Quantidade de movimento

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Também denominado momento linear ou momentum, a quantidade de movimento foi um termo definido por Newton (1642-1727) como uma reformulação de sua Segunda Lei, a qual afirma que:

2ª Lei de Newton: quanto maior a força, maior a aceleração, e, quanto mais massivo o corpo, mais ele resiste à aceleração!

Matematicamente:

$<![CDATA[ F=m\cdot a ]]>$

A força é proporcional a aceleração, mas inversamente proporcional a massa.

Para a massa constante, Newton notou que esta equação poderia ser vista da seguinte forma:

Força = taxa de variação no tempo de (massa x velocidade)

verifica-se que esta reformulação é exatamente a 2ª Lei:

$<![CDATA[ F=m\cdot a ]]>$

$<![CDATA[ F=m\cdot\frac{\Delta v}{\Delta t} ]]>$

$<![CDATA[ F=\frac{1}{\Delta t}\cdot(m\cdot\Delta v)\hspace{1cm}(1) ]]>$

E definiu a quantidade de movimento q como

$<![CDATA[ q=m\cdot\Delta v ]]>$

onde percebeu que, se a velocidade de um corpo varia, é porque uma força atua neste corpo, o que de fato é real, pois a força causa a aceleração, e a aceleração modifica a velocidade.

Na equação acima, q é um vetor e tem a mesma direção e sentido do vetor Δv. No S.I., q é dado em kg.m/s.

A expressão quantidade de movimento se refere à "quanto há de movimento", levando em conta a velocidade e a massa do corpo. Deste modo, imagine um carrinho de bebê (pouca massa) desgovernado e um caminhão (muita massa), também desgovernado. Qual seria mais fácil de parar com uma força? Se considerarmos a velocidade igual para ambos, seria o carrinho de bebê, devido a massa ser menor. Assim, há muito mais movimento (quantidade) no caminhão do que no carrinho de bebê, sendo mais difícil pará-lo (muita massa).

No caso das quantidades de movimento do carrinho de bebê e do caminhão serem iguais, como suas massas são muito diferentes, a velocidade também seria: o carrinho de bebê teria que ter uma velocidade muito grande, devido a sua pouca massa, e o caminhão uma velocidade mínima, devido a sua grande quantidade de massa.

Substituindo (q = m . Δv) na equação 1, observamos que a força mede a taxa de variação da quantidade de movimento no tempo:

$<![CDATA[ F=\frac{1}{\Delta t}\cdot(q)\hspace{1cm}(2) ]]>$

A equação 2 nos mostra quanto tempo é necessário fazer uma força para uma determinada quantidade de movimento. No exemplo do caminhão, uma pessoa pode até conseguir pará-lo com sua força minúscula, mas depois de muito tempo.

Referências bibliográficas:

GONICK, Larri; HUFFMAN, Art. Introdução Ilustrada à Física – Tradução e adaptação de Luis Carlos de Menezes – Editora HARBRA, 1994.

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Grandezas físicas

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Na física, para descrever os fenômenos, muitas vezes uma explicação basta. Há alguns casos envolvendo quantidades que devem ser medidas, comparadas.

As grandezas físicas são responsáveis por esta descrição quantitativa dos fenômenos, pois quando alguém pergunta: qual a distância de São Paulo ao Rio de Janeiro? Não basta dizer se é longe, perto, ou logo ali, é necessário um número que represente esta distância (quantidade), em uma unidade de medida que seja mais próxima da realidade do fenômeno (quilômetros, por exemplo). Imagina medir a distância de São Paulo ao Rio de Janeiro em milímetros? Além de estar fora de um contexto mais intuitivo, ficaria muito difícil de medir.

Este número com a unidade de medida (5 km, por exemplo) é a chamada Grandeza Física.

Grandeza física também é definida como tudo que pode ser medido. O amor de um pai para com um filho pode ser medido? Não! Logo não é uma grandeza física. A quantidade de refrigerante que será necessária para uma festa pode ser medida? Sim, em litros! Logo é uma grandeza física!

As grandezas físicas podem ser classificadas em diretas (fundamentais) ou indiretas (derivadas), e ainda como escalares ou vetoriais. Veja a seguir as definições de cada uma delas:

• Diretas (ou fundamentais): são aquelas que apenas com uma medida já se obtém o resultado, não precisando envolver outra grandeza física na medição. Um exemplo seria ao medir a altura de uma mesa, basta usar uma trena e já se obtém a medida. Ou medir o tempo para ir ao mercado, bastando apenas usar um relógio e já se tem a medida desejada.
• Indiretas (ou derivas): são aquelas que envolvem mais de uma grandeza a ser medida e, por possuir duas grandezas físicas ou mais, são chamadas também de derivadas, pois serão compostas de grandezas diretas (ou fundamentais). A velocidade é um exemplo. Definida como a distância dividida pelo tempo, precisa-se calcular duas grandezas físicas, espaço e tempo, para depois dividi-las, obtendo um novo resultado, uma nova grandeza física, derivada de duas grandezas fundamentais.
• Escalares: são aquelas em que basta o número e a unidade de medida para defini-la. Exemplos podem ser a medida de uma febre de 40ºC, o tempo de caminhada de 30 minutos, 3 litros de água, 5 kg de arroz, entre outros.
• Vetoriais: são aquelas em que só o número e a unidade de medida não são suficientes, é necessário saber também a direção (horizontal, vertical, diagonal, etc.) e o sentido (direita, esquerda, para cima, para baixo, a noroeste, horário, anti-horário, etc.). Nas grandezas físicas vetoriais a direção e o sentido faz toda a diferença, e, por isso, sempre haverá uma pergunta para fazer além da medida a ser feita, por exemplo: Junior caminhou 6 m, mas para onde? Será necessário responder a pergunta. No caso, suponha-se que Junior caminhou 6m da porta da casa até a beira do mar. Contudo se é dito que João tem 60 kg, já está claro, não há perguntas a se fazer, por isso que massa é uma grandeza escalar e não vetorial.

Como já dito anteriormente, uma grandeza física terá uma quantidade (número) e uma unidade de medida (metros, segundos, horas, por exemplo).

Para as unidades de medidas foi criado um padrão, não só para facilitar a comparação em diferentes regiões de um país ou entre países, mas também para facilitar as relações comerciais, pois 5 kg (quilogramas) de batatas em Brasília tem que ter a mesma quantidade de massa que 5 kg de batatas em São Paulo, ou seja, 1 kg é a mesma quantidade de massa nos dois lugares, não importando por qual número é multiplicado. Para um certo comprimento de uma barra, foi denominado 1 metro. Desta forma não importa por qual valor é multiplicado, o valor unitário do metro é o mesmo em qualquer lugar.

Por ser padronizado um valor unitário (apenas 1 unidade) de medida para cada grandeza, este padrão estabelecido chama-se unidade de medida.

