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11.18.2005
11.17.2005
Ano Internacional da Física
A Unesco declarou que o ano de 2005 seria dedicado à divulgação da Física, uma disciplina muito pouco “querida” pelos estudantes.A iniciativa partiu do físico, Martial Ducloy, que sugeriu empregar as comemorações do centenário do Annus Mirabilis de Einstein, para motivar o público em geral para as maravilhas da Física.
As conclusões e as ideias inovadoras a que Einstein propôs em 1905 e nos anos seguintes são utilizadas actualmente, em muitos objectos do quotidiano, tais como, telemóveis, GPS, as portas que abrem sozinhas, laseres, entre muitos outros objectos.
Concurso “PERGUNTAR ... É PRECISO” - III
Perguntas do tipo “O quê”
1. Quem foi o célebre físico e matemático inglês que nasceu no ano em que Galileu morreu e que estabeleceu a lei da gravitação universal, investigou a natureza da luz, estudou o binómio que tem o seu nome, foi um alquimista clandestino e... terá pertencido ao chamado Priorado de Sião?
2. Há quantos anos se descobriu que cada átomo é formado por uma parte central muito mais pequena - o núcleo onde se concentra quase toda a massa do átomo - rodeada de electrões?
Perguntas do tipo “Como”
1. Como é que se sabe que a velocidade da luz é cerca de 300 mil km por segundo?
2. Como é que se sabe que o tamanho dos átomos é da ordem de uma décima milionésima do mm?
Perguntas do tipo “Porquê”
1. Por que é que o céu é azul?
2. Por que é que o ozono, poluente na atmosfera, não sobe para a estratosfera onde é um protector da vida por absorver radiações ultravioleta do Sol?
Perguntas do tipo “E se...”
1. E se os núcleos dos 3 átomos de cada molécula de água - dois átomos de hidrogénio e um átomo de oxigénio - de uma bica se juntassem, o que aconteceria?
2. E se passássemos a usar óculos de lentes vermelhas, de que cor veríamos o arco-íris?
Respostas às perguntas exemplo
BLOCO “O QUÊ”
A. Quem foi o célebre físico e matemático inglês que nasceu no ano em que Galileu morreu e que estabeleceu a lei da gravitação universal, investigou a natureza da luz, estudou o binómio que tem o seu nome, foi um alquimista clandestino e... terá pertencido ao chamado Priorado de Sião?
Newton.
Isaac Newton (1642-1727), físico e matemático, nasceu em Woolsthorpe, Inglaterra.
O primeiro passo para a unificação das forças na Natureza começou, segundo a lenda, quando uma maçã caiu na cabeça de Newton e o despertou para a ideia: “Porque é que esta maçã me cai na cabeça e a Lua não cai para cima da Terra?”
Percebeu, pois, que a gravidade terrestre não é um exclusivo do nosso planeta; a gravidade é uma força de atracção sentida mutuamente por quaisquer corpos, qualquer que seja a sua massa. Newton publicou aos 23 anos a Lei da Gravitação Universal: os corpos atraem-se com uma força de intensidade directamente proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância a que se encontram.
B. Há quantos anos se descobriu que cada átomo é formado por uma parte central muito mais pequena - o núcleo onde se concentra quase toda a massa do átomo - rodeada de electrões?
Foi em 1910. Há, portanto, 95 anos.
Esta descoberta deve-se ao físico neozelandês Ernest Rutherford na Universidade de Manchester. Baseou-se no estudo realizado pela sua equipa sobre os desvios sofridos pelas chamadas partículas alfa (vir-se-ia, depois, a saber que são núcleos de átomos de hélio) quando disparadas contra folhas finas de metais.
BLOCO “O COMO”
A. Como é que se sabe que a velocidade da luz é cerca de 300 mil km por segundo?
Empédocles, filósofo grego do século V A.C., foi o primeiro a sugerir que a luz requeria provavelmente um tempo finito para viajar entre dois pontos.
As primeiras tentativas para determinar a velocidade da luz foram realizadas por Galileu em 1635, procurando medir o intervalo de tempo correspondente ao percurso de ida e volta da luz de uma lanterna entre duas colinas, mas os aparelhos da época não permitiram medir intervalos de tempo tão pequenos (10-5 s).
Alguns anos mais tarde, o dinamarquês Roemer determinou que a luz demora cerca de 22 minutos para atravessar o diâmetro da órbita da Terra em torno do Sol. Baseou-se no estudo dos eclipses de Io, quando esta lua de Júpiter passa na sombra deste planeta. Calculando independentemente o diâmetro da órbita terrestre, Huygens e, depois, Newton, atribuiram à velocidade da luz (c) os valores 2,3x108 m.s-1 e 2,4 x 108 m.s-1, respectivamente.
Por volta de 1850, os físicos franceses Fizeau e Foucault efectuaram a primeira medida da velocidade da luz sobre a Terra. Para isso, usaram, respectivamente, um dispositivo com uma roda dentada e um espelho distante e um espelho rotativo com várias faces. O valor obtido foi cerca de 315 mil km/s, bem próximo do valor hoje aceite. Em 1926, Albert A. Michelson, professor de Física da Universidade de Chicago, mediu a velocidade da luz no ar e no vácuo com extraordinária precisão, considerando a distância entre o Monte Wilson e o Monte Santo António, na Califórnia.
Actualmente, o valor da velocidade da luz no vazio, c, é considerado uma constante universal: 299 792 458 m.s-1.
B. Como é que se sabe que o tamanho dos átomos é da ordem de uma décima milionésima do mm?
Embora a noção de átomo remonte a mais de 2 mil anos, como entidade material muito pequena, a primeira ideia de tamanho para as partículas constituintes da matéria (durante um tempo, manteve-se confusão entre átomos e moléculas) terá sido avançada por Lord Rayleigh, na Inglaterra, no século XIX. Repetindo uma experiência de Benjamim Franklin sobre a espessura de uma fina mancha de azeite espalhada em água, calculou um valor de cerca de 5 milionésimas do mm.
A possibilidade, também no século XIX, de se estimar o número de moléculas num certo volume de um gás (a partir do estudo das relações entre pressão, volume e temperatura dos gases) permitiria um cálculo mais exacto para o tamanho das moléculas. Em particular, a noção do que viria a chamar-se constante de Avogadro constituiu a ponte para a determinação do tamanho dos átomos, em geral, pois permitia relacionar o número de átomos com o volume da amostra.
No século XX, as experiências de Rutherford sobre a estrutura dos átomos reforçaram as melhores estimativas anteriores.
Ainda durante o século passado, métodos físicos como a difracção de raios X em metais e outros cristais permitiriam obter “imagens em código” dos próprios átomos e, assim, obter valores rigorosos para os raios atómicos.
BLOCO “O PORQUÊ”
A. Por que é que o céu é azul?
A luz solar não é luz simples, mas luz composta de luzes de várias cores, como mostra o arco-íris. Ora, as partículas do ar difundem, de modo diferente, as várias radiações; por exemplo, a luz vermelha sofre menos difusão que a luz azul e a violeta.
Assim, com o Sol ao alto, a cor do céu é determinada principalmente pela mistura das luzes azul e violeta. Acresce que a nossa visão é mais sensível ao azul que ao violeta. Por isso, vemos o céu azul. Pelo contrário, quando à tarde o Sol declina, vê-se principalmente luz vermelha e amarela.
A imagem que um astronauta em órbita ao redor do planeta tem do "céu" é completamente diferente: um imenso fundo negro, no qual as estrelas brilham. Na realidade essa é a aparência a uns 16 km acima da superfície terrestre, onde a atmosfera se rarefaz, quase desaparecendo. O céu lunar, por exemplo, é totalmente escuro.
