coleção de física

Coleção de Física

Fonte:Catálogo do Museu de Física do ISEL – Da Physica à Engenharia

Introdução

A coleção oitocentista de instrumentos científicos de física do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa(ISEL) teve como principal proveniência o Museu Industrial – depois Museu Tecnológico – do InstitutoIndustrial de Lisboa, fundado por decreto régio de 1852, de que o ISEL é sucessor.

Distingue-se pelo seu interesse histórico-científico, raridade e beleza e também como testemunho doensino das ciências em Portugal.

Na sequência de um protocolo assinado em 2008, parte da coleção encontra-se no Museu Nacional deHistória Natural e da Ciência (MUHNAC).

Fonte:

Catálogo do Museu de Física do ISEL – Da Physica à Engenharia.

Contatos:

Núcleo de Gestão do Acervo Museológico

Serviço de Documentação e Publicações

Tel.: (+351) 218 317 000

E-mail: [email protected]

http://sites.isel.ipl.pt/fisica/museu/

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mailto:[email protected]

Amperímetro

Fabricante: S. Grauer et Cie – Paris

50x100x135 mm // metal e vidro

O amperímetro é um aparelho destinado amedir a intensidade da corrente elétrica. O valorda intensidade da corrente é medidodiretamente numa escala graduada em ampere,que é a unidade do Sistema Internacional deUnidades. O seu princípio de funcionamento ésemelhante ao do galvanómetro.

Anel de’s Gravesande

Fabricante: Les Fils d’Émile Deyrolle, Paris, nº4343 do respetivo catálogo

292x93x160 mm // cobre, latão, madeira emetal

Denomina-se anel de’s Gravesande, fig.538, umanel pequeno, metálico m , pelo qual passalivremente, à temperatura ambiente, umaesfera pequena de cobre a, que tem o mesmodiâmetro.

Quando se aquece apenas a esfera, porintermédio da chama duma lamparina deálcool, esta deixa de passar através do anel quepermaneceu frio, o que prova o aumento do seuvolume.

Anel de’s Gravesande (Cont.)

Mas se se aquece ao mesmo tempo, eigualmente, a esfera e o anel, a passagem daesfera através do anel volta a fazer-selivremente: isto prova que um sólido de formaesférica e um anel de igual diâmetro da mesmasubstância sofrem a mesma variação dediâmetro quando submetidos à mesma variaçãode temperatura.

(baseado em A. Ganot, G. Maneuvrier, TraitéÉlémentaire de Physique, 21ère édiiton, LibrairieHachette et Cie., Paris, 1894).

Aparelho de’s Gravesande


760x645x195 mm // madeira, metal, fio

O aparelho de’s Gravesande, fig.40, serve paraobservar as condições de equilíbrio de forçasparalelas atuando num sistema rígido. Éconstituído por uma barra graduada a cujasextremidades A e B se prendem dois fios que,depois de passarem pelas golas de roldanasfixas, suportam dois pesos iguais que equilibramo peso da barra.

Aparelho de’s Gravesande (Cont.)Se, em seguida, às extremidades A e B da barrase aplicarem os pesos de intensidades P e P’,para restabelecer o equilíbrio é precisosuspender um peso de intensidade R = P + P’num ponto C da barra de tal modo que asintensidades dos pesos P e P’ sejaminversamente proporcionais às distâncias AC eCB das respetivas extremidades ao ponto dabarra onde se suspende R:

𝑃

𝑃′=𝐶𝐵

𝐴𝐶

(baseado em F. J. Gomes, A. R. Machado,Elementos de Física Descritiva, 6ª edição,Editora Livraria Cruz, Braga 1918).

Aparelho para demonstração dos efeitos da força centrífuga

Fabricante: Les Fils d’Émile Deyrolle, Paris.

170x790x295 mm // Madeira e metal

O aparelho para demonstração dos efeitos daforça centrífuga, fig.1, serve para observar osefeitos do movimento de rotação em várioscorpos e é constituído por uma base retangularde madeira onde se insere uma roda dentadamunida de uma manivela. Uma corrente detransmissão liga a referida toda dentada a outramais pequena. No eixo desta última podemaplicar-se vários acessórios, que a seguir sedescrevem, e que são guardados numa outraplaca de madeira.

Aparelho para demonstração dos efeitos da força centrífuga (Cont.)

Os efeitos observados nos sistemas em rotaçãoexplicam-se recorrendo a forças de inércia que,neste caso, são forças centrífugas. Numreferencial animado de movimento de rotaçãocom a velocidade angular w, os corpos demassas m e à distância r do eixo de rotaçãoestão sujeitos a uma força centrífuga deintensidade F = m w2 r


Os vários acessórios existentes são os seguintes:

1- Regulador de Watt – constituído por duasesferas metálicas ligadas a dois braçosarticulados, que estão fixos superiormente,fig.2. A meio de cada um destes braços articula-se uma haste que termina numa corrediça quese pode deslocar ao longo do eixo vertical.Quando o sistema roda em torno do eixo EE’, acorrediça sobe ao longo do eixo elevando asesferas até à posição em que a intensidade daforça centrífuga iguala a componente horizontaldas forças de ligação, e a componente verticaldas referidas forças equilibra o peso das esferas.

Este dispositivo permitia regularautomaticamente a abertura de válvulas e assimcontrolar o fluxo de vapor em função davelocidade de rotação da máquina.


2 – Dispositivo constituído por dois cilindros delatão ligados entre si por um fio inextensível, quepassa por duas roldanas, de tal madeira que umpode deslizar ao longo de um varão vertical eoutro ao longo de um varão horizontal, fig.3. Naausência de rotação um dos cilindros (o que sepode deslocar segundo a vertical) repousa sobre abase. Quando o conjunto é sujeito a uma rotaçãoem torno do eixo vertical, os dois cilindrosmovem-se até nova posição de equilíbrio, que seatinge quando forem iguais o peso do cilindro quese move na vertical e a intensidade da forçacentrífuga a que está sujeito o outro cilindro.


3 – Acessório composto por duas esferas demassas diferentes, ligadas entre si por umacorrente, que podem mover-se livremente aolongo de uma haste metálica horizontal, fig.4.Escolhendo adequadamente a posição inicial, épossível encontrar uma posição de equilíbrio(em que cada uma das esferas se posiciona decada um dos lados do eixo de rotação) que éindependente da velocidade de rotação. Nestascondições, a corrente fica esticada e são iguaisas intensidades das forças centrífugas queatuam em cada uma das esferas. A razão entreas distâncias de cada uma das esferas ao eixo derotação é, nessa altura, igual ao inverso doquociente entre as massas respetivas.


4 – Dispositivo constituído por dois tubosoblíquos iguais, em que pode ser introduzidolíquido e uma esfera que se ajusta ao tubo e quese pode mover ao longo do mesmo, fig.5. Umadestas esferas é de madeira enquanto a outra éde metal. Quando o sistema entrar em rotação,o líquido nos dois tubos e a esfera de metalsobem até ao topo. Todavia, por ser menosdensa do que o líquido, a esfera de madeirapassará a ocupar uma posição inferior, por baixodo líquido, ao contrário do que se observaquando o sistema está em repouso. Ofenómeno observado é o fundamento dasmáquinas centrifugadoras.


5 – Meridianos elásticos – são constituídos porduas lâminas curvas de aço, muito flexíveis,assumindo a forma esférica, fig.6. Sãoatravessadas, segundo o diâmetro comum, poruma haste metálica, ficando livressuperiormente e fixas inferiormente.Imprimindo um movimento de rotação rápido àhaste as lâminas deformam-se e observa-se oachatamento da forma esférica anterior. Aexplicação para o efeito observado baseia-se naforça centrífuga, que obriga cada ponto do aro aafastar-se do centro de curvatura, provocando asua deformação elástica.


6 – Acessório constituído por um anel que estáfixo ao eixo de rotação do qual pende outro anelde menor diâmetro, pendurado num aramesobre a linha do eixo vertical, fig.7. Quando osistema é posto a rodar com determinadavelocidade angular, o anel roda também com amesma velocidade angular. Quando estavelocidade for relativamente elevada, verificar-se-á que o anel menor se começa a inclinar atéassumir uma posição horizontal.


7 – Disco de Newton – Este aparelho permitefazer a síntese da luz branca, provando que asensação do branco é devida à sobreposição dassensações luminosas causadas por outras cores.É constituído por um disco circular dividido em28 sectores agrupados sete a sete. Em cadagrupo os sectores são pintados sucessivamentecom as cores vermelho, alaranjado, amarelo,verde, azul, anil e violeta, e cada um temextensão proporcional à que a respetiva cor temno espectro solar. Imprimindo ao disco ummovimento de rotação rápido, temos durante omovimento a ilusão de o disco ser brancoacinzentado, em virtude da persistência dasimpressões na retina.


8 – Tubo de Tyndall – Um tubo que contém éteré fechado por uma rolha de cortiça e apertadoentre duas placas de madeira articuladas empinça, fig.8. Se imprimirmos ao tubo ummovimento de rotação rápido o éter entra emebulição e a rolha salta. Esta experiência provaque a fricção entre o tubo e a pinça de madeiradesenvolve calor, e que foi possível converterenergia mecânica noutra forma de energia:energia calorífica ou térmica.


9 – Pêndulo de Foucault – Dispositivoconstituído por um quadro retangular com umpêndulo suspenso, fig.9. O ponto de suspensãodo pêndulo coincide com o eixo de rotação doquadro. Pondo o pêndulo a oscilar e dando ummovimento de rotação lento ao quadroobserva-se que o plano de oscilação do pêndulonão se altera.


10 – Acessório constituído por um vaso de vidroque possui uma haste metálica permitindo a suainserção no aparelho de rotação, fig.10. Servepara observar o efeito da força centrífuga sobrea superfície livre da água no vaso, quando se lheimprime um movimento de rotação.

(Os textos apresentados basearam-se em OEngenho e a Arte – Colecção de Instrumentos doReal Gabinete de Física, Fundação CalousteGulbenkian, Lisboa 1997 e em F. J. SousaGomes, A. R. Machado, Elementos de FísicaDescritiva, 6ª edição, Editora Livraria Cruz, Braga1918).

Aparelho de Despretz


390x548x198 mm // madeira, metal, vidro emercúrio

O aparelho de Despretz serve para estudar acondutibilidade térmica do material de que éconstituído uma barra.

Consideremos, por exemplo, uma barra de metalaquecida apenas numa das suas extremidades; éevidente que a temperatura não será nuncauniforme ao longo de todo o comprimento dabarra porque a radiação emitida pela superfícieda barra enfraquece o fluxo de calor que sepropaga de um troço da barra ao seguinte eacabará mesmo por torna-lo impercetível se abarra for suficientemente comprida.

Aparelho de Despretz (Cont.)

Se forem mantidas constantes, tanto a temperaturado ar exterior como a da extremidade aquecida,acabar-se-á por se estabelecer um regimepermanente no qual cada troço da barra conservaráindefinidamente a mesma temperatura, tanto maisbaixa, aliás, quanto mais afastado da fonte de calor.

Se a barra for comprida, homogénea e cilíndrica, ese a sua superfície tiver sempre o mesmo poderemissivo, o cálculo permite estabelecer que, emregime permanente, os excessos das temperaturasda barra relativamente à temperatura ambientedecrescem em progressão geométrica quando asdistâncias dos troços à extremidade aquecidacrescem em progressão aritmética.

Aparelho de Despretz (Cont.)

A figura 276 representa o dispositivo que ajudouDespretz a verificar esta lei. Uma fonte de caloraquece uma das extremidades de uma barraprismática cuja temperatura é, assim, mantidaconstante. Observam-se as temperaturas dasdiversas regiões da barra utilizando termómetroscujos bolbos mergulham em pequenas cavidadesescavadas a distâncias regulares e cheias demercúrio.

(traduzido de M. Chassagny, Cours Élémentaire dePhysique, Librairie Hachette et Cie., 6ème édition,Paris, 1912)

Aparelho de Haldat

Fabricante: Les Fils d’Émile Deyrolle, Paris, nº 3833do respetivo catálogo

650x550x220 mm // madeira, metal e vidro

O aparelho de Haldat, fig.96, serve para estudar asforças de pressão exercidas pelos líquidos sobre osfundos planos e horizontais dos recipientes ondeestão contidos.

‘’Pressão sobre o fundo dos vasos. – A pressão queum líquido exerce sobre o fundo de um vaso éindependente da sua forma: é egual ao peso de umacolumna líquida de base egual à do fundo. É estapropriedade uma consequencia do principio deegualdade de pressão.

Aparelho de Haldat (Cont.)

Apparelho de Haldat. – Serve este aparelho, fig.96,para mostrar esta propriedade. Consta de um tubode vidro recurvado, contendo mercúrio nos doisramos: A um d’eles A podem adaptar-sesuccessivamente vasos de diferentes fórmas, mascujo fundo, que é ôco, é o mesmo para todos; aooutro ramo B adapta-se um tubo estreito t.

Deitando água em vasos de bocca larga M, ou debocca estreita N, ou rectos O, sempre à mesmaaltura ab, vê-se o mercúrio subir no tubo t sempre àmesma altura; o que prova que a pressão exercidapela água sobre o mercúrio que fórma o fundo dosvasos é a mesma, qualquer que seja a fórma dosvasos, uma vez que tenham a mesma base e que onível do líquido seja o mesmo.


Vê-se pois que nos vasos de bocca larga, a pressãosobre o fundo é menor do que o peso do líquidon’elles contido; nos vasos de bocca estreita a pressãoé maior do que o peso do líquido que eles conteem;nos vasos rectos a pressão é egual ao peso de todo olíquido.

É a curiosa particularidade dos vasos de boccaestreita soffrerem maior pressão no fundo do que opeso do líquido que elles conteem, que se denominaparadoxo hidrostático’’.

(transcrito de F. Fonseca Benevides, Noções dePhysica Moderna, 3ª edição, Tipographia daAcademia Real das Sciencias, Lisboa 1880).


NOTA: Nesta descrição Fonseca Benevides nãodistingue entre pressão (força exercida sobre aunidade de área do fundo do vaso) e força depressão (força exercida sobre toda a superfície dofundo).

Assim, utiliza neste texto, indevidamente, o termopressão onde deveria ter usado a expressão força depressão.

Aparelho de Hope


288x135x135 mm // latão e vidro

O aparelho de Hope é utilizado para observar ocomportamento anómalo da água com respeito àsua dilatação. Com efeito, quando baixa a suatemperatura, o volume de uma dada massa de águadiminui até à temperatura de 4ºC; abaixo dos 4ºC ovolume aumenta à medida que desce a temperaturaaté ao ponto de congelação, 0 ºC. Por isso a águatem a sua densidade máxima à temperatura de 4ºC.

É constituído por uma proveta que apresenta doisorifícios laterais, um na parte superior e outro naparte inferior, onde se introduzem doistermómetros (fig.565). Uma manga cheia de gelo,ou de uma mistura frigorífica, envolve a parte médiada proveta.

Aparelho de Hope (Cont.)

Se a proveta tiver sido previamente cheia de água àtemperatura ambiente (entre 10ºC e 12ºC), observa-seque o termómetro superior permanece quaseestacionário enquanto que o termómetro inferiorbaixa rapidamente até 4ºC. Depois, observa-se que semantém estacionário o termómetro inferior enquantoque o superior baixa, não apenas até 4ºC, mas até 0ºC.Conclui-se assim que à medida que a água arrefece atéaos 4ºC vai aumentando a sua densidade e desce paraa parte inferior da proveta, mas se arrefecer aindamais dilata-se e sobe agora para a parte superior damesma proveta. Por conseguinte, à temperatura de4ºC a água atinge a sua densidade máxima.

(baseado em A. Ganot, G. Maneuvrier, TraitéÉlémentaire de Physique, 21ére édition, LibrairieHachette et Cie., Paris, 1894).

Aparelho de Ingenhousz


88x210x330 mm // prata, cobre, latão, ferro,zinco, madeira e vidro

O aparelho de Ingenhousz serve para comparara condutibilidade térmica de diferentessubstâncias na fase sólida. A condutibilidadetérmica de corpos sólidos é variável com o tipode material de que são formados e pode sercomparada muito facilmente com o auxílio doaparelho utilizado por Ingenhousz, que éconstituído por uma pequena caixa retangular delatão (fig.274), onde são inseridas numa das suasparedes varetas de diversas substâncias: prata,cobre, latão, ferro, zinco, madeira e vidro.

Aparelho de Ingenhousz (Cont.)

Estas varetas, que têm o mesmo comprimento eo mesmo diâmetro, penetram alguns milímetrosno interior da caixa e recobrem-se previamentecom uma camada de cera amarela,mergulhando-as alguns instantes num banho decera fundida e deixando-as de seguida arrefecerdepois de retiradas.

Enchendo a caixa de água a ferver, vê-se a cerafundir-se sobre as varetas até uma distânciamaior ou menos conforme maior ou menoscondutibilidade da substância.

Observa-se que a prata é o melhor condutor,seguindo-se o sobre, o latão, o zinco, o ferro, ovidro e a madeira, sendo a condutibilidadetérmica destas duas últimas substânciasincomparavelmente menor que a dos metais.

Aparelho de Ingenhousz (Cont.)

(baseado em M. Chassagny, Cours Élémentaire dePhysique, Librairie Hachette et Cie., 6ème édition,Paris, 1912).

NOTA: Neste aparelho já não existe a vareta demadeira e a de vidro está danificada.

Aparelho de Pascal

Fabricante: Desconhecido


O aparelho de Pascal destina-se a verificar que aforça exercida por um líquido em repouso sobrea superfície horizontal do fundo do vaso que ocontém é independente da forma do vaso e, parauma dada área do fundo, depende apenas daaltura a que se encontra a superfície livre dolíquido (consequência do princípio fundamentalda hidrostática). Neste aparelho podemenroscar-se vasos de formas diferentes numamesma peça fixa de latão (fig.100). O fundohorizontal destes vasos, de área constante, éconstituído por um obturador que se mantémaplicado ao bordo inferior da rosca prendendo-aao prato de uma balança, que se equilibra comtara no outro prato.

Aparelho de Pascal (Cont.)

A seguir deita-se água no recipiente até oobturador de desprender. Verifica-se, com aajuda de um indicador, que a altura da águanecessária para o obturador se desprender éindependente da forma do vaso, isto é, qualquerque seja a forma do vaso enroscado o obturadordesprende-se desde que a água atinja nele umdeterminado nível, sempre o mesmo, qualquerque seja a forma do vaso.

(baseado em M. Chassagny, Cours Élémentaire dePhysique, Librairie Hachette et Cie., 6ème édition,Paris, 1912).

Aparelho de Pascal – Prensa hidráulica


284x402x200 mm // madeira e metal

O aparelho de Pascal, fig.111, em que se baseiao funcionamento da prensas hidráulicas, é umaaplicação do princípio de Pascal. Foi imaginadopor Pascal, mas não foi construído senão em1796 pelo engenheiro Inglês Bramah.

Princípio – Imaginemos um líquido, contido numvaso formado por dois corpos de bomba C, C’(fig.124) de seções diferentes, S, S’, fechados porêmbolos P, P’ e unidos por um tubo AB. Se seexercer uma força F sobre P, carregando-o, porexemplo, com um peso, o êmbolo P’ tende aelevar-se, e para o manter em equilíbrio, épreciso aplicar-lhe uma forca F’ que está para Fassim como S’ está para S:

Aparelho de Pascal – Prensa hidráulica (Cont.)

𝐹′

𝐹=𝑆′

𝑆

Então, se S’ for 10, 100, 1000, vezes superior a S,F’ será 10, 100, 1000 maior que F.

(traduzido de A. Ganot, G. Maneuvrier, TraitéÉlémentaire de Physique, 26ème édition, LibrairieHachette et Cie, Paris 1918).

Aparelho de Silbermann


435x440x240 mm // espelhos, vidro, metal

O aparelho de Silbermann é constituído por umcírculo graduado em latão, dispostoverticalmente sobre um tripé com parafusosniveladores e munido de duas alidades MF e OK,igualmente em latão. Estas podem mover-sesobre a face posterior do círculo, rodando à voltade um eixo central e podem percorrer livrementetoda a graduação que está traçada de um lado edoutro do ponto I que vai e 0º a 90º; estasalidades possuem dois tubos semelhantes aotubo c, cujos eixos, dirigidos rigorosamente parao centro, servem de percurso aos raiosluminosos, incidentes e refratados.

Aparelho de Silbermann (Cont.)

Sobre uma das alidades, um espelho M, que sepode inclinar à vontade, permite enviar o raioincidente na direção pretendida, e sobre a outraalidade um pequeno écran de vidro não polido epermite receber o raio refratado. Para verificaras leis da refração, começa-se por fixar no pé doaparelho uma régua graduada horizontal AB, quese pode baixar ou levantar à vontade e que dácomprimentos proporcionais aos senos dosângulos de incidência e de refração. Depoiscoloca-se no centro do círculo um vaso de vidrohemicilíndrico R, que se enche de água (ou deoutro líquido qualquer) até que a sua superfícielivre coincida com o plano horizontal que contémo centro do círculo. Faz-se então incidir um raioluminoso SMO justamente no centro do círculograduado.


Aí o raio refrata-se ao entrar na água; depois saisem se desviar novamente, perpendicularmenteà parede cilíndrica do vaso. Segue-se o percursodeste raio rodando a alidade K até que apareçauma imagem luminosa no centro do écran e. Oângulo KOE, que faz a alidade K com a normal IEno ponto de incidência, é o ângulo de refração: oângulo de incidência é o ângulo MOI, igual a FOE,verticalmente oposto.

A primeira lei da refração (o raio incidente, anormal no ponto de incidência e o raio refratadoestão no mesmo plano) é verificada pela própriadisposição do aparelho. Com efeito, o plano dolimbo que contém os dois raios luminosos éperpendicular à superfície refringente.


Entretanto, se se imaginar que, tendo o ponto Ocomo centro, se descreve o arco de círculo CDcom o raio OK, o seno do ângulo de incidência éproporcional ao segmento de reta FH, tiradaperpendicularmente ao prolongamento de IE, e oseno do angulo de refração proporcional aosegmento da perpendicular baixada da mesmareta IE.

