Laboratório de Ensino de Física
  • Ação de Extensão – Máquina de Rube Goldberg como Ação de Marketing

    Publicado em 08/05/2019 às 14:59

    No início do segundo semestre de 2018, o laboratório de física, por intermédio do Prof. Dr. Diego Duarte, foi contatado por representantes da franqueadora Maria Açaí com o propósito de realizar um desafio diferente, para dizer o mínimo, do que se espera em um laboratório de física. A equipe de marketing da Maria Açaí decidiu produzir um vídeo com uma máquina de Rube Goldberg (também conhecida como máquina de reação em cadeia) para promover as principais guloseimas que acompanham seu famoso açaí e, com isso, propôs ao laboratório de física o desafio de construí-la. Sob a coordenação do técnico do laboratório, Me. Thiago Corrêa, e a supervisão do Prof. Duarte, o desafio foi aceito, e a atividade foi transformada em uma ação de extensão cujo objetivo principal era promover a aplicação das ciências exatas como ferramenta de apoio em áreas como o marketing e a propaganda. Os trabalhos tiveram início em Agosto de 2018 com a seleção de dois alunos para participar do projeto e completar a equipe. Os alunos selecionados foram: Erikson Athos Portugal Pressi, aluno do curso de Engenharia Aeroespacial e Beatriz Murakami Chow, aluna do curso de Engenharia de Transportes e Logística.

    Os trabalhos duraram 3 meses, e a maior parte desse tempo foi focada na construção da estrutura da máquina. O maior desafio encontrado foi o manejo de alimentos perecíveis e sensíveis ao calor para compor os “gatilhos” e partes do percurso da reação em cadeia. Foram necessários muitos testes e várias adaptações no roteiro inicialmente aprovado pela equipe. Alguns momentos da construção podem ser conferidos abaixo:

    Durante toda a construção da máquina, conceitos físicos da mecânica (conteúdo da disciplina de Física I) foram explorados e discutidos. Dentre os principais, destacaram-se: princípio de alavanca, equilíbrio dinâmico, atrito, energia mecânica, colisões e momento de inércia. Todas as partes da máquina foram concebidas tendo em vista a utilização de conceitos físicos para ajustar o comportamento do movimento, i.e., alguns pontos da máquina foram construídos de maneira que permitissem ajustes na massa, no atrito, na inclinação, etc. Um dos pontos mais evidentes é o momento em que o prato giratório é acionado permitindo a descida suave do recipiente laranja de “Way”, de forma que foi possível ajustar a velocidade de descida apenas mexendo na distribuição de massa sobre o prato giratório, demonstrando, assim, os conceitos físicos de momento de inércia e de conservação de momento angular.

    Outro ponto que vale a pena ressaltar é o tratamento do Equilíbrio Dinâmico durante o movimento do “elevador” após a etapa do “efeito dominó”. Esse ponto foi bastante desafiador porque era necessário que o elevador subisse o “bom-bom” suavemente com uma velocidade o mais uniforme possível, portanto, para conseguir realizar o movimento dessa maneira, precisou-se ajustar o atrito do sistema e o contrapeso para que o somatório de forças (força peso e força de atrito) fosse o mais próximo possível de zero. Após muitos testes, a solução adotada foi alterar as hastes metálicas de suporte para permitir uma variação no ângulo entres as guias dos fios que direcionam o elevador, o que resultou na alteração do efeito do atrito no movimento (fotos abaixo).

    Após as filmagens, o vídeo final seguiu para a edição e para a pós-produção, sendo finalizado em Fevereiro de 2019. A divulgação do vídeo foi realizada em todo o Brasil por meio das mídias sociais da marca Maria Açaí na internet e em cinemas do Rio de Janeiro, de São Paulo, de Porto Alegre e de Curitiba durante a semana de estreia do filme “Vingadores: Ultimato”.

