A Física no cotidiano

Perguntas e respostas sobre fenômenos Físicos no cotidiano:

·  É possível respirar se a gravidade for zero? E é possível criar, aqui na Terra, um ambiente de gravidade zero?    

    Resposta:  É possível respirar em gravidade zero, ou quase zero. É o que acontece em naves com vôo tripulado, onde a cabine é pressurizada, ou seja, tem ar lá dentro, embora a gravidade local seja muito baixa ou até mesmo nula.

Não é possível criar, aqui na Terra, um ambiente sem gravidade. Pode-se, no entanto, simular a imponderabilidade (sensação de ausência de gravidade). Isto normalmente é feito com grandes aviões de carga que descrevem uma certa trajetória circular de grande raio, de tal forma que a aceleração centrípeta do avião se iguale com a aceleração da gravidade local. Quem está dentro do avião (os astronautas em treino, por exemplo), têm a sensação de ausência da gravidade. É só a sensação, pois na verdade há gravidade.

Os astronautas que estão na estação espacial internacional na órbita da Terra, neste momento, têm a sensação de ausência de gravidade, embora lá exista gravidade, de menor intensidade do que a da superfície da Terra, mas têm.

· Porque quando o gelo chega do congelador ele se prende a um objeto metálico que é colocado junto ao gelo?

  Resposta: A água se transforma em gelo a zero grau Celsius, mas o quando o gelo sai do ele está abaixo de zero. Quando você encosta um metal à temperatura ambiente no gelo ele derrete um pouco do gelo com que entra em contato. Acontece que os metais tem baixa capacidade térmica. Então o metal entra em equilíbrio térmico com o gelo rapidamente, adquirindo uma temperatura abaixo de zero. Como conseqüência, a água que o metal tinha derretido volta a se solidificar, agindo como "cola" entre o a pedra de gelo e o metal.

Para que esta experiência funcione, é necessário que o gelo esteja abaixo de zero, senão ele não vai conseguir congelar a água que o metal derreteu. Se o gelo estiver fora do congelador a algum tempo (por exemplo dentro da limonada já no final do almoço), ele estará em fusão, portanto exatamente a zero graus Celsius, e portanto não conseguirá resfriar a água.

Outra restrição é que o metal não pode estar à mesma temperatura do gelo ou abaixo, pois senão ele não consegue derretê-lo. Faça um teste: se o metal estiver à mesma temperatura do gelo (deixe-o bastante tempo no congelador junto com o gelo) ele não gruda no gelo.

O mesmo efeito acontece quando um corpo molhado encosta num corpo gelado. Se você tentar pegar uma gaveta de gelo com a mão molhada verá que ela gruda por um pequeno instante. E se tiver a ocasião de ir a um pais frio durante o inverno (EUA, Europa, Argentina), nunca segure um portão ou uma barreira de metal com a mão molhada nem deixe crianças encostarem os lábios nisto: ficariam grudados imediatamente e seria necessário chamar os bombeiros para aquecerem o metal com maçarico!

· Por que as vezes tomamos choque nas portas dos carros?

Resposta: É muito provável que você já tenha experimentado a desconfortável sensação de tomar um leve choque ao encostar na porta do carro, ou mesmo ao cumprimentar uma pessoa, ou tocar em algum objeto que aparentemente não deveria dar choque por não estar ligado à corrente elétrica. Por que isso ocorre? 

Primeiro temos que lembrar que o choque elétrico, nestes casos, é de baixa intensidade, e que o desconforto aparenta ser maior por que, em geral, estamos desprevenidos quando tomamos o choque. Digamos que o susto é maior do que a dor. De qualquer forma, de baixa intensidade ou não, ninguém os aprecia, a ponto de algumas pessoas irritadas chegarem a descontar seu furor no veículo, batendo, ou, até mesmo, chutando a porta.

Mas afinal, o que causa este choque? Será mesmo a lataria do carro a culpada, por estar descarregando cargas elétricas nos passageiros? A resposta é: muito provavelmente não. Embora o carro, em seu movimento, atrite com o ar, e possa acumular um pouco de carga elétrica, provavelmente esta carga não se acumula muito, dissipando por meio de qualquer saliência ou pontas do veículo, como a antena, por exemplo (lembre-se que este é o princípio o pára-raio: poder das pontas, por onde as cargas podem ser convergidas ou dissipadas).

