P - Fischertechnik

PROFI
TECHNICAL REVOLUTIONS
FOLHETO
O inventor
p. 62
O elevador de segurança
p. 63
O motor elétrico
p. 64
O gerador
p. 65
O helicóptero
p. 66
O limpador de para-brisa
p. 67
O regulador da força centrífuga
p. 68
O aparelho de Morse
p. 69
O eixo cardan
p. 70
O perpetuum mobile
p. 71
O higrômetro de cabelo
p. 72
61
P
Conteúdo
P
O inventor
PROFI
TECHNICAL REVOLUTIONS
FOLHETO
■ Com este módulo não terás somente a oportunidade de experimentar as revoluções técnicas, mas também
poderás vivenciá-las ao vivo. As coisas que modificaram o mundo. Simplesmente montar e experimentar.
Enquanto isso, irás assumir o papel do minucioso. Talvez sintas neste momento a brisa da mente genial
que venta ao redor do próprio inventor.
Inicia imediatamente ou experimenta nesta página ainda algo sobre as pessoas que se escondem atrás
das invenções.
As invenções encontram-se em todos os lugares ao teu redor. Observe apenas na tua casa. No teto a
lâmpada incandescente, na sala a televisão, no corredor o telefone; a geladeira, o aspirador de pó, etc.
Mesmo a impressão de livros teve de ser inventada para que livros pudessem ser disseminados em grandes
quantidades. Como também este caderno de acompanhamento que tens neste momento nas mãos.
Isto é tudo muito simples, pensas tu? E muitas ideias que hoje parecem óbvias, tivemos que primeiramente
descobrir.
Edison – o „Inventor
Profissional“
Lâmpada incandescente de Heinrich Göbel
Gray ou Bell ?
O telefone de Reis
■ Um que deixou patentear muitas ideias foi Thomas Alva Edison. Popularmente conhecido como o
inventor da lâmpada incandescente.
Edison colecionou 2.000 invenções e 1.093 patentes americanas durante a sua vida. Isso ele não fez tudo
porém sozinho, mas sim na sua empresa com a ajuda de muitos colaboradores.
Muitas invenções foram somente aparelhos que desenvolveu de outros inventores. Como por exemplo,
também a lâmpada incandescente. Sabias disso? Ela não foi basicamente nenhuma ideia sua! Mas ele a
aperfeiçoou de maneira que ela tornou-se adequada para o uso cotidiano. E, sobretudo, ele a patenteou
imediatamente. Isto é particularmente muito importante. Existem muitos inventores dos quais atualmente
ninguém mais fala somente por que não patentearam as suas invenções. Ou ainda pior, eles o fizeram
simplesmente muito tarde.
■ Era o ano de 1860, um professor de física em Friedrichsdorf perto de Frankfurt a. M. (Alemanha) constrói
para os seus alunos um objeto de demonstração científica. Com um modelo de madeira de um tímpano,
ele colocou um circuito elétrico em oscilação. Ele transmitiu estas oscilações por cabo para uma bobina
de fio de cobre numa caixinha de madeira, o que tornou as oscilações audíveis. Com isso, lhe foi possível,
como primeiro ser humano, construir uma ligação falada a longa distância que funcionava eletricamente,
seu nome era Philipp Reis. Ainda não ouviu nada sobre ele? Isto é por que ele não inscreveu a patente
do seu aparelho e também não o comercializou como telefone.
Um americano, então, fez isso uns 15 anos mais tarde. Ele ouviu falar do aparelho de Philipp Reis, continuou
o seu desenvolvimento e registrou a sua patente. Elisha Gray fez com isso o que era correto. Já ouviu falar
alguma ciosa sobre ele, Elisha Gray o inventor do telefone. Não? Pois neste caso, ele agiu muito tarde. Um
esteve antes dele lá e também registrou a patente de um telefone e, com efeito, somente 2 horas mais
cedo. Seu nome: Alexander Graham Bell. Ele é tido deste então como o inventor do telefone. E o curioso
nisso é que o seu aparelho registrado nem funcionava. Bell somente ficou sabendo que ainda outra pessoa
trabalhava num aparelho similar e registrou o seu aparelho, que estava quase pronto, preventivamente.