B. Por que é que o ozono, poluente na atmosfera, não sobe para a estratosfera onde é um protector da vida por absorver radiações ultravioleta do Sol?
O ozono é mais denso que o ar. Por esta razão, tende a descer e não a subir.
O ozono é quase duas vezes mais denso que o ar. Isto porque as moléculas de ozono são quase duas vezes mais pesadas que as moléculas de azoto, o principal gás presente no ar (79%).
Cada molécula de ozono é constituída por 3 átomos de oxigénio, O, ligados em forma de V aberto (ou acento circunflexo, se o virarmos). Cada molécula de azoto é constituída por 2 átomos de azoto, ou nitrogénio, N. As fórmulas químicas são, respectivamente, O3 e N2. Cada átomo O é cerca de 15% mais pesado que um átomo N.
BLOCO “E SE...?”
A. E se os núcleos dos 3 átomos de cada molécula de água - dois átomos de hidrogénio e um átomo de oxigénio - de uma bica se juntassem, o que aconteceria?
Cada molécula de água é constituída por 2 átomos de hidrogénio, H, um para cada lado de 1 átomo de oxigénio, O, em forma de acento circunflexo. A sua fórmula química é H2O. Isto quer dizer, 3 núcleos rodeados por electrões.
A associação de núcleos atómicos é um fenómeno presente nas estrelas e em laboratório em condições de elevadíssimas temperaturas. Chama-se-lhe fusão nuclear. Trata-se de um fenómeno que liberta enormes quantidades de energia. A energia libertada assim relaciona-se com a diminuição de massa que se verifica, através da relação de equivalência devida a Einstein: E = mc2, em que c é a velocidade da luz.
A fusão nuclear numa bica torná-la-ia ligeiramente mais leve mas, sobretudo, libertaria uma enorme quantidade de energia.
B. E se passássemos a usar óculos de lentes vermelhas, de que cor veríamos o arco-íris?
Quando observamos um arco-íris, sem óculos ou com óculos de lentes incolores, vemos sequencialmente: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta.
As lentes vermelhas fazem de filtro à luz, transmitindo aos nossos olhos apenas as radiações correspondentes à banda dos vermelhos, absorvendo as outras (banda dos azuis e banda dos verdes). Consequentemente, veríamos parte do arco-íris vermelha (zona correspondente à que víamos vermelho, laranja e amarelo sem óculos) e a restante negra (ausência de luz).
O arco-íris resulta da decomposição da luz branca ao atravessar as gotas de água da atmosfera. A luz mais desviada é a que vemos violeta, a de maior frequência.
1. Quem foi o célebre físico e matemático inglês que nasceu no ano em que Galileu morreu e que estabeleceu a lei da gravitação universal, investigou a natureza da luz, estudou o binómio que tem o seu nome, foi um alquimista clandestino e... terá pertencido ao chamado Priorado de Sião?
2. Há quantos anos se descobriu que cada átomo é formado por uma parte central muito mais pequena - o núcleo onde se concentra quase toda a massa do átomo - rodeada de electrões?
Perguntas do tipo “Como”
1. Como é que se sabe que a velocidade da luz é cerca de 300 mil km por segundo?
2. Como é que se sabe que o tamanho dos átomos é da ordem de uma décima milionésima do mm?
Perguntas do tipo “Porquê”
1. Por que é que o céu é azul?
2. Por que é que o ozono, poluente na atmosfera, não sobe para a estratosfera onde é um protector da vida por absorver radiações ultravioleta do Sol?
Perguntas do tipo “E se...”
1. E se os núcleos dos 3 átomos de cada molécula de água - dois átomos de hidrogénio e um átomo de oxigénio - de uma bica se juntassem, o que aconteceria?
2. E se passássemos a usar óculos de lentes vermelhas, de que cor veríamos o arco-íris?
Respostas às perguntas exemplo
BLOCO “O QUÊ”
A. Quem foi o célebre físico e matemático inglês que nasceu no ano em que Galileu morreu e que estabeleceu a lei da gravitação universal, investigou a natureza da luz, estudou o binómio que tem o seu nome, foi um alquimista clandestino e... terá pertencido ao chamado Priorado de Sião?
Newton.
Isaac Newton (1642-1727), físico e matemático, nasceu em Woolsthorpe, Inglaterra.
O primeiro passo para a unificação das forças na Natureza começou, segundo a lenda, quando uma maçã caiu na cabeça de Newton e o despertou para a ideia: “Porque é que esta maçã me cai na cabeça e a Lua não cai para cima da Terra?”
Percebeu, pois, que a gravidade terrestre não é um exclusivo do nosso planeta; a gravidade é uma força de atracção sentida mutuamente por quaisquer corpos, qualquer que seja a sua massa. Newton publicou aos 23 anos a Lei da Gravitação Universal: os corpos atraem-se com uma força de intensidade directamente proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância a que se encontram.
B. Há quantos anos se descobriu que cada átomo é formado por uma parte central muito mais pequena - o núcleo onde se concentra quase toda a massa do átomo - rodeada de electrões?
Foi em 1910. Há, portanto, 95 anos.
Esta descoberta deve-se ao físico neozelandês Ernest Rutherford na Universidade de Manchester. Baseou-se no estudo realizado pela sua equipa sobre os desvios sofridos pelas chamadas partículas alfa (vir-se-ia, depois, a saber que são núcleos de átomos de hélio) quando disparadas contra folhas finas de metais.
BLOCO “O COMO”
A. Como é que se sabe que a velocidade da luz é cerca de 300 mil km por segundo?
Empédocles, filósofo grego do século V A.C., foi o primeiro a sugerir que a luz requeria provavelmente um tempo finito para viajar entre dois pontos.
As primeiras tentativas para determinar a velocidade da luz foram realizadas por Galileu em 1635, procurando medir o intervalo de tempo correspondente ao percurso de ida e volta da luz de uma lanterna entre duas colinas, mas os aparelhos da época não permitiram medir intervalos de tempo tão pequenos (10-5 s).
Alguns anos mais tarde, o dinamarquês Roemer determinou que a luz demora cerca de 22 minutos para atravessar o diâmetro da órbita da Terra em torno do Sol. Baseou-se no estudo dos eclipses de Io, quando esta lua de Júpiter passa na sombra deste planeta. Calculando independentemente o diâmetro da órbita terrestre, Huygens e, depois, Newton, atribuiram à velocidade da luz (c) os valores 2,3x108 m.s-1 e 2,4 x 108 m.s-1, respectivamente.
Por volta de 1850, os físicos franceses Fizeau e Foucault efectuaram a primeira medida da velocidade da luz sobre a Terra. Para isso, usaram, respectivamente, um dispositivo com uma roda dentada e um espelho distante e um espelho rotativo com várias faces. O valor obtido foi cerca de 315 mil km/s, bem próximo do valor hoje aceite. Em 1926, Albert A. Michelson, professor de Física da Universidade de Chicago, mediu a velocidade da luz no ar e no vácuo com extraordinária precisão, considerando a distância entre o Monte Wilson e o Monte Santo António, na Califórnia.
Actualmente, o valor da velocidade da luz no vazio, c, é considerado uma constante universal: 299 792 458 m.s-1.
B. Como é que se sabe que o tamanho dos átomos é da ordem de uma décima milionésima do mm?
Embora a noção de átomo remonte a mais de 2 mil anos, como entidade material muito pequena, a primeira ideia de tamanho para as partículas constituintes da matéria (durante um tempo, manteve-se confusão entre átomos e moléculas) terá sido avançada por Lord Rayleigh, na Inglaterra, no século XIX. Repetindo uma experiência de Benjamim Franklin sobre a espessura de uma fina mancha de azeite espalhada em água, calculou um valor de cerca de 5 milionésimas do mm.
