Aprendendo Física em Rede

Colégio Pedro II – Unidade Escolar Centro

Gabriel Riccioppo 17
Julianna Antunes 24
Ingrid Klug 21
Rosane Castainça 32
Rafaella Oliveira 31

1ª Série Turma: 106

Nosso grupo decidiu trabalhar em cima do 3º tema proposto “Força Centrípeta em Despositivos Domésticos” , especificamente, o ventilador de teto.
Iremos mostrar atraves de um experimento como a força centrípeta atua sobre o ventilador de teto.

Experimento:

O experimento se baseia em uma duas velas acesas colocadas nas extremidades de uma tábua qualquer sobre um suporte giratorio, simulando as pás de um ventilador, quando giramos as pás obervamos que a força centrípeta que atua sobre a chama da vela, sabendo que força centrípeta é a força resultante que puxa o corpo para o centro da trajetória em um curvilíneo ou circular, podemos perceber que a chama da vela se inclina para o centro da tábua.

Ventilador:

Para calcularmos a força centrípeta atuante sobre as pás de um ventilador de 2 pás utilizaremos a fórmula :

De acordo com as especificações de um ventilador, temos:

Rotação* = 420 rpm
Diâmetro* = 1,14m
Massa* = 2kg

Para calcularmos a velocidade linear do ventiladores temos que achar o comprimento da circunferência e multiplicar pelo números de voltas que ele completa em um minuto, ou seja:

Vl = 2r . rpm
Vl = 2.3,14.0,57.420
Vl  25 m/s

Com isso poderemos calcular a força centrípeta, multiplicando a massa do ventilador pela fórmula da aceleração centrípeta:

F = 2 .625 / 0,57
F = 2193N

* Baseados em um ventilador convencional de 2 pás.

Consultas, pesquisas e agradecimentos:

http://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a_centr%C3%ADpeta
http://www.ventiladorspirit.com.br/preto/faq.asp
http://www.google.com.br/

Colégio Pedro II – Unidade Escolar Centro
Trabalho de Física – 3ª Cerificação
Grupo: Jayne Medeiros, Melissa Melo, Agatha Gabriela e Eduarda Lira.
Turma: 104

Força Centrípeta em Dispositivos Domésticos

1. Máquina de Lavar:
   A máquina de lavar possui dois tambores de aço. O interno e o externo. No interno, o local onde se põem as roupas, encontramos o agitador no meio e em sua lateral encontramos furos, para que a água possa sair durante a centrifugação, que é o processo de secagem das roupas.
   Na centrifugação, o cilindro da máquina de lavar roupa roda a roupa molhada num círculo. Deste modo a força centrípeta, que gera o constante movimento rotativo das roupas, tem a seguinte formula: Fc = m4 ²f²r, pois ela também depende da freqüência em que a roupa está sendo batida.
   E como nesse mesmo tambor há uma série de furos, a água acaba saindo pela tangente, deixando assim a roupa mais seca.
   Como o tambor interno vibra durante o ciclo de lavagem, ele é montado de um modo que o impeça de bater nas outras peças da máquina.
   Na fase em que ocorre a centrifugação, o motor da máquina imprime ao tambor uma velocidade de até 1100 rotações por segundo. Quando aumentamos o número das rotações, estamos aumentando o valor da força centrípeta, obviamente. Portanto, a força centrípeta realizada deve ser muito elevada.
   Já sabemos que quando estamos no processo de centrifugação, as roupas rodam em círculo. Mas devemos saber também que o que as mantém neste movimento, é uma força de contato, que ocorre quando estas encostam no cilindro. Esta força funciona como centrípeta.
2. Aspirador de Pó:
   Dentro do aspirador de pó, encontramos projetado um ventilador, com a função de criar uma corrente de ar. Esta corrente move-se atrás de um bocal, que se encontra ligado à mangueira do aspirador. As hélices deste ventilador, através de sua rotação, produzem um vácuo parcial que se encontra no centro do ventilador. O ar é aspirado para esta região. E, quando dentro do aparelho, um filtro que se encontra neste, separa a poeira do fluxo de ar.
   Este vácuo obtido varia de acordo com o número de hélices no ventilador e o tamanho destas. Enquanto que o fluxo de ar varia de acordo com o tamanho do ventilador.
   Encontramos portanto, nas hélices, a atuação da força centrípeta. Sem estas, não conseguiríamos obter o vácuo necessário para puxar as partículas de poeira juntamente com o fluxo de ar. Portanto, a velocidade incutida nas hélices pode tornar o vácuo mais eficiente ou não. A rotação das hélices dá origem a uma força que desloca o ar da periferia, provocando vácuo parcial no centro do ventilador, uma região para a qual o ar é aspirado.
   Então, a formula para a força centrípeta ocorrente no aspirador seria: Fc = m(v²/r), pois ela depende do módulo da velocidade do aparelho.
3. Liquidificador:

