quinta-feira, 16 de junho de 2011

Importância da Máquina Térmica na Revolução Industrial
Com a Revolução Industrial, as máquinas substituíram várias ferramentas e eliminaram algumas funções antes exercidas pelos operários. Nessa época, as máquinas térmicas foram mais utilizadas, a máquina térmica é um dispositivo que transforma calor em trabalho mecânico e o próprio inventor grego Heron. Somente no século XVIII vieram a ser construídas as primeiras máquinas térmicas capazes de realizar trabalho em escala industrial.

As primeiras máquinas térmicas, inventada no século XVIII, consumiam grande quantidade de combustível para produzir um trabalho relativamente pequeno. Por volta de 1770, o inventor escocês James Watt apresentou um novo modelo de máquina térmica que veio substituir, com enormes vantagens as máquinas já existentes. a máquina de Watt funcionava da seguinte maneira: o vapor formado na caldeira à alta pressão penetra no cilindro através de uma válvula A que está aberta (neste momento uma outra válvula B está fechada). O pistom, é então, empurrado pelo vapor colocando em rotação uma roda a ele acompanhada. Quando o pistom se aproxima da extremidade do cilindro, a válvula A é fechada e a B é aberta, permitindo o escapamento do vapor para o condensador, o qual é continuamente resfriado por um jato de água fria. Assim o vapor se condensa, ocasionando uma queda de pressão no interior do cilindro, fazendo com que o pistom retorne à posição inicial. A válvula B é então fechada, enquanto a A é aberta, permitindo nova adimissão de vapor no cilindro, repetindo-se o ciclo. Desta maneira, a rota acoplada no pistom se manterá continuamente em rotação.
A máquina a vapor de Watt passou a ser amplamente usada nas fábricas, sendo consideradas um dos fatores que provocaram a famosa Revolução Industrial.

Cláudio Ptolemeu

Ptolemeu (gravura do século XVI)
Nascimento
Etnicidade
Campo(s)
Orientador(es)

Cláudio Ptolemeu ou Ptolomeu (em latim: Claudius Ptolemaeus; em grego: Κλαύδιος Πτολεμαῖος; 90168), foi um cientista grego que viveu em Alexandria, uma cidade do Egito. Ele é reconhecido pelos seus trabalhos em matemática, astrologia, astronomia, geografia e cartografia. Realizou também trabalhos importantes em óptica e teoria musical.

Na época de Ptolomeu, a diferença entre astronomia e astrologia não era muito clara e, portanto, os estudos dessas áreas seguiam essa característica, diferente da concepção atual que distingue bem essas duas áreas.

O grande mérito de Ptolomeu foi, baseando-se no sistema de mundo de Aristóteles, fazer um sistema geométrico-numérico, de acordo com as tabelas de observações babilônicas, para descrever os movimentos do céu.[1]

Índice

[editar] Biografia

Ptolemeu nasceu em Pelusium, no Egito, e tornou-se um ilustre discípulo da escola de Alexandria.[2] Existem dúvidas sobre o ano em que ele nasceu, com a data variando desde 10 d.C. até, segundo Luca Gauricus, o ano 747; mas as melhores estimativas são que ele nasceu por volta do ano 70, e floresceu durante os governos dos imperadores romanos Adriano e Antonino Pio.[2]

[editar] Astronomia e astrologia



O mapa de Ptolemeu, reconstituído da sua obraGeographia (ca. 150 d.C.), indicando as nações "Serica" e "Sinae" (China) à direita, além da ilha Taprobana (Sri Lanka) e a "Aurea Chersonesus" (península do Sueste Asiático). Este mapa usa a projeção cônica equidistante meridiana, inventada por Ptolomeu.

