sexta-feira, dezembro 28, 2007

quarta-feira, agosto 15, 2007

domingo, junho 03, 2007

Força centrípeta

Os movimentos curvos só são possíveis graças à força centrípeta. A força centrípeta muda constantemente a direção do movimento.

terça-feira, maio 29, 2007

segunda-feira, maio 28, 2007

Levitação magnética

Vídeo muito interessante mostrando a levitação magnética de um imã pelo supercondutor.

quinta-feira, maio 24, 2007

Termodinâmica e morte térmica do Universo

De acordo com a Primeira Lei da Termodinâmica toda quantidade de energia é conservada em um sistema fechado. Um sistema fechado é qualquer conjunto de objetos isolados do meio externo (chamado de vizinhança) de forma que não ocorram trocas de energia ou matéria entre o interior e o exterior - dessa maneira nesse sistema não haverá variação de massa nem de energia, ou em situações mais complexas, uma variação para menos na massa deverá vir acompanhada por uma variação correspondente da energia (de acordo com a famosa equação de Einstein: E = m.c²), mantendo-se no entanto, constante a quantidade total MASSA+ENERGIA.

Em sistemas abertos é certo que a energia pode variar: uma xicará de café quente deixada repousando sobre uma mesa vai esfriar... isto é, o café quente tende a perder calor (energia térmica) para o ambiente e em consequencia se esfria. Mas a energia que o café e a xícara perderam não desaparece, ela aqueceu o ar próximo que então se expandiu tornando-se menos denso e por isso elevou-se... assim o calor foi transferido para o ar, para a atmosfera. Uma parte do calor se propaga para a superfície da mesa e outra parte ainda foi irradiada na forma de infravermelho e pode ser absorvida por qualquer outro corpo presente no mesmo ambiente. A xícara e o café se esfriam, mas a energia não desapareceu, foi apenas transferida para outros corpos.
Todas as observações e todas as teorias apontam para a evidência de que a energia do Universo seja constante. Isso porque só um sistema aberto pode perder energia, que será recebido e absorvido pela vizinhança (outros corpos fora do sistema). Mas tudo que conhecemos e mesmo o que não conhecemos mas que existe faz parte do Universo. Não há vizinhança. Então não há quem ou o quê possa receber energia, e por consequencia não há como o Universo perder energia.

Isso não quer dizer que a temperatura média do Universo seja constante. Não é. A temperatura está diminuindo - isso porque o Universo está em expansão, ou seja seu volume está aumentando, e ocorre o mesmo que a um gás ideal, que ao expandir-se sem absorver ou perder calor, tem sua temperatura diminuída. Também não quer dizer que sempre existirá estrelas brilhando... elas tendem a se apagar... todas elas. Nem quer dizer que o Universo vai continuar existindo para sempre do jeito que o conhecemos... não. Não sabemos ao certo qual o será o Fim do Universo, mas ao que tudo indica (até o momento), todo o Universo se tornará uma imensa massa de gás estupidamente rarefeito e gelado...e então mesmo com toda energia ainda presente, nada mais acontecerá - é a chamada Morte Térmica do Universo. Isso porque a energia pode existir para sempre mas não pode estar disponivel para sempre. Todas as transformações, todos os eventos, movimentos, fenômenos, tudo que acontece acontece quando ocorre uma transferência de energia de um lugar para outro (e na transferência ela pode mudar de forma também, como de energia térmica para energia mecânica). Mas a transferência só ocorre se houver uma concentração maior de energia de um lado do que de outro. É como um rio e um lago, em um rio existe um desnível de altura e por isso a água flui, no lago toda superfície tem a mesma altura e não há fluxo. A Morte Térmica do Universo é o momento em que TODA energia estará uniformemente distribuida pelo espaço, não havendo nenhuma concentração maior em parte alguma. Nesse momento não haverá mais nenhum fluxo e portanto mais nenhuma transformação.
O assunto pertence à Termodinâmica que possui quatro leis que começam na Lei Zero e termina com a Terceira Lei. No texto acima estão a Primeira e a Segunda Lei.