A possibilidade, também no século XIX, de se estimar o número de moléculas num certo volume de um gás (a partir do estudo das relações entre pressão, volume e temperatura dos gases) permitiria um cálculo mais exacto para o tamanho das moléculas. Em particular, a noção do que viria a chamar-se constante de Avogadro constituiu a ponte para a determinação do tamanho dos átomos, em geral, pois permitia relacionar o número de átomos com o volume da amostra.
No século XX, as experiências de Rutherford sobre a estrutura dos átomos reforçaram as melhores estimativas anteriores.
Ainda durante o século passado, métodos físicos como a difracção de raios X em metais e outros cristais permitiriam obter “imagens em código” dos próprios átomos e, assim, obter valores rigorosos para os raios atómicos.
BLOCO “O PORQUÊ”
A. Por que é que o céu é azul?
A luz solar não é luz simples, mas luz composta de luzes de várias cores, como mostra o arco-íris. Ora, as partículas do ar difundem, de modo diferente, as várias radiações; por exemplo, a luz vermelha sofre menos difusão que a luz azul e a violeta.
Assim, com o Sol ao alto, a cor do céu é determinada principalmente pela mistura das luzes azul e violeta. Acresce que a nossa visão é mais sensível ao azul que ao violeta. Por isso, vemos o céu azul. Pelo contrário, quando à tarde o Sol declina, vê-se principalmente luz vermelha e amarela.
A imagem que um astronauta em órbita ao redor do planeta tem do "céu" é completamente diferente: um imenso fundo negro, no qual as estrelas brilham. Na realidade essa é a aparência a uns 16 km acima da superfície terrestre, onde a atmosfera se rarefaz, quase desaparecendo. O céu lunar, por exemplo, é totalmente escuro.
B. Por que é que o ozono, poluente na atmosfera, não sobe para a estratosfera onde é um protector da vida por absorver radiações ultravioleta do Sol?
O ozono é mais denso que o ar. Por esta razão, tende a descer e não a subir.
O ozono é quase duas vezes mais denso que o ar. Isto porque as moléculas de ozono são quase duas vezes mais pesadas que as moléculas de azoto, o principal gás presente no ar (79%).
Cada molécula de ozono é constituída por 3 átomos de oxigénio, O, ligados em forma de V aberto (ou acento circunflexo, se o virarmos). Cada molécula de azoto é constituída por 2 átomos de azoto, ou nitrogénio, N. As fórmulas químicas são, respectivamente, O3 e N2. Cada átomo O é cerca de 15% mais pesado que um átomo N.
BLOCO “E SE...?”
A. E se os núcleos dos 3 átomos de cada molécula de água - dois átomos de hidrogénio e um átomo de oxigénio - de uma bica se juntassem, o que aconteceria?
Cada molécula de água é constituída por 2 átomos de hidrogénio, H, um para cada lado de 1 átomo de oxigénio, O, em forma de acento circunflexo. A sua fórmula química é H2O. Isto quer dizer, 3 núcleos rodeados por electrões.
A associação de núcleos atómicos é um fenómeno presente nas estrelas e em laboratório em condições de elevadíssimas temperaturas. Chama-se-lhe fusão nuclear. Trata-se de um fenómeno que liberta enormes quantidades de energia. A energia libertada assim relaciona-se com a diminuição de massa que se verifica, através da relação de equivalência devida a Einstein: E = mc2, em que c é a velocidade da luz.
A fusão nuclear numa bica torná-la-ia ligeiramente mais leve mas, sobretudo, libertaria uma enorme quantidade de energia.
B. E se passássemos a usar óculos de lentes vermelhas, de que cor veríamos o arco-íris?
Quando observamos um arco-íris, sem óculos ou com óculos de lentes incolores, vemos sequencialmente: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta.
As lentes vermelhas fazem de filtro à luz, transmitindo aos nossos olhos apenas as radiações correspondentes à banda dos vermelhos, absorvendo as outras (banda dos azuis e banda dos verdes). Consequentemente, veríamos parte do arco-íris vermelha (zona correspondente à que víamos vermelho, laranja e amarelo sem óculos) e a restante negra (ausência de luz).
O arco-íris resulta da decomposição da luz branca ao atravessar as gotas de água da atmosfera. A luz mais desviada é a que vemos violeta, a de maior frequência.
11.16.2005
Concurso “PERGUNTAR ... É PRECISO” - II
Perguntas do tipo “O quê”
1. Quais as aplicações mais vulgares das microondas nos dias de hoje?
2. Quem investigou a queda dos corpos, nos séculos XVI/XVII, alegadamente a partir do topo da torre de Pisa, na Itália?
Perguntas do tipo “Como”
1. Como é que as microondas aquecem um copo de água?
2. Como é que se sabe que é a Terra que gira em torno do Sol e não o contrário?
Perguntas do tipo “Porquê”
1. Por que é que não se devem colocar objectos metálicos num forno de microondas?
2. Por que é que se pode dizer que os vários candidatos à Presidência da República em Portugal, em 2006, deram um número de voltas ao Sol que varia desde 48 a 81.
Perguntas do tipo “E se...”
1. E se um telemóvel, que funciona com microondas, for imaginado na superfície da Lua, será que se ouve o seu toque?
2. E se a Terra oscilasse à volta do Sol em vez de girar em torno dele, será que os anos não avançavam?
Respostas às perguntas exemplo
BLOCO “O QUÊ”
A. Quais as aplicações mais vulgares das microondas nos dias de hoje?
No radar, nos fornos de microondas, nos telemóveis, na transmissão de televisão por satélite,..
As microondas são radiações electromagnéticas com aplicações muito diversificadas. No espectro da radiação electromagnética (do qual a luz visível é só uma pequeníssima parte), a região das microondas compreende as frequências desde 1 GHz (109 Hz) até aproximadamente 300 GHz (3 x 1011 Hz). Os comprimentos de onda correspondentes variam entre 30 cm e 1 mm .
Um forno de microondas usa um gerador de microondas na frequência de 2,45 GHz.
As redes de telemóveis usam as frequências mais baixas da faixa das microondas.
A potência das microondas num telemóvel é muito menor do que num forno. Contudo, também produz um certo aquecimento.
B. Quem investigou a queda dos corpos, nos séculos XVI/XVII, alegadamente a partir do topo da torre de Pisa, na Itália?
Galileu.
Galileo Galilei (1564-1642), físico e astrónomo, nasceu em Pisa, Itália.
Não está historicamente provado que Galileu tenha utilizado a torre de Pisa, já então inclinada, para estudar a queda dos corpos e demonstrar que, descontados os eventuais efeitos da resistência do ar, todos chegam ao solo ao mesmo tempo, quer os mais leves quer os mais pesados.
BLOCO “O COMO”
A. Como é que as microondas aquecem um copo de água?
As microondas têm as características adequadas para serem absorvidas pelas moléculas de água, fazendo com que estas passem a rodar em torno de si mesmas com maior velocidade. Devido às frequentes colisões entre moléculas, nos seus variados movimentos, este aumento da energia também se comunica aos movimentos gerais das moléculas no líquido. É esta maior agitação molecular que implica maior temperatura.
Como a molécula de água é polar, tudo o que na sua constituição contiver água - como a maioria dos alimentos - aquece com muita eficiência no microondas. Por isso os alimentos cozinham no microondas mas o prato de vidro onde se encontram poderia permanecer frio (de facto isso só não acontece, porque o prato está em contacto térmico com os alimentos e portanto aquece à medida que os alimentos aquecem).
B. Como é que se sabe que é a Terra que gira em torno do Sol e não o contrário?
Um observador na Terra vê o Sol a aparecer num lado (nascente), depois mais alto, depois novamente mais baixo até deixar de se ver no lado oposto (poente). Não admira que se tenha pensado que o Sol gira à volta da Terra. Para um hipotético observador no Sol, seria a Terra que nasceria, subiria e se poria no lado oposto. Isto de movimentos é muito relativo. De qualquer modo, para um hipotético observador exterior ao sistema solar, é a Terra que anda à volta do Sol já que a sua massa é muito menor que a do Sol.