A sua obra mais conhecida é o Almagesto (que significa "O grande tratado"), um tratado de astronomia. Esta obra, a síntese dos trabalhos e observações de Aristóteles, Hiparco, Posidônio e outros,[2] é uma das mais importantes e influentes da Antiguidade Clássica, são treze volumes[3] com tabelas de observações de estrelas e planetas e com um grande modelo geométrico do sistema solar, baseado na cosmologia aristotélica. Nela está descrito todo o conhecimento astronómico babilónico e grego e nela se basearam as astronomias árabes, indianas e europeias até o aparecimento da teoria heliocêntrica de Copérnico. No Almagesto, Ptolomeu apresenta um sistema cosmológico geocêntrico, isto é a Terra está no centro do Universo e os outros corpos celestes, planetas e estrelas, descrevem órbitas ao seu redor.[2] Estas órbitas eram relativamente complicadas resultando de um sistema de epiciclos, ou seja círculos com centro em outros círculos. Ptolomeu foi considerado o primeiro "cientista celeste". No entanto, Ptolomeu foi duramente criticado por alguns cientistas, como Tycho Brahe e Isaac Newton, sendo acusado de não ter realizado nenhuma observação astronómica, mas apenas plagiado dados de Hiparco, entre outras acusações[carece de fontes?].

Apesar da destruição da Biblioteca de Alexandria, o Almagesto foi preservado, assim como outros textos da Grécia antiga, por meio de manuscritos arábicos, e foi encontrado no Irã em 765 d.C. Segundo J. M. Ashman, que traduziu o Tetrabiblos em 1822, o Almagesto foi traduzido para o árabe em 827 d.C.[2] O espanhol Gerard de Cremona (1114-1187) traduziu para o latim uma cópia do Almagesto deixada pelos árabes em Toledo, na Espanha.

É no trabalho de Ptolomeu, citando o trabalho de Hiparco, que aparecem as 48 constelações que ficaram conhecidas como as Constelações Clássicas. Todas elas, menos uma, ainda são parte da lista atual de constelações oficiais da IAU.

A representação geométrica do sistema solar de Ptolomeu, com círculos, epiciclos e equantes permitia predizer o movimento dos planetas com considerável precisão e foi utilizada até o Renascimento no século XVI.

Apesar disso, o geocentrismo foi uma ideia dominante na astronomia durante toda a Antiguidade e Idade Média. Ptolomeu explicou o movimento dos planetas através de uma combinação de círculos: o planeta se move ao longo de um pequeno círculo chamado epiciclo, cujo centro se move em um círculo maior chamado deferente. A Terra ficaria numa posição um pouco afastada do centro do deferente (portanto, o deferente é um círculo excêntrico em relação à Terra). Até aqui, o modelo de Ptolomeu não diferia do modelo usado por Hiparco aproximadamente 250 anos antes. A novidade introduzida por Ptolomeu foi o equante, que é um ponto ao lado do centro do deferente oposto em relação à Terra, em relação ao qual o centro do epiciclo se move a uma taxa uniforme, e que tinha o objetivo de dar conta do movimento não uniforme dos planetas. O objetivo de Ptolomeu era o de produzir um modelo que permitisse prever a posição dos planetas de forma correta e, nesse ponto, ele foi razoavelmente bem sucedido. Por essa razão, esse modelo continuou sendo usado sem mudança substancial por cerca de 1300 anos.

No sistema ptolomaico, centrado na Terra, a pequena esfera chamada epiciclo que contem o planeta vai girando associada a uma esfera rotativa maior, produzindo um movimento retrógrado aparente sobre o plano de fundo das estrelas longínquas.

O estudo dos céus levou Ptolomeu a afirmar:

Como mortal que sou, sei que nasci por um dia. Mas, quando sigo à minha vontade a densa multidão de estrelas no seu curso circular, os meus pés deixam de tocar a Terra [...]
Ptolemeu

.

Na área da astrologia, Ptolomeu desenvolveu o Tetrabiblos, um dos mais importantes livros de astrologia que sobreviveram da Antiguidade.[4] O texto foi baseado em escritos e documentos mais antigos babilônicos, egípcios e gregos.

Ptolomeu acreditava não só que os padrões de comportamento eram influenciados pelos planetas e pelas estrelas, mas também que as questões de estatura, tez, nacionalidade e até as deformações físicas congênitas eram determinadas pelas estrelas.[5]

[editar] Geografia

A sua obra mais extensa é "Geographia" que, em oito volumes, contém todo o conhecimento geográfico greco-romano. Esta inclui coordenadas de latitude e longitude para os lugares mais importantes. Naturalmente, os dados da época tinham bastante erro e o mapa que esta apresentado está bastante deformado, sobretudo nas zonas exteriores ao Império Romano.

