2013/10/30

O Parafuso de Arquimedes no Museu Virtual da Educação


O parafuso de Arquimedes no Museu Virtual da Educação



O parafuso de Arquimedes, como o próprio nome indica, foi inventado em 236 a. C. pelo matemático grego Arquimedes. Trata-se de um dispositivo usado com o objetivo de elevar ou bombar água para irrigação e drenagem. Consiste num tubo enrolado em espiral em torno de um cilindro inclinado. À medida que o sistema roda, a água entra por uma abertura na extremidade inferior do tubo sendo lentamente elevada até ao topo.
Para o seu funcionamento coloca-se a ponta do cilindro dentro de água e através do movimento rotacional do mesmo, a água que se encontra a um nível inferior é transportada para um nível superior.
ME/402436/1467
Existem alguns exemplares deste aparelho no Museu Virtual da Educação, utilizados em contexto das práticas pedagógicas de física para demonstrações e experiências.
Na época em que foi inventado, o dispositivo era utilizado em sistemas de irrigação, retirando a água de minas. Atualmente, a partir da década de 70, esta máquina hidráulica foi aperfeiçoada por técnicos holandeses e é utilizada em todo o mundo não só para elevar grandes caudais a pequenas alturas, como também para bombear esgotos.
ME/401122/142
A geometria do parafuso de Arquimedes tem em conta certos parâmetros tais como o raio externo, o comprimento, o raio interno, o número de voltas e o passo da espiral. Os parâmetros externos são usualmente determinados pela localização do parafuso e pela quantidade de água que vai ser elevada. Os parâmetros internos podem ser escolhidos de modo a otimizar o desempenho do parafuso.
Arquimedes (c. de 287 a. C. – c. de 212 a. C.) terá nascido em Siracusa, na Sicília e supõe-se que tenha estudado em Alexandria. Matemático, engenheiro, físico e astrónomo, Arquimedes inventou inúmeros dispositivos para satisfazer algumas das necessidades da sua cidade. As suas contribuições no âmbito da física foram inúmeras e é considerado um dos maiores matemáticos da Antiguidade, tendo influenciado decisivamente o surgir da física moderna e o trabalho de muitos cientistas, como Galileu ou Newton. Faleceu durante a Segunda Guerra Púnica.
Entre as suas descobertas podemos apontar o estabelecimento das leis da hidrostática e da estática, da compreensão do funcionamento da alavanca e ainda uma série de engenhos para uso civil e militar como o parafuso, as combinações de roldanas e da roda dentada. Ao nível da matemática, determinou a relação da circunferência com o diâmetro (o número pi), a quadratura da parábola ou as propriedades das espirais.
Algumas obras de Arquimedes são conhecidas atualmente. As que focam as áreas da matemática e aritmética são, entre outras, Da Esfera e do Cilindro, A Medida do Círculo, Dos Esferóides e dos Conóides e Das Linhas Espirais. Quanto às obras de mecânica podem referir-se Do Equilíbrio dos Planos, Dos Corpos Flutuantes, A Quadratura da Parábola e O Método.


Bibliografia:  
Museu Virtual da Educação (2013) [em linha].
[Consulta: 29 de Agosto de 2013]

Museu da Ciência da Universidade de Coimbra (2013) [em linha].
[Consulta: 29 de Agosto de 2013]

Museu da Física da Escola Secundária Alexandre Herculano (2013) [em linha].
[Consulta: 29 de Agosto de 2013]

Instituto de Educação da Universidade de Lisboa (2013) [em linha].
[Consulta: 29 de Agosto de 2013]

Química Divertida (2013) [em linha].
[Consulta: 29 de Agosto de 2013]

Instituto de Física (2013) [em linha].
[Consulta: 29 de Agosto de 2013]

MJS

2013/10/23

Faraday no Museu Virtual da Educação



Michael Faraday no Museu Virtual da Educação

  


Michael Faraday (17911867) foi um físico e químico inglês, sendo considerado um dos cientistas mais influentes de todos os tempos. Nascido perto de Londres no seio de uma família com poucos recursos financeiros, Faraday teve uma educação rudimentar, sabendo ler e escrever e alguns conhecimentos de aritemética. Por volta de 1804 começou a trabalhar para George Riebau, livreiro francês estabelecido em Londres, tendo desempenhado funções de encadernador, lo que lhe facultou o acesso a vários livros que lhe despertaram o interesse para os fenómenos da física e da química.
Em 1810, Faraday assistiu a quatro conferências de Sir Humphry Davy (1778 – 1829), presidente da Royal Society, que marcaram o início da sua vida como investigador. Tendo tomado notas durante as conferências, reescreveu-as e enviou-as a Davy. Em março de 1813, foi nomeado ajudante de laboratório da Royal Institution, por recomendação de Humphry Davy.
Faraday trabalhou com Davy em vários projetos, tendo-o acompanhado em alguns ciclos de conferências pela europa, onde travou conhecimento com cientistas da época, como é o caso de Volta, Ampère, Gay-Lussac, entre outros.
Para além de importantes descobertas na área do magnetismo terrestre e da ótica (aperfeiçoamento do telescópio), demonstrou a conversão de energia mecânica em energia elétrica e desenvolveu as leis da eletrólise.