Veja os seguintes sites:
http://www.ufsm.br/gef/PriLei.htm

http://www.searadaciencia.ufc.br/donafifi/entropia/entropia1.htm
Esse texto é muito bom, ele começa falando da Primeira Lei e vai se aprofundando até explicar o conceito de entropia, que tem tudo a ver com a "Morte Térmica do Universo".

quarta-feira, maio 02, 2007

Ciência e Modelos

O cientista não está preocupado em achar a verdade, pelo menos não necessariamente. Para o cientista as boas teorias ou os melhores modelos são aqueles que funcionam. E os modelos que funcionam são usados até seus limites, ou seja, até onde eles já não puderem explicar os fatos observados. Nesse momento é preciso ampliar, reformular ou abandonar o modelo, conforme o caso.


As Ciências Naturais utilizam sempre de modelos para descrever os fenômenos observados na Natureza e com o uso desses modelos ousam fazer previsões, ao testar em condições de laboratório essas previsões podem se confirmar ou não, em caso afirmativo o modelo é bom, em caso negativo há que se analisar tudo, desde o procedimento experimental, passando pela previsão em si e até as bases do próprio modelo. Por isso posso dizer que a Ciência é uma construção. Seguindo esse processo podemos afirmar quando e em que situação um modelo é melhor do que outro - um modelo melhor é aquele que explica o maior número de fenômenos, de preferência de uma forma mais simples, que faz melhores previsões e que oferece o maior número de resultados positivos.


A Física Quântica é a ciência mais bem sucedida de todas as já criadas pelo homem. E apesar disso a sua base está assentada sobre PROBABILIDADES e não sobre CERTEZAS. Um exemplo: em uma amostra de material radioativo só é possível calcular (prever) quantos átomos vão decair em certo tempo e verificar experimentalmente que a previsão foi boa... mas é impossível dizer quais átomos irão decair, e isso não decorre do grande número de átomos, podemos ter uma amostra com quatro átomos e prever que em uma fração de segundos um deles vai decair, mas nada poderá dizer qual deles. Qualquer previsão nesse sentido será simples chute, ou seja, escolhendo um átomo ao acaso (de um número de quatro) a chance ele decair é de 25% que o mesmo que se obteria em um jogo de quatro cartas.


Albert Einstein sem querer contribuiu para o surgimento da Física Quântica. Fez isso ao utilizar o modelo de Planck dos “pacotes de energia” para explicar o fenômeno fotoelétrico. Ficou evidente então o caráter duplo da luz e a quantização da energia. No entanto no decorrer do desenvolvimento da nova ciência ele divergiu, não aceitou em nenhum momento que não pudéssemos prever com certeza absoluta, medir com precisão absoluta, conhecer a natureza com precisão absoluta. Ele propôs que por trás dos fenômenos quânticos deveria existir um mecanismo então oculto e que se fosse conhecido nos forneceria a capacidade de SABER tudo. Era a Teoria das Variáveis Ocultas. Teóricos analisaram seriamente as idéias dele durante muito tempo e até alguns testes foram propostos e executados e tudo (lógica, consistência, observação) leva a crer que não existem variáveis ocultas. Ninguém afirma que não nada mais além da Física Quântica, não é isso, diz-se-que a proposta de Einstein não é consistente. A Física Quântica evoluiu muito desde a década de 20 quando surgiu. As mais modernas teorias a respeito da matéria e do Universo são DELIRANTES mas não há nada que se assemelhe ao que Einstein acreditava.


Voltando aos modelos: nós montamos nossos modelos, cientes de que ele pode não ser plenamente correto ou completo, mas os usamos enquanto forem úteis. Nossos modelos são aproximações. A nossa descrição (modelo) pode explicar várias coisas, mesmo não sendo PERFEITO.


O modelo atômico de Bohr é bastante simplificado, já está ultrapassado, mas ainda é útil nas salas de aula. É, como qualquer modelo, uma aproximação, mas permite entender como ocorrem as ligações químicas e a formação das moléculas entre outras coisas.