Determinam-se estas duas grandezassucessivamente com a ajuda da régua AB. A suarazão é igual à razão

𝑠𝑒𝑛 𝑖

𝑠𝑒𝑛 𝑟


Deslocando a alidade M faz-se variar o ângulo deincidência, e constata-se que a razão dos senoscorrespondentes permanece constante.

O mesmo aparelho pode servir para verificardiretamente as leis da reflexão. Basta substituir oreservatório de água por um espelho plano, cujasuperfície se dispõe horizontalmente, no planohorizontal do centro. Suprime-se então a réguagraduada AB, que se torna inútil.

(traduzido de A. Ganot, G. Maneuvrier, TraitéÉlémentaire de Physique, 21ère édition, LibrairieHachette et Cie, Paris, 1894).

Aparelho de Sire



O aparelho de Sire serve para demonstrar que apressão exercida por um líquido em equilíbrio é amesma em todos os pontos dum mesmo planohorizontal. Também se observa que um líquido emrepouso, contido em vasos de formas diferentescomunicando entre si, sobe ao mesmo nível emtodos os vasos – Princípio dos vasos comunicantes.

Enchendo de água até à mesma altura h, os trêsvasos A, B e C de formas diferentes (fig.100)observa-se que a pressão é uniforme em todos ospontos do plano horizontal mn, pois o mercúrio,que preenche os fundos destes vasos e que sãotodos iguais, sobe até ao mesmo nível nos três.

Aparelho de Sire (Cont.)

Conclui-se assim, que a pressão exercida peloslíquidos sobre o fundo dos vasos que os contémdepende apenas da altura do líquido e não daforma do vaso.

Se se estabelecer a comunicação entre os trêsvasos, abrindo as torneiras dos tubos que osligam, que se encontram nos anéis metálicosonde enroscam os vasos, igualmente se observaque o líquido sobe nos três vasos A, B e C até àmesma altura, verificando-se o princípio dosvasos comunicantes.

(baseado em Cours de Physique, 1ére , 2ème et 3ème

Années, par Une Réunion de Professeurs,Librairie Genérale, Paris).

Aparelho para dança de bolas de sabugueiro

Fabricante: Max Kohl A. G., Appareils dePhysique, nº 100, Tome III, Chemnitz, Allemagne,nº 92524 do respetivo catálogo

185x107x107 mm // metal, vidro, madeira

O aparelho para dança de bolas de sabugueirodestina-se a demonstrar fenómenos de atracão erepulsão electroestática.

Aparelhos para determinação dos pontos fixos da escala Celsius

Fabricante: Les Fils d’Émile Deyrolle, Paris, nº4365 e nº 4366 do respetivo catálogo

222x107x107 mm, 425x155x155 mm // latão

Os aparelhos para determinação dos pontosfixos da escala Celsius são utilizados paracalibrar um termómetro de mercúrio, o que seconsegue marcando sobre a sua haste doispontos fixos correspondentes a duastemperaturas fáceis de reproduzir e sempre asmesmas.

No caso da escala Celsius estes pontos fixos são atemperatura do gelo fundente e a temperaturada água pura em ebulição sob pressão normal, aque se atribuem, respetivamente, os valores 0º e100º desta escala.

Aparelhos para determinação dos pontos fixos da escala Celsius (Cont.)

Determinação do ponto 0 – Basta mergulhar oreservatório do termómetro em gelo moído,num vaso cujo fundo tem um buraco para deixarescorrer a água proveniente da fusão do gelo(figura 512). O aparelho que existe para este fimé em latão e análogo ao representado na figura.Serve igualmente para aferir a localização dozero nas escalas destes termómetros.

Determinação do ponto 100 – O segundo pontofixo determina-se com o aparelho de Regnault,representado na figura 514. Este aparelho é emlatão e constituído por um tubo central A, abertonas duas extremidades, que está solidário comum vaso cilíndrico M que contém água; umaespécie de manga B, concêntrica com o tubo A eenvolvendo-o completamente, está presa aomesmo vaso M.

Aparelhos para determinação dos pontos fixos da escala Celsius (Cont.)

Este segundo vaso envolvente, fechado nas duasextremidades, está munido com três tubuladuras a, Ee D: em a passa, através duma rolha, a haste t dotermómetro para o qual se pretende determinar oponto 100; em E adapta-se um manómetro de ar livre,destinado a comparar a pressão exterior com apressão interior do vapor; por fim a terceiratubuladura D permite a saída do vapor para aatmosfera depois de ter circulado à volta dotermómetro. O segundo vaso envolvente impede oarrefecimento do tubo central, evitando o contatocom o ar. Marca-se no ponto a da haste t, onde o níveldo mercúrio estaciona, um traço que é o ponto 100procurado.

(baseado em A. Ganot, G. Maneuvrier, TraitéÉlémentaire de Physique, 21ére édition, LibrairieHachette et Cie., Paris, 1894).

Aparelhos para estudo das vibrações acústicas



O aparelho para estudo das vibrações acústicasé constituído por dois tubos de vidro, curvos nasextremidades inferiores, que se unem através deum tubo de borracha. Este tubo podia serpercutido por intermédio duma peça metálicamunida de um manípulo. Os tubos de vidro sãosuportados por duas hastes metálicas verticaisfixas a uma plataforma de madeira onde tambémrepousa o tubo de borracha que estabelece aligação entre os tubos de vidro e se articula apeça que serve para percutir o tubo de borracha.

Aparelhos para estudo das vibrações acústicas (Cont.)

O catálogo Deyrolle, onde vem mencionado oaparelho, informa que servia para compreenderas vibrações acústicas comparando-as àsoscilações hidrostáticas. Presume-se quefuncionaria enchendo-se os tubos de vidro comágua e observando as vibrações longitudinaisproduzidas nas duas colunas de água quando sepercutia o tubo de borracha, que são análogas àsvibrações longitudinais do ar quando nele sepropaga uma onda sonora.

Aparelho para estudo dos choques elásticos


440x340x270 mm // marfim, madeira, metal, fio

O aparelho para estudo dos choques elásticos éconstituído por sete esferas de marfimsuspensas, por intermédio de fios do mesmocomprimento, de duas das faces laterais de umapeça retangular de madeira. Esta peça demadeira está fixa à parte superior de uma colunade metal que termina num tripé.

Aparelho para estudo dos choques elásticos (Cont.)

‘’Transmissão do choque através dos corposelásticos. – Quando se transmitte um choqueatravés de uma serie de corpos elásticos emcontacto, a reacção dos corpos intermédios emsentido opposto faz voltar os que se acham emcontacto à fórma e posição primitivas; assim,tendo uma série de bolas de marfim enfiadas esuspensas, estando todas na mesma direcção,desviando a bola a, fig. 92, que se acha em umaextremidade e deixando-a cair, o seu choquetransmitte-se através de todas e só faz desviar aúltima b’’.

(Transcrito de F. Fonseca Benevides, Noções dePhysica Moderna, 3ª edição, Tipographia daAcademia Real das Sciencias, Lisboa 1880)

Aparelho para estudo dos choques elásticos (Cont.)

NOTA: Fonseca Benevides explicava o que seobserva pelo ‘’Princípio da igualdade de ação ereação’’: Cada esfera intermédia ao chocar com aque se lhe segue exerce sobre esta uma força(ação) e recebe da parte desta uma reação iguale oposta que, por sua vez, vai anular o efeito daforça que a esfera que a antecedia tinha exercidosobre ela ao chocar, permanecendo, por isso, emrepouso. Constata-se, pois, que as únicas esferasque se movem são a primeira a e a última b eque, também, a velocidade com que a esfera aatinge a segunda esfera é igual à velocidade comque parte a última esfera b – conservação domomento linear durante os choques.

É de referir, ainda, que o mesmo autor utiliza ostermos corpos elásticos com um significadodiferente do atual, para designar corpos quesofrem choques elásticos.

Aparelhos para visualização das linhas de força do campo magnético

Fabricante: Laboratório de Física do IIL

250x250x175 mm // metal, acrílico e madeira

Aparelhos que permitem visualizar as linhas deforça do campo magnético criado por correntesde diferentes geometrias.

Os três aparelhos existentes no Museu da Física,construídos no Laboratório de Física do institutoIndustrial de Lisboa, são constituídos por umaplaca acrílica transparente, sustentada porquatro suportes cilíndricos metálicos, montadossobre uma base de madeira. As placas sãoatravessadas, respetivamente, pelas espiras deum solenoide de eixo horizontal, por uma espiracircular de eixo horizontal e por um condutorretilíneo vertical.

Aparelhos para visualização das linhas de força do campo magnético (Cont.)

Quando estes condutores são percorridos porcorrente elétrica, o campo magnético geradopode ser visualizado polvilhando-se a placaacrílica com limalha de ferro, que se irá disporsegundo as linhas de força do campo magnético.

Balança comum - de braços iguais

Fabricante: Balanças e Moinhos – A. C. Marques– Lisboa

437x460x127 mm // latão e metal

A parte fundamental da balança comum é umtravessão de braços iguais em peso e emcomprimento, móvel em volta dum eixohorizontal chamado fulcro, constituído pelaaresta dum prisma (cutelo C), que se apoia em E(fig.99) sobre um plano horizontal suportadopela coluna do aparelho. O travessão tem nassuas extremidades dois cutelos invertidos, nosquais se suspendem os pratos, em latão,também iguais em peso.

Balança comum - de braços iguais (Cont.)

Um destes pratos suporta a massa que se queravaliar; no outro vão-se colocandosucessivamente massas aferidas até que otravessão volte à horizontalidade, posição deequilíbrio, que se realiza quando a extremidadedo fiel está coincidente com a duma peçatrabalhada que termina em ponta. A coluna quesuporta o travessão termina numa base circularcom um parafuso nivelador.

(baseado em F. J. Gomes, A. R. Machado,Elementos de Física Descritiva, 6ª edição, EditoraLivraria Cruz, Braga 1918)

Balança de cereais


436x461x155 mm // latão

A balança de cereais é um aparelho, em latão,constituído por uma alavanca interfixa de braçosdesiguais, numa extremidade da qual sesuspende um recipiente onde se coloca o corpo apesar, terminando a extremidade oposta numamassa que equilibra a balança quandodescarregada. Solidário com esta alavanca existeum outro ramo, que se posiciona verticalmentequando a balança está descarregada e emequilíbrio. Este tamo, que se move em frenteduma escala circular, termina numa massa eapresenta junto da sua extremidade uma janela,contendo um indicador.

Balança de cereais (Cont.)

Quando se carrega a balança, para que seja nuloo momento resultante de todas as forçasaplicadas em relação ao eixo de rotação,condição de equilíbrio, vão variar as posições daalavanca e do ramo com ela solidário. A posiçãodo indicador sobre a escala circular, quando serestabelece o equilíbrio, permite determinar opeso desconhecido.

Na coluna suporte da alavanca pode girar umoutro dispositivo, em forma de cone truncado,com o fundo móvel. Presume-se que serviriapara introduzir a quantidade de cereal que setinha pesado no local onde ficaria guardado.

Balança de Mohr - Westphal

Fabricante: Desconhecido, análogo ao nº 1660do catálogo Dr. Stöhrer u. Sohn

Physikalische und Chemische Lehrmittel, AusgabeIX, Leipzig


A balança de Mohr – Westphal serve paradeterminar densidades de substâncias líquidas.O emprego desta balança fundamenta-se noprincípio de Arquimedes.

Nesta balança não há pratos, e o travessão tembraços desiguais (figura 24). O braço maior A,está dividido em dez partes iguais, a partir dofulcro, e tem na extremidade um gancho quecorresponde à divisão 10; este gancho destina-sea suspender um imersor de vidro que estámunido de um termómetro.

Balança de Mohr – Westphal (Cont.)

O braço menor B, tem uma massa de metal M, cujopeso equilibra, no ar, o peso do imersor. Este braçotermina por uma ponta, a, que oscila em frente deuma outra ponta fixa, a’.

Nesta balança as massas marcadas estãosubstituídas por cavaleiros. A balança possui umsistema de quatro cavaleiros diferentes, C1, C2. C3 eC4, de pesos decrescentes, sendo o peso de cadaum dez vezes menos do que o imediatamentesuperior. Por construção, o cavaleiro maior C1, temum peso tal que, colocado na divisão 10, equilibra aimpulsão exercida pela água destilada a 4ºC, sobreo imersor. Se se considerar esta impulsão igual àunidade, pode-se atribuir o valor 1 ao cavaleiro C1quando colocado naquela posição. A este mesmocavaleiro quando colocado nas outras divisões,correspondem décimas de unidades, isto é, porexemplo, C1 colocado na divisão 9 representa 0,9.


Quando se mergulha o imersor no líquido cujadensidade se quer determinar, procura-seequilibrar a impulsão exercida pelo líquido comcavaleiros, convenientemente colocados nasdivisões marcadas.

Os pesos dos outros cavaleiros C2, C3 e C4, são,respetivamente, 1/10, 1/100 e 1/1000 do pesodo cavaleiro C1. Por isso, os seus valores, quandocolocados nas divisões 9,8 …, serão,respetivamente, 1/10, 1/100 e 1/1000 dosvalores atribuídos ao cavaleiro C1 nas mesmasdivisões.


Conseguido o equilíbrio, a simples leitura dosvalores e das posições ocupadas pelos cavaleiros,dá um valor aproximado da densidade do líquidoem relação à água, que precisa de ser corrigidotendo em consideração a variação da densidadedos líquidos com a temperatura.

(baseado em A. Guerreiro e R. Seixas, TrabalhosPráticos de Física, Porto Editora).

Balança de Precisão



‘’A balança de precisão conta essencialmente deum travessão, que pode oscilar em tôrno de umcutelo horizontal (cutelo de oscilação), e que temem cada extremidade um cutelo destinado àsuspensão de cada um dos pratos (cutelo desuspensão).

O cutelo de oscilação descansa numa almofadafixa à coluna. A balança assenta sobre uma basede mármore ou vidro, com parafusos denivelamento. Uma caixa com portas de vidroprotege a balança (figura anexa). Na faceanterior ou numa das faces laterais da caixa dabalança há uma alavanca ou botão cujamanobra permite libertar e imobilizar otravessão.

Balança de Precisão (Cont.)

As oscilações do travessão são observadas pormeio de um fiel. Nos modelos mais simples aponta do fiel desloca-se sobre uma escala fixa àcoluna. Outras vezes, o próprio fiel sustenta umaescala cuja leitura se faz por meio de um visorfixo à face anterior da caixa.

As caixas dos pesos de precisão têm todas umapinça para segurar os pesos, e um ou maiscavaleiros, de peso conhecido, cujo empregodispensa o dos pesos muito pequenos(miligramas ou fracções)’’.

(transcrito de A. Ferreira, Trabalhos Práticos deFísica, Livraria Sá da Costa, Lisboa 1936)

Balança de torção de Coulomb


620x325x325 mm // metal, vidro e madeira

A balança de torção de Coulomb é um aparelhoconcebido pelo físico francês Charles Coulomb(1736-1806), para medir pequenas cargaselétricas e estimar as forças eletrostáticasatrativas ou repulsivas que se estabelecem entrecorpos carregados. As experiências levadas acabo por Coulomb culminariam na enunciaçãoda conhecida lei com o seu nome.

O exemplar existente no Museu de Física éconstituído por uma caixa cilíndrica de vidromontada sobre uma base de madeira e assenteem três pés ajustáveis em altura.

Balança de torção de Coulomb (Cont.)

A meia altura desta caixa existe uma escalagraduada, que abrange todo o seu perímetro. Acaixa está coberta por uma tampa de vidro, docentro da qual sobe um tubo cilíndrico de vidro,tendo no topo uma cabeça metálica rotatória.Desta cabeça está suspensa, por meio de um fiofino, uma agulha de material isolante, mantidana posição horizontal a meia altura da caixa.Esta agulha devia ter uma pequena esferacondutora (de medula de sabugueiro) numa dasextremidades e um disco metálico vertical (delatão) na outra, ambos em falta neste exemplar.

Uma esfera metálica, na extremidade de umavareta de vidro, pode ser introduzida no interiorda balança, ficando suspensa da tampa navizinhança da agulha isolante.


Uma descrição pormenorizada dofuncionamento da balança de torção deCoulomb, pode ser encontrada no catálogo doReal Gabinete de Física da Universidade deCoimbra:

‘’Começa-se por fazer com que o disco de latãotoque numa esfera metálica que se encontra naextremidade de uma vareta de vidro suspensa dotampo da balança. Nestas condições, tanto odisco como a esfera devem estar descarregados eo fio de suspensão da agulha não deve estar sobtorção. A finalidade desta operação é definir umaposição de referência. Seguidamente, retira-se aesfera da tampa da balança, e electriza-se. Aesfera, ao ser recolocada no interior da balança,electriza o disco de latão com carga do mesmosinal, observando-se uma repulsão entre ambos.


Nestas condições, a agulha começa a descreverum movimento oscilatório amortecido, até quepára. O conjunto permanece então estático numaposição correspondente ao equilíbrio entre omomento da força de repulsão e o da força detorção do fio. O ângulo de torção do fio pode sermedido através de uma escala dividida em graus,marcada sobre a parede da caixa de vidro, àaltura do plano horizontal da agulha suspensa.

Ao rodar o disco de onde se suspende a agulha,por forma a fazer aproximar o disco da esfera,verifica-se que o ângulo de torção aumenta, jáque ambos estão electrizados com carga domesmo sinal. A nova distância entre os corposelectrizados pode ser obtida através da escalaexistente na parte superior da caixa da balança.


O registo de sucessivos ângulos de torção do fio,e das correspondentes distâncias entre a esfera eo disco, permite a verificação da relação entre aintensidade da força de repulsão e o quadrado dadistância entre os corpos electrizados.

A fim de verificar a relação entre a força deinteracção e a carga eléctrica dos corpos,Coulomb utilizava uma bola de medula desabugueiro suspensa da agulha. Após registar oângulo de torção do fio de suspensão, tal comono caso anterior, retirava a esfera da vareta devidro, colocando-a em contacto com outra deiguais dimensões. Desta operação, resultava umadiminuição do valor da sua carga para metade.


Ao ser recolocada na balança, observava-se quea repulsão eléctrica entre a esfera metálica e abola de medula de sabugueiro era menosintensa.

O novo ângulo de torção do fio, correspondente ànova posição de equilíbrio, era menor do que nocaso anterior. Repetindo este procedimentoalgumas vezes, obtinha-se uma relaçãoexperimental válida’’.

(Transcrito de O Engenho e a Arte – Colecção deInstrumentos do Real Gabinete de Física,Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa, 1997)

Balança hidrostáticaFabricante: Les Fils d’Émile Deyrolle, Paris, nº 3874do respetivo catálogo

640x570x170 mm // latão

A balança hidrostática, fig. 127, é utilizada paraverificação experimental do Princípio deArquimedes. Esta balança tem dois jogos de pratos:um com suspensões curtas e outro com suspensõeslongas que permitem transformá-la numa balançanormal. Os pratos com suspensão curta possuemganchos na parte inferior. A balança possui ainda osseguintes acessórios:

- Dois suportes com cremalheira que permitemsubir ou descer os vasos usados nas experiências;

- Cilindro duplo de Arquimedes, um oco e outromaciço de volume exatamente igual à capacidadedo primeiro, que permite verificar o Princípio deArquimedes.

Balança hidrostática (Cont.)

Para verificação do Princípio de Arquimedesprocede-se do seguinte modo. Suspende-se dogancho de um dos pratos da balança um cilindrooco e a este um cilindro maciço de volumeexatamente igual à capacidade do primeiro;equilibra-se o sistema colocando tara no outroprato da balança e mergulha-se completamenteo cilindro maciço em água contida num vaso. Abalança desequilibra-se mas restabelece-senovamente o equilíbrio quando se enche ocilindro oco com água que ocupa precisamente ovolume de líquido deslocado. Portanto, adiminuição aparente do peso do cilindro imerso,ou seja a impulsão que este sofre, é igual aopeso de um volume de líquido igual ao seu.

Balança hidrostática (Cont.)

Verifica-se assim o Princípio de Arquimedes:

‘’Todo o corpo mergulhado num líquido recebedeste uma impulsão vertical, de baixo para cima,igual ao peso do volume de líquido deslocado’’.

(baseado em F. Fonseca Benevides, Noções dePhysica Moderna, 3ª edição, Tipographia daAcademia Real das Sciencias, Lisboa 1880)

Num dos suportes com cremalheira é visível aseguinte inscrição: ‘’Deyrolle, Paris’’.

Balança romanaFabricante: Desconhecido

980x120x55 mm // aço e metal

A balança romana, fig. 3, é uma alavancainterfixa AB de braços desiguais. O fulcro Cdesta alavanca, coincide com o ponto onde seinsere um gancho, por intermédio do qual sesuspende a balança, num ponto fixo D. Nobraço menor da alavanca existe outro gancho,aplicado em E, onde se suspende o corpo apesar e um cursor que pode deslizar ao longodeste braço, onde está gravada uma escala emhectogramas. A balança descarregada fica emequilíbrio quando um peso P, que na figuraestá suspenso em F, é colocado em G, zero daescala em quilogramas, e o cursor no zero daescala em hectogramas.

Balança romana (Cont.)Nestas condições é nulo o momentoresultante do peso da balança e do peso P,em relação a C. Suspendendo o corpo apesar no gancho E, para restabelecer oequilíbrio, deslocam-se o peso P e o cursosao longo dos braços onde estão inseridos, deforma a anular, novamente, o momentoresultante relativamente a C. A massa docorpo é dada por leitura direta nas escalasreferidas, com rigor até ao hectograma. Estabalança permite determinar massas até aos101 kg.

A balança romana teve origem cerca de 200A.C. na Campânia, ou na Magna Grécia.

Balança romana (Cont.)Aparentemente era desconhecida deAristóteles, que na sua ‘’Mecânica’’ descreveuuma outra balança chamada Dinamarquesa,que atualmente se pensa ser anterior a estetipo de balança na antiguidade clássica, assimcomo através da maior parte da Europa e daÁsia Ocidental.

(baseado em Encyclopaedia Britannica, Vol. 23,edição 1952)

Barómetro de Adie

Fabricante: Central Scientific CO (CENCO),Chicago

930x80x350 mm // metal, mercúrio e vidro

O barómetro de Adie, fig. 4, que era adotado (àdata de 1936) nos postos meteorológicosportugueses, é um barómetro de mercúrio, detina. Por ser de escala compensada dispensa oajustamento prévio do nível de mercúrio na tinado barómetro.

