Você realmente acredita que um raio não cai duas vezes no mesmo lugar? Leia isto.
Como se formam os raios?
por Luiz Fujita
Para que surjam raios, é necessário que, além das gotas de chuva, as nuvens de tempestade tenham em seu interior três ingredientes: cristais de gelo, água quase congelada e granizo. Tais elementos se formam na faixa entre 2 e 10 quilômetros de altitude, onde a temperatura fica entre 0 ºC e -50 ºC. Com o ar revolto no interior da nuvem, esses elementos são lançados pra lá e pra cá, chocando-se uns contra os outros. Com isso, acabam trocando de carga entre si: alguns vão ficando cada vez mais positivos, e outros, mais negativos. Os mais pesados, como o granizo e as gotas de chuva, tendem a ficar negativos.
Por causa da gravidade, o granizo e as gotas de chuva se acumulam na parte de baixo, que vai concentrando carga negativa. Mais leves, os cristais de gelo e a água quase congelada são levados por correntes de ar para cima, deixando o topo mais positivo. Começa a se formar um campo elétrico, como se a nuvem fosse uma grande pilha. Essa dupla polaridade da nuvem é reforçada ainda por dois fenômenos físicos externos a ela. Acima, na região da ionosfera, os raios solares interagem com moléculas de ar, formando mais íons negativos. No solo, por outro lado, diversos fatores contribuem para que a superfície fique eletricamente positiva. Essa polarização da nuvem cria um campo elétrico descomunal: se as redes de alta tensão têm cerca de 10 mil W (watts) de potência, no céu nublado a coisa chega a 1 000 GW (gigawatts)! Tamanha tensão começa a ionizar o ar em volta da nuvem - ou seja, ele passa de gás para plasma, o chamado quarto estado da matéria.
Começa então a se formar um caminho de plasma em direção ao solo. Por ter elétrons livres, o plasma é um bom condutor de eletricidade. Com isso, acaba fazendo a ponte até a superfície para que a tensão da nuvem possa ser descarregada. Enquanto o tronco principal desce rumo ao solo, surgem novos ramos tentando abrir passagem. Quando um tronco principal está próximo do solo, começa a surgir uma massa de plasma na superfície. Essa massa vai subir até se conectar com o veio que desce e, então, fechar o circuito. É por isso que, se alguém estiver perto de onde o fenômeno está rolando, vai perceber os pelos do corpo se eriçando. Quando o caminho se fecha, rola uma troca de cargas entre a superfície e a nuvem e - zap! - temos o relâmpago! A espetacular faísca é fruto do aquecimento do ar, enquanto o ribombar do trovão vem da rápida expansão da camada de ar. Desde o surgimento do tronco de plasma até rolar o corisco, se passa apenas cerca de 0,1 segundo.
DÚVIDAS ELETRIZANTES
Descubra as principais curiosidades em relação aos relâmpagos
É VERDADE QUE UM RAIO NÃO CAI DUAS VEZES NO MESMO LUGAR?
Não, isso é mito. Quando o tronco principal de um raio alcança o solo, todas as suas ramificações tentam usar esse caminho aberto e, às vezes, caem no local exato do primeiro relâmpago. Já foram observadas até 32 descargas no mesmo lugar!
PESSOAS COM METAIS NO CORPO TÊM MAIS RISCO DE SER ATINGIDAS POR UM RAIO?
Outra lorota. Os metais que porventura trazemos no corpo - como próteses, pinos e aparelho dentário - são muito pequenos para que o raio os considere como um atalho para o solo. Agora, árvores, sim, são bons atalhos. Ou seja, não fique perto de uma durante um toró!
É PERIGOSO NADAR DURANTE UMA TEMPESTADE?
Sim, pois a água conduz bem a eletricidade. Se você estiver no mar e um raio cair a menos de 50 metros, você tem grande risco de receber toda a força da descarga. Em piscinas é ainda pior, pois o chocão também pode chegar pelas tubulações metálicas
O QUE ACONTECE QUANDO ALGUÉM É ATINGIDO POR UM RELÂMPAGO?