Aliás, o modo como nós vemos o movimento do Sol em torno da Terra não é consequência do movimento da Terra em torno do Sol (translação), mas do movimento da Terra em torno de si mesma (rotação).
Atribui-se a Aristarco de Samos (séc. III A.C.) a primeira proposta de um modelo heliocêntrico do Universo. Mas é Copérnico (1473-1543), astrónomo polaco, que fundou a teoria heliocêntrica moderna. No séc. XVII, Galileu foi um ardente defensor da teoria heliocêntrica. Pelas suas ideias revolucionárias para a época, foi perseguido e condenado à morte pela Inquisição. No entanto, não chegou a ser executado, pois abjurou publicamente as suas teorias. Cerca de 400 anos após a sua condenação à morte, o Papa João Paulo II ajoelhava frente ao seu túmulo, na Igreja de St. Cruz, em Florença, num acto de humildade, reconhecendo publicamente e em nome da Igreja Católica, a injusta condenação a que Galileu tinha sido sujeito.
BLOCO “O PORQUÊ”
A. Por que é que não se devem colocar objectos metálicos num forno de microondas?
Num forno de microondas a funcionar, os objectos metálicos podem, não só reflectir e dispersar as microondas, tornando o aquecimento do alimento mais difícil, como sobreaquecer ou produzir faíscas que podem causar incêndio. O revestimento metálico do forno é estudado para não sobreaquecer nem produzir faíscas. As folhas de alumínio, em particular, sofrem grande aquecimento e também podem causar faíscas.
As faíscas são devidas a electrões emitidos pelos metais que, por colisões, excitam as moléculas no ar ao ponto de estas emitirem luz.
Só alguns electrões dos átomos são susceptíveis de ser ejectados por microondas (efeito fotoeléctrico, ver questões do 1º dia deste concurso), dado o relativamente pequeno valor de cada unidade de energia (um quantum) destas radiações. Porém, a elevada potência das microondas geradas no forno torna significativo o número de electrões assim ejectados. Se o objecto metálico tiver pontas (garfos, etc.), o efeito é mais intenso, dado o chamado “poder das pontas”, como nos para-raios.
B. Por que é que se pode dizer que os vários candidatos à Presidência da República em Portugal, em 2006, deram um número de voltas ao Sol que varia desde 48 a 81.
Cada volta ao Sol que a Terra dá tem a duração de 1 ano. Esta é a definição de ano. Um candidato com 48 anos de idade acompanhou, pois, a Terra em 48 voltas ao Sol, ao passo que um candidato com 81 anos deu 81 voltas ao astro-rei.
BLOCO “E SE...?”
A. E se um telemóvel, que funciona com microondas, for imaginado na superfície da Lua, será que se ouve o seu toque?
É sabido que a Lua praticamente não possui atmosfera. Contudo, a comunicação entre telemóveis, por microondas, funcionaria no nosso satélite, uma vez que estas não necessitam de nenhum meio material para se propagarem. Pelo contrário, o toque não se ouviria, como acontece na Terra, onde a atmosfera permite a transmissão do som. Aliás, o som não é outra coisa senão a propagação de vibrações do ar ou de outro meio material.
Note-se, porém, que a superfície (sólida) da Lua permite a transmissão de som.
B. E se a Terra oscilasse à volta do Sol em vez de girar em torno dele, será que os anos não avançavam?
Um ano é, por convenção, o tempo que a Terra leva a dar uma volta completa em torno do Sol. Trata-se de uma forma de medir o tempo. Mas o tempo não é criado pelo movimento da Terra. Se a Terra não girasse em torno do Sol como gira, outra unidade de tempo seria escolhida. Também se lhe poderia chamar ano, mas só por coincidência teria a mesma duração.
Terra a oscilar à volta do Sol o que seria? Uma espécie de baloiço “preso” ao Sol? ...
1. Quais as aplicações mais vulgares das microondas nos dias de hoje?
2. Quem investigou a queda dos corpos, nos séculos XVI/XVII, alegadamente a partir do topo da torre de Pisa, na Itália?
Perguntas do tipo “Como”
1. Como é que as microondas aquecem um copo de água?
2. Como é que se sabe que é a Terra que gira em torno do Sol e não o contrário?
Perguntas do tipo “Porquê”
1. Por que é que não se devem colocar objectos metálicos num forno de microondas?
2. Por que é que se pode dizer que os vários candidatos à Presidência da República em Portugal, em 2006, deram um número de voltas ao Sol que varia desde 48 a 81.
Perguntas do tipo “E se...”
1. E se um telemóvel, que funciona com microondas, for imaginado na superfície da Lua, será que se ouve o seu toque?
2. E se a Terra oscilasse à volta do Sol em vez de girar em torno dele, será que os anos não avançavam?
Respostas às perguntas exemplo
BLOCO “O QUÊ”
A. Quais as aplicações mais vulgares das microondas nos dias de hoje?
No radar, nos fornos de microondas, nos telemóveis, na transmissão de televisão por satélite,..
As microondas são radiações electromagnéticas com aplicações muito diversificadas. No espectro da radiação electromagnética (do qual a luz visível é só uma pequeníssima parte), a região das microondas compreende as frequências desde 1 GHz (109 Hz) até aproximadamente 300 GHz (3 x 1011 Hz). Os comprimentos de onda correspondentes variam entre 30 cm e 1 mm .
Um forno de microondas usa um gerador de microondas na frequência de 2,45 GHz.
As redes de telemóveis usam as frequências mais baixas da faixa das microondas.
A potência das microondas num telemóvel é muito menor do que num forno. Contudo, também produz um certo aquecimento.
B. Quem investigou a queda dos corpos, nos séculos XVI/XVII, alegadamente a partir do topo da torre de Pisa, na Itália?
Galileu.
Galileo Galilei (1564-1642), físico e astrónomo, nasceu em Pisa, Itália.
Não está historicamente provado que Galileu tenha utilizado a torre de Pisa, já então inclinada, para estudar a queda dos corpos e demonstrar que, descontados os eventuais efeitos da resistência do ar, todos chegam ao solo ao mesmo tempo, quer os mais leves quer os mais pesados.
BLOCO “O COMO”
A. Como é que as microondas aquecem um copo de água?
As microondas têm as características adequadas para serem absorvidas pelas moléculas de água, fazendo com que estas passem a rodar em torno de si mesmas com maior velocidade. Devido às frequentes colisões entre moléculas, nos seus variados movimentos, este aumento da energia também se comunica aos movimentos gerais das moléculas no líquido. É esta maior agitação molecular que implica maior temperatura.
Como a molécula de água é polar, tudo o que na sua constituição contiver água - como a maioria dos alimentos - aquece com muita eficiência no microondas. Por isso os alimentos cozinham no microondas mas o prato de vidro onde se encontram poderia permanecer frio (de facto isso só não acontece, porque o prato está em contacto térmico com os alimentos e portanto aquece à medida que os alimentos aquecem).
B. Como é que se sabe que é a Terra que gira em torno do Sol e não o contrário?
Um observador na Terra vê o Sol a aparecer num lado (nascente), depois mais alto, depois novamente mais baixo até deixar de se ver no lado oposto (poente). Não admira que se tenha pensado que o Sol gira à volta da Terra. Para um hipotético observador no Sol, seria a Terra que nasceria, subiria e se poria no lado oposto. Isto de movimentos é muito relativo. De qualquer modo, para um hipotético observador exterior ao sistema solar, é a Terra que anda à volta do Sol já que a sua massa é muito menor que a do Sol.