(baseado em Amorim Ferreira, TrabalhosPráticos de Física, Livraria Sá da Costa, Lisboa1936)

Barómetro grande



Este barómetro grande, fig. 176, citando os seusconstrutores, era destinado a edifícios públicos,o que justifica as suas grandes dimensões, a suamoldura trabalhada e pintada de dourado e oformato do seu ponteiro.

Como se trata de um barómetro aneroide oprincípio do seu funcionamento é o mesmo dooutro barómetro metálico (ou aneroide) aquitambém descrito.

(baseado no catálogo Les Fils d’Émile Deyrolle,Paris)

Barómetro metálico aneróideFabricante: Desconhecido


O barómetro metálico ou aneroide é um barómetrode Vidi cujo funcionamento se explica a seguir.

…’’Os barómetros metálicos denunciam as variaçõesda pressão atmosférica pela deformação maior oumenor que uma caixa (fig. 202) – barómetro de Vidi– de paredes flexíveis e previamente vazia de ar,sofre em virtude da variação da pressãoatmosférica. As caixas vazias seriam achatadas pelapressão do ar se a elasticidade das paredes nãoequilibrasse o esforço exterior; percebe-se, portanto,que a cada valor de pressão do ar corresponda umacerta reação elástica das paredes e que, variando aprimeira, variará também a segunda, mudandolevemente a forma da caixa.

Barómetro metálico aneroide (Cont.)Essas pequenas mudanças, ampliadas por ummecanismo apropriado, são transmitidas a umponteiro P, móvel sobre um quadrante, de sorteque a aumentos sucessos da pressãocorrespondem movimentos do ponteiro semprenum sentido e a decrementos da pressãocorrespondemmovimentos em sentido contrário.

A cada valor determinado da pressão correspondeuma posição determinada do ponteiro; nada maisfácil, portanto, do que, comparando com umbarómetro padrão, escrever no quadrante o valorda pressão atmosférica correspondente a cadaposição do ponteiro’’…

(Transcrito de F. J. Sousa Gomes, Álvaro R.Machado, Elementos de Física Descritiva, 6ªEdição, Livraria Cruz – Editora, Braga 1918)

Baroscópio

Fabricante: Les Fils d’Émile Deyrolle, Paris

130x92x155 mm // cobre, latão e metal

O baroscópio serve para provar a existência daimpulsão nos gases e verificar que o princípio deArquimedes também se lhes aplica. É constituídopor uma espécie de pequena balança cujotravessão possuiu, no lugar dos pratos, de umlado uma pequena massa b, e do outro lado umaesfera oca, de cobre, a. Pode-se regular a posiçãoda massa b de modo a equilibrar os dois corpos.

Começa-se por equilibrar a balança no ar; depoiscoloca-se o aparelho debaixo duma campânulaonde se faz o vácuo. Observa-se que o travessãose inclina para o lado da esfera maior (fig. 167).

Baroscópio (Cont.)

Vê-se, assim, que o peso real da esfera a ésuperior ao da pequena massa b, pois, nestaaltura, nem uma nem outra sofrem qualquerimpulsão significativa e estão, apenas,submetidas aos seus pesos. Equilibravam-se noar porque o excesso de peso da esfera a eracompensado pela impulsão maior que recebia daparte do gás, o que prova a existência destaimpulsão. Poderia fazer-se a experiência inversadesta, isto é, equilibrar primeiro os dois corposno vácuo e depois deixar entrar ar na campânula.Ver-se-ia o travessão inclinar-se, desta vez, parao lado da massa b.

(baseado em A. Ganot, G. Maneuvrier, TraitéÉlémentaire de Physique, 21ére édition, LibrairieHachette et Cie., Paris, 1894)

Bobina dupla de Faraday


160x125x160 mm // madeira, metal e fiocondutor

A bobina dupla de Faraday é um dispositivoutilizado para demonstrar o fenómeno daindução eletromagnética. Este fenómeno foidescoberto pelo físico e químico Inglês MichaelFaraday (1791-1867) e consiste no aparecimentode uma força eletromotriz induzida numcondutor que se encontra submetido a umavariação do fluxo da indução magnética que oatravessa; quando, por exemplo, um condutorfor percorrido por uma corrente elétrica variávelno tempo, essa variação pode induzir oaparecimento de uma corrente elétrica numoutro condutor, fechado, que esteja navizinhança do primeiro.

Bobina dupla de Faraday (Cont.)

O aparelho existente no Museu de Física éconstituído por duas boninas ou solenoides: aprimeira, de maior diâmetro, montada sobreuma base de madeira e a segunda, de menordiâmetro, de modo a poder ser introduzida nointerior da primeira. Ligando uma das boninas auma bateria e a outra a um galvanómetro, esteaparelho permitirá detetar a existência de umacorrente elétrica induzida na segunda bonina,sempre que na primeira se estabelecer ou cortaro contato com a bateria, pois tal provocará umavariação instantânea no fluxo da induçãomagnética.

Bobinas de Ruhmkorff


140x320x80 mm // madeira, metal e fiocondutor isolado

A bobina de Ruhmkorff é um dispositivo quepermite a obtenção de uma tensão alternadaelevada, a partir de uma baixa tensão contínua,sendo um antecessor dos atuaistransformadores. A sua invenção deve-se aofísico alemão Heinrich Ruhmkorff (1803-1877).

É constituído por dois enrolamentos cilíndricoscoaxiais: o primário, com um pequeno númerode espiras e o secundário, com um número deespiras elevado.

Bobinas de Ruhmkorff (Cont.)

Quando a tensão de alimentação contínua noprimário (fornecida por uma pilha) éinterrompida por meio de um interrutor, avariação do fluxo da indução magnética atravésdo secundário induz neste, momentaneamente,uma tensão elevada (proporcional ao número deespiras), de acordo com a lei de indução deFaraday.

Explica F. F. Benevides:

‘’Como as correntes de inducção só sedesenvolvem quando começa ou cessa a correnteinductora, e duram um instante, para obter umcontínuo desenvolvimento de electricidade deinducção é preciso estar continuamente aestabelecer e interromper a corrente da pilha;consegue-se isto por meio do tremedor deRuhmkorff ou rheotomo…’’

Bobinas de Ruhmkorff (Cont.)

(Transcrito de F. Fonseca Benevides, Noções dePhysica Moderna, 3ª edição, Typographia daAcademia Real das Sciencias, Lisboa, 1880)

No Museu de Física existem três exemplaresdeste dispositivo: dois com os dois enrolamentosfixos e um terceiro exemplar com umenrolamento secundário amovível, que podedeslizar sobre uma calha de madeira, o quepermite modificar o coeficiente de induçãomútua entre os dois enrolamentos e, destaforma, o valor da tensão induzida no secundário.

Bomba aspirante



‘’Na bomba aspirante (fig. 221) o corpo de bombaC está situado a uma certa altura acima do nívelNN’ do líquido a elevar, no ponto em que esselíquido deve ser lançado. Na parte superior tem umtubo lateral D para descarga do líquido e prolonga-se inferiormente por um canal de aspiração A, quemergulha na água ou líquido, que a bomba deveelevar. A comunicação entre o canal de aspiração eo corpo de bomba é interceptada para uma válvulaV, que abre de baixo para cima.

Bomba aspirante (Cont.)

No corpo da bomba sobe e desce um êmbolo E,accionado por um alavanca interfixa M (ou àsvezes por um motor) e perfurado por um canal,que permite a passagem da água ou do ar da parteinferior para a parte superior do corpo de bomba,forçando outra válvula V, que abre também debaixo para cima.

A bomba funciona do seguinte modo: - Enquantonão está escorvada, ao subir o êmbolo, a pressãoexterior fecha a válvula do êmbolo V’ e ao mesmorarefaz-se o ar no corpo de bomba; o ar contido notubo de aspiração expande-se e ergue a válvula V,passando em parte para o corpo de bomba;entretanto, visto que a tensão do ar no canal deaspiração deminui por êsse motivo, a pressãoatmosférica obriga a subir um pouco o líquido doreservatório nesse canal.


Quando o êmbolo desce, comprime o ar que lhefica debaixo, fecha a válvula V, impedindo-o devoltar para o canal de aspiração, e força-o a abrir aválvula V’ e a passar para a parte superior docorpo de bomba, em livre comunicação com aatmosfera. A cada manobra do êmbolo repetem-seestes fenómenos e de cada vez sobe um pouco olíquido no canal de aspiração, até que vempenetrar no próprio corpo de bomba. Nessa altura,estando escorvada a bomba, o descenso doêmbolo comprime a água, fecha a válvula V,impede o líquido de voltar para o canal deaspiração e força-o a passar da parte inferior paraa parte superior do corpo de bomba, erguendo aválvula V’. Depois, quando o êmbolo sobe, levantaaté ao tubo de descarga essa porção de água,enquanto a pressão atmosférica obriga a entrarpara o corpo de bomba nova quantidade delíquido.


Visto que a água sobre no canal de aspiração epenetra no corpo de bomba, obrigada pela pressãoatmosférica, é preciso que a altura do canal deaspiração, somada com a do corpo de bomba, nãoexceda 10,33 m. Êste limite teórico não pode seratingido na prática por causa das imperfeiçõesinevitáveis dêstes aparelhos, não se devendocontar com elevar a água a mais de 8m’’.

(transcrito de F. J. Sousa Gomes, A. R. Machado,Elementos de Física Descritiva, 6ª edição, EditoraLivraria Cruz, Braga 1918)


No modelo de bomba aspirante existente,semelhante ao anteriormente descrito, o corpo debomba é constituído por um cilindro, com asuperfície lateral de vidro, que assenta numaplataforma horizontal, de madeira, fixa a umaplaca vertical, igualmente em madeira. Na baseinferior do cilindro é visível a válvula que permite aligação deste a um tubo (canal de aspiração) quemergulha numa tina quadrada situada debaixo daplataforma. O tubo por onde se faz a descarga dolíquido, em vez de estar colocado na parte lateraldo cilindro, como no modelo anteriormentedescrito, situa-se na base superior do cilindro,encurvando-se junto da sua extremidade superiore abrindo-se sobre um funil de vidro.


Este funil está ligado ao topo de um novo tubovertical, que atravessa a plataforma horizontal,devolvendo à tina a água que, de lá, a bombaaspira. O veio do êmbolo é acionado por umaalavanca interfixa cujo fulcro se situa sobre umeixo horizontal, inserido na placa vertical. Todoeste conjunto está situado sobre uma baseretangular de madeira.

Bombas de incêndios


430x470x300 mm // latão, madeira, metal e vidro

A bomba de incendidos é uma bomba aspirante-premente dupla. O modelo existente é constituídopor dois cilindros e um grande reservatóriocentral, situados sobre uma base de madeira quese apoia numa tina retangular onde se deita água.As duas hastes dos êmbolos dos cilindros movem-se com movimento alternado, à custa de umagrande alavanca. Com o movimento ascendentedo êmbolo abre-se a válvula de comunicação docilindro com o reservatório inferior e mantém-sefechada a que comunica com o reservatóriocentral permitindo assim que o respetivo cilindrose encha de água.

Bombas de incêndios (Cont.)

Quando o movimento do êmbolo é descendenteas válvulas atuam em sentido contrário, e a águacontida no cilindro é lançada no reservatóriocentral, comprimindo o ar aí existente, e fazendosair pela parte superior deste um jato de água(que seria expelido pela mangueira no caso deuma bomba de incêndios real). Como os êmbolosdos dois cilindros se movem simultaneamente,mas em sentidos inversos, quando uma dasbombas aspira a água, a outra fá-la entrar noreservatório central, obtendo-se, por esteprocesso, um jato contínuo de água saindo destereservatório, o que não aconteceria se houvesseum único cilindro.

Bombas de incêndios (Cont.)

(baseado em P. Métral, Précis de Physique, 2ème

édition, Masson et Cie. Éditeurs, Paris 1930)

A fig. 151 representa um modelo de uma bombasemelhante à existente e com o mesmo princípiode funcionamento.

Bússola de inclinação e declinação ou inclinómetro magnético

Fabricante: Dr. Stöhrer u. Sohn, Physikalische undChemische Lehrmittel, Ausgabe IX

270x180x130 mm // metal

A bússola de inclinação, fig. 4358, é um aparelhoque mede a inclinação magnética, ou seja, oângulo entre a direção do campo magnéticoterrestre e a horizontal no lugar. É constituídopor uma escala anelar em metal, com quatroquadrantes graduados em 0º a 90º,correspondendo à menor divisão da escala 1º.

Uma agulha magnética de forma romboédricaestá montada sobre um eixo colocado no centroda escala anelar, que é suportado por duashastes de latão que atravessam a escala anelarao longo de um diâmetro horizontal. A agulha élivre de rodar em torno do eixo, perpendicular aoplano da escala anelar.

Bússola de inclinação e declinação ou inclinómetro magnético (Cont.)

O conjunto formado pela escala anelar, barras desuporte do eixo e agulha magnética, estáapoiado numa estrutura semi circular, o que lhepermite um movimento de rotação segundo umeixo horizontal. Este conjunto pode rodar emtorno de um eixo vertical, pois a estrutura semicircular é solidária com a plataforma doinstrumento através de uma coluna metálica quese apoia sobre um disco horizontal, círculoazimutal, podendo girar segundo o eixo vertical.O disco horizontal está dividido em quadroquadrantes graduados de 0º a 90º, sendo amenor divisão da escala 1º.


A leitura do ângulo de inclinação magnética éfeita na escala anelar, em qualquer um dosquadrantes, inferior ou superior. O aparelho temde ser nivelado e a escala anelar é colocada naposição vertical. Esta escala é então rodadacuidadosamente em torno do eixo vertical, até seobservar a máxima inclinação da agulha. Regista-se o ângulo que a agulha magnética faz com ahorizontal (lido na escala anelar). Roda-se aescala anelar em torno do eixo horizontal de180º e novamente se regista o ângulocorrespondente à máxima inclinação da agulha.

O valor médio das duas medidas indica ainclinação magnética.

A declinação magnética do lugar, no instanteconsiderado é lida diretamente na escala docírculo azimutal.


Pormenor histórico: O procedimento de leiturapara a determinação do valor da inclinaçãomagnética num Observatório eratradicionalmente feito com base no seguinteprocedimento:

‘’ para anullar ou neutralisar quaesquer causasde erro provenientes ou da situação do eixomagnético…ou de não estar exactamente navertical o diâmetro do círculo que passa peladivisão dos 90º, ou de não estar o centro degravidade da agulha exactamente no seu eixo demovimento, no qual caso a inclinação seria maiorse esse ponto caísse do lado do pólo, quemergulha, e menor no caso contrário; procede-sedo seguinte modo, no qual se fazem dezesseisleituras, cuja media se toma por a inclinaçãoprocurada.


Lêem-se sempre os dois ângulos verticalmenteopostos, o superior e o inferior; e suponhamosque a face graduada do círculo estava voltadapara E quando se fizeram as duas primeirasleituras: voltemos essa face para O andando como círculo 180º. N’esta posição far-se-hão duasnovas leituras similhantes às que se fizeram naprimeira posição. Voltando agora a agulha, demodo que a face, que ella tinha para o lado de Ena segunda leitura, fique para O, façam-seoutras duas leituras: completar-se-hão seis.Girando com o circulo outra vez para E efazendo-se duas novas leituras, teremos oito.


Desmagnetisando a agulha e invertendo ospólos, teremos dezesseis leituras fazendo com aagulha n’este estado os mesmos quatro pares deleituras, que se tinham feito antes da inversão.Praticando absolutamente o mesmo processocom uma segunda agulha, teremos trinta e duasleituras, de que tomaremos e media porinclinação procurada’’.

(transcrito de Relatório de Serviço doObservatório do Indante D. Luiz no anometeorológico de 1870-1871, Imprensa Naconal,Lisboa 1872)


A primeira bússola de inclinação foi concebidapor Robert Norman em Londres no século XVI. Oaparelho rudimentar era constituído por umaagulha magnética equilibrada, que podia rodarnum plano vertical que se alinhava na direção N-S. Os seus estudos sobre a inclinação do campomagnético ou ‘’força magnética’’ são pioneiros eforam publicados no livro ‘’The Newe Attractive’’em 1581.

Bússola de orientação portátil


20x45x70 mm // madeira, metal, vidro

A bússola de orientação portátil é uminstrumento que permite determinar adeclinação magnética no lugar.

No exemplar existente no Museu de Física, aagulha está apoiada num espigão podendo rodarlivremente em torno de um eixo vertical. Sob aagulha existe uma rosa-dos-ventos. Todo oconjunto é protegido por um vidro circular,estando montado numa pequena caixa demadeira com tampa. Em torno do vidro, estágravada na madeira uma escala circular quepermite a utilização deste instrumento comorelógio solar (o fio que permitiria fazer estautilização está danificado).

Bússolas tangenciais


420x300x170 mm // metal, madeira e vidro

A bússola tangencial foi um dos primeirosaparelhos concebidos para determinar aintensidade da corrente elétrica, sendo umantecessor do galvanómetro e do amperímetro.O seu princípio de funcionamento deve-se aofísico francês Claude Pouillet (1790-1868).

É constituída por uma bobina circular, de eixohorizontal, em cujo centro existe uma agulhamagnética que pode rodar no plano horizontal.

Bússolas tangenciais (Cont.)

Para a determinação da intensidade da correnteelétrica, a bobina e a agulha magnética devem ficarno mesmo plano, pelo que a bobina deve sercolocada paralelamente à direção do meridianomagnético do lugar. Quando a bobina é percorridapor uma corrente elétrica, de acordo com a lei deBiot-Savart, cria no seu centro um campo

magnético 𝑯bob de direção perpendicular ao planoda bobina e, consequentemente, perpendicular àcomponente horizontal do campo magnético

terrestre 𝐻r. A agulha magnética (de momentomagnético m) vai rodar sob a ação de um bináriodevido ao campo magnético criado pela bobina, 𝑚

x 𝐻bob , a que se soma um binário devido ao campo

magnético terrestre, 𝑚 x 𝐻r, de sentido contrário.


A agulha roda até ficar paralela ao campo

magnético total, 𝐻bob + 𝐻r, pois nessa posição o

binário resultante 𝑚 (𝑯bob + 𝐻r) é nulo. Nestaposição, o ângulo y entre a agulha e o plano dabobina obedece à relação:

• 𝑡𝑔 𝑦 =|𝐻bob|

|𝐻𝑟|

y

𝑯bob

𝑯r


Como o campo magnético criado pela bonina éproporcional à corrente elétrica que a percorre,da relação anterior resulta que a tangente doângulo é igualmente proporcional à corrente, oque permite a sua determinação, lendo numaescala o valor do ângulo rodado pela agulha.

Reciprocamente, se a corrente na bobina forconhecida, a bússola tangencial pode serutilizada para determinar a componentehorizontal do campo magnético terrestre, numdeterminado ponto.


No Museu de Física existem três exemplaresdeste aparelho:

i) Fabricante Max Kohl: neste modelo, em vez deuma bobina existe uma única espira de cobre,circular, com cerca de 1cm de largura, unida pordois bornes a um suporte de madeira;

ii) Fabricante Mouilleron: a bobina está enroladaem torno de um suporte elíptico e não circular;

iii) Fabricante Elliot Bros.: neste magníficoexemplar, a bobina está enrolada num anelmetálico circular, existindo vários bornes quepermitem escolher o número de espiras dosdiferentes enrolamentos.

Cabrestante


180x281x403 mm // corda, madeira e metal

O cabrestante, fig. 148, é um cilindro com o eixovertical no qual se enrola uma corda utilizadapara puxar um corpo. Na parte superior docilindro estão fixos quatro braços em forma decruz, aos quais se aplica a força necessária parapuxar o corpo.

Carneiro hidráulico

Fabricante: Desconhecido, análogo ao nº 2375do catálogo Dr. Stöhrer u. Sohn, Physikalischeund Chemische Ledhrmittel, Ausgabe IV, Leipzig


O carneiro hidráulico, fig. 1, é um dispositivo quefunciona como uma bomba de água, nãonecessitando de qualquer fornecimento deenergia externa, transformando energia cinéticada corrente de água em energia potencial,fazendo-a subir a um ponto mais elevado.

O modelo existente é constituído por umconjunto de peças de vidro, assente numa basede madeira, tendo uma das válvulas, a B, umconjunto de esferas metálicas no seu interior.

Carneiro hidráulico (Cont.)

A água que se pretende elevar é deitada no funilF ligado ao tubo T. O fluxo de água vai fecharbruscamente a válvula A, gerando umasobrepressão (fenómeno conhecido por golpe deAriete), que provoca a abertura da válvula B,permitindo que a água entre na campânula C.

No interior desta o ar aí existente é comprimido,obrigando a água a subir no tubo T. A válvula Bfecha-se entretanto, por ter diminuído a pressãono tubo T. A válvula A abre-se pelo mesmomotivo. Esta sequência de acontecimentosrepete-se, originando o martelar da válvula Acom os movimentos sucessivos de fecho eabertura da mesma.

CegonhaFabricante: Desconhecido


A cegonha é um dispositivo que é utilizado pararetirar água de poços desde tempos pré-históricos.É, basicamente, uma alavanca interfixa de braçosdesiguais. Numa extremidade desta alavancasuspende-se um balde cujo peso, (denominadoforça resistente) é equilibrado pela força aplicada àoutra extremidade da alavanca (denominada forçapotente). Para haver equilíbrio na alavanca énecessário que seja nula a soma dos momentos, emrelação ao fulcro, das forças aplicadas, o que severifica se forem iguais aos produtos dasintensidades destas forças pelos braços respetivos.Como, neste caso, o braço da força potente ésuperior ao braço da força resistente, a intensidadeda força necessária para elevar o balde é inferior àintensidade do seu peso.

Cegonha (Cont.)O aparelho existente é muito rudimentar sendoconstituído por uma base retangular de madeiraonde se insere um pequeno tronco de um ramo deárvore, em forma de cara bifurcada, que sustentauma pequena haste de metal que serve de eixo derotação da alavanca (fulcro).