Referência bibliográfica:

CORRADI, Wagner [et al.]. Fundamentos de Física I – Belo Horizonte : Editora UFMG, 2010

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Pressão

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Pressão é definida como a força (F) aplicada em uma determinada superfície (área A), dada pela equação:

$<![CDATA[ p=\frac{F}{A} ]]>$

onde, no S.I., a força é dada em Newtons, a área em m² e a pressão em Pascal (Pa), ou seja,

$<![CDATA[ [Pa]=\frac{[N]}{[m^2]} ]]>$

A pressão também é definida como o valor médio da transferência de momento nas colisões das partículas com as paredes de um recipiente.

Blaise Pascal (1623-1662), a quem se deve a homenagem da unidade Pascal de pressão, foi físico, matemático e filósofo. Começou a interessar-se pela hidrostática em 1647, realizando diversas experiências e descobertas. Delas concluiu em 1648 a existência do peso do ar, do vácuo e que a pressão atmosférica diminuía com a altura, presumindo que há um vácuo acima da atmosfera terrestre.

Dentre suas descobertas está o relógio de pulso, a seringa e o barômetro, além de ser o primeiro a ter a ideia de um sistema de ônibus, organizando uma companhia de transportes públicos.

A unidade de pressão atm também é muitas vezes usada, por ser mais prática. Ela é a pressão exercida pela atmosfera ao nível do mar, dada por

1 atm = 1,01 . 10⁵ Pa

É preciso lembrar que a força é uma grandeza vetorial, contudo a pressão é uma grandeza escalar. Isso acontece pois não há direção associada à pressão, enquanto que a força possui direção perpendicular a superfície que sofre a pressão.

Esta característica da pressão de ser proporcional a força e inversamente proporcional a área, traz diversos exemplos de sua utilização no cotidiano.

Considerando que se a área diminui a pressão aumenta, temos exemplos como de uma faca afiada ou uma agulha, ambas com áreas pequenas para aumentar a pressão, a faca com o objetivo de cortar e a agulha para perfurar.

Já quando se aumenta a área, a pressão tende a diminuir. É o artifício que os esquiadores adotaram para não fazer muita força, a ponto de quebrar o gelo sob seus pés, utilizando sapatos com áreas muito grandes, fazendo com que a força peso de seus corpos se espalhe pelos diversos pontos do sapato.

A figura 1 mostra que quando temos o mesmo bloco, com a mesma força peso, mas posicionado de maneiras diferentes sobre a mesa, podemos ter diferentes pressões (P₁, P₂ e P₃), pois a área do bloco em contato com a mesa é diferente em cada situação.

Figura 1. Blocos de pesos iguais sobre a mesa, mas com áreas de contato diferentes. P1, P2 e P3 são as respectivas pressões exercidas sobre a mesa.

Desta forma, a pressão, do valor maior para o menor, na figura 1 será:

P₃ > P₂ > P₁

A área em contato do bloco inclinado é a menor de todas, enquanto que a do bloco deitado é a maior.

Nos líquidos, a pressão se caracteriza por não depender da forma do recipiente, mas sim da profundidade, conforme vemos na figura 2, onde a pressão é a mesma nos três casos.

Figura 2. A pressão depende apenas da profundidade H e não da forma do recipiente.

Quanto maior a profundidade, maior a pressão! No experimento a seguir (figura 3) foram feitos três furos em uma garrafa a fim de verificar este fato. Percebe-se que quanto mais próximo do fundo da garrafa está o furo, maior a velocidade de saída da água (vetores na figura 3).

Figura 3. Variação da pressão conforme a profundidade.

Neste experimento também notamos que a força, devido a pressão, atua na direção perpendicular às paredes do recipiente, basta observar os vetores velocidade na figura 3, que fazem um ângulo de 90º com as paredes do recipiente.

Nos gases, quanto menor o volume maior a pressão. As moléculas, no caso II, ficam confinadas com menor espaço, fazendo mais força sobre as paredes do recipiente. Veja os pistões I e II na figura 4, em que no caso II a pressão é maior pelo menor volume.

Figura 4. Pistões com gás em seu interior. Em II a pressão é maior pois o volume diminuiu.

Referências bibliográficas:

http://ecalculo.if.usp.br/historia/blaise_pascal.htm

HEWITT, Paul G., Física Conceitual – 9ª ed. – Bookman, 2008.

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Four Season New York Downtown

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Acompanhar o calendário de semana de moda internacional é delicioso. Vivemos experiências únicas com as marcas, assistimos a desfiles incríveis e conhecemos pessoas interessantíssimas. Compromissos incontáveis que fazem, no final do dia, a gente querer apenas um lugar tranquilo e aconchegante para descansar. Durante esse tempo de fashion weeks, escolher um hotel que te faça sentir ”home away from home” é essencial.

Em Nova York, o F*hits team, composto por Paulinha Sampaio, Camila Coelho e Luiza Sobral, passou dias especiais no Four season Downtown, que, além dos serviços serem excepcionais, tem uma estética que vale uma foto em cada espaço. Assinado pelo escritório Robert A.M. Stern Architects, os ambientes têm detalhes elegantes e modernos. No clique, um festival de linhas que se veem no hall do elevador.

Em outro ponto que vale um registro artsy, a escultura “Gold Book Tower” (ou Torre de Livros Dourados), do artista canadense Bruno Billio. Ao lado, a nossa F*hits star Camila Coelho a bordo de seu look golden + yellow para levar luz aos dias friozinhos na Big Apple.Para os últimos dias intensos de fashion week, o foco é desconectar e recarregar as energias no Spa do hotel. O contraste entre a atmosfera tranquila, elegante e toda a efervescência de Manhattan. A piscina, os tratamentos e todo o ambiente fecham com chave de ouro dias de muita moda. Come and feel this peace!

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Aminas

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As aminas são substâncias orgânicas constituídas de uma cadeia carbônica ligada a um átomo de nitrogênio. São compostos derivados da amônia (NH₃), onde ocorre à substituição de um, dois ou três átomos de hidrogênios por radicais orgânicos (R), que podem ser grupos alquilas ou arilas. Lembrando que grupos arilas são radicais derivados dos alcanos, e arilas derivados de um anel aromático. Dessa forma podemos ter aminas do tipo alifáticas e aromáticas.

Em função dessa quantidade de hidrogênios que é substituído, podemos classificar as aminas em primarias (R-NH₂), secundárias (R₁R₂NH) e terciárias (R₁R₂R₃N). Nas aminas primárias apenas um dos hidrogênios é substituído por um radical orgânico, como por exemplo, na molécula a seguir CH₃ – NH_2, nas secundárias temos a substituição de dois átomos de hidrogênios, como no caso de CH₃-NH-CH_{3 ­}e nas terciarias todos são substituídos, conforme exemplificado na estrutura abaixo:

Em relação as suas propriedades, as aminas apresentam caráter básico, sendo substâncias com polaridade intermediárias e as temperaturas de ebulição mais altas que dos alcanos e menores que a dos alcoóis, considerando mesmas massas moleculares. Em relação aos tipos de aminas, as primarias e secundárias podem formar ligações hidrogênio com água ou ainda entre si. Já nas amônias terciárias a formação desse tipo de ligação entre si não é possível, já que todos os hidrogênios foram substituídos por radicais orgânicos e como consequência possuem menores pontos de ebulição quando comparadas com as primarias e secundárias. Em relação à solubilidade em água, as aminas de baixa massa molecular são bastante solúveis em água, e as demais variam de acordo com o tamanho da cadeia.