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TECHNICAL REVOLUTIONS
FOLHETO
■ Já pensaste o que aconteceria se estivesses num elevador e o cabo portador, onde a cabine está
suspensa, rompesse?
Durante uma exposição industrial internacional em Nova Iorque, um homem
chocou o público presente quando ele, no alto, em cima de uma plataforma
elevadora, cortou o único cabo portador desta plataforma. A plataforma
somente escorregou brevemente antes de ter parado completamente.
O novo freio de segurança revolucionário do mestre mecânico inventivo
cuidou para que a plataforma não caísse. „All safe, gentlemen!”, (do inglês
„Tudo seguro, meus senhores!“) foi anunciado pelo homem.
Isto aconteceu em 1854 e o homem sobre a plataforma era Elisha Graves
Otis, o fundador e o epônimo do nome da empresa de elevadores ainda
hoje existente.
Antigamente, ninguém visitava com prazer os andares superiores de um
edifício. Com o desenvolvimento do elevador de segurança esta tendência
foi revertida. Dependências em andares superiores tornaram-se repentinamente „in“ e a demanda aumentou continuamente. Isto acelerou a
construção de edifícios e modificou, com isso, a aparência das cidades grandes. Arranha-céus foram o
símbolo para poder e consideração e marcam até os dias de hoje a imagem das cidades.
A partir de agora, irás entrar num elevador certamente com novas impressões. Olhe uma vez exatamente o
painel de botões (ou a placa de identificação). Se lá estiver escrito OTIS, irás pensar, agora, seguramente
no corajoso mestre mecânico de Nova Iorque.
Tarefa:
Brinque um pouco com a velocidade de queda da caixa do elevador. Deixe a corda
deslizar pelos dedos, primeiramente devagar e então rapidamente. A partir de quando
é aplicado o freio de segurança? Por que ele trava somente quando a corda é solta
abruptamente?
... e soltar repentinamente X
1900
O elevador
de segurança
„All safe, gentlemen“
Descrição de pessoa
procurada
Inventor:
Elisha Graves Otis
(1811 - 1861)
Local de nascimento:
Halifax, Vermont, USA
Profissão:
Mestre mecânico
Realização notável:
Inventor do elevador de
segurança
e
1800
P
2000
Invenção do elevador de segurança
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O motor elétrico
TECHNICAL REVOLUTIONS
FOLHETO
■ O motor elétrico não foi descoberto de uma vez, ele tem, por assim dizer, vários „pais“. Primeiramente
tiveram que ser identificadas relações importantes entre a corrente elétrica e o magnetismo.
1819
Hans Christian Ørsted descobriu que eletricidade pode gerar magnetismo.
1821
Michael Faraday pode comprovar que o eletromagnetismo movimenta-se em círculos ao redor de um
fio. Sem esse efeito, o motor elétrico não iria girar.
1822
Peter Barlow desenvolveu isso na roda denominada com o seu nome, a roda de Barlow. Um tipo de
precursor do motor elétrico.
1834
O engenheiro Hermann Jacobi projetou o primeiro motor tecnicamente utilizável. Ele construiu o motor
num barco de 6 pessoas e navegou com 220 W de potência por um rio. Este foi a primeira aplicação de
um motor elétrico na prática.
1837
O americano Thomas Davenport recebeu a primeira patente mundial de um motor elétrico em 25 de
Fevereiro de 1837. O seu motor acionou várias máquinas e um carro.
Faraday
Barlow
Jacobi
Davenport
■ Quando montares o modelo do motor elétrico , presta atenção para que o magneto se encontre diretamente debaixo da bobina e as extremidades do fio da bobina não fiquem dobradas. Se não, a bobina não
se movimenta direito e o motor não funciona corretamente. Quando tudo estiver montado e conectado
e tiveres empurrado a bobina um pouco, irás já verificar com entusiasmo que ela gira como louca e é
acionada aparentemente por mãos de fantasmas. Bom, que ali a corrente elétrica e o magnetismo estão
atuando já identificaste. Mas, o que acontece ali realmente?
