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Balde de Newton: Interpretações Diversas

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Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por Jonas Paulo Negreiros em 8th Junho 2013, 16:38

Balde de Newton, interpretações diversas



Interpretação do dono do balde:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Experi%C3%AAncia_do_balde_de_Newton


Interpretação do físico brasileiro A.K.T. Assis:
O BALDE DE NEWTON E O ESPAÇO ABSOLUTO
Resenha de Domingos S.L. Soares sobre o livro "Mecanica Relacional", do físico André Kock Torres Assis:
http://www.fisica.ufmg.br/~dsoares/MR/mr.html

Interpretação do Eng. Geraldo Cacique:
http://www.deducoeslogicas.com/gravidade/anima_balde_newton.html



O caso do Hamster Astronauta

Escolhemos o pequeno hamster para a explicação do problema

Para entender melhor a questão do referencial absoluto ou relativo, vamos acompanhar a viagem do hamsternauta:

A gaiola e o hamster são instalados numa pequena nave espacial.


Nave e hamster são levados para algum ponto do espaço, aparentemente em repouso:



O hamerster resolve dar uma caminhadinha e percebe, como na terra, por mais que ande, nunca sai do lugar. A interação do hamster com o meio é muito limitada.




Numa segunda tentativa, dotamos a nave do hamsternauta de um canhão de molas. Nesse momento, a roda da gaiola está travada



Ao disparar o canhão, o hamsternauta sente um solavanco. A nave vai para a direita e a bala vai para a esquerda.




Cessado o solavanco, a roda da gaiola é libertada.



O hamrsternauta nada mais sente e imagina que a nave está parada. A nave segue em movimento retilíneo uniforme.




O hamster tenta fazer uma nova caminhada. O seu intento provocará um momento circular na nave. Mas a compontente do movimento retilíneo uniforme (aquela que o hamster não percebe) continuará agindo no movimento da nave, levando-a continuamente para a direita.





A energia da mola durante o disparo do canhão foi liberada. Uma parte ficou com a bala vermelha e a outra com a nave e com o hamesternauta.



Como a energia que está na nave interage com o meio?

Uma explicação é que nave interage com o meio através de duas maneiras:



O grafico descreve a situação da troca de energia (da nave para o meio, e vice-versa) em função do tempo.
A senoide amarela é a representação da orbita da nave (em torno do corpo celestial) em função do tempo.

-A energia cinética da nave se transforma em energia potencial.
Nesta situação, a energia cinética é transferida da nave para o campo.
- A energia potencial da nave em relação ao campo se transforam em energia cinética.
Nesta situação, a energia acumulada no campo é transferida para a nave.

E assim segue a nave, por não existir atrito pelo caminho, por tempo indefinido.

Mas, de que modo a nave acumula energia potencial?

Somente de uma maneira: a nave deverá estar em órbita com algum corpo celestial.

Logo, o movimento retilíneo uniforme é uma utopia.

Quando a distância entre a nave e o corpo celestial aumentar, diminui a energia cinética da nave;
Quando a distância entre a nave e o corpo celestial diminuir, aumenta a energia cinética da nave.


Voltando ao balde...

De acordo com interpretações teóricas diversas, a água do balde interage com o meio quando o balde entra em movimento.

Mas a teoria da relatividade falhou em explicar esse fenômeno. Temos à disposição as Descrições Clássicas e as explicações Elétricas e Relacionais.

Independentemente da base adotada, vamos propor uma nova forma de experiência.

Colocaremos um balde cilíndrico, cheio de água e acoplado ao eixo de um motor elétrico:

Quando o motor for posto em movimento, o resultado esperado já é conhecido.


Façamos um novo experimento. Utilizaremos um recepiente cônico de vidro. O conjunto ficará sobre uma balança digital. A título de exemplo, teremos 20,000 kg de massa sobre a balança:



Após o acionamento do balde, a água pressionará as paredes do balde.



Notar que a força da água está relacionada com o meio. Esta força da água sobre o balde e a reação do balde sobre a água dará origem a uma força resultante relacionada ao meio. Esta resultante poderá alterar o valor do peso do conjunto sobre a balança digital?
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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por Bosco em 15th Junho 2013, 20:29

O valor excedente mostrado pelos vetores em lilás, deve ser neutralizado pelo vetor que deveria estar localizado, no centro, no vértice da parábola da figura anterior, e apontando também para baixo, mas que foi anulado pela ausência da água, que havia ali.
A água que falta no centro da figura, se  encontra nas bordas, e por isto o peso continua o mesmo.