Gaiola de Faraday
ME/401535/66

Vários foram os aparelhos desenvolvidos e aperfeiçoados por Faraday ao longo da sua vida de investigação e que se encontram disponíveis no Museu Virtual da Educação. É o caso da Gaiola de Faraday, um instrumento utilizado em contexto das práticas pedagógicas de física para demonstrar que uma superfície condutora eletrizada possui campo elétrico nulo no seu interior, dado que as cargas se distribuem de forma homogénea na parte mais externa da superfície condutora. A gaiola é geralmente constituída por uma malha metálica, de formato cilíndrico, aberta na parte superior. Em alguns modelos podem observar-se pêndulos de medula de sabugueiro suspensos no interior e exterior. A experiência de Faraday, na qual se baseia este aparelho consistia em eletrizar uma gaiola metálica, no interior da qual se encontrava um corpo, que poderia permanecer dentro da gaiola sem sofrer qualquer descarga elétrica. Atualmente, este efeito de protecção é muito utilizado na protecção de aparelhos eléctricos e electrónicos porque permite minimizar todos os efeitos perturbadores externos.
Para uma demonstração semelhante, Faraday utilizou o chamado Saco de Faraday, constituído por um saco de rede fixo a um aro em metal e a uma base. Quando é electrizado o saco estica, como se tivesse sido insuflado, mostrando igualmente que as cargas eléctricas se distribuem à superfície de um condutor, sendo nulas no seu interior.

Outro dispositivo, o Disco de Faraday consiste num disco metálico que pode rodar, em torno de um eixo horizontal, por acção de uma manivela. O disco está fixo pelo seu eixo central a um suporte vertical, que assenta numa base rectangular, em madeira. Ao rodar, o disco passa no interior de um íman em forma de "U", que está colocado numa posição lateral. Ao mesmo tempo faz contacto (atrito) com uma chapa metálica de cobre que se encontra aparafusada à base de madeira. No lado oposto ao íman encontram-se dois contactos eléctricos (bornes) de metal e ebonite. Este instrumento foi o primeiro gerador de corrente contínua que exemplifica a Lei de Faraday da Indução: é induzida uma força eletromotriz [fem, ou voltagem] em qualquer condutor que se mova através de linhas de fluxo magnético, e a fem é proporcional à taxa a que as linhas de fluxo são cortadas (quanto mais rápido rodar o disco, no interior do íman, maior a fem induzida). Assim, o disco ao rodar no interior do íman, corta o fluxo produzido pelo campo magnético, e uma voltagem aparece entre as bordas interiores e exteriores do disco.

Quanto ao cilindro de Faraday, trata-se de facto de um cilindro com altura muito maior do que o diâmetro e que funciona como induzido. O indutor é uma pequena esfera presa a um cabo isolante que, depois de eletrizada, é introduzida vagarosamente no cilindro. À medida que a esfera vai penetrando, as lâminas vão divergindo, o que indica que a quantidade de electricidade induzida vai aumentando. Quando o indutor atinge certa profundidade, as lâminas mantém a abertura constante, indicando que a carga induzida atingiu máximo.
As contribuições de Faraday para a ciência e seu o impacto constituiram a base para os trabalhos de engenharia no fim do século XIX, como Edison, Siemens, Tesla e Westinghouse.


Bibliografia:  
Museu Virtual da Educação (2013) [em linha].
[Consulta: 22 de Fevereiro de 2013]

Museu da Física da Escola Secundária Alexandre Herculano (2013) [em linha].
[Consulta: 22 de Fevereiro de 2013]

Baú da Física e da Química (2013) [em linha].
[Consulta: 22 de Fevereiro de 2013]

Explicatorium (2013) [em linha].
[Consulta: 6 de Setembro de 2013]






