9 exposiçõesRoteiros
Forças para andar ou empurrar
Máquinas e modelos em que um empurrão, uma puxada ou um giro são multiplicados, redirecionados ou equilibrados, da primeira descida de uma montanha-russa a um avião de papel dobrado.
Começa com a energia da altura num passeio, passa pela rotação, pelas marchas e pela elevação, depois pela flutuação e pelo voo, e termina com a frenagem, um braço robótico e um avião lançado.
Cada parada aqui trata de uma força e do que é possível fazer com ela. Uma montanha-russa transforma altura em velocidade, um giroscópio transforma um peso em queda num círculo lento, e engrenagens e polias trocam uma puxada longa e leve por uma curta e forte. Nada disso exige uma fórmula antes. Cada exposição deixa você mudar um número, como a altura de uma descida, uma marcha ou o número de ramais de corda, e ver o resultado na hora.
As paradas seguintes acrescentam fluidos e atrito. Um navio flutua porque a água o empurra de volta com uma força exatamente igual ao seu peso, uma asa empurra o ar para baixo e recebe um empurrão para cima, e um freio a disco transforma movimento em calor. Em cada parada vale fazer as mesmas duas perguntas: de onde vem a força e onde a energia vai parar? As últimas paradas mostram pessoas direcionando forças de propósito, com um braço robótico e uma folha de papel.
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FIG. 55 · SentidosComo funciona uma montanha-russa: física de loops e quedas
Um trem que passa devagar, a 3 m/s, por uma subida de 42 m chega embaixo a 99 km/h, e nada além da gravidade o empurrou.
Baixe o controle Primeira descida / altura máxima para 25 m no percurso de loop de aço e veja o trem ficar sem energia dentro do loop.
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FIG. 46 · Como funcionaGiroscópio: gire a roda e observe a precessão
Uma roda a 3000 rpm pode apoiar só uma ponta do eixo numa coluna, sem apoio na outra, e dar uma volta ao redor dela a cada 2,8 segundos.
Ajuste Rotação para 3000 rpm e veja o eixo dar uma volta ao redor do suporte a cada 2,8 segundos sem cair.
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FIG. 04 · Como funcionaMarchas da bicicleta: troque e teste numa subida
Em 50 por 11, uma volta dos pedais move uma bicicleta de estrada 9,57 metros; em 34 por 32, avança 2,24 metros.
Escolha a Coroa grande e o menor Pinhão traseiro para uma relação de 50 por 11, e uma volta do pedal move a bicicleta 9,57 metros.
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FIG. 39 · Como funcionaComo funcionam as polias e o macaco hidráulico
Uma caixa de 50 kg pode ser levantada com uma tração de 82 N, desde que você aceite puxar seis metros de corda para cada metro que ela sobe.
Mude Ramais de corda e compare a força na corda com a quantidade de corda que você precisa puxar para cada metro que a caixa sobe.
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FIG. 36 · Como funcionaPor que os navios flutuam e quando emborcam
Um navio de aço de 1900 toneladas flutua, mas as mesmas 1900 toneladas de aço prensadas num cubo vão direto para o fundo.
Ative Bloco de aço para ver o mesmo aço que flutua como casco afundar até o fundo quando comprimido num cubo.
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FIG. 10 · Como funcionaSustentação da asa: simulador interativo do ângulo
O ar que passa por cima de uma asa chega primeiro ao bordo de fuga. Ele não espera o ar de baixo.
Aumente Ângulo de ataque com Escoamento e Cores de pressão ativados e veja o ar e a pressão mudarem sobre a asa.
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FIG. 73 · Como funcionaComo funcionam os freios a disco e o ABS
No asfalto seco a 100 km/h, um pneu que derrapa precisa de cerca de 51 m para parar; se o ABS o mantém girando, o mesmo carro do modelo para em 36 m.
Numa pista seca a 100 km/h, desligue o ABS: o pneu derrapando precisa de cerca de 51 m para parar, contra 36 m com o ABS ligado.
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FIG. 63 · Como funcionaBraço robótico: mova as juntas e veja como funciona
Deslize para o lado, a 250 mm/s, a ponta de um braço robótico de seis eixos junto a uma reta específica do espaço, e uma das juntas do punho precisa girar a 510° por segundo.
Mova cada controle de articulação, de J1 a J6, por vez e veja que parte do braço se move e até onde a garra gira.
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FIG. 98 · Passo a passoAviões de papel: dobre e voe com modelos a elástico
A maior distância voada por uma folha de papel dobrada é 98,43 m, em ambiente fechado, em Xangai, em dezembro de 2025.
Dobre o Profundor um pouco mais para cima e o nariz sobe e o planeio fica mais lento, como mostra Trajetória de voo.