+
o
n
O princípio é realmente muito simples. Quando tiveres nas mãos dois magnetos, já percebeste certamente
que eles se atraem ou se repelem, dependendo como os manténs um em relação ao outro. O que está
atuando neste caso são campos magnéticos que envolvem qualquer magneto. Eles possuem um sentido
de movimentação e determinam, com isso, um polo norte e um polo sul. Polos iguais se repelem, polos
opostos se atraem. Um magneto está montado no modelo (1). O outro magneto é a bobina, que se transforma
num eletromagneto tão logo seja percorrida pela corrente elétrica. Acione a corrente elétrica na bobina,
assim origina-se um campo magnético (2) com polos norte e sul. Polos idênticos se repelem e, assim, a
bobina tenta movimentar-se para afastar-se e, como ele somente pode girar, faz exatamente isso. Antes
que ela tenha girado para o estado ideal, no qual ela iria se encontrar oposta ao polo dissimilar, remova
simplesmente a corrente elétrica da bobina (observa as extremidades do fio, ele somente é condutor numa
Esquema do princípio
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metade). Com o impulso ganho, a bobina gira ainda mais um pouquinho até que ela receba novamente
corrente elétrica e o jogo começa de novo.
■ O motor elétrico e o gerador são máquina muito similares, que somente são acionadas de maneira
oposta. O motor elétrico gera, a partir de corrente elétrica, um movimento, enquanto o gerador gera, a
partir do movimento de rotação, corrente elétrica. Teoricamente poderias gerar corrente elétrica também
com o teu modelo de motor elétrico. Para isso deverias girar a bobina muito, muito rapidamente se quiseres
iluminar somente um pouco uma pequena lâmpada incandescente. Melhor ainda ocorre com o modelo
do gerado do manual de construção, que gera uma velocidade de rotação suficiente graças à transmissão
pré-conectada. Entretanto, é também exatamente suficiente para uma lampadazinha incandescente. O
que, neste caso, na maioria das vezes, representa um problema, é o magneto fraco.
Tarefa de raciocínio:
Faz como Edison, pega uma invenção existente e a desenvolve:
Como poderia ser resolvido o problema de um magneto tão fraco? Conheces um magneto que possa ser reforçado? Vá novamente para o capítulo anterior e lá verifica o
gráfico (esquema do princípio). São descritos dois diferentes magnetos. Qual poderia
ser reforçado?
Elevador
Iluminação de ruas
e o dínamo
Início da tecnologia
de corrente forte
Achaste a resposta? Então, és tão inteligente como Werner Siemens. Ele
teve em 1866 os mesmos pensamentos. Ele construiu, ao invés de magnetos
contínuos, eletromagnetos que ele alimentou genialmente com uma parte
o
da corrente elétrica gerada pelo próprio gerador. O campo magnético é n
reforçado, assim, por si mesmo. Mais corrente -> mais força magnética ->
mais corrente e assim por diante. Este auto-reforço é denominado também
„princípio dínamo-elétrico“. No gráfico ao lado são bem visíveis as bobinas
dos eletromagnetos 1 e 2 ligadas no circuito elétrico.
Com o dínamo, é possível gerar pela primeira vez correntes muito mais fortes e isto também ainda mais
barato do que anteriormente. É o começo da tecnologia da corrente forte. Sempre mais máquinas podem
agora ser acionadas eletricamente de maneira efetiva. Locomotivas, elevadores, bondes, vias para minas
e fábricas são equipadas com motores elétricos, grupos completos de rua iluminados claramente com
lâmpadas de corrente forte.
Primeira locomotiva elétr.
O gerador
Primeiro bonde elétrico
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Descrição de pessoa
oa
oa
procurada
Inventor:
Ernst Werner Siemens
(1816 - 1892)
Local de nascimento:
Hannover, Alemanha
Profissão:
Tenente da artilharia
Realização notável:
Inventor do dínamo (gerador
de corrente contínua) e
fundador da atual Siemens
AG.