O liquidificador é o eletrodoméstico que usamos para triturar e misturar alimentos ou líquidos em nossa cozinha. Ele está dividido em sete partes: a tampa, a jarra, as lâminas, a base, outra tampa que fica em baixo da jarra, trava e o interruptor multivelocidade.
O liquidificador tem um motor e a hélice está conectada ao seu eixo. Ao variar a corrente que chega ao motor, controla-se a velocidade da hélice.
A chave de velocidades múltiplas no liquidificador envia corrente ao motor de acordo com os botões de controle que são selecionados ou o período de tempo em que o reostato fica ligado. Mais corrente significa uma velocidade maior no motor. Colocar alimentos duros no copo do liquidificador e tentar triturá-los em baixa velocidade faz com que o motor queime.
Mas para que a hélice fique girando, é necessário que haja força centrípeta, nesta fórmula: Fc = m4 ²f²r, pois no liquidificador você pode escolher a freqüência em que deseja que seja triturado o seu alimento.

1. Microondas:

O funcionamento do forno de microondas ocorre da seguinte forma:
No interior do aparelho existe uma onda eletromagnética de freqüência igual a 2.450 MHz que é gerada por um magnetron e irradiada por um ventilador de metal, que fica localizado na parte superior do aparelho, para o interior do mesmo. Através do processo de ressonância as moléculas dos alimentos absorvem essas ondas, as quais fazem aumentar a agitação das moléculas, provocando assim o aquecimento dos alimentos.
O forno microondas, ao contrário dos fornos convencionais, aquece de dentro para fora, ou seja, o interior dos alimentos e não a superfície dele. O forno de microondas não fornece calor, ele atua diretamente sobre as moléculas que compõem os alimentos, no entanto após certo tempo o alimento aquecido pode aquecer o forno por condução.
O prato giratório fica localizado na câmara de cozimento, garantindo uma distribuição uniforme das microondas no alimento. O prato geralmente é constituído de vidro para permitir que as microondas o atravessem, alcançando os alimentos de todos os lados para garantir um cozimento uniforme. E esse prato só consegue girar através da força centrípeta que atua sobre ele da seguinte forma: Fc = mw²r.

Colégio Pedro II 1º Ano Turma: 102 Ano: 2008 d.C.

Bruno Ribeiro (09), Gustavo Chapim (16), Luiza Coelho (22), Ruan Ramos (32)

Licença: Novamente não foi aceita =/

Introduzindo (no bom sentido) o LHC

Uma circunferência com perímetro de 27 quilômetros e com instalações que chegam a 100 metros abaixo do solo não parece ser algo menor do que o mais ambicioso acelerador de partículas do planeta. Os mais de 150 milhões de detectores querem recriar condições semelhantes àquelas do Big-bang para tentarmos entender melhor a origem do universo. Para isso, partículas (prótons) são aceleradas até chegarem à velocidade da luz em pontos opostos do círculo do LHC de forma com que colidam liberem energia que seria equivalente ao Big-Bang. A criação deste experimento abre espaço para questionamentos como: Por que existiu mais matéria do que anti-matéria na formação do Universo (havia uma pequena diferença, pois senão as duas se aniquilariam e nunca iríamos existir)? Antes de qualquer questão, inclusive religiosas, temos que tentar entender como funciona esse Acelerador de Partículas tão polêmico.

LHC e a física

Uma vez que o aparelho foi construído em forma de um círculo, o movimento dos prótons em seu interior se descreve influenciado pela ação de forças como a centrípeta que seria uma força que age sobre o corpo em sentido do centro de curvatura.

Como estabelecido por Newton em sua segunda lei, a soma de todas as forças que interagem sobre um mesmo corpo equivalem ao produto da sua massa vezes a aceleração do movimento. Adaptando essa fórmula para a força centrípeta temos: Fc = m/R. V²

Massa dos prótons: 1,6 • 10-24
Raio da circunferência do LHC: 4,3 Km
Velocidade da luz: 299 792 458 m/s

Assim temos: F = (1,6 • 10-24) x 299 792 458²/ 4.300

F ≈ 0,0001438008285978908224
(considerando erros humanos e da calculadora do Windows – nunca se sabe né?)