Thiago's Wiki

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Aqui vou tentar colocar links de simulações para vcs brincarem, videos e leituras extras
que podem ser de interesse. Bem...coisas que vocês não vão encontrar no Halliday, e acho
interessantes.

Se alguém tiver alguma sugestão, por favor, é só me enviar um e-mail!

Para se ter uma ideia do que é física, ou melhor ciência, sugiro a leitura do texto de Marcelo Gleiser sobre o método científico.

{{:sobre-metodo.pdf|}}

Também vale a pena ler o primeiro capítulo do livro de mecânica do 
Alaor Chaves (a biblioteca tem ele; um de capa vermelha) 

Algumas simulações de mecânica podem ser encontradas em:

  * http://pion.sbfisica.org.br/pdc/index.php/por/Multimidia/Simulacoes/Mecanica

  * phet.colorado.edu/en/simulations/category/physics/motion

Alguns vídeos com experiências podem ser encontrados em:

  * http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/bychptr/chptr1_motion.html

  * http://www.youtube.com/view_play_list?p=860B6886A47E5490&sort_field=title&page=3

Curso de Mecânica do MIT: 

  * http://videolectures.net/mit801f99_physics_classical_mechanics/

  * http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Physics/8-01Physics-IFall1999/CourseHome/index.htm

======= Mecânica antes de Newton =======

  * Física de Aristóteles
    * Universo é feito de quatro elementos: fogo, ar, terra e água
    * Cada elemento tem seu lugar natural: pedra cai para ocupar seu lugar natural
    * artigo introdutório sobre a Física de Aristóteles:http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/314602.pdf
    * Projéteis não descrevem uma parábola: tem uma trajetória retilínea ascendente até que a ação inicial se esgote, quando em seguida o corpo cai verticalmente. Veja uma ilustração: {{:lanc-projetil-2.jpg?350}} 


======= Descrição do Movimento e Conceitos envolvidos =======

Questões conceituas: {{:teste-conceitual-cap2.pdf|}}

  * Introdução aos conceitos de Velocidade e aceleração média e de seus respectivos valores instantâneos
    * Tanto a velocidade como a aceleração instantânea são definidos com o uso de limites, derivadas e integrais.
    * Note que a introdução desses conceitos perturbou muitos gregos e do ponto de vista filosófico pode gerar uma boa(?) discussão: como definir a velocidade de uma partícula num dado instante de tempo se neste instante ela não está se movendo.
    *  Parte destes paradoxos foram introduzidos por Zenão, o qual argumentava ser o movimento uma impossibilidade lógica; ou seja o movimento é uma ilusão: http://www.fflch.usp.br/df/opessoa/FiFi-09-Cap02.pdf

  * O conceito de vetor aceleração não é exatamente equivalente a idéia intuitiva que temos de "acelerar" e "frear" um carro: podemos estar freando o carro, mas ter a>0 ou estar "acelerando" o carro, mas ter a<0. Veja essa figura do livro do Moyses: {{:grafico-pos-veloc-acel.pdf|}}


  * Foto estroboscópica da queda livre: http://www.youtube.com/watch?v=xQ4znShlK5A&feature=PlayList&p=860B6886A47E5490&index=15

  * Vetores 
    *  conceito matemático que descreve a posição de objetos. Pode-se pensar que as regras de adição tem como origem o movimento dos objetos: elas foram feitas para descrever o movimento. Você poderia inventar um outra regra para somar dois vetores, mas ela serviria para alguma coisa?
    * Existem definições mais "rigorosas" do que é um vetor, além de: uma seta com magnitude, direção e sentido (curso de álgebra linear).

======= Movimento em 2 e 3 dimensões =======

Questões conceituas: {{:teste-conceitual-cap4.pdf|}}

  * Descrição do movimento em 2 e 3 dimensões utilizando vetores: derivação de vetores
    * Descrever o movimento é obter a função **r**(t) (o negrito indica que é um vetor). Conhecer **r(t)** é ter toda a informação disponível sobre o objeto
    * Conhecer **r(t)** é conhecer as suas componentes: temos três equações e não uma

  * Quando **a(t)** é constante o movimento ocorre numa plano definido por **a** e **v0**. Escolhendo um bom referencial podemos ter somente duas equações ao invés de três!

