22 de setembro de 2014
Movimento numa dimensão e gráficos posição, velocidade e aceleração tempo
23 de fevereiro de 2010
Calculador de massas molares
Precisei de calcular a massa molar do tiossulfato de sódio pentaidratado. Como se há algo que passo bem sem calcular são massas molares, procurei uma aplicação que me evitasse o trabalho. Encontrei uma que faz o que procurava. Pode encontrá-la aqui. É um calculador de massa molar e de composição elementar de uma substância.
Do mesmo portal também já aqui coloquei um post em que divulguei a aplicação que permite acertar equações químicas. Pode consultá-lo aqui: Acerto de equações químicas online
4 de fevereiro de 2010
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
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- Indução de um campo magnético através da passagem de corrente AC ou DC num solenóide
- Transformador
- Gerador
Hidrocarbonetos: nomenclatura e visualização 3D
Publiquei em Maio de 2009 o artigo Moléculas 3D - Base de dados visual de moléculas. É um recurso muito bom e que mais uma vez referencio.
Escrevi na altura:
Pode ser encontrado aqui, e é uma excelente ferramenta para todos os que estão interessados em visualizar moléculas em 3D.
Exemplos de moléculas que podem ser visualizadas com este recurso:
Química orgânica - alcanos lineares, alcanos ramificados, cicloalcanos, alcenos, alcinos, álcoois e fenóis, aldeídos, cetonas, éteres, ácidos carboxílicos, ésteres, aminas, amidas, nitrilos e anéis aromáticos.
Estruturas VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) – úteis para estudar a geometria molecular.
Moléculas diversas – inorgânicas (CO2, H2O, NH3, O3, etc), aromas, explosivos, plásticos, drogas, fármacos, aminoácidos e vitaminas.
Prima o botão esquerdo do rato sobre a molécula e movimente-o para rodar a molécula tridimensionalmente.
Para os meus alunos (e não só) que estão a iniciar o estudo da nomenclatura dos hidrocarbonetos, recomendo que aproveitem os recursos:
- Ficha sobre alcanos e seus derivados halogenados (soluções) Autor: Paulo Viegas da ES Emídio Navarro
8 de novembro de 2009
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:
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.
3 de novembro de 2009
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. ;)
9 de outubro de 2009
Estudo do movimento - 01
A descrição do movimento de um corpo faz-se indicando a sua localização em cada instante, sendo necessário medir o tempo e posições em relação a um ponto de referência. Para simplificar o problema e eliminar efeitos pouco relevantes para o que pretendemos descrever, o corpo pode ser representado por um ponto. [Sequências 1 e 2 na animação abaixo]
À medida que o corpo se move descreve uma trajectória. Na nossa descrição, o que pretendemos é indicar onde ele se encontra a cada momento. Assim a trajectória corresponde a uma função matemática que nos fornece para cada instante de tempo a posição do corpo. Em geral uma trajectória corresponde a uma sequência de conjuntos de quatro números (x, y, z, t). Cada um desses conjuntos inclui o instante de observação t e as três coordenadas x, y, z, da posição do objecto nesse instante. [Sequências 1 a 4 na animação abaixo]
Para evitar incompreensões desnecessárias é necessário saber distinguir claramente os conceitos de distância percorrida e de deslocamento. A próxima animação ajuda à clarificação.
[Sequência 1 na animação abaixo] Para indicar que a posição do corpo a cada instante é relativa ao ponto de referência O, costuma-se representá-la por um vector de posição , em que as componentes do vector são as coordenadas do objecto. A trajectória do corpo pode então ser representada por uma função r(t) que para cada instante t fornece o vector de posição.
[Sequência 2 na animação abaixo] A velocidade média corresponde ao vector
A velocidade é, portanto, uma grandeza vectorial, ou seja, tem uma direcção e um sentido associados. Para descrever o movimento do corpo temos de indicar o seu módulo, a direcção e sentido do movimento.
[Sequência 3 na animação abaixo] A velocidade instantânea no instante t corresponde ao vector (tangente à trajectória) quando t2 e t1 são instantes de tempo infinitamente próximos [Sequência 4 na animação abaixo]:
(esta expressão pode agora parecer complicada para muitos, mas quando terminarem a Matemática de 11º verão que é fácil)
Quando o corpo se deslocar segundo uma linha recta, tudo se simplifica pois basta-nos uma medição para saber onde ele se encontra. Trata-se de um movimento rectilíneo. Neste caso a posição, definida por uma única grandeza x, é uma função do tempo: x(t).