No entanto, o motorista (ou o passageiro) do veículo em geral acumulam cargas elétricas devido ao atrito entre a roupa do motorista e o tecido do banco do veículo, principalmente nos dias de inverno seco, quando as pessoas usam blusas de lã (que se eletrizam facilmente por atrito). Lembre-se que no processo de eletrização por atrito os corpos atritados adquirem cargas de mesmo módulo, porém sinais opostos. Assim, dependendo do material do tecido do banco do veículo, a pessoa pode, por exemplo, ficar com excesso de cargas negativas. Como o volante do veículo e outros materiais que o motorista mantém contado são maus condutores de cargas elétricas, bem como o ar seco também é mau condutor, este motorista, somente descarregará seu excesso de cargas ao tocar em algum material condutor. Isto, em geral ocorre quando o passageiro toca na porta do carro que, por ser feita de metal, é boa condutora de cargas elétricas. Neste escoamento de cargas a pessoa sente o choque.

Assim, ironicamente, podemos até dizer que não é o carro que está dando o choque na pessoa, e sim, é a pessoa que pode estar descarregando cargas elétricas no carro.

Por: Íngrid Facundo

Fatos curiosos que a Física explica

O som do trovão

O raio leva apenas alguns milionésimos de segundos para percorrer o trajeto do céu à copa de uma árvore ou ao telhado de uma casa. Em seguida, ouvimos um barulho estrondoso, que muitas vezes dizemos ter sido causado pelo próprio raio. Mas há uma explicação mais precisa para isso.
Quando um raio alcança o solo, uma segunda descarga elétrica sobe do chão até as nuvens, seguindo o mesmo caminho que a energia usou para descer. O calor gerado por esse segundo raio faz com que o ar ao seu redor chegue a uma temperatura de até 27 mil °C. E como tudo acontece muito rápido, o ar não tem tempo de se expandir e acaba se condensando, aumentando sua pressão atmosférica em cerca de 10 a 100 vezes. Esse ar, então, acaba “explodindo” e criando uma onda de choque. É essa rápida expansão do ar que causa o barulho que ouvimos.
Aliás, sabia que você pode estimar a distância a que um raio caiu de você? É muito simples. Ao perceber o clarão de um relâmpago, conte quantos segundos se passam antes de você ouvir o trovão. Cada segundo passado representa cerca de 300 metros. Depois, basta fazer a conta, multiplicando os dois valores.

Cores no céu

Poucos fenômenos naturais chamam tanta a atenção quanto o arco-íris. Algumas variações, como o arco-íris duplo, chegam até mesmo a comover pessoas ao redor do mundo. Como ser não bastasse, a explicação para esse fenômeno natural está em uma das capas de discos mais famosas do mundo: “The Dark Side of The Moon”, da banda inglesa de rock progressivo Pink Floyd.
Para quem não conhece, a capa mostra um prisma, ou seja, um poliedro de vidro capaz de refratar a luz do sol, isto é, separá-la nos diversos espectros que a compõem. E as gotas de chuva, em um dia ensolarado, funcionam da mesma forma, como se fossem pequenos prismas. São as partículas de umidade da atmosfera que refratam a luz solar e deixam o céu mais colorido.
Algo que pouca gente sabe é que a luz do sol refletida pela lua também é capaz de criar um arco-íris. No Flickr é possível encontrar fotos do fenômeno ocorrendo à noite, composto pelos respingos de água das Cataratas do Iguaçu. O visual é muito bonito.

Por: Íngrid Facundo

Câmara escura de orifício

Na Idade Média, a câmara escura de orifício teve muitas utilizações para o estudo dos fenômenos ópticos. A origem da máquina fotográfica se deu através da câmara escura.

 Imagem da vela formada ao fundo da câmara escura de orifício

De acordo com os princípios de propagação da luz, vimos que o primeiro desses princípios diz que em um meio homogêneo, isotrópico e transparente, a luz se propaga em linha reta. Os outros dois princípios são: princípio da independência dos raios e o princípio da reversibilidade.

A fim de comprovar que é válido o princípio da propagação retilínea da luz temos a câmara escura de orifício, que é basicamente constituída de uma caixa de paredes opacas e pretas internamente, totalmente fechada, com exceção de um pequeno orifício feito em uma das paredes, por onde penetra a luz.