Ptolomeu inventou a projeção cônica equidistante meridiana,[6] na qual distâncias ao longo dos meridianos e ao longo de um paralelo central são representadas em uma escala constante, os paralelos são representados como círculos e os meridianos como retas.

[editar] Óptica

Ptolomeu é também autor do tratado "Óptica", um conjunto de cinco volumes sobre este tema, em que estuda reflexão, refracção, cor, e espelhos de diferentes formas.

[editar] Música

Escreveu também "Harmónica", ou Teoria do Som,[2] um tratado sobre teoria matemática da música, neste tratado escreveu sobre como notas musicais podem ser traduzidas em equações matemáticas e vice-versa.





                                                       



Nicolau Copérnico
Nascimento
19 de Fevereiro de 1473
Thorn, Prússia
Morte
24 de Maio de 1543
Frauenburgo
Assinatura

Nicolau Copérnico (Toruń, 19 de Fevereiro de 1473Frauenburgo, 24 de Maio de 1543) foi um astrônomo e matemático polaco que desenvolveu a teoria heliocêntrica do Sistema Solar. Foi também cónego da Igreja Católica, governador e administrador, jurista, astrólogo e médico.

Sua teoria do Heliocentrismo, que colocou o Sol como o centro do Sistema Solar, contrariando a então vigente teoria geocêntrica (que considerava, a Terra como o centro), é tida como uma das mais importantes hipóteses científicas de todos os tempos, tendo constituído o ponto de partida da astronomia moderna.

Índice

A origem da teoria heliocêntrica



Casa do astrónomo em Toruń-Polônia

Na teoria de Copérnico, a Terra move-se em torno do Sol. Mas, seus dados foram corrigidos pelas observações de Tycho Brahe. Com base nelas e em seus próprios cálculos, Johannes Kepler reformou radicalmente o modelo copernicano e chegou a uma descrição realista do sistema solar. Esse fenômeno já havia sido estudado e defendido pelo bispo de Lisieux, Nicole d'Oresme, no século XIV. O movimento da Terra era negado pelos partidários de Aristóteles e Ptolomeu. Eles tinham que, caso a Terra se movesse, as nuvens, os pássaros no ar ou os objetos em queda livre seriam deixados para trás. Galileu combateu essa ideia, afirmando que, se uma pedra fosse abandonada do alto do mastro de um navio, um observador a bordo sempre a veria cair em linha reta, na vertical. E, baseado nisso, nunca poderia dizer se a embarcação estava em movimento ou não. Caso o barco se movesse, porém, um observado no ano de 1845 pois,a margem veria a pedra descrever uma curva descendente – porque, enquanto cai, ela acompanha o deslocamento horizontal do navio. Tanto um observador quanto o outro constataria que a pedra chega ao convés exatamente no mesmo lugar: O pé do mastro. Pois ela não é deixada para trás quando o barco se desloca. Da mesma forma, se fosse abandonada do alto de uma torre, a pedra cairia sempre ao pé da mesma – quer a Terra se mova ou não.

O cardeal S. Roberto Francisco Belarmino presidiu o tribunal que proibiu a teoria copernicana. Culto e moderado, ele conseguiu poupar Galileu. Estimulado pelo novo papa Urbano VIII, seu grande admirador, o cientista voltou à carga. Mas o Papa sentiu-se ridicularizado num livro de Galileu. E isso motivou sua condenação.

O percurso das balas de canhão e a queda dos corpos também foram estudadas por Galileu. Ele demonstrou que a curva descrita pelos projéteis é um arco de parábola e que os corpos caem em movimento uniformemente acelerado. Segundo as biografias romanceadas do cientista, ele teria realizado um experimento que desmoralizou definitivamente a física aristotélica. Subindo ao alto da torre de Pisa, deixou cair, no mesmo instante, dois corpos esféricos de volumes e massas diferentes: uma bala de mosquete e outra de canhão. Contra as expectativas dos acadêmicos aristotélicos, que apostavam na vitória da bala de canhão e na derrota do cientista, os corpos chegaram rigorosamente juntos ao chão.