Uma vara de madeira, atravessada num dado pontopela haste de metal em torno da qual pode girar, temsuspenso da extremidade mais próxima do fulcro umpequeno balde de metal que pode ser elevadoaplicando à sua outra extremidade a força necessária.Por baixo do pequeno balde, numa cavidadeexistente na base do aparelho, situa-se umreservatório cilíndrico de latão, onde se coloca a águapara aí fazer mergulhar o balde.

Craveira com nónio quinquagesimal

Fabricante: P. Roche Rolle – Suisse

220x73x8 mm // metal

‘’Craveira – A craveira, ou compasso decorrediça, serve para medir comprimentos,diâmetros de fios, diâmetros internos e externosde tubos, etc.

É constituída por uma régua metálica, graduada,terminada por uma espera fixa a b (fig.5), aolongo da qual desliza uma espera móvel, oucursor, a’ b’. Neste cursor existe uma janela comum nónio, cujas divisões da régua, e um parafusode pressão P, que permite fixá-lo.

Em alguns modelos há, fixa ao cursor edeslocando-se com ele, uma haste ou lingueta L.

Craveira com nónio quinquagesimal(Cont.)

Quando se põem em contato as duas esferas, alinha de fé do nónio deve coincidir com o traçocorrespondente à divisão zero da graduação darégua.

Medições com a craveira. – A medição decomprimentos, espessuras e diâmetros, faz-secolocando a grandeza a medir entre os bordosdas pontas b e b’, como a figura 5 indica, deforma que fique bem ajustada.

Para medir diâmetros internos de tubos, ajustam-se bem os bordos das pontas a e a’ às paredesinternas dos tubos.

Craveira com nónio quinquagesimal(Cont.)

Na medição de profundidades de cavidades,encosta-se bem a haste L, solidária com o cursormóvel, à parede interna da cavidade, de modoque a sua extremidade toque no fundo, e o topoda régua fique encostado ao bordo da abertura’’.

(transcrito de A. Guerreiro, R. Seixas, TrabalhosPráticos de Física, Porto Editora)

Cunha micrométrica

Fabricante: Chesterman – Sheffield, England.(análoga ao nº 97 do catálogo W. M. WelchScientific Company, Laboratory Apparatus andSupplies for Physics and Chemistry, Catalog ‘’G’’,Chicago, 1922)

192x31x5 mm // aço

A cunha micrométrica é um instrumentoconstituído por duas pequenas réguas, em formade cunha, graduadas em milímetros e articuladasnuma das suas extremidades.

Utiliza-se para medir diâmetros internos detubos. Introduzindo uma das pequenas réguasno interior de um dado tubo, até não poderpenetrar mais, a posição em que fica o bordosuperior do tubo sobre a escala desta régua dá,diretamente, o diâmetro interno desse tubo.

Diapasões com caixas de ressonância


175x198x96 mm, 248x176x102 mm // madeira emetal

‘’Diapasão. - Para afinar os instrumentos demúsica usa-se geralmente do diapasão que éconstituído por uma barra retangular AB(fig.422) de aço curvada pelo meio C até ficarempróximos os extremos e ligada pela curvaturamédia e uma haste D por onde se lhe pega.Também se pode fixar pela haste média a umacaixa de ressonância C (fig.423).

Diapasões com caixas de ressonância (Cont.)

Faz-se vibrar, ou falar, o diapasão, quer batendocom um dos seus ramos contra um objecto, querafastando os ramos com um cilindro de aço dediâmetro um pouco superior à distância quesepara as extremidades dos ramos, querfinalmente (fig. 423) ferindo os ramos com umarco de rabeca A’’.

(transcrito de F. J. Sousa Gomes, Álvaro R.Machado, Elementos de Física Descritiva, 6ªedição, Livraria Cruz – Editora, Braga 1918)

Dinamómetro de mola em hélice



Os dinamómetros são instrumentos usados paradeterminar a intensidade das forças, e constamduma mola de aço de forma variável que, sob aação destas forças, sofre deformações registadasnuma escala.

O funcionamento do dinamómetro de mola emhélice, fig. 1, baseia-se na proporcionalidadeexistente entre os alongamentos observadosnuma mola elástica, fixa numa das extremidades,e as intensidades das forças aplicadas à outraextremidade da mola e que lhe provocam estesalongamentos.

Dinamómetro de mola em hélice (Cont.)

É constituído por uma mola de aço, enrolada emhélice, introduzida num tubo metálico a que estáfixa por uma das suas extremidades. A outraextremidade da mola atravessa livremente umadas bases do tubo e está solidariamente ligada aum cursor que pode deslizar sobre uma escalagraduada. Esta escala sobrepõe-se ao tubo queenvolve a mola. A força, cuja intensidade sepretende determinar (eventualmente o peso deum corpo), aplica-se ao gancho existente naextremidade livre desta mola.

NOTA: Este aparelho tem a inscrição ‘’Salter’spocket balance’’

Dinamómetro de Poncelet


160x260x48 mm // aço e metal

O dinamómetro de Poncelet, fig. 30, éconstituído por duas molas de aço iguais eparalelas A e B, articuladas nas extremidades aduas hastes curtas e rígidas. O afastamento dasduas molas de aço é proporcional à intensidadeda força que lhe está aplicada. Este tipo dedinamómetro é usado para medir forças degrande intensidade.

(baseado em F. J. Gomes, Álvaro R. Machado,Elementos de Física Descritiva, 6ª edição, EditoraLivraria Cruz, Braga 1918)

Eletrodinamómetro

Fabricante: Ducretet et Roger

250x205x200 mm // metal e madeira

O eletrodinamómetro é um aparelho destinadoa medir a intensidade da corrente elétrica e quepode igualmente ser utilizado para medir apotência dissipada por um determinadoaparelho. Foi concebido pelo físico alemãoWilhelm Weber (1804-1891).

O exemplar existente no Museu de Física éconstituído por duas bobinas fixas, com poucasespiras de fio grosso (com baixa resistênciaelétrica) e por duas bobinas móveis, com muitasespiras de fio fino (com elevada resistênciaelétrica), estando todo o conjunto montadosobre uma base de madeira.

Eletrodinamómetro (Cont.)

As bobinas fixas são coaxiais e estão ligadas emsérie, com um espaçamento deaproximadamente 5 mm entre elas. As bobinasmóveis, igualmente coaxiais e ligadas em série,estão enroladas sobre um suporte de madeiracolocado no interior das bobinas fixas, que poderodar solidariamente com u eixo metálicovertical, fazendo móvel um ponteiro sobre umaescala graduada, colocada acima das bobinasfixas, de onde se infere o valor da correnteelétrica.


Quando as quatro bobinas são percorridas porcorrente elétrica, a interação entre a correntenas bobinas móveis e o campo magnético criadopelas bobinas fixas, origina um binário de forçasmagnéticas sobre as bobinas móveis; por açãodeste binário, as bobinas móveis rodam emtorno do eixo vertical, até se atingir o equilíbrioentre o binário de forças magnéticas e o bináriode uma mola, ligada ao eixo, que repõe oponteiro na sua posição original quandonenhuma corrente atravessa o conjunto.

A posição inicial do ponteiro pode ser ajustadana parte superior do aparelho por meio de umeixo com rosca que, ao ser rodado, transmite oseu movimento à mola e leva o ponteiro para aposição desejada.


A correspondente posição do eixo pode ser lidanuma escala colocada no topo do aparelho, pormeio de um segundo ponteiro que rodasolidariamente com o eixo roscado.

A alimentação, em corrente, dos dois conjuntosde bobinas pode ser feita de formaindependente, por meio de dois pares de bornesexistentes sobre a base; se desejado, podemligar-se todas as bobinas em série, resultandodeste modo um binário sobre as bobinas móveisque é proporcional ao quadrado da intensidadeda corrente elétrica.


Na determinação da potência elétrica dissipadapor um determinado aparelho, as bobinas fixassão ligadas em série com o aparelho, enquantoque as bobinas móveis são ligadas em paralelocom este; desta forma, a corrente elétrica quepercorre as bobinas móveis é proporcional àqueda de tensão no aparelho e o binário quenelas atua é proporcional ao produto da correnteno aparelho pela queda de tensão respetiva, ouseja, é proporcional à potência nele dissipada.

Eletroscópio meteorológico de Peltier


142x275x184 mm // metal, vidro, madeira,tecido

O eletroscópio meteorológico de Peltier foiidealizado em 1836 pelo cientista parisiense JeanCharles Athanase Peltier (1785-1845) sendo oseu principal objetivo medir a carga elétricaexistente na atmosfera. Este instrumento muitosensível, muito popular na segunda metade doséculo XIX, baseia-se no princípio da repulsãoeletrostática utilizado pela primeira vez, em1874, na famosa balança de torção de Coulomb,pelo físico francês Charles August de Coulomb.

Eletroscópio meteorológico de Peltier(Cont.)

A caixa de vidro cilíndrica, que encerra e protegeda ação de agentes exteriores o sistema demedida do instrumento (com uma agulhahorizontal), encaixa numa ranhura circularexistente na base circular de madeira doinstrumento, munida de três parafusosniveladores de latão. Um condutor é constituído,no exterior, por uma haste vertical de latão, quepassa pelo orifício central da parte superior dacaixa e termina numa esfera oca de cobre e, nointerior, por um anel solidário com uma pequenahaste horizontal. A haste horizontal, de latão,tem duas pequenas esferas nas extremidades eestá montada numa base circular isoladora. Ahaste e o anel estão presos a um pivotpontiagudo que atravessa o anel.


Uma agulha, muito leve e fina, apoia-se nestepivot e está solidária com um fragmento deagulha magnética, pelo que tem tendência aapontar para o zero de uma escala de medidagraduada.

Esta escala, gravada na base inferior do aparelhoe na parede exterior do cilindro de vidro ao nívelda agulha, apresenta dois zeros e está divididaem quadro quadrantes, cada um graduado de 90.

Antes de qualquer medida, a pequena hastehorizontal de latão e a agulha são alinhadas comos dois zeros da escala, na direção dosmeridianos magnéticos.


Submetendo o instrumento à ação de um objetoeletrizado, a agulha, em contato elétrico com ahaste fixa, roda de um certo ângulo, emresultado da repulsão eletrostática; o ângulo dedeflexão da agulha depende da carga elétricarecebida.

Assim, quando utilizado no exterior, as camadasatmosféricas envolventes do instrumentoprovocam uma deflexão da agulha que permitedeterminar a carga elétrica presente nasmesmas.

Eletroscópios de folhas


340x90x110 mm // metal, vidro e cortiça,220x90x90 mm // metal, vidro, borracha emadeira

O eletroscópio de folhas é um aparelho que sedestina a detetar a existência (e o tipo) de cargaelétrica num dado corpo, tendo sido inventadopelo físico e sacerdote francês Jean AntoineNollet (1700-1770).

É constituído por um vaso de vidro, no interiordo qual existem duas finas folhas metálicas,comummente de ouro, presas a um bastãometálico, suspenso na vertical. Este bastão faz aligação com o exterior do vaso, terminandohabitualmente numa esfera condutora.

Eletroscópios de folhas (Cont.)Quando se aproxima um corpo eletrizadonegativamente da esfera exterior, os eletrões livrespresentes na esfera são repelidos para as folhasmetálicas no interior, provocando a repulsão mútuaentre elas, uma vez que ambas ficam eletrizadasnegativamente; se se aproximar um corpo eletrizadopositivamente, os eletrões livres das folhas sãoatraídos para a esfera exterior e, de novo, as folhasse repelem, por ficarem eletrizadas positivamente.

Se o eletroscópio for carregado, por condução, comuma carga de sinal conhecido (por exemplo,tocando-se na esfera exterior com um bastãocarregado), pode ser usado para detetar o tipo decarga existente num dado corpo: se a cargadesconhecida for do mesmo tipo da existente noeletroscópio, ao aproximar-se o corpo da esferaexterior tal provocará um afastamento ainda maiordas folhas metálicas;

Eletroscópios de folhas (Cont.)

se, pelo contrário, a carga desconhecida for detipo contrário ao da existente no eletroscópio, talprovocará uma aproximação das folhas.

No Museu de Física existem dois eletroscópios:um encimado por uma esfera exterior, comoacima descrito e um segundo, e que à esfera sesegue uma haste metálica aguçada, ambas domesmo metal.

Eolípilo de dardo horizontal

Fabricante: Lebrun


‘’ A lâmpada eolípila é uma minúscula caldeiracheia de álcool ou gasolina munida de um tuboque se recurva ficando a abertura à altura (eatrás) da chama de uma lâmpada de álcool queaquece a caldeira. O líquido da caldeira entra emebulição deixando escapar um jacto contínuo quese inflama ao contacto da chama, produzindouma temperatura muito elevada’’.

(transcrito de Novo Diccionário EncyclopédicoLuso-Brasileiro, Lello Universal, Editora LivrariaLello Limitada, Porto)

Eolípilo de dardo horizontal (Cont.)

‘’Eolipylos: Injectando sobre uma chamma dealcool uma corrente de vapor combustível,produz-se uma forte corrente de ar que activa acombustão a que o próprio vapor serve dealimento. A fig. 313 representa um eolipylo dedardo horisontal. A chamma de uma lâmpada deálcool L volatilisa o alcool contido no vaso v, cujovapor sae pelo tubo t, injecta-se sobre achamma, arrasta comsigo o ar, e produz u dardohorisontal de temperatura elevadíssima’’.

(transcrito de F. da Fonseca Benevides, Noçõesde Physica Moderna, 3ª edição, Tipographia daAcademia Real das Sciencias, Lisboa, 1880)

Esfera de Pascal


380x150x150 mm // latão

A esfera de Pascal, fig. 112, é constituída poruma esfera oca, de latão, perfurada em váriospontos da sua superfície e munida de um corpode bomba com o respetivo êmbolo. Serve paraverificar que a pressão de um líquido emrepouso sobre as paredes do reservatório que ocontem se exerce em todas as direções,perpendicularmente à superfície dessas paredes.

Assim, se se encher de água a esfera e seempurrar o êmbolo a água jorra por todos osorifícios da esfera, mostrando que a pressão setransmite em todas as direções.

Esferómetro



O esferómetro serve para a medição depequenas espessuras, para a verificação dacurvatura de superfícies esféricas e medição dosseus raios de curvatura. Um parafusomicrométrico V (com um passo de 1/2 mm)move-se numa porca E (fig. 8), fixa no centro deum tripé. Este repousa em cima de uma placa devidro por intermédio de três pontas que formamos vértices dum triângulo equilátero. O parafusotermina por uma ponta romba. Na cabeça doparafuso está fixo um disco delgado, com 500divisões, deslocando-se em frente duma régua R,de bordo delgado, fixa ao tripé e dividida emmeios milímetros.

Esferómetro (Cont.)

Para medir uma espessura como, por exemplo, aespessura de uma lâmina de vidro de facesparalelas, leva-se a ponta do parafuso ao contatocom placa de vidro e toma-se nota da divisão no

do limbo e ho da régua que estão em frente umada outra. De seguida eleva-se o parafuso dumaaltura suficiente para intercalar a lâmina entre aplaca e a ponta, depois baixa-se esta até fazê-lacoincidir exatamente com a face superior dalâmina de vidro; sejam n1 e h2 as duas novasdivisões em frente uma da outra. Obter-se-á paraa espessura e (em mm)

𝑒 = (h1− ho

2+n1 − no

1000) mm


Para verificar a esfericidade duma lente convexae a medição do seu raio de curvatura R colocam-se as três pontas A, B e C, do instrumento sobrea superfície esférica e leva-se a ponta central O àcoincidência com esta superfície (ver fig. 9).Deslocando o instrumento sobre a superfície, seesta for rigorosamente esférica, a coincidêncianão cessará. O plano das três pontas corta aesfera segundo um pequeno círculo, A, M, C, B,que está circunscrito ao triângulo equilátero dastrês pontas. Constrói-se o triângulo ABC de quese conhecem os três lados, depois o círculocircunscrito, que tem o raio r. Mede-se depois,como anteriormente a distância OO’=e, da pontaromba ao centro do círculo.


Tem-se, no triângulo retângulo OMP:

MO’ 2 = OO’ x O’P

Ou

r 2 = e (2R-e)

donde

2R = e + r 2

e

(traduzido de A. Ganot, G. Maneuvrier, TraitéÉlémentaire de Physique, 25ème édition, LibrairieHachette et Cie, Paris 1913)

Espelho convexo-cilíndrico e anamorfosesFabricante: Les Fils d’Émile Deyrolle, Paris, nº 5113 dorespetivo catálogo

98x42x42 mm // madeira e espelho,

255x225 mm // cartão

Anamorfose é o fenómeno que se produz quando odesenho deformado dum objeto, sendo colocadoperpendicularmente ao eixo dum espelho convexo-cilíndrico ou convexo- cónico, dá, por reflexão, umaimagem do objeto sem deformação.

Num espelho convexo-cilíndrico a imagem tem asdimensões do objeto na direção das geratrizes edimensões diferentes na direção transversal porqueos raios luminosos que se refletem nas geratrizesforam aí imagens como sobre os espelhos planos e osque se refletem nas seções transversais foramimagens como sobre um espelho esférico de raioigual ao do cilindro.

Espelho convexo-cilíndrico e anamorfosesNos espelhos convexo-cónicos a imagem conservaas dimensões na direção das geratrizes, porém ficacom elas reduzidas na direção transversal, e tantomais quanto mais perto do vértice se refletirem osraios. Assim, podem ver-se por reflexão nestesespelhos cilíndricos e cónicos imagens normais defiguras de aparência anormal.

A figura 58 representa uma anamorfosedesenhada no cartão AB vista num espelhocilíndrico c colocado perpendicularmente sobre ocartão. Um observador colocado em frente doespelho vê uma imagem não deformada de umobjeto na superfície refletora do cilindro.

(baseado em A. Pina Vidal, Tratado Elementar deÓptica, Tipografia da Academia Real das Sciencias,Lisboa 1874)

Espelho convexo-cilíndrico e anamorfoses

Existem dois conjuntos, cada um constituído porseis cartões com figuras coloridas deformadas(anamorfoses), para serem observadas,respetivamente, num espelho convexo-cilíndricoe num espelho convexo-cónico.

Estes cartões têm a seguinte inscrição ‘’LES FILSD’ÉMILE DEYROLLE 46, Rue du Bac, Paris’’.

Estereoscópio


165x180x320 mm // lentes, madeira e metal

O estereoscópio, fig. 486, é um instrumento quepermite observar simultaneamente duasfotografias de um mesmo objeto dando a ilusãoque se trata duma imagem real, a trêsdimensões. É constituído por um suporte, emmadeira, onde está montado um par de lentes,encontrando-se rodeado por uma pala, revestidaexteriormente por uma folha metálica com umdesenho gravado e debruada de veludo, que seadapta ao rosto do observador. A este suporteestão acoplados uma pega e uma réguahorizontal, ambas de madeira. Ao longo destarégua pode deslizar uma peça onde se inseremas fotografias a observar.

Estereoscópio (Cont.)

Existem dois pares destas fotografias, um delesdatado de 1900.

As fotografias para serem observadas neste tipode instrumento são obtidas em aparelhosfotográficos estereoscópios, constituídos pordois aparelhos fotográficos comuns, geminados,que possuem duas objetivas idênticas e cujadistância entre eixos é igual à distância entre oseixos dos dois olhos. As duas vistas assimobtidas, observadas num estereoscópio,restituem o relevo do monumento ou dapaisagem, dando a ilusão perfeita da natureza.

(baseado em E. Gouard, G. Hiernaux, Mécaniqueet Physique, 3ème édition, Dunod, Paris 1931)

Excitador elétrico


415x184x30 mm // metal e acrílico

O excitador elétrico é um dispositivo utilizadopara descarregar as garrafas de Leiden. Éconstituído por duas hastes metálicas,terminadas por duas pequenas esferas domesmo material e por uma pega isoladora emacrílico (que substitui a pega original, em vidro).

Fervedor de Franklin


75x360x42 mm // vidro e líquido volátil

O fervedor de Franklin é um aparelho paraverificação do princípio da parede fria (ou deWatt).

É um aparelho para verificação do Princípio daparede fria ( ou de Watt).

Considere-se um líquido na parte A dum vaso AB(fig. 299) que não contém outro gás que não sejao vapor do próprio líquido; A é mantido àtemperatura T enquanto que B está a umatemperatura inferior a t. A pressão em B nãopode ser superior à tensão máxima fcorrespondente à temperatura t.

Fervedor de Franklin (Cont.)

Por outro lado, em A, o líquido tem tendência aevaporar-se até que a pressão seja a pressãomáxima F correspondente à temperatura T.Portanto o equilíbrio é impossível; o vaporproduzido em A condensar-se-á em B; diz-se quehá destilação de A em direção a B.

Enquanto durar este fenómeno a pressão nuncaserá muito superior à pressão máxima fcorrespondente à temperatura dos pontos maisfrios do vaso. A esta proposição dá-se o nome deprincípio da parede fria ou princípio de Watt,nome do célebre engenheiro que o enuncioupela primeira vez.

(traduzido de A. Ganot, G. Maneuvrier, TraitéÉlémentaire de Physique, Librairie Hachette etCie., 25ème édition, Paris, 1913)

Fervedor de Franklin (Cont.)

NOTA: O aparelho existente é de vidro econstituído por duas esferas ocas ligadas por umtubo retilíneo, estreito, contendo um líquidovolátil corado de vermelho. Aquecendo com umadas mãos uma das esferas observa-se o queacima se descreve: o líquido destila dessa esferaem direção à outra que se encontra atemperatura inferior. Isto é, vê-se o líquidodesaparecer na esfera que se encontra atemperatura superior e aparecer na outra.

Fonte de Héron


1200x300x300 mm // vidro e metal

‘’Fonte de Hèron. – Fig. 213. Conta de uma baciac e dois balões de vidro A e B; a bacia communicacom o inferior B por meio do tubo t’, e o balãoinferior B communica com o superior A por meiodo tubo t; o balão A tem um tubo bT que vaequasi até ao fundo e se abre a uma certa alturaacima da bacia. O balão A tem agua.

Fonte de Héron (Cont.)

Deitando agua na bacia, ella cai pelo tubo t’ nobalão B, e comprime o ar contido n’este balão;este ar comprimido vae, pelo tubo t, actuar sobrea agua contida no balão A e fal-a repuxar pelotubo bT; esta agua, caindo na bacia, desce para obalão B, comprime o ar, o qual actua sobre aagua do balão A e a faz repuxar; e assimsuccessivamente, a fonte funcciona em quantotem água no balão A’’.