P
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TECHNICAL REVOLUTIONS
FOLHETO
O helicóptero
■ Henrich Focke, o pioneiro do helicóptero. Um pesquisador inquieto que era fascinado pela técnica e a viação
aérea.
Ele estudou engenharia mecânica em Hannover. Ele fundou
em 1924, com somente 34 anos, em Bremen, a FockeWulf-Flugzeugbau AG e, em 1937, a primeira fábrica de
helicópteros do mundo. Até 1933, ele construiu aprox.
140 aeronaves de superfície suportante. As suas aeronaves
eram tecnicamente maduras e boas de voar para as
condições técnicas daquela época. Elas foram inclusive
tão boas que estabeleceram vários recordes de voo!
Em 1934 chegou, então, a hora: o protótipo do primeiro helicóptero realmente controlável voa, o FW61.
A seguir, seguem os primeiros helicópteros capazes de serem usados no mundo.
O segredo de voar
Forma das asas e força ascensional
A curvatura de uma superfície portadora deflete a corrente de ar e
Força ascensional
gera, assim, uma força que puxa uma aeronave para cima – a força
ascensional. Nisto se encontra o segredo da voar. Os pássaros já
sabiam disso muito antes de nós. A força ascensional pode ser
ainda reforçada, inclinando-se um pouco as superfícies portadoras.
Aumentar o ângulo de de ataque, dizem os peritos neste caso.
mais força ascensional
No caso de aviões de linha, podes observar isso na decolagem e
aterrissagem muito bem.
Bem, e agora sobre o helicóptero. Pois ele funciona em princípio da
mesma maneira. As superfícies portadoras, aqui também denominadas lâminas do rotor, tem um perfil similar as de um avião normal.
Mas como o helicóptero pode inclinar as lâminas do rotor? Elas
giram continuamente e, ainda por cima, extremamente rápido!!
Quando montares o modelo, então irás também descobrir este segredo.
deno
O processo de modificar as lâminas do rotor conjuntamente para o ângulo de ataque é denotorr.
minado, aliás, o deslocamento coletivo das lâminas do rotor.
Descrição de pessoa
oa
procurada
Inventor:
Henrich Focke (1890 - 1979)
Local de nascimento:
Bremen, Alemanha
Profissão:
Engenheiro mecânico
Realização notável:
Projetou e construiu o primeiro helicóptero utilizável
do mundo.
p
Solução mecânica
innguagem
O controle de altura (mais alto/mais baixo) é designado na linguagem
dos aviadores também resumidamente como o coletivo ouu pitch. A
daa, junto ao banco do piloto. Se
alavanca do coletivo (1) encontra-se normalmente à esquerda,
voo da lâmina do rotor (2). Isto
acionares a alavanca, irá ser alterado o deslocamento coletivo
ulo de ataque (3)
significa que em todas as lâminas do rotor é alterado o ângulo
e
entar
e, com isso, a força ascensional. Alavanca para cima = aumentar
o ângulo de ataque = aumentar a força ascensional. Ou
simplesmente dito: o helicóptero irá subir.
66
n
o
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Excerto da patente de 1903
TECHNICAL REVOLUTIONS
FOLHETO
P
O limpador
■ Um dia de inverno em Nova Iorque no ano de 1902. Uma
jovem mulher sentada no bonde vê como o condutor viaja com
o para-brisa da janela aberto para poder ver claramente através
da chuva de granizo que cai. „Isto pode ser de outra forma“, ela
pensa consigo.
go. Ela deixa construir conforme os seus
esboços numa
m oficina local um aparelho acionado
ma
a mão, que limpa
impa o para-brisa. A mulher se chama
Mary Anderson
rsson e é a inventora do aparelho de
limpar para-brisa.
-brisa. Em princípio um braço de
limpeza, quee pode ser movimentado de um
lado para outro
utro através de uma alavanca
de para-brisa
por dento do vagão.
