APRENDIZAGEM PARA O 3º MILÊNIO SIMULAÇÃO DE FLUIDOS EM BLENDER DESENVOLVIMENTO DE CONTEÚDO DIDÁTICO PARA USO EM FÍSICA E OUTRAS ÁREAS.

Transcrição

1 APRENDIZAGEM PARA O 3º MILÊNIO SIMULAÇÃO DE FLUIDOS EM BLENDER DESENVOLVIMENTO DE CONTEÚDO DIDÁTICO PARA USO EM FÍSICA E OUTRAS ÁREAS UnB

2 O PROJETO Este projeto busca desenvolver conteúdo referente a fenômenos com fluidos, utilizando a interface gráfica BLENDER, para uso didático e de divulgação. O conteúdo produzido tem formato de imagens, animações e conteúdo interativo. O material é feito de forma a ser usado principalmente em livros, artigos e outros materiais de divulgação. A criação do conteúdo é realizada por alunos do curso de Bacharelado em Física da Universidade de Brasília, com a orientação do Professor Dr. Leonardo Luiz e Castro e assistência do programa aprendizagem para o terceiro milênio. Vamos apresentar aqui alguns modelos desenvolvidos durante o projeto.

3 PISTÕES Material indicado para ensino de hidrostática, lei de Stevin e fenômenos de vasos comunicantes Pistões são frequentemente usados em livros técnicos, principalmente de física e engenharia, como ferramenta de ensino de fenômenos de hidrostática e hidrodinâmica. O modelo desenvolvido neste projeto é constituido por vasos comunicantes preenchidos por um fluido e no topo dos vasos são colocados pistões de metal com base plana. Os vasos são feitos de um material com alta transparência, como por exemplo vidro. É possível reparar na imagem à esquerda que os pistões possuem diferentes diâmetros.

4 EMPUXO EM UMA ESFERA Material indicado para ensino de hidrodinâmica e forças gravitacionais e de empuxo. Estudar fenômenos da dinâmica de corpos em flúidos é trabalho fundamental em diversas áreas da ciência. Este modelo apresenta o comportamento de uma esfera maciça ao ser colocada em queda livre numa cuba preenchida por um flúido. Escolhemos uma cor chamativa para destacar a esfera e a cuba é composta por um material com alta transparência.

5 PEQUENA CENTRAL HI- DRELÉTRICA Material indicado para ensino de hidrodinâmica e fenômenos relacionados a energia. Modelo simplificado do funcionamento de uma hidrelétrica. Estudar fenômenos da dinâmica de corpos em fluidos é trabalho fundamental em diversas áreas da ciência. Este modelo apresenta o comportamento de uma esfera maciça ao ser colocada em queda livre numa cuba preenchida por um flúido. Escolhemos uma cor chamativa para destacar a esfera e a cuba é composta por um material com alta transparência.

6

7 Ondas Superficiais Material indicado para ensino de fenômenos ondulatórios em meios contínuos. Modelo simplificado da propagação de ondas em uma cuba preenchida por um fluido. Um efeito ondulatório importante ocorre na superfície de contato de dois fluidos. As ondas superficiais surgem da pertubação entre estes dois meios. Pode ser observado facilmente no mar, nos rios ou mesmo em uma poça de água. É uma forma de propagação específica, onde a onda é restrita a propaga-se numa superfície.

8 Princípio de Arquimedes Material indicado para ensino de hidrodinâmica e propriedades geométricas de corpos imersos em fluidos. Na indústria, medidas precisas são essenciais na produção de novas tecnologias. Atualmente, desde os pregos às roupas são feitas sob medida. Uma grandeza extremamente relevante é o volume. Entretanto, seu cálculo analítico pode ser extremamente complexo. A forma mais simples de se fazer é utilizando um fluido conhecido. Ao mergulhar o material (supostamente mais denso) em um fluido, parte do líquido será deslocado. O volume deslocado, é exatamente igual ao do objeto. Desta forma, é possivel medir o volume do objeto de forma indireta, sem levar em conta sua geometria.

9 Velocidade de fluxo Material indicado para ensino de hidrostática e aplicações da equação de Bernoulii Este modelo busca apresentar a diferença na velocidade de fluxo de um fluido, em tubos que inicialmente possuem diâmetros iguais mas um deles tem seu diâmetro reduzido ao longo do caminho. Conhecendo as propriedades apresentadas pela equação de Bernoulli, é esperado que o tubo que tem seu diâmetro reduzido gere uma velocidade de escoamento maior no fluido. Os tubos são feitos de uma material com alta transparência e o líquido foi projetado para ter uma cor chamativa para facilitar a visualização de seu comportamento

10 É possível perceber nas imagens que o fluido tem velocidade de escoamento maior no tubo inferior.

11