(Veja por exemplo: http://www.rossetti.eti.br/aula-menu.asp )

Os modelos mais atuais do átomo não tratam mais o elétron como uma partícula bem localizada, ao invés disso lidam com uma região do espaço onde é mais provável encontrar em elétron. É um modelo um pouco mais complicado, mas de grande sucesso experimental.

Veja essa página com os modelos atômicos já propostos:
http://www.mundodoquimico.hpg.ig.com.br/os%20modelos%20atomicos.htm

terça-feira, abril 24, 2007

Potencial elétrico

O potencial elétrico é uma propriedade do espaço onde existe um campo elétrico.
Um campo elétrico pode ser produzido por carga puntual ou por alguma distribuição de carga - pois o potencial depende da carga que cria o campo e da posição relativa à carga. Mas uma coisa tem que ficar clara, ele, o potencial, não depende da carga de prova (aquela que se usa para verificar a existência do campo elétrico).

Então em uma região do espaço onde existe um campo elétrico todos os pontos desse espaço possuem um potencial. Todos os pontos que porventura apresentarem potenciais iguais formam uma "equipotencial" - ou seja, uma região com mesmo potencial.


Os potenciais se manifestam sobre cargas elétrica da seguinte forma: para mover uma carga de prova 'q' positiva de um ponto com potencial Va para outro com potencial maior Vb, é necessário realizar um trabalho W sobre ela. Damos um nome para a quantidade de trabalho por unidade de carga, esse nome é "diferença de potencial".
Ou seja, a ddp que é Vb - Va é igual ao trabalho realizado sobre uma unidade de carga. Podemos escrever assim:

Vb - Va = W/q

A definição de potencial é parecida com a de ddp. Mas na ddp consideramos dois pontos separados de uma distância finita. No potencial vamos considerar um ponto no infinito.
Dizemos que o potencial em um ponto A (representamos por Va) é equivalente ao trabalho elétrico (por unidade de carga) realizado para trazer uma carga de prova q do infinito até o ponto. Ou o contrário, que é o trabalho (por unidade de carga) para levar a carga de prova q desde de o ponto A até o infinito.
Acontece que o trabalho para trazer a carga do infinito até um determinado ponto é a definição de energia potencial (daí o nome de potencial) Assim podemos dizer que o potencial no ponto A é:
Va = Ep(a)/q

Para entender melhor o potencial Va (de um ponto A de um campo elétrico) representa o máximo trabalho elétrico que se pode realizar sobre uma unidade de carga elétrica colocada naquele ponto.

Digamos que em A o máximo trabalho que se pode realizar sobre uma unidade de carga (1C) é 20 J então o potencial nesse ponto é Va = 20 V. Se em B o máximo trabalho que se pode realizar sobre um unidade de carga for 35 J, então o potencial em B é Vb = 35 V Então entre A e B temos uma diferença de potencial Vb-Va = 15 V, ou seja, para levar 1 C de carga de a para b realizamos um trabalho de 15 J.

sexta-feira, abril 20, 2007

Adesão, coesão e repulsão

"O que são forças de adesão e de repulsão ?"

Forças de coesão são forças atrativas que surgem entre moléculas do mesmo tipo. Por exemplo, as moléculas de água atraem-se umas as outras por forças de coesão. A chamada "tensão superfícial da água" surge devido às forças de coesão.

Existe outro tipo de força atrativa que surge entre moléculas de tipos diferentes que se chama força de adesão. Por exemplo a força que surge entre gotas de água e o vidro é força de adesão.

Já uma força de repulsão quando surge entre duas partículas as faz se separarem. Por exemplo, se você tenta aproximar dois imãs pelos mesmos pólos (digamos norte com norte , ou sul com sul) eles tendem a se afastar - essa força magnética é do tipo repulsiva. Entre cargas elétricas iguais (positivo com positivo ou negativo com negativo) ocorre o mesmo, surge uma força entre as cargas que tende a afastá-las.

