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? ...