quarta-feira, 7 de novembro de 2012
terça-feira, 23 de outubro de 2012
Evolução dos Foguetes
A evolução dos foguetes
Segundo a própria Nasa, foram os chineses os primeiros a criar os foguetes da maneira como conhecemos. Usando a pólvora, bem conhecida no país devido aos fogos de artifício, o povo oriental usou "flechas de fogo" durante a batalha de Kai-Keng, em 1232, contra os mongóis. Era basicamente um tubo aberto em uma ponta e recheado de pólvora. Desde então, a evolução desse sistema só continuou. Por um lado, pela guerra, mas, por outro, a ciência deu alguns dos maiores impulsos dos foguetes.
Veja a seguir a evolução dos foguetes com uso científico e algumas das principais evoluções desde sua criação até os equipamentos utilizados nos dias de hoje.
Ilustrações: Arte / Terra
Fontes: Nasa ESA Centro Espacial de Samara China Great Wall Industry Russian Space WebAnos 20 e 30 - Goddard
O americano Robert H. Goddard (que dá nome a um dos principais centros de pesquisa da Nasa) é um dos pioneiros na criação de foguetes. Ele que introduziu o uso de combustível líquido e o uso de estágios durante os lançamentos. Na imagem, ele aparece ao lado do primeiro foguete com combustível líquido, nos anos 20.1944 - V2
Tamanho: 14 m Criado com fins militares pelos cientistas do exército alemão, o V2 aterrorizou muitos ingleses no final da Segunda Guerra. Contudo, com o fim do conflito, americanos e soviéticos investigaram o projeto alemão e os foguetes de ambos os lados começaram a se basear no avanço feito pelos alemães - e levaram os cientistas junto para ajudar na criação de novos equipamentos.1945 - Wac Corporal
Tamanho: 5 m Antes de usarem os V2 e a receberam ajuda dos cientistas alemães, os americanos já estudavam a criação de outro foguete. O Wac Corporal (segundo a Nasa, o primeiro foguete para pesquisa científica) foi lançado em 1945 para estudos meteorológicos. O desenvolvimento dele e o conhecimento gerado pelo V2 levaram à criação dos demais foguetes americanos.1957 R-7 (Sputnik)
Tamanho: 31,07 m Os soviéticos também se aproveitaram do V2 e dos cientistas alemães e passaram à frente dos americanos. O primeiro foguete a levar uma carga ao espaço pertencia à família R-7 (que até hoje vive). O lançamento foi responsável por colocar o Sputnik em órbita, o primeiro satélite feito pelo homem no espaço.1959 - R-7 8K72 (SS-6 Sapwood)
Tamanho: 31 m Os soviéticos novamente impressionaram ao levaram pela primeira vez uma sonda à Lua. A espaçonave Luna foi impulsionada por mais um foguete da família R-7 (o 8K72, conhecido no ocidente como SS-6 Sapwood) e passou pelo nosso satélite natural em 1959. No mesmo ano, a Luna 2 colidiu contra o solo da Lua, após ser lançada por um foguete do mesmo modelo1961 - Vostok 1
Tamanho: 38,36 m Este foguete é derivado do mesmo que levou a primeira sonda à Lua, mas carregava uma carga bem mais simbólica: Yuri Gagarin, o primeiro homem a ir ao espaço. O foguete e a espaçonave tinham o mesmo nome e o voo durou uma hora e quarente e oito minutos.1962 - Atlas-Agena
Tamanho: 36,6 m O foguete foi responsável Atlas e o veículo Agena foram responsáveis pelo lançamento de muitas sondas à Lua, das missões Gemini (que serviram como preparação para as Apollo), mas foram marcados pela Mariner 2 - a primeira espaçonave a chegar a outra planeta (Vênus), em 1962.1969 - Saturn V
Tamanho: 111 m (o equivalente a um prédio de 36 andares) Para ir à Lua, os Estados Unidos precisaram do maior foguete de todos os tempos, maior que a Estátua da Liberdade. Totalmente carregado e abastecido, o Saturn V tinha 2,8 milhões de kg. Com a quantidade de combustível que o foguete gastava durante um lançamento, um carro poderia dar a volta no planeta 800 vezes. Foi responsável pelo lançamento da Apollo 11 (1969) e de todas as missões tripuladas à Lua1969 - N1