Para saber mais sobre forças de coesão e adesão veja:
http://www.bertolo.pro.br/Biofisica/Fluidos/surten.htm#c4
http://www.webvestibular.com.br/detalhe.asp?cod=285
http://www.feiradeciencias.com.br/sala07/07_T01_05.asp

Sobre forças de repulsão veja:

Magnetismo:
http://www.freewebs.com/alahurakbar/eletromagnetismo.htm

Repulsão elétrica:
http://www.feiradeciencias.com.br/sala19/texto81.asp

quarta-feira, abril 18, 2007

Quanto é 2 + 2 ?

Não sei era só brincadeira ou se era um teste, mas um professor enviou essa pergunta.


Caro Professor,
saudações.

A soma, seja qual for, só pode ser efetuada se estivermos somando coisas iguais, ou que pertençam a um mesmo conjunto. Por exemplo, se considerarmos o conjunto das ferramentas de uma oficina e quisermos somar 2 alicates + 2 laranjas, tal soma não poderá ser feita, pois as laranjas não fazem parte do conjunto, e nesse caso dizemos que o resultado da soma não existe. Podemos somar 2 alicates com 2 martelos, e nesse caso teremos como solução 4 ferramentas. E se o conjunto for frutas cítricas, poderemos somar 2 limões com 2 laranjas e teremos 4 frutas. Podemos restringir ainda mais o conjunto e somar apenas coisas de mesma natureza. Por exemplo: 2 amoras + 2 amoras = 4 amoras e 2 pêras + 2 maçãs = não existe.

Segunda observação: se as "coisas" que estamos somando são de mesma natureza, e são vetores (entes geométricos que representam grandezas que possuem módulo, direção e sentido) a soma 2 + 2 pode ser 4 ou pode ser menos que isso... na verdade o menor resultado de 2 + 2 (vetorial) é zero e o maior resultado é 4.... isso tem a ver com a definição de espaços vetoriais... Exemplos:
a) se duas pessoas empurram um carrinho de supermercado ambos exercendo uma força igual a 2 kgf na mesma direção e no mesmo sentido, podemos afirmar que o carrinho recebe dessas pessoas uma força igual a 4 kgf. Nesse exemplo 2 kgf + 2 kgf = 4kgf.

b) se duas pessoas empurram o mesmo carrinho de supermercado com forças iguais a 2 kgf, sendo que um empurra para a direita e o outro empurra para a esquerda, podemos afirmar que o carrinho não vai se deslocar pois as forças vão se cancelar; ou seja, a força resultante sobre o carrinho é zero. Nesse caso 2 kgf (para direita) + 2 kgf (para esquerda) = 0 .

c) se as forças aplicadas são perpendiculares: por exemplo, uma força de 2 kgf para o norte e 2 kgf para o leste... sobre um mesmo objeto, temos que a força resultante sobre esse objeto é igual a raiz quadrada de oito... Que se obtém aplicando o Teorema de Pitágoras.

Em geral a soma vetorial é definida de outra forma: Se A e B são dois vetores e @ é o ângulo entre eles temos que a soma vetorial A + B é:
A+B = RAIZ QUADRADA DE ( A² + B² + 2.A.B.cos @)

Ou seja, a pergunta, "quanto é 2 + 2 ?" , não é exatamente uma pergunta banal ou trivial, na verdade pode ter várias respostas, depende do que estamos somando...

Att.
Prof. Sandro.

segunda-feira, abril 16, 2007

"Fé demais não cheira bem"

Professor, o senhor acredita em tudo que lhe ensinaram na faculdade sobre física.

Resposta: Veja que Ciência não é Religião. Quem exige fé é a religião, onde você tem que crer sem ver, aceitar sem provas, sem demonstrações, sem lógica, sem resultados. Em Ciência acreditar ou não é igualmente irrelevante, pois em Ciência o que importa são resultados – e a Ciência têm nos dado inúmeros resultados, toda a tecnologia que você vê à sua volta é resultado do desenvolvimento científico e nenhum pesquisador, nenhum engenheiro, nenhum técnico precisou ter fé, todos apenas precisaram usar o raciocínio lógico, aplicar as fórmulas, efetuar medidas cuidadosas, preparar os experimentos e tudo o mais.
A Ciência não exige fé porque não tem a pretensão de lidar com verdades absolutas, a Ciência não tenta mostrar a Natureza como ele é, mas apenas descrever a Natureza de uma forma que funcione, que dê resultados. Nós não sabemos ao certo com que se parece um átomo, e isso não é importante, basta que tenhamos modelos atômicos que funcionem, que permita fazer previsões, que permita criar novos materiais, explicar fenômenos observados e assim por diante.
Eu não preciso acreditar que a Teoria de Einstein está correta. Basta apenas usar os resultados obtidos dessa teoria enquanto ela estiver de acordo com as observações. A partir do momento em que os resultados experimentais não forem os esperados de acordo com a teoria, então, devemos apenas aperfeiçoar a teoria, talvez ampliá-la, talvez trocar por outra, não sem antes verificar se toda possibilidade de erro no experimento.