(transcrito de F. Fonseca Benevides, Noções dePhysica Moderna, 3ª edição, Tipographia daAcademia Real das Sciencias, Lisboa 1880)

Fonte dupla de Héron


450x260x250 mm // metal cinzelado e vidro

A fonte dupla de Héron é um aparelhoconstituído por dois reservatórios em forma depera e uma bacia, fabricados em vidro corado devermelho. Os dois reservatórios encontram-seinvertidos um sobre o outro, unidos pelo gargalo,por meio de uma peça metálica, possuindo noseu interior um tubo de vidro reto queestabelece a sua comunicação. Existem doistubos metálicos recurvados que contornam oreservatório superior: um deles permite oescoamento da água da bacia para o reservatórioinferior; o outro conduz a água do reservatóriosuperior para um tubo situado no centro dabacia que termina num orifício por onde podesair a água sob a forma de repuxo.

Fonte dupla de Héron (Cont.)

Todo este dispositivo está suspenso porintermédio de um suporte metal cinzelado etrabalhado, que possui ainda dois castiçais ondepoderiam colocar-se velas para iluminar oaparelho. O princípio do seu funcionamento é omesmo do descrito para a outra fonte de Héron,diferindo desta no seguinte. Quando se esgota aágua no reservatório superior econsequentemente cessa o funcionamento doaparelho, é possível inverter a posição dos doisreservatórios, fazendo-os rodar em torno de umeixo horizontal que passa pela peça que os une.

Assim procedendo volta o reservatório superior aestar cheio de água e o inferior vazio, iniciando-se novamente todo o processo já descrito naoutra fonte de Héron.

Funil mágico

Fabricante: Desconhecido, análogo ao nº 87915do catálogo Max Kohl A. G., Appareils dePhysique, nº 100, Tome III, Chemnitz, Allemagne

160x140x140 mm // metal

O funil mágico que, aparentemente, tem oaspeto de um funil comum, é uma aplicação deum dos efeitos da pressão atmosférica. Poderiaser usado em sessões de ilusionismo, donde lhevem o nome.

‘’Funil magico.- Fig. 143. É um funil que constade duas capacidades m, n, communicando pelaabertura c; a capacidade n é abertasuperiormente, e m communica para fóra pelaabertura superior O; pondo o dedo em c, eenchendo o funil de líquido, este enche as duascapacidadesm, n;

Funil mágico (Cont.)

tirando o dedo de c e tapando o orifício O com odedo, o liquido que estava em n sae pelo orifícioc, mas o que está em m não pode sair, porque apressão atmosférica que se exerce em c a isso seoppõe do mesmo modo que nas pipetas; depoisde esgotada a capacidade n pode-se inverter ofunil que não se verá sair liquido algum; tirandoporém o dedo no orifício O restabelece-se apressão atmosférica por cima do liquido nacapacidade m, e o liquido contido n’esta sairápelo orifício c’’.

(transcrito de F. Fonseca Benevides, Noções dePhysica Moderna, 3ª edição, Typographia daAcademia Real das Sciencias, Lisboa 1880)

Galvanómetro astático

Fabricante: Peyer Favarger Et Cie


O galvanómetro astático é um dispositivo que sedestina à deteção e à medição da correnteelétrica. O princípio de funcionamento de umgalvanómetro baseia-se na rotaçãoexperimentada por uma bobina móvel imersanum campo magnético permanente, por ação deum binário de forças magnéticas produzido sobrea bobina quando esta é atravessada por umacorrente elétrica.

No galvanómetro astático, a rotação da bobina écontrariada por uma mola, pelo que o ângulorodado corresponde ao equilíbrio entre o bináriode forças magnéticas e o binário da mola, sendoproporcional à corrente aplicada.

Galvanómetro astático (Cont.)

Este ângulo é lido sobre uma escala porintermédio de um ponteiro que roda solidáriocom a bobina. O ponteiro é constituído por umpar de agulhas magnéticas idênticas, paralelasentre si e unidas por polos do mesmo tipo; destemodo, o momento magnético total é nulo, peloque o conjunto não é afetado pelo campomagnético terrestre (este sistema, dito astático,foi inventado por Leopoldo Nobili (1784-1835)).

Galvanómetro de espelho

Fabricante: J. Carpentier

310x210x240 mm // metal, madeira e vidro

O galvanómetro de espelho é um dispositivo quese destina à deteção e à medição da correnteelétrica. O princípio de funcionamento de umgalvanómetro baseia-se na rotaçãoexperimentada por uma bobina móvel imersanum campo magnético permanente, por ação deum binário de forças magnéticas produzido sobrea bobina quando esta é atravessada por umacorrente elétrica.

Galvanómetro de espelho (Cont.)

No galvanómetro de espelho, cujo princípio sedeve a Lord Kelvin (1824-1907), a bobina ésuspensa entre os polos de um magnete emferradura, por meio de um fio metálico que,simultaneamente, conduz a corrente a sermedida até à bobina. Por ação da correnteelétrica na bobina, esta fica submetida a umbinário de forças proporcional à intensidade dacorrente, que a faz girar em torno de um eixovertical; este binário é contrariado pelo bináriode torção do fio, proporcional ao coeficiente detorção de fio e ao ângulo rodado. A bobina vaigirar até os dois binários ficarem equilibrados,pelo que o ângulo rodado é proporcional àcorrente aplicada.


Um espelho que roda solidário com a bobinapermite a determinação desse ângulo, através damedida da deflexão de um feixe luminoso quenele incide, numa escala calibrada colocadadefronte do galvanómetro.

Estes galvanómetros, além de uma elevadasensibilidade, não eram afetados pelo campomagnético terrestre ou por outras fontes decampo magnético, tendo sido largamente usadospara deteção de correntes elétricas em cabostelegráficos submarinos.


Existem no Museu de Física três exemplaresdeste tipo de galvanómetro, de diferentesfabricantes: o de J. Carpentier (do tipo Deprez ed’Arsonval) e o de Sullivan, montados sobrebases de madeira e protegidos por uma tampametálica provida de um óculo ou visor; o deRuhmkorff, que deve apoiar-se num tripé (emfalta).

Garrafa de Leiden



A garrafa de Leiden é um dispositivo paraarmazenar energia elétrica, inventado quase emsimultâneo por Pieter Van Musschenbroek(1692-1761), professor de filosofia natural emLeiden, na Holanda, e por Ewald Von Kleist(1700-1748), sacerdote e cientista alemão. Eratambém designada por condensador uma vezque, à época, se supunha que a eletricidade eraum fluido e que, como tal, podia sercondensado.

Garrafa de Leiden (Cont.)

É constituída por uma garrafa de vidro, contendono seu interior folhas de ouro, que quase apreenchem por completo. Uma haste metálica,em contato com as folhas de ouro, atravessa arolha de cortiça da garrafa e termina (no exteriorda garrafa) numa esfera metálica. A garrafa érevestida no exterior por uma folha metálica(prata, estanho, etc), até cerca de 4/5 da suaaltura. Esta folha constitui a armadura externado condensador, funcionando as folhas de ourocomo a armadura interna.

Nos dois exemplares existentes no Museu deFísica, apenas restam vestígios da folha metálicaexterior.

Garrafa de Leiden (Cont.)

A armadura interna da garrafa pode sercarregada ligando-a a uma máquina eletrostática(que produz eletricidade estática por fricção),enquanto a armadura externa permanece ligadaà terra. Desta forma, as duas armaduras sãoeletrizadas, adquirindo cargas de sinal contrário.Uma violenta descarga elétrica pode serobservada utilizando-se um excitador elétrico,tocando com uma das suas extremidades naarmadura externa e aproximando a outra daesfera condutora ligada à armadura interna.

Goniómetro de aplicação


55x120x8 mm // latão

‘’Os rectilíneos de diedros medem-se com umgoniómetro, cujo modelo mais simples é ogoniómetro de aplicação ou de contacto. É umtransferidor com uma régua móvel em tôrno docentro do transferidor. Para medir o rectilíneo deum diedro leva-se o goniómetro ao contacto comas faces do diedro, colocado entre a régua móvele o bordo rectilíneo do goniómetro, de modo queo plano dêste seja normal à aresta do diedro. Ovalor do rectilíneo é dado pela posição da réguano bordo circular do goniómetro’’.

(transcrito de A. Ferreira, Trabalhos Práticos deFísica, Livraria Sá da Costa, Lisboa 1936)

Hemisférios de Magdeburgo


237x102x102 mm // metal

‘’Hemispherios de Magdebourg. – Fig. 125. Oapparelho que tem este nome serve para mostraras pressões em todos os sentidos em uma massagazosa. Consta de dois hemispherios ôcos demetal, que se podem sobrepor exactamente umsobre o outro, ajustando-se bem por meio deuma rodella de coiro ensebada; um d’elles temum canal com uma torneira.

Hemisférios de Magdeburgo (Cont.)

Extraindo o ar do interior dos hemispherios pormeio da machina pneumatica e fechando atorneira, observa-se que para os separar épreciso exercer um enorme esforço, porque apressão exercida pelo ar exterior, em todos ossentidos, comprime-os um de encontro ao outro;abrindo porém a torneira, o ar entra para dentroe vae exercer pressões em sentido contrário às doar exterior que assim se equilibram, de modo queos hemispherios separam-se facilmente.

Quando os hemisférios dentro dos quaes se faz ovácuo, são grandes, duas pessoas puxando porelles não os podem separar.

Hemisférios de Magdeburgo (Cont.)

Se tiverem de diâmetro 0,5m, depois de feito ovacuo, resistem, sem se separarem, à acção dequatro vigorosos cavallos atrellados dois a cadahemispherio e puxando em sentido contrario, fig.126’’.

(transcrito de F. Fonseca Benevides, Noções dePhysica Moderna, 3ª edição, Tipographia daAcademia Real das Sciencias, Lisboa, 1880).

Higrómetro de Saussure


255x65x17 mm // madeira, metal, vidro emercúrio

O higrómetro de Saussure permitia determinarrapidamente, embora com pouca precisão, ahumidade relativa do ar atmosférico. Éconstituído por um cabelo c, previamentedesengordurado, esticado sobre uma placa demadeira (fig. 336); o cabelo alonga-se com ahumidade e encolhe com a secura do ar. Presona extremidade superior, este cabelo enrola-senuma roldana com duas golas o, à qual se fixapela outra extremidade.

Higrómetro de Saussure (Cont.)

O eixo da roldana possui uma agulha que semove sobre um quadrante graduado. Quando ocabelo encolhe a sua contração levanta a agulha;quando se alonga um contrapeso p fá-lo descer.Este aparelho é graduado por comparação comum higrómetro de condensação.

(baseado em A. Ganot, F. Maneuvrier, TraitéÉlémentaire de Physique, 25ème édition, LibrairieHachette et Cie., Paris, 1913)

NOTA: O aparelho existente já não funciona pois,tanto o cabelo, como o contrapeso p, já nãoexistem.

Máquina a vapor de cilindro vertical



O modelo da máquina a vapor de cilindrovertical é constituído por uma caldeira cilíndricavertical na parte inferior da qual se situa afornalha. Na base superior da caldeira, além dachaminé, estão inseridos uma válvula desegurança e um tubo que serve para transportaro vapor de água até um cilindro, em latão,situado lateralmente junto da base da caldeira.

Máquina a vapor de cilindro vertical (Cont.)

O movimento de vaivém do êmbolo no interiordeste cilindro é transmitido, através de um veiovertical ascendente, a um excêntrico existente naparte superior da caldeira, que, por sua vez, otransforma em movimento de rotação e otransmite, por intermédio de um outro veiohorizontal, a um volante, situado ao mesmo nívelmas do outro lado da caldeira. Neste volantefixa-se uma roda menor, com ele concêntrica,que possui um sulco na sua periferia por ondepode passar uma corrente de transmissão,permitindo transmitir o movimento do volante auma máquina exterior qualquer.

Máquina a vapor marítima de dois cilindros



Trata-se de um modelo de uma máquina a vapormarítima de dois cilindros que é constituído por:

- Uma caldeira ou gerador de vapor;

- Dois cilindros verticais, onde se expande ovapor proveniente da caldeira, ecorrespondentes sistemas de bielas emanivelas, que transformam em movimentode rotação o movimento de vaivém dosêmbolos, transmitindo-o às rodas;

- Duas rodas munidas de pás que constituem osistema de propulsão do barco.

Todo o conjunto assenta numa plataforma demadeira.

Máquina de elevação da água



A máquina de elevação da água destina-se aelevar a água de um nível para o outro superior.É constituída por uma roda cilíndrica, oca,dividida interiormente em várioscompartimentos e que pode rodar em torno deum eixo horizontal. Para tal, possui umamanivela acionada por uma roda dentada que,por sua vez, engrena nos dentes existentes naperiferia de uma das faces da roda.

Máquina de elevação da água (Cont.)

Este conjunto, encontra-se suspenso sobresuportes que se apoiam no fundo de umreservatório retangular que se pode encher deágua. Quando se faz girar a roda, e devido à suaconfiguração, cada um dos seuscompartimentos, no decurso deste movimento,mergulha no referido reservatório e retira desteuma certa massa de água que em seguidatransporta para um nível superior.

Máquina magneto-elétrica



Uma máquina magneto-elétrica é um geradorde corrente elétrica, que transforma a energiacinética associada ao movimento de rotação deuma bobina, em energia elétrica. É, portanto, umprecursor dos dínamos atuais. Uma dasprimeiras máquinas magneto-elétricas foiinventada por Edward M. Clarke, um construtoringlês de instrumentos científicos, pouco depoisda descoberta do fenómeno da induçãoeletromagnética pelo físico e químico inglêsMichael Faraday (1791-1867). Faraday mostrouque o movimento de uma bobina condutora numcampo magnético pode induzir o aparecimentode uma corrente elétrica nas suas espiras.

Máquina magneto-elétrica (Cont.)

O exemplar existente no Museu de Física éconstituído por um magnete em U, fixo,montado sobre um suporte de madeira. Entre ospolos do magnete e paralelamente a estes, existeum veio metálico horizontal, ao qual estáacoplada uma bobina constituída por umnúmero elevado de espiras de material condutor,isoladas entre si; o eixo das espiras éperpendicular ao veio. O veio termina numaroldana que pode ser posta em rotação fazendo-se girar manualmente a grande roda verde, pormeio de uma manivela (em falta), movimentoesse que é transmitido à roldana por uma correia(também em falta).

Máquina magneto-elétrica (Cont.)

Quando a bobina roda, varia o ângulo entre oeixo das espiras que a constituem e a direção docampo magnético e, consequentemente, varia ofluxo da indução magnética criada pelo magneteatravés das espiras. De acordo com a lei daindução de Faraday, essa variação de fluxo dáorigem ao aparecimento de uma correnteelétrica induzida nas espiras. Fazendo girar amanivela sempre no mesmo sentido, obtém-seuma corrente elétrica alternada, cuja intensidadeserá proporcional à velocidade angularimprimida à bobina.

Máquina pneumática

Fabricante: Arthur Pfeiffer Wetzler

314x257x357 mm // ferro e madeira



Na ideia do seu inventor, Otto Gueric, a máquinapneumática era destinada a fazer o vácuo numrecipiente fechado. Reconhecendo-se aimpossibilidade de com ela extrair todo o ar aícontido pode dizer-se que é um aparelho destinadoa rarefazer o ar (ou outro gás) contido numrecipiente fechado.

Máquina pneumática (Cont.)

O aparelho existente é constituído essencialmentepor uma bomba rotativa, acionada por umamanivela adaptada a um volante. A bomba situa-sedebaixo duma plataforma metálica circular (aplatina) sobre a qual pode assentarhermeticamente uma campânula de vidro e nocentro da qual existe um orifício que comunica como canal de aspiração da bomba.

Três campânulas de vidro de diferentes dimensõesconstituem os acessórios deste aparelho.

Uma destas campânulas permite a realização deexperiências elétricas no vácuo. Outra dascampânulas possui no seu interior uma campainhacomunicando com dois terminais exteriores paraligação a um gerador de corrente elétrica.

Máquina pneumática (Cont.)

Quando se rarefaz o ar no interior da campânulacom a campainha a tocar, observa-se que aintensidade do som vai diminuindo à medida quetambém diminui a pressão do ar rarefeito e quedeixa mesmo de se ouvir quando se atinge umacerta rarefação, provando-se assim que o som nãose propaga no vácuo.

(baseado em F. J. Sousa Gomes, Álvaro R .Machado, Elementos de Física Descritiva, LivrariaCruz-Editora, Braga, 1918)

Mesa de AmpèreFabricante: Dr. Stöhrer u. Sohn, Physikalische undChemische Lehrmittel, Ausgabe IX, Leipzing, nº5305 do respetivo catálogo

405x260x160 mm // metal, madeira e fiocondutor isolado

A mesa de Ampère é um aparelho destinado ademonstrar a ação de um campo magnéticosobre correntes elétricas de diferentesgeometrias, baseado em aparelhos didáticosdesenvolvidos pelo físico e matemático francêsAndré Marie Ampère (1775-1836).

O aparelho existente no Museu de Física permiteobservar o efeito do campo magnético criado porcondutores fixos percorridos por uma correnteelétrica, sobre condutores amovíveis, igualmentepercorridos por correntes elétrica e que podemrodar em torno de um eixo vertical.

Mesa de Ampère (Cont.)

Os condutores fixos, dispostos sobre uma basede madeira, consistem numa bobina de eixovertical, enrolada sobre um suporte (também demadeira) e em fios retilíneos, com diferentesorientações. Os condutores amovíveisapresentam diferentes formas: quadrada,retangular, solenoidal, etc. e podem sercolocados em equilíbrio sobre um eixo vertical(coincidente com o eixo da bobina fixa), por meiode um apoio de ponta aguçada, que lhes permiterodar com atrito reduzido em torno desse eixo.Cada extremidade destes condutores mergulhanum de dois suportes semicirculares de madeira,sem comunicação, onde existe um condutorlíquido (mercúrio, por exemplo); nestes suportesmergulham igualmente fios de cobre destinadosa conduzir a corrente elétrica até aos condutoresamovíveis.

Mesa de Ampère (Cont.)

Assim, esta construção permite a rotação doscondutores amovíveis por ação das forças ebinários magnéticos que sobre ele seestabelecem.

Um comutador montado sobre a base demadeira permite inverter os sentidos da correnteelétrica.

Modelo de luneta astronómica

Fabricante: Max Khol A. G., Appareils dePhysique, nº 100, Tome III, Chemnitz, Allemagne,nº 89228 do respetivo catálogo


O existente é um banco de ótica emodelo deluneta astronómica m miniatura. É constituídopor uma régua horizontal, de madeira, apoiadanum suporte pintado de negro. Sobre esta réguaestão montadas duas pequenas lentesconvergentes, a objetiva e a ocular, e doispequenos discos com um orifício circular central(diafragmas), um entre as duas lentes e outrodepois da ocular. Todos estes dispositivos sãofixos exceto a ocular que pode sofrer pequenosdeslocamentos na direção do eixo ótico.

Modelo de luneta astronómica (Cont.)

A superfície superior desta régua está pintada debranco e tem desenhada a trajetória dos raiosluminosos, apresentando ainda as seguintesinscrições Gegenstandsweite a=3m e Bildweiteb=25cm.

Luneta astronómica. – A luneta astronómica,usada para observação dos astros, é constituídapor uma objetiva e uma ocular, ambasconvergentes, com o mesmo eixo principal,sendo grande a distância focal da objetiva epequena a da ocular para que a imagem finalseja muito grande. Com efeito, demonstra-seque a ampliação da luneta astronómica ésensivelmente igual ao cociente f1/ f2 dasdistâncias focais, respetivamente, da objetiva eda ocular.

Modelo de luneta astronómica (Cont.)

Na figura 284 está representada a construção daimagem dada por uma luneta astronómica.Como o objeto está muito afastado, a suaimagem forma-se em A1B1 no plano focal daobjetiva. Esta imagem é real, invertida e tantomaior for a distância focal da objetiva. A ocularfunciona como lupa e dá uma imagem A2B2,virtual, aumentada, mas invertida em relação aoobjeto, que é irrelevante no caso dasobservações astronómicas.

(baseado em Cours de Physique, 1ére, 2ème et 3ème

Années, par une Reunion de Professeurs, LibrairieGeneral J. Gigord, Paris)

Modelo de luneta de Galileu


215x120x160 mm // lentes de vidro, madeira emetal

Este modelo de luneta de Galileu é análogo aosmodelos de luneta astronómica e de lunetaterrestre já apresentados. Neste caso existemapenas duas lentes, uma divergente (a ocular) eoutra convergente (a objetiva), não existindo osdiafragmas que aparecem nas outras lunetas.

Apresenta ainda as seguintes inscrições:

Gegenstandsweite a=3m e bildweite b=25cm.

Modelo de luneta de Galileu (Cont.)

Luneta de Galileu. – É uma luneta terrestre comuma ocular divergente; fornece uma imagemdireita sem ser necessário empregar o sistemade lentes para inverter as imagens de modo acoloca-las direitas, usado na luneta terreste.

Na figura 286 representa-se a formação dasimagens numa luneta de Galileu.

(baseado em Cours de Physique, 1ére, 2èmeet 3ème


Modelo de luneta terrestre



O modelo desta luneta terrestre é análogo ao daluneta astronómica, também referido. Noentanto difere no número de lentes e dediafragmas que possui: três lentes convergentes(objetiva, ocular e uma lente intermédia); e trêsdiafragmas (dois entre cada par de lentes e outrodepois da ocular). Apresenta ainda as seguintesinscrições: Gegenstandsweite a=3m e bildweiteb=25cm.

Modelo de luneta terrestre (Cont.)

Luneta terrestre: - A luneta terrestre é destinadaà observação de objetos terrestres e não é maisdo que uma luneta astronómica onde seintercalou, entre e objetiva e a ocular, umsistema de lentes com a função de inverter asimagens de modo a colocá-las direitas.

Este sistema provoca uma perda de luz eaumenta o comprimento do instrumento.