Nomenclatura das aminas

Para dar nome a amina, de acordo com as regras da IUPAC, existe diferenças entre os tipos de aminas. No caso das aminas primárias podemos seguir o esquema abaixo:

Prefixo + Infixo + Sufixo

O prefixo refere-se à quantidade de carbonos, o infixo ao tipo de ligação, podendo ser an ( ligações simples), en (duplas) ou in (triplas), e o sufixo será a palavra amina. Vamos analisar o exemplo das moléculas abaixo:

CH₃-CH₂-NH₂

Observe que ela tem dois átomos de carbono, então o prefixo fica et, as ligações entre os átomos de carbono são simples, infixo an, e sufixo amina, com isso o nome fica etanamina. Se houver insaturações ou ramificações na cadeia, como é o caso da molécula abaixo, é preciso deixar claro no nome suas posições na cadeia.

Podemos ver que a cadeia principal contem 5 carbonos, por isso o prefixo será pent, temos uma ramificação no carbono 2 da cadeia, grupo metil, essa cadeia é insaturada, com isso o infixo será an e no carbono 3 está localizado o grupo amina. Com isso teremos o nome 2-metil-pentan-3-amina. Em relação a nomenclatura usual, alguns autores seguem a sequencia:

Nome do radical ou do hidrocarboneto ligado a NH₂ + amina

No caso da molécula CH₃-CH₂-NH₂ temos então o nome, etanoamina ou etilamina.

Em relação às aminas secundárias e terciárias, a regra é diferente, pois nesses casos, temos que antes identificar a cadeia mais longa e indicar a posição dos substituintes. Veja o exemplo da molécula de uma amina terciária abaixo:

Nesse caso a numeração e identificação dos radicais ligados ao nitrogênio é representada pela letra N, e a representação dos radicais ligados a cadeia carbônica por números. Primeiro iremos identificar a cadeia mais longa que é uma cadeia com 3 carbonos. A numeração começa da esquerda para direita, e com isso temos um radical metil na posição 2, e um radical metil ligado ao nitrogênio e outro radical etil ligado também ao nitrogênio. Com isso o nome fica, N-etil-2,N-dimetil-propanamina.

As aminas estão presentes em diversas situações de nossa vida, que vão desde a urina, que contem ureia, os aminoácidos que formam nossas proteínas, até os produtos formados pela decomposição, como a putrescina (1,4-diamino-butano) e cadaverina (1,5-diamino-pentano). Algumas aplicações de produtos do grupo amina são utilização em protetor solar, como o ácido p-aminobenzóico (PABA), além de uma série de outros compostos utilizados na produção de medicamento (morfina, fluoxetina), corantes (anilina), substâncias estimulantes, como cafeína, e algumas drogas como cocaína, anfetaminas e nicotina.

Bibliografia:

Tito e Canto. Química na Abordagem do Cotidiano. Volume único, parte C – Química Orgânica. Editora Saraiva 2005.

T. W. Graham Solomons. QUÍMICA. ORGÂNICA volume 1; Sétima edição. Editora LTC livros técnico e científicos, 2000.

T. W. Graham Solomons. QUÍMICA. ORGÂNICA volume 2; Sétima edição. Editora LTC livros técnico e científicos, 2000.

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Óxido de cálcio

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O óxido de cálcio é uma substância inorgânica pertencente à classe dos óxidos (compostos constituídos por apenas 2 elementos, binários, onde o mais eletronegativo é o oxigênio) e possui a fórmula química CaO. Este se apresenta na forma de um sólido branco, sendo pouco solúvel em água (temperatura ambiente). Ao reagir com água, forma uma soluções aquosa com pH em torno de 12,8, em função da formação da Ca(OH)₂, sendo por isso considerado um óxido básico:

CaO _(s) + H₂O _(l) → Ca(OH)_{2 (aq)}

Sua temperatura de fusão é de 2850 ºC, esse valor elevado é explicado pela força de ligação entre os átomos de cálcio e oxigênio, cuja ligação é do tipo iônica.

Óxido de cálcio. Foto: Nina.G / Shutterstock.com

O óxido de cálcio é também conhecido como cal virgem ou cal viva. Esse termo cal é utilizado na verdade para uma série de produtos que são obtidos através da calcinação do calcário, temos, por exemplo, a chamada cal hidratada, ou extinta, que embora apresente esse nome se refere ao outro composto, o Ca(OH)₂ e não ao óxido de cálcio. O CaO é obtido a partir do sal carbonato de cálcio (CaCO₃), presente no calcário, em um reação chamada de decomposição térmica ou calcinação,onde ocorre a formação do óxido e de gás carbônico, conforme reação a seguir:

CaCO_{3 (s)} → CaO _(s) + CO_{2 (g)}

O calcário pode ser proveniente de rochas, sedimentos ou concheiros naturais, e dependendo do tipo dará origem a cal com diferentes qualidades, uma vez que esses depósitos apresentam diferentes teores de CaCO₃.

Um das principais aplicações do CaO é na obtenção de cal hidratada (Ca(OH)₂), utilizada na construção civil. A reação a seguir, é o que acontece quando vemos em uma obra o pedreiro jogando água em cima do cimento.

CaO _(s) + H₂O _(l) → Ca(OH)_{2 (aq)}

Ao adicionar água tem-se uma reação de hidratação formando a cal hidratada que é utilizada nas argamassas para alvenaria. Essa reação é exotérmica, ou seja, libera calor (15,3 Kcal/mol), por isso vemos um vapor saindo quando o cimento é molhado. O seu processo de endurecimento ocorre em função da absorção de gás carbônico do ar, que transforma a cal hidratada em carbonato de cálcio.

Ca(OH)_{2 (s)} + CO_2(g) → CaCO_3(s) + H₂O_(l)

Outras aplicações do óxido de cálcio são nas indústrias siderúrgicas, onde pode ser utilizados como regulador de pH no tratamento das águas, fabricação de aços no fornos e remoção de enxofre em excesso das gusas (produto da redução do minério de ferro pelo carvão o coque e calcário em altas temperaturas). Além disso, tem aplicação na indústria de alumínio e de papel e celulose na regeneração da soda utilizada nos processos, e no caso especifico da indústria de papel é utilizado juntamente com outros reagentes no processo de branqueamento. Ele pode ser também como pigmento na fabricação de tintas, além de aplicações diversas na metalurgia do cobre, indústrias de refratários, cerâmicas, couros, entre outros. Na indústria alimentícia pode ser utilizados no clareamento do açúcar e remoção de fosfatos e orgânicos, na área de saúde, no tratamento de queimaduras e confecção de materiais dentários utilizados em restaurações e tratamentos de canais.