Tamanho: 105 m A tentativa da União Soviética de bater os Estados Unidos na corrida até a Lua não deu em nada. Os testes do N1 entre 1969 e 1972 foram desastrosos. O programa para o desenvolvimento total do gigante soviético foi, então, cancelado.1981 - Ônibus espacial
Tamanho: 37,1 m Após ir à Lua, o objetivo da Nasa era criar um foguete reaproveitável. Até os ônibus espaciais, os foguetes viravam lixo espacial ou eram desintegrados na reentrada. Além do próprio ônibus, dois foguetes auxiliares - que se soltavam durante o lançamento - caíam no Atlântico, desacelerados por paraquedas, e eram recuperados por barcos. Contudo, o tanque de combustível ainda era destruído na reentrada.1988 - Buran
Tamanho: 36,37 m Em 1976, a União Soviética decidiu responder ao projeto de criação dos ônibus espaciais. O desenvolvimento do Buran, do ponto de visto técnico, deu certo e ele fez seu primeiro voo - e único voo - em 1988. Mas logo após essa decolagem, o programa ficou sem dinheiro e o governo viu que era caro demais para continuar recebendo recursos. Apesar disso, o Buran só foi oficialmente cancelado em 1993.Atualidade:
Ariane 5 ECA Tamanho 53 m O modelo de foguete utilizado pela Agência Espacial Europeia (ESA) é capaz de levar 9,6 t de equipamento ao espaço e pesa 780 t. Essa família de foguetes começou em 1979, com o Ariane 1, que tinha uma capacidade de 1,83 t.Souyz
Tamanho: 47 m O foguete russo é atualmente o único capaz de levar astronautas à Estação Espacial Internacional (ISS), já que os ônibus espaciais foram aposentados. É o irmão mais novo da família R-7 de foguetes, aquela desenvolvida nos anos 50.Atlas V
Tamanho: 26,5 m Sem possibilidade de mandar astronautas ao espaço, a Nasa conta com cinco modelos para enviar cargas ao espaço - Delta II e IV, Pegasus, o Taurus e o Atlas V. O último, um dos mais importantes, é o último modelo da clássica família de foguetes e é responsável pelo lançamento de algumas das mais importantes sondas da agência. A última delas foi a Curiosity, com destino a Marte.LM-3A
Tamanho: 52,5 m,
Despontando como possível nova potência espacial, a China tem vários modelos de foguete em funcionamento - e planeja muitos outros. Daqueles em utilização, o LM-3A tem uma das maiores capacidades de carga: 2,6 t. Além disso, já participou de 16 missões com sucesso.
Unha-3
Foguete de longo alcance norte-coreano de trêss estágios, 91 toneladas e 30 m de longitude. Esse será o terceiro lançamento ao espaço de um foguete de longo alcance norte-coreano - os dois anteriores aconteceram em 1998 e 2009 - viola a resolução 1718 do Conselho de Segurança da ONU, que proíbe o país comunista de realizar testes balísticos.
FONTE e INFOGRÁFICO: AQUIterça-feira, 16 de outubro de 2012
segunda-feira, 15 de outubro de 2012
Pêndulo de Latas
Pêndulo de latas - Objetivo
Mostrar a repulsão entre cargas de mesmo nome usando latas de refrigerantes.
Material
Duas latas vazias de refrigerante; linha de pesca No 20; bastões para eletrização; lã, seda, flanela etc.; suporte.
Montagem
Eletrize as latas de refrigerante mediante o contato com um bastão isolante (vidro, plástico, ebonite etc.) previamente eletrizado (por atrito com seda, lã, flanela etc.). Coloque várias regiões do bastão em contato com uma das latas (não se esqueça que cargas não fluem num bastão isolante e sim ficam 'presas' em suas várias regiões).
Faça o experimento em dias secos. Constate a repulsão entre as latas, após adquirirem cargas de mesmo sinal.
Dança das bolinhas - Objetivo
Os efeitos da repulsão eletrostática podem ser bem evidenciados usando um equipamento bem simples, de construção caseira. A dança das bolinhas é realmente uma demonstração efetiva desse fenômeno.
Montagem
Consta de uma moldura (quadro) de madeira envolvido por filme plástico comum de uso culinário; no interior do quadro colocamos bolinhas de isopor.