„Não achamos que podemos tornar isso um produto
uto
que traga lucros“ – achava uma empresa canadense
conhecida, à qual ela ofereceu o seu limpador de parabrisa. Em 1920, a indústria automobilística assumiu a
construção no equipamento de série, nesta ocasião, a
patente de Mary Anderson já tinha caducado.
Limpador de para-br
para-brisa
risa de paralelogramo
ontrár
de movimento em direções ccontrárias
p ex : Omnibus,
Omnibus Porsche
Porschhe
he 904
p.ex.:
Tarefa:
Monta como último dos três modelos, o limpador de paralelogramo.
Assuma que tenhas inventado o limpador de paralelogramo reverso. Para isso, foste a
um fabricante de automóveis e ele achou a ideia muito interessante e gostaria de comprar o teu limpador com prazer, entretanto somente quando o limpador não funcionasse
de maneira reversa mas se movimentassem no mesmo sentido! Poderás lhe fornecer o
limpador de para-brisa (reformar)?
Limpador de para-brisa
de movimento em direções opostas
(Solução, ver na última página.)
Descrição de pessoa procurada
Inventor: Mary Anderson (1866 - 1953)
Local de nascimento: Greene County, Alabama, E.U.A.
Profissão: Empresária da construção, proprietária de fazenda, vinicultora
RRealização notável: Invenção do equipamento de limpar para-brisa
Rea
Limpador
de para-brisa de movimento na
mesma direção forma construtiva normal no
caso de carros de passeio
67
P
O regulador da
força centrífuga
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TECHNICAL REVOLUTIONS
FOLHETO
■ Um pequeno detalhe primeiramente: James Watt não
descobriu basicamente a máquina a vapor, mas sim melhorou
essencialmente a bomba a vapor desenvolvida por Thomas
Newcomens em 1705. Com isso ele introduziu a parada da vitória
da máquina a vapor.
1775: James Watt fundou juntamente como Matthew Boulton
na Inglaterra a primeira fábrica mundial de máquinas a vapor.
Watt utilizou em 1788 a primeira vez o regulador de força
centrífuga, para manter constante a velocidade de serviço da
máquina a vapor que ele melhorou. Se ela movimentar-se muito
rápido pode acontecer facilmente que ela se destrua a si mesmo
devido à sobrecarga ou, dito de uma outra forma, rebente na cara da gente. O regulador da força centrífuga aumenta a fiabilidade e promove com isso a propagação das máquina a vapor. Depois de máquinas
têxteis e bombas de água, seguiram-se as locomotivas a vapor, navios a vapor, bem como os locomóveis
e caminhões. Também o primeiro dirigível em 1852 será acionado com uma máquina a vapor. A revolução
industrial, ou seja, a modificação do mundo do trabalho e da sociedade através das máquinas, é disparado
pela propagação das máquinas a vapor.
Em homenagem a James Watt,a unidade de medida para potência é denominada Watt.
Descrição de pessoa
oa
procurada
Inventor:
James Watt (1736 - 1819)
Local de nascimento:
Greenock, Escócia
Profissão:
Mecânico
Realização notável:
Aumento do grau de efetividade e da segurança das
máquina a vapor.
■ A seguir, sobre o modo de trabalho deste modelo: Normalmente, o movimento de rotação é transferido para o regulador de força centrífuga, por exemplo com uma correia.
Como não tens provavelmente nenhuma máquina a vapor à mão, irás simular uma
simplesmente, girando na manivela pequena. Quando da paralisação da máquina, os
pesos centrífugos (1) estão em baixo e a válvula (2) da alimentação de vapor está
n
completamente aberta. Quando a máquina recebe vapor
e entra em movimento, o regulador de força centrífuga
p
gira e empurra os pesos centrífugos para fora. Através
da mecânica de alavanca (3) é estrangulada, com isso,
a alimentação de vapor e a velocidade de rotação
reduzida. Isto acontece até que uma velocidade de rotação constante seja
o
ajustada, um tipo de equilíbrio.
Ou, dito simplesmente: Quanto
mais rápida a máquina, tanto menos
vapor é colocado à sua disposição.