O historiador da ciência Alexandre Koyré demonstrou que, assim como muitos outros mitos que enfeitam os relatos sobre a vida de Galileu, a famosa experiência de Pisa jamais ocorreu. Ela foi, na verdade, uma experiência idealizada, que o cientista realizou no recesso da sua consciência, e não um ruidoso espetáculo público. Sabia-se, desde o final da Idade Média, que a velocidade dos corpos aumentava à medida que eles caíam. E também se conhecia a lei matemática que descreve os movimentos uniformemente acelerados. O mérito de Galileu foi juntar as duas coisas e mostrar que, descartada a resistência do ar, todos os objetos caem com a mesma aceleração.

A teoria heliocêntrica



Nicolau Copérnico

A teoria do modelo heliocêntrico, a maior teoria de Copérnico, foi publicada em seu livro, De revolutionibus orbium coelestium ("Da revolução de esferas celestes"), durante o ano de sua morte, 1543. Apesar disso, ele já havia desenvolvido sua teoria algumas décadas antes.

O livro marcou o começo de uma mudança de um universo geocêntrico, ou antropocêntrico, com a Terra em seu centro. Copérnico acreditava que a Terra era apenas mais um planeta que concluía uma órbita em torno de um sol fixo todo ano e que girava em torno de seu eixo todo dia. Ele chegou a essa correta explicação do conhecimento de outros planetas e explicou a origem dos equinócios corretamente, através da vagarosa mudança da posição do eixo rotacional da Terra. Ele também deu uma clara explicação da causa das estações : O eixo de rotação da terra não é perpendicular ao plano de sua órbita.

Em sua teoria, Copérnico descrevia mais círculos, os quais tinham os mesmos centros, do que a teoria de Ptolomeu (modelo geocêntrico). Apesar de Copérnico colocar o Sol como centro das esferas celestiais, ele não fez do Sol o centro do universo, mas perto dele.



Folha de rosto do livro De revolutionibus orbium coelestium

Do ponto de vista experimental, o sistema de Copérnico não era melhor do que o de Ptolomeu. E Copérnico sabia disso, e não apresentou nenhuma prova observacional em seu manuscrito, fundamentando-se em argumentos sobre qual seria o sistema mais completo e elegante.

Da sua publicação, até aproximadamente 1700, poucos astrônomos foram convencidos pelo sistema de Copérnico, apesar da grande circulação de seu livro (aproximadamente 500 cópias da primeira e segunda edições, o que é uma quantidade grande para os padrões científicos da época). Entretanto, muitos astrônomos aceitaram partes de sua teoria, e seu modelo influenciou muitos cientistas renomados que viriam a fazer parte da história, como Galileu e Kepler, que conseguiram assimilar a teoria de Copérnico e melhorá-la. As observações de Galileu das fases de Vênus produziram a primeira evidência observacional da teoria de Copérnico. Além disso, as observações de Galileu das luas de Júpiter provaram que o sistema solar contém corpos que não orbitavam a Terra.

O sistema de Copérnico pode ser resumido em algumas proposições, assim como foi o próprio Copérnico a listá-las em uma síntese de sua obra mestra, que foi encontrada e publicada em 1878.

As principais partes da teoria de Copérnico são:

  • Os movimentos dos astros são uniformes, eternos, circulares ou uma composição de vários círculos (epiciclos).
  • O centro do universo é perto do Sol.
  • Perto do Sol, em ordem, estão Mercúrio, Vênus, Terra, Lua, Marte, Júpiter, Saturno, e as estrelas fixas.
  • A Terra tem três movimentos: rotação diária, volta anual, e inclinação anual de seu eixo.
  • O movimento retrógrado dos planetas é explicado pelo movimento da Terra.
  • A distância da Terra ao Sol é pequena se comparada à distância às estrelas.

Se essas proposições eram revolucionárias ou conservadoras era um tópico muito discutido durante o vigésimo século. Thomas Kuhn argumentou que Copérnico apenas transferiu algumas propriedades, antes atribuídas a Terra, para as funções astronômicas do Sol. Outros historiadores, por outro lado, argumentaram a Kuhn, que ele subestimou quão revolucionárias eram as teorias de Copérnico, e enfatizaram a dificuldade que Copérnico deveria ter em modificar a teoria astronômica da época, utilizando apenas uma geometria simples, sendo que ele não tinha nenhuma evidência experimental.

