domingo, 30 de outubro de 2011

O Berço de Newton


O berço ou pêndulo de Newton 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

Por vezes, não nos apercebemos que ele é idealizado para demonstrar a terceira lei de Newton e a conservação do momento linear. O mais curioso é que se encontra nos armários das nossas escolas servindo, a maior parte das vezes, unicamente como decoração.

quarta-feira, 6 de julho de 2011

Isaac Newton - Lei da Gravitação Universal

A lei da gravitação universal diz que dois objetos quaisquer se atraem gravitacionalmente por meio de uma força que depende das massas desses objetos e da distância que há entre eles.

Dados dois corpos de massa m1 e m2, a uma distância r entre si, esses dois corpos se atraem mutuamente com uma força que é proporcional à massa de cada um deles e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa esses corpos. Matematicamente, essa lei pode ser escrita assim:
onde:
F1 (F2) é a força, sentida pelo corpo 1 devido ao corpo 2, medida em newtons;

G é constante gravitacional universal, que determina a intensidade da força;

m1 e m2 são as massas dos corpos que se atraem entre si, medidas em quilogramas; 

e r é a distância entre os dois corpos, medida em metros;

A constante gravitacional universal foi medida anos mais tarde por Henry Cavendish. A descoberta da lei da gravitação universal se deu em 1685 como resultado de uma série de estudos e trabalhos iniciados muito antes.

Tomando como exemplo a massa de próton e um elétron, a força da gravidade será de 3,6 × 10-8 N (Newtons) ou 36 nN.

O estabelecimento de uma lei de gravitação, que unifica todos os fenômenos terrestres e celestes de atração entre os corpos, teve enorme importância para a evolução da ciência moderna.

sábado, 25 de junho de 2011

Philosophiae Naturalis Principia Mathematica

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Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (do latim: "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural", também chamado de Principia ou Principia Mathematica) é uma obra de três volumes escrita por Isaac Newton, publicada em 5 de julho de 1687.

Provavelmente o livro de ciências naturais de maior influência jamais publicado, ele contém as leis de Newton para o movimento dos corpos que formam a fundação da mecânica clássica assim como a lei da gravitação universal.

Ele demonstrou as leis de Kepler para o movimento dos planetas (que haviam sido obtidas empiricamente).

Na formulação de suas teorias da física, Newton desenvolveu um campo da matemática conhecido como cálculo. Entretanto, a linguagem do cálculo foi deixada de fora do Principia. Em vez de usá-lo, Newton demonstrou a maioria de suas provas com argumentos geométricos.

O Philosophiae Naturalis Principia Mathematica é composto de três volumes:

  • De motu corporum - Do movimento dos corpos
  • De motu corporum - Do movimento dos corpos (cont.)
  • De mundi systemate - O Sistema do Mundo

sexta-feira, 5 de novembro de 2010

Física

Física é a ciência que estuda os fenômenos naturais, especialmente no que concerne as propriedades e interações da matéria e da energia. Trata dos componentes fundamentais do Universo, as forças que eles exercem e os resultados destas forças. O termo vem do grego φύσις (physis), que significa natureza, pois nos seus primórdios ela estudava, indistintamente, muitos aspectos do mundo natural. A princípio a Física difere da Química ao lidar menos com substâncias específicas e mais com a matéria em geral, embora existam várias áreas em que estas cadeiras se cruzam, como a Físico-química (intimidade da matéria). Dessa forma, os físicos estudam uma vasta gama de fenômenos físicos, em diversas escalas de comprimento: das partículas subatômicas, das quais toda a matéria é originada, até o comportamento do universo material como um todo (Cosmologia).

A Física é uma das mais antigas disciplinas acadêmicas, talvez a mais velha de todas através da sua inclusão na astronomia. Ao longo dos dois últimos milênios, a física foi considerada sinônimo de filosofia, química e certos ramos da matemática e biologia mas durante a Revolução Científica no século XVI, ela tornou-se uma ciência única e moderna por mérito próprio. Contudo, em algumas áreas como a física matemática e a química quântica, as fronteiras da física mantêm-se difíceis de distinguir.

A Física é tanto significante como influente, em parte porque os avanços na sua compreensão foram muitas vezes traduzidos em novas tecnologias, mas também porque as novas ideias na física muitas vezes ressoam com as outras ciências, matemáticas e filosóficas. Por exemplo, avanços na compreensão do electromagnetismo influenciaram directamente o desenvolvimento de novos produtos que transformaram dramaticamente a sociedade moderna. (ex: televisão, computadores e eletrodomésticos); avanços na termodinâmica influenciaram o desenvolvimento do transporte motorizado; e avanços na mecânica inspiraram o desenvolvimento do cálculo.

Como ciência, a Física faz uso do método científico; tem por linguagem natural a Matemática e vale-se da Lógica e sobretudo da coerência obrigatória entre idéias e fatos naturais (inerente ao método científico) para a contrução e apresentação dos conceitos, modelos e teorias associados a esta cadeira.