Se o raio cair exatamente em cima do sujeito, é quase certo que ele seja reduzido a um toquinho carbonizado, já que o corisco gera aquecimento de quase 30 mil graus Celsius! Caso ele caia a até 50 metros do cara, é grande o risco de rolar parada cardíaca e queimaduras
É PERIGOSO FALAR AO TELEFONE DURANTE UM TEMPORAL?
Se for um telefone com fio, é. Assim como um raio pode atingir um poste e se propagar pela fiação elétrica da casa, queimando eletrodomésticos, ele pode viajar pela linha telefônica até fritar a orelha da pessoa.Telefones sem fio e celulares não têm esse risco.
Os primeiros registros de fenômenos eletrostáticos vem dessa época, segundo os quais tecelões, ao esfregarem bastões feitos de âmbar (resina vegetal fossilizada) em lã de ovelha (ou até em pele de gato), observavam que os referidos bastões adquiriam a capacidade de atrair pequenos pedaços de palha de milho. O mesmo ocorria com os carretéis (feitos de âmbar) usados para enrolar fios de lã ou algodão usados em seus teares. Após o constante atrito do carretel com os fios, esses passavam a atrair outros pedaços de fios ou mesmo a eriçar os pelos dos braços dos tecelões. Em grego, o termo âmbar se traduz como “elektro”. Daí vem o nome eletricidade. Dos filósofos antigos, apenas de Tales temos algum registro sobre Eletricidade.
Força Elétrica
5. CHARLES A. DE COULOMB (1736 - 1806)
Coulomb trabalhou como engenheiro militar até os 40 anos, quando, por problemas de saúde, passou a dedicar-se à pesquisa e a experimentação científica.
Foi o primeiro indivíduo a se preocupar com as aspectos quantitativos dos fenômenos elétricos, já que até sua época a preocupação era apenas com os aspectos qualitativos. Para determinar o módulo da força elétrica entre corpos carregados eletricamente, Coulomb inventou a chamada “balança de torção”. Este dispositivo foi adaptado e, mais tarde, utilizado para se determinar a constante de gravitação universal. Foi através desse dispositivo que Coulomb comprovou experimentalmente a expressão do cálculo da força elétrica, conhecida como “Lei de Coulomb”.
A Energia potencial tanto gravitacional, quanto elástica são calculadas mediante fórmulas que levam em conta elementos como altura, velocidade de movimento ou massa.
Carga Elétrica
As baterias contem energia química armazenada. Quando os químicos reagem entre si produzem uma carga eléctrica. Esta carga transforma-se em energia eléctrica quando ligados a um circuito.
Força
Quando o elevador está subindo com movimento acelerado ou descendo com movimento retardado (freiando), a força aparente indicada na balança é o resultado da força da gravidade mais a força peso da pessoa. A pessoa se sentirá a aparência de ser mais pesada. Quando o elevador estiver descendo com movimento acelerado ou subindo com movimento retardado (freiando), a força aparente indicada na balança será o resultado da força da gravidade menos a força da aceleração do elevador. A pessoa se sentirá mais leve e isso será comprovado pela balança.
quinta-feira, 28 de abril de 2011
Clique aqui para acessar ao blog do 9º ano de Física Divertida.
Apresentação em slide sobre ondas, reflexão e refração.
sexta-feira, 15 de abril de 2011
Alunos do Centro Educacional Galileu Galilei irão participar daAs provas serão realizadas no dia 21/05/2011 Acesse o site: http://www.sbf1.sbfisica.org.br/olimpiadas/obf2011/Noticias.shtme se informe, baixe provas e comece a estudar e vamos juntos conquistar uma vitória.
O exemplo mais simples, do ponto de vista da observação da inércia dos corpos, é aquele dos passageiros num ônibus. Quando o veículo é brecado, os passageiros tendem a manter-se no seu estado de movimento.
Sabias que se morássemos em Neptuno, nunca teríamos aniversário? Enquanto um ano é o tempo necessário para que a Terra dê uma volta em torno do Sol, Neptuno leva 165 anos terrestres para fazer essa trajectória.
