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O que é Energia Mecânica e quais são seus principais fundamentos?

Entenda de uma vez por todas o que é energia mecânica e como ela funciona o seu dia a dia. Venha aprender com o Museu WEG!

07 de fevereiro de 2023
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#ciência, #eletrecidade, #física,

A natureza é tão perfeita que, em cada canto do planeta, existe alguma energia sendo transferida ou transformada a todo instante. É isso mesmo! A energia é transferida de um corpo para outro ou transformada de um tipo para outro. E você nem precisa ir tão longe na imaginação para encontrar exemplos. 

É o caso da roda gigante do Beto Carrero. Se nós lhe contássemos que ela funciona por meio da transferência de energia, você acreditaria? 

É justamente sobre esta transferência ou transformação de energia que falaremos hoje. Para aprender mais sobre o que é energia mecânica, continue a leitura!

O que é Energia Mecânica? 

A energia mecânica, de modo bem simples, é a energia produzida pelo trabalho de um corpo e que pode ser transferida para outro. O que isso quer dizer na prática? Significa que a energia contida num corpo em movimento pode ser transferida para outro corpo, que também passa a se mover. Como por exemplo, a água que cai sobre uma roda d’água e faz com que esta gire. 

No dia a dia, estamos constantemente rodeados por trabalhos da energia mecânica e, para deixar tudo ainda mais claro, com base nas motivações desses movimentos, essa grandeza foi dividida em três vertentes diferentes: energia cinética, potencial gravitacional e potencial elástica. 

Energia Cinética

A energia cinética está ligada à massa e à velocidade, ou seja, está totalmente ligada ao movimento que um corpo está exercendo no espaço. E esta energia pode ser transferida de um corpo para outro.  

Para ficar mais claro, imagine um jogo de sinuca. Você exerce a força no taco acertando a bola branca e, quando a bola branca atinge as demais bolas da mesa, sua energia cinética é transferida para as demais levando-as ao movimento e desacelerando a bola branca. 

É como se a bola branca “doasse” parte da sua velocidade para que as outras bolas entrem em movimento. A fórmula da energia cinética é:

Ec = m.v²/2

Tabelinha da nomenclatura:

Ec =  Energia cinética 

m = Massa 

v = Velocidade 

Energia Potencial Gravitacional

Já a energia potencial gravitacional é a forma de energia associada à altura do corpo com relação ao solo. Lembra da montanha russa?

Quando o carrinho está subindo, sua energia potencial gravitacional está aumentando, pois sua altura em relação ao solo está aumentando. quando o carrinho desce puxado pela gravidade, ele aumenta sua velocidade, transformando a energia potencial gravitacional em energia cinética. 

A fórmula da energia mecânica potencial gravitacional é:

Epg = m.g.h

Tabelinha da nomenclatura:

Epg=  Energia potencial gravitacional  

m = Massa 

g = Aceleração da gravidade 

h = Altura 

Energia Potencial Elástica

Por fim, a energia potencial elástica é a forma de energia que é adquirida por corpos elásticos ou flexíveis capazes de retornarem ao seu formato original após sofrerem algum tipo de deformação, como por exemplo molas e elásticos.  

Um grande exemplo da energia potencial elástica está no uso de um arco e flecha. Ao puxar a corda, o arco deforma-se como uma mola. Ao soltar, volta à sua forma original gerando o movimento da flecha. Neste caso a energia potencial elástica do arco transforma-se em energia cinética transferida para a flecha. A energia potencial elástica depende da constante elástica do corpo, bem como do tamanho da deformação sofrida por ele. A fórmula da energia mecânica potencial elástica é:

Epel = k.x²/2

Tabelinha da nomenclatura:

Epel =  Energia potencial elástica 

k = Constante elástica 

x = Deformação 

Você pode aprender na prática sobre energia mecânica visitando o Museu WEG. Em exposição, contamos com a experiência de uma bicicleta que, ao ser pedalada, transforma energia mecânica de movimento (energia cinética) em energia elétrica. É BEM legal! Chame seus amigos e venha conferir! 

Você também pode conhecer o Museu WEG pelo Tour Virtual. Assim você aprende tudo sobre motores elétricos e confere todas as obras em exposição e visita no Museu WEG sem sair de casa. Para acessar o Tour Virtual, é só clicar aqui. 