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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por Jonas Paulo Negreiros em 16th Junho 2013, 22:38

Correto, Bosco.

Uma bala de canhão abandonada de uma certa altura, e outra disparada por um canhão desde a mesma altura, chegarão ao solo ao mesmo tempo, ou seja: continuarão sofrendo a mesma ação de gravidade: o peso de ambas se mantém.

Isso nos leva a pensar que o efeito obtido no balde (em forma de sino) trata-se apenas de um fenômeno balístico local, isto é, somente entre o balde e a água. A parábola não dependeria da posição fixa das estrelas distantes, como Mach imaginava.

Não vejo como a água que força as paredes do balde pode estar "apoiada no eter" ou qualquer outro referencial inercial. Se assim fosse, o conjunto girante deveria ficar mais leve.
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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por Bosco em 17th Junho 2013, 01:17

O que acho, é que o campo gravitacional de cada partícula da água, por ser extenso, vai além das paredes do balde e por isto serve de referencial para ela, e sempre indicará corretamente quando a partícula está girando em relação a ele (campo gravitacional).

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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por Jonas Paulo Negreiros em 22nd Agosto 2013, 23:16

A questão de como um corpo se relaciona com o seu meio é algo que merece mais atenção.
Como dizem os filósofos moderninhos: um "insight".

Quando um corpo está a uma certa altura do chão, há entre este objeto e a Terra uma quantidade de energia potencial. Podemos não estar completamente certos ao dizer que a energia está apenas com o objeto, mas, talvez "verdadeiramente" entre o objeto e a Terra.

Assim, quando o objeto vai para o solo em queda livre, a conversão de energia potencial  para cinética também deve surgir de uma nova relação entre este corpo e a Terra.

Como todo "relacionamento" ou mudança de estado depende de um tempo para se estabelecer, é plausível admitir que este tempo limita a velocidade máxima do objeto em relação ao meio. Nestes casos, a própria velocidade da luz.

O que ainda não está claro é a questão do "meio". Einstein nunca admitiu o éter, pois este define um referencial absoluto. Mas, de acordo com alguns críticos, o "éter"  de Lorentz transformou-se na "Curvatura Espaço-Tempo" de Einstein.
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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por Bosco em 23rd Agosto 2013, 02:58

Jonas Paulo Negreiros escreveu:
O que ainda não está claro é a questão do "meio". Einstein nunca admitiu o éter, pois este define um referencial absoluto. Mas, de acordo com alguns críticos, o "éter"  de Lorentz transformou-se na "Curvatura Espaço-Tempo" de Einstein.
Correto, porém observo que o éter clássico foi concebido como um meio único, isotrópico e em repouso absoluto, que permeava o universo, diferente da curvatura espaço tempo, que não é única, pois cada partícula material contém a sua curvatura espaço tempo que lhe é diretamente proporcional.
Isto significa que o éter (se existisse) poderia servir de referencial absoluto para qualquer partícula, diferente da curvatura espaço tempo, que serve de referencial "absoluto" apenas para a partícula que o origina, e é isto que esclarece o fenômeno do "Balde de Newton", e também justifica a relatividade dos movimentos.

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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por Jonas Paulo Negreiros em 23rd Agosto 2013, 10:18

Bosco escreveu:
Jonas Paulo Negreiros escreveu:
O que ainda não está claro é a questão do "meio". Einstein nunca admitiu o éter, pois este define um referencial absoluto. Mas, de acordo com alguns críticos, o "éter"  de Lorentz transformou-se na "Curvatura Espaço-Tempo" de Einstein.
Correto, porém observo que o éter clássico foi concebido como um meio único, isotrópico e em repouso absoluto, que permeava o universo, diferente da curvatura espaço tempo, que não é única, pois cada partícula material contém a sua curvatura espaço tempo que lhe é diretamente proporcional.
Isto significa que o éter (se existisse) poderia servir de referencial absoluto para qualquer partícula, diferente da curvatura espaço tempo, que serve de referencial "absoluto" apenas para a partícula que o origina, e é isto que esclarece o fenômeno do "Balde de Newton", e também justifica a relatividade dos movimentos.
Obrigado, Bosco.
Não podemos nos esquecer da "Física Relacional", liderada por A.K.T. Assis, que duvida da explicação de Einstein para o balde, além do Eng. Cacique que tem uma versão "elétrica" para resolver o problema.
Há controvérsias Razz  ...