Aliás, o modo como nós vemos o movimento do Sol em torno da Terra não é consequência do movimento da Terra em torno do Sol (translação), mas do movimento da Terra em torno de si mesma (rotação).
Atribui-se a Aristarco de Samos (séc. III A.C.) a primeira proposta de um modelo heliocêntrico do Universo. Mas é Copérnico (1473-1543), astrónomo polaco, que fundou a teoria heliocêntrica moderna. No séc. XVII, Galileu foi um ardente defensor da teoria heliocêntrica. Pelas suas ideias revolucionárias para a época, foi perseguido e condenado à morte pela Inquisição. No entanto, não chegou a ser executado, pois abjurou publicamente as suas teorias. Cerca de 400 anos após a sua condenação à morte, o Papa João Paulo II ajoelhava frente ao seu túmulo, na Igreja de St. Cruz, em Florença, num acto de humildade, reconhecendo publicamente e em nome da Igreja Católica, a injusta condenação a que Galileu tinha sido sujeito.
BLOCO “O PORQUÊ”
A. Por que é que não se devem colocar objectos metálicos num forno de microondas?
Num forno de microondas a funcionar, os objectos metálicos podem, não só reflectir e dispersar as microondas, tornando o aquecimento do alimento mais difícil, como sobreaquecer ou produzir faíscas que podem causar incêndio. O revestimento metálico do forno é estudado para não sobreaquecer nem produzir faíscas. As folhas de alumínio, em particular, sofrem grande aquecimento e também podem causar faíscas.
As faíscas são devidas a electrões emitidos pelos metais que, por colisões, excitam as moléculas no ar ao ponto de estas emitirem luz.
Só alguns electrões dos átomos são susceptíveis de ser ejectados por microondas (efeito fotoeléctrico, ver questões do 1º dia deste concurso), dado o relativamente pequeno valor de cada unidade de energia (um quantum) destas radiações. Porém, a elevada potência das microondas geradas no forno torna significativo o número de electrões assim ejectados. Se o objecto metálico tiver pontas (garfos, etc.), o efeito é mais intenso, dado o chamado “poder das pontas”, como nos para-raios.
B. Por que é que se pode dizer que os vários candidatos à Presidência da República em Portugal, em 2006, deram um número de voltas ao Sol que varia desde 48 a 81.
Cada volta ao Sol que a Terra dá tem a duração de 1 ano. Esta é a definição de ano. Um candidato com 48 anos de idade acompanhou, pois, a Terra em 48 voltas ao Sol, ao passo que um candidato com 81 anos deu 81 voltas ao astro-rei.
BLOCO “E SE...?”
A. E se um telemóvel, que funciona com microondas, for imaginado na superfície da Lua, será que se ouve o seu toque?
É sabido que a Lua praticamente não possui atmosfera. Contudo, a comunicação entre telemóveis, por microondas, funcionaria no nosso satélite, uma vez que estas não necessitam de nenhum meio material para se propagarem. Pelo contrário, o toque não se ouviria, como acontece na Terra, onde a atmosfera permite a transmissão do som. Aliás, o som não é outra coisa senão a propagação de vibrações do ar ou de outro meio material.
Note-se, porém, que a superfície (sólida) da Lua permite a transmissão de som.
B. E se a Terra oscilasse à volta do Sol em vez de girar em torno dele, será que os anos não avançavam?
Um ano é, por convenção, o tempo que a Terra leva a dar uma volta completa em torno do Sol. Trata-se de uma forma de medir o tempo. Mas o tempo não é criado pelo movimento da Terra. Se a Terra não girasse em torno do Sol como gira, outra unidade de tempo seria escolhida. Também se lhe poderia chamar ano, mas só por coincidência teria a mesma duração.
Terra a oscilar à volta do Sol o que seria? Uma espécie de baloiço “preso” ao Sol? ...
11.15.2005
Concurso “PERGUNTAR ... É PRECISO”
0.Título do concurso
"PERGUNTAR … É PRECISO"
1. Objectivos
1. Fomentar e valorizar a capacidade de fazer perguntas, em ciência.
2. Distinguir diferentes tipos e níveis de perguntas.
3. Contribuir para as actividades do Ano Mundial da Física por associação de um centro interactivo de ciência (Ciência Viva) com um jornal diário.
2. Destinatários
Cidadãos comuns leitores de um jornal diário nacional (O Público), distinguindo-se três escalões para efeitos do concurso conforme a respectiva educação formal em Física: 1º escalão, formação a nível do ensino básico; 2º escalão, formação a nível do ensino secundário; 3º escalão, formação a nível do ensino superior.
3. Duração e data
Três dias: 15-17 de Novembro, mês do 10 º aniversário do Exploratório.
4. Como concorrer
N.B. Não se trata de dar resposta a perguntas, mas de distinguir diferentes categorias de perguntas e criar uma pergunta inteligente para ser avaliada!
1. Procurar no local do concurso no jornal dos dias 15, 16 e 17 de Novembro exemplos de perguntas de diferentes tipos no âmbito da Física – bloco O QUÊ, bloco O COMO, bloco O PORQUÊ, bloco E SE...?.
2. Familiarizar-se com esses exemplos de perguntas (duas) em cada um dos (quatro) blocos e encontrar, se o pretender, as respectivas respostas na página web do Exploratório (www.exploratorio.pt) ou em www.publico.pt, normalmente a mais do que um nível de profundidade.
3. Pensar e escrever uma pergunta do tipo PORQUÊ (por exemplo, iniciada por POR QUE É QUE...?) ou do tipo E SE...?, no âmbito da Física, e enviá-la, junto com a indicação do seu nome, telefone, endereço electrónico e escalão em que concorre, para explora@mail.telepac.pt, ou enviar estes elementos para Exploratório – Apartado 3111 – Coimbra, de forma a serem recebidos até às 17h00 do dia 18 de Novembro.
5. Selecção e prémios
1. Um júri nacional analisará e classificará as perguntas, em cada escalão. Cada um dos membros do júri atribuirá uma classificação de 2, 4, 6, 8 ou 10 pontos, conforme a qualidade que atribua à pergunta (originalidade, imaginação, potencial de inovação, etc).
2. Constituir-se-á um pódio para cada escalão, com os 3 autores das melhores perguntas (desde que tenham obtido uma classificação média mínima de 7 pontos).
3. Os prémios serão em livros, assinaturas anuais do jornal e entrada automática no Clube de Amigos do Exploratório, com os seguintes valores para cada escalão: 1º Prémio 500 €, 2º Prémio 350 €, 3º Prémio 150 €.
Perguntas exemplo publicadas em 15 de Novembro de 2005
Perguntas do tipo “O quê”
1. O que é o efeito fotoeléctrico, cuja interpretação feita por Einstein em 1905 lhe deu o Prémio Nobel da Física em 1921?
2. A que distância está a Terra do Sol?
Perguntas do tipo “Como”
1. Como é que as portas de elevadores são controladas por células fotoeléctricas?
2. Como é que se sabe que a distância média da Terra ao Sol é 150 milhões de km?
Perguntas do tipo “Porquê”
1. Por que é que certos metais emitem electrões mais facilmente que outros quando sujeitos a luz?
2. Por que é que a Lua apresenta sempre a mesma face para a Terra?
Perguntas do tipo “E se...”
1. E se for um vidro de janela que esteja no caminho da luz de um dispositivo fotoeléctrico da porta de um elevador, será que o elevador também bloqueia?
2. E se a Lua deixasse de girar em torno da Terra, que aconteceria?
Respostas às perguntas exemplo
BLOCO “O QUÊ”
A. O que é o efeito fotoeléctrico, cuja interpretação por Einstein em 1905 lhe deu o Prémio Nobel da Física em 1921?
Emissão de electrões por certos materiais quando sobre eles incide luz, designadamente luz visível ou luz ultravioleta.
