EM 202

HISTÓRIA DA MECÂNICA

PROF. SÉRGIO TONINI BUTTON

DEZEMBRO DE 2.000

CIÊNCIA, TECNOLOGIA, ENGENHARIA

http://www.fem.unicamp.br/~sergio1/graduacao/EM202/em202.html

http://shot.press.jhu.edu/associations/shot/

Referências

http://www.mhs.ox.ac.uk/

http://www.hfmgv.org/index2.html

Science and Technology in World HistoryJames E. McClellan III & Harold Dorn 0- Ed. Johns Hopkins, 1999

Referências

http://myron.sjsu.edu/caesars/TECH.HTM

http://ourworld.compuserve.com/homepages/PeteHutch/start.htm

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http://www.tilthammer.com/timeworks/

http://www.pangea.org/org/standreu/acer/inicio2.htm

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O que é ciência? O que é tecnologia?

Ciência é saber, é acúmulo de conhecimento? Sim, pois o ser humano moderno é o homo sapiens Mas, tecnologia também é saber pois o homem moderno também pode ter descendido do homo habilis

Tecnologia:

Conhecimento adquirido e acumulado para a solução de problemas relacionados com necessidades imediatas

Ciência:

Conhecimento desenvolvido e acumulado para a satisfação da curiosidade, com objetivos abstratos

Como surge a ciência? Como arte? Como distração? As necessidades básicas estão resolvidas?

Paleolítico (Velha Idade da Pedra)

Tecnologia: Artefatos para a caça e para a coleta de alimentos

Ciência:Arte representada por pinturas e jóias

Neolítico (Nova Idade da Pedra)

Tecnologia: Artefatos para a agricultura e para preservar alimentos

Ciência:Observação e registro do movimento do Sol e da Lua

Neolítico:Tecnologia independente de ciência

Na Grã-Bretanha, capacidade de transportar pedras com até 50 toneladas por distâncias de até 240 km, a maior parte por água, mas em alguns casos, até 40 km por terra, para formar sítios como Stonehenge

Na Ilha da Páscoa (Rapa Nui), moais esculpidos com até 90 toneladas e 10 metros de altura, transportados por 6 km por terra

Ciência ou tecnologia? Qual o objetivo?

Civilizações Antigas

Egípcios, babilônios, assírios, maias, incas

• revolução urbana

• organização social

• necessidade de controlar o fluxo de grandes rios ou armazenar e transportar grandes quantidades de água

• organização agrária, excesso de produção

• burocracias para estoque e distribuição de alimentos

• sociedades estratificadas dando origem a estados

• castas: leitura, matemática, medicina, astronomia

Civilizações Antigas

Tecnologia:

• grandes sistemas hidráulicos, canais

• construções monumentais: pirâmides, Machu Picchu, longas estradas

Ciência aplicada precede a ciência básica:Escrita, matemática, calendários, astronomia, astrologia

Exemplo: a matemática não era estritamente abstrata

Grécia antiga

Especulações sobre o mundo natural

Ciência baseada na observação e modelagem da natureza

Ciências puras (filosofia, física, matemática, política) sem uma necessidade aparente e sem o apoio do estado

A importância e a influência da cultura helenística na formação da ciência européia e arábe pela disseminação do conhecimento pelo convívio e sucessão de impérios (romano, bizantino, turco)

Outras civilizações antigas

Romanos, árabes, chineses, hindus e europeus:

Grandes exemplos de tecnologia avançada (construções, monumentos, armamentos)

Grandes exemplos de arte e de ciências puras e aplicadas

Ciência e arte associadas à tecnologia, ainda pela necessidade da soluções de problemas práticos e imediatos.

A Revolução Científica

Copérnico (1540) é considerado como o primeiro estudioso a adotar uma metodologia científica para estudar os fenômenos naturais

Europa, séculos XVI e XVII, surgem os primeiros trabalhos com a metodologia científica reconhecida e empregada atualmente, que originou diversos escolas nos séculos XVIII e XIX com estudiosos como

Kepler, Tycho, Galileo, Torricelli, Fermat, Pascal, Descartes, Newton, Bacon, Hooke, Boyle, Darwin e Malthus

A Revolução Industrial

Civilização industrial, sociedade industrial

Difundida na Europa nas décadas de 20 e 40 do século XVIII

Surgimento de indústrias baseadas em novas ciências como a química e a eletricidade

Ciência mais pragmática e uma indústria mais científica: aplicações de descobertas recentes

Newcomen, Watt, Boulton, Stephenson: disponibilidade de fontes de energia com maior potência

A Segunda Revolução Científica(Final do século XVIII, início do XIX)

A matematização dos métodos de estudo dos fenômenos físicos e químicos

Dalton, Oersted, Faraday, Young, Fresnel, Carnot, Fourier, Clausius, Maxwell, Herz, Mendeleev

Novo impacto da aplicação da ciência na indústria

Wheatstone, Morse, Edison, Marconi, Pasteur, Bayer, Ford

Um exemplo:

A linha de montagem de Ford A segunda revolução industrial

(“A máquina que mudou o mundo”J. P. Womack, D.T. Jones e D. Roos, Ed. Campus, 1992)

Princípio fundamental: Repetitividade com qualidade e baixos custos

Conceito fundamental: Intercambiabilidade

Em 1920: 2 milhões de veículos iguais num ano

Intercambiabilidade

Conceito da indústria bélica suiça do século XVII

Exigência de materiais que se apresentassem uniformes, com pequenas variações de propriedades, mais resistentes à fadiga e ao desgaste

Exigência de equipamentos que conseguissem trabalhar esses materiais. Conseqüentemente, esses equipamentos deveriam ser fabricados com materiais ainda mais resistentes, .....

Conceito de máquinas-ferramentas: máquinas que fabricam máquinas

Aços e Ferros fundidos

Ainda hoje, são os materiais encontrados na maioria das peças de um automóvel que apresentam compromisso mecânico

O Ferro, constituinte principal dos aços, é conhecido historicamente, como material fundido, desde 1500 AC.

A redução do óxido de ferro, empregando o carbono que definirá os tipos de ferro fundido e de aços, só pode ser obtida a temperaturas acima de 1500 oC, exigindo fontes de energia potentes e constantes

Detalhes de instalações para a fundição e conformação de metais podem ser encontrados em “De Re Metallica” de Georgius Agricola, editado originalmente em 1556

Os aços, que apresentam teores menores de carbono, foram descobertos casualmente pelo trabalho de ferreiros de armas, ao forjarem lingotes de ferro na presença de elevada concentração de carbono pelo aquecimento em fornos com lenha e carvão mineral

O uso metodológico de elementos de liga, que modificam as propriedades dos aços, tornando-os mais resistentes, só foi possível a partir das primeiras décadas do século XIX quando foram isolados elementos como Co, Ni, Mn, Mo, W e Cr

Até meados do século XVIII, a produção de aços era pequena e de baixa qualidade

Huntsman em Sheffield empregando resultados de estudos de Reaumur desenvolve a fundição de lingotes de aço em cadinhos com remoção de impurezas, garantindo a reprodução da composição química e das propriedades dos lingotes e aumentando consideravelmente a produção

A partir do método de Huntsman outros processos foram desenvolvidos e ainda são empregados industrialmente, como os de Bessemer e Siemens-Martin