Fonte de Héron

Como iniciar o processo:

A garrafa superior deve estar cheia de água, e a garrafa inferior deve estar vazia. Inserir água na bacia superior, até encobrir a ponta da mangueira menor, que está ligada com a garrafa do solo (não se deve colocar água em demasia, para não encobrir a mangueira mais comprida, dentro da bacia).

Funcionamento

A seta azul indica o movimento da água A seta rosa indica o movimento do ar

A energia inicial para o funcionamento do sistema é fornecida quando se coloca a garrafa cheia de água na prateleira de cima. Com isso, a água adquire energia potencial gravitacional, em relação à garrafa de baixo. Essa energia potencial inicial, mais a pressão atmosférica, manterão o funcionamento da fonte até que se esgote a água da garrafa superior.

A água colocada na bacia, penetra na mangueira e vai até a garrafa inferior, comprimindo e forçando a saída de ar dessa garrafa, pela outra mangueira, que está ligada à garrafa superior. O ar que sai da garrafa inferior entra na garrafa superior, aumentando a pressão nos pontos do interior dessa garrafa. Isso força a água a subir pelo tubo mais comprido da garrafa superior, e a jorrar pelo tubo afunilado que está conectado à bacia.

A água que jorra cai na bacia superior, entra na mangueira mais curta (que está próxima ao fundo da bacia) e vai para a garrafa inferior, forçando mais saída de ar dessa garrafa.

O processo continua até que toda a água da garrafa superior passe para a inferior, via bacia.

Para reiniciar o processo, deve-se afrouxar as tampas e trocar as garrafas de posição: A garrafa cheia de água deve ficar em cima, e a garrafa vazia em baixo.

Observação: Os materiais utilizados na ilustração (rolhas, canos em 90º, mangueiras de borracha tipo “tripa de mico”) foram substituídos pelas próprias tampas das garrafas “PET” e por mangueiras utilizadas por pedreiros para “tirar o nível”).

Aluno: Paulo Sérgio DiasLicenciatura em Física - 2o. semestre - 2004UNISO

Fonte de Héron

Dioptra

Quem foi Héron

Um dos mais notáveis inventores dos tempos antigos foi Héron de Alexandria, que viveu entre 150 e 100 a.C.. Pode-se dizer que a obra de muitos pensadores do Renascimento não apresenta grandes novidades, face aos estudos de Héron. Entre as suas invenções encontramos a dioptra (instrumento de geodesia – determinação das dimensões e formas da Terra, etc.), a fonte de Héron, aparelho construído com base nos princípios da Hidrostática, e o mais extraordinário de todos: a eolípila, que é uma espécie de turbina a vapor.

A aplicação destes inventos resumia-se muitas vezes à criação de objetos mais ou menos lúdicos, mecanismos que permitissem a abertura de templos, etc.

Entre os diversos fatores que impediram o aproveitamento em larga escala de todas as potencialidades dos inventos de Héron (por exemplo, para revolucionar os transportes), o maior peso deve-se a questões sociais: dado que os escravos eram a principal força de trabalho, não havia necessidade de substituir o esforço humano pela máquina.

Héron é lembrando também como matemático, principalmente pela seguinte fórmula - conhecida por Fórmula de Héron - relativa ao cálculo da área de um triângulo, onde a, b e c são os lados do triângulo:

ou , onde s é o

semiperímetro do triângulo: (a+b+c)/2.

O seu trabalho fundamental - Geometria Métrica - esteve perdido até 1896. O Livro I enumera meios para encontrar áreas de triângulos, quadriláteros, polígonos regulares com 3 a 12 lados, círculos e seus segmentos, elipses, segmentos parabólicos e a superfície de cones, esferas e segmentos de esferas. O livro inclui ainda um método para calcular as raízes quadradas de um número, método que é freqüentemente usado em computadores modernos. O Livro II apresenta métodos para calcular o volume de cones, pirâmides, cilindros, paralelepípedos, prismas, esferas, segmentos esféricos e dos cinco sólidos geométricos. O Livro III converte a divisão de certos volumes e áreas em partes de raios dados.

Outras invenções de Héron:

1. Altar maravilhoso (as figuras dançam quando se acende o fogo)

2. Distribuidor de água-lustral (funcionava a moedas)

3. Odômetro (mede a velocidade e o percurso dos veículos)

4. Órgão hidráulico

5. Sistema da abertura automática de portas de Héron. As portas abrem-se quando se acende um fogo que vai aquecer o ar de um depósito cheio de água. A água deslocada enche um recipiente que, ao aumentar de peso, desce e abre a porta por meio de uma corda.

Eolípila

(vide verso)