Para um movimento rectilíneo o módulo v da velocidade define-se por . Note-se que a alteração de sentido do movimento se traduz numa alteração de sinal da velocidade.
Ao longo da sua trajectória o corpo pode deslocar-se mais ou menos depressa. Quer isto dizer que distâncias equivalentes podem ser percorridas em menos ou mais tempo.
[Sequência 1 na animação abaixo] Tal como no caso da posição, também a velocidade é uma função do tempo. Para o movimento rectilíneo, a direcção não muda, mas pode mudar o sentido ou o módulo. O exemplo de movimento mais simples corresponde ao caso em que a velocidade do corpo é constante. Constante significa aqui que a velocidade não se altera em módulo, direcção ou sentido, ou seja, que o movimento é rectilíneo. Designa-se por isso de rectilíneo uniforme.
[Sequência 2 na animação abaixo] Quando a velocidade não é constante o movimento torna-se mais complexo. O caso mais simples que podemos encontrar nessas condições ocorre quando temos um movimento rectilíneo em que a velocidade se altera de forma constante e designa-se por uniformemente variado (se o módulo da velocidade aumentar é acelerado e se diminuir é retardado).
Essa taxa de variação designa-se por aceleração e é, tal como a velocidade, uma grandeza vectorial, isto é, tem uma direcção e sentido (a direcção e sentido da alteração da velocidade) e um módulo. Matematicamente o módulo a da aceleração define-se então por . Note-se que o aumento ou diminuição da velocidade se traduz numa alteração de sinal da aceleração (positivo para um aumento de velocidade e negativo para uma diminuição).
O conteúdo deste post foi adaptado de [1] e [2].
Brevemente seguir-se-ão outros artigos dando continuidade ao tema.
15 de setembro de 2009
Recomendação: Simulações e Animações Conceptuais no Ensino da Física e da Química
Passem pelo blogue Simulações e Animações Conceptuais no Ensino da Física e da Química, que vale bem a pena. Eu irei, certamente, utilizar muitos dos recursos que lá estão.
Descobri-o durante as férias e achei-o de grande interesse e utilidade. Tal como prometi à autora, aqui deixo a recomendação.
29 de maio de 2009
Moléculas 3D - Base de dados visual de moléculas
No portal espanhol Educaplus.org, pode encontrar uma quantidade extraordinária de recursos para as áreas da Matemática, Física, Química, Tecnologia, Biologia, Ciências da Terra e Educação Artística.
Num comentário recente, a autora do blogue Matemática na Cidadela, sugeriu-me o seguinte recurso.
Base de dados visual de moléculas
Pode ser encontrado aqui, e é uma excelente ferramenta para todos os que estão interessados em visualizar moléculas em 3D.
Exemplos de moléculas que podem ser visualizadas com este recurso:
- Química orgânica - alcanos lineares, alcanos ramificados, cicloalcanos, alcenos, alcinos, álcoois e fenóis, aldeídos, cetonas, éteres, ácidos carboxílicos, ésteres, aminas, amidas, nitrilos e anéis aromáticos.
- Estruturas VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion) – úteis para estudar a geometria molecular.
- Moléculas diversas – inorgânicas (CO2, H2O, NH3, O3, etc), aromas, explosivos, plásticos, drogas, fármacos, aminoácidos e vitaminas.
Prima o botão esquerdo do rato sobre a molécula e movimente-o para rodar a molécula tridimensionalmente.
Por baixo da representação surge, por vezes, uma descrição da molécula. Apesar de estar em espanhol, penso que não haverá dificuldades.
Explore e diga qual a sua opinião.
20 de abril de 2009
Som: estudo das características de ondas com recurso a animações
Este é mais um post dedicado ao estudo do som e das ondas. Recomendo que consulte aqui os outros.
| A campainha da figura ao lado está dentro de uma campânula de vidro. Pressione o botão verde para activar a campainha e novamente para remover o ar da campânula. Observe o que sucede à medida que o vácuo é criado. Os círculos azuis representam as ondas sonoras. | |
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Agora é fácil perceber por que razão o som não pode viajar no vácuo. Se não há moléculas para vibrar, não pode haver som. O som só pode viajar num meio material. Pode atravessar sólidos, viajar pelo ar e pela água e outros líquidos. Diz-se que esta é uma onda mecânica.