Procedimento
Quando o plástico do topo do aparelho é atritado (e aqui podemos utilizar vários tipos de materiais, destacando a série tribo elétrica) as bolinhas pulam para o plástico e a seguir caem ao sabor da gravidade. É uma dinâmica bem atrativa.
Teatrinho Mágico
Teatrinho Mágico - Atividade Experimental sobre Óptica
Este experimento foi um dos experimentos realizados entre os dias 18 e 26 de outubro de 2010, durante o projeto de física "Óptica - Um mundo de luz e cores diante dos nossos olhos", ministrado por mim e pelas minhas colegas de faculdade Cassiana Alves e Silvana Pacheco, juntamente com os alunos da Escola Estadual de Ensino Médio Maria Teresa Vilanova Castilhos (Polivalente). Os alunos mostraram seus conhecimentos prévios sobre as questões abordadas no teste de concepção intuitiva, e em seguida foi realizado o enfrentamento destas com o que foi visto no experimento, e a partir disto um conhecimento sólido pode ser construído.
Concepção intuitiva:
1. À noite, quando você olha para o vidro da janela do seu quarto, quando a luz está acesa, o que você vê?
2. Apague a luz e olhe através do vidro. O que você vê?
3. Por que a noite vemos o reflexo no vidro quando a luz está acesa, e quando apagamos os objetos refletem com menos intensidade?
4. E durante o dia, por que os objetos não refletem tanto no vidro?
Material:
Caixa de papelão ou de madeira (por exemplo, 30x30x40cm);
Pedaço de vidro (no caso, 28x38cm);
2 lanternas a pilha;
Cartolina preta (fosca) e colorida (opcional);
2 bonecos pequenos ou objetos divertidos;
Papelão reforçado ou madeira fina (tampa);
Fita crepe;
Cola branca ou bastão.
Faça uma abertura numa das paredes da caixa (20x20cm) para o palco, como indicado na figura. Forre o interior da caixa com cartolina preta. Faça uma tampa para a caixa (use papelão reforçado ou madeira fina) com dois furos nas posições indicadas para encaixe justo das duas lanternas. Coloque o vidro na vertical, em diagonal e fixe-o nas paredes internas da caixa com fita crepe. Posicione os dois bonecos ou objetos disponíveis como indicado e tampe a caixa, com as lanternas encaixadas nos furos. Para tornar o teatrinho ainda mais atraente basta recobrir as paredes externas da caixa com cartolina colorida e figuras decorativas.
Como podemos ver neste experimento somente uma das bonecas estão visíveis através do palco do nosso teatro. Porém quando acendemos a lanterna que está localizada em cima da boneca que não está no campo visível do palco, conseguimos ver a imagem desta refletida no vidro. O que ocorre neste experimento é bem parecido com o que ocorre quando estamos em nosso quarto à noite, e olhamos para o vidro da janela. Quando estamos com a luz acesa conseguimos ver o reflexo dos objetos que estão a nossa volta, e que também estão sendo iluminados. Isso ocorre pelo fenômeno da reflexão. E porque este fenômeno, durante o dia não é tão acentuado como à noite? À noite, com o quarto iluminado, é possível ver os objetos por reflexão numa vidraça melhor do que durante o dia. Isso ocorre porque, à noite diminui a parcela de luz refratada, proveniente do exterior.
Experimento retirado do livro:
VALADARES, Eduardo Campos. Física mais que divertida. Belo Horizonte: Editora UFMG, 2005
Periscópio
Periscópio
Periscópio é um instrumento óptico utilizado pelos submarinos, que possibilita enxergar o que acontece sobre o nível do mar. Eleva o campo visual a uma determinada altura. Sua aplicação vai desde olhar por cima do muro até observar um desfile nos dias festivos, com toda uma multidão pela frente a atrapalhar sua visão direta.
Materiais:
Cartolina preta ou papelão recoberto com papel preto;
2 espelhos planos comuns de 9 cm por 14 cm;
Régua;
Tesoura;
Cola.
Passo a Passo:
Obter a cartolina preta (ou papelão) e cortá-la nas medidas 43 cm por 66 cm. Traçar as linhas de referência e cortar a cartolina nas regiões indicadas em amarelo. Vincar a cartolina segundo as linhas marcadas em vermelho. Fechar a dobradura e observar se houve alguma falha nos cortes ou nos vincos e apreciar como deverá ficar a montagem final. Colocar os espelhos no interior da montagem, ajustando-o para a inclinação correta; verificar o funcionamento mesmo antes de colar a última face da caixa. Usar cola ou fitas adesivas para fixar tanto o espelho nas laterais internas da caixa como para o fechamento final da caixa.