  * O vetor velocidade é tangente a trajetória

  * Pode-se decompor **a** em componentes paralelas e perpendiculares a **v**
    * A componente paralela é responsável por alterar a magnitude de **v**
    * A componente perpendicular é responsável por alterar a direção de **v**

== Movimento de Projéteis==

  * Escolho a direção do eixo y como a de **g**: simplifica a descrição
  * No caso onde desprezamos a resistência do ar, os movimento na direção horizontal e vertical são independentes. O problema se resume a resolver dois movimentos unidimensionais! 
  * A trajetória é parabólica.
  * Trajetória Parabólica. http://interactivephysics.design-simulation.com/IP/simulationlibrary/flashsimulations/AirProjectile.swf
  * O macaco e o caçador: http://www.youtube.com/watch?v=cxvsHNRXLjw&feature=related

==  Movimento Circular ==
  * No mov. circular uniforme o módulo da velocidade não muda. Contudo preciso de uma aceleração para alterar a direção e sentido de **v**.
  * Essa aceleração ter que estar dirigida para o centro (daí o nome centrípeta) e ter módulo v²/r.
  * Como a aceleração é perpendicular a velocidade em todos os instantes de tempo, ela não é capaz de alterar o módulo da velocidade.
  * Um satélite em órbita em torno da Terra tem em todo instante de tempo uma aceleração centrípeta e portanto uma força puxando ele em direção ao centro. Então por que ele não cai em direção ao centro?
  * http://pion.sbfisica.org.br/pdc/index.php/por/multimidia/videos/mecanica/rotor_em_miniatura
  * http://pion.sbfisica.org.br/pdc/index.php/por/multimidia/videos/mecanica/forca_centripeta_e_inercia
  * Note que em nossa descrição não usamos em nenhum momento uma aceleração centrifuga. De fato entender essa "força" é uma coisa complicada. Mais disso na parte sobre leis de Newton
  * Tirinha sobre força centrifuga ou centrípeta? http://xkcd.com/123/
   

== Movimento Relativo ==

  * Como referências distintos descrevem os movimentos?
  * Referênciais Inerciais
 


======= Leis de Newton =======

  * Algumas notas de aula: {{:aula-cap5-uff.pdf|}}

  * Queda livre de um martelo e uma pena na Lua: http://pion.sbfisica.org.br/pdc//index.php/por/Multimidia/Videos/Mecanica/O-martelo-e-a-pena

  * Um artigo de história da ciência sobre a lenda da maçã: http://dl.dropbox.com/u/4072208/ram-117.pdf

  * Newton nunca escreveu F=ma!? {{:ajp001015.pdf|}}

  * Site de Cambridge com documentos originais de Newton: http://cudl.lib.cam.ac.uk/collections/newton

  * As três leis de Newton
    * História do desenvolvimento do princípio da inércia ou primeira Lei de Newton:http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/314601.pdf
    * Para saber um pouco sobre a história de Newton e da Mecânica, indico a edição especial da revista Scientific American Brasil sobre Newton (coleção gênios da ciência). Eu tenho a revista e posso emprestar para quem se interessar. http://www2.lojaduetto.com.br/dt/vitrines/detalhes/Detalhe1148.asp
    * Leis ou definições ? (Quem estiver MUITO interessado pode dar uma olhada no primeiro artigo. Os outros três não sei porque coloquei...)
      * http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/v21_1.pdf
      * http://dx.doi.org/10.1119/1.1934608
      * http://dx.doi.org/10.1119/1.1937555
      * http://dx.doi.org/10.1119/1.16250