Última edição por Jonas Paulo Negreiros em 26th Agosto 2013, 10:31, editado 1 vez(es) (Razão : Correção de fontes.)
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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por Jonas Paulo Negreiros em 22nd Abril 2014, 16:59

Depois de muito tempo paralisado, "desenterro" esse tópico para fazer uma pergunta.

Percebemos nos exemplos acima que uma partícula somente entra em movimento quando
interage com outra partícula. À partir desse ponto, cada partícula segue seu movimento
"interagindo" com o éter.

Muito bem, se assim for, o que impede de uma partícula interagir diretamente com o éter?

Se isso fosse possível, poderíamos construir veículos espaciais sem o uso de foguetes ou qualquer tipo de motor a reação...

Se a interação precisa ocorrer entre partículas, nunca pelo éter, a energia estaria apenas entre corpos em movimento... nunca entre as partículas e o éter!
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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por NGC346 em 15th Outubro 2016, 15:23

Considerando a experiência do balde de Newton e as seguintes perguntas, 1) Porque a superfície da água é plana em uma situação e côncava em outra? 2) A água gira em relação a que?,respondendo a primeira pergunta, acho que:

Primeiro motivo: O atrito inicial entre a água e o balde é suficientemente pequeno para que possamos observá-la imóvel, mesmo o balde girando, por um certo intervalo de tempo. Apenas quando o atrito entre a água e o balde aumenta é que a água começa a girar e deixar de ter uma superfície plana para ter uma superfície côncava.

Segundo motivo: A água é um fluido que possui viscosidade suficientemente baixa para que possamos observá-la, ao girar, mudar de uma superfície plana para uma superfície côncava. Quanto mais alto for a viscosidade de um fluido, menos perceptível será a superfície côncava, até que, para um certo valor de viscosidade, ela seja imperceptível.

Respondendo a segunda pergunta:

Considerando que a água, inicialmente, está em repouso em relação a Terra e girando em relação as estrelas, e posteriormente está girando, acho que ela gira em relação a Terra.





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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por Bosco em 16th Outubro 2016, 13:46

NGC346, você não compreendeu o argumento de Newton.
O que ele quer dizer é que aparentemente falta um referencial para a água, de forma que ela "saiba" de forma absoluta, se está girando ou se está em repouso.
A princípio o único referencial da água é o balde.
Existem duas situações distintas onde a água está em repouso em relação ao balde, entretanto o formato numa destas situações é plano e no outro é curvo.
A primeira situação é aquela em que se considera água parada e balde parado, e a superfície é plana.
A segunda situação é aquela em que se considera água girando e balde girando, e a superfície é curva.
O argumento de Newton é que tendo a água apenas o balde como referência, e considerando que nas duas situações água e balde se acham em repouso mútuo, como é que a água faz para saber que deve manter o formato assumido?
Newton conclui com muita sabedoria, que é necessária a presença de um referencial, no qual a água se apóia para "saber" sua condição de movimento.
Daí ele cria a necessidade do referencial em repouso absoluto.
Ernst Mach concluiu que este referencial é produzido pela presença das estrelas.
É importante que se diga que ninguém sabe ainda explicar este fenômeno.
A minha sugestão é que a gravidade produzida pelas partículas da água, como já sabemos, não é de presença apenas local, ela é extensa e por isto vai muito além das paredes do balde. Ao meu ver a gravidade respectiva que se origina em cada partícula da água é o referencial que permite a ela "discernir" entre repouso ou giro.
Existe uma outra experiência também sugerida por Newton e que trata do mesmo assunto, que são duas esferas presas nas extremidades de uma corda.
Se este conjunto for colocado em giro num local do espaço bem longe de tudo, e de qualquer referencial, pergunta-se:
Como é que a corda "percebe", depois de muito tempo, que ainda tem que se manter esticada?
Faz sentido, porque neste local onde está sendo feito esta experiência despida de referenciais aparentes, as condições de repouso ou de giro parecem ser idênticas.
Nesta situação também eu sugiro que a distribuição geométrica da gravidade em volta das duas esferas, serve de informação de translação das mesmas. Havendo translação em relação aos campos das duas esferas, existirá força para manter a corda esticada.
Se abstrairmos um pouco mais, e agora imaginarmos que as duas esferas são partículas da água do balde, perceberemos que o apoio delas na sua respectiva gravidade, pode explicar o porque dos dois formatos distintos adquiridos pela água.
Fico pensando porque Newton não pensou nesta possibilidade, principalmente por ele ter sido o criador da teoria de gravitação universal, e doutor nesta matéria.