Por que vemos a imagem como ela realmente é no periscópio e não invertida como em um espelho plano?
A associação de espelhos planos nos permite construir vários aparelhos. Um deles, didaticamente bastante interessante, é o periscópio. Sua aplicação vai desde 'olhar por cima do muro' até observar um desfile nos dias festivos, com toda uma multidão pela frente a atrapalhar sua visão direta.
Este modelo didático tem como princípio básico a reflexão da luz.
Os espelhos planos fornecem, a partir da luz proveniente de um objeto real, uma imagem virtual, do mesmo tamanho do objeto e simétrica ao objeto, em relação ao espelho.
No periscópio temos dois espelhos planos associados de modo que suas faces refletoras são paralelas. O raio de luz reflete-se no primeiro espelho, reflete-se no segundo e sai na mesma direção do raio incidente original. Esse é o princípio de funcionamento do periscópio.
Caleidoscópio
Caleidoscópio
Um caleidoscópio ou calidoscópio é um aparelho óptico formado através da associação de espelhos planos, em forma de um prisma triangular. Através do reflexo da luz exterior nos espelhos inclinados, apresenta, a cada movimento, combinações variadas e agradáveis de efeito visual.
O nome "caleidoscópio" deriva das palavras gregas καλός (kalos), "belo, bonito", είδος (eidos), "imagem, figura", eσκοπέω (scopeο), "olhar (para), observar".
Associação de espelhos planos
Associação de espelhos planos
Associando espelhos em 90° formam-se 3 imagens
Um espelho plano dá apenas uma imagem de cada objeto. Unindo-se dois espelhos planos, de fato que eles formam um ângulo entre si, notam-se duas ou mais imagens. O número de imagens é resultado de várias reflexões nos dois espelhos, e aumenta conforme diminui o ângulo entre eles. Dertemina-se o número de imagens através da fórmula:
onde n é o número de imagens formadas e α o ângulo formado entre os espelhos.
Objeto e Imagem tem o mesmo tamanho
Experimento mostra que a imagem formada em espelhos planos tem o mesmo tamanho do objeto
Quando nos olhamos através de um espelho plano, somos capazes de observar uma imagem nítida de nós mesmo. Se olharmos com mais atenção, poderemos ver que tanto nós quanto a nossa imagem nos encontramos à mesma distância da superfície do espelho.
É bem simples entender isso: se você está escovando os dentes a 40cm do espelho, a sua imagem estará a 40cm dentro do espelho.
Materiais:
• Um espelho plano retangular;
• Dois objetos idênticos como dois lápis ou duas canetas;
• Folha de papel em branco;
• Lápis, régua, transferidor;
• Local plano, como uma mesa.
Inicialmente, os alunos do grupo deverão colocar uma folha de papel sobre a mesa e marcar uma reta e um ponto. Em seguida, eles irão colocar sobre a reta o espelho, e sobre o ponto um dos objetos. Um dos alunos ficará segurando esses objetos, de forma perpendicular ao plano da mesa. A pessoa que estiver olhando para o espelho deverá posicionar o outro objeto atrás do espelho de modo que ele se encaixe perfeitamente com a imagem do primeiro. Quando a posição ideal for encontrada, o terceiro aluno deverá marcar na folha de papel a posição do objeto atrás do espelho e a posição do olho da pessoa.
Um outro aluno olhará para o espelho com apenas um olho aberto, mais ou menos no plano da mesa, sem estar alinhado com o objeto. A pessoa que está olhando o espelho deverá marcar na linha do espelho o ponto onde vê a imagem. Após a marcação pode-se retirar os aparatos da folha. Com este experimento mostraremos que a distância do objeto para o espelho é a mesma da imagem ao espelho, e que a imagem tem o mesmo tamanho do objeto.
Infinitas Imagens
Infinitas Imagens
Concepção Intuitiva:
1. Como se formam as imagens em espelhos planos?
2. Quando estamos entre dois espelhos planos paralelos, quantas imagens podemos ver?
3. É possível contar o número de imagens que se formam?
Materiais:
4 pregadores de roupa;
2 espelhos planos idênticos;
Estilete;
Esponja de lã de aço de uso doméstico;
Peixinho de plástico;
Vidro transparente com dimensões semelhantes as dos espelhos.