  * Demostração da 3 Lei em colisões: https://www.youtube.com/watch?v=mFQ7jy4dJP4

  * Artigo do Prêmio Nobel, Frank Wilczek, sobre F=ma e o conceito de força:{{:wilczek.pdf|}}

  * Unidade de Massa; o kilograma padrão (http://www.bipm.org/en/scientific/mass/prototype.html) e um possível novo padrão ({{:unidade-kg.pdf|}})

  * O que é massa e como defini-lá: {{:what-is-mass.pdf|}} {{:ajp000025.pdf|}}

  * Massa versus Peso: http://education.ssc.nasa.gov/massvsweight.asp

  * Conhecendo as forças que atuam numa partícula, as leis de Newton permitem prever sua posição em qualquer instante de tempo futuro ou passado.

    * Se conhecermos todas as forças da natureza podemos prever a posição de cada partícula do universo e portanto seu estado. Podemos saber quem vai ganhar o próximo fla-flu, por exemplo :).
      * Mas teríamos que resolver MUITAS equações e conhecer a posição e velocidade inicial de MUITAs partículas; resolver o sistema de equações
      * Porém mesmo para três partículas existem casos onde e impossível obter soluções gerais e analíticas. Esse problema origina a teoria do caos http://www.youtube.com/watch?v=FZ70fd7X5Mc

  * Referenciais não inerciais:
    * "Elevador em queda libre" http://www.youtube.com/watch?v=CtnXWwzn368
    * Força de Coriolis: http://pion.sbfisica.org.br/pdc//index.php/por/Multimidia/Videos/Mecanica/Forca-de-Coriolis https://www.youtube.com/watch?v=dt_XJp77-mk https://www.youtube.com/watch?v=mcPs_OdQOYU
    * Como sabemos que a Terra está girando e não o universo ao nosso redor? Pêndulo de Foucault http://pion.sbfisica.org.br/pdc//index.php/por/Multimidia/Videos/Mecanica/Pendulo-de-Foucault https://www.youtube.com/watch?v=iqpV1236_Q0
    * Podemos sentir  (detectar) a velocidade? http://www.youtube.com/watch?v=v8SV9Rz_958&feature=related
======= Aplicações das Leis de Newton =======

   * Força de Atrito
     * Leonardo da Vinci (1452 – 1519): um dos primeiros a reconhecer a importância do atrito no funcionamento das máquinas.
     * Guillaume Amontons (1663 – 1705): redescoberta das leis de da Vinci 
     * Charles August Coulomb (1736 – 1806): atrito proporcional à força normal, não depende da área e independente da velocidade (aproximações!!!)
     * Apesar de as leis básicas da força de atrito serem conhecidas a muito tempo, é extremamente difícil explicar suas origens microscópicas (em termos das forças entre os átomos da superfície). Isso é pesquisa em andamento. Para saber mais de uma olhada nesse artigo: {{:friction.pdf|}}
     * Medida Microscópica das forças de atrito: {{:atrito-microscopico.pdf|}}
     * Atrito cinético é menor que o estático. Isso explica o porque dos freios ABS que evitam o travamento da roda: http://pt.wikipedia.org/wiki/Freio_ABS
     * Pneus possuem ranhuras não para aumentar o atrito, mas para remover a água entre o pneu e a superfície da rodovia.
     * Se a força não depende da área, porque usar pneus mais largos?
        * A princípio a ideia principal de pneus mais largos é diminuir o aquecimento e desgaste.
        * Porém, a não dependência com a área só é uma boa aproximação para superfícies rígidas: blocos de madeira descendo um plano inclinado. Para superfícies que podem se deformar e sofrer ranhuras, como a borracha, essa lei não é valida.
        * De qualquer modo existem, muitas outras questões técnicas que devem ser levadas em conta no projeto de um pneu.