    Os responsáveis pelo marketing da Maria Açaí em Joinville ficaram muito satisfeitos com o resultado dos trabalhos e com a associação com a UFSC/Joinville. Além disso, afirmaram ter pretensão de realizar parcerias, tanto com o laboratório de física novamente, quanto com outros setores da universidade. Como complemento do projeto, a equipe de marketing da Maria Açaí também produziu um vídeo making of que pode ser conferido abaixo.

    Todos os integrantes da equipe responsável pela implementação do projeto acreditam que o principal objetivo proposto no início da atividade foi alcançado. Mostrou-se que as disciplinas comumente chamadas de “exatas” possuem um potencial de aplicação muito amplo e diretamente proporcional à imaginação de quem as exerce, e, como a imaginação é ilimitada, o potencial dessas disciplinas também são.

    Agora, confira o vídeo finalizado!


  • O Laboratório de Física na SEPEX

    Publicado em 08/11/2018 às 19:03

    O Laboratório de Física da UFSC Campus Joinville esteve presente na Semana Nacional de Ciência e Tecnologia (SNCT) e na Semana de Ensino, Pesquisa e Extensão (SEPEX), que ocorreram do dia 29 de outubro ao 1º de novembro, e expôs diversos experimentos interessantes. Dentre os que marcaram presença no evento, estão diversos alunos de escolas de Joinville do nível fundamental ao médio. Abaixo, o técnico do laboratório, Me. Thiago Reginaldo Corrêa, explica brevemente sobre cada experimento:

    1 – Princípio de funcionamento do telefone proposto por Alexander Graham Bell – Nesse experimento, foi possível mostrar o princípio de transformação de ondas mecânicas, produzidas pelo diapasão, em sinais elétricos.

    Quando o diapasão toca a superfície do meio eletrolítico (solução aquosa saturada de cloreto de sódio) ocorre o fechamento do circuito elétrico ligado ao alto-falante. Se o diapasão estiver em modo de vibração, as perturbações mecânicas na superfície do líquido farão a resistência elétrica do meio eletrolítico variar conforme a frequência de vibração do diapasão, pois quando uma perturbação mecânica se propaga de um meio para outro a frequência de oscilação se mantém constante. Por consequência, a corrente elétrica do circuito também sofrerá da mesma variação. Como o funcionamento do alto-falante está diretamente ligado ao comportamento da corrente elétrica do circuito, a variação na corrente possibilitará que o alto-falante propague o som produzido pelo diapasão.

    2 – Funcionamento de um Alto-Falante – Nesse experimento, foi possível demonstrar o funcionamento de um alto-falante por meio da construção de um caseiro utilizando os seguintes materiais:
    1 prato de plástico descartável – membrana vibrante;
    1 tampa de caixa de pizza – base de suporte para a membrana;
    5 pequenos ímãs de neodímio – campo magnético ligado à membrana;
    1 enrolamento de fio de cobre – bobina geradora de campo magnético ativo para mover a membrana;
    1 placa amplificadora de som;
    1 gerador de sinais de frequência.
    O experimento permite observar que a perturbação mecânica interpretada como som é resultado do deslocamento do ar ao redor da membrana (prato plástico) em vibração. Quando um sinal elétrico é enviado para a bobina, a corrente elétrica que a percorre produz um campo magnético que oscila conforme a frequência do sinal enviado, forçando assim que os ímãs ligados à membrana, posicionados no interior da bobina, sejam empurrados e puxados de acordo com a frequência de oscilação do campo magnético. Desse modo, o som é gerado conforme o “sobe e desce” da membrana ligada aos ímãs.

    3 – Tubo de Ressonância Sonora (Tubo de Kundt) – Esse experimento consiste no confinamento de ondas sonoras no interior de um tubo fechado. O experimento permite observar os padrões de interferência formados pela propagação longitudinal de perturbações mecânicas no interior do tubo, onde se constata que os padrões de interferência se formam quando se atinge frequências bem definidas conhecidas como harmônicos. Os harmônicos podem ser observados devido ao movimento das pequenas bolinhas de isopor no interior do tubo.

