarão acompanhados com a resolução. 

1-)Dois corpos ao trocarem calor entre si, entrando em equilíbrio térmico.Assim porque a soma algébrica das quantidades de calor trocadas entre eles é nula?

Porque podemos avaliar que Qx é negativo, enquanto Qy é positivo, porque a temperatura de X diminui enquanto de Y aumenta. Assim, em acordo com os sinais dos resultados das quantidades de calor cedidas e absorvidas, podemos escrever:

Qx + Qy = 0

2-)Qual a funçao dos isolantes térmicos?

Geladeiras de isopor e garrafas térmicas são utilizadas com o objetivo de manter constante a temperatura dos corpos que armazenam, e são exemplos de bons isolantes térmicos, mas não atingem completamente seu objetivo, de manter a temperatura da água quente na garrafa térmica e o sorvete gelado na geladeira de isopor

3-)Se em um recipiente isolado termicamente um corpo X, à temperatura Tx  é colocado em contanto com outro corpo Y, à temperatura Ty e se Tx passar a diminuir, podemos afirmar que: 

(Todas respostas estao certas) 

- a temperatura inicial de X é maior que a inicial de Y, portanto durante o contato entre os corpos, uma quantidade de calor flui de X para Y; (Tx>Ty)

- a transferência de calor de X para Y fará com que o corpo X diminua sua temperatura, enquanto Y aumenta; (Tx diminui e Ty  aumenta)

- a transferência de calor se encerra quando os corpos X e Y estão à mesma temperatura. (Tx=Ty)

Sendo Qx a quantidade de calor liberada pelo corpo X, e Qy a de calor do corpo Y, temos, em valores absolutos, Qx=Qy .

4-)Quando um corpo esta em equilíbrio térmico? Dê exemplos.

Corpos em diferentes temperaturas, quando colocados em contato, tendem a igualar suas temperaturas após certo tempo, ou, especificamente falando, tendem a entrar em equilíbrio térmico. Um exemplo disso é uma carne, que foi aquecida pelo forno, começa a diminuir sua temperatura no momento em que é retirada de dentro dele; continua a diminuir quando é colocada ao prato, e diminui ainda mais quando é colocada na geladeira.

Trocas de Calor e Equilíbrio Térmico.

A seguir estaremos postando um resumo, sobre Trocas de calor e Equilíbrio térmico, cujo tema foi selecionado em sala de aula, dividindo o assunto para os grupos. O nosso grupo (nº6) pegou este tema. No fim dessa postagem, terá um link, para aqueles que quiserem baixar o arquivo com o resumo apresentado aqui.

 Isolamento Térmico

Geladeiras de isopor e garrafas térmicas são utilizadas com o objetivo de manter constante a temperatura dos corpos que armazenam, e são exemplos de bons isolantes térmicos, mas não atingem completamente seu objetivo, de manter a temperatura da água quente na garrafa térmica e o sorvete gelado na geladeira de isopor.

Quando um corpo inserido em um perfeito isolante térmico , o valor de sua temperatura é mantido constante por tempo indefinido, dizemos que esse corpo está contido num recipiente termicamente isolado, onde não troca calor com o meio externo.

Um equipamento com objetivo semelhante ao da geladeira e da garrafa térmica, que evita a troca de calor do seu interior com o meio externo, é chamado de calorímetros.

“Um calorímetro ideal é aquele que não permite a troca de calor entre seu conteúdo e o meio ambiente, e seu interior pode ser considerado um recipiente isolado termicamente.”

Trocas de Calor e Equilíbrio Térmico

Corpos em diferentes temperaturas, quando colocados em contato, tendem a igualar suas temperaturas após certo tempo, ou, especificamente falando, tendem a temperatura de equilíbrio térmico. Um exemplo disso é uma carne, que foi aquecida pelo forno, começa a diminuir sua temperatura no momento em que é retirada de dentro dele; continua a diminuir quando é colocada ao prato, e diminui ainda mais quando é colocada na geladeira.