O modelo heliocêntrico

Ver artigo principal: Heliocentrismo

Os filósofos do século XV aceitavam o geocentrismo como fora estruturado por Aristóteles e Ptolomeu. Esse sistema cosmológico afirmava (corretamente) que a Terra era esférica, mas também afirmava (erradamente) que a Terra estaria parada no centro do Universo enquanto os corpos celestes orbitavam em círculos concêntricos ao seu redor. Essa visão geocêntrica tradicional foi abalada por Copérnico em 1537, quando este começou a divulgar um modelo cosmológico em que os corpos celestes giravam ao redor do Sol, e não da Terra. Essa era uma teoria de tal forma revolucionária que Copérnico escreveu no seu De revolutionibus orbium coelestium (do latim: "Das revolucões das esferas celestes"): "quando dediquei algum tempo à idéia, o meu receio de ser desprezado pela sua novidade e o aparente contra-senso quase me fez largar a obra feita".



Astrônomo Copérnico: Conversa com Deus, por Jan Matejko

Naquele tempo a Igreja Católica aceitava essencialmente o geocentrismo aristotélico, (embora a esfericidade da Terra estivesse em aparente contradição com interpretações literais de algumas passagens bíblicas). Ao contrário do que se poderia imaginar, durante a vida de Copérnico não se encontram críticas sistemáticas ao modelo heliocêntrico por parte do clero católico. De fato, membros importantes da cúpula da Igreja ficaram positivamente impressionados pela nova proposta e insistiram para que essas idéias fossem mais desenvolvidas. Contudo a defesa, quase um século depois, por Galileu Galilei, da teoria heliocêntrica vai deparar-se com grandes resistências no seio da mesma Igreja Católica.

Como Copérnico tinha por base apenas suas observações dos astros a olho nu e não tinha possibilidade de demonstração da sua hipótese, muitos homens de ciência acolheram com cepticismo as suas ideias. Apesar disso, o trabalho de Copérnico marcou o início de duas grandes mudanças de perspectiva. A primeira, diz respeito à escala de grandeza do Universo: avanços subseqüentes na astronomia demonstraram que o universo era muito mais vasto do que supunham quer a cosmologia aristotélica quer o próprio modelo copernicano; a segunda diz respeito à queda dos graves. A explicação aristotélica dizia que a Terra era o centro do universo e portanto, o lugar natural de todas as coisas. Na teoria heliocêntrica,contudo, a Terra perdia esse estatuto, o que exigiu uma revisão das leis que governavam a queda dos corpos, e mais tarde, conduziu Isaac Newton a formular a lei da gravitação universal.

Cronologia



Nicolaus Copernicus Tornaeus Borussus Mathematicus, por Theodor de Bry e Jean-Jacques Boissard, 1597




BRAHE

 [creditofoto]


Tycho Brahe nasceu em Knudstrup, Dinamarca, a 14 de dezembro de 1546, e faleceu em Praga, atual República Checa, a 24 de outubro de 1601. Desde jovem pretendia estudar astronomia, mas atendeu à ordem paterna e cursou, durante três anos, o curso de direito na Universidade de Copenhague. Depois, seguiu para Leipzig, Rostock e Augsburg, onde aperfeiçoou seus conhecimentos humanísticos.

A cultura astronômica de Brahe, formada na leitura assídua do Almagesto, de Ptolomeu, desenvolveu-se durante os anos de 1562 a 1565, graças exclusivamente aos seus próprios esforços. Embora utilizasse instrumentos rudimentares, demonstrou imperfeições no pensamento de Ptolomeu, passando a chamar a atenção dos astrônomos para a necessidade de instrumentos mais precisos e técnicas de observação mais acuradas.

Primeira descoberta


Depois da morte de seu pai, em 1570, Tycho Brahe retornou à Dinamarca. Graças ao consentimento da família, instala, então, um observatório astronômico no castelo de Herritzvad e, em 1572, na tarde do dia 11 de novembro, descobre, com precisão extraordinária para a época, a exata posição da "estrela nova", na constelação de Cassiopéia.

Em 1575 realiza viagem de estudos pela Europa, principalmente Alemanha e Itália. Volta à Dinamarca por insistência do rei Frederico 2º, que lhe concede, por doação, a ilha de Hven e uma pensão anual, a fim de que Brahe tivesse condições de construir e equipar um novo observatório astronômico.