    As ondas sonoras são geradas pelo deslocamento de ar produzido pela membrana do alto-falante posicionado em uma das extremidades do tubo, proporcionando assim zonas de alta e baixa pressão de ar no interior do tubo fechado. As bolinhas de isopor, por serem muito leves e pequenas, sofrem a influência direta dessas variações de pressão no interior do tubo e passam a se posicionar conforme o padrão de interferência gerado. No caso envolvendo o harmônico fundamental (1º Harmônico), é possível observar que as bolinhas se posicionam em colunas partindo do centro do tubo, formando um padrão visual que se assemelha a um “monte”, e quando dobramos a frequência fundamental podemos observar o aparecimento do 2º Harmônico, caracterizado pela formação de dois “montes” separados por um “vale” no interior do tubo.

     

    4 – Ondas em uma Corda – Esse experimento consiste em observar os padrões de interferência gerados em um cordão que sofre uma perturbação transversal. Nesse experimento, um cordão é fixado por uma de suas extremidades a uma ponteira presa a um alto-falante, enquanto um peso “tensiona” o cordão pela sua outra extremidade. Quando o alto-falante é posto em modo de vibração, o cordão tensionado passa a propagar essa vibração, proporcionando assim o surgimento de padrões de interferência entre as extremidades do cordão, uma vez que, essas extremidades fixas, permitem o aprisionamento da energia no cordão, formando assim padrões conhecidos como ondas estacionárias.
    Quando a frequência fundamental de oscilação do cordão tensionado é transmitida pelo alto-falante, observa-se a formação de uma figura correspondente a meio comprimento de onda (um “monte” entre as extremidades do cordão). Quando dobramos a frequência fundamental, atingindo o 2º Harmônico, observa-se a formação de uma figura correspondente a uma onda completa: um “monte” e um “vale” separados por um ponto estático no cordão conhecido como nó.

    Por fim, a equipe do laboratório agradece a todos os que demonstraram interesse e que foram conferir os experimentos!

    “A vida sem ciência é uma espécie de morte”. – Sócrates


  • Laboratório de Física confirma presença na SEPEX 2018

    Publicado em 18/10/2018 às 9:44

    O laboratório de física estará presente na SEPEX! Para aqueles que têm interesse em conhecer alguns experimentos do laboratório, estão convidados a marcar presença no evento. A programação, assim como mais informações, pode ser conferida no site.


    O evento é gratuito e acontecerá na Semana Nacional de Ciência e Tecnologia de Joinville (SNCT) do dia 29 de outubro ao dia 1º de novembro e será aqui no Campus Joinville com diversas exposições interessantes, então não deixem passar essa oportunidade!


  • Ruptura dielétrica em capacitores

    Publicado em 21/09/2017 às 14:22

    Um capacitor é um dispositivo utilizado para armazenar cargas elétricas. É similar ao comportamento de uma bateria. No entanto, esta capacidade de armazenar cargas depende de alguns fatores como, por exemplo, a proximidade entre as placas. No vídeo abaixo, realizamos um experimento em que aproximamos as placas do capacitor para uma distância muito pequena. Nesta condição, o campo elétrico aumenta consideravelmente e, por consequência, os elétrons acumulados em uma placa conseguem “pular” para a outra placa, realizando a ionização do meio. Neste experimento, o meio entre as placas é preenchido com ar, que é composto, principalmente, por partículas de nitrogênio (N2) e oxigênio (O2). Durante a passagem do fluxo de elétrons, ocorrem diversas colisões destes elétrons com as partículas de ar. Nestas colisões, os elétrons transferem a sua energia cinética aos elétrons presos nos átomos. Ao receber esta energia, estes elétrons sofrem transição para níveis atômicos maiores e quando retornam para as suas posições originais, emitem luz. É possível verificar este efeito por meio dos pequenos “arcos” formados entre os eletrodos. Estes arcos descrevem a trajetória dos elétrons que migram de uma placa para a outra. Elétrons em movimento são definidos como corrente elétrica.