Exemplo:

- Se em um recipiente isolado termicamente um corpo X, à temperatura T_x  é colocado em contanto com outro corpo Y, à temperatura T_y e se T_x passar a diminuir, podemos afirmar que:

- a temperatura inicial de X é maior que a inicial de Y, portanto durante o contato entre os corpos, uma quantidade de calor flui de X para Y; (T_x>T_y)

- a transferência de calor de X para Y fará com que o corpo X diminua sua temperatura, enquanto Y aumenta; (T_x diminui e T_y  aumenta)

- a transferência de calor se encerra quando os corpos X e Y estão à mesma temperatura. (T_x=T_y)

Sendo Q_x a quantidade de calor liberada pelo corpo X, e Q_y a de calor do corpo Y, temos, em valores absolutos, Q_x=Q_y .

Se considerarmos, no entanto, que não houve mudança no estado físico dos corpos X e Y, as quantidades de calor envolvidas nas trocas descritas podem ser calculadas através da equação fundamental da calorimetria:

Q = m . c. ∆T

Sendo:

Q= quantidade de calor

m= massa do corpo

c= caloria liberada

∆T= variação da temperatura

Desse modo podemos avaliar que Q_x é negativo, enquanto Q_y é positivo, porque a temperatura de X diminui enquanto de Y aumenta. Assim, em acordo com os sinais dos resultados das quantidades de calor cedidas e absorvidas, podemos escrever:

Q_x + Q_y = 0

“Quando dois corpos trocam calor entre si, ao ser atingido o equilíbrio térmico, a soma algébrica das quantidades de calor trocadas entre eles é nula.”

Exemplo1: duas massas de agua, temperaturas e quantidades diferentes, sejam misturadas e colocadas em um calorímetro ideal.

Dados:

Massa 1: m=200g; T₀=15°C

Massa 2: m=600g; T₀=65°C

Calor específico da água= 1,0 cal/g °C

Supondo que haverá só troca de calor ente as massas de água, vamos obter a temperatura final do equilíbrio (T_F), lembrando que esse valor procurado será intermediário entre as temperaturas das duas massas, ou seja, estará compreendido entre 15°C e 65°C.

Massa 1:

Q = m . c. ∆T

Q₁= 200×1×( T_F – 15)

Q₁=200 T_F – 3000

Massa 2:

Q = m . c. ∆T

Q₂= 600×1×( T_F – 65)

Q₂= 600 T_F – 39000 

  

Q₁ + Q₂ = 0

(200 T_F – 3000) + (600 T_F – 39000) = 0

Dividindo tudo por 100 temos:

2 T_F – 30 + 6 T_F – 390 = 0

8 T_F = 420

T_F = 420/8

T_F = 52,5°C

Exemplo2: Lançamos um cubo de gelo de 50g, com temperatura -10°C a um copo de água de 250ml, com temperatura 20°C. supondo que a troca de calor ocorra apenas entre a água e o gelo, qual será a temperatura final da água, após ter sido atingido o equilíbrio térmico?

Dados:

Gelo: m=50g; T₀= -10°C; calor específico = 0,5 cal/g °C; calor latente de fusão= 80 cal/g; temperatura de fusão= 0°C

Água: m= 250g (d= 1g/mL); T₀= 20°C; calor específico= 1 cal/g°C

Gelo de -10°C a 0°C

Q = m . c. ∆T

Q_(gelo1)= 50 × 0,5 × [0 -  (-10)]= 250cal

Gelo fundindo-se:

Q = mL

Q_(gelo2)= 50 × 80 = 4000cal

Para que haja fusão de todo gelo será necessário que ele absorva 250 + 400 =4250cal da água que foi lançado. Supondo que isso ocorra, teremos em seguida à fusão, duas massas de agua, sendo uma delas de 50g a 0°C, e outra de 250g, que estava incialmente à 20°C.

