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- Levitação

A palavra levitação tem origem no latim levis, que significa leveza, e é o processo com o qual se consegue suspender um objeto numa posição estável contrariando, assim as forças de gravidade, mediante o uso de forças exercidas sem contato com o objeto. Manter um corpo suspenso no ar, sem qualquer apoio aparente, como que desafiando a lei da gravidade, é reconhecido como fenômeno de levitação.

A levitação estável de alguns materiais comuns se baseia em uma propriedade que todos os materiais possuem, chamada de diamagnetismo. Ao tentar aproximar os pólos iguais de dois imãs, estes se repelem, o pólo positivo do campo externo repele os pólos positivos de cada átomo magnetizado do material, quando os campos são contrários, essa força de repulsão gerada faz com que o material possa levitar quando a mesma for maior que o peso do material.

Existem três tipos básicos de levitação magnética:

Levitação eletrodinâmica ou por repulsão magnética

O método consiste na utilização de bobinas com uma baixíssima resistência elétrica, chamadas de bobinas supercondutoras para a geração de um campo magnético, o qual provoca o surgimento de uma corrente elétrica induzida em um condutor, devido à movimentação do campo nas proximidades do mesmo. Estas correntes, conforme as leis de Faraday e Lenz, geram outro campo magnético que se opõe ao campo criado pela bobina. A interação entre ambos os campos gerará uma força de repulsão capaz de suspender o objeto.

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Levitação eletromagnética ou por atração magnética

A levitação eletromagnética ou EML (Eletromagnetic levitation) é aquela em que um corpo ferromagnético é mantido suspenso pela força atrativa de um eletroimã.

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Levitação supercondutora

Este método utiliza materiais magnéticos e pastilhas supercondutoras que operam a altas temperaturas, que se tornam supercondutoras a temperaturas muito mais elevadas que os supercondutores convencionais.

Para entender – Supercondutividade é a característica de certos materiais que, quando submetidos a temperaturas extremamente baixas, conduzem corrente elétrica sem resistência, ou seja, sem perdas. Falamos em temperaturas abaixo de –100ºC, o que se obtém apenas com a criogenia – resfriamento com gases liquefeitos (hélio ou nitrogênio). A temperatura abaixo da qual o material se torna supercondutor é chamada de temperatura crítica (Tc). Além disso, esses materiais, abaixo de uma Tc, funcionam como diamagnetos, ou seja, são repelidos pelos ímãs. Esta propriedade, a princípio, pode ser usada para levitação magnética.

Um exemplo da utilização do fenômeno da levitação magnética está presente nos trens MAGLEV(abreviatura para levitação magnética) que levitam sobre os carris e deslocam-se sem um motor convencional, apenas com base no campo magnético. Estes podem atingir velocidades de 500 Km/h, o equivalente a um avião. É também exemplo da levitação magnética os trens da empresa Transrapid International S.A., que utilizam apenas um trilho (monotrilho) e levitam um centímetro acima deste. A suspensão do Transrapid funciona por intermédio de forças de repulsão entre ímãs colocados no trem e na parte inferior do monotrilho. Além de manter o trem levitando a um centímetro do monotrilho, o sistema proporciona a força motora e fornece a energia interna. O equilíbrio do veículo é tão grande que ele pode fazer curvas de 2,8 km de raio a 400 km/h.

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Atrito

O atrito resulta da interacção entre dois corpos

Atrito, em física é a força de contato que atua sempre que dois corpos entram em choque e há tendência ao movimento. É gerada pela aspericidade (rugosidade) dos corpos . A força de atrito é sempre paralela às superfícies em interação e contrária ao movimento relativo entre eles.

Apesar de sempre paralelo às superfícies em interação, o atrito entre estas superfícies depende da força normal, a componente vertical da força de contato; quanto maior for a Força Normal maior será o atrito. Passar um dedo pelo tampo de uma mesa pode ser usado como exemplo prático: ao pressionar-se com força o dedo sobre o tampo, o atrito aumenta e é mais difícil manter o dedo se movendo pela superfície.

Entretanto, ao contrário do que se poderia imaginar, mantidas as demais variáveis constantes, a força de atrito não depende da área de contato entre as superfícies, apenas da natureza destas superfícies e da força normal que tende a evitar que uma superfície "penetre" na outra.

A energia dissipada pelo atrito é, geralmente, convertida em energia térmica e/ou quebra de ligações entre moléculas, como ocorre ao lixar alguma superfície.

Coeficiente de Atrito

O Coeficiente de atrito, geralmente representado pela letra μ (Micro), é uma grandeza adimensional (não apresenta unidade de medida) que relaciona a força de atrito e a força de compressão entre dois corpos. Esse coeficiente depende dos materiais envolvidos; Por exemplo, o coeficiente de atrito entre asfalto e borracha é alto enquanto o coeficiente entre gelo e aço é baixo.

O coeficiente de atrito entre duas superfícies é uma grandeza empírica, ou seja, ela é determinada a partir de dados experimentais, e por isso representa uma predição aproximada da relação entre a força de atrito e a força de compressão.

Pode ser diferenciado em coeficiente de atrito dinâmico ou de atrito estático de acordo com a situação na qual se determina tais coeficientes:

Energia cinética

A energia cinética é a energia que está relacionada com o estado de movimento de um corpo. Este tipo de energia é uma grandeza escalar que depende da massa e do módulo da velocidade do corpo em questão. Quanto maior o módulo da velocidade do corpo, maior é a energia cinética. Quando o corpo está em repouso, ou seja, o módulo da velocidade é nulo, a energia cinética também é nula.

Expressão geral para o cálculo da energia cinética[editar | editar código-fonte]

Um objeto de massa m que se move a uma velocidade