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Fontes:

Energia mecânica – PrePara Enem

Os tipos de energia mecânica – Plataforma Enem

O que é energia mecânica? – Brasil Escola

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O que é eletrostática e quais seus princípios?

Descubra o que é eletrostática e aprofunde seus conhecimentos sobre esse ramo da física que estuda comportamento de cargas elétricas.

26 de janeiro de 2023
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#ciência, #eletricidade, #física,

Quem curte estudar física, com certeza já se deparou com o tema eletrostática em algum momento da vida. Mesmo quem nunca ouviu o termo, com certeza já presenciou algum exemplo prático no seu dia a dia.

Friccionar as meias no tapete, esfregar o balão no cabelo e sentir os pelos do braço se aproximando da televisão são alguns dos diversos exemplos que as pessoas geralmente experimentam, mas que, na maioria das vezes, não associam ao estudo da ciência.

Quer compreender o porquê destas experiências serem tão relevantes para o ensino da eletrostática e finalmente entender o que é eletrostática? Continue a leitura!

O que é eletrostática?

Eletrostática é um ramo da física destinado ao estudo do comportamento de cargas elétricas em repouso, ou seja, que se mantém “paradas”. O nome “Eletrostática” literalmente é uma junção entre “eletro” (eletricidade) + “estática” (parada).

Você deve estar se perguntando: mas como uma energia parada, estável, pode gerar ações como arrepiar os pelos do braço ou dar choques em outras pessoas?

A resposta é que a eletrostática acaba sendo alterada quando essas cargas entram em movimento, resultando em uma corrente elétrica.

É justamente nesta etapa em que a “eletrostática” muda para a “eletrodinâmica”. Para ficar bem claro de entender, pense na eletrostática como uma pessoa tirando um cochilo e a eletrodinâmica como a sua reação ao ouvir o despertador.

Curiosidade: a história da eletrostática

Antes de entrarmos em um assunto técnico, nada melhor que passear pela história da eletrostática!

Como este ramo da física é bem abrangente e antigo, é difícil apresentar com certeza quem realmente foi o descobridor deste estudo de energias estáticas.

Porém, conforme estudos de Maurício Ruv Lemes, o descobridor da eletrostática foi Tales, em 600 a.C. Tales concluiu a existência da eletrostática ao atrair restos de palha após triturar o âmbar.

Séculos e mais séculos depois, diversos estudiosos publicaram conteúdos relevantes sobre o assunto, mas se formos apresentar todos eles, ficaremos aqui por muito tempo. Então, vamos focar só em Tales!

Propriedades da eletrostática

A eletrostática é composta por algumas propriedades específicas destinadas à compreensão deste ramo da física: a Carga Elétrica, a Força Elétrica, o Campo Elétrico, o Potencial Elétrico e a Energia Potencial Elétrica.

Ficou confuso? Então confira o que cada uma delas abrange:

Carga Elétrica

Representada como Coulomb (C), esta é uma propriedade própria das partículas fundamentais de uma matéria, como a massa de um corpo, os elétrons e prótons presentes, entre outras.

Diferente de outras propriedades físicas, a Carga Elétrica é limitante, abrangendo apenas corpos que possuem um valor mínimo (que é BEM pequeno). A famosa Carga Fundamental. Você pode calcular a Carga Elétrica de um corpo seguindo a equação:

Q = n . e

Tabelinha de nomenclatura:

Q = Carga Elétrica (medido em C)

n = Quantidade de elétrons

e = Carga fundamental

Força Elétrica

Sabe aquele conceito de “os opostos se atraem”? Na física isso também é verdade!

Quando corpos diferentes contam com a mesma carga elétrica, eles se repelem, e o oposto acontece quando a carga elétrica é diferente. Isso ocorre porque todos os corpos estão constantemente tentando se equivaler, energeticamente falando.

É justamente por isso que levamos choques ao tocar em algumas pessoas, por exemplo. Para calcular a Força Elétrica é só seguir a fórmula:

F = k . (q1 . q2) / d²

Tabelinha de nomenclatura:

F = Força Elétrica (medida em N)

k = Constante Eletrostática no Vácuo

q1 e q2 = Cargas Elétricas 1 e 2 (medida em C)

d = Distância entre as Cargas (medida em M)

Campo Elétrico

Como você já deve ter percebido na explicação de Força Elétrica, no mundo da física, toda carga elétrica influencia, de alguma forma, o espaço em que está inserida. Isso acontece graças ao seu Campo Elétrico.

