EM 202 HISTÓRIA DA MECÂNICA

1. EM 202 HISTÓRIA DA MECÂNICA CIÊNCIA, TECNOLOGIA, ENGENHARIA http://www.fem.unicamp.br/~sergio1/graduacao/EM202/em202.html PROF. SÉRGIO TONINI BUTTON DEZEMBRO DE 2.000

2. Referências Science and Technology in World History James E. McClellan III & Harold Dorn 0- Ed. Johns Hopkins, 1999

3. Referências

4. 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

5. 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?

6. 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

7. 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?

8. 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

9. 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

10. 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)

11. 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.

12. 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

13. 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

14. 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

15. 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

16. 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

17. 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

18. 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

19. 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