Passo a Passo:
Coloque um dos espelhos sobre uma toalha para não arranhá-lo. Faça uma pequena abertura de 5 a 8mm de diâmetro nas costas do espelho, bem no centro dele. Para isso raspe a superfície com o estilete e depois use a esponja para dar um acabamento. Deixe os espelhos paralelos na vertical, um de frente para o outro, utilizando os pregadores como suporte. Coloque o peixinho entre os espelhos. Através da abertura conte o número de imagens formadas. Substitua o espelho com a abertura pelo vidro. Num ambiente escuro, ilumine o vidro com uma lanterna e veja o que acontece.
Experimento impressiona os alunos pela infinidade de imagens formadas
Um espelho plano forma, de um objeto real, uma imagem virtual, direita, do mesmo tamanho e simétrica. A distância do objeto ao espelho é igual a distância da imagem ao espelho. Quando nos vemos num espelho plano, estamos vendo a imagem real projetada em nossa retina pelo sistema de lentes do olho e o tamanho da imagem varia com a distância ao espelho plano. Quando nos afastamos do espelho plano vemos nossa imagem menor. Os raios que partem de um objeto, diante de um espelho plano, refletem-se no espelho e atingem nossos olhos. Assim, recebemos raios luminosos que descreveram uma trajetória angular e temos a impressão de que são provenientes de um objeto atrás do espelho, em linha reta, isto é, mentalmente prolongamos os raios refletidos, em sentido oposto, para trás do espelho.
Se dois espelho forem colocados a 90°, veremos três imagens de um objeto colocado na bissetriz do ângulo. Se o ângulo entre os espelhos for 60°, vemos 5 imagens.
No caso do nosso experimento o ângulo é ainda menor, 0° (neste caso os espelhos são colocados paralelamente um ao outro). O resultado é impressionante: vemos um enorme número de imagens do peixinho colocado entre os espelhos!
Quando colocamos o peixinho entre dois espelhos paralelos, vemos a primeira imagem de frente, a segunda de costas, a terceira de frente, e assim sucessivamente. Teremos infinitas imagens com a imagem de um espelho servindo de objeto para o outro e assim sucessivamente.
Pente Refletivo
Pente Refletivo
Materiais:
Pente;
Lanterna;
Lápis ou Caneta;
Espelho Plano;
Papel;
Transferidor;
Laser;
Pó de giz.
Atividade comprova o princípio da propagação retilínea da luz
Passo a Passo:
Um espelho é colocado na posição vertical em contato com a superfície de uma mesa. Em sua frente, coloca-se um pente com os dentes encostados na mesma superfície. Posiciona-se uma lanterna de modo que as sombras produzidas pelos dentes do pente atinjam o espelho fazendo sombra na superfície, tanto quando incide no espelho, como quando refletem. Para conferir a lei da reflexão coloque um papel na superfície da mesa, em baixo do espelho e do pente. Risque o papel com um lápis na base do espelho. Risque a trajetória de um dos raios que saem do pente e são refletidos pelo espelho. Observe que no papel aparecerá a trajetória de um dos feixes de luz. É possível medir com um transferidor os ângulos de incidência e reflexão e constatar que eles são iguais.
Usando uma fonte-laser, podemos ver o caminho seguido pelos raios luminosos. Observe o que acontece quando colocamos pó de giz no caminho do feixe luminoso. O feixe de luz passa a ser espalhado pelas partículas de giz, tornando-o invisível.
A partir das situações exploradas podemos generalizar afirmando que, “em meios homogêneos a luz se propaga em linha reta”. Essa afirmação consiste no princípio da propagação retilínea da luz.
Princípio da Propagação Retilínea da Luz
Experimentos sobre Espelhos Planos e Óptica geométrica
Princípio da Propagação Retilínea da Luz
Um objeto se torna visível quando a luz emitida ou refletida por ele chega até os nossos olhos. Quando entramos em um ambiente desconhecido e escuro, não conseguimos, apenas através da visão, identificar os objetos que lá estão. Assim, a luz é essencial no processo da visão. É ela que nos permite reconhecer os objetos, bem como suas características quanto à forma, ao tamanho, à cor ou a textura, sem que precisemos tocá-los. Já sabemos que a luz é uma radiação eletromagnética, que ocupa uma pequena faixa do espectro eletromagnético. Porém podemos ver a luz, sabemos como ela é, e como ela se propaga?