De forma bem resumida e simples, o Campo Elétrico é a influência exercida ao redor de cada corpo, de cada carga elétrica.

E = (k . Q)/d²

Tabelinha de nomenclatura:

E = Intensidade do Campo Elétrico (Medida em N/C)

k = Constante Eletrostática no Vácuo

Q = Módulo da Carga (C)

d = Distância entre a Carga e um Ponto do Campo

Potencial Elétrico

O Potencial Elétrico de um corpo é uma quantidade de energia fornecida por um campo elétrico, ou seja, é a quantidade necessária de força que precisa ser exercida para que a carga elétrica entre em movimento.

A fórmula que possibilita este cálculo é:

U = k . Q/d

Tabelinha de nomenclatura:

U = Potencial Elétrico (medido em V)

k = Constante Eletrostática no Vácuo

Q = Carga Elétrica Geradora (medida em C)

d = Distância entre a Carga e um Ponto do Campo (medida em M)

Energia Potencial Elétrica

E, por fim, chegamos à propriedade de Energia Potencial Elétrica que, nada mais é que a energia gerada pela fixação entre duas cargas elétricas.

Esta propriedade física diz respeito àquela partícula que já está inserida em um campo elétrico, ou seja, que necessitará da realização de um Trabalho para que ela entre em movimento. Para calcular a Energia Potencial Elétrica, é só seguir a fórmula:

V = Ep/Q

Tabelinha de nomenclatura:

V = Potencial Elétrico (medido em V)

Ep = Energia Potencial Elétrica (medida em J)

Q = Carga Elétrica (medida em C)

Você sabia?

No Museu WEG você pode experienciar uma invenção de manifestação da energia eletrostática com o Gerador de Van de Graaff.

Desenvolvido para atingir tensões mais elevadas de energia, Jemison Van de Graaff, em 1929, criou este tão conhecido e querido experimento presente no Museu WEG.

De forma prática, o Gerador Van de Graaff é um motor que, ao movimentar uma correia feita de material isolante, alcança altas tensões. A experiência prática resulta no arrepio dos pelos do corpo, sendo muito divertida e educativa para exemplificar o estudo da eletrostática.

Você pode ver de perto o Gerador Van de Graaff acessando o Tour Virtual do Museu WEG! Assim você aprende mais e conhece este experimento sem sair de casa!

OBS: É bem mais legal experienciar o Gerador Van de Graaff pessoalmente no Museu WEG.

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Fontes:

Eletrostática – PreparaEnem

Eletrostática – Mundo Educação

Eletrostática – Brasil Escola

O que é eletrostática? Aprenda como as cargas elétricas se comportam! – Beduka

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A Ciência Explica: por que terremotos acontecem?

Os terremotos podem causar efeitos catastróficos. Acesse e entenda o que são e por que terremotos acontecem!

14 de outubro de 2022
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#ciência, #geologia, #natureza,

Os terremotos são eventos geológicos que podem causar efeitos catastróficos, tanto no ambiente como também na sociedade. Dependendo da intensidade, pode-se observar graves desastres causadores de mortes e destruição.

No Japão, em 2011, um terremoto de grande magnitude foi tão avassalador que ocasionou um dos maiores tsunamis da história da humanidade, chegando a uma velocidade média de 800 km/h, com ondas de até 10 metros de altura.

Paralelo a isso, existem terremotos de pouquíssima intensidade, que podem ser imperceptíveis. Esses fenômenos naturais, normalmente, geram muitas dúvidas, como, por exemplo: por que terremotos acontecem? Continue a leitura e compreenda!

O que são e por que acontecem os terremotos?

O mundo é dividido em camadas, como diria o Shrek é como uma cebola: abaixo da superfície, ou seja, abaixo de onde vivemos, encontra-se a crosta terrestre.

A crosta terrestre possui rachaduras e é formada por vários blocos, chamados de Placas Tectônicas. Essas placas flutuam em um líquido chamado de magma, aquele mesmo líquido que, durante uma erupção, os vulcões expelem.

Devido a essa flutuação, existem momentos em que as placas podem colidir entre si, e é graças a essa colisão que acontecem os terremotos. Na nomenclatura científica, os terremotos são chamados de abalos sísmicos.

Para ficar mais claro, pense em uma prancha de surf sobre a água, onde a prancha de surf é a placa tectônica e a água é o magma.