(baseado em Cours de Physique, 1ére, 2ème et 3ème


Modelo de uma nora



A nora, fig. 231, é um dispositivo, usado paraelevar água, que se compõe de uma cadeia semfim formada de barras de ferro articuladas ondese suspendem os alcatruzes. A esta cadeira pode-se imprimir movimento de rotação porintermédio de uma engrenagem de duas rodasdentadas acionada por uma manivela. Osalcatruzes possuem numa das suas faces lateraisum tubo, por onde entra (ou sai) a água e ainda,junto do funo, um orifício que permite a saída(ou a entrada) de ar necessária para o seuenchimento (ou esvaziamento).

Modelo de uma nora (Cont.)

Os alcatruzes, mergulhando num reservatórioexistente junto da base do dispositivo, retiramágua deste e, no seu movimento, transportam-na atá a lançar num depósito localizado na partesuperior do aparelho.

(baseado em F. Fonseca Benevides, Noções dePhysica Moderna, 3ª edição, Typographia daAcademia Real das Sciências, Lisboa 1880)

Modelo duma locomotiva a vapor



Locomotiva a vapor – A elevada pressão queadquire o vapor de água quando atinge altastemperaturas permite empregar esta pressãocomo força motriz nas máquinas a vapor. Um dosórgãos desta máquina é o cilindro. Neste move-se um êmbolo E, preso a uma haste F (fig. 388)que, pela outra extremidade, se articula com aspartes da máquina que se têm que por emmovimento. O movimento de vaivém do êmboloobtém-se fazendo atuar o vapor,alternadamente, sobre as suas duas faces, o queé conseguido através de um órgão adjacente aocilindro, denominado distribuidor de gaveta.

Modelo duma locomotiva a vapor (Cont.)

A transforação do movimento de vaivém doêmbolo em movimento de rotação do eixo, ondeestão fixadas as rodas, faz-se por meio da biela Ie manivela M. Outro órgão essencial da máquinaa vapor é a caldeira ou gerador de vapor. Naslocomotivas a vapor a caldeira é tubular (fig.390), constituída por um grande recipientecilíndrico de ferro, que contém a água,atravessado por numerosos tubos de aço ou decobre, pelos quais passam os gases quentesproduzidos na fornalha F, que cedem calor àágua circundante, saindo pela chaminé C.

(baseado em F. J. Sousa Gomes e Álvaro R.Machado, Elementos de Física Descritiva, 6ªedição, Livraria Cruz-Editora, Braga 1918).

Molinete


185x200x142 mm // ferro e madeira

O molinete, fig. 151, é um aparelho em ferro,constituído por um cilindro em torno do qual seenrola uma corda. Na extremidade da cordaprende-se o corpo que se pretende elevar. Ocilindro é solitário com uma roda dentada queengrena num carrete (também este uma rodadentada de menor diâmetro), a cujo eixo estáfixa uma manivela. A estrutura em que se insereo aparelho é um suporte de ferro apoiado numabase de madeira.

Molinete (Cont.)

Do ponto de vista da Estática, o aparelhocompõe-se de dois cilindros simples (fig. 152). Oprimeiro cilindro, de eixo O, é constituído pelamanivela e o carrete dentado.

Sejam P a força potente, que atuaperpendicularmente à manivela OM; P’1 a forçaresistente que se opõe ao movimento do carrete,por intermédio da reação dos dentes de roda.

Na condição de equilíbrio tem-se:

PP′1

=rl

(1)

Molinete (Cont.)

O segundo cilindro, de eixo O’, é constituído pelaroda dentada e pelo cilindro onde se enrola acorda. A força potente P1 é igual à reação P’1 (emvalor absoluto).

Tem-se:

P1 ou P′1Q

=r′R

(2)

Multiplicando (1) e (2) membro a membro:

PQ

=r r′R l

Molinete (Cont.)

A força potente é muito menor que a forçaresistente.

(traduzido de E. Gabriel, Précis de Mécanique,Maison A. Mame Et Fils – Imprimeurs/Éditeurs,Tours, 1916)

Motor elétrico



Um motor elétrico é um dispositivo que converteenergia elétrica em energia mecânica.

No exemplar existente no Museu de Física, oprincípio de funcionamento baseia-se na atraçãoexercida pelo campo magnético criado por umeletroíman sobre as barras de ferro da armadura,que tem a forma de uma estrela hexagonal.

Uma descrição pormenorizada do motor e doseu funcionamento pode ser encontrada na obrade F. F. Benevides (fig. 568):

‘’Consta de um electro-iman E com umaarmadura formada de barras de ferro macio dfixas a um eixo vertical b que pode tomarmovimento de rotação.

Motor elétrico (Cont.)A corrente entra em a, vae a uma lamina ou mola m,roda dentada n, eixo b, electro-iman E, e d’este passaá columna a’, d’onde volta á pilha; só porém estáfechado o circuito quando a mola m toca em algumdente da roda n; n’esta occasião a corrente passa, oelectro-iman magnetisa-se, e a armadura, sendoatraída, toma movimento de rotação; quando porémalguma das barras passa defronte dos pólos, a mola mfica entre dois dentes da roda, interrompe-se acorrente, desmagnetisa-se o electro-iman, e aarmadura continua o seu movimento de rotação pelavelocidade adquirida, até que a mola m toque emalgum dente da roda e de novo se estabeleça acorrente, e assim successivamente o eixo b adquire umcontinuado movimento de rotação, que por meio docarrete c se pode transmitir para onde preciso for’’.

(Transcrito de F. Fonseca Benevides, Noções dePhysica Moderna, 3ª edição, Typographia daAcademia Real das Sciencias, Lisboa, 1880?

Motor elétrico gira-tubos



O motor elétrico gira-tubos é um dispositivodestinado a fazer girar os tubos de Geissler quelhe são acoplados, em torno de um eixohorizontal. Como qualquer motor elétrico,converte energia elétrica em energia mecânica.

Tal como para o outro modelo de motor elétricoexistente no Museu de Física, o princípio defuncionamento assenta na atração exercida pelocampo magnético criado por um eletroímansobre uma armadura de ferro que, neste caso,roda em torno de um eixo horizontal. Omovimento da armadura é comunicado ao eixo aque estão acoplados os tubos de Geissler.

Nónio curvilíneo

Fabricante: Desconhecido, análogo ao nº 1551do catálogo Dr. Stöhrer u. Sohn, Physikalischeund Chemische Lehrmittel, Ausgabe IV, Leipzig


O nónio curvilíneo é constituído por uma escalagraduada em graus (unidades de medida deângulos) em forma de arco de circunferência, àqual está adaptado um nónio sexagesimal quepermite avaliar frações da menor divisão destaescala.

Ovo elétrico


O ovo elétrico é um aparelho que permitemostrar descargas elétricas em gases adiferentes pressões. Foi utilizado sobretudo nasegunda metade do séc. XIX, sendo umantecessor dos modernos sinais luminosos denéon, das lâmpadas fluorescentes e da luzestroboscópica.

É constituído por um vaso oval de vidro, nointerior do qual existem duas hastes condutorasverticais, em latão, que terminam em duasesferas do mesmo material, separadas por umadistância de 1 cm.

Ovo elétrico (Cont.)

A base do ovo observada na fotografia, tambémem latão, serve unicamente para suporte eexibição; em funcionamento, esta base deve serdesacoplada e a válvula de latão, que seencontra na extremidade inferior do ovo, é ligadaa uma bomba de vácuo, a fim de ser retirado o ardo interior do ovo.

A haste inferior, ligada à bomba de vácuo, atuacomo uma ligação à terra. A haste superiortermina num gancho que, ligado a uma máquinaeletrostática, permite e sua eletrização. Estaeletrização provoca descargas elétricas entre asduas esferas metálicas no interior do ovo.

Ovo elétrico (Cont.)De acordo com o catálogo do Real Gabinete deFísica da Universidade de Coimbra:

‘’Quando o ar contido no interior do vaso seencontra a uma pressão próxima da pressãoatmosférica, nota-se o aparecimento de traçosluminosos, que se ramificam como um relâmpagoa partir de uma linha luminosa mais intensa.

Quando se rarefaz o ar no interior do ovo, asdescargas são menos sinuosas e apresentam-sesob a forma de um elipsoide luminoso, de corvioleta. Este elipsoide costumava ser designado porovo elétrico, ou ovo filosófico, daí o nome dado aoinstrumento’’.

(transcrito de O Engenho e a Arte – Colecção deInstrumentos do Real Gabinete de Física, FundaçãoCalouste Gulbenkian, Lisboa, 1997)

Palmer com passo de parafuso de 0,5 mm

Fabricante: Moore Et Wright – Sheffield, England


O palmer, ou compasso de espessura, emprega-se para medir espessuras de lâminas e diâmetrosde fios ou tubos.

É constituído por um parafuso micrométrico P(fig. 8), que gira numa porca existente em umdos ramos, R, de uma peça metálica com a formade estribo. No outro ramo, R’, do estribo, há umaespera b, a que deve encostar a ponta, a, doparafuso.

O parafuso tem um disco, ou um tambor T, nobordo do qual existe uma graduação G, quepermite avaliar as frações de volta. O número devoltas completas é indicado por uma escala E,cujas divisões são iguais ao passo do parafuso.

Palmer com passo de parafuso de 0,5 mm (Cont.)

Antes de efetuar qualquer medição com oinstrumento, começa-se por dar uma rotação de360º ao tambor, fazendo a leitura dodeslocamento indicado na escala retilínea,determinando assim o denominado passo deparafuso p. Se for n o número de divisões daescala circular G do tambor T, o valor N dodeslocamento de translação correspondente auma divisão do tambor, que se denominanatureza do parafuso, é N=p/n. Esta natureza doparafuso é o menor comprimento que se podemedir exatamente com o parafuso.

Para medir a espessura de um corpo com esteinstrumento encosta-se o corpo, cuja espessurase pretende medir, à espera b, e faz-se rodar acabeça do parafuso até levar a ponta deste, a, aocontato com o corpo, sem forçar o instrumento.

Palmer com passo de parafuso de 0,5 mm (Cont.)

Lêem-se, na escala retilínea E, o número devoltas, e na escala circular G do bordo do tambor,as frações de volta.

Retira-se o corpo e ajusta-se a ponta a doparafuso à espera b; fazem-se novas leituras,agora sem o corpo. A diferença das duas leituras,com o corpo e sem o corpo, dá um valor daespessura que se pretende determinar.

(baseado em A. Guerreiro, R. Seixas, TrabalhosPráticos de Física, Porto Editora)

Parafuso de ArquimedesFabricante: Les Fils d’Émile Deyrolle, Paris, nº4277 do respetivo catálogo


O parafuso de Arquimedes serve paratransportar água de um nível para outro superior.

‘’Parafuso de Archimedes – Fig. 230. Consta deum tubo ou canal em espiral, montado sobre umeixo que tem uma inclinação de 30º a 45º, aoqual se dá movimento de rotação por meio deuma manivella; a parte inferior do canalmergulha na água do reservatório; em virtude domovimento de rotação, a água que se acha naparte inferior de uma das voltas da espiral, peloseu peso, tende a descer, e, como esta parte davolta do canal passa a tomar a posição superior, aágua desce para a volta immediata da espiral,volta que fica mais acima da anterior;

Parafuso de Arquimedes (Cont.)

assim sucessivamente, a água, descendo pelo seupeso, sobre no interior do canal helicoidal e saepela extremidade superior; em cada revolução damachina, a água avança dentro do canal umaextensão egual ao passo do parafuso. A águaoccupa sempre a parte inferior das voltas daespiral; por cima existe ar’’.


NOTA: No aparelho existente a água estáconfinada a um tubo de vidro que acompanha asvoltas do parafuso.

Pêndulo elétrico de bola de sabugueiro com suporte isolante


470x150x80 mm // cordel, madeira, metal evidro

O pêndulo elétrico de bola de sabugueiro comsuporte isolante destina-se a demonstrarfenómenos de atração e repulsão eletrostática.

Pesa Cartas



‘’Pesa-cartas. – A figura representa um génerode balança muito usado para pesaraproximadamente pequenos corpos,nomeadamente cartas e amostras para seremexpedidas pelo correio, e por isso se chama pesa-cartas. No modêlo figurado, uma alavancainterfixa AFB, de braços desiguais, é móvel emvolta dum eixo horizontal F. À extremidade A dobraço FA está articulado um prato P, onde secoloca o corpo a pesar; na outra extremidade Bestá uma massa cujo pêso equilibra o corpocolocado em A, determinando um ângulovariável, acusado num quadrante BC por umponteiro.

Pesa Cartas (Cont.)

A graduação do aparelho pode fazer-seempiricamente, colocando no prato A a série depêsos que a balança é destinada a acusar emarcando as indicações correspondentes noquadrante’’.

(transcrito de F. J. Sousa Gomes, A. R. Machado,Elementos de Física Descritiva, 6ª edição, LivrariaCruz, Braga, 1918)

Picnómetros


82x36x36 mm // vidro

O picnómetro, fig. 104, é um pequeno frasco devidro fino, tapado por uma rolha esmerilada eoca, continuada por um tubo capilar aberto naextremidade superior. É utilizado paradeterminar a densidade (relativa) de corpossólidos ou de líquidos.

Para determinar a densidade dum corpo sólidoprocede-se do seguinte modo. Enche-se o frascocom água destilada até ao bordo superior dotubo capilar, enxugando o resto com um pano epapel de filtro. Coloca-se num prato de umabalança juntamente com o corpo, de que sepretende determinar a densidade, equilibrandotudo com tara no outro prato da balança.

Picnómetros (Cont.)

Depois, tira-se o corpo e substitui-se por massasmarcadas até restabelecer o equilíbrio. A somadestas massas m dá amassa do corpo no ar.

Sem modificar a tara, tiram-se as massasmarcadas e introduz-se o corpo no frasco,estabelecendo o afloramento da água até aobordo superior do tubo capilar, comoprecedentemente. Colocando depois o frasco nomesmo prato da balança, é preciso juntar-lhe,para restabelecer o equilíbrio, massas marcadascuja totalidade representa a massa m1 dumvolume de água igual ao volume do corpo.


Como a densidade é a razão entre massas devolumes iguais do corpo considerado e do queserviu para termo de comparação (neste casoágua pura a 4ºC), a densidade pretendidadetermina-se por:

d = mm1

O mesmo frasco pode servir para determinar adensidade dum líquido. Começa-se pordeterminar a massa do frasco, primeiro vazio, edepois cheio do líquido que se estuda, até aobordo superior do capilar; a diferença das duasmassas dá a massa m dum dado volume delíquido.


Esvazia-se depois o frasco, lava-se e enche-secom água destilada até ao mesmo bordosuperior do capilar e determina-se a massa.

A diferença entre esta e a primitiva (do frascovazio) dá a massa m1 dum volume de água igualao mesmo volume do líquido que se estuda. Adensidade relativa do líquido é igualmentedeterminada pela equação anterior.

(baseado em F. J. Gomes, A. R. Machado,Elementos de Física Descritiva, 6ª edição, EditoraLivraria Cruz, Braga 1918)

Pilha de Grenet


320x130x130 mm // vidro, metal e carvão

A pilha de Grenet, fig. 486, à semelhança da pilhade Volta, destina-se a converter a energia química,gerada por uma reação química, em energiaselétrica. Foi desenvolvia pelo operário francêsGrenet (cerca de 1856), tendo sido muito utilizadano final do séc. XIX para usos domésticos elaboratoriais (nomeadamente pelo inventoramericano Thomas A. Edison (1847-1931)).

É constituída por uma garrafa de vidro no interior daqual se encontram duas lâminas de carvão, queconstituem o elétrodo positivo, e uma lâmina dezinco, central, que constitui o elétrodo negativo.

Pilha de Grenet

O eletrólito é uma solução aquosa de dicromato depotássio e ácido sulfúrico, em partes iguais.

Para se evitar a corrosão do elétrodo de zincoquando a pilha não está em uso, este deve serretirado da solução eletrolítica por meio da hastemetálica existente no exterior da garrafa.

Pilha de Volta


140x115x115 mm // metal, tecido e madeira

A pilha de Volta é um dispositivo que converte aenergia química gerada por uma reação química deoxidação-redução, em energia elétrica. Foiinventada pelo físico italiano Alessandro Volta(1745-1827), sendo a predecessora das modernascélulas voltaicas.

Consiste num empilhamento de discos de cobre ezinco sobrepostos1 (elétrodos), estando cada par dediscos separado dos restantes por um materialporoso (que pode ser tecido, cartão ou couro)embebido numa solução ácida (eletrólito).

Pilha de Volta (Cont.)

Os discos das extremidades (um de zinco e um decobre) estão munidos de dois bornes aos quaispodem ser ligados outros dispositivos, por forma aconstituir-se um circuito elétrico fechado; quandotal acontece, desencadeia-se uma reação química aodecurso da qual os anéis de cobre se reduzem, aoreceber esses mesmos eletrões; a condução elétricaentre os diferentes pares de elétrodos é asseguradapela condução dos iões presentes no eletrólito.Assim, a pilha de Volta fornece uma correnteelétrica contínua ao circuito onde se integra.

Pilha de Volta (Cont.)

A configuração da pilha de Volta corresponde, naprática, a uma associação em série de várias célulasvoltaicas (uma por cada par de elétrodos), pelo quea força eletromotriz (f.e.m) é proporcional aonúmero de pares de elétrodos usados; a f.e.mdepende igualmente dos materiais que constituemos elétrodos, da concentração do eletrólito e dascondições de pressão e temperatura existentes.

1 10 pares no caso da pilha existente no Museu deFísica

Pilha termoelétrica

Fabricante: W. M. Welsh Scientific Company,Laboratory Apparatus and Supplies for Physics andChemistry, Catalog ‘’G’’, Chicago, 1922, nº 1747 dorespetivo catálogo


A pilha termoelétrica é um dispositivo que permitedemostrar o efeito de Seebeck. Este fenómeno,descoberto pelo físico alemão Thomas Seebeck(1770-1831), consiste no aparecimento de umaforça eletromotriz num circuito constituído por doismetais diferentes quando os pontos de união entreos metais se encontram a temperaturas distintas.

O presente dispositivo é constituído por uma lâminade cobre, de perfil retangular, cujas extremidades seencontram soldadas a uma base de zinco, formandoum circuito fechado.

Pilha termoelétrica (Cont.)

No centro deste conjunto e montada sobre orespetivo suporte, existe uma agulha magnética quepode rodar num plano horizontal. Ao aquecer umadas junções entre os metais, estabelece-se umacorrente elétrica através do circuito; esta correnteelétrica cria um campo magnético que, de acordocom a lei de Biot-Savart, é perpendicular ao planodo circuito, provocando a rotação da agulhamagnética. A agulha roda até ficar paralela aocampo magnético total, que é a soma do campomagnético criado pela corrente elétrica e dacomponente horizontal do campo magnéticoterrestre.

Pirómetro de Quadrante

Fabricante: Les Fils d’Émile Deyrolle, nº 4243 dorespetivo catálogo

232x400x145 mm // cobre, ferro, madeira e metal

O pirómetro de quadrante serve para observar ecomparar a dilatação linear de diferentessubstâncias que, por ser muito pequena, é difícil deobservar diretamente. Fazem parte deste aparelhoduas hastes: uma de cobre e outra de ferro. Oprincípio do seu funcionamento é o seguinte:

Considere uma haste metálica A (fig. 537), que sefixa numa das suas extremidades por meio de umparafuso de pressão B, enquanto que a outra ficalivre e em contato com o braço menor dumaalavanca K, que se move sobre um quadrante.

Pirómetro de Quadrante (Cont.)

Debaixo da haste existe um reservatório no qual sequeima álcool. O ponteiro K encontra-seinicialmente na posição zero do quadrante; mas, àmedida que a haste se aquece, vai subindo comoconsequência da dilatação linear da haste.

(Traduzido de A. Ganot, G. Maneuvrier, TraitéÉlémentaire de Physique, 21ére édition, LibrairieHachette et Cie., Paris, 1894)

Pirómetro de Wedgwood


25x192x75 mm // argila, madeira e latão

‘’Pyrometro de Wedgwood.- Fig. 274. Serve esteinstrumento para avaliar temperaturasexcessivamente elevadas. Funda-se na curiosapropriedade que tem a argilla de se contrair, emlogar de se dilatar, quando se expõe a altastemperaturas.

Consta o pyrometro de Wedgwood de uma placa delatão, à qual estão fixas tres barras; o comprimentode cada uma é meio pé inglez; as duas primeiras sãodistantes uma da outra 6 linhas em um extremo e 5no outro; a segunda e a terceira continuam aaproximar-se de modo que distam em um extremo 5linhas e no outro 4.


As duas barras lateraes, cujo comprimento total é 1pé, e cuja inclinação de um extremo ao outro faz 2linhas, acham-se divididas em 240 graus.

Para usar d’este instrumento toma-se um cylindro deargilla a secco em uma estufa, e de tal grandeza quepenetre entre as barras até 0º do pyrometro; depoisexpõe-se a argilla no logar cuja temperatura sepretende avaliar; a argilla contrae-se; sendo entãointroduzida no intervallo das barras, penetra maisdentro; chega, por exemplo, a 15º, será atemperatura observada a que se expoz a argilla 15ºdo pyrometro.


Experiencias feitas por Wedgwood mostram que 0ºdo pyrometro corresponde a 580º centrigrados, eque cada grau do pyrometro corresponde a 72ºcentigrados, seria pois n’este exemplo a temperaturaobservada= 580+72x15= 1660º centigrados’’.


NOTA: Neste aparelho já não existe o cilindro deargila.

Planímetro de AmslerFabricante: J. Amsler (fornecedor Pimentel eCasquilho)

O planímetro polar de Amsler, fig. 1, é constituídopor dois braços metálicos LL’ e VV’, um dos quaistem na sua extremidade V uma ponta afiada, queserve para fixar esta extremidade num ponto doplano que contém a figura cuja área se pretendemedir. Para garantir que a ponta não se deslocainsere-se no braço, por cima da ponta, uma massapesada, um pequeno cilindro metálico. O pontoonde se fixa o braço serve de centro de rotação doinstrumento. Na extremidade L do braço LL’ há outraponta que vai percorrer o contorno da figura cujaárea se pretende medir. Ao percorrer-se estecontorno, uma roda R, que descansa sobre o planoda figura, vai rodar em torno dum eixo paralelo a LL’.