Última edição por Bosco em 16th Outubro 2016, 14:18, editado 3 vez(es)

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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por Gauss em 16th Outubro 2016, 14:02

Muito bom Bosco. Eu ainda hoje penso como é que se lembraram de testar um problema tão complicado com uma corda, balde e água.

Segundo sei, Newton não estava satisfeito com a solução do referencial absoluto e por isso ele recusou-se a argumentar muito além do que já tinha feito. Pelo que sei foi mesmo Mach e depois Einstein que tentaram dar uma solução a esse problema. Mesmo a RG ainda não é totalmente Machiana e portanto nem uma resposta parcial temos.

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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por Bosco em 16th Outubro 2016, 14:22

Gauss, obrigado!
Recomendo nova leitura pois editei o texto por três vezes, antes que percebesse suas colocações.
As sugestões de Mach tem consequências desastrosas, pois ao aceitá-las também teremos que admitir como consequência que a inércia da matéria desaparece na ausência das estrelas, ou seja uma esfera qualquer não teria nenhuma inércia se as estrelas do céu fossem "roubadas". Teríamos que admitir ainda que se girássemos o firmamento, a Terra giraria com ele. Me parece um disparate.

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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por NGC346 em 16th Outubro 2016, 14:42

Bosco, considerando que Newton não tentou saber o motivo da água em uma situação ser plana e em outra côncava, mas, como a água " saberia " se está em repouso ou girando considerando apenas o balde como referencial, acho que é impossível a água " saber " se está em repouso ou girando considerando apenas o balde como referencial.

Bosco escreveu: Daí ele cria a necessidade do referencial em repouso absoluto.

Considerando que um objeto só é um referencial se for em relação a alguma coisa, é contraditório considerar a necessidade de um referencial em repouso absoluto, pois se está em repouso absoluto não é em relação a nada, por isto não pode ser um referencial.


Última edição por NGC346 em 20th Outubro 2016, 21:05, editado 1 vez(es)

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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por Jonas Paulo Negreiros em 16th Outubro 2016, 18:11

Bosco escreveu:Gauss, obrigado!
Recomendo nova leitura pois editei o texto por três vezes, antes que percebesse suas colocações.
As sugestões de Mach tem consequências desastrosas, pois ao aceitá-las também teremos que admitir como consequência que a inércia da matéria desaparece na ausência das estrelas, ou seja uma esfera qualquer não teria nenhuma inércia se as estrelas do céu fossem "roubadas". Teríamos que admitir ainda que se girássemos o firmamento, a Terra giraria com ele. Me parece um disparate.

Estrelas distantes são apenas "marcadores de posição", pois pouco mudam de lugar durante muito tempo.
Essas estrelas são usadas para definir o ano sideral aqui na Terra.
Mas, será que o espaço entre estrelas é realmente vazio? A física quântica suspeita que não.

NGC346 escreveu: Considerando que um objeto só é um referencial se for em relação a alguma coisa, é contraditório considerar a necessidade de um referencial em repouso absoluto, pois se está em repouso absoluto não é em relação a nada, por isto não pode ser um referencial."]Considerando que um objeto só é um referencial se for em relação a alguma coisa, é contraditório considerar a necessidade de um referencial em repouso absoluto, pois se está em repouso absoluto não é em relação a nada, por isto não pode ser um referencial.

Por ora, o éter é uma necessidade filosófica, quando deseja-se pensar de forma absoluta.