MJS

2013/10/16

Peça do mês de Outubro

Quadro
Antigo quadro rebatível utilizado nas aulas de diversas disciplinas. É constituído por uma armação em madeira que sustenta a placa de ardósia sobre a qual se escrevia com giz. A armação tem uma estrutura basculante que permite ajustar a melhor posição do quadro. Na base da ardósia a armação em madeira tem um rebordo em forma de calha a todo o comprimento para colocação dos pedaços de giz e do apagador. Está inventariado com o número ME/404445/138 e pertence ao espólio museológico da Escola Secundária Alexandre Herculano.
Criado como Liceu Central da 1ª zona, passou a designar-se Liceu Central Alexandre Herculano, a 26 de Setembro de 1908. O edifício onde se encontra atualmente resulta de um projeto do arquiteto Marques da Silva e ficou concluído em 1921. Incluía 28 salas de aula, laboratórios, gabinetes e salas de Física e Química, Ciências, Geografia, Desenho e Música, biblioteca, anfiteatro para espetáculos, cinco pátios de recreio, um pátio de desporto, três ginásios, piscina, cozinha e refeitórios, sanitários, gabinetes médicos, sala de professores, gabinete do médico escolar e três “habitações” para o reitor, para o chefe de secretaria e para o tarefeiro (cf. Relatório anual do Liceu de 1934/35).
A Escola possui um Museu de História Natural, fundado em 2000 e aberto ao público em 2002, ocupando o primeiro andar da fachada principal do edifício. Dispõe de uma coleção de vulto no que respeita às áreas de zoologia, paleontologia e mineralogia. 
A escolha desta peça deve-se ao fato do quadro negro ser uma peça emblemática em sala de aula: aí são escritas matérias, ciências, matemática, poesia, enfim, existe uma ligação direta entre o quadro, veículo e suporte, e os alunos.
Os alunos podem aprender mais através do que visualizam, transformando as informações que lhes são transmitidas em conhecimento. O quadro negro é o recurso visual mais utilizado pelos docentes como apoio ao desenvolvimento das aulas. Apesar da importância crescente de outros meios, o valor educacional do quadro mantem-se, até porque é mais acessível, mais económico e mais fácil de utilizar: permite efetuar esquemas, demonstrar e ilustrar conceitos.


Bibliografia e informação adicional:


Para consultar a história da Escola Secundária Alexandre Herculano





MJS

2013/10/09

Exposição Virtual "Gessos Decorativos"

Visite aqui a exposição virtual sobre ao tema dos gessos decorativos e saiba mais sobre a utilização deste material nas artes plásticas.

2013/10/04

Tardes no Thalia - 30 de Outubro

No dia 30 de outubro de 2013, no Teatro Thalia, retomam-se as sessões de conversas no âmbito das TARDES NO THALIA. 

2013/10/02

Escalas de Mohs e Kobbell no Museu Virtual da Educação


Escalas de Mohs e Kobbell no Museu Virtual da Educação


ME/404408/989



As propriedades físicas dos minerais são uma forma de os identificar e classificar à vista desarmada. Desta forma, são várias as características que podemos apontar, como é o caso da clivagem, da fratura, da dureza, da densidade relativa, do brilho, da cor, do traço ou da fusibilidade, que podem ser medidas através de escalas.

ME/4047408/989
As escalas de Mohs e Kobell são utilizadas para a classificação dos minerais no que respeita a algumas das sua características e, como tal, usadas como material pedagógico e didático nas aulas de geologia. .

ME/401031/137
A escala de Mohs foi criada em 1812 pelo mineralogista alemão Friedrich Mohs, com 10 minerais de diferentes durezas, existentes na crosta terrestre, aos quais foram atribuidos valores de 1 a 10. O valor de dureza 1 foi dado ao material menos duro, que é o talco, e o valor 10 foi atribuído ao diamante, a substância mais dura existente na natureza. Assim, trata-se de uma escala que quantifica a dureza dos minerais, ou seja, a sua resistência face ao risco (retirada de partículas da sua superfície). Os elementos que geralmente constituem a escala são: 1. Talco; 2. Gipsita; 3. Calcita; 4. Fluorita; 5. Apatita; 6. Feldspato; 7. Quartzo; 8. Topázio; 9. Corindo; 10. Diamante. Cada um dos minerais desta escala risca o anterior, com dureza inferior, e é riscado pelo elemento seguinte, com dureza superior. Se for possível riscar um mineral com a unha, o seu grau de dureza será inferior a 2,5. Se só for possível riscar com uma moeda de cobre, a sua dureza será inferior a 3,5, mas se for necessária a utilização de uma faca ou de um vidro, a dureza será inferior a

ME/400956/310
5,5. Se não se conseguir riscar de nenhuma destas formas, a dureza será certamente superior a 5,5.

ME/400002/76
A escala de Kobell foi proposta por Franz Von Kobell, em 1837, para classificar a fusibilidade dos minerais. O ponto de fusão dos minerais refere-se à temperatura em que a amostra passa do estado sólido ao estado líquido. Geralmente inclui sete exemplares de minerais: 1. Estribina; 2. Natrólito; 3. Granada Almandina; 4. Actinolite; 5. Ortóclase; 6. Bronzite; 7. Quartzo. Os números indicam, do menor para o maior, minerais que podem fundir com a chama de uma vela, com o bico de Bunsen, com o maçarico, e aqueles que não se fundem de nenhuma destas formas.


Bibliografia:  
Museu Virtual da Educação (2013) [em linha].
[Consulta: 8 de Fevereiro de 2013]

Associação Portuguesa de Gemologia (2013) [em linha].
[Consulta: 8 de Agosto de 2013]

Geology.com. Geoscience News and Information (2013) [em linha].
[Consulta: 8 de Agosto de 2013]

Blogue dos Seres e do mundo vivo (2013) [em linha].
[Consulta: 8 de Agosto de 2013]


MJS
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