Referências.

Atkins, P. W.; Jones, Loretta . Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente, volume único. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.

Tito e Canto. Química na Abordagem do Cotidiano. Volume único, parte A – Química Geral e Inorgânica. Editora Saraiva 2005

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Sociedade colonial brasileira

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O período da colonização brasileira inicia-se em 1500 na costa litorânea do nordeste. A população era formada por brancos (senhores de engenho), índios catequizados, negros africanos escravizados e mestiços. A sociedade colonial brasileira foi constituída em um modelo patriarcal, onde o homem não era somente o chefe de família, mas também o dono de tudo.

A princípio toda fonte de subsistência da sociedade estava ligada à agricultura e ao latifúndio. A primeira cultura a render lucros foi a cana-de-açúcar, depois o tabaco, seguido do algodão e a pecuária. A maior parte da mão de obra era africana e o objetivo era comercializar com a Europa. Entre os séculos XVI e XVII o Brasil se tornou o maior produtor e exportador de açúcar.

A sociedade foi se estabelecendo em povoados onde o convívio social se resumia à lavoura e atividades da Igreja. No início a casa do senhor de engenho era construída de palha ou sapê, o piso era de terra, havia poucas portas, janelas e mobílias. Eles costumavam dormir em redes, os utensílios de cozinha eram de cerâmica e havia poucos talheres.

A casa grande ficava muito próxima das senzalas e por medida de segurança contra os ataques indígenas e revoltas de escravos, com o tempo, ficaram maiores e mais seguras para o senhor de engenho. Embora a proximidade ainda continuasse a mesma, normalmente os colonos ficavam à frente e os escravos ao fundo, por vezes em pequenos porões.

O senhor de engenho demonstrava sua riqueza através da quantidade de escravos que tinha ou pelas suas vestes. Só depois da vinda da família real para o Brasil em 1808, passou a prevalecer a posse de objetos. A casa grande foi construída perto do engenho, serviu como escola, enfermaria e igreja, onde eram guardadas as joias e os ouros. Eles acreditavam que haveria menos possibilidade de roubar tesouros se estivesse ligada à santidade.

Havia pouco tempo de descanso e logo quando nascia o sol, os homens levavam os escravos para a lavoura e as mulheres designavam as tarefas das escravas, que além de fazerem tarefas domésticas e cozinhar, eram vistas como reprodutoras e cuidadoras das crianças. Não havia água encanada, o que ocasionava um mau cheiro do local. Ao final do dia, era servida uma refeição, os escravos no geral dormiam juntos e haviam guardas nas portas onde eles dormiam para garantirem a segurança dos nobres e evitar fugas de escravos. Os que fossem capturados em fuga, eram espancados na frente da porta da Casa Grande.

As festas que havia nesse período eram inteiramente ligadas aos santos católicos e aniversários de príncipes ou princesas de Portugal. A Páscoa, Semana Santa e o Natal eram datas de grande prestígio. Eram celebradas missas, procissões, comes e bebes e o mais esperado, o baile. Era um momento de muita integralidade entre toda sociedade colonial, vestir roupas novas e luxuosas trazidas da Europa e conversar com as pessoas.

No Natal os senhores de engenho mais ricos preparavam o baile na sua propriedade. Era uma chance de paquerar uns aos outros e proporcionar maior convívio social entre os senhores e as famílias dos vizinhos. O mais interessante era que os escravos também eram liberados para fazer suas festas do modo que queriam. As danças e culto aos deuses africanos atraíam muitos brancos, resultando na interação social e cultural entre esses povos que resultou na formação da sociedade brasileira como um todo. Estudiosos afirmam que essa proximidade foi o que diferenciou a sociedade colonial brasileira das outras colônias, pois permitiu um maior convívio de pessoas e trocas culturais.

Referências:

http://basilio.fundaj.gov.br/pesquisaescolar/index.php?option=com_content&view=article&id=831&Itemid=1 14. 01.2019.

http://g1.globo.com/pernambuco/educacao/noticia/2016/09/dica-de-historia-explica-sociedade-colonial-brasileira-e-seus-modelos.html 14.01.2019.

https://historiahoje.com/as-festas-no-brasil-colonia/ 14.01.2019.

https://pt.wikipedia.org/wiki/Coloniza%C3%A7%C3%A3o_do_Brasil#Hist%C3%B3ria 14.01.2019.

https://super.abril.com.br/mundo-estranho/como-era-uma-senzala/ 14.01.2019.

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Avanços tecnológicos nas grandes navegações

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A necessidade da expansão marítima feita por parte de algumas coroas europeias principalmente nos séculos XV e XVI, caracterizaram a “Era dos Descobrimentos”, impulsionou avanços tecnológicos nos materiais e como eles eram utilizados para instrumentação da navegação. Facilitaram objetivos como: descobrir novos mundos e/ou caminhos marítimos e efetuar as trocas comerciais.

Outros povos também já tinham conhecimento nesta área, como se sabe os chineses e os árabes também utilizavam o método de navegar.

Sabe-se que Portugal, já que é banhado por mar por todo o seu território, desenvolveu a Ciência Náutica através de escolas de navegação como a “Escola de Sagres”, um lugar de conhecimento e compartilhamento de experiências entre navegadoras da Europa e do Oriente. As coroas eram as principais impulsionadoras.

Começou a se desenvolver a cartografia e o mapeamento das costas marítimas e dos continentes de acordo com o que se conhecia na época através de documentos e da observação. Materiais de apoio foram inventados como a bússola trazida do oriente para o ocidente pelos árabes, feita por uma agulha magnetizada que indica o eixo norte-sul magnético; o astrolábio para medir a altura e posição dos astros; o quadrante que apontava apara a Estrela Polar e permitia determinar a distância entre o ponto de partida da viagem e o lugar onde a embarcação estava exato naquele momento; a balestilha que se pensa ter sido inventada pelos portugueses e que era numa vara de madeira que tinha a função de medir a altura que unia o horizonte ao astro, permitindo determinar os azimutes, etc.

Foto ilustrativa. Créditos: FoodAndPhoto / Shutterstock.com

Através da tecnologia desenvolvida para as navegações, tudo aquilo que era apenas visível a olho nu no céu, passa a ser interpretado e medido detalhadamente como meio de localização dos navegadores. Ao navegar o homem foi desenvolvendo e aprimorando os materiais, ultrapassando os seus próprios limites e vencendo os medos.