O espectro de cores produzidas na superfície de uma bola de sabão é resultado da reflexão da luz visível que incide na bola. A luz visível contém luz de todas as cores dependendo do seu comprimento de onda. A espessura do filme da bola de sabão não é uniforme, verificando-se a existência de vales na sua superfície. Devido a este facto, na superfície da bola irão existir zonas com diferentes efeitos de cor. O resultado é espectacular!
Sabias que o teu coração bate 100 000 vezes por dia e consome 1 Joule por batida?
Você já deve ter visto algum filme tipo “Star Wars”, onde ocorrem guerras no espaço e a partir daquelas enormes explosões você ouve um estrondo imenso!!! Pois é, o único problema é que o som não se propaga no espaço! Ele pode ser ouvido de dentro da espaçonave, mas não fora. Por quê?
O som é um exemplo de onda mecânica e em ondas deste tipo são necessárias que exista algum meio para que elas se propaguem, como por exemplo, um gás, líquido ou sólido.
Quando você ouve algum som, é devido à vibração das moléculas que ocorrem da seguinte maneira: uma molécula vibra e passa sua vibração para a molécula vizinha, que por sua vez passa para a seguinte e assim por diante até chegar ao seu tímpano, assim ele passa por algumas estruturas dentro do seu ouvido, chegando ao nervo auditivo até que essa informação é levada ao seu cérebro e você ouve o mesmo som que estava sendo propagado. Confuso né!? Mas a questão é que esse som foi propagado por um meio (neste exemplo citado, o ar).
A mesma coisa acontece quando você esta em baixo da água ou em um meio sólido, todos são meios de propagação. Contudo no espaço há um grande vácuo, ou seja, não há nem um meio material (não há moléculas) para o som se propagar e por isso você não ouve nada.
Quando você ouve o barulho de explosões no espaço em alguns filmes, isso não passa de ficção cientifica. Assim como o fogo conseqüente pela explosão, pois é preciso a presença de oxigênio para haver combustão, mas isso é outro assunto a ser discutido.
Diego Galeano Maísa Caldas
Essas são cenas do filme Star Wars. Veja que você pode ouvir o som da espaço nave voando e das explosões com a presença de fogo, o que não seria possivel pois a batalha está acontecendo no espaço.
::: SETE MENTIRAS DISFARÇADAS DE CIÊNCIA II :::
No mesmo espírito do postSete Mentiras Disfarçadas de Ciência, publicado em 01 de abril de 2009, destaco mais sete ideias físicas erradas (ou mentirosas). E são sete porque, segundo ditado popular, "sete é conta de mentiroso".
Mentira 1:
O LHC pode destruir o mundo
CERN Minúsculo pedaço do anel de 27km do LHC
As notícias científicas, quando vão para a mídia não especializada, quase sempre recebem uma “maquiagem”. Não é raro, neste retoque, jornalistas aumentarem as coisas. Não gosto disso. Mas há quem defenda que assim “vendem” melhor as notícias.
No caso do LHC - Large Hadron Collider, houve muitas especulações quando ele estava para ser ligado em 2008.
As colisões em energia recorde na história da Física de Partículas vão reproduzir condições semelhantes às que existiam no início do Universo. A ideia é detectar partículas que surgiram logo após o Big Bang(1) e que nos mostram como a matéria se organizou para formar o Universo. Mas isso está muito longe de dizermos que vão fazer um novo Big Bang que poderia dar “boot” no Universo atual! Percebe a diferença?
A energia das colisões de prótons no LHC chegará a 14TeV (14.1012 eV). Atualmente o LHC trabalha a 50% da sua capacidade (7 TeV por colisão). Na natureza já foram detectados raios cósmicos com energia da ordem de 1020 eV, bem maiores do que os 14.1012 eV, um recorde humano mas longe de ser um recorde no Universo. Como é que a própria natureza não se autodestruiu até hoje?
Se o mundo acabar, certamente não será por causa do LHC.