Por outro lado, a luz, a onda luminosa não é formada por partículas a vibrar, mas é formada por campos eléctricos e magnéticos oscilantes, podendo existir no vácuo: é uma onda electromagnética.
Outra forma de classificação das ondas é quanto à relação entre a direcção de propagação da onda e a direcção com que vibram as partículas do meio (ou as propriedades electromagnéticas do mesmo). Para saber mais, recomendo este post: O que é uma onda?
Com as duas animações interactivas seguintes, pode criar ondas transversais e longitudinais. Leia as instruções de cada uma (recomendo que não movimente o rato com muita rapidez).
As quatro animações anteriores foram retiradas daqui.
Mas como caracterizar pormenorizadamente uma onda?
Para isso temos que utilizar números, claro. Precisamos de quantificar certas características, que passo a definir:
Amplitude (A) - Distância entre o ponto de equilíbrio da onda e o ponto de desvio máximo relativamente a ele.
Período (T) - Característica essencial que caracteriza uma onda. Geralmente define-se pelo tempo que um ciclo demora a ser percorrido. Ou, de outra forma, é o tempo necessário para que as características da onda se repitam. A sua unidade SI é o segundo (s).
Frequência (f) - Esta grandeza corresponde ao número de vezes que um ciclo é percorrido por unidade de tempo e em unidades SI vem em s-1 ou Hz (em homenagem ao Físico Heirich Hertz). É dada pela expressão .
Comprimento de Onda () - É a distância que um ciclo tem no espaço. Ou, de outra forma, é a distância entre dois pontos consecutivos e equivalentes de uma onda. A sua unidade SI é o metro (m).
Na figura ao lado (encontrada aqui) podemos ver representadas cada uma destas características. É importante reparar na diferença entre os dois eixos horizontais. No gráfico superior o eixo horizontal mede tempo, pelo que a distância entre picos é o período. No gráfico inferior o eixo horizontal mede deslocamento, pelo que a distância entre picos é o comprimento de onda.
As duas animações interactivas seguintes permitem-lhe modificar (arrastando os pontos verdes) as características de uma onda. Encontradas aqui.
Finalmente, a velocidade (ou rapidez) com que uma onda se propaga (v) define-se como a rapidez à qual um ponto, caracterizado por uma determinada fase, se desloca no espaço. Pode ser calculada pelas expressões ou
. A sua unidade SI é o metro/segundo (m/s).
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Por exemplo, na animação à direita (encontrada aqui), se dividir a distância entre picos consecutivos pelo tempo necessário para que estes picos desapareçam da animação, pode calcular facilmente a velocidade da onda representada. |
E depois de isto ser tudo lido e experimentado com muita atenção, que tal um Quiz para testar os conhecimentos adquiridos? Pois é o que aparecerá aqui em breve. Prepare-se.
30 de março de 2009
Simulador: Som e ondas
Este applet permite estudar as ondas sonoras. Podemos ajustar a frequência, o volume e o conteúdo harmónico, e ver e ouvir como o som se altera.
Podemos alterar a distância do ouvinte ao altifalante e estudar o modo como o som é percepcionado.
Também permite descobrir métodos para calcular a velocidade, comprimento de onda, frequência e período de uma onda.
Podemos adicionar obstáculos e mudar a sua orientação e posição, de forma a estudar a reflexão.
Para estudar fenómenos de interferência, podemos adicionar um segundo altifalante.
É possível simular o que acontece ao som quando se altera a pressão do ar (até obter vácuo) no interior de uma caixa que contém um altifalante.
Se encontrarem uma opção que achem importante divulgar, podem escrever um comentário.
Clique aqui para iniciar a simulação. Caso não tenha JAVA instalado, pode obtê-lo na barra lateral deste blogue.
Pode encontrar mais material sobre som, óptica e ondas, procurando nos temas na barra lateral do blogue.
Simulador: Ondas, som e luz
Este applet permite estudar as ondas, o som e a luz. Podemos produzir ondas pelo pingar de uma torneira, por um altifalante (ou dois), ou por intermédio de um laser (ou dois) e observar como estão relacionadas. Todas podem ser representadas por uma sinusoidal.
Para estudar o som, é muito interessante poder ver o movimento das partículas do ar durante a propagação da onda de compressão, confirmando que não ocorre transporte de matéria.