Todos os materiais têm electrões na sua constituição, atraídos aos núcleos dos átomos. Um aumento da energia desses electrões pode resultar na sua expulsão. Tal aumento de energia pode ser obtido por incidência de radiação electromagnética de energia suficiente.
A interpretação de Einstein baseia-se no conceito de unidades de energia radiante (mais tarde designadas por fotões), sendo cada uma directamente proporcional à frequência da radiação. O efeito fotoeléctrico pode, pois, ser interpretado através de uma “colisão” fotão-electrão. É necessária, contudo, uma energia mínima por fotão para a expulsão do electrão. Garantida essa condição, quantos mais fotões incidirem sobre o material (maior intensidade luminosa) mais electrões são emitidos.
B. A que distância está a Terra do Sol?
150 milhões de quilómetros.
Esta é uma distância média, pois a órbita da Terra não é rigorosamente circular: no Inverno, Portugal está a 147 milhões de km do Sol e no Verão a 152 milhões de km (Não há engano!). Trata-se de uma distância que é quase 12 mil vezes maior que o diâmetro da Terra. A segunda estrela mais próxima da Terra, a Próxima de Centauro, está cerca de 270 mil vezes mais longe que o Sol. A distância média do Sol à Terra define a chamada unidade astronómica de distância (UA).
A luz do Sol leva aproximadamente 8 minutos a chegar à Terra, já que a velocidade da luz é cerca de 300 mil quilómetros por segundo. É fácil fazer o cálculo. A Próxima de Centauro está a 4,3 anos-luz, sendo 1 ano-luz a distância que a luz percorre num ano.
BLOCO “O COMO”
A. Como é que as portas de elevadores são controladas por células fotoeléctricas?
O funcionamento das primeiras células fotoeléctricas baseia-se no efeito fotoeléctrico: luz emitida por uma pequena lâmpada actua sobre um metal fazendo-o emitir electrões. Os electrões assim emitidos constituem uma corrente eléctrica capaz de accionar mecanismos como, por exemplo, os de controlo de portas.
Hoje em dia, a expressão célula fotoeléctrica aplica-se a dispositivos com semicondutores cuja resistência eléctrica depende da luz incidente. O controlo de entrada em elevadores utiliza, preferentemente, sensores que fornecem um sinal eléctrico em resposta à intensidade luminosa.
B. Como é que se sabe que a distância média da Terra ao Sol é 150 milhões de km?
A primeira determinação parece dever-se a Aristarcos, filósofo grego do século III A.C. Foi feita, através de cálculos com triângulos rectângulos definidos por linhas imaginárias ligando o Sol, a Terra e a Lua em quarto (crescente ou minguante), ficando estabelecida uma relação aproximada entre a distância Sol-Terra e a distância Lua-Terra.
Utilizando o mesmo princípio, Hiparcos, no século II A. C, estimou a distância Sol-Terra como sendo 1142 vezes o raio da Terra, já anteriormente determinado por Eratóstenes.
O valor mais próximo do moderno deve-se a Richer e Cassini, por volta de 1670, também com base em triangulação.
Semelhante princípio foi utilizado com base no planeta Vénus, durante o trânsito deste planeta no século XVIII. O trânsito de Vénus de 2004 foi utilizado deste modo como exercício para o mesmo efeito.
O processo mais rigoroso consiste na utilização de radar e fixa a distância média em 149,597870691 milhões de km.
BLOCO “O PORQUÊ”
A. Por que é que certos metais emitem electrões mais facilmente que outros, quando sujeitos a luz?
Os átomos dos metais têm a particularidade de possuírem alguns electrões frouxamente atraídos aos respectivos núcleos, designadamente os electrões que se atribuem a níveis de maior energia. Estas características também se verificam nos metais como agregados de átomos. Por isso os metais são bons condutores eléctricos. Mas os níveis de energia dos electrões variam de metal para metal, tal como variam com a natureza dos respectivos átomos. Assim, enquanto metais como o sódio perdem electrões facilmente, bastando por exemplo juntar água, outros são mais relutantes, como o ferro e o cobre. Em particular, o metal césio, da família do sódio, emite electrões quando sujeito a luz visível, ao passo que outros metais exigem luz de maior energia, por exemplo, luz ultravioleta.
B. Por que é que a Lua apresenta sempre a mesma face para a Terra?
A Lua não é uma esfera uniforme e perfeita. Deve ter-se em conta a sua forma e estrutura, com camadas não inteiramente rígidas.
Há uma deformação relativamente pequena em que a parte virada para a Terra sofre uma maior atracção: "efeito de maré", semelhante ao que se verifica na Terra. Este efeito justifica que, actualmente, a rotação da Lua em torno de si mesma tenha a mesma duração que o seu movimento à volta da Terra: 27,3 dias. Trata-se de uma situação estável em comparação com tempos idos em que a rotação e a translação da Lua não eram sincronizadas, obrigando a que o nosso satélite estivesse sempre a deformar-se.
BLOCO “E SE...?”
A. E se for um vidro de janela que esteja no caminho da luz de um dispositivo fotoeléctrico da porta de um elevador, será que o elevador também bloqueia?
Com vidro de janela normal (transparente e incolor), toda a luz visível emitida pela lâmpada passa. A porta do elevador não bloqueia. Mas se o vidro for de cor, é porque algumas radiações que compõem a luz da lâmpada são absorvidas. Pode acontecer que sejam justamente aquelas radiações que activam a emissão de electrões do receptor por efeito fotoeléctrico ou afectam a fotocondutividade do semicondutor utilizado.
Faça a experiência, utilizando folhas de acetato ou papeis transparentes de várias cores.
B. E se a Lua deixasse de girar em torno da Terra, que aconteceria?
A Lua gira à volta da Terra porque a Terra a atrai. A Lua também atrai a Terra, com uma força de igual intensidade. Em rigor, o conjunto dos dois planetas move-se em torno do respectivo centro de massa. Mas como a massa da Lua é muito menor que a da Terra, este ponto está muito mais próximo da Terra do que da Lua (de facto está dentro da Terra a cerca de 4 mil km do centro respectivo). Um observador externo dar-se-ia conta deste movimento. No entanto, nós na Terra dizemos que é a Lua que anda em volta da Terra e não o contrário, ao passo que um observador na Lua diria que é a Terra que anda à volta da Lua. É esta uma das essências da Relatividade.
Se a força de atracção entre Lua e Terra deixasse de existir, então a Lua sairia disparada pelo espaço numa linha recta tangente à sua trajectória em torno da Terra, até, eventualmente ser afectada pela atracção de um outro astro. Isto teria várias consequências, desde a quase ausência de marés ... à diminuição de fontes de inspiração dos poetas.
Mas se a Lua pudesse parar, momentaneamente, o seu movimento em torno da Terra, então o resultado seria a sua queda vertical sobre a Terra. As consequências...nem é bom pensar!
"PERGUNTAR … É PRECISO"
1. Objectivos
1. Fomentar e valorizar a capacidade de fazer perguntas, em ciência.
2. Distinguir diferentes tipos e níveis de perguntas.
3. Contribuir para as actividades do Ano Mundial da Física por associação de um centro interactivo de ciência (Ciência Viva) com um jornal diário.
2. Destinatários
Cidadãos comuns leitores de um jornal diário nacional (O Público), distinguindo-se três escalões para efeitos do concurso conforme a respectiva educação formal em Física: 1º escalão, formação a nível do ensino básico; 2º escalão, formação a nível do ensino secundário; 3º escalão, formação a nível do ensino superior.
3. Duração e data
Três dias: 15-17 de Novembro, mês do 10 º aniversário do Exploratório.