No desenvolvimento naval houve a necessidade de construir embarcações maiores e melhores. Na passagem da navegação de cabotagem ou seja, perder a costa de vista utilizada antes do século XVI, se evoluiu para as Caravelas Latinas com maior capacidade de carga. Estas tinham a característica de terem velas em formato triangular e trouxeram a inovação da navegação em zigue zague contra o vento, chamado de bolinar. Eram mais rápidas e de fácil manobrar e atingiam a média de 25 m de comprimento, 7 m de boca e 3 m de calado. A sua capacidade de carga atingia as 50 toneladas e eram compostas por convés único e popa sobrelevada.

A Nau foi outro meio de transporte utilizado em viagens longas e a sua capacidade aumentou ao longo do tempo, indo de duzentas toneladas no séc XV até às quinhentas no século XVI. Foi largamente usada no caminho das Índias onde atingiu o seu auge.

Acompanhado de todo esse avanço, surgiu a importância do comércio marítimo que acelerou o desenvolvimento das embarcações ao longo do tempo e que levou o transporte do ouro, especiarias, sedas da Índia que era fonte de grande riqueza e soberania que contribuíram para o monopólio do mercado.

Os avanços tecnológicos nas navegações foram sempre evoluindo de acordo com as necessidades, encurtamento de tempo de viagem e eficácia dessas funções nunca pararam de se desenvolver até aos dias de atuais.

Referências:

http://eroneducador.blogspot.com/2013/08/a-tecnologia-maritima-das-grandes.html 13.01.2019.

http://osdescobridoresbiju.blogspot.com/p/instrumentos-nauticos.html 13.01.2019.

http://tecnologiadomarcado6.blogspot.com/2013/ 13.01.2019.

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Colônias de exploração

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Com a descoberta do “novo mundo” seguida das grandes navegações, os europeus com o apoio do catolicismo e protestantismo, aproveitaram a oportunidade para explorar esses territórios. Após a posse dessas terras, elas ficaram conhecidas como colônias de exploração.

O principal objetivo dessa exploração era estabelecer a extração de recursos naturais para manter um mercado lucrativo e favorável. O monopólio comercial era o método mais utilizado pelos colonizadores para estes se conservarem no poder, uma vez que todo o lucro da extração de metais preciosos e a produção agrícola das colônias, era exclusivamente destes europeus que a exploravam.

Para retirar o que havia nessas terras era necessária mão de obra e boa parte dos colonos escravizaram os habitantes nativos para sustentar esse sistema. Isso implicou o genocídio de várias pessoas e o extermínio de diversas culturas. As potencias coloniais impunham sua cultura e a reproduziam em todo o território conquistado.

A coroa britânica explorou a América do Norte e a Austrália exterminando muitos nativos a fim de fixar seus interesses, construir uma nova sociedade, direcionar matéria-prima, minério e alimentos ao Inglaterra como forma de instituir sua potência comercial. Por terem mais autonomia do que os outros colonizadores, uma vez que não necessitavam comercializar somente com a Inglaterra, aumentaram a ambição na busca pela exploração e comercialização. Esse ato ficou tão engajado na cabeça dos norte americanos que até hoje muitos acreditam que para ser livre é necessário produzir e ter seu próprio comércio.

Impulsionados também pelas grandes navegações e a conquista da América, os espanhóis construíram um enorme império abrangendo desde o meio do continente até o sul. Este ficou conhecido como Rio da Prata devido à extração desse metal e nele também eram retirados alimentos e matéria-prima no geral.

Assim como os portugueses, os espanhóis eram obrigados a submeter-se ao pacto colonial, onde os exploradores só podiam comercializar as extrações nas colônias com a metrópole. Assim era evidente que os lucros ficariam com a Espanha. Após muitas guerras e extermínio de várias civilizações indígenas, a mão-de-obra dessas terras era através desses nativos, que quando não morriam de doenças trazidas pelos brancos, morriam por exaustão ou por insubmissão.

Os portugueses foram os pioneiros nas grandes navegações e conquistaram parte do território americano que hoje chamamos de Brasil. Como os índios originários não aceitaram a escravidão houve extermínio de várias tribos, os que restaram foram catequizados, e a mão de obra foi importada da África. A princípio a coroa portuguesa explorou o pau-brasil, depois a cana- de- açúcar, mais adiante o ouro e posteriormente outras culturas.

Quando o Brasil foi explorado, os colonizadores também eram forçados a assinar o pacto colonial para garantir que os produtos produzidos na colônia só seriam comercializados com Portugal. Através deste pacto surgiram características marcantes nas colônias como, ”plantation” que compôs a monocultura (cultivo extenso de uma única cultura, como: cana- de- açúcar) e o latifúndio (grande propriedade agrícola). As colônias não eram autorizadas a se desenvolver industrialmente e essa era uma forma de se manter dependentes de seus colonos, por isso, esses espaços eram na maior parte do tempo temporários e após uma colheita os colonizadores migravam para outro local onde haveria outra que lhes iria trazer mais lucro.

No geral, todos esses continentes que hoje conhecemos como América, África e Oceania foram conquistados para demonstrar poder, explorados para enriquecer e povoados para protegê-los. Eles formaram toda a riqueza das potências europeias atuais.

Leia também:

• Colonialismo
• Colônias de povoamento
• Colonialismo da Inglaterra
• Colonialismo espanhol
• Colonialismo português

Referencias:

https://www.algosobre.com.br/historia/a-colonizacao-da-america-espanhola-historia-de-uma-conquista-violenta.html acesso: 10.01.2019.

https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Colonialismo_de_explora%C3%A7%C3%A3o acesso: 10.01.2019.

https://pt.slideshare.net/biancapollyannaswaggart/explorao-colonial acesso: 10.01.2019.

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Energia potencial gravitacional

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Existe uma força de atração, proveniente da Terra, que faz com que os objetos e pessoas permaneçam na superfície terrestre. Também permite que a atmosfera fique em torno do Planeta, favorecendo as condições de vida, bem como satélites artificiais e natural (Lua).

Ao contrário do que muitos pensam, que apenas os corpos são atraídos pela Terra, a Terra também pode ser atraída por eles, visto que todos os corpos no universo possuem campo gravitacional. Mas a Terra nem sequer sente este campo gravitacional dos corpos que estão nela, pois quanto menor a massa do corpo, menor o campo, e quanto maior a massa, maior o campo.

Por este motivo que os corpos que estão na Terra, com massa infinitamente menor que a dela, sentem a força de atração de forma mais intensa, se movimentando em direção à Terra. Por isso os objetos caem!

Galileu Galilei (1564-1642) foi um dos primeiros a investigar experimentalmente a queda livre de objetos, descobrindo que corpos caiam com um movimento acelerado, com a aceleração constante. Posteriormente, Isaac Newton (1642-1727), físico inglês, cujo nascimento foi no mesmo ano em que Galileu faleceu, veio a desenvolver as teorias deste.