Como essa prancha de surf está sobre uma superfície volátil, é normal que ela continue se mexendo, o que facilita que, quando outra prancha cruze seu caminho, às duas se batam.

A força do choque dessas duas ou mais placas tectônicas é tão forte que pode ser sentido através de tremores na superfície onde vivemos, o que nós chamamos de terremotos.

Além dos terremotos causados por processos internos (chamados de tectônicos), também existem terremotos atectônicos, que são fenômenos que acontecem com base nos eventos externos, como desabamento de rochas, por exemplo.

Como é medida a intensidade da magnitude de um terremoto?

A intensidade da magnitude de um terremoto é medida através do sismógrafo, onde seus dados serão analisados com base na Escala Richter (que, teoricamente, é medida entre 0 e 10) ou na Mercalli (que foca em medir o poder de destruição dos terremotos, entre I e XII).

Diz-se teoricamente porque nunca ocorreu de fato um terremoto que chegasse ou ultrapassasse o 10, sendo que o terremoto mais forte já catalogado, que aconteceu em 1950, no Chile, apresentou 9,5 graus na Escala Richter.

O sismógrafo é um aparelho que mede com precisão as falhas geológicas da terra, possibilitando a análise em três tipos de movimentos diferentes do solo: o horizontal norte-sul, o horizontal leste-oeste e o vertical cima-baixo.

Mesmo com a sua precisão em captar os tremores da terra, ainda não é possível prever quando esses tremores terrestres irão acontecer, apenas acompanhar e catalogar as áreas mais propensas aos fenômenos.

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Fontes:

Terremotos – Escola Kids

Terremotos – PrePara Enem

Terremotos – Brasil EscolaTerremotos – Secretaria da Educação

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Conheça os principais métodos de ensino do Brasil

Conheça os fundamentos e os objetivos dos principais métodos de ensino do Brasil.

20 de novembro de 2021
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#brasil, #educação, #educadores, #ensino não formal, #maria montessori, #métodos de ensino, #museu weg, #professores,

O direito à educação foi universalizado nos últimos 100 anos em diversos países do mundo, ou seja, o que antes era restrito a um pequeno número de pessoas passou a ser uma oportunidade para grande parte da população em idade escolar ou não.

Nesse tempo, muitos educadores transformaram a educação pelo mundo. No Brasil, o surgimento das novas escolas resultou em diferentes metodologias de ensino com propostas distintas, mas com o mesmo objetivo: ensinar. Inclusive, é comum que esses métodos sejam utilizados de maneira mesclada nas escolas. 

Conheça agora os fundamentos e os objetivos dos principais métodos de ensino do Brasil. 

O que são métodos de ensino?

Para começar, precisamos entender que um método de ensino é o caminho pelo qual se atinge os objetivos de ensino/aprendizagem. Ou seja, o método é um conjunto de ações de ensino que visam garantir que o aluno esteja aprendendo. 

Eles também tornam a aula mais dinâmica e interessante. Ao conhecer os diferentes métodos de ensino, o educador pode promover diversas experiências e oportunidades de aprendizado para seus alunos. Vamos conhecê-los?

Método 1 – Tradicional

A abordagem de ensino tradicional é predominante no país. Seu objetivo está em preparar o aluno para a vida em sociedade por meio de uma relação hierárquica. Nela, o foco está no professor, que detém conhecimentos e repassa-os ao aluno.

O conteúdo é apresentado igualmente para os alunos que recebem metas e prazos para cumprir suas atividades, que são verificadas, avaliadas e pontuadas. Sem atingir a meta mínima, o aluno é reprovado.

Nessas instituições, o aluno é preparado para ir bem em provas como o Enem (Exame Nacional do Ensino Médio) e o vestibular.

Método 2 – Construtivista

Desenvolvida pelo pensador suíço Jean Piaget. A abordagem construtivista traz a ideia central de que o conhecimento é uma construção e que as crianças têm um papel ativo no processo de aprendizagem.

Nela, o conhecimento é ativamente construído pelo sujeito que está aprendendo, e o professor tem o papel de mediar as atividades que estimulem o aprendizado. Cada estudante é visto como alguém que tem um tempo único de aprendizado, e o trabalho em grupo é valorizado.

O construtivismo considera que o desenvolvimento cognitivo acontece por meio de um movimento que Piaget classifica como assimilação e acomodação. Nela, são criadas situações em que o estudante é estimulado a pensar e a solucionar os problemas propostos.