  * Como puxar e cortar o papel higiênico só com uma mão: http://physics.wfu.edu/demolabs/demos/avimov/mechanics/toilet_paper_inertia/tpaper.mpg

  * Como puxar e toalha da mesa: http://physics.wfu.edu/demolabs/demos/avimov/mechanics/table_cloth_inertia/tablecloth.MPG

======= Gravitação =======

  * Medida de G: http://www.nature.com/news/2010/100823/full/4661030a.html

  * Como g varia em diferentes locais na Terra: http://www.bbc.co.uk/portuguese/noticias/2011/03/110331_video_modelo_gravidade_terra_cc.shtml

  * Discussão acessível e interessante sobre a igualdade entre massa inercial e gravitacional: http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/v23_357.pdf

   * "Ausência de Peso" ou imponderabilidade
    * No ônibus espacial há sensação de ausência de Peso. Porquê?
    * Podemos levantar uma bola de 100Kg de chumbo muito mais facilmente do que na Terra! Mas poderíamos chutá-la mais facilmente!?

  * A órbita da Terra em torno do Sol é elíptica e portanto não esta sempre a mesma distância do Sol. Mas o que causa as estações do ano? Não é essa diferença de distância devido a elipse. Veja http://www.youtube.com/watch?v=DuiQvPLWziQ&feature=related e http://pion.sbfisica.org.br/pdc/index.php/por/Multimidia/Videos/Astronomia-Fundamental/Estacoes-do-ano

  * Como funcionam as marés: http://astro.if.ufrgs.br/fordif/node3.htm

  * Site com informações sobre astronomia: http://astro.if.ufrgs.br/

======= Trabalho e Energia =======

  * Outro modo de analisar o movimento através de grandezas que se conservam: energia

  * O que é energia? Conceito abstrato: quantidade que se mantém constante!

  * http://pion.sbfisica.org.br/pdc/index.php/por/multimidia/videos/mecanica/qual_chega_primeiro
 
 

======= Conservação da Energia =======

  * http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/nose_basher_pendulum/bowlingball2.MPG 

  * http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/loop_de_loop/loop.MPG

  * O universo está perdendo energia? Matéria da Scientific American:       
    * https://www.lojaduetto.com.br/produtos/?idproduto=1594&action=info
    * http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=is-the-universe-leaking-energy

  * http://www.youtube.com/watch?v=L2mdAvdPhT4&feature=PlayList&p=860B6886A47E5490&index=10

  * Energia é igual a Massa?: artigo discutindo a interpretação da famosa equação de Einstein {{:emc2-nivaldo.pdf|}}

  * A energia se conserva num referencial não inercial? {{:energia-ref-inercial.pdf|}}

  * Você é capaz de explicar este experimento? (deveria!!!) https://www.youtube.com/watch?v=GuTMYgQDUzs
======= Sistemas de Partículas =======

  * Movimento do Centro de Massa
    * http://www.youtube.com/watch?v=gPDjaMsG_rg&feature=related
    * http://www.youtube.com/watch?v=DY3LYQv22qY&p=860B6886A47E5490
    * http://www.youtube.com/watch?v=amfw2nABke4&p=860B6886A47E5490
    * http://www.physics.ucla.edu/demoweb/demomanual/mechanics/center_of_mass_demonstrations/oloid.html
    * http://demonstrations.wolfram.com/CenterOfMassOfNPoints/
    * http://www.nasa.gov/audience/foreducators/topnav/materials/listbytype/The_Center_of_Mass_of_an_Object.html#.VVyRvrwZnI-
    * http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/roller_blade_momentum/rollerblades.MPG

  * Sistemas com massa variável: foguetes
    * http://www.wfu.edu/physics/demolabs/demos/avimov/mechanics/rocket_cart/wagon1.MPG
    * http://www.youtube.com/watch?v=3k_TagfAJFY&p=860B6886A47E5490

======= Colisões =======

  * O que é melhor colidir com uma parede ou contra um carro a mesma velocidade que você? 
    * http://www.youtube.com/watch?v=q_vCuE4KaUU
    * http://www.youtube.com/watch?v=rjBh73NvNQM&feature=related

