Simulações para o estudo de circuitos eléctricos e lei de Ohm

Estas duas simulações do PHet são bastante úteis para o 9º ano, permitindo estudar a lei de Ohm e circuitos eléctrico básicos de uma forma muito interactiva.

Pode utilizar as ligações que se seguem para descarregar as simulações para uso offline, mas clicando nas imagens abaixo pode corrê-las desde que tenha ligação à net.

• Circuitos eléctrico básicos
• Lei de Ohm

É necessário ter o Java instalado no seu computador.

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Simulação para o estudo da impulsão

Esta simulação do PHet é bastante útil para o 9º ano. Permite estudar a impulsão de uma forma muito interactiva.

Aqui está a ligação para descarregar a simulação para poder usá-la offline, mas clicando na imagem abaixo pode correr a simulação desde que tenha ligação à net.

É necessário ter o Java instalado no seu computador.

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Simulação para estudo dos estados da matéria e mudanças de estado

Esta simulação do PHet é bastante útil para o 8º ano. Permite estudar o efeito que variações de temperatura têm na agitação corpuscular e, por conseguinte, estudar os estados físicos e as transições entre estes estados.

Aqui está a ligação para descarregar a simulação para poder usá-la offline, mas clicando na imagem abaixo pode correr a simulação desde que tenha ligação à net.

É necessário ter o Java instalado no seu computador.

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Movimento numa dimensão e gráficos posição, velocidade e aceleração tempo

Esta simulação do PHet é bastante útil para o 9º ano. Permite movimentar livremente um corpo ao longo de uma recta e a simulação representa os gráficos posição-tempo, velocidade tempo e aceleração-tempo.

É possível apresentar cada um dos gráficos individualmente ou todos em simultâneo.

Aqui está a ligação para descarregar a simulação para poder usá-la offline, mas clicando na imagem abaixo pode correr a simulação desde que tenha ligação à net.

Necessita ter o Java instalado no seu computador.

Espero que seja útil.

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Simulações para estudo das estações do ano, fases da Lua e eclipses do Sol e da Lua

Encontrei um sítio com imensas simulações e animações interessantes e relacionadas com a Astronomia, entre as quais as que a seguir apresento e que podem ser utilizadas para estudo das estações do ano, das fases da Lua e dos eclipses do Sol e da Lua.

Para visitá-lo siga esta ligação.  As simulações que se seguem foram utilizadas por mim em aulas do 7º ano.

• Simulador de exposição solar (clique na imagem)

• Simulador do número de horas de exposição solar (clique na imagem)

• Simulador do percurso do Sol na esfera celeste (clique na imagem)

• Simulador da posição do Sol no horizonte (clique na imagem)

• Simulador de estações do ano (clique na imagem)

• Simulador dos movimentos relativos da Lua, Terra e Sol e fases da Lua (clique na imagem)

• Simulador de fases da Lua (clique na imagem)

• Tabela de eclipses (clique na imagem)

• Simulador de eclipses do Sol e da Lua (clique na imagem) [esta pertence a outro sítio]

Espero que sejam úteis.

Projecto Ibercivis - Coloque o seu computador ao serviço da ciência

Utilize o seu computador para realizar investigação científica. 

O Ibercivis, que é hoje apresentado em Lisboa mas já está em funcionamento, é uma iniciativa que junta instituições espanholas e portuguesas, como o Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas e a Universidade de Coimbra.

Através do Ibercivis, o computador pessoal é ligado à plataforma e fica a trabalhar, nos momentos em que não estiver a ser usado normalmente, realizando cálculos, que são  depois enviados para os investigadores.

A ideia é procurar o apoio dos cidadãos para desenvolver investigação em áreas tão diferentes como o tratamento da paramiloidose (conhecida como a doença dos pezinhos), a fusão nuclear, o desenvolvimento de nano materiais e o tratamento do cancro.

Há também escolas que vão estar envolvidas no Ibercivis através da ligação dos seus computadores, o que permitirá a alunos e professores contribuir para o avanço científico e contactar com a investigação que está a ser feita nos laboratórios nacionais e estrangeiros. (…)

Trata-se de "pôr os computadores a fazer cálculos imensos, necessários em vários projectos de investigação. É uma forma de participação que parece passiva, mas é activa", realçou a responsável à agência Lusa. (…)

O conceito de usar computadores pessoais para a realização de tarefas que precisem de grande poder de computação não é novo. Um dos mais conhecidos exemplos é o SETI@home, que recorre a esta técnica para analisar sinais de rádio em busca de vida extra-terrestre. Fonte

Pode ver aqui o Top dos utilizadores.

Laboratório de electromagnetismo: Simulação.

Esta simulação do PhET com o nome Laboratório electromagnético de Faraday é bastante interessante para o ensino e estudo do electromagnetismo. Nas imagens abaixo apresento os vários módulos que contém.

Pode aceder à simulação aqui, ou descarregá-la para o seu computador.

Atenção: Necessita de ter JAVA instalado. Pode obtê-lo aqui.

• Estudo do campo magnético criado por um íman de barra

• Indução de corrente eléctrica num solenóide 

• Indução de um campo magnético através da passagem de corrente AC ou DC num solenóide 

• Transformador

• Gerador

Galileu e a queda dos graves

Quando são largados com as mesmas condições iniciais, qual cairá primeiro: uma bola de canhão ou uma pena?