 Q_(gelo1) + Q_(gelo2) + Q_(água1) + Q_(água2) = 0

250 + 4000 + 50 × 1 × (T_F – 0) + 250 × 1 × (T_F – 20) = 0

4250 + 50 T_F + 250 T_F - 5000 = 0

300 T_F = 750

T_F = 2,5°C

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Abaixo está o link para download do resumo. Arquivo do Word.

http://www.megaupload.com/?d=CZBFHY8E

Conceitos básicos para o Carrinho de Ratoeira

Na última quinta feira, dia 25/08/2011, tivemos em sala de aula, uma explicação sobre o novo projeto de Iniciação tecnológica do 3º trimestre. O carrinho de ratoeira.

Fomos até o laboratório de informatica, e por slides mostrados pelo professor, conseguimos ter uma noção básica de como será esse novo projeto. Teremos que nos dedicar, e ter a persistência necessária para conseguirmos bons resultados. 

Carinho de ratoeira

No 3º trimestre, haverá a confecção de um novo projeto de Iniciação tecnológica. O Carrinho de Ratoeira. Segue abaixo, o link para download, de um slide, feito em Power Point, dos conceitos para a construção do projeto.

http://www.megaupload.com/?d=6UXLJZPI

Hoje, dia 6/08 ocorreu na Chácara rural do Colégio IDESA, a competição oficial de Foguetes a água (até 400ml). Os resultados foram ótimos. O grupo campeão sem dúvida nenhuma, mereceu com todos os méritos, ter ganhado. O lançamento deles foi um espetáculo, um show! O nosso grupo, ficou em 2o lugar na competição, conseguindo o primeiro lugar da sala. A competição em geral foi sensacional. Uma competição que com certeza marcou a vida de todos que participaram.

Segue abaixo os resultados:

Col	Grupos	Sala	1ª Marca	2ª Marca	Marca (s)
1º	2	D	7,03	27,53	27,53
2º	6	A	9,83	26,13	26,13
3º	4	A	14,77	1,03	14,77
4º	3	E	10,13	7,87	10,13
5º	1	C	9,33	2,83	9,33
6º	6	B	2,17	8,97	8,97
7º	1	A	2,27	8,93	8,93
8º	1	E	4,37	8,67	8,67
9º	3	D	2,47	8,25	8,25
10º	7	C	2,17	8,03	8,03
11º	7	D	2,73	7,47	7,47
12º	3	C	3,27	6,83	6,83
13º	5	E	3,40	6,37	6,37
14º	3	B	-	5,90	5,90
15º	7	E	5,37	2,57	5,37
16º	4	C	2,03	5,20	5,20
17º	4	D	5,17	3,17	5,17
18º	2	B	4,03	2,37	4,03
19º	3	A	1,50	3,80	3,80
20º	9	B	3,50	2,03	3,50
21º	1	D	-	3,50	3,50
22º	1	B	-	3,30	3,30
23º	10	B	2,03	2,47	2,47
24º	5	A	-	2,30	2,30
25º	6	E	1,70	2,20	2,20
26º	5	D	-	1,90	1,90
27º	5	B	-	1,60	1,60
28º	4	E	-	1,00	1,00
29º	2	E	-	-	-

Relatório final - Foguete a Água (Correção)

Foi detectado no Relatório final do Foguete a Água, um erro no cálculo da força realizada sobre o foguete (item 4).

Nessa postagem iremos corrigir esse erro no cálculo.

1 - Descrição do Projeto (passo a passo) da base, do foguete e do paraquedas.

Toda a descrição da construção da base foi tirada de um arquivo no site da escola, em função de a construção da base do grupo 6 ter sido construida seguindo à risca as orientações do PDF.

Quem desejar abrir o PDF, clique abaixo:

PDF - Construção da Base.

-A base foi construída através dos passos que são passados no 'Kit Básico' de Lúcio da Silva Barbosa (Modelo 2009) . Materiais simples, funcionais e o mais importante, muito acessíveis.