Tarefa:
Queres melhorar um pouco, afinar, tornar mais rápida a máquina a vapor. Nesta caso
tens em mira os pesos do regulador de força centrífuga. Terás de torná-los mais pesados
ou mais leves?
68
n
PROFI
TECHNICAL REVOLUTIONS
FOLHETO
■ Quando queres atualmente comunicar alguma coisa para um amigo, telefonas para ele, lhe escreve
um e-mail ou participa com ele num chat. Antigamente somente se podia comunicar com pessoas que
estavam sentadas diretamente ao nosso lado. Uma carta levava, dependendo da distância, entre alguns
dias a vários meses para chegar.
Mais tarde, quando pudemos utilizar a eletricidade, tivemos a ideia de enviar sinais através de um cabo. Mas
como se pode reproduzir os sinais elétricos na outra extremidade? Sobre
isso, um pintor americano chegou a um simples princípio. Ele
concedeu às diferentes letras do alfabeto uma
sequência de impulsos elétricos
curtos e longos (o computador
trabalha atualmente de uma
maneira muito similar, apenas
utilizando no lugar de traços e
pontos os sinais 1 e 0). Com uma chave
especial, os sinais foram emitidos e na
outra extremidade da linha escritos como
traços ou pontos.
A chave especial é chamada „Chave Morse“ e a disposição de traço-ponto em relação às letras de „Alfabeto de Morse“, de acordo com o inventor Samuel Morse.
■ De fato, o Sr. Morse era professor para pintura, artes plásticas e desenho artístico. Apesar disso ele
não desenvolveu somente o código Morse, mas também, em 1837 o primeiro telégrafo de escrita utilizável (o aparelho de Morse). Ele foi, entretanto, ainda confeccionado a partir de restos de fios, resíduos
de chapas metálicas e um relógio de parede. Foram ainda necessários 5 anos de experimentação até
que o aparelho ficasse maduro para ser patenteado. Depois do sucesso do seu telégrafo, ele fundou uma
empresa própria de telegrafia. Foram originadas linhas telegráficas primeiramente entre as cidades e os
estados, e finalmente, até entre os continentes, como a Europa e a América. Além disso, foi assentado
um cabo em mar alto em 1858 atravessando o Oceano Atlântico. Imaginem também o comprimento deste
cabo! Naquele tempo não existia um navio que fosse suficientemente grande para o cabo. Eles, então, o
dividiram, carregaram em dois navios e assentaram a partir de cada continente, para depois acoplarem
as partes novamente em alto mar.
Tarefa:
Qual o significado desta sequência de símbolos: „ · · · - - - · · · “? (ver a solução abaixo)
Imagine palavras individuais ou frases completas e digite-as no teu aparelho de Morse.
Os teus amigos poderão lê-las então na lâmpada incandescente.
Dica: Obtenha um cabo longo, assim poderás colocar a lâmpada incandescente num outro quarto. Quando
tiveres exercitado e estiveres familiarizado com o Morse, poderás trocar mensagens secretas com teus
amigos na noite com uma lanterna.
Solução para a tarefa desta página: A chamada de emergência SOS
69
P
O aparelho
de Morse
Telegrafia,
a avó da Internet
O alfabeto Morse
a·b-···
c-·-·
d-··
e·
f··-·
g--·
h····
i··
j·--k-·l·-··
m-esperar · - · · ·
início · - · - · fim · · · - · -
n-·
o--p·--·
q--·r·-·
s···
tu··v···w·-x-··y-·-z--··
P
O eixo cardan
PROFI
TECHNICAL REVOLUTIONS
FOLHETO
■ Se não tivéssemos esta articulação simples, nada mais no
nosso dia a dia em muitos setores não iria mais giras.