Mentira 2:
A Terra é uma esfera
ESA/HPF/DLR Geoide da Terra obtido pelo satélite GOCE
A Terra não é perfeitamente esférica. Sabemos que o nosso planeta não é como uma bola de bilhar, uma esfera lisa e perfeita. A Terra é “quase” uma esfera. Mas no “quase” escondem-se sutilezas.
Em primeiro lugar, a Terra tem relevo. Mas vamos além: como gira, nosso planeta tem diâmetro ligeiramente maior no equador onde, com maior velocidade tangencial, a matéria tende a escapar pela tangente, por inércia. Por isso sempre lemos nos livros que a Terra é redonda, mas ligeiramente achatada nos pólos. Na verdade ela é "mais gordinha" no equador pelo efeito da rotação.
Mas a coisa não para por aí. A mais rigorosa maneira de caracterizar a forma de um planeta é fazer uma mapa da sua gravidade, o que leva em conta a distribuição de massa em todo o globoe que, certamente, não é homogênea. Este mapa da gravidade, que diferencia por cores as superfícies equipotenciais(2) gravitacionais, é conhecido como geóide.
Ontem a ESA – Agência Espacial Européia divulgou o resultado de uma pesquisa de dois anos que, através do satélite GOCE, pretendia encontrar o melhor geóide do nosso planeta. A imagem acima é o resultado final deste trabalho. Clique aqui para abrir animação desta geóide direto do site da ESA.
Mas cuidado: não se trata de uma imagem topográfica do planeta! Esta não é a forma da Terra, o que vemos quando a olhamos do espaço, pelo menos com olhos que detectam radiação eletromagnética visível (ou luz). Os “olhos” do satélite que fez este mapa conseguem “ver” a gravidade, ponto a ponto da superfície terrestre.
A Terra não é perfeitamente esférica. Mas nem tão “deformada” quanto o geóide medido pelos cientistas da ESA.
Mentira 3:
A água sempre ferve a exatos 100oC
mundogalmour.com.br Numa panela de pressão a água ferve acima de 100oC
A água só ferve a 100oC ao nível do mar, onde temos a pressão atmosférica de 1 atm = 1,013.105 Pa(3) = 760 mmHg.
Para entrar em ebulição, ou ferver - como dizemos em linguagem cotidiana, as moléculas de água devem atingir um estado de agitação tal que tenham energia para “decolar”, ou seja, para abandonar a massa de água pela sua superfície e atravessar a fronteira como ar, indo para a atmosfera.
Na prática, se a pressão do ar é grande, uma moléculade água que tenta saltar para fora do líquido pode colidir com uma partícula do ar, ricocheteando e voltando para a massa líquida, não conseguindo migrar para o estado gasoso, ou seja, não conseguindo se libertar do estado líquido. Note que a atmosfera funciona como uma “tampa” natural que dificulta a passagem das moléculas do estado líquido para o gasoso.
Confira na tabela abaixo os valores de temperatura de ebulição da água para diversos valores de pressão (760 mmHg é a pressão atmosférica ao nível do mar).
Vale lembrar que, numa panela de pressão, o próprio vapor d'água que se forma faz a pressão interna crescer. Como consequência, a temperatura de ebulição da água dentro da panela fica maior do que 100oC. E, quanto maior a temperatura, mais fácil amolecer, ou seja, cozinhar os alimentos mais duros.
Mentira 4:
É impossível viajar no tempo
O tempo é relativo e, portanto, depende do observador
Eu diria que viajar no tempo é complicado. Mas não impossível!
Para o futuro é um pouco menos complicado. De acordo com a Teoria da Relatividade Restrita (ou Especial) de Einstein, quando viajamos com velocidades altas em comparação com a velocidade da luz, o tempo passa mais devagar. Pode parecer estranho para nós que vivemos num mundo não relativístico, ou seja, de velocidades muitíssimo menores do que a velocidade da luz. Mas é um fato cientificamente comprovado.