Galileu deu-nos a resposta já há alguns séculos. Se desprezarmos a resistência do ar, então cairão ao mesmo tempo. Parece impossível? Apenas porque contraria o senso comum (talvez o maior inimigo no estudo da Física).

A simulação abaixo (fonte) permite concluir que, na ausência da resistência do ar, todos os objectos caem segundo a mesma lei (Lei da Queda dos Corpos) que pode ser enunciada da seguinte forma:

No vácuo todos os corpos caem com a mesma aceleração constante.

Que, matematicamente e após algumas etapas que vou passar à frente, permite retirar as seguintes conclusões:

	(sem velocidade inicial na vertical)
	(com velocidade inicial na vertical)

As equações anteriores dizem-nos de que forma a velocidade e a posição de um corpo variam com o tempo(durante o movimento na vertical), num local em que está sujeito a uma aceleração g – a aceleração da gravidade.

Pode ver no post Movimento rectilíneo uniformemente variado um filme em que é possível observar a representação gráfica destas equações no movimento vertical. Recomendo também que consulte o post Martelo e pena largados na Lua em que esta experiência foi realizada na Lua por astronautas.

E aqui está Galileu na torre de Pisa. (Nota: a simulação apenas pode ser iniciada quando Galileu tiver um corpo em cada mão)

 

Estudo do movimento com recurso a simulações - 01

• Movimento a uma dimensão, na horizontal

A simulação seguinte (fonte) permite controlar os parâmetros posição, velocidade e aceleração de um corpo que se movimenta na horizontal. Após fixar os valores pretendidos e clicar no play, observe a forma como o corpo se move ao longo da sua trajectória e analise os gráficos posição-tempo, velocidade-tempo e aceleração-tempo. Após alguns ensaios e de reflectir sobre os gráficos traçados, sugiro que altere os valores, preveja e esboce os gráficos x(t), v(t) e a(t) e depois confirme as suas previsões iniciando a simulação.

 

• Movimento com velocidade constante vs aceleração constante

Nesta simulação (fonte) pode estudar o movimento de duas bolas. A azul não tem velocidade inicial, mas tem a aceleração que lhe atribuir. A vermelha tem uma velocidade constante. Explore a simulação, analise os gráficos de cada bola, faça previsões e teste-as. Se já tiver conhecimentos para isso, estabeleça as equações do movimento para cada um das bolas e calcule quando é que as bolas se encontram, o tempo que necessitam para chegar ao final, o tempo que necessitam para passar a metade do percurso, o tempo necessário para que a bola azul atinja a velocidade da vermelha, etc... Depois confirme os seus cálculos através da simulação.

 

• Movimento a uma dimensão, na vertical

A simulação seguinte (fonte) permite controlar os parâmetros posição, velocidade e aceleração de um corpo que se movimenta na vertical. Após fixar os valores pretendidos e clicar no play, observe a forma como o corpo se move ao longo da sua trajectória e analise os gráficos posição-tempo e velocidade-tempo. Após alguns ensaios e de reflectir sobre os gráficos traçados, sugiro que altere os valores, preveja e esboce os gráficos y(t) e v(t) e depois confirme as suas previsões iniciando a simulação. Experimente também modificar a resistência do ar e estude a forma como este parâmetro modifica o movimento.

• Movimento a duas dimensões: lançamento na horizontal

A simulação seguinte permite comparar o movimento de um objecto lançado na horizontal com o movimento de um outro largado da mesma altura. Os pontos marcados ao longo da trajectória são igualmente espaçados no tempo, o que permite concluir que ambos têm a mesma posição vertical durante a queda, donde têm a mesma velocidade vertical em cada instante, pelo que também deverão ter a mesma aceleração vertical. Com atenção também pode concluir que o movimento da bola azul na horizontal é uniforme.

A simulação seguinte permite estudar o lançamento na horizontal, mas também na vertical. Pode modificar a altura de lançamento e o ângulo de disparo. Se colocar o ângulo de disparo nos 90º ou nos -90º, pode estudar o movimento apenas na vertical.

A velocidade inicial não pode ser modificada, pelo que apenas poderá utilizar a simulação para prever tempos de queda e alcances (utilize as equações das posições - lei do movimento).

Explore as simulações e estou certo que ficará a saber mais sobre este tema. Caso necessite escreva um comentário.

Estudo do efeito fotoeléctrico com recurso a uma simulação

Esta simulação é excelente para estudar o chamado efeito fotoeléctrico. Permite controlar as várias variáveis em jogo e considero que a sua exploração possibilita uma compreensão bastante eficaz deste fenómeno.

Clique na imagem para iniciar a simulação. Necessita de ter JAVA instalado.

Os alunos que irão realizá-la na aula devem descarregar a simulação (ficheiro photoelectric_pt.jar) para o computador, pois poderão não ter acesso à internet. Como é óbvio, será necessário um estudo prévio sobre o que tem vindo a ser falado nas aulas, pois caso contrário sentirão dificuldades. Sei que esta recomendação não era necessária, pois já todos se prepararam para amanhã. Não resisti. ;)