O Passo a Passo será mostrado abaixo, como é mostrado no arquivo que foi disponibilizado pelo professor:

Os materiais utilizados para a construção da base, são:

- Barbante: 6 metros

- Abraçadeira de nylon: 8

- Rolha de cortiça: 1

- Fita isolante

- Mangueira de ar ¼: 3 metros

- Abraçadeira de Ferro: 1

- Bico de pneu de bicicleta: 1

- Cano de água T ¾: 1

- Cano de água ¾: 6 centímetros

- Chapa de madeira: 15x10 cm²

- Parafuso sextavado com porca: 4

- Cano esgoto 40: 3,5 centímetros

- Cola super bonder

 
Inicio da montagem:

- Fazer quatro furos na chapa de madeira, distantes de maneira que o cano de água T ¾ possa ser prendido e colocar os quatro parafusos sextavados.

- Encaixar o cano T com o cano de 6cm.

- Cortar 6 abraçadeiras de nylon no tamanho de 8cm.

- Colar com super bond, no cano de 6cm de maneira que elas fiquem

eqüidistantes no perímetro do cano. Importante observar que a parte quadrada

maior da abraçadeira deve ficar para dentro como mostra a ultima figura.

- Passar duas abraçadeiras para fixá-las no cano de modo que os nós (parte

quadrada) fiquem um abaixo do outro (na figura central eles estão opostos),

para não atrapalhar o funcionamento da trava.

- Passar fita isolante ao redor das abraçadeiras.

- Fixar o cano T (já montado no passo anterior) na chapa de madeira (1° passo) e colocar as porcas nos parafusos para prender o cano. Importante observar que se os parafusos ficarem muito próximos, o cano entrará mais apertado, com isso, utilize um martelo e bata nas saídas inferiores do cano de modo a não danificar o mesmo e que consiga encostar todo o cano na chapa.

- Pegar o barbante de 6m e dobra-lo ao meio e fazer dois furos no cano de esgoto, de modo que fiquem opostos e 1cm da extremidade do cano.

- Passar uma ponta do barbante entre a porca e o cano T e a outra ponta no lado oposto, conforme a figura do meio, caso fique difícil, retire a porca depois recoloque, de modo que o barbante passe e não prenda.

- Amarrar as pontas do barbante nos furos do cano de esgoto.

- Prender o bico de pneu de bicicleta em uma extremidade da mangueira de 3m utilizando a abraçadeira de ferro.

- Passar a outra extremidade da mangueira dentro do cano.

- Furar a rolha de cortiça e colocar na mangueira.

Observações:

- Realizar testes para controlar os vazamentos ocasionados pela rolha. Esse controle pode ser feito adicionando fitas para prender melhor a rolha na mangueira, ou utilizar lixas para afinar a rolha se ela estiver muito apertada, trocar a rolha caso ela esteja muito danificada.

- Importante lembrar que as garrafas têm ‘bocas’ diferentes, com isso, se a rolha ficar excelente para algumas garrafas, ela pode ficar apertada ou larga em outras.

- Prender a base em outra chapa de madeira para ela não andar quando a trava for puxada.

Fonte:

http://www.idesa.com.br/disciplinas/fisica/download/KitLucio.pdf (Acesso em 27/06 as 19:00)

Construção do Foguete/Paraquedas

No foguete, o que se pode adicionar para aumentar sua estabilidade são as aletas verticais. Ainda não construímos nenhum foguete com estas aletas, apesar de acharmos que até o dia da competição, elas estejam no foguete.

Quanto ao paraquedas, nós fizemos vários modelos com materiais diferentes e tamanhos diferentes. O que mais se sobresaiu, foi com um saco de lixo especial, muito fino, e resistente. A confecção deste paraquédas será mostrada a seguir :

Temos um saco de lixo já cortado, em forma de quadrado (tamanho à escolha).
1-Dobramos este quadrado ao meio, pela diagonal.
2-Formado um triângulo, dobramos denovo ao meio.
3-Irá formar-se outro triângulo, e deste, dobre ao meio novamente.
4-Tendo este triângulo menor formado, agora preste atenção para a dobra, e em seguida para o corte. Você irá pegar a ponta número 1 e irá movimenta-la, até o ponto x de forma linear, para sobrar uma ponta.
5-Assim dobrado, recorte a ponta que sobrou. (linha branca)
6-Recorte de forma circular a extremidade maior do que restou(linha branca).
7-Antes de abrir a dobradura, faça um furo pequeno (suficiente para passar um barbante) no ponto vermelho indicado.