Dois observatórios foram construídos na ilha. E ali, graças ao apoio permanente do rei, Brahe realizou um trabalho monumental, tornando-se o maior astrônomo de sua época.

O céu mutável


Em 1577, por ocasião da passagem de um grande cometa, Tycho demonstrou que este se movia entre as esferas dos planetas, e, portanto, que o céu não era imutável, e as "esferas cristalinas", concebidas na tradição greco-cristã, não eram entes físicos. Apesar da discordância dos astrônomos daquele período, as observações de Brahe foram confirmadas.

Tycho foi o primeiro astrônomo a calibrar e checar a precisão de seus instrumentos periodicamente, e a corrigir suas observações por refração atmosférica. Também foi o primeiro a instituir observações diárias, e não somente quando os astros estavam em configurações especiais, descobrindo assim anomalias nas órbitas até então desconhecidas.

Depois da morte de Frederico 2º, seu sucessor, Cristiano 4º, reduziu consideravelmente a pensão anual de Brahe. Este, desiludido, deixou a Dinamarca em 1597. Aceita, então, o convite do rei Rodolfo 2º e se instala no castelo de Benatki, em Praga.

No ano de 1598 publica Digressões sobre mecânica astronômica, obra na qual descreve os instrumentos que ele mesmo inventou e ajudou a construir. Em janeiro de 1600 recebe a visita de Johannes Kepler, que se tornará seu discípulo.

A obra-prima de Tycho Brahe foi editada, depois de sua morte, por Kepler, com o título de Novos conceitos astronômicos de Tycho Brahe. O livro reúne estudos de rara amplitude e extraordinário rigor.

Ainda que Tycho Brahe tenha procurado conciliar a velha doutrina geocêntrica de Ptolomeu com a teoria heliocêntrica de Copérnico - no sistema cosmológico de Brahe, todos os planetas, com exceção da Terra, giram em torno do Sol, e este, acompanhado pelos planetas, gira em torno da Terra -, sua produção científica inspirou o trabalho de importantes cientistas: Kepler, Galileu e Newton



KEPLER



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Johannes Kepler

Johannes Kepler (1610), autor desconhecido
Nascimento
Morte
Residência
Campo(s)
Instituições
Alma mater
Orientador(es)
Conhecido(a) por
Postura religiosa
Assinatura

Johannes Kepler (Weil der Stadt, 27 de dezembro de 1571Ratisbona, 15 de novembro de 1630) foi um astrônomo, matemático e astrólogo alemão e figura-chave da revolução científica do século XVII. É mais conhecido por formular as três leis fundamentais da mecânica celeste, conhecidas como Leis de Kepler, codificada por astrônomos posteriores com base em suas obras Astronomia Nova, Harmonices Mundi, e Epítome da Astronomia de Copérnico. Elas também forneceram uma das bases para a teoria da gravitação universal de Isaac Newton.

Durante sua carreira, Kepler foi um professor de matemática em uma escola seminarista em Graz, Áustria, um assistente do astrônomo Tycho Brahe, o matemático imperial do imperador Rodolfo II e de seus dois sucessores, Matias I e Fernando II, um professor de matemática em Linz, Áustria e um assessor do general Wallenstein. Também fez um trabalho fundamental no campo da óptica, inventou uma versão melhorada do telescópio refrator (o telescópio de Kepler) e ajudou a legitimar as descobertas telescópicas de seu contemporâneo Galileu Galilei.

Kepler viveu numa época em que não havia nenhuma distinção clara entre astronomia e astrologia, mas havia uma forte divisão entre a astronomia (um ramo da matemática dentro das artes liberais) e a física (um ramo da filosofia natural). Kepler também incorporou argumentos religiosos e o raciocínio em seu trabalho, motivado pela convicção religiosa de que Deus havia criado o mundo de acordo com um plano inteligível, que é acessível através da luz natural da razão.[1] Kepler descreveu sua nova astronomia como "física celeste",[2] como "uma excursão à metafísica de Aristóteles"[3] e como "um suplemento de Sobre o Céu de Aristóteles",[4] transformando a antiga tradição da cosmologia física ao tratar a astronomia como parte de uma física matemática universal.[5]