Mas, primeiramente, na sequência:
Em 1501, nasce em Milano um menino que mais tarde irá
ter uma enorme fama. É o tempo da renascença. Isto é assim
denominado por que é a era do despertar para a arte, ciência e sociedade. Muitos artistas e cientistas
se tornam conhecidos através dos seus desempenhos extraordinários, como Miguel Ângelo, Galileu ou
Leonardo da Vinci e também Cardano. Ele foi o médico mais famoso do seu tempo, pois reis e príncipes
foram seus pacientes. Além disso, ele era matemático e inventor. Ele fez importantes descobertas sobre
o cálculo de probabilidades. Antes porém de escrever um livro sobre isso, ele utilizava o seu conhecimento
elaborado em jogos de azar até que ele ganhar dinheiro suficiente para poder pagar os seus estudos de
medicina. Como notaram, ele também era inteligente.
E agora sobre o eixo que foi denominado com o seu nome:
Problema: Na técnica de acionamento se tem, na maioria das vezes, um motor e uma máquina que
deve ser acionada. Geralmente, os dois elementos estão um pouco distantes um do outro, não na mesma
altura ou movimentam-se ainda também de um lado para outro. Se ambos fossem ligados por um eixo
rígido, eles iriam romper inevitavelmente. Um eixo mole dobrável seria,por outro lado, muito fraco para
transmitir grandes forças.
Solução: Um eixo que tanto é dobrável como também estável. O eixo de articulação cruzada ou eixo
cardan.
Tarefa:
Coloca o eixo nas diferentes posições, liga o motor e observa o movimento que a articulação deve executar, especialmente na posição mais angulosa. Não é surpreendente
como se pode simplesmente dobrar no canto um movimento rotativo?
Testar os limites. Pega o eixo no punho, que não pode girar junto, liga o motor e verifica
cuidadosamente o quanto podes dobrar o eixo.
Máquinas agrícolas
70
Navegação
Veículos motorizados
Indústria
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■ Junto ao departamento de patentes europeu dão entradas anualmente ainda sempre mais do que 100
projetos para máquinas, que ao serem impulsionada uma vez devem continuar a girar para sempre e eternamente. Neste caso tantos já tentaram construir um „móvel perpétuo“, um perpetuum mobile, e isto a
várias centenas de anos. No ano de 748, por exemplo, um astrônomo hindu descreveu sua ideia. 400 anos
mais tarde foi a vez de um seu compatriota, Bhaskar II, um matemático. Eram todos cabeças de ouro, mesmo
gênios matutaram sobre isso: Leonardo da Vinci deixou no século 15 um esboço de um mobile de corpo
rotativo. Ele é muito similar ao modelo no teu módulo da fischertechnik. Faz como Leonardo da Vinci:
1 kg
O perpetuum
mobile
O sonho do corredor
Tarefa:
Imagina primeiramente como ele poderia funcionar.
• Quais as peças deve receber o acionamento?
• Por que os componentes desdobrados devem girar para cima?
Monta, então, o modelo e coloca-o em movimento com um forte impulso.
10 k g
P
de resistência
Conforme a regra da alavanca os componentes a serem descarregados
((1) deveriam exercer uma força de alavanca mais intensa sobre o disco
ro
rotativo e, com isso, puxar para cima com o braço de alavanca mais
cu
curto os componentes dobrados (2). Isso parece muito bom. Por que,
en
então, apesar disso, não funciona?
■ Leonardo da Vinci chegou à conclusão, depois de alguns ensaios, de que um
Perpetuum Mobile do tipo mecânico não é solucionável. Que
também não é possível nem eletricamente, hidraulicamente ou
n
de qualquer outra forma, chegou a conclusão um médico, Julius
Robert von Mayer em 1845. No momento em que ele mesmo
estava a procura do aparelho maravilhoso, lhe chegou a conclusão que ele
formulou num princípio, o „Princípio da conservação da energia“:
Num sistema fechado, a energia não se perde, ela é sempre
n
transformada.
Por isso a energia, como a energia de movimento,
não pode vir do nada. Ou expresso de maneira
menos física: A partir do nada, nada vem. No caso
do movimento até a força de acionamento é, além
disso, ainda um pouco „perdida“. Melhor dito, ela é
transformada, para, por exemplo, atrito e energia térmica.
Isto é removido da energia de movimento e, no final, resulta
sempre paralisação, assim também no teu modelo.
O mais tardar depois desta descoberta, o assunto Perpetuum
Mobile está encerrado, no mínimo, cientificamente.