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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por Bosco em 30th Outubro 2016, 18:47

Quero aproveitar esta oportunidade para colocar aqui de uma forma mais didática minha sugestão de solução para o fenômeno do "Balde de Newton"

No endereço abaixo teço alguns comentários que podem ser importantes para o entendimento desta proposta:
http://fisica2100.forumeiros.com/t1285-balde-de-newton-interpretacoes-diversas#10388




Na figura acima estão a água e o balde em repouso relativo. Foi feito um destaque para duas partículas de água juntamente com os seus campos gravitacionais respectivos.
Minha proposta de solução é que para a partícula A, sair de sua posição para ocupar outras posições ou a posição da partícula B por exemplo, a distribuição simétrica e concêntrica que o seu campo gravitacional apresenta devido ao repouso, irá se alterar (o efeito está hiper maximizado) conforme indica a figura abaixo, porque o campo gravitacional não se rearranja instantaneamente, ele demora um tempo pois sua velocidade é limitada embora este valor seja c ou velocidade da luz.
Portanto o que a figura abaixo mostra, são as partículas girando e seus campos gravitacionais deformados devido ao atraso provocado pela limitação de sua velocidade de interação.
Se a velocidade c, tivesse um valor maior (600.000 km/s, por exemplo) os corpos seriam bem mais leves, e se o seu valor fosse mais baixo os objetos seriam mais pesados ou mais inertes.
A inércia depende apenas da variação de posição da origem do campo gravitacional, em relação ao campo que esta origem promove. Ou seja; se a origem gera um campo distribuído concentricamente, isto significa que ambos estão em repouso, mas se a distribuição do campo se deforma, isto significa que a partícula saiu de sua condição de movimento, impulsionada por uma força respectiva, e está mudando de posição, enquanto o seu campo gravitacional tenta acompanhá-la.



As partículas A e B "sabem" que estão girando porque o campo gravitacional de cada uma delas apresenta uma deformação que denuncia o giro ou aceleração. Isto se deve à dificuldade que o campo gravitacional tem para acompanhar instantaneamente a sua partícula ou origem, sempre que esta se movimenta em relação à ele, motivada por uma força aplicada nela. Sempre que se acelera um objeto material o seu campo gravitacional fica deformado conforme indica a figura de uma forma hiper maximizada.

Resumindo, o campo gravitacional de cada partícula de água, é o referencial inercial que Newton procurava, com a diferença que ele não é absoluto, e sim relativo, pois cada partícula tem a sua própria gravidade.

A inércia de um objeto não depende da presença das estrelas como queria Ernst Mach, mas apenas da intensidade do campo gravitacional atrelado a este objeto.

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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por Jonas Paulo Negreiros em 8th Janeiro 2017, 11:16

As partículas A e B "sabem" que estão girando porque o campo gravitacional de cada uma delas apresenta uma deformação que denuncia o giro ou aceleração. Isto se deve à dificuldade que o campo gravitacional tem para acompanhar instantaneamente a sua partícula ou origem, sempre que esta se movimenta em relação à ele, motivada por uma força aplicada nela.


Bosco,

1 - Quando o balde começa a girar, o que é afetado primeiro: o campo ou a partícula?

2 - A transferência de energia cinética entre corpos se faz através do contato entre suas massas correspondentes (tal como no choque entre bolas de bilhar) ou por ação à distância (por menor que seja) entre eles?

3 - Todos os veículos conhecidos (exceto UFOs) funcionam pelo princípio de ação e reação entre corpos distintos. Por que até agora não foi possível criar um veículo que se movimente por uma ação exclusiva entre seu corpo e seu próprio campo?

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Re: Balde de Newton: Interpretações Diversas

Mensagem por Bosco em 2nd Agosto 2017, 23:35

Oi Jonas! Acabei me esquecendo de lhe responder (7 meses de atraso).
1) Como penso que tudo é campo, devo dizer que quem é afetado inicialmente, é a origem do campo, que possui algum aspecto material para o engaste ou apoio.
2) De igual forma, duas origens gravitacionais (partículas) quando se chocam, transferem energia cinética entre si.
3) A dificuldade em se conseguir este resultado, é parecido com se querer obter energia apenas fazendo uso de uma mola (campo) e uma de suas extremidades (a partícula ou origem).

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