  * http://pion.sbfisica.org.br/pdc/index.php/por/multimidia/videos/mecanica/fisica_do_bilhar

  * http://www.youtube.com/watch?v=2Y57pw_iWlk&feature=related

  * http://hubblesite.org/explore_astronomy/cosmic_collision/cosmic_collision.php

  * http://www.pa.msu.edu/csc/simulation.html

  * http://www.youtube.com/watch?v=mFNe_pFZrsA
 
  * http://www.youtube.com/watch?v=k__KvfFJu14&feature=related

  * http://www.youtube.com/watch?v=2ydCgYy1I0I

  * http://www.youtube.com/watch?v=VBP4ddabMlM&feature=related

======= Rotações =======

  * Chaminé em Queda: pode um objeto cair com aceleração maior que g?
    * http://faraday.physics.uiowa.edu/Movies/MPEG/1q20.50.mpg
    * {{:chamine-3.pdf|}}

  * Energia Cinética de Rotação 
    * http://en.wikipedia.org/wiki/Flywheel_energy_storage
    * http://en.wikipedia.org/wiki/Regenerative_brake#Kinetic_Energy_Recovery_Systems
    * http://en.wikipedia.org/wiki/Gyrobus

  * Torque
    * Como levantar um carro: * http://pion.sbfisica.org.br/pdc/index.php/por/multimidia/videos/mecanica/levantando_um_carro
    * http://pion.sbfisica.org.br/pdc/index.php/por/multimidia/videos/mecanica/movimento_de_precessao_influencia_do_torque

  * Forças sobre uma polia: {{:forca-polia-corda.pdf|}}

  * Movimento de translação + rotação
    * Porque usar uma roda para mover um objetos: {{:porque-roda-funciona.pdf|}} http://dx.doi.org/10.1119/1.2341145 Veja também http://dx.doi.org/10.1119/1.2343520
    * Rolamento sem deslizamento: {{:rolamento-sem-deslizamento.pdf|}}
    * Atrito de rolamento, quando a superfície e/ou roda se deformam: {{:atrito-rolamento.pdf|}}
    * Pormenores de descrição do rolamento sem deslizamento: o cálculo é feito em geral usando o ponto de contato e lei de Newton para o torque neste ponto, mas desconsidera que o ponto do corpo em contato com a superfície apesar de ter v=0 naquele instante se move logo depois. Rigorosamente deve-se levar em conta a variação do momento angular devido a este movimento. Mais detalhe em "Rules for rolling as a rotation about the instantaneous point of contact" http://dx.doi.org/10.1088/0143-0807/32/2/012

  * Momento angular
    * Física da bicicleta. Porque ela é mais estável quando em movimento? Será a conservação do momento angular das rodas? Parece que o assunto é bem complicado e não achei nenhum artigo bem simples sobre o assunto. O mais simples e interessante é este da Physics Todays, onde o autor tenta construir uma bicicleta que não é estável, e argumenta que a conservação do momento angular só explica a estabilidade para velocidades muito pequenas {{:bicycle-stability-2.pdf|}}. Em 2011 saiu um outro artigo bem interessante: http://www.scientificamerican.com/article.cfm?id=self-stable-bike e http://www.sciencemag.org/content/332/6027/339
    * http://pion.sbfisica.org.br/pdc//index.php/por/Multimidia/Videos/Mecanica/Momento-Angular


======= Oscilações =======

  * Experimento mostrando que mola-massa realiza senoidal: https://www.youtube.com/watch?v=P-Umre5Np_0
  * Simulação de massa-mola na vertical: http://phet.colorado.edu/sims/mass-spring-lab/mass-spring-lab_en.html
  * Simulação de pêndulo simples: http://phet.colorado.edu/sims/pendulum-lab/pendulum-lab_en.html
  * Ressonância
    * http://www.youtube.com/watch?v=3mclp9QmCGs
    * http://www.animations.physics.unsw.edu.au/waves-sound/oscillations/downloads/oscillations_resonance.html
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