Ressonância

Chama-se ressonância o fenômeno de transferência de energia por vibração ou oscilação. Um corpo oscila em certa frequência e transfere energia a outro que passa a vibrar em igual frequência.

Todos os corpos podem vibrar ou oscilar mas não de qualquer jeito, existem certas frequências possíveis, chamadas então de “frequências próprias” . No caso de um balanço infantil, só há uma frequência própria de oscilação, valor que depende do comprimento. Assim para a criança conseguir transferir energia para ela (e com isso ganhar altura) é preciso que ela balance o corpo na mesma frequência. E quando isso ocorre dizemos que o balanço entrou em ressonância.


A ressonância também está presente nos instrumentos musicais. Por exemplo, as cordas de um violão vibram com frequências bem determinadas, e a frequência determina a nota musical emitida. Altera-se a nota musical variando o comprimento da corda, apertando os trastes.
Além disso existe a caixa de ressonância do violão – o corpo do violão vibra em ressonância com a onda sonora produzindo um reforço, aumentando a intensidade do som.

E como eu disse antes, todos os corpos possuem uma ou mais frequências próprias de vibração. Um copo de cristal, por exemplo, pode entrar em ressonância com uma onda sonora.
Veja um vídeo produzido na University of Southern California – nele podemos ver como o aumento da amplitude de oscilação fez o copo se quebrar.

A Experiência de Torricelli

Escrevi isso em resposta a uma pergunta de uma aluna (por e-mail). Publiquei no meu outro blogue, mas deixo aqui também para registro:

… em 1643, ano em que Torricelli realizou a sua experiência não se acreditava que o vácuo (ausência de matéria) pudesse existir. Assim, naquela época, explicava-se que a água subia por um tubo quando a ar era sugado por um dos lados, como uma tendência natural de se evitar a formação do vácuo - ou seja, a água preencheria um tubo para ocupar o lugar do ar que foi retirado. Essa explicação até que é razoável, mas não explica porque só é possível puxar água, por bomba de sucção, até uma altura de 10 metros…

Torricelli imaginou que talvez a água não subisse pelo cano para preencher o espaço vazio… mas que subia empurrada pelo ar fora do cano. Aí vem o conceito de pressão. Segundo Torricelli, o ar exerce uma força sobre tudo que está imerso no ar, e essa força distribuida por toda a parte se chama pressão. Pois bem, em um tubo ou cano com uma ponta mergulhada na água e a outra ponta no ar temos que a pressão do ar fora do cano e dentro dele são iguais e fica tudo em equilibrio. Mas quando uma bomba de sucção retira o ar dentro do tubo a pressão lá dentro fica menor do que a pressão do ar fora do tubo. Aí o equilibrio se desfaz e surge uma força sobre a superficie o líquido empurrando a água para dentro do tubo. Bom, até aqui não parece muito diferente da explicação anterior não é? Mas tem uma diferença fundamental… acontece que a pressão atmosférica tem um valor limite (não vou dizer fixo, porque condições metereológicas podem afetar em pequena escala). A pressão do ar consegue empurrar a água para cima somente até a altura de 10 metros, e se no lugar de água usarmos o mercúrio, o ar só vai conseguir empurrar para cima até 76 centímetros. Se o cano for até uma altura de 12 metros, a bomba vai puxar a água até 10 metros e teremos mais 2 metros de vácuo (ou quase) - ou seja, a água não vai preencer o espaço vazio.

A experiência que Torricelli fez demonstrou que estava certo - ele preencheu um tubo com mercúrio, emborcou o tubo numa vasilha cheia de mercúrio, destampou o tubo e a coluna baixou até 76 centímetros, restando vácuo no espaço acima. Percebeu até que a altura da coluna variava conforme a hora do dia ou as condições do tempo.

Então Torricelli demonstrou que:
1 - o vácuo pode existir
2 - o ar exerce pressão
3 - é possível determinar o valor da pressão comparando com a coluna de um líquido.

Veja mais sobre essa experiência (com imagens para ilustrar) aqui:
http://www.searadaciencia.ufc.br/tintim/fisica/pressao/tintim5-2.htm

A teoria das supercordas

No Ensino Médio já estão incluídos tópicos de Física Moderna, a saber, uma introdução à Teoria da Relatividade de Einstein e à Física Quântica. A necessidade desse estudo se justifica por serem essas duas teorias consideradas os "pilares do conhecimento moderno". Desde a década de 30 sabe-se que as duas teorias são incompatíveis entre si, visto que a gravitação de acordo com a relatividade é determinística e contínua, enquanto que a mecânica quântica descreve a matéria e a energia de forma descontínua e os eventos probabilisticos . Assim desde o início do século XX os pesquisadores têm buscado uma nova teoria que unifique "os dois pilares", formando uma "Teoria de Tudo" como têm sido chamada.

A teoria das cordas é uma tentativa de unir a gravitação à física quântica. De acordo com essa teoria, as partículas fundamentais como elétrons e quarks e até mesmo fótons, não são partículas realmente, mas cordas unidimensionais extremamente pequenas, da ordem de 10^-33 cm de comprimento. As tais cordas possuem vários modos de vibração, a cada modo temos uma partícula.

A teoria das cordas foi concebida inicialmente no final dos anos 60, com intuito de descrever as interações nucleares, em especial a teoria das forças fortes e surgiu da dificuldade de se utilizar a teoria quântica de campos, cujos resultados não se mostravam satisfatórios. Diversas tentativas de obter uma hipótese geral que satisfizessem a teoria de Campos levou a uma expressão conhecida como "fórmula de Veneziano". A "fórmula" podia ser obtida a partir de uma teoria descrevendo objetos extensos ao invés de puntuais, as cordas.