Planímetro de Amsler (Cont.)Esta roda possui um bordo metálico mais saliente eum tambor graduado que se desloca em frente deum nónio. O número completo de voltas que estaroda efetua pode ser lido numa escala existentenoutra roda horizontal D.

Para determinar uma área com este instrumentocomeçam por se ajustar as rodas D e R, fazendocoincidir o zero da roda D com o ponteiro existenteno braço LL’ e fazendo coincidir a divisão zero dotambor de R com o zero do nónio; espeta-se a pontaafiada da extremidade V num ponto do plano dafigura, mas exterior a esta; escolhe-se um ponto docontorno da figura e percorre-se com a ponta L todoeste contorno, no sentido do movimento dosponteiros do relógio, até regressar ao ponto inicialescolhido.

Planímetro de Amsler (Cont.)Lê-se diretamente na roda D e R o número de voltascompletas e frações de volta efetuadas por R. Comoa cada volta de R corresponde uma dada área, que éconhecida, fica assim determinada a áreapretendida.

Como acessório, o aparelho possui uma peça quepermite traças a circunferência que limita um círculode área exatamente conhecida, podendoestabelecer-se assim uma correspondência entre asleituras efetuadas com o aparelho e as áreasrespetivas.

Plano inclinado e disco


82x495x158 mm // madeira

O plano inclinado e disco é constituído por umatábua de madeira inclinada que se apoia numa dassuas extremidades noutra tábua vertical de pequenaaltura, sobre a qual pode rolar um disco (cilindro),igualmente de madeira.

Serve, e citando o seu fabricante, para demonstrarque, desde que um corpo se possa moverlivremente, ele deslocar-se-á até o seu centro degravidade se encontrar o mais baixo possível.

Quadro e pêndulo de Foucault


940x350x350 mm // fio, metal

O quadro e pêndulo de Foucault, fig. 55, é utilizadopara demonstrar a invariabilidade do plano deoscilação de um pêndulo. É constituído por umplano retangular metálico, ao qual se pode imprimirum movimento de rotação, em torno de um eixovertical, por intermédio duma engrenagem cónicaacionada por uma manivela. Do ponto médio dolado superior do quadro está suspenso um pêndulo,pertencendo o seu ponto de suspensão ao referidoeixo de rotação. Todo este conjunto é suportado porum tripé com parafusos niveladores.

Quadro e pêndulo de Foucault (Cont.)

Quando se faz oscilar o pêndulo no plano do quadroe se imprime um movimento de rotação lento aoaparelho, observa-se que o pêndulo conserva aposição do seu plano de oscilação que, entretanto,deixa de coincidir com o plano do quadro, uma vezque este vai rodando.

Foi, baseado na invariabilidade do plano deoscilação de um pêndulo, que Foucault provou, em1851, a existência do movimento de rotação daTerra, numa célebre experiência realizada em Paris.

(baseado no catálogo Les Fils d’Émile Deyrolle, Paris)

Radiómetro de Crookes

Fabricante: Max Kohl A. G., Appareils de Physique,nº 100, Tome III, Chemnitz, Allemagne, nº 91698 dorespetivo catálogo

315x62x62 mm // alumínio, mica e vidro

‘’Radiómetro de Crookes.- Fig. 359. Compõe-se deum pequeno molinete, formado de duas hasteshorisontaes e perpendiculares muito leves dealuminio, tendo nas extremidades 4 pás ou losangosverticaes de mica revestidos de um lado com negrode fumo. O molinete collocado sobre um fulcro,dentro de um pequeno ovo de vidro no qual se fez ovacuo, adquire movimento de rotação pela acção daluz, no sentido opposto às faces negras, e tanto maisrapido quanto mais intensa é a luz. A acção do calorobscuro tambem o faz mover. O frio produzmovimento em sentido contrario.

Radiómetro de Crookes (Cont.)

A teoria do radiometro ainda não é bem conhecida;varias explicações teem sido dadas; nenhumacompletamente satisfactoria…

Crookes explicou o movimento do radiometro pelaacção mecânica das radiações luminosas oucalorificas’’.


Como referia Fonseca Benevides a explicação para omovimento do radiómetro não era, à data,conhecida e a interpretação de Crookes sobre ofenómeno, referida por Benevides, é hojeconsiderada incorreta.

Radiómetro de Crookes (Cont.)

Atualmente admite-se ser a seguinte a explicaçãopara o funcionamento do radiómetro:

‘’No radiómetro de Crookes mais comum, omovimento das pás, que se efectua no sentido deafastar o lado negro das pás da fonte de radiação,resulta do facto de existir um aquecimento diferentedo gás residual junto às duas faces das pás, o queorigina um fluxo de gás entre a zona mais quente e azona mais fria. O atrito entre o gás e os bordos daspás é responsável pelo movimento de rotaçãomacroscópico’’.

(transcrito do artigo ‘’Uma formulação mais actualda Primeira Lei da Termodinâmica no 10º ano?’’, M.M. Cruz, J. Maia Alves, Gazeta de Física, 27(3),2014).

Reóstato

Fabricante: S. Grauer et Cie, Paris


O reóstato é um dispositivo de resistência elétricavariável que, quando intercalado em série numcircuito elétrico alimentado em tensão, permitevariar a intensidade da corrente elétrica que opercorre.

O reóstato existente no Museu de Física possui umaresistência elétrica constituída por cincoenrolamentos ligados em série, montados sobre umsuporte de madeira. A ligação a um circuito exterioré feita poe meio de dois bornes de cobre existentessobre o suporte de madeira. Um cursor metálicopermite selecionar a secção da resistência que éintercalada entre os dois bornes, dessa formafazendo variar o valor da resistência fornecido peloreóstato.

Reóstato (Cont.)

O cursor pode ser colocado em seis posiçõesdiferentes: na primeira dessas posições, à direita naimagem, não á contato elétrico entre os dois bornesde ligação ao circuito exterior, pelo que o reóstatose comporta como uma resistência infinita; nasegunda posição, a corrente elétrica que flui atravésdo reóstato tem de atravessar a totalidade daresistência elétrica disponível; na terceira posição, acorrente atravessa três dos cinco enrolamentos daresistência; na quarta posição, a corrente atravessadois enrolamentos; na quinta posição, a correnteatravessa apenas um dos enrolamentos; finalmente,na sexta e última posição, a corrente não atravessa aresistência elétrica e o reóstato comporta-seaproximadamente como um curto-circuito.

Roda de Barlow



A roda de Barlow, inventada pelo físico ematemático inglês Peter Barlow (1776-1862), foi umdos primeiros motores elétricos a ser construído,com o objetivo de transformar energia elétrica emenergia mecânica.

Os seus componentes fundamentais são uma rodadentada de sobre e um magnete, com a formaaproximada de uma ferradura. A corrente elétrica,contínua, é conduzida até ao eixo da roda pelosuporte metálico da própria roda; a corrente passaatravés dos dentes da roda para um contacto demercúrio, depositado num recipiente escavado nabase de madeira da roda, entre os polos domagnete.

Roda de Barlow (Cont.)

Uma fita metálica mergulha no mercúrio e asseguraa condução da corrente para fora do contato líquido.A interação entre a corrente na roda, radial, e ocampo magnético horizontal produzido pelomagnete dá origem ao aparecimento de uma forçatangencial sobre a roda, que a mantém em rotação.Note-se que uma roda perfeitamente circular, nãodentada, funcionaria exatamente do mesmo modo.

Roda de Barlow (Cont.)Explica F. Fonseca Benevides que a roda de Barlow:

‘’Consta de uma roda R com pontas que, no movimentode rotação que ella pode ter em torno de um eixohorisontal, mergulham successivamente em umacapsula com mercurio que se acha entre os ramos de ummagnete em ferradura. Um contacto metallicocommunica por meio da columna C com o eixo da roda, eoutro communica com a capsula de mercurio; fixandonestes contactos os electrodos da pilha vê-se a roda Rtomar movimento de rotação; seguindo a corrente amarcha indicada na figura, e estando o polo sul sverdadeiro do magnete á frente, é claro que omovimento de rotação terá logar no sentido da flecha f’’.

(transcrito de F. Fonseca Benevides, Noções de PhysicaModerna, 3ª edição, Typographia da Academia Real dasSciencias, Lisboa, 1880)

Rodas cónicas de transmissão de movimento



A roda cónica (fig. 87) é um aparelho constituído poruma engrenagem, formada por duas rodas dentadasD e D’, com uma configuração tal que permiteconverter um movimento de rotação em torno de umeixo perpendicular.

‘’As rodas dentadas podem transformar ummovimento de rotação noutro, também de rotação,mas com o eixo perpendicular ao primeiro; para issoos dentes (destas rodas) devem estar numa superfíciecónica em vez de cilíndrica, como a figura 87 indica’’.

(transcrito de F. J. Sousa Gomes, A. R. Machado,Elementos de Física Descritiva, 6ª edição, EditoraLivraria Cruz, Braga 1918)

Rodas de pás articuladas



O modelo de rodas de pás articuladas, idênticas àsmencionadas na máquina a vapor marítima de doiscilindros, é constituído por duas rodas de pás sobreuma plataforma de madeira e representa o sistemade propulsão dos primeiros barcos que usaram aforça motriz do vapor de água.

Rodas de pás articuladas (Cont.)

Sobre os primeiros navios que usaram este sistemade propulsão recolheram-se os seguintes dados:

O ‘’Charlotte Dundas’’, construído por Symington, naEscócia, em 1801-2, que foi usado como rebocadornos canais de Forth e Clyde, foi um dos primeirosdestes navios.

Fulton, tendo testemunhado o sucesso deste navio,construiu, em 1807, no rio Hudson (U.S.A), o‘’Clermont’’.

(traduzido de Encyclopaedia Britannica, volume 20,edição de 1952)

Roldanas fixas, móveis e associações de roldanas fixas e móveis


550x650x205 mm // madeira, metal e fio

O aparelho existente destina-se ao estudo dascondições de equilíbrio nas roldanas fixas, roldanasmóveis e nas suas associações, talha e cadernal.

As roldanas em estudo estão suspensas de argolasexistentes numa trave horizontal de madeira,suportada por outras duas traves verticais fixasnuma base retangular, apoiada em quatro pés.

Estas roldanas são discos de latão, em cujasperiferias foram escavados sulcos, denominadosgolas, destinados a receber cordas. Os discos sãomóveis em torno de eixos centrais cujasextremidades se apoiam em peças metálicas queenvolvem os discos, denominadas alças.

Roldanas fixas, móveis e associações de roldanas fixas e móveis (Cont.)

Roldanas fixas – Nestas roldanas, fig. 1, a alçapossui um gancho por onde se suspende a roldana.Às extremidades da corda desta roldana aplicam-seduas forças: a que é preciso vencer, normalmente opeso dum corpo a elevar, de intensidade Q(denominada força resistente) e, na outraextremidade, a força necessária para equilibrar essepeso, de intensidade P, que é denominada forçapotente. Para que o sistema fique em equilíbrio teráque ser nula a soma dos momentos destas duasforças, em relação ao eixo de rotação (desprezandoo atrito na corda e no eixo). Se as duas forçasatuarem ambas na direção vertical esta condiçãoverificar-se-á quando as intensidades das forças,potente e resistente, forem iguais.


Portanto a condição de equilíbrio nestas roldanas é:

P = Q

Assim, na roldana fixa não há economia de esforço,apenas se transforma o esforço para elevar umcorpo num esforço de tração, mais fácil de executar.


Roldanas móveis – Na roldana móvel, fig. 2, o corpoa elevar, com um peso de intensidade Q, estásuspenso dum gancho existente na alça; uma dasextremidades da corda fixa-se a um suporte e àoutra extremidade aplica-se uma força potente deintensidade P.

Quando as forças de tração a que estão sujeitas asduas extremidades da corda são verticais, e se sedesprezar o peso da roldana, para haver equilíbrionesta roldana móvel é necessário que a forçapotente tenha uma intensidade P que é metade daintensidade da força resistente Q (peso do corpo).Isto é:

P = Q2


Talha - é uma associação de n roldanas móveis euma fixa, fig. 3. O fator multiplicador da talha é 2n .Isto significa que a intensidade P da força potente(aplicada à extremidade livre da corda), necessáriapara equilibrar a intensidade Q do peso do corposuspenso de uma das roldanas móveis, é 2n vezesinferior à intensidade do referido peso.

Assim, a condição de equilíbrio na talha é:

P = Q2n

n


Cadernal – Os dois cadernais existentes sãoconstituídos por dois conjuntos de roldanas; umfixo, preso à trave, e outro móvel, que tem o corposuspenso, fig. 4. Em cada um destes conjuntos, asextremidades dos eixos de rotação das roldanasapoiam-se numa só alça, sendo designados porcarriteis. No entanto as roldanas associam-se deforma diferente em cada um destes cadernais.

Num dos cadernais, as roldanas do carritel fixo têmas mesmas dimensões e o mesmo eixo de rotação;acontece o mesmo no carritel móvel. A corda vaipassando, sucessivamente e alternadamente, pelasgolas das roldanas dois carriteis, podendoconsiderar-se como verticais os segmentos de cordaentre os dois conjuntos de roldanas.


No outro cadernal, as dimensões das roldanas emcada conjunto já não são as mesmas, visto estasdimensões terem sido escolhidas e modo a que osdiferentes segmentos de corda, compreendidosentre as roldanas, fiquem paralelos entre si.Também, em cada um dos carriteis, móvel e fixo, asroldanas não têm o mesmo eixo de rotação.

Se for K o número de segmentos verticais de cordacompreendidos entre roldanas, o peso do corposuspenso da alça do carritel móvel, de intensidadeQ, está distribuído igualmente por estes ksegmentos.


Assim, para se obter o equilíbrio, deve aplicar-se àextremidade livre da corda, uma força potente cujaintensidade P é k vezes inferior à intensidade Q do pesodo corpo suspenso do carritel móvel, o que é traduzidopor:

P = Qk

Note-se que esta relação foi obtida considerandodesprezável o peso das roldanas móveis assim como oatrito nas cordas e nos eixos das roldanas.

(baseado em E. Gabril, Précis de Mecanique, Maison A.Mame Et Fils-Imprimeurs/Éditeurs, Tours 1916 e aterminologia utilizada foi baseada no catálogo OEngenho e a Arte – Colecção de Instrumentos do RealGabinete de Física, Fundação Calouste Gulbenkian,Lisboa 1997)

Sacarímetro de Laurent

Fabricante: E. Adnet, Paris

500x950x300 mm // vidro, quatzo, calcite e metal

O sacarímetro de Laurent, destinado unicamenteaos estudos dos açucares, tem um certo número deórgãos idênticos aos do polarímetro (figs. 693 e694): são um nicol polarizador P, o diafragma delâmina de quartzo D, o tubo contendo a substância aestudar L, o óculo de observação e o nicolanalisador P’. As partes que distinguem osacarímetro de um polarímetro constituem osistema de medida e estão representadas na fig.696.

A luz que atravessa o polarizador P encontra alâmina de quartzo D, talhada paralelamente ao seueixo ótico, de espessura conveniente, e que sobreapenas metade do diafragma onde está montada.

Sacarímetro de Laurent (Cont.)

O seu bordo, que é paralelo à sua seção principal,faz um certo ângulo com o plano de polarização daluz (aliás pode-se variar este ângulo rodando opolarizador por meio da alavanca UXJ). Os raiosluminosos atravessam em seguida o tubo L, quecontém o líquido a estudar, e penetram num óculoonde se encontra o nicol analisador P’. As mediçõesfazem-se por intermédio de um compensador. É umsistema (que se vê por cima de G (fig. 696))constituído por uma lâmina de quartzo direito D (fig.697) e por uma lâmina de quartzo esquerdo QQ’mais espessa que D, mas dividida em dois prismasde ângulo muito agudo que um botão comcremalheira G (fig. 696) permite deslocar no sentidodas setas (fig. 697) ou em sentido oposto, de modoque se possa aumentar ou diminuir a espessura doquartzo interposto.


No caso desta espessura ser a mesma de D, osistema não introduz nenhuma rotação no plano depolarização da luz. Se a espessura de QQ’ é menordo que a de D, produz-se uma rotação à direita, euma à esquerda se for superior. Uma das lâminas deQQ’ é solidária com um nónio que se desloca dianteduma régua graduada R (fig. 696). Para o exame deaçucares, não é necessário iluminar o aparelho comluz amarela, podendo usar-se qualquer fonteluminosa.

Regula-se o sacarímetro colocando em primeirolugar o zero do nónio em frente do zero da réguapor meio do botão G. Olhando pela ocular, faz-serodar o analisador através do botão F até que seobtenha a igualdade de iluminação no campo devisão, aparência b (fig. 695).


Interpõe-se a solução açucarada (que é dextrogira),reajusta-se e atua-se sobre o botão G para dar aocompensador uma espessura tal que anule arotação provocada pelo açúcar. Restabelece-seassim a aparência b. Lê-se qual a divisão da réguaque está em frente do zero do nónio. A graduaçãoda régua foi feita de tal modo que o valor lido dá apercentagem de açúcar puro contido no açúcarestudado (quando se dissolver 16,29 g num decilitrode água e desde que se observe através de umcomprimento de 20 cm).


A divisão 100 corresponde a um açúcar puro ou, oque é equivalente, à rotação de 21º 40’ originadapor uma lâmina de quartzo de 1 mm de espessura.

(tradução adaptada de A. Ganot, G. Maneuvrier,Traité Élémentaire de Physique, 25ème édition,Librairie Hachette, Paris 1913)

Uma placa junto da base do aparelho tem a seguinteinscrição: ‘’E. ADNET, Constructeur, Rue Vauquellin26, Paris’’.

NOTA: No sistema de medida do aparelho existente,igual ao da fig. 696, já não existem o nónio V e alupa N.

Sarilho



O sarilho, fig. 1302, utiliza-se para elevar um corpopesado empregando uma força potente, deintensidade P, menor do que a intensidade Q dopeso do corpo (força resistente). É constituído porum cilindro de raio r, móvel em torno do seu eixoposicionado na horizontal por ação de umamanivela, ao qual se prende e enrola uma corda decuja extremidade livre se suspende o corpo. O pesodeste corpo exerce-se tangencialmente ao cilindroenquanto a força potente aplicada à manivela atuatangencialmente à circunferência de raio R descritapela sua extremidade.

Sarilho (Cont.)

Estas forças tendem a fazer rodar o cilindro emsentidos contrários e, desprezando o atrito na cordae nos apoios do cilindro, para que haja equilíbrio, asoma dos momentos destas duas forçasrelativamente ao eixo de rotação terá que terintensidade nula. Esta condição verifica-se no casoem que:

P R – Q r = 0

Ou

PQ

= rR

Sarilho (Cont.)

Como R é maior que r, a intensidade P da forçaaplicada à manivela é menor do que a intensidade Qdo peso a elevar.

(baseado em E. Gabriel, Précis de Mecanique,Maison A. Mame Et Fils – Imprimeurs/Éditeurs,Tours 1916)

Sarilho diferencial



O tambor do sarilho diferencial, fig. 153, é formadopor dois cilindros A e B de raios diferentes, r e r’ (r >r’) respetivamente. A corda, que passa pela goladuma roldana móvel onde se suspende o corpo, estáenrolada sobre os dois cilindros, mas em sentidoscontrários; quando o segmento C da corda se enrolafazendo subir o corpo, o outro segmente C’desenrola-se duma quantidade menor. A forçapotente, de intensidade P, aplica-se a uma ou àsduas manivelas, F e G (de raios l), para equilibrar opeso do corpo de intensidade Q.

Sarilho diferencial (Cont.)

Como os dois segmentos da corda suportam, cadaum, metade do peso do corpo, e como, para quehaja equilíbrio, tem que ser nula a soma dosmomentos em relação ao eixo de rotação das forçasaplicadas ao sistema, desprezando o atrito na cordae nos apoios do cilindro, a equação que estabelece acondição de equilíbrio é:

Pl +Q2

r’ -Q2

r = 0 P = (r − r′2l

) Q

Sarilho diferencial (Cont.)

Quanto menor for (r – r’) menor será a intensidadeda força potente necessária para vencer uma certaforça resistente.

(baseado em E. Gabriel, Précis de Mecanique,Maison A. Mame Et Fils – Imprimeurs/Éditeurs,Tours 1916)

Shunt


160x105x105 mm // metal

O shunt (ou caixa de resistências) é uma caixa delatão cilíndrica, que contém no seu interior duasresistências elétricas de 5 Ω e 10 Ω. Estasresistências podem ser inseridas em paralelo numcircuito destinado a determinar a intensidade dacorrente elétrica, por intermédio de umgalvanómetro.

Sistema de vasos comunicantes

Fabricante: Desconhecido, análogo ao nº 87649 docatálogo Max Kohl A. G., Appareils de Physique, nº100, Tome III, Chemnitz, Allemagne

215x435x130 mm // borracha, metal e vidro

O sistema de vasos comunicantes existente,semelhante ao representado na figura 98, éconstituído por um vaso de vidro que, tal como nafigura, comunicava com um conjunto de tubos devidro de formas diferentes, por intermédio de umtubo de borracha atualmente inexistente. Destinava-se à verificação das condições de equilíbrio de umlíquido num sistema de vasos comunicantes.

Sistema de vasos comunicantes (Cont.)

‘’Equilíbrio de um líquido em vasos communicantes.– Quando um líquido só actuando pelo seu peso, secontém em vasos D, C, B, A, fig. 98, de qualquerfórma e grandeza, que communicam entre si, ascondições de equilíbrio são: 1º que o nível seja omesmo em todos os vasos, 2º que as superfícieslivres do líquido nos diversos vasos sejam planoshorisontaes’’.


Suporte com espelho rotativo


430x165x175 mm // madeira, metal, vidroespelhado

O aparelho existente é constituído por um prismahexagonal regular, com as faces laterais espelhadas.Está montado num suporte que permite a suarotação em torno de um eixo vertical que passapelos centros das bases do prisma.

Suporte com prisma ótico


88x80x42 mm // cristal e madeira

Em Ótica denomina-se prisma um meiotransparente limitado por duas faces planasformando um diedro de retilíneo ф. Tal como noaparelho existente, os primas óticos estãonormalmente montados em suportes.