Vejamos o esquema da figura abaixo, nela temos um objeto AB, luminoso ou iluminado, que é colocado a frente da parede que possui o orifício. Os raios de luz que partem do objeto e passam pelo orifício projetam, na parede oposta à do orifício, uma figura A’B’, semelhante ao objeto, mas invertida. Essa figura é chamada de imagem do objeto AB.

O fato de a imagem ter forma semelhante à do objeto e ser invertida evidencia a propagação retilínea da luz.

A imagem projetada na parede da câmara pode ser vista por um observador externo se essa parede for, por exemplo, feita de papel vegetal. A imagem pode ser registrada internamente, com a colocação de um filme ou papel fotográfico na região em que ela se forma. Por isso, a câmara escura de orifício é, às vezes, chamada câmara fotográfica rudimentar.

Historicamente podemos dizer que a captação e o registro de imagens foram possíveis após a criação da câmara escura de orifício.

Acontece que nas máquinas fotográficas atuais, assim como em nossos olhos, as imagens que se formam têm as mesmas características daquelas obtidas com acâmara escura: todas estão de cabeça para baixo e têm o lado direito e o esquerdo invertidos, quando observadas por trás do anteparo.

De acordo com a figura acima, os triângulos ABO e A’B’O’ são semelhantes, podemos relacionar as alturas AB e A’B’ do objeto e da imagem às distâncias p (do objeto à câmara) e p’ (da imagem até a parede com orifício). Assim, temos:

Vejamos um exemplo da aplicação dos conceitos matemáticos contidos na relação objeto e imagem formada em uma câmara escura.

Em um dia muito ensolarado, um homem e um poste projetam, no chão, sombras de comprimento iguais a 2 metros e 4,8 metros, respectivamente. Determine em metros a altura do poste, sabendo que a altura do homem é 1,6 metros. Considere o poste e o homem eretos no solo horizontal.

Resolução: Da equação acima, que relaciona semelhança de triângulos, temos:

Por: Ian Rafael

Leis de Isaac Newton

 Isaac Newton nasceu em Londres, no ano de 1643, e viveu até o ano de 1727. Cientista, químico, físico, mecânico e matemático, trabalhou junto com Leibniz na elaboração do cálculo infinitesimal. Durante sua trajetória, ele descobriu várias leis da física, entre elas, a lei da gravidade.

                                                           Leis de Newton

1ª Lei (Lei da Inércia) - Um corpo permanece em repouso ou em movimento rectilíneo e uniforme se sobre ele não actuar qualquer força ou se for nula a resultante das forças que sobre ele actuam;

2ª Lei (Lei Fundamental da Dinâmica) - Uma aceleração é proporcional à força que actua sobre um corpo sendo a massa do corpo a constante de proporcionalidade (F=m.a);

3ª Lei (Lei da Acção-Reacção) - Quando um corpo exerce sobre outro uma força, o segundo exerce sobre o primeiro uma força de igual intensidade mas de sentido contrário.

Por: Adriele Caetano

O atrito é bom ou ruim?

Nem sempre a força de atrito nos atrapalha nas tarefas que temos que cumprir. Ao contrário, muitas vezes ela nos ajuda.

Por exemplo, quando andamos, estamos “empurrando” o chão para trás e este nos empurra para frente, permitindo que andemos. Imagine se caminhássemos sobre uma superfície de gelo, ou mesmo por um chão cheio de cera, teríamos problemas para nos deslocar, pois não haveria atrito.

Um automóvel anda para frente quando seus pneus “empurram” o chão para trás e este os empurra para frente. Quando um carro faz uma curva, isso ocorre porque existe atrito entre o pneu e o chão; se não houvesse esse atrito o carro sairia reto nas curvas.

Em várias indústrias, existem esteiras para transporte de material, desde grãos de trigo a limalha de ferro (esta última para ser jogada em fornos). Essas esteiras transportam o material porque existe atrito entre elas e o material. Se não houvesse, o material ficaria escorregando sem conseguir sair do lugar.

    Por: Íngrid Facundo

Veículos que funcionam com energia sustentável.