Luz no fim do túnel
Concepção Intuitiva:
1. Como a luz se propaga?
2. Por que pintamos as paredes internas dos ambientes de branco?
Materiais:
Espelho plano;
2 tubos de PVC de 2,5cm a 5cm;
Parafusos pequenos;
Dobradiça;
Lanterna;
Passo a Passo:
Fixe a dobradiça nos dois tubos com os parafusos, de modo a poder variar o ângulo entre eles. Coloque os tubos em “v”, com o espelho plano próximo as duas extremidades em contato. Encaixe a lanterna acessa num dos tubos, mantido fixo, e variando o ângulo entre eles, acompanhe o que acontece olhando através do outro tubo.
Dica:
Tampe o espelho com uma folha de papel branco e descubra a função da pintura das paredes na iluminação dos ambientes (reflexão difusa)
Os espelhos planos são aqueles caracterizados por apresentar uma superfície plana e polida onde a luz que é incidida e reflete de forma regular. Ainda podemos afirmar que no caso dos espelhos planos, o raio incidente, o raio refletido e a normal à superfície situam no mesmo plano e o ângulo de reflexão e o de incidência possuem a mesma medida. Por isso vemos a “luz no fim do túnel”.
Os benefícios da pintura de ambientes internos e externos de branco, se deve ao fato da luz se propagar nesses meios de forma aleatória. Como a maioria das superfícies dos objetos não são microscopicamente lisas, a reflexão difusa ocorrerá, ou seja, o ambiente será bem. Cada raio da luz que cai em uma partícula pequena da superfície obedecerá a lei básica da reflexão, mas como as partículas são orientadas aleatoriamente, as reflexões são distribuídas aleatoriamente.
Como veremos no experimento onde a folha de papel representará as paredes de uma casa, o cano será totalmente iluminado pela incidência da luz em uma superfície não-lisa, que se refletirá o branco do papel. Portanto pintar telhados e paredes de branco pode fazer com que até 90% da luz incidente seja refletida, já que a tinta dessa tonalidade rebate de 50 a 90% dos raios solares. O professor de Física das Construções da USP, Racine Prado, diz que: “O branco reflete 90% da radiação solar”.
Lançamento de Foguete II – Lançamento Oblíquo
Lançamento de Foguete II – Lançamento Oblíquo
Material complementar
• Transferidor
Roteiro e Questões
Como avaliar a distância que o foguete atinge num lançamento oblíquo?
Utilizando a mesma plataforma de lançamento proposta na atividade anterior ou construindo outra, você deve ser capaz de posicionar o foguete em ângulos diferentes (em relação ao solo).
Escolha um local amplo e adequado e fixe a plataforma.
Você deverá fazer três lançamentos do foguete, com ângulo em relação ao solo de 30°, 45° e 60°. Se utilizar a plataforma construída anteriormente, você poderá entornar os arames para obter a inclinação desejada.
Como vamos comparar os lançamentos, tente apertar a rolha com a mesma pressão nos três casos.
Antes de fazer o lançamento, tente prever qual dos lançamentos chegará mais longe. Faça a sua aposta!
Lançamento de Foguetes III - Forças e Movimento
Lançamento de Foguete III – Forças e Movimento
Agora, com o mesmo foguete, vamos trabalhar com forças e movimento
Que forças atuam no foguete que o fazem voar?
Para você que já é especialista em foguetes, e já realizou as duas experiências anteriores, temos algumas questões com o objetivo de aprofundar o estudo da física envolvida nos lançamentos. Com seus colegas de classe e o professor, responda:
1. Faça o diagrama das forças que agem no foguete instantes depois do lançamento, no ponto mais alto da trajetória e logo no início da queda.
2. Com base em sua resposta anterior, estime o valor aproximado da força a ser superada pelo sistema de propulsão.
3. Que princípio da mecânica newtoniana você utilizaria para explicar o lançamento observado? Justifique a resposta.
4. Levante hipóteses sobre o melhor tipo de combustível, sua quantidade e a importância da aerodinâmica do foguete. Para testar suas idéias, realize novos lançamentos modificando as variáveis. Você pode utilizar água, vinagre, suco de limão ou refrigerante de cola com fermento em pó químico, bicarbonato de sódio (nesses dois casos, sugerimos que você faça uma “trouxinha” para o material usando lenço ou guardanapo de papel). Verifique também como será o lançamento retirando o bico e as aletas.