Modelo conforme Leonardo da Vinci
„A partir do nada,
o
o
71
nada vem“
P
O higrômetro
de cabelo
Descrição de pessoa
oa
procurada
Inventor:
Horace Bénédict de Saussure
(1740 - 1799)
Local de nascimento:
Genebra, Suiça
Profissão:
Pesquisador da natureza,
professor de filosofia
Realização notável:
Inventor do higrômetro
Primeiro a escalar o
pequeno Matterhorn
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TECHNICAL REVOLUTIONS
FOLHETO
■ Horace-Bénédict de Saussure estudava ciências naturais e era tão
bom nisso que com somente 22 anos foi chamado para ser professor
de filosofia na universidade de Genebra. Mas ele não era somente
um jovem especialmente inteligente, mas também um jovem realmente voltado para a natureza. O seu ímpeto pela pesquisa o levou
sempre novamente para as montanhas, onde ele realizava medidas
científicas. Em 1787 ele escalou a maior montanha dos Alpes, o
Mont Blanc (4.810 m). No cume da montanha ele mediu então entre
outras coisas o ponto de ebulição da água, a temperatura da neve
e o pulso do seu guia montanhês.
Os aparelhos que necessitou para as medidas ele mesmo desenvolveu parcialmente, assim também o
higrômetro. Com isso, se podia medir a umidade do ar, ou seja a porção de vapor de água
no ar. Gotas de chuva, neblina ou neve, não fazem parte disso. Irás seguramente
perguntar, para que isto deve servir?
A humidade do ar tem efeitos sobre a nossa vida.
Baixa umidade do ar:
• As roupas secam mais rapidamente.
• O risco de resfriados aumenta, por que a
mucosa nasal seca.
• Os campos secam e as plantas ressecam.
o
n
Alta umidade do ar:
• A probabilidade de chuva aumenta
• Risco aumentado de fungos nas moradias
• Gera no caso de altas temperaturas mormaço e mal-estar
Tarefa:
• Alinha o ponteiro do teu higrômetro mais ou menos para o centro da escala (1). Para
isso, usa o componente deslocável (2).
• Coloca um pano de prato úmido sobre o modelo de maneira que este fique completamente coberto.
• Depois de alguns minutos, poderás remover o pano de prato.
Onde se encontra agora o ponteiro e por que ele se movimenta nesta direção?
O ponteiro movimentou-se para cima. Debaixo do pano de prato aumentou a umidade do ar (para 95%
relativos). O fio do higrômetro absorve a umidade e, assim, se dilata. Quando removeres o pano de prato,
o fio seca e encurta novamente. (Com um secador de cabelo, poderás acelerar a secagem.)
72
Dank und Bildverzeichnis:
Ein Dankeschön an folgende Institutionen für die
freundliche Erlaubnis ihre Fotografien abzudrucken.
Dabei verwendete Abkürzungen bedeuten:
Thank you and index of diagrams:
A thank you to the following institutions for the
friendly permission to print their photographs.
Meaning of abbreviations used for this:
M = Mitte; u = unten; l = links; r = rechts; o = oben
M = Middle u = below l = left r = right o = above
OTIS GmbH & Co. OHG [3lo]
Siemens press picture, Siemens AG [5u]
www.oldskoolman.de [8o; 10u]
Simon Eugster, www.granjow.net [9u]
OTIS GmbH & Co. OHG [3lo]
Siemens Pressebild, Siemens AG [5u]
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Simon Eugster, www.granjow.net [9u]
140 715 · 06/10 · Co · Printed in Germany · Technische Änderungen vorbehalten · Subject to technical modifications
Lösung für einen gleichlaufenden Parallelogrammwischer:
Solution for a synchronous parallelogram wiper:
Solution pour un essuie-glace en parallélogramme synchronisé :
Oplossing voor een gelijkbewegende parallellogramwisser:
Solución para un limpiaparabrisas de paralelogramo de marcha sincronizada:
Solução para um limpador de para-brisa de paralelogramo movendo-se na mesma direção: