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10x-01 Física em ação

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    Quando seus colegas fizeram uma postagem no fórum
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    foi um chamado para a ação. Ele quer ver
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    exemplos de Física na vida real, especificamente
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    o movimento harmônico simples. Então eu vim ao parque
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    sabendo que já que o movimento harmônico simples está
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    por toda parte eu econtro algum exemplo aqui.
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    E aqui estou em um árvore. Acontece que quando você desloca levemente um
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    galho de árvore de seu equilíbrio e o solta,
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    o movimento resultante é um movimento harmônico
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    simples. Se você não acredita, eu posso te provar.
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    Nós já falamos sobre movimento harmônico simples,
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    nós falamos sobre massas presas em molas e nós
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    falamos sobre pêndulos. Todos os dois, quando
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    deslocados de seu equilíbrio exibem um movimento
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    harmônico simples e se nós pensarmos em por que eles
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    apresentam um movimento harmônico simples, nós nos lembramos
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    de que tem alguma coisa a ver com uma força
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    restauradora que é proporcional a um deslocamento. Então,
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    por exemplo, para a massa presa na mola, a força
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    restauradora era igual a menos K vezes X. O K era
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    apenas um constante da mola, X era o deslocamento
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    em relação ao equilíbrio e o sinal de menos, bem,
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    o sinal de menos era essencial. O sinal de menos
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    nos dizia que a força era sempre oposta ao
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    deslocamento. Então ela tende a restabelecer a massa ao
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    seu equilíbrio. Isso, pensando em termos de
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    força. E quanto à energia potencial? Bem, para uma
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    mola, a energia potencial era igual à metade de
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    K vezes o deslocamento ao quadrado, e é sobre esse
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    termo, o deslocamento ao quadrado, que eu quero falar
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    porque nós vemos que se nós plotarmos isso,
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    energia potencial versus deslocamento, nós obtemos essa
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    bela parábola. Qualquer coisa que tenha uma curva de
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    energia potencial parabólica quando plotada em função de
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    algum tipo de deslocamento exibirá um movimento harmônico
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    simples quando for afastado desse
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    ponto de equilíbrio. Então se pudermos de alguma forma
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    mostrar que um galho balançando de um lado para outro exibe, de alguma forma,
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    essa curva de energia potencial, bem, teremos terminado.
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    Teremos provado que esse deve ser um movimento
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    harmônico simples. Vamos ver se nós conseguimos fazer isso.
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    Bem, vamos pensar, como será que a energia potencial
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    versus o deslocamento se parece para um galho e
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    aqui quando eu digo deslocamento, digamos X positivo
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    significa que o galho foi suspendido um pouquinho
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    e negativo significa que ele foi puxado um pouquinho para
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    baixo. Para falar a verdade, eu não tenho ideia de como essa
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    curva se parece. Eu sei que é difícil entortar um
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    galho, então a energia potencial deve de algum forma aumentar
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    à medida que eu aumento o deslocamento, em qualquer direção, na verdade.
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    Mas então o que ela faz? Talvez haja
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    algum tipo de patamar na curva da energia. A
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    interpretação aqui seria, uma vez que atingimos um
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    certo deslocamento a dificuldade de se continuar deslocando
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    o galho, de se continuar puxando ele mais e mais,
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    não aumenta. Eu não acho que seja esse
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    o caso. Galhos reais não se comportam assim.
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    Talvez ao invés disso fique muito, muito
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    difícil de continuar entortando o galho, ou talvez
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    seja algo entre os dois. É claro que isso deve
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    espelhado desse lado. O fato é, nós
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    simplesmente não sabemos. A única maneira de descobrir
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    isso, já que galhos são tão complicados, é
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    fazendo um experimento. Mas eu vou afirmar que
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    nós não precisamos disso porque para pequenos
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    deslocamentos, veja o que nós temos e
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    pode ser provado matematicamente, de uma maneira
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    bem rigorosa, que para pequenos deslocamentos esse pedaço
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    da curva tem que ser uma parábola. Então para essa região aqui
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    a energia potencial é igual a alguma coisa vezes
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    o quadrado do deslocamento. Eu não ligo realmente
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    para o que é essa alguma coisa e na verdade, o que nós
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    mostramos aqui é de fato uma verdade profunda da realidade.
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    Qualquer coisa com alguma posição de equilíbrio, seja
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    um galho, ou uma bola em um poço, ou uma massa em uma
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    mola, para pequenos deslocamentos irá com absoluta
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    certeza se submeter a um movimento harmônico simples.
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    Então ao oscilar o galho da árvore, esse é o meu
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    exemplo de Física em ação. Qual é o seu?
Cím:
10x-01 Física em ação
Video Language:
English
Team:
Udacity
Projekt:
PH100 - Intro to Physics
Duration:
03:39
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