Nessas instituições, também há provas e reprovação.

Método 3 – Montessoriano

Criado pela educadora italiana Maria Montessori, o método de ensino montessoriano dá maior autonomia à criança, que é estimulada pelos adultos a buscar sua autoformação e construção. Assim, ao aprender sozinha, desenvolve seu conhecimento por meio da curiosidade e da independência.

Isso porque o método montessori acredita que é agindo que se adquire o conhecimento. Ao adulto, cabe ordenar e atribuir dificuldade crescente às atividades, respeitando o ritmo de cada aluno.

As classes têm crianças de idades diferentes, e o ambiente da sala de aula é preparado para que o aluno tenha a possibilidade de vivenciar diversas experiências. 

Exemplo de sala de aula seguindo o modelo montessoriano.

Tanto os objetos quanto o mobiliário da sala de aula são feitos em tamanhos e formatos adequados para a criança ter autonomia sobre eles. Neste método, a avaliação é feita a partir da observação dos professores.

Método 4 – Waldorf

Desenvolvido pelo filósofo austríaco Rudolf Steiner, o método Waldorf ficou conhecido em todo o mundo por visar o desenvolvimento integral do aluno, formando as crianças para a vida.

Nele, procura-se equilibrar os aspectos cognitivos (capacidade de adquirir conhecimento) com o desenvolvimento de habilidades artísticas por meio de atividades corporais, manuais, musicais, contato com a natureza e artesanato, por exemplo, além das disciplinas exigidas pela Lei de Diretrizes e Bases (legislação que regulamenta o sistema educacional do Brasil).

São aplicados testes e provas em algumas matérias, e os pais têm papel fundamental para estimular as habilidades dos estudantes em casa.

A avaliação do aluno engloba a execução de trabalhos, o empenho em aprender, o comportamento e a atitude diante das tarefas solicitadas.

O professor acompanha a mesma turma por toda uma etapa (elas são divididas de 0 a 7 anos, de 7 a 14 e de 14 a 21 anos).

Método 5 – Freinet

Apesar de não ser exatamente uma linha pedagógica, o método do pedagogo francês Célestin Freinet também é utilizado em algumas escolas. Ao colocar em prática seus conceitos, o aprendizado acontece por meio do trabalho e da cooperação.

Ou seja, a criança é incentivada a compartilhar suas produções com os colegas de sua classe, de outras turmas ou de escolas diferentes.

Escolas que se identificam com o pensamento de Freinet valorizam também o desenvolvimento da capacidade de análise pelos estudantes.

Algumas atividades comuns são, por exemplo, estudos de campo nos quais as aulas acontecem em locais fora da sala de aula; elaboração de jornais em grupo e debates.

Neste caso, as avaliações levam em conta o progresso do aluno em comparação a seu desempenho anterior, e não em relação aos demais alunos.

Método 6 – Ensino Freireano

O pedagogo Paulo Freire é um dos intelectuais brasileiros mais respeitados no mundo todo graças a sua metodologia de ensino. O método freireano foi criado pelo brasileiro na década de 1960. 

Neste método, a alfabetização não ocorre somente a partir de letras, palavras e frases, mas também com base no dia a dia do estudante, levando em conta sua realidade e os problemas que enfrenta. Outra característica é o diálogo entre aluno e educador, isto é, há uma relação horizontal entre eles.

Na educação freireana, o foco está na liberdade e na autonomia. O professor não é apenas quem faz a mediação do conhecimento, ele também aprende com o aluno a partir do compartilhamento de suas vivências e sabedoria popular.

Bônus: educação não formal

A educação não formal ocorre fora do sistema tradicional de ensino. O processo de ensino e aprendizagem é feito de maneira organizada, mas sem seguir vários requisitos formais, não substitui outros métodos formais, mas existe para complementá-los.

Alunos em visita ao Museu WEG.

Este tipo de educação acontece por meio do desenvolvimento de atividades fora do ambiente escolar, como ONGs, instituições religiosas, visitas a espaços públicos e privados, museus e outras alternativas.

A educação não formal utiliza ferramentas didáticas atrativas, e os espaços devem ser prazerosos para aumentar o interesse dos alunos.

É por isso que o Museu WEG também atua em parceria com os professores para complementar as atividades propostas em salas de aula de maneira divertida e interativa. 

Entre em contato e conheça nossas oficinas educativas on-line e presenciais. Clique aqui para saber mais. 🙂

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