4. Como concorrer
N.B. Não se trata de dar resposta a perguntas, mas de distinguir diferentes categorias de perguntas e criar uma pergunta inteligente para ser avaliada!
1. Procurar no local do concurso no jornal dos dias 15, 16 e 17 de Novembro exemplos de perguntas de diferentes tipos no âmbito da Física – bloco O QUÊ, bloco O COMO, bloco O PORQUÊ, bloco E SE...?.
2. Familiarizar-se com esses exemplos de perguntas (duas) em cada um dos (quatro) blocos e encontrar, se o pretender, as respectivas respostas na página web do Exploratório (www.exploratorio.pt) ou em www.publico.pt, normalmente a mais do que um nível de profundidade.
3. Pensar e escrever uma pergunta do tipo PORQUÊ (por exemplo, iniciada por POR QUE É QUE...?) ou do tipo E SE...?, no âmbito da Física, e enviá-la, junto com a indicação do seu nome, telefone, endereço electrónico e escalão em que concorre, para explora@mail.telepac.pt, ou enviar estes elementos para Exploratório – Apartado 3111 – Coimbra, de forma a serem recebidos até às 17h00 do dia 18 de Novembro.
5. Selecção e prémios
1. Um júri nacional analisará e classificará as perguntas, em cada escalão. Cada um dos membros do júri atribuirá uma classificação de 2, 4, 6, 8 ou 10 pontos, conforme a qualidade que atribua à pergunta (originalidade, imaginação, potencial de inovação, etc).
2. Constituir-se-á um pódio para cada escalão, com os 3 autores das melhores perguntas (desde que tenham obtido uma classificação média mínima de 7 pontos).
3. Os prémios serão em livros, assinaturas anuais do jornal e entrada automática no Clube de Amigos do Exploratório, com os seguintes valores para cada escalão: 1º Prémio 500 €, 2º Prémio 350 €, 3º Prémio 150 €.
Perguntas exemplo publicadas em 15 de Novembro de 2005
Perguntas do tipo “O quê”
1. O que é o efeito fotoeléctrico, cuja interpretação feita por Einstein em 1905 lhe deu o Prémio Nobel da Física em 1921?
2. A que distância está a Terra do Sol?
Perguntas do tipo “Como”
1. Como é que as portas de elevadores são controladas por células fotoeléctricas?
2. Como é que se sabe que a distância média da Terra ao Sol é 150 milhões de km?
Perguntas do tipo “Porquê”
1. Por que é que certos metais emitem electrões mais facilmente que outros quando sujeitos a luz?
2. Por que é que a Lua apresenta sempre a mesma face para a Terra?
Perguntas do tipo “E se...”
1. E se for um vidro de janela que esteja no caminho da luz de um dispositivo fotoeléctrico da porta de um elevador, será que o elevador também bloqueia?
2. E se a Lua deixasse de girar em torno da Terra, que aconteceria?
Respostas às perguntas exemplo
BLOCO “O QUÊ”
A. O que é o efeito fotoeléctrico, cuja interpretação por Einstein em 1905 lhe deu o Prémio Nobel da Física em 1921?
Emissão de electrões por certos materiais quando sobre eles incide luz, designadamente luz visível ou luz ultravioleta.
Todos os materiais têm electrões na sua constituição, atraídos aos núcleos dos átomos. Um aumento da energia desses electrões pode resultar na sua expulsão. Tal aumento de energia pode ser obtido por incidência de radiação electromagnética de energia suficiente.
A interpretação de Einstein baseia-se no conceito de unidades de energia radiante (mais tarde designadas por fotões), sendo cada uma directamente proporcional à frequência da radiação. O efeito fotoeléctrico pode, pois, ser interpretado através de uma “colisão” fotão-electrão. É necessária, contudo, uma energia mínima por fotão para a expulsão do electrão. Garantida essa condição, quantos mais fotões incidirem sobre o material (maior intensidade luminosa) mais electrões são emitidos.
B. A que distância está a Terra do Sol?
150 milhões de quilómetros.
Esta é uma distância média, pois a órbita da Terra não é rigorosamente circular: no Inverno, Portugal está a 147 milhões de km do Sol e no Verão a 152 milhões de km (Não há engano!). Trata-se de uma distância que é quase 12 mil vezes maior que o diâmetro da Terra. A segunda estrela mais próxima da Terra, a Próxima de Centauro, está cerca de 270 mil vezes mais longe que o Sol. A distância média do Sol à Terra define a chamada unidade astronómica de distância (UA).
A luz do Sol leva aproximadamente 8 minutos a chegar à Terra, já que a velocidade da luz é cerca de 300 mil quilómetros por segundo. É fácil fazer o cálculo. A Próxima de Centauro está a 4,3 anos-luz, sendo 1 ano-luz a distância que a luz percorre num ano.
BLOCO “O COMO”
A. Como é que as portas de elevadores são controladas por células fotoeléctricas?
O funcionamento das primeiras células fotoeléctricas baseia-se no efeito fotoeléctrico: luz emitida por uma pequena lâmpada actua sobre um metal fazendo-o emitir electrões. Os electrões assim emitidos constituem uma corrente eléctrica capaz de accionar mecanismos como, por exemplo, os de controlo de portas.
Hoje em dia, a expressão célula fotoeléctrica aplica-se a dispositivos com semicondutores cuja resistência eléctrica depende da luz incidente. O controlo de entrada em elevadores utiliza, preferentemente, sensores que fornecem um sinal eléctrico em resposta à intensidade luminosa.
B. Como é que se sabe que a distância média da Terra ao Sol é 150 milhões de km?
A primeira determinação parece dever-se a Aristarcos, filósofo grego do século III A.C. Foi feita, através de cálculos com triângulos rectângulos definidos por linhas imaginárias ligando o Sol, a Terra e a Lua em quarto (crescente ou minguante), ficando estabelecida uma relação aproximada entre a distância Sol-Terra e a distância Lua-Terra.
Utilizando o mesmo princípio, Hiparcos, no século II A. C, estimou a distância Sol-Terra como sendo 1142 vezes o raio da Terra, já anteriormente determinado por Eratóstenes.
O valor mais próximo do moderno deve-se a Richer e Cassini, por volta de 1670, também com base em triangulação.
Semelhante princípio foi utilizado com base no planeta Vénus, durante o trânsito deste planeta no século XVIII. O trânsito de Vénus de 2004 foi utilizado deste modo como exercício para o mesmo efeito.
O processo mais rigoroso consiste na utilização de radar e fixa a distância média em 149,597870691 milhões de km.
BLOCO “O PORQUÊ”
A. Por que é que certos metais emitem electrões mais facilmente que outros, quando sujeitos a luz?
Os átomos dos metais têm a particularidade de possuírem alguns electrões frouxamente atraídos aos respectivos núcleos, designadamente os electrões que se atribuem a níveis de maior energia. Estas características também se verificam nos metais como agregados de átomos. Por isso os metais são bons condutores eléctricos. Mas os níveis de energia dos electrões variam de metal para metal, tal como variam com a natureza dos respectivos átomos. Assim, enquanto metais como o sódio perdem electrões facilmente, bastando por exemplo juntar água, outros são mais relutantes, como o ferro e o cobre. Em particular, o metal césio, da família do sódio, emite electrões quando sujeito a luz visível, ao passo que outros metais exigem luz de maior energia, por exemplo, luz ultravioleta.
B. Por que é que a Lua apresenta sempre a mesma face para a Terra?
A Lua não é uma esfera uniforme e perfeita. Deve ter-se em conta a sua forma e estrutura, com camadas não inteiramente rígidas.
Há uma deformação relativamente pequena em que a parte virada para a Terra sofre uma maior atracção: "efeito de maré", semelhante ao que se verifica na Terra. Este efeito justifica que, actualmente, a rotação da Lua em torno de si mesma tenha a mesma duração que o seu movimento à volta da Terra: 27,3 dias. Trata-se de uma situação estável em comparação com tempos idos em que a rotação e a translação da Lua não eram sincronizadas, obrigando a que o nosso satélite estivesse sempre a deformar-se.