Newton comprovou a ideia de que todos os corpos possuem campo gravitacional, mas que pela grande massa, a força de atração de alguns prevalece, como é o caso da Terra. Newton chegou a seguinte conclusão, conhecida como a Lei da Gravitação Universal:

A força gravitacional entre dois pontos materiais tem intensidade diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que os separa.

Figura 1. Forças iguais, de ação e reação, definem a atração entre corpos. Todos possuem campo gravitacional.

Matematicamente:

$<![CDATA[ F=\frac{G\cdot M\cdot m}{d^2} ]]>$

Por meio desta lei, podemos determinar a aceleração da gravidade g na superfície da Terra.

Se G = 6,7 . 10^-11 N.m²/kg² (constante de gravitação universal) e considerando:

• F = m . a (segunda Lei de Newton)
• a = g (aceleração da gravidade)
• a massa da Terra M = 5,98 . 10²⁴ kg
• o raio da Terra R = 6,35 . 10⁶ m

Para qualquer corpo próximo a superfície da Terra (d = R):

$<![CDATA[ F=\frac{G\cdot M\cdot m}{d^2}=m\cdot a ]]>$

$<![CDATA[ \frac{G\cdot M\cdot m}{d^2}=m\cdot g ]]>$

$<![CDATA[ g=\frac{G\cdot M}{d^2} ]]>$

$<![CDATA[ g=\frac{G\cdot M}{R^2} ]]>$

$<![CDATA[ g=\frac{6,7\cdot 10^{11}\cdot 5,98\cdot 10^{24}}{(6,35\cdot 10^6)^2} ]]>$

$<![CDATA[ g=9,8\;m/s^2\hspace{1cm}(1) ]]>$

Este é o valor da aceleração da gravidade, constante, na superfície terrestre.

Notamos na equação que este valor de g independe da massa m, pois como é uma força de campo, (gravitacional no caso) depende apenas da massa do corpo que atrai e da distância do mesmo. Quanto mais longe do centro da Terra, menor a força da gravidade, assim como ocorre no campo elétrico.

A energia potencial gravitacional se deve a este campo gravitacional. Como há uma força de atração, ao afastarmos um objeto da superfície terrestre, a tendência é de que o corpo seja atraído de volta para a superfície. É necessário uma força externa para separar o objeto da superfície, esta força gera uma energia potencial, a qual será transformada totalmente em trabalho ao final da queda livre, pela conservação de energia.

Vamos ao cálculo desta energia potencial gravitacional agora!

Suponhamos que um objeto de massa m seja levantado a uma altura h da superfície, acumulando uma energia potencial gravitacional E_{p g}. Como ela será transformada totalmente em trabalho τ, pela conservação de energia, podemos escrever:

$<![CDATA[ E_{pg}=\tau ]]>$

Sabemos que o trabalho é a força pelo deslocamento, se ambos estão no mesmo sentido (força para baixo e deslocamento também, veja figura 2).

Figura 2. Corpo de massa m levantado a uma altura h, acumulando energia potencial para a queda.

Assim,

$<![CDATA[ \tau=F\cdot d ]]>$

e pela segunda Lei de Newton, sabemos

$<![CDATA[ F=m\cdot a ]]>$

Tomando a = g,

$<![CDATA[ E_{pg}=\tau ]]>$

$<![CDATA[ E_{pg}=F\cdot d ]]>$

$<![CDATA[ E_{pg}=m\cdot a\cdot d ]]>$

$<![CDATA[ E_{pg}=m\cdot g\cdot h\hspace{1cm}(2) ]]>$

Esta é a equação da energia potencial gravitacional, onde g é a aceleração da gravidade, no valor de 9,8 m/s² na superfície da Terra, e E_pg é dado em Joules (J).

Lembremos que em outro planeta ou qualquer corpo celeste, o valor de g é modificado. Na lua, por exemplo, g = 1,62 m/s², e em Marte g = 3,71 m/s². Basta usar a massa e o raio do respectivo corpo ao invés dos valores medidos para o Planeta Terra na equação (1).

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Energia potencial elástica

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Existem na natureza alguns materiais que possuem a propriedade da matéria denominada elasticidade. Esta propriedade define que quando um material sofre uma força externa, de forma que ele possa se deformar, mas retorna ao seu estado inicial, ele é um material elástico e suas deformações podem ser reversíveis.

Estes materiais elásticos, quando estendidos ou comprimidos (no caso de uma mola, por exemplo), acumulam uma energia que será liberada quando o corpo voltar ao seu estado inicial, sendo transformada totalmente em trabalho se houver a conservação de energia. Esta energia acumulada pelos corpos elásticos é denominada energia potencial elástica.

Antes de esboçar o cálculo desta energia, é necessário conhecer a equação que descreve a força elástica. Suponhamos uma fita elástica, cujas as pontas estejam presas, e que seja colocada e segurada uma pedra em seu centro, assim como em um estilingue. Quanto mais puxamos o elástico, segurando a pedra com ele, mais força devemos fazer e mais longe a pedra irá ao ser lançada. Ou seja, quanto mais força, maior a deformação da fita elástica. Foi com este pensamento que Robert Hooke (1635-1703) concluiu que a força elástica é proporcional a deformação sofrida pelo corpo elástico:

força = constante x deformação

A constante que iguala esta proporção entre força e deformação é devido à natureza do material elástico, do que ele é feito, pois duas molas podem ser idênticas, mas se uma for de plástico e a outra for de aço, sabemos que a de plástico deformará muito mais, devido a rigidez do aço. Desta forma definiu-se a constante elástica k, que depende do material com que é fabricado o material elástico, e a Lei de Hooke, dada a seguir:

$<![CDATA[ F=-k\cdot x ]]>$

onde F é a força em Newtons (N) e x a deformação em metros (m) sofrida pelo corpo em relação a sua posição inicial. A constante k é dada em N/m. O sinal negativo na equação é devido a tendência do corpo de voltar ao seu estado inicial, sendo o sentido da força contrário a este movimento.

Agora vamos ao cálculo da energia potencial elástica. Considerando os módulos da força e da deformação, apenas a proporção entre eles, temos o seguinte gráfico de F por x:

Sabemos que trabalho é definido como a multiplicação da força pelo deslocamento, exatamente o que a área do gráfico acima representa. Portanto, o trabalho realizado pela energia potencial elástica (E_pel) é numericamente a área do gráfico sob a curva. Calculando esta área temos o trabalho:

$<![CDATA[ \text{area}=\tau=\frac{b\cdot h}{2}=\frac{x\cdot F}{2} ]]>$

Como F = k . x, em módulo, temos,

$<![CDATA[ \tau=\frac{x\cdot k\cdot x}{2}=\frac{k\cdot x^2}{2} ]]>$

Pela conservação da energia, τ = E_pel. Logo, chegamos a equação da energia potencial elástica:

$<![CDATA[ E_{\text{pel}}=\frac{k\cdot x^2}{2} ]]>$

onde a E_pel é dada em Joules (J).