Podemos modificar a frequência e a amplitude e, no caso do som, permite ouvir o sinal produzido.
Podemos adicionar obstáculos (paredes e espelhos) para estudar a reflexão.
Para estudar fenómenos de interferência e difracção, podemos adicionar uma ou duas fendas.
Podemos encontrar pontos de interferência destrutiva e construtiva a olho, ou usando detectores.
Muito mais há para explorar neste applet. Se encontrarem uma opção que achem importante divulgar, podem escrever um comentário.
Clique aqui para iniciar a simulação. Caso não tenha JAVA instalado, pode obtê-lo na barra lateral deste blogue.
Pode encontrar mais material sobre som, óptica e ondas, procurando nos temas na barra lateral do blogue.
7 de março de 2009
Simulador: Estados físicos e as mudanças de estado
Aqui está um applet que permite estudar os estados físicos da matéria e as mudanças de estado. É possível aquecer ou arrefecer uma substância e observar as passagens de sólido para líquido e depois para gás (e vice-versa).Para níveis mais avançados, é possível modificar a temperatura ou volume do recipiente e analisar, em tempo real, os diagramas de pressão-temperatura. Também é possível relacionar o potencial de interacção com as forças intermoleculares.
A temperatura aparece em kelvin, visto que é a unidade para temperatura no Sistema Internacional de Unidades.
A expressão seguinte é utilizada para converter kelvin (K) em graus Celsius (ºC).
Daqui se pode concluir que os -273,15 ºC correspondem a 0 K, ou seja, ao zero absoluto (a temperatura mais baixa possível e que não pode ser atingida por meios naturais ou artificiais). Apesar de não se conseguir atingir o zero absoluto, já foi possível descer até 100 pK (1×10−10 K ou 0,0000000001 K).
Clique na imagem para iniciar a simulação. Caso não tenha JAVA instalado, pode obtê-lo na barra lateral deste blogue.
Brevemente colocarei aqui um quiz sobre este artigo.
5 de março de 2009
Notação científica, múltiplos, submúltiplos e seus prefixos e ainda operações com potências
Aqui ficam alguns recursos que julgo serem úteis.

Alguns exemplos na figura do lado. Encontrados aqui.Pode encontrar aqui um applet sobre notação científica.
Brevemente colocarei aqui um quiz para que possam treinar.
1 de março de 2009
Acerto de equações químicas online
Apesar de estar em inglês, a linguagem da química é universal e, por certo, não encontrará dificuldades.
12 de fevereiro de 2009
Simulador: Fissão nuclear
Com este simulador pode dar início a uma reacção em cadeia do átomo de urânio, ou introduzir isótopos de urânio não radioactivos de modo a prevenir essa mesma reacção.Pode também ficar a perceber o modo como a radioactividade é utilizada para produzir energia num reactor nuclear. Controle a potência de funcionamento do reactor, impedindo que os neutrões prossigam a reacção em cadeia.
Clique na imagem para iniciar a simulação. Caso não tenha JAVA instalado, pode obtê-lo na barra lateral deste blogue.
Jogo - Simulador do projecto LHC

11 de fevereiro de 2009
Simulador: Modelos atómicos para o átomo de hidrogénio
Como é que os cientistas descobriram a estruturas dos átomos sem poderem olhar para eles? Com este simulador pode testar diferentes modelos atómicos para o átomo de hidrogénio e comparar as suas previsões com os resultados experimentais.Clique na imagem para iniciar a simulação. Caso não tenha JAVA instalado, pode obtê-lo na barra lateral deste blogue.
Questão: Qual o modelo que está mais de acordo com os dados experimentais? Porquê?
2 de fevereiro de 2009
Simulador: Modelo atómico de Thomson e modelo atómico de Rutherford

Como é que Rutherford estabeleceu a estrutura do núcleo atómico sem que fosse possível observá-lo directamente?
Este aplicação em JAVA permite simular a famosa experiência em que Rutherford mostrou que o modelo de Thomson (pudim de ameixas - plum pudding) estava errado, através da observação de apenas algumas partículas alfa (núcleos de hélio: 2 protões e 2 neutrões, portanto) serem desviadas pelos átomos, o que o levou a concluir que estes deveriam ter um núcleo bastante pequeno. Também este modelo viria ser substituído, anos depois, por Bohr. E o deste também. A ciência é isto mesmo: a procura da melhor explicação possível e sem verdades absolutas.