segunda-feira, abril 09, 2007

Porque Física ?

De um aluno: "_porque você se interessou por Física... é muito chato e eu sou um dos piores alunos do colégio..."

Caro aluno, recebi seu desabafo.
A questão é que somos todos diferentes... e bem que falam os franceses: "vive la diference!"
Eu não gosto de assuntos ligados à burocracia, mas tem quem goste e é bom que tenha.
Eu jamais faria um curso de medicina, odontologia ou veterinaria (nada que tenha sangue) e por isso mesmo é ótimo que existam pessoas que gostam disso - isso me desobriga de estudar tudo isso; eu pago para alguém tratar da minha saúde e da saúde dos meus cachorros.

Você provavelmente não gosta de Física, bem... é ótimo então para você que alguém goste, pois assim não será tarefa sua descobrir novas coisas, novas leis, novas tecnologias... alguém fará isso por você e para você. E é claro que você vai pagar por isso, pois ninguém trabalha de graça. Da mesma forma há algo que você gosta ou vai gostar de fazer. Você vai estudar e se especializar e ficar bom no que faz. E aí nós outros vamos pagar para você fazer o seu trabalho. Entende o que eu quero dizer?

E porque eu justamente fui estudar Física. Porque eu gosto. Gosto de saber como as coisas funcionam. Gosto de entender as leis do Universo e do átomo e tudo o mais.

Veja o texto que copiei do site Fisica.net:

A Física é o campo da ciência que investiga os fenômenos e as estruturas mais fundamentais da natureza. O conhecimento acumulado neste campo tem possibilitado à humanidade compreender aspectos cada vez mais complexos da natureza e, através dele criar sistemas, dispositivos e materiais artificiais que tem contribuído decisivamente para o progresso tecnológico.

Foram as investigações de físicos europeus sobre os fenômenos elétricos e magnéticos, no século passado, que levaram à invenção do gerador e do motor elétricos utilizados atualmente para gerar energia elétrica e para produzir movimento numa variedade enorme de aplicações que afetam nossa vida diária. Essas mesmas investigações levaram à descoberta, no século passado, de que a luz é uma onda eletromagnética. Ondas desta natureza, mas com menor freqüência propiciaram a invenção do rádio, da televisão, do radar e dos sofisticados meios de telecomunicações que estão incorporados na sociedade moderna.

A descoberta da mecânica quântica na década de 1920 possibilitou a compreensão detalhada da estrutura atômica e das partículas fundamentais da natureza. Além de abrir espaço para um grande desenvolvimento da Física e de outros campos da ciência, como a química, a bioFísica e a astroFísica por exemplo, a mecânica quântica conduziu à descoberta de novos fenômenos. Um deles, o da condução eletrônica em semicondutores, possibilitou a invenção do transistor em 1947 e dos circuitos integrados no final da década de 50. Essas invenções revolucionaram a eletrônica e abriram o caminho para a disseminação dos computadores que estão transformando os costumes da sociedade. Outra invenção, a do laser em 1960, propiciou o advento das comunicações óticas e está produzindo profundas modificações na eletrônica. Infelizmente, a Física tem possibilitado tanto algumas invenções que tornam a vida melhor e mais confortável quanto outras que podem destruí-la. Como utilizar as descobertas científicas apenas para o bem é um dos principais desafios da sociedade moderna e nessa discussão os físicos podem desempenhar importante papel esclarecedor.