BLOCO “E SE...?”
A. E se for um vidro de janela que esteja no caminho da luz de um dispositivo fotoeléctrico da porta de um elevador, será que o elevador também bloqueia?
Com vidro de janela normal (transparente e incolor), toda a luz visível emitida pela lâmpada passa. A porta do elevador não bloqueia. Mas se o vidro for de cor, é porque algumas radiações que compõem a luz da lâmpada são absorvidas. Pode acontecer que sejam justamente aquelas radiações que activam a emissão de electrões do receptor por efeito fotoeléctrico ou afectam a fotocondutividade do semicondutor utilizado.
Faça a experiência, utilizando folhas de acetato ou papeis transparentes de várias cores.
B. E se a Lua deixasse de girar em torno da Terra, que aconteceria?
A Lua gira à volta da Terra porque a Terra a atrai. A Lua também atrai a Terra, com uma força de igual intensidade. Em rigor, o conjunto dos dois planetas move-se em torno do respectivo centro de massa. Mas como a massa da Lua é muito menor que a da Terra, este ponto está muito mais próximo da Terra do que da Lua (de facto está dentro da Terra a cerca de 4 mil km do centro respectivo). Um observador externo dar-se-ia conta deste movimento. No entanto, nós na Terra dizemos que é a Lua que anda em volta da Terra e não o contrário, ao passo que um observador na Lua diria que é a Terra que anda à volta da Lua. É esta uma das essências da Relatividade.
Se a força de atracção entre Lua e Terra deixasse de existir, então a Lua sairia disparada pelo espaço numa linha recta tangente à sua trajectória em torno da Terra, até, eventualmente ser afectada pela atracção de um outro astro. Isto teria várias consequências, desde a quase ausência de marés ... à diminuição de fontes de inspiração dos poetas.
Mas se a Lua pudesse parar, momentaneamente, o seu movimento em torno da Terra, então o resultado seria a sua queda vertical sobre a Terra. As consequências...nem é bom pensar!
11.14.2005
Química
Nos últimos anos verificou-se que os desenvolvimentos científicos mais estimulantes não vieram de áreas tradicionais, tais como a Física Teórica ou a Biologia Molecular, mas provieram da Química. Foi da responsabilidade dos Químicos, a criação de materiais cerâmicos supercondutores utilizados em dispositivos de produção de imagens obtidas por ressonância magnética (TAC), o desenvolvimento da tecnologia associada à utilização de cristais líquidos em monitores planos e televisões, descoberta de medicamentos que salvam vidas, trabalhos na área da nanotecnologia do carbono, entre outras descobertas. Um exemplo, é o estudo dos fulerenos, que aparentemente terão aplicações na Medicina ou Electrónica, entre outras possíveis aplicações.
A Química tem um enorme impacto em muitos sectores industriais, que passam pela Saúde até à electrónica, o que se pode avaliar, em certa medida, pela consulta do site http://www.cas.org/cgi-bin/regreport.pl, onde se contabilizam os milhões de substâncias actualmente conhecidas, que seguramente irão marcar o nosso quotidiano. A Química não é só a ciência que estuda a matéria e as suas transformações, mas também é a arte de criar materiais que nunca existiram antes.
A Química possibilitou a existência de metais, plásticos, a obtenção de medicamentos partindo do crude, o estudo das substâncias que poluem a atmosfera, formas de reduzir a sua emissão e formas de “combater” a situação em que se encontra o Planeta Terra.
A Química divide-se em várias áreas de estudo, como as tradicionais, Química Orgânica e Síntese Química, Química - Física e Espectroscopia, entre outras. Na actualidade, outras áreas são cada vez mais relevantes, como é o caso da Química Teórica.
A Química tem um enorme impacto em muitos sectores industriais, que passam pela Saúde até à electrónica, o que se pode avaliar, em certa medida, pela consulta do site http://www.cas.org/cgi-bin/regreport.pl, onde se contabilizam os milhões de substâncias actualmente conhecidas, que seguramente irão marcar o nosso quotidiano. A Química não é só a ciência que estuda a matéria e as suas transformações, mas também é a arte de criar materiais que nunca existiram antes.
A Química possibilitou a existência de metais, plásticos, a obtenção de medicamentos partindo do crude, o estudo das substâncias que poluem a atmosfera, formas de reduzir a sua emissão e formas de “combater” a situação em que se encontra o Planeta Terra.
A Química divide-se em várias áreas de estudo, como as tradicionais, Química Orgânica e Síntese Química, Química - Física e Espectroscopia, entre outras. Na actualidade, outras áreas são cada vez mais relevantes, como é o caso da Química Teórica.
11.13.2005
Aviso
Fotografia tirada no dia 18 de Novembro de 2001 em West Virginia, USA, com um tempo de exposição de 5 minutos, onde são visíveis três meteoros, sendo o mais brilhante designado por "bola de fogo", dada a sua entensão e brilho intenso. Copyright Jerry Lodriguss.
O pico das Leónidas ocorre a 17 de Novembro. Se o tempo permitir, um momento que merece de facto o nome chuva de estrelas.
Para descobrir mais, fica aqui uma página dedicada a este fenómeno no ano de 2003 mas actual pois este espectáculo ocorre todos os anos na mesma altura do ano.
O nome específico deste fenómeno deriva da constelação Leão, região do céu onde os meteoros aparentam surgir. A origem dos meteoros prende-se com a existência de poeiras deixadas por um cometa pelo cometa 55P/Temple-Tuttle, que passa pelo sistema solar interior de 33 anos em 33 anos e todos os anos a Terra passa naquela zona do espaço onde o cometa deixa poeira espacial.
A maioria deste "lixo espacial", essencialmente poeira do tamanaho de um grão de areia ao entrar com na atmosfera terrestre, com velocidades da ordem dos 70 km/s (a velocidade do Space Shuttle é de 8 km/s), devido à fricção com aatmosfera torna-se incandescente, daí a designação de "estrela cadente".
Devido ao perído do cometa de 33 em 33 anos a chuva de estrelas Leónidas é muito intensa devido à concentração de poeira, podendo existir mais de 2ooo meteoros por hora, ocorrendo então uma tempestade, como as que aconteceram em 1966, 1999. A próxima prevê-se para 2003!!!
O pico das Leónidas ocorre a 17 de Novembro. Se o tempo permitir, um momento que merece de facto o nome chuva de estrelas.
Para descobrir mais, fica aqui uma página dedicada a este fenómeno no ano de 2003 mas actual pois este espectáculo ocorre todos os anos na mesma altura do ano.
O nome específico deste fenómeno deriva da constelação Leão, região do céu onde os meteoros aparentam surgir. A origem dos meteoros prende-se com a existência de poeiras deixadas por um cometa pelo cometa 55P/Temple-Tuttle, que passa pelo sistema solar interior de 33 anos em 33 anos e todos os anos a Terra passa naquela zona do espaço onde o cometa deixa poeira espacial.
A maioria deste "lixo espacial", essencialmente poeira do tamanaho de um grão de areia ao entrar com na atmosfera terrestre, com velocidades da ordem dos 70 km/s (a velocidade do Space Shuttle é de 8 km/s), devido à fricção com aatmosfera torna-se incandescente, daí a designação de "estrela cadente".
Devido ao perído do cometa de 33 em 33 anos a chuva de estrelas Leónidas é muito intensa devido à concentração de poeira, podendo existir mais de 2ooo meteoros por hora, ocorrendo então uma tempestade, como as que aconteceram em 1966, 1999. A próxima prevê-se para 2003!!!
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