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