A eletricidade pode vir de diferentes fontes: de baterias, da queima de combustíveis tradicionais, como a gasolina, ou da reação química do gás hidrogênio. Dos modelos já testados até agora, o carro elétrico movido a hidrogênio é o mais viável. Além de ter emissão de poluentes zerada, ele já tem um desempenho compatível com a dos carros tradicionais. Sim, o modelo não é mais ficção científica. Existem cerca de 100 protótipos de carros e 80 de ônibus com essa tecnologia em universidades e centros de pesquisa pelo mundo, muitos deles em testes. Existem até modelos de linha, como o Honda FCX.

Apesar das vantagens, o preço é mais chocante que uma descarga de 220 V: cerca de 1 milhão de dólares!

Atrás do carro elétrico vai um motor movido a hidrogênio, que não faz barulho e elimina água pelo escapamento.

Em tempos de escassez de matérias-primas fósseis, as invenções estão se tornando cada vez mais importantes para que possamos pensar em desenvolvimento e sustentabilidade. Uma das novidades no mundo dos transportes do futuro é o projeto de um carro movido a energia eólica. Ainda é um protótipo (Greenbird) em fase de testes, mas tudo indica que é o vento, literalmente, que nós levará de um lugar a outro em um futuro bem próximo. Com alta eficiência energética, ele une designe da aeronáutica e da vela e tecnologias da Fórmula 1, resultando em uma incrível mistura entre tecnologia, design e sustentabilidade. é tão eficiente, pois ele consegue viajar a uma velocidade de três a cinco vezes maior que a do vento. Tudo isso com zero de emissão.

Motos elétricas: Se você acha que vai perder em velocidade está enganado. De acordo com a fabricante, o modelo pode chegar até 140km/h! A moto conta ainda com um sistema de reaproveitamento de potência, que faz com que a energia armazenada nas frenagens possa ser reutilizada na aceleração.

Ao ligar a moto você já vai estranhar: não há partida e não existe ruído, já que o motor elétrico é alimentado por uma bateria de íons de lítio com zero de emissão.

Por: Adriele Caetano.

Termologia (parte 2) - TERMÔMETROS E ESCALAS TERMOMÉTRICAS.

    Termômetro é um aparelho que permite medir a temperatura dos corpos.


Uma escala termométrica corresponde a um conjunto de valores numéricos onde cada um desses valores está associado a uma temperatura.

Para a graduação das escalas foram escolhidos, para pontos fixos, dois fenômenos que se reproduzem sempre nas mesmas condições: a fusão do gelo e a ebulição da água, ambos sob pressão normal.

   Ponto Fixo: corresponde à temperatura de fusão do gelo, chamado ponto do gelo.

   Ponto Fixo: corresponde à temperatura de ebulição da água, chamado ponto de vapor.



O intervalo de 0ºC a 100ºC e de 273K a 373K é dividido em 100 partes iguais e cada uma das divisões corresponde a 1ºC e 1K, respectivamente. Na escala Fahrenheit o intervalo de 32ºF a 212ºF é dividido em 180 partes.

A escala Fahrenheit é usada, geralmente, nos países de língua inglesa. A escala Kelvin é chamada escala absoluta de temperatura.

- Equação Termométrica:

Podemos relacionar a temperatura de um corpo com a propriedade termométrica através da função de 1 o . grau: t = aG + b

Em que: a e b são constantes e a ¹ 0.

G é a grandeza termométrica.

t é a temperatura.

Essa função é denominada equação termométrica.

Exemplo: Num termômetro de mercúrio a altura da coluna líquida é de 4cm e 29cm, quando a temperatura assume os valores 10ºC e 60º C, respectivamente.

• Qual a equação termométrica desse termômetro na escala Celsius?

• Qual a temperatura quando a coluna de mercúrio atingir altura de 15cm?



Resolução:

•

t = 4G - 16

• Quando G = 15cm, temos:

t = 4G - 16 ==> t = 4 . 15 - 16

t = 44ºC

- Relações entre as escalas:

Supondo que a grandeza termométrica seja a mesma, podemos relacionar as temperaturas assinaladas pelas escalas termométricas da seguinte forma:




Exemplo: Transformar 35ºC em ºF.



F = 95ºF


Por:Geovana Rodrigues

Termologia: DIFERENÇA ENTRE TEMPERATURA E CALOR.