Uma corda difere muito de um ponto, visto que, um ponto ao deslocar-se pelo espaço descreve uma linha (uma dimensão), uma corda deslocando-se pelo espaço descreve uma superfície (duas dimensões). Além disso enquanto pontos são únicos, cordas podem ter extremidades livres ou fechadas. Essas cordas vibram como cordas de um violão e as diversas formas de vibração produzem as propriedades que conhecemos como massa, carga elétrica,etc. Esses filamentos são muito pequenos, tão pequenos que para a precisão de nossos mais sofisticados instrumentos eles ainda se parecem com pontos. A ordem de grandeza dessas cordas é de 10^-33 cm.

Assim, todas as partículas conhecidas, como elétrons, prótons, nêutrons, os vários quarks, neutrinos e até as partículas mensageiras como os fótons (transmissores das forças eletromagnéticas) e os gravitons (transmissores da força gravitacional, partícula que ainda não foi detectada), seriam o resultado das diferentes vibrações de cordas extremamente pequenas e rígidas. Até as propriedades das partículas, como massa, carga elétrica, "cor", "sabor", "estranheza" podem ser deduzidas a partir dos diferentes modos de vibração. (Lembrando que "cor", "sabor" e "estranheza" em nada se parecem com o que comumente conhecemos como tais, são propriedades quânticas sem nenhum análogo clássico.)

A previsão teórica de um tipo de corda fechada que gera uma partícula que se comporta como se espera de um graviton leva à unificação dos "pilares" Física Quântica e Relatividade Geral. No entanto há um problema com essa teoria, ela prevê a existência de partículas que se movem a velocidades superiores à velocidade da luz no vácuo, o que é proibido de acordo com a Teoria da Relatividade, além de outros resultados impossíveis, como probabilidades infinitas, por exemplo. Para contornar essa dificuldade foi incluída à teoria a supersimetria, dando origem à teoria das supercordas. Diversos problemas com infinitos e velocidades supraluminares são resolvidos nessa nova formulação. Porém para ser coerente ela exige dez (ou mais) dimensões, sendo nove de espaço e uma de tempo, o que difere do mundo em que vivemos que possui três dimensões espaciais e uma temporal. Assim fica a dúvida sobre o que são e onde estão as seis dimensões extras. Postula-se que essas outras dimensões tornaram-se pequenas esferas da mesma ordem de grandeza que o comprimento de Planck (10^-33 cm) nos primeiros instantes do Big Bang, enquanto as três dimensões espaciais ordinárias expandiram-se violentamente formando o universo como o conhecemos.

Para saber mais sobre esse assunto sugiro as leituras abaixo:
Em busca de uma teoria final (1)

Em busca de uma teoria final (2)

Gravitação Quântica

Teoria das supercordas

O mundo bizarro das supercordas

Em inglês:

Superstring theory

SELEÇÃO NATURAL CÓSMICA

Uma idéia bem "louca" de um físico igualmente, Lee Smolin propõe que buracos negros podem dar origem a novos universos que por sua vez "herdam" algumas propriedades do universo mãe podendo ou não gerar seus próprios buracos-negros e consequentemente universos. Assim de certa forma haverá um tipo de seleção natural cósmica - quantos mais buracos negros um universo puder conter, tanto mais universo semelhantes a si ele vai criar, e esses então também vão conter buracos negros, que darão origem a outros universos e assim por diante.
Leia mais sobre isso:

Blog de Física do Portal Educacional/AB

E também:
edge.org/discourse/smolin_natselection.html

edge.org/documents/ThirdCulture/z-Ch.17.html

planetasustentavel.abril.com.br

UM TESTE DO "PODER" DOS CRISTAIS

Muita gente acredita em todo tipo de bobagem esotérica (ou exotérica já que a maioria nem sabe a diferença)
http://pt.wiktionary.org/wiki/exotérico
http://pt.wiktionary.org/wiki/esoterismo
É curioso como as mesmas pessoas que acreditam em bobagens esotéricas, pseudo-cientificas ou misticóides, costumam duvidar da Ciência... a mesma Ciência sem a qual a dita pessoa talvez nem existisse (compare o índice de sobrevivência de récem nascidos e também a estimativa de vida na idade média com o atual...).
Se algum fenômeno natural desperta desconfiança é sempre possível testar. Por definição não existe fenômeno "não natural" portanto qualquer suposto fenômeno "sobrenatural" ou "paranormal" deve ser natural e consequentemente passível de teste...
Neste post você poderá ver o teste feito por James Randi o ilusionista que se especializou em desmascarar fraudes:

http://www.gluon.com.br/blog/2008/12/10/poder-dos-cristais-um-teste/

Duas observações:
1 - você pode duvidar do teste - mas note como ele é simples, então, faça você mesmo.
2 - e essa vai para um público bem específico: sua empresa talvez bloqueie acesso ao youtube então você vai continuar acreditando no poder dos cristais, quem sabe em gnomos, elfos, fadinhas... vai ver é isso que "a empresa" quer...

Prêmio Nobel de Física 2008

Trabalho sobre a quebra da simetria em partículas fundamentais rendeu o prêmio Nobel de Física para três pesquisadores japoneses.

Leia mais aqui:

Educacional Blog de Física

Nobel Prize

Chi vó non pó