(Clique na imagem para ampliar)

Abra toda a dobradura, e com os 8 furos feitos, amarre um barbante em cada furo, e as outras 8 pontas, prenda com fita crepe/fita isolante no fundo da garrafa (foguete) de maneira que os fios fiquem equidistantes.
Para calcular o tamanho do fio que vai até o foguete, pegue o valor do raio do paraquedas e multiplique por 1,5.

2- Tabelar número de testes realizados e desempenho do foguete em cada um deles.

No total até hoje, dia 27/06/11, o grupo 6 do 2º EM A deve ter realizado, contando todos os lançamentos,  aproximadamente 70 testes. 

Começamos , logo após montar a base, a lançar os foguetes sem o paraquedas, para termos uma ideia de quão alto o foguete iria, e qual seria a sincronia no bombeamento e liberação da trava. 

Os testes sem o paraquedas, são completamente diferentes dos com o paraquedas. Para quem só lança sem paraquedas, quando resolve adiciona-lo ao foguete, vê que realmente é começar do zero. Novos problemas surgem, e novas soluções também. 

O desempenho do foguete com o paraquedas no começo dos testes, estava nos preocupando, porém, agora estamos um pouco mais satisfeitos com os resultados, apesar de ainda querermos melhorar muito até o dia 6 de agosto (dia da competição oficial de 2011). 

3-Descrever Problemas Ocorridos e Soluções Propostas. 

No inicio do projeto estavamos com problemas na sincronia entre o bombeamento e a liberação da trava, pois hora a pressão era muita, hora era pouca. Mas solucionamos isso com a prática. Quanto mais fomos testando, melhor foi ficando essa sincronia.

Até agora, podemos dizer que nosso maior problema foi com vazamentos, sendo de ar, entre a bomba e a mangueira, ou de água, entre a garrafa e a rolha de cortiça.

Os dois foram solucinados com o uso da fita veda-rosca, que no caso do ar, travou melhor o bico e a 'travinha' da bomba, no bico de pneu de bicicleta, encontrado na mangueira. Já no caso da água, vimos que com a mesma rolha de cortiça sendo usada muitas vezes, ela molhava muito, e esfarelava. Vimos que o ideal, era que a rolha não molhasse, além de ter que ganhar algum volume lateral para entrar na boca da garrafa e ficar mais dificil a água sair. Cobrimos a rolha com fita veda-rosca, de forma que ela possa ser utilizada pelo menos 3 ou 4 vezes, antes de a fita rasgar e a cortiça molhar. Após isso acontecer, trocamos a fita, e deixamos a rolha seca, firme e bem volumosa. 

4-Cálculo da Força realizada sobre o Foguete (corrigido)

Raio (R) = 3 cm = 0,03 m

π = 3,14

pressão (p) mais utilizada = 6 bar = 600000 Pa

π.R² = área do círculo

Cálculo da força (F)

p=F/A

F=p.A

F=p.π.R²

F=600000 . 3,14 . 0,03²

F= 1884000 . 0,0009

F= 1695,6 N

 

5- Conclusão do Trabalho.

Em síntese, vimos que todo este processo que estamos passando de montagem e cálculos para com o foguete, nos rendeu muito trabalho. Podemos dizer que está sendo difícil. Pelo menos para o nosso grupo está trabalhoso. Mas fora toda essa dificuldade, acreditamos que o trabalho que tivemos e estamos tendo, irá nos fornecer um resultado muito bom. É o que acreditamos. Estamos dando tudo de nós neste projeto, e é por isso que gostariamos de obter algo satisfatório. 

Com todos os testes e problemas que já resolvemos , temos em mente, que nas férias, teremos tempo e poderemos aperfeiçoar bastante o nosso projeto, e chegar no dia da competição oficial, bem confiantes e seguros, para tudo o que vier.