Sendo assim, se eu sair viajando com uma nave à velocidade média V = 0,8c (onde c = 3.108 m/s, a velocidade da luz no vácuo), quando eu voltar, o tempo para mim terá passado mais devagar. No entanto, na Terra o tempo fluiu no ritmo normal, mais depressa do que dentro da nave.
Como efeito desta diferença no fluxo do tempo, uma viagem que durou 10 anos medidos aqui na Terra, no meu relógio (que viajou comigo dentro da nave) duraria apenas 6 anos! Sendo assim, quando eu voltar, estarei quatro anos no futuro! (Os cálculos vou deixar para um outro post, ok?)
Pela Teoria da Relatividade Geral, em tese, também seria possível uma grande quantidade de massa curvar o tecido do espaço-tempo a ponto de criar um atalho tanto no espaço quanto no tempo. Neste caso, o atalho temporal pode ser interpretado como uma possível viagem no tempo. Mas não temos a menor idéia de como fazer isso que, por enquanto, é algo absolutamente teórico.
Mentira 5:
A luz sempre se propaga em linha reta
Lawrence Manning/Corbis Múltiplos raios de uma fonte laser
Em Óptica clássica dizemos que a luz se propaga em linha reta nos meios homogêneos e transparente. Mas, se o meio não for homogêneo, a luz pode sofrer desvio.
Num cômodo na sua o ar é homogêneo e transparente. Nele, raios de luz certamente se propagam em linha reta, como os múltiplos raios da fonte laser na imagem acima. Mas, toda vez que a luz muda de meio, dependendo do ângulo de incidência, pode mudar também de direção, ou seja, pode sofrer um desvio.
Imagine um meio em que a densidade aumente gradativamente, ou seja, um meio que não é homogêneo. Neste meio a luz pode fazer curva. Na verdade, não é bem uma curva que a luz faz. É que podemos imaginar que este meio de densidade variável é uma justaposição de lâminas discretas de densidades distintas. E, quando passa de uma lâmina para outra, a luz sofre um desvio. Para infinitas lâminas, ou seja, para a densidade do meio que varia continuamente, não vemos mais desvios individuais e temos a sensação de uma curva suave, contínua. Confira na figura abaixo.
É isso o que acontece na atmosfera do nosso planeta que, para grandes altitudes (cerca de 100 km) é bem sutil, bastante rarefeita, mas vai aumentando a sua densidade na medida em que nos aproximamos da superfície terrestre. A luz que, por exemplo, vem de uma estrela distante, propaga-se em linha reta no vácuo interestelar (meio transparente e homogêneo). Mas, ao penetrar na atmosfera, sofre infinitos desvios que produzem o efeito de uma curva contínua, como na ilustração a seguir que de propósito está fora de escala.
Desvio (exagerado) sofrido pela luz ao atravessar a atmosfera
Por isso mesmo um observador O na Terra não vê a estrela na sua posição correta (E) mas ligeiramente deslocada para outro ponto (E’).
E não podemos esquecer de que, segundo a Teoria da Relatividade Geral de Einstein, a luz também pode fazer curva por causa da presença de massa. Para Einstein, a massa deforma o espaço-tempo. E a luz segue esta deformação, fazendo curva.
Massa produz deformação do espaço tempo que pode curvar a luz
Mentira 6:
Tudo o que é aquecido sofre dilatação térmica
mercury pictures Num termômetro o mercúrio dilata e "sobe" pelo tubo
Para a maioria das substâncias isso é verdade. Mas não dá para generalizar esta afirmação.
A água, por exemplo, tem um curioso comportamento anômalo. Entre 0oC e 4oC seu volume diminui mesmo com o aumento de temperatura.
Essa sutileza no comportamento da dilatação térmica da água é fundamental para que num lago, por exemplo, a água nunca congele em bloco. Quando a água está próxima de 0oC, seu volume aumenta e, portanto, sua densidade dimimui. Por causa do empuxo, essa camada de água quase solidificando sobe e congela superficialmente no lago. A camada de gelo superficial iisola termicamente o restante da água do lago que, portanto, não mais congela, permanecendo líquida. Isso permite