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Energia potencial

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Existe uma forma de energia, associada aos corpos, a qual, dependendo da posição que o corpo se encontra em relação a um referencial ou das propriedades elásticas do próprio corpo, faz com que o mesmo armazene energia para realizar trabalho. Esta é a energia potencial!

O termo energia potencial, ou ainda energia de posição, foi criado por Willian Rankine, em 1853.

Contudo, nem toda forma de energia existente pode ser potencial. A razão disso é porque existem forças conservativas e forças dissipativas.

As forças conservativas são aquelas em que:

• a) o trabalho independe da trajetória; e
• b) se o corpo sai da posição inicial e retorna para ela novamente (circuito fechado), o trabalho total realizado pela força conservativa sobre o corpo é nulo.

Já a força dissipativa é aquela que não atende o item (b) descrito acima, ou seja, o trabalho total no circuito fechado não será nulo. Para que haja energia potencial, é necessário que as forças sejam conservativas!

A fim de entender a diferença entre estas duas forças, suponhamos que uma força conservativa esteja atuando em um corpo. Seja o trabalho (externo) τ_ext realizado por esta força conservativa para acumular energia potencial no corpo e, seja o trabalho (interno) τ_int feito pelo corpo para gastar esta energia potencial recebida em outra forma de energia. Se a energia potencial é totalmente transformada em outra forma forma de energia, que gere trabalho novamente (sistema conservativo), o trabalho externo adquirido será totalmente gasto também em forma de trabalho (o interno). Desta forma,

$<![CDATA[ \tau_{\text{ext}}=-\tau_{\text{int}} ]]>$

Assim, somando os trabalhos interno e externo, a soma será nula. O sinal negativo se deve a perda de energia pelo corpo, visto que ele ganha energia potencial (+ τ_ext) e depois a gasta totalmente (- τ_int). Como energia é uma grandeza escalar, não vetorial, esta transformação da energia potencial em outra, sem perdas, independe da trajetória, contanto que o corpo volte a sua posição inicial, como visto no item (a).

Agora suponhamos um corpo sob efeitos de uma força dissipativa. O trabalho externo τ_ext feito para acumular energia potencial no corpo não será totalmente gasto na forma de trabalho interno τ_int. Se o trabalho externo for totalmente gasto, uma parte será em forma de trabalho interno e outra parte em outras formas de energia que não geram trabalho. Chamaremos elas de energia dissipada E_dis. Assim, temos

$<![CDATA[ \tau_{\text{ext}}=-(\tau_{\text{int}}+E_{\text{dis}}) ]]>$

Desta maneira, a soma dos trabalhos interno e externo não será mais nula.

Como exemplos de forças conservativas temos a força elástica, a força gravitacional, a força eletrostática, etc. Já exemplos de forças dissipativa temos a força de atrito, a força de arrasto, etc.

Na mecânica, são estudadas a energia potencial gravitacional e a energia potencial elástica. Já na eletrodinâmica, é estudada a energia potencial elétrica (ou potencial elétrico).

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Dior Autumn/Winter 2019 Show

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Voltamos para Paris para acompanhar de perto os desfiles mais concorridos e deslumbrantes. Entre eles está a label francesa que mais vem se destacando nos últimos tempos, por ser desejável, acompanhar as mudanças comportamentais da sociedade e, claro, manter o seu DNA cada vez mais forte. Acompanhe ao vivo o desfile da marca Dior que acontece às 10:30h horário de Brasília.

 

 

 

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Circuitos elétricos

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Do estudo de eletrostática sabemos que há uma atração entre cargas de sinais diferente e uma repulsão entre cargas de sinais iguais. Um corpo em equilíbrio eletrostático, no seu estado neutro, possui o mesmo número de elétrons e prótons. Toda vez que temos um desiquilíbrio eletrostático é porque há um corpo com menos elétrons (carregado positivamente pelo excesso de cargas positivas) ou com mais elétrons (carregado negativamente pelo excesso de cargas negativas).

Um gerador de energia é um elemento que possui dois polos, um negativamente carregado e outro positivamente carregado, de forma que quando os dois polos são ligados por um fio condutor, a tendência, pela atração de cargas opostas, é dos elétrons se dirigirem ao polo positivo. Este fluxo de elétrons, que é ordenado, chama-se corrente elétrica. A corrente elétrica é medida em ampère (A) no S.I.

Este movimento dos elétrons caracteriza o início de um estudo da física: a eletrodinâmica!

Enquanto a eletrostática estuda as cargas em repouso (estática), a eletrodinâmica estuda as cargas em movimento (dinâmica). É importante ressaltar que houve um acordo da comunidade científica quanto ao sentido da corrente elétrica, de que não seria o sentido real, que vai do negativo para o positivo, mas que seria adotado o sentido convencional, do positivo para o negativo.

Se ligarmos um fio condutor nas duas pontas do gerador, como na Figura 1a, apenas estaremos estabilizando, equilibrando o próprio gerador. Contudo, se aproveitarmos este fluxo de elétrons, cortando o fio no decorrer deste trajeto (Figura 1b) e ligando as duas novas pontas intermediárias em um aparelho, que opere com corrente elétrica, como uma lâmpada por exemplo, esta energia em potencial da bateria será aproveitada para alimentar um aparelho e fazê-lo funcionar quando ligado (Figuras 1c).

Figura 1. Circuito simples, com a pilha como gerador, o fio condutor e a lâmpada alimentada pelo gerador.

Esta energia acumulada que o gerador possui e que faz todo o circuito funcionar é denominada energia potencial elétrica, ou ainda, diferença de potencial, a famosa ddp. A tensão elétrica é o nome que se dá a medida desta ddp, também chamada de fem (força eletromotriz), cuja unidade de medida no S.I. é dada em volt (V).

Um circuito elétrico é o caminho fechado (circuito) percorrido pelos elétrons (elétrico), formado, na sua forma mais simples, pelo conjunto: gerador, fio condutor e o aparelho que se alimenta do gerador, ou seja, que funcione com a corrente elétrica. Podemos ter um ou mais aparelhos no circuito, bem como um ou mais geradores. Quando os geradores ou aparelhos estão no mesmo fio, dizemos que estão em série, mas se há uma bifurcação no fio, dividindo-se em dois ou mais fios, dizemos que estão em paralelo. Veja a figura 2 a seguir.

Figura 2. Dispositivos em série, no mesmo fio, e em paralelo, dividindo-se o fio condutor.

O objetivo de um circuito elétrico é fazer com que os aparelhos, que precisam de corrente elétrica para seu funcionamento, venham a operar quando ligados. No circuito, há um fluxo contínuo de elétrons. Caso seja necessário interrompê-lo em algum ponto, usam-se as chaves, ou interruptores, cuja função é parar o fluxo por meio de uma interrupção no fio condutor. Existem chaves que não só interrompe, mas também retorna o fluxo, pois possuem manobras de liga e desliga, como um interruptor para ligar e desligar uma lâmpada, por exemplo.