Atividade Experimental disponível na seção "Experimento: Investigue você mesmo" do livro:
Física em contextos: pessoal, social e histórico: movimento, força e astronomia./ Maurício Pietrocola Pinto de Oliveira - 1ªedição - São Paulo: FTD, 2010 - (Coleção de Física em contextos Vol. 1)
Lançamento de Foguetes I
Lançamento de Foguete
Este post contém uma atividade
experimental de construção de um foguete, cujo sistema de propulsão foi a
reação entre comprimidos efervescentes e água. O objetivo desta atividade é
discutir o lançamento vertical e oblíquo, forças e movimento.
Lançamento de Foguete I – Lançamento
Vertical
Material:
· 1 pedaço
de papelão grosso do tamanho de uma folha A4
· 1 rolha
de borracha
· 1 canudo
· 40cm de
arame
· 1
garrafa PET de 600ml
· Alicate
· Fita
adesiva
· 1
carretel de linha de costura
· 4
comprimidos efervescentes 300ml de água
· Trena ou
fita métrica
· 2
cronômetros
Roteiro e Questões
Como modelar o movimento de um foguete?
Nesta atividade vamos montar um
foguete movido por uma reação química entre a água e o bicarbonato de sódio.
Depois de lançá-lo, analisaremos seu movimento. O material utilizado nesse
experimento será usado posteriormente; por isso guarde com cuidado este foguete.
Foguete
Foguete
A posição do foguete será invertida
em relação à posição tradicional da garrafa PET. A parte inferior do frasco
será a parte superior de nosso foguete, e a parte superior do frasco (boca), a
parte inferior de nosso foguete, por onde saíra a água e os gases da reação.
Base de Lançamento
Você pode adaptar uma base de
lançamento de diversas maneiras. Seja criativo e utilize os materiais que
estejam à mão. Uma sugestão é cortar um canudo plástico ao meio e fixar cada
parte com fita adesiva em cada lado da garrafa.
Com o alicate, corte o arame ao meio
e dobre cada pedaço, formando um ângulo reto, de modo que fique 5cm de um lado e 15cm do outro. Os arames
são os suportes que sustentarão o foguete, por isso fixe-os na placa de papelão
de modo que a distância entre eles seja suficiente para encaixar os canudos
presos a garrafa/foguete. Você pode furar o papelão, passar o arame por ele e
fixar o lado menor do arame de modo que fique embaixo da plataforma.
Para aprimorar seu foguete, fixe um
cone na parte superior dele com fita adesiva, para que fique mais estável
durante o voo.
Além disso, você pode construir
quatro aletas com placas de isopor (bandejas para alimentos) ou papelão.
Recorte as placas de isopor ou o papelão em forma de trapézio, para encaixar na
parte inferior do foguete. Fixe as aletas com fita adesiva cuidando para que
fiquem bem alinhadas.
Escolha um local adequado para o
lançamento. Ele deve ser amplo, aberto e de limpeza fácil, pois durante o
lançamento vamos molhar e sujar o local.
Propulsão
Amarre a ponta da linha de costura
(ainda no carretel) na boca da garrafa.
Abra o foguete e acrescente 300ml de água e os
quatro comprimidos efervescentes.
Tampe rapidamente a garrafa com a rolha de borracha
e coloque o foguete na plataforma, deixando o carretel de modo que a linha
possa se desenrolar facilmente. Saia de perto para que não se molhar.
Fique atento ao lançamento, pois
vocês deverão fazer medidas sobre o voo do foguete. Meçam principalmente o
tempo de subida e o de descida do foguete (um separado do outro), bem como o
comprimento da linha de costura “puxada” pelo foguete.
Com esses dados, responda às seguintes perguntas em
seu caderno:
1. Como
avaliar a altura que o foguete atingirá?
2. Descreva
e execute um procedimento para obter, de forma mais precisa, o tempo de subida
e de descida do foguete. Você acha que com esse procedimento obterá medidas
precisas?
3. Que
fatores influenciaram no movimento do foguete?
É possível modelar esse
movimento com as equações do lançamento vertical? Como? Elas são válidas, isto
é, descrevem bem o lançamento do foguete?
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