Ao atravessar um prisma ótico a luz sobre duasrefrações; uma, ao incidir na primeira face doprisma, em que os raios luminosos, ao passarem deum meio menos refringente (o ar) para um meiomais refringente (o vidro), se aproximam da normaln, seguida da refração na outra face, em que a luzpassa do vidro novamente para o ar, afastando-se osraios luminosos da normal n’.

Suporte com prisma ótico (Cont.)

Assim, um raio luminoso, atravessando um prismaótico, é desviado para a base, como no ilustra noesquema seguinte, fig. 1.

Observa-se ainda que a luz branca ao atravessar umdestes primas se decompõe nas diferentes coresque a constituem. Como o índice de refração de umdado meio depende do comprimento de onda daradiação, as várias radiações monocromáticas queconstituem a luz branca sofrem desvios diferentesao atravessar o prisma, dando origem à formação deum espectro.

Suportes com espelhos


350x140x155 mm , 350x150x150 mm , 395x130x150mm // madeira, metal, vidro espelhado

Nos espelhos esféricos, a superfície polida é umacalote esférica. Conforme for polida a face internaou a face externa assim se tem um espelho côncavoou convexo. O centro da esfera de que faz parte oespelho é o centro de curvatura. A periferia dumacalote esférica é uma circunferência e ao ponto dasuperfície da calote equidistante de todos os pontosda periferia dá-se o nome de centro de figura. A retaque passa pelos centros de curvatura e de figura é oeixo principal. Toda a reta que passa pelo centro decurvatura sem passar pelo centro de figura é umeixo secundário. Chama-se secção principal dumespelho qualquer seção nele determinada por umplano que contém o eixo principal.

Suportes com espelhos (Cont.)Foco principal – Os raios refletidos a partir de um feixeluminoso, de raios paralelos centrais, incidente numespelho esférico côncavo paralelamente ao eixoprincipal, vão convergir num mesmo ponto, situado aigual distância do centro de curvatura e do espelho,denominado foco principal.

Analogamente, se um feixe luminoso de raios paraleloscentrais, incide num espelho esférico convexoparalelamente ao eixo principal, os raios refletidos vãodivergir, de tal modo que os seus prolongamentos vãoconvergir num mesmo ponto que é um foco virtual,foco principal do espelho.

(baseado em A. Ganot, G. Maneuvrier, TraitéÉlémentaire de Physique, 26ème édition, LibrairieHachette et Cie, Paris 1918)

No Museu de Física existem um espelho plano e doisespelhos esféricos, um côncavo e outo convexo, emsuportes articulados.

Suportes com lentes


385x130x150 mm , 352x142x150 mm , 370x130x150mm // metal, madeira e vidro

Designam-se por lentes esféricas os meiostransparentes limitados por duas superfíciesesféricas ou por uma superfície esférica e um plano.

Há seis espécies de lentes esféricas, fig. 550 e 551.De cada tipo destas lentes existe um exemplar numsuporte articulado, respetivamente: A – bi-convexa,B – plano-convexa, C – côncava-convexa de bordodelgado ou menisco convergente, D – bi-côncava, E– plano-côncava e F – côncava-convexa de bordoespesso ou menisco divergente.

Suportes com lentes (Cont.)

Os centros das esferas são denominados centros decurvatura e a reta que passa pelos centros decurvatura é o eixo principal. Numa lente plano-convexa ou plano-côncava o eixo principal é aperpendicular à face plana que passa pelo centro daface esférica. Todo o raio que segue a direção doeixo principal atravessa a lente sem se desviar.

Denomina-se seção principal duma lente toda aseção feita por um plano que passa pelo eixoprincipal.

(baseado em A. Ganot, G. Maneuvrier, TraitéÉlémentaire de Physique, 26éme édition, LibrairieHachette et Cie, Paris 1918)

Suportes universais para experiências de eletrostática e respetivos acessórios

Fabricante: Dr. Stöhrer u. Sohn, Physikalische undChemische Lehrmittel, Ausgabe IX, Leipzig, nº 4723,4723/2, 4738 do respetivo catálogo

Várias medidas

Estes aparelhos destinam-se a demonstrarfenómenos eletrostáticos. No Museu de Físicaexistem os seguintes acessórios:

Eletrómetro de quadrante:

370x110x110 mm // metal, vidro

Carrilhão elétrico:

120x190x190 mm // metal, vidro, fio


Haste metálica terminando em ponta:


Teodolito

Fabricante: La Filotecnica

318x305x230 mm // metal, vidro, madeira

O teodolito é um aparelho que se destina à mediçãode ângulos verticais e horizontais, e à determinaçãodas coordenadas celestes horizontais. Este aparelhoé um instrumento de trabalho utilizado em geodesiae topografia.

Este aparelho terá sido doado pelo Almirante CarlosViegas Gago Coutinho (1869-1959) ao InstitutoIndustrial de Lisboa.

Termómetro com três escalas: Réaumur, Celsius e Fahrenheit


250x57x8 mm // madeira, metal, vidro e mercúrio

O termómetro com três escalas: Réaumur, Celsius eFahrenheit, serve para comparar estas três escalasde temperatura. É constituído por um termómetrode mercúrio sobre uma régua de madeira ondeforam gravadas as divisões destas três escalas.

Termómetro com três escalas: Réaumur, Celsius e Fahrenheit (Cont.)

Nestas escalas, os valores das temperaturas dospontos de fusão e de ebulição normal da água pura(pontos fixos) foram atribuídos valores diferentes.Assim, ao ponto de fusão da água foram atribuídos0ºR, 0ºC e 32ºF, respetivamente, nas escalasRéaumur, Celsius e Fahrenheit. Ao ponto de ebuliçãonormal da água, fizeram-se corresponder os valores80ºR, 100ºC e 212ºF, respetivamente, nas escalasRéaumur, Celsius e Fahrenheit.

Termómetro de máxima e de mínima –Termómetro de Six e Bellani

Fabricante: Desconhecido, análogo ao nº 91096 docatálogo Max Kohl A. G., Appareils de Physique, nº100, Tome III, Chemnitz, Allemagne


O termómetro de máxima e de mínima, tambémconhecido por termómetro Six e Bellani, fig. 355, éconstituído por um tubo de vidro em U, cujo ramoda esquerda termina num reservatório e o da direitanuma ampola. O tubo encontra-se parcialmentepreenchido com mercúrio e apoia-se num quadro demadeira, onde se encontram gravadas duas escalasgraduadas que permitem registar as temperaturas.Acima do nível de mercúrio, existe álcool quepreenche totalmente o ramo da esquerda eparcialmente o ramo da direita.

Termómetro de máxima e de mínima –Termómetro de Six e Bellani (Cont.)

Em cada coluna de álcool mergulha um pequenoindicador de esmalte, no interior do qual existe umnúcleo de ferro macio. Quando aumenta atemperatura, a dilatação do álcool faz com que o níveldo mercúrio desça do lado esquerdo e suba do ladodireito empurrando o respetivo indicador e fazendocom que o álcool ascenda para a ampola, mantendo-seo indicador esquerdo inalterado. Se a temperaturadescer, o álcool contrai-se, e o mercúrio acompanhaeste movimento empurrando o indicador da esquerda,enquanto o da direita permanece na mesma posição.

No intervalo de tempo que medeia as duas operaçõesem que se põem em contato os indicadores referidoscom as extremidades correspondentes da coluna demercúrio, um destes indicadores indica a temperaturamínima enquanto o outro indica a temperaturamáxima.

Termómetro de máxima e de mínima –Termómetro de Six e Bellani (Cont.)

Para reinicializar a medida, utiliza-se um íman queatua sobre o núcleo de ferro macio destesindicadores para os deslocar até ficarem em contatocom as colunas de mercúrio respetivas.

(traduzido de E. Gouard, G. Hiernaux, Mecanique etPhysique – à l’usage des candidats aux écolesnationales d’Arts et Métiers, 3 ème édition, Dunod,Paris, 1931)

Termómetro diferencial de Leslie


408x122x108 mm // madeira e vidro

‘’Thermometro differencial de Leslie.- Fig. 273.Serve este instrumento para medir pequenasdifferenças de temperatura. Consta de um tubo devidro recurvado com dois ramos eguaes verticaesterminados por bolas; dentro contém uma columnaliquida de acido sulfúrico concentrado, córado devermelho por meio de carmim; quando atemperatura das duas bolas é a mesma, o nível doliquido é o mesmo nos dois ramos verticaes; n’esteponto está o 0º; mas logo que a temperatura émaior em uma, baixa o nivel no ramocorrespondente e sobe no outro.

Termómetro diferencial de Leslie (Cont.)

Gradua-se mettendo uma das bolas em aguaquente, e marcando nos niveis do liquido nos doisramos a differença das temperaturas indicadas pordois thermometros de mercurio,um mergulhado naagua, outro ao ar livre, e continua-se a divisão paracima e para baixo’’.


Torniquete de gás



O torniquete de gás é constituído por dois tubosmetálicos horizontais, recurvados em sentidosopostos e afunilando nas extremidades, que estãoinseridos numa pequena caixa cilíndrica, solidáriacom um veio vertical que assenta num pivot. Esteconjunto é suportado por uma estrutura emmadeira, constituída por uma base retangular e umatrave horizontal apoiada sobre duas colunasverticais.

Torniquete de gás (Cont.)

O gás entra na caixa através de um tubo vertical,que se prolonga por um troço horizontal assente natrave da estrutura suporte do aparelho, sendoexpelido pelas extremidades dos tubos horizontais,o que provoca uma reação sobre estes tubosoriginando um binário que imprime um movimentode rotação às partes móveis do aparelho.

Acoplados a meia altura do veio, já referido, ecoaxiais com ele, situam-se três pequenos discossobrepostos, em madeira, de diâmetrosdecrescentes, que apresentam um sulco em cadauma das suas periferias; servem para transmitirem oseu eventual movimento de rotação a qualquerdispositivo exterior ao aparelho, por intermédio deuma correia.

Torniquete hidráulico



O torniquete hidráulico é constituído por um tubometálico vertical possuindo na sua extremidadesuperior um funil e terminando inferiormente numpequeno cilindro oco. Neste cilindro inserem-selateralmente dois outros tubos horizontais, de vidro,que afunilam e se recurvam nas suas extremidadesem sentidos opostos. O referido tubo metálicomantém-se na sua posição passando no interior deum aro metálico existente na extremidade superiorde um suporte vertical e o cilindro apoia-se sobreuma haste pontiaguda (que serve de pivot) que seinsere no centro de uma tina circular. Todo esteconjunto assenta numa base retangular de madeira.

Torniquete hidráulico (Cont.)

A água que se deita pelo funil escoa-se através dotubo e é expelida pelas extremidades dos dois tubosrecurvados. Os jatos de água que se escapamprovocam uma reação sobre estes tubos e dãoorigem a um binário que imprime, a uma parte doaparelho, um movimento de rotação. A tinaexistente serve de reservatório, para a água que saidos tubos recurvados.

Torniquete de reação com esfera girante de Héron


203x150x85 mm

O torniquete de reação a vapor com esfera girantede Héron, inteiramente em latão, é constituído poruma esfera oca na parte superior da qual se insereum tubo horizontal estreito, duplamente recurvadoem sentidos opostos. Este tubo termina em orifíciospor onde é expelido o vapor de água que se gera nointerior da esfera quando, ao conter água, esta éaquecida.

Torniquete de reação com esfera girante de Héron (Cont.)

A referia esfera pode girar em torno de um pivotque se situa num suporte onde existe um copo quecontém o álcool (ou outro combustível líquido) cujacombustão é necessária para aquecer a água. Ovapor de água assim obtido, saindo pelos orifíciosdo tubo recurvado, provoca, por reação, a rotaçãoda esfera em sentido contrário à saída do vapor.

Tubo de Bourdon

Fabricante: A. Pfeiffer; Wetzlar (análogo ao nº 2745do catálogo Physikalische und ChemischeLehrmittel, Dr. Stöhrer u. Sohn, Leipzig)


O tubo de Bourdon era utilizado para determinar apressão (relativa) exercida por um gás encerradonum reservatório tratando-se, portanto, de ummanómetro. É constituído por um tubo metálico,oco, fechado, nas suas duas extremidades, deparedes flexíveis e de seção elíptica, encurvado emforma de ferradura. Este tubo pode comunicar como recinto onde está o gás e cuja pressão se pretendedeterminar por intermédio de uma torneira,inserida na parte média da curvatura, que enroscana base que sustenta o aparelho.

Tubo de Bourdon (Cont.)

As extremidades do referido tubo podem atuarsobre um ponteiro móvel à frente de um quadrantegraduado, por intermédio de um sistema de hastesarticuladas.

Quando se estabelece a comunicação entre esteinstrumento e o recinto onde se pretendedeterminar a pressão, um aumento desta pressãotende a desenrolar o rubo (e uma diminuição teria oefeito oposto) provocando assim o movimento doponteiro em frente da escala graduada.

Tubo de Bourdon (Cont.)

Esta escala tem o zero ao centro, sendo essa aposição do ponteiro quando o instrumento seencontra em comunicação com a atmosfera, factoque permite pensar que, com este instrumento, sepodiam avaliar tanto pressões superiores comoinferiores à pressão atmosférica. A graduação destemanómetro fazia-se por comparação com outro tipode manómetros.

(baseado em E. Gouard, G. Hiernaux, Mécanique etPhysique, 3ème édition, Dunod, Paris 1931)

NOTA: No aparelho está gravada a seguinteinscrição: A. Pfeiffer, Wetzlar

Tubos de Geissler


157x30x25 mm , 150x27x23 mm , 200x28x35 mm //alumínio e vidro,

430x112x112 mm // alumínio, madeira e vidro

Um tubo de Geissler é um dispositivo que permitevisualizar uma descarga elétrica entre doiscondutores que se encontram potenciais elétricosdiferentes. Deve o seu nome a Johann HeinrichGeissler (1814-1879), fabricante alemão deinstrumentos científicos que provinha de umafamília de vidreiros.

Tubos de Geissler (Cont.)

Consiste num tubo de vidro no interior do qualexiste um gás rarefeito; as extremidades do tubo sãoatravessadas por fios de alumínio que servem deelétrodos; a diferença de potencial elétrico entre oselétrodos pode ser gerada através de uma bobina deindução ou de uma máquina electroestática deWimshurst. A luz emitida é resultado da excitaçãodos átomos do gás ao ser atravessado pela correntede eletrões que constituem a descarga elétrica.

Quando a pressão do gás é de cerca de 10 mm demercúrio (ou 0,013 atm), uma luz violeta rosadaparte do elétrodo positivo, desvanecendo-se a umacerta distância do elétrodo negativo, o que originauma zona obscura; a luz que rodeia o elétrodonegativo é rosada se o gás dentro do tubo é o ar,branca se o gás é o anidrido carbónico e azul violetapara o hidrogénio gasoso.

Tubos de Geissler (Cont.)

Quando a pressão do gás é de cerca de 1 mm demercúrio (ou 0,0013 atm), o elétrodo negativoencontra-se rodeado por uma auréola luminosa aque se segue uma zona obscura; até ao elétrodopositivo, sucedem-se alternadamente zonasluminosas e obscuras.

Para um vazio perfeito, nenhuma descarga seriaobservada.

(baseado em A. Ganot, G. Maneuvrier, TraitéÉlémentaire de Physique, 26ème édition, LibrairieHachette et Cie., Paris, 1918)

Vaso de Mariotte


390x190x112 mm // vidro

A velocidade de escoamento de um líquido contidonum reservatório vai diminuindo à medida que vaibaixando o nível do líquido no reservatório, isto é, àmedida que vai diminuindo a diferença de nívelentre a superfície livre do líquido e o centro doorifício através do qual se dá este escoamento.

Para manter constante esta velocidade pode utilizar-se o dispositivo que a seguir se descreve,denominado vaso de Mariotte. É constituído por umfrasco de vidro cujo gargalo tem uma rolhaatravessada por um tubo AB, aberto nas duasextremidades; lateralmente tem pequenasaberturas 0, 0’ e 0’’, a diversas alturas que se podemfechar com rolhas (fig.210).

Vaso de Mariotte (Cont.)

Inicialmente, com as aberturas laterais fechadas, onível do líquido é o mesmo no frasco e no interiordo tubo AB. Abrindo, por exemplo, o orifício 0 olíquido sai por ele e o ar que o frasco contém,aumentando de volume, diminui a pressão queexerce sobre a superfície livre do referido líquido,fazendo com que o nível do líquido no tubo vádescendo. Isto é uma consequência da pressão nointerior do tubo (pressão atmosférica) ser superior àdo ar existente no frasco. Portanto, à medida que olíquido vai saindo por 0, vai descendo também o seunível no interior do tubo até atingir o bordo inferiorB.

Quando tal acontece começam a sair bolhas de arpor B, que sobem para a parte superior do frasco,aumentando aí a pressão. E assim, sucessivamente,enquanto dura o escoamento.


A velocidade do escoamento depende da diferençaentre a pressão hidrostática ao nível do orifício 0 e apressão atmosférica exterior (que é também apressão hidrostática ao nível de B, bordo inferior dotubo por onde borbulha o ar).

Esta diferença de pressões, de valor igual à pressãoexercida por uma coluna de líquido de altura BH,mantém-se constante desde que o tubo AB nãomude de posição e enquanto o nível do líquido nofrasco estiver acima de B, extremidade inferior dotubo.


Portanto, também será constante a velocidade deescoamento enquanto se verificarem estascondições, sendo tanto mais baixa quanto menor fora distância BH.

(baseado em F. Fonseca Benevides, Noções dePhysica Moderna, 3ª edição, Tipographia daAcademia Real das Sciencias, Lisboa 1880, e em F. J.Sousa Gomes, A. R. Machado, Elementos de FísicaDescritiva, 6ª edição, Editora Livraria Cruz, Braga1918)

Vaso de TântaloFabricante: Desconhecido

135x81x81 mm // vidro

‘’Vaso de Tantalo. – Fig. 184. Permitte este aparelhoobter um esgotamento intermittente.

Consta de um vaso A com um sifão s, do qual um dosramos se abre perto do fundo do vaso e o outroatravessa o fundo. Fazendo cair no vaso agua pelatorneira O com uma velocidade constante, em menorquantidade do que a que pode sair pelo orifício dosiphão, quando o nível cobre o siphão, este está cheio eo liquido esgota-se; e como sae mais do que entra novaso A, quando o nível descer abaixo do ramo menorcessa o esgotamento, para de novo recomeçar quandose elevar o nivel e cobrir o sifão’’.

(transcrito de F. Fonseca Benevides, Noções de PhysicaModerna, 3ª edição, Tipographia da Academia Real dasSciencias, Lisboa 1880)

Vaso de Tântalo (Cont.)

Este dispositivo permite obter um escoamentointermitente dum líquido. É constituído por um vasoA com um sifão s cujo ramo menor se abre perto dofundo do vaso e o ramo maior atravessa o fundodeste vaso, desembocando no exterior. Quando sefornece um caudal constante de água, através datorneira O, o nível no vaso sobe até cobrir a partesuperior do sifão que fica cheio de água (escorvado)começando a dar-se o escoamento do líquido para oexterior.

Se o aparelho for concebido para que o débito dosifão seja superior ao débito da fonte dealimentação, o nível da água no vaso começa abaixar até emergir a extremidade do ramo menor dosifão.

Vaso de Tântalo (Cont.)

Por isso o sifão deixa de estar escorvado e oescoamento é interrompido. Mas, com o vasocontinua a ser constantemente alimentado pelafonte exterior, o nível volta a subir e a mesma sériede fenómenos repete-se periodicamente.

(tradução adaptada de A. Ganot, G. Maneuvrier,Traité Élémentaire de Physique, 21ére édition,Librairie Hachette, Paris, 1894)

Voltâmetros



O voltâmetro é um dispositivo onde se realiza aeletrólise, processo que consiste em provocar umareação química não espontânea de oxidação-redução, fazendo passar uma corrente elétricaatravés de uma substância fundida ou uma soluçãoaquosa.

Este processo é utilizado, por exemplo, paradecompor determinadas substâncias nos seuselementos constituintes. A eletrólise da água, deque resulta a sua decomposição nos gaseshidrogénio (H2) e oxigénio (02), foi realizada pelaprimeira vez no ano de 1800, pelo químico WilliamNicholson (1753-1815) e pelo médico Sir AnthonyCarlisle (1768-1840), ambos ingleses.

Voltâmetros (Cont.)No Museu de Física existem dois voltâmetros:

i) Um voltâmetro ordinário;

ii) Um voltâmetro de Hoffmann.

O voltâmetro ordinário, fig.628, é constituído porum vaso de vidro montado sobre um suportemetálico. No fundo do vaso, existem dois elétrodosmetálicos que podem ser ligados aos polos de umabateria, por meio dos dois bornes existentes nosuporte do vaso (Nicholson e Carlisle utilizaramelétrodos de platina). Em torno de cada um doselétrodos é colocado um tubo de vidro, suspensopor um suporte metálico, para recolha dos gasesresultantes da eletrólise da água: hidrogénio juntodo elétrodo negativo e oxigénio junto do elétrodopositivo; no topo de cada tubo, existe uma torneiraque permite a libertação dos gases recolhidos.

Voltâmetros (Cont.)

De notar que, de acordo com a composição químicada água, o volume de hidrogénio libertado será odobro do volume de oxigénio libertado.

AA eletrólise da água pura ocorre muito lentamente,devido à pequena concentração de iões H+ e OH -,através dos quais se efetua o transporte da correnteelétrica. O processo pode ser aceleradoaumentando a concentração de iões, adicionando-se, por exemplo, ácido sulfúrico que, ao dissociar-se,origina iões H+ e HSO4-.

Voltâmetros (Cont.)

O voltâmetro de Hoffmann, fig. 95018, que recebeo nome do químico alemão August Wilhelm vonHoffmann (1818-1892), é constituído por um tubode vidro central, encimado por um funil esférico,ligado através de um T em vidro a outros dois tuboslaterais, também em vidro e graduados.

Na extremidade inferior de cada um dos tuboslaterais, existe um elétrodo de platina, ligado a umborne. Na extremidade superior de cada tubolateral, existe uma torneira que permite a libertaçãodos gases resultantes da eletrólise. Todo o conjuntose encontra suspenso por meio de um suportemetálico a que está ligado o tubo central.

coleção de física

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