A seguir, na figura 3, temos a representação de alguns dispositivos que geralmente aparecem nos circuitos elétricos.

Figura 3. Representação dos elementos que geralmente estão em um circuito elétrico.

A resistência representa os aparelhos que funcionam com energia elétrica e são alimentados pelo gerador, apesar da resistência ser um dispositivo que não está presente em todos os aparelhos que o símbolo da Figura 3a representa. O resistor transforma energia elétrica em térmica por meio da agitação das partículas no material, pois na passagem de corrente elétrica, resistem a mesma, causando estas colisões e agitações das partículas. Sua medida no S.I. é dada em ohm (Ω).

Os fusíveis são dispositivos que protegem o circuito e são compostos de um material condutor com ponto de fusão baixo, como chumbo e estanho. Eles se fundem na passagem de uma corrente elétrica maior que a permitida, interrompendo o circuito e protegendo os aparelhos de serem danificados. Ele deve ser ligado em série com a parte do circuito que será protegida. Sua medida no S.I. é dada em ampère (A).

O amperímetro e o voltímetro são medidores de corrente elétrica e tensão elétrica (ddp), respectivamente. O amperímetro deve ser colocado em série com o aparelho que se deseja medir a corrente, e o voltímetro em paralelo com o aparelho que se pretende medir a tensão.

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Potência elétrica

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Antes de iniciar o assunto sobre potência elétrica, precisamos esclarecer os conceitos de tensão e corrente elétrica.

Um campo elétrico gerado por uma carga positiva forma linhas de campo de afastamento da carga, enquanto que o campo gerado por uma carga negativa, forma linhas de campo de aproximação desta carga. Suponhamos uma carga positiva Q, com suas linhas de afastamento, conforme figura 1.

Figura 1. Campo elétrico de uma carga positiva Q, com uma carga de prova q para medir a d.d.p. de A a B.

Se colocarmos uma carga de prova q, pela repulsão de cargas com sinais iguais, a carga de prova q tende a ir da posição A para B na figura 1. A energia de repulsão em A é maior que a energia de repulsão em B, pois quanto mais perto da carga fonte Q, maior o potencial. A esta diferença de energia entre A e B chamamos de diferença de potencial (ddp), ou tensão U.

Toda vez que movimentamos uma carga de prova neste campo, há um trabalho (τ) sendo feito, ou pelo próprio campo, se a favor das linhas, ou por uma força externa, se contrário às linhas. Desta forma, a tensão elétrica U é definida como:

$<![CDATA[ U=\frac{\tau}{Q}\hspace{1cm}(1) ]]>$

onde o trabalho τ é dado em joule (J), a carga fonte Q é dada em coulomb (C) e a tensão U é dada em volt (V), se considerarmos as medidas no S.I.

Já a corrente elétrica, sabemos que é o fluxo ordenado de elétrons, do polo negativo do gerador para o positivo (sentido real). Contudo, a comunidade científica adota o sentido do polo positivo do gerador para o negativo (sentido convencional). Veja o fluxo de elétrons na ampliação de um trecho do fio condutor na figura 2.

Figura 2. Ampliação de um fio condutor em um circuito a fim de ver o fluxo de elétrons (sentido real da corrente), enquanto a corrente i está no sentido convencional.

A corrente elétrica (i) é medida pelo tanto de carga (Q), número de elétrons, que passa em uma seção do fio por um instante de tempo (Δt)

$<![CDATA[ i=\frac{Q}{\Delta t}\hspace{1cm}(2) ]]>$

onde i é dado em ampère (A), Q em coulomb (C) e o tempo em segundo (s).

Até agora vimos as definições de tensão elétrica e corrente elétrica. O objetivo é definir a potência elétrica. Na mecânica, a potência P é o quão rápido podemos fazer um trabalho, por isso é dada pela taxa de trabalho pelo tempo:

$<![CDATA[ p=\frac{\tau}{\Delta t}\hspace{1cm}(3) ]]>$

A potência elétrica possui a mesma característica, diferindo apenas na forma de trabalho, que é devido a natureza elétrica. Deste modo, se isolarmos o traballho na equação (1)

$<![CDATA[ \tau=U\cdot Q ]]>$

e a variação de tempo na equação (2)

$<![CDATA[ \Delta t=\frac{Q}{i} ]]>$

substituindo ambos na equação (3), obtemos a equação da potência elétrica:

$<![CDATA[ P=\frac{\tau}{\Delta t}=\frac{U\cdot Q}{\frac{Q}{i}}=\frac{U\cdot Q\cdot i}{Q}=U\cdot i ]]>$

A potência elétrica (P) é a taxa com que a energia elétrica é transformada em outra forma de energia, seja térmica, mecânica, luminosa, entre outras. Ela é dada pela corrente elétrica (i) multiplicada pela tensão elétrica (U), como demonstrado anteriormente:

$<![CDATA[ P=U\cdot i\hspace{1cm}(4) ]]>$

No S.I. ela é dada em Watt, que é o produto de ampère (corrente) por volt (tensão).

A potência elétrica é um assunto muito cobrado em grandes exames vestibulares e provas nacionais, como o ENEM, por exemplo. Isso é devido a sua presença e importância no cotidiano, pois o termo está presente na análise do consumo diário de energia, seja residencial ou comercial. Também é necessário seu entendimento para compreender as formas de transformação de energia, bem como o funcionamento de sua fonte geradora, no caso do Brasil, as usinas hidrelétricas em sua maior parte.

No momento em que nos deparamos com a conta de energia, percebemos a presença dos termos potência e energia elétrica e precisamos não só interpretar e identificar valores, mas também entender os cálculos que foram feitos. Veja um exemplo a seguir:

Em uma cidade o kWh custa R$ 0,30. A média de tempo do banho de Pedro é de 10 minutos. Se o chuveiro dele está submetido a uma tensão de 220 V e a corrente elétrica é de 30 A, então

a) qual seria a potência do chuveiro?

P = U . i = 220 . 30 = 6600 W = 6,6 kW.

b) e o gasto em reais de Pedro, em um mês, supondo um banho por dia?

Suponhamos que um mês tenha 30 dias, Pedro ficará no banho neste período:

30 . 10 min. = 300 min. = (300/60) h = 5 horas.

Logo,

$<![CDATA[ P=\frac{\tau}{\Delta t}\rightarrow\tau=P\cdot\Delta t\rightarrow\tau=6,6kW\cdot 5h\rightarrow\tau=33kWh ]]>$

Como 1 kWh é R$ 0,30, ele gasta em um mês com os banhos:

Gasto = 33 . 0,30 = R$ 9,90.

O chuveiro é o aparelho elétrico que possui um dos maiores consumos de energia elétrica em uma residência, por isso é necessária a conscientização do seu uso, devido a escassez de recursos energéticos e hídricos no planeta.

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