Atenciosamente
Prof. Sandro

quarta-feira, fevereiro 07, 2007

Um pouco sobre o início da Física Quântica

(...) A idéia inicial de Planck é que a energia não pode ser emitida de forma contínua, mas somente em pequenos pacotes, que então foram chamados de quantum no singular e quanta no plural (é isso mesmo, eu posso ter um quantum, dois quanta, três quanta...)
É parecido com a teoria atômica da matéria conforme proposta inicialmente pelos gregos - os gregos antigos imaginavam até onde poderiam dividir um pedaço qualquer de matéria... raciocianaram que chegariam a um ponto indivisivel, um pedacinho de matéria incapaz de ser dividido mais uma vez, e chamaram esse partícula de átomo. Planck raciocinou de forma semelhante para a energia.

Einstein utilizou essa idéia (o quantum de Planck) para explicar com sucesso o efeito fotoelétrico, que já era conhecido na sua época, mas cuja explicação correta ele foi o primeiro a encontrar. Mas até então a luz era considerada uma onda eletromagnética tal como previsto na teoria eletromagnética de Maxwell. Como um quantum não é e não se parece com uma onda, ao invés disso se parece mais com uma partícula, ficou estabelecido que a luz tem um duplo comportamento: onda (eletromagnética) e partícula (quantum).
Um quantum de luz recebe o nome de fóton.

Esse comportamento duplo da luz pode parecer estranho, mas não é tanto assim. Uma comparação: é como uma moeda que lançada à sorte ou mostra cara ou mostra coroa, nunca as duas ao mesmo tempo.

Em resumo:
Um quantum é a menor quantidade de energia que pode existir, sendo impossível dividi-la em partes menores.
Um fóton é um quantum também, um quantum de luz, afinal luz é energia.
Um fóton ou um quantum tem um comportamento parecido com o de uma partícula material, mas não tem massa (nem peso), nem ocupa volume... é uma partícula só e energia mesmo.

Vou listar alguns sites para quem quiser saber mais a respeito:

http://www.educacional.com.br/especiais/fisica/ (para quem tem login e senha)

http://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/dualidade/dualidade.html

http://www.aventuradasparticulas.ift.unesp.br/

http://www.comciencia.br/reportagens/fisica/fisica02.htm

Como funciona um retroprojetor


O funcionamento de um retroprojetor é basicamente o mesmo de um projetor de slides e de um projetor de cinema.

Um objeto – no caso uma película transparente com uma imagem – é colocada entre uma fonte intensa de luz e uma lente convergente (ou um sistema óptico contendo pelo menos uma lente convergente)

A posição do objeto e a distância focal da lente devem ser tais que a imagem resultante seja uma imagem real, que é a única que pode ser projetada.


Vamos analisar agora outra coisa a respeito do retroprojetor: a lente. A lente obrigatoriamente deve ser convergente.

A lente do retroprojetor parece plana e cheia de círculos (tomara que você já tenha observado isso em sua escola!)

A lente é igual à da figura acima. É chamada de “lente de Fresnel” em homenagem ao seu inventor. A lente tem outras aplicações além do retroprojetor. Veja nos sites abaixo mais a respeito:

Lentes de Fresnel (Em espanhol)

Sala de Física

Bem, então dentro daquela “caixa” do retroprojetor há uma lâmpada potente. A “tampa” dessa “caixa” é uma lente de Fresnel. Sobre a lente você coloca a película transparente contendo a imagem (a tal da “transparência). A luz passa pela lente, passa pela pelicular convegindo até atingir um prisma ou um espelho (depende do modelo) que muda a direção da luz de maneira que ela incida sobre uma tela branca a frente. E lá a imagem se forma.

O foco correto se obtém por ajuste da distância do prisma, pois este também tem uma lente, lente convencional, não de Fresnel.

Infelizmente não há na Web algum site que trate somente do funcionamento do retroprojetor. O que existe são sites comerciais, ou seja, empresas que vendem ou alugam equipamentos.

Estude a possibilidade de explorar de verdade o retroprojetor de sua escola.. junto com um professor abrir o equipamento ver o que há dentro dele.