Área 01
Mecânica
Forças, movimento e energia: as regras por trás de todas as máquinas
A mecânica explica por que razão as coisas se movem, aceleram, desaceleram ou ficam paradas. É a base de quase todas as máquinas.
O que se aprende
- O que é uma força e como as forças se combinam
- Como o atrito ajuda e como atrapalha
- Como as alavancas, as roldanas e as rampas facilitam o trabalho
- Como a energia passa de uma forma para outra
Exemplos de experiências
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Fazer descer um carrinho por rampas com inclinações diferentes e comparar a sua velocidade.
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Mudar o ponto de apoio de uma alavanca e descobrir a menor força que levanta uma carga.
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Mudar a superfície por baixo de um bloco e ver como o atrito altera o seu movimento.
Coisas para construir
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Uma rampa com um carrinho e uma barreira
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Uma alavanca que levanta uma carga pesada
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Um sistema simples de roldanas
Estes exemplos mostram o tipo de trabalho desta área. As lições publicadas podem ser diferentes.
Experimente um pequeno modelo
Estes pequenos modelos funcionam aqui mesmo, no seu navegador, e, depois de a página carregar, dispensam a internet. São modelos didáticos simplificados, e não o motor de simulação do MEKALUMI.
Dica: arraste a engrenagem da esquerda para girá-la com a mão.
Sistema de engrenagens
Mude o número de dentes de cada engrenagem. Observe como mudam a velocidade e a força de rotação.
- Relação de transmissão
- 1 : 2
- Velocidade de saída
- 15 rpm · 2× mais lenta
- Força de rotação
- × 2
- Sentido de rotação
- Contrário ao do motor
Quando uma engrenagem pequena faz girar uma grande, a grande gira mais devagar, mas com mais força. Os guinchos, as bicicletas e os relógios usam esta ideia.
Modelo: engrenagens ideais, sem atrito nem deslizamento. Velocidade do motor: 30 rpm.
O que a simulação simplifica
- Os objetos são geralmente tratados como perfeitamente rígidos: não se deformam, não racham nem se desgastam.
- O atrito e a resistência do ar seguem fórmulas simples; o mundo real é mais complicado.
Todas as simulações simplificam a realidade. Saber como a simplificam faz parte de aprender engenharia.
Relação com as disciplinas escolares
Física, matemática (ângulos e proporções), educação física
Ligações com outras áreas
A mecânica é a base da cinemática, das estruturas e da robótica.
É bom saber
Conta-se que Arquimedes afirmou que, com uma alavanca suficientemente comprida e um lugar onde se apoiar, conseguiria mover a Terra.