     A termologia (termo = calor, logia = estudo) é o ramo da física que estuda o calor e seus efeitos sobre a matéria. Ela é o resultado de um acúmulo de descobertas que o homem vem fazendo desde a antiguidade, sendo que no século XIX atinge o seu clímax graças a cientistas como Joule, Carnot, Kelvin e muitos outros.

    - Temperatura e Calor:

Temperatura : As partículas constituintes dos corpos estão em contínuo movimento. Entende-se temperatura como sendo uma grandeza que mede o estado de agitação das partículas de um corpo, caracterizando o seu estado térmico.

Calor : É uma forma de energia em transito de um corpo de maior temperatura para outro de menor temperatura.

       

Estabeleceu-se como unidade de quantidade de calor a caloria (cal).

Denomina-se caloria (cal) a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de um grama de água de 14,5ºC a 15,5ºC, sob pressão normal.

No Sistema Internacional de unidades a unidades de quantidade de calor é o Joule (J). A relação entre a caloria e o Joule é: 1 cal = 4,186 J. Podemos utilizar também um múltiplo de caloria chamado quilocaloria.

1Kcal = 1000 cal

Equilíbrio térmico : Dois corpos, com temperaturas iniciais diferentes, postos em contato, depois de certo tempo atingem a mesma temperatura. Esse estado final chama equilíbrio térmico. 

Por: Geovana Rodrigues

Eclipse Solar e Lunar; Fases da Lua.

A palavra eclipse significa "ocultação", total ou parcial, de um astro pela interposição de um outro, entre o astro e o observador, ou entre um astro luminoso e outro iluminado.

Eclipse total do Sol é visualizado quando o observador se encontra numa região de sombra da Lua.

Eclipse parcial do Sol é visualizado quando o observador se encontra numa região de penumbra da Lua.

Eclipse total da Lua é visualizado quando o observador se encontra numa região de sombra da Terra.

Eclipse parcial da Lua é visualizado quando o observador se encontra numa região de penumbra da Terra.

FASES DA LUA

O movimento de translação da Lua ao redor da Terra tem duração aproximada de 27,3 dias e, durante esse movimento, a face da Lua voltada para a Terra pode não coincidir com aquela iluminada pela luz solar. Quando a face da Lua voltada para a Terra é a não-iluminada pelo Sol temos a fase da lua nova. A fase da lua cheia ocorre quando a face voltada pela Terra é a face iluminada pelo Sol. Na passagem da lua nova para a lua cheia temos a fase do quarto crescente, quando apenas um quarto da superfície da Lua é visível, e na passagem da lua cheia para a lua nova, a fase do quarto minguante.

                                   

                                                            (Tabela de fases da Lua para 2013)

Por: Íngrid Facundo

Como funcionam as redes Wi-Fi?

Pra você, que todos os dias fica na curiosidade de descobrir a senha do Wi-Fi do seu vizinho, já parou pra pensar como funciona?

Frequentemente nos deparamos com pessoas em aeroportos, bibliotecas, restaurantes, etc. utilizando dispositivos eletrônicos, como, por exemplo, notebooks, para acessarem a internet sem utilizar cabos para a conexão.

A chamada rede Wi-Fi é uma rede sem fio (também chamada de wireless) na qual podemos ter acesso à internet apenas por sinal de ondas de rádio, assim como as televisões e os celulares, não sendo necessária a utilização de fios conectores. 

                                         

As ondas de rádio são ondas eletromagnéticas (formadas pela combinação dos campos elétrico e magnético que se propagam no espaço perpendicularmente transportando energia) utilizadas pelas emissoras de rádio.

Basicamente, nos locais onde há sistemas que fazem uso de ondas de rádio, um circuito elétrico é o responsável por provocar a oscilação de elétrons na antena emissora. Estes elétrons são acelerados e, em virtude disso, emitem ondas de rádio, as quais transportam as informações até uma antena receptora.

As redes Wi-Fi, utilizadas para fornecer acesso sem fio à internet, operam de forma análoga: um adaptador (sem fio) para computadores capta as informações e as traduz na forma de sinais de rádio, as quais são transmitidos com o auxílio de uma antena.

O roteador (também sem fio), cuja função é realizar a distribuição dos sinais da rede, além de "escolher" o melhor caminho para o envio de um conjunto de dados, é quem recebe o sinal e o decodifica. É ele quem envia as informações para a internet usando uma conexão (com fios), a Ethernet, responsável pela interconexão de redes locais.

É válido salientar que o processo inverso também pode ocorrer: o roteador pode receber as informações da internet, traduzi-las em sinais de rádio e enviá-las para o adaptador.

Resumindo: As redes wireless funcionam através de equipamentos que usam radiofreqüência, como a comunicação via ondas de rádio, usadas por walkie-talkies, comunicação via satélite e comunicação via infravermelho, entre outros.

Por: Bianca Oliveira.

ÓTICA GEOMÉTRICA

O primeiro assunto abordado será a ÓTICA GEOMÉTRICA, que é a parte da Física que estuda a luz e seus efeitos, um ramo da óptica que é baseado principalmente na noção de um feixe de luz . Esta abordagem simples permite a construção das imagens geométricas que dão o seu nome. A óptica geométrica usa como ferramenta de estudo a geometria.

Em relação às FONTES DE LUZ (que são corpos capazes de emitir luz, seja ela própria ou refletida), podem ser classificadas como:

• Fontes de luz Primárias: São fontes de luz que emitem luz própria. Elas podem ser: Incandescentes: Quando emitem luz a altas temperaturas. Ex: O Sol, a chama de uma vela e as lâmpadas de filamento. Luminescentes: Quando emitem luz a baixas temperaturas. As fontes de luz primária luminescentes poder ser fluorescentes ou fosforescentes. Fluorescentes: emitem luz apenas enquanto durar a ação do agente excitador. Ex: Lâmpadas fluorescentes. Fosforescentes: Emitem luz por um certo tempo, mesmo após ter cessado a ação do excitador. Nessas fontes de luz a energia radiante é proveniente de uma energia potencial química. Ex: Interruptores de lâmpadas e ponteiros luminosos de relógios.

• Fontes Secundárias: São aquelas que emitem apenas a luz recebida de outros corpos. Ex: Lua, cadeiras, roupas etc.

• Fontes pontuais ou puntiformes: quando suas dimensões são desprezíveis em relação a um ambiente em estudo ou uma fonte representada por um único ponto emitindo infinitos raios de luz. Ex: uma pequena lâmpada num estádio de futebol.

• Fontes extensas: quando suas dimensões são relevantes a um ambiente em estudo ou uma fonte constituída de infinitos pontos de luz. Exemplos: Uma lâmpada próxima a um livro, o Sol iluminando a Terra, etc.

Nossos estudos sobre a Óptica é feito basicamente através do conceito do raio de luz e PRINCÍPIOS ÓPTICOS. São estes:

• Lei da Propagação Retilínea da Luz: A luz só se propaga em linha reta.

• Reversibilidade da luz: O caminho da luz na ida é o mesmo na volta.

• Independência dos raios de luz: Dois raios que se encontram num ponto, não interferem um no outro.

Quanto aos MEIOS ÓPTICOS: 

• Meio Transparente: é aquele meio que permite a propagação regular da luz possibilitando a formação de uma imagem nítida dos objetos. Ex: ar, vidro, papel celofane, etc.

• Meio Translúcido: é o meio que permite a propagação irregular da luz e observador não vê o objeto com nitidez através do meio. Ex: vidro fosco, papel vegetal, tecido fino, etc.

• Meio Opaco: é o meio que não permite a propagação da luz. Ex: parede, madeira, tijolo, etc.

FENÔMENOS ÓPTICOS:

Reflexão regular: a luz incidente em S volta ao mesmo meio, regularmente. Ocorre quando S é uma superfície metálica bem polida (espelhos).

Reflexão irregular ou Difusão: a luz incidente em S volta ao mesmo meio, irregularmente. Ocorre quando S é uma superfície rugosa.

Refração: a luz incidente atravessa S e continua a se propagar no outro meio. Ocorre quando S separa dois meios transparentes (ar e água, água e vidro, etc.)

Absorção: a luz incidente em S não se reflete e nem se refrata. A luz, que é uma forma de energia radiante, é absorvida em S, aquecendo-a. Ocorre, por exemplo, nos corpos de superfície preta (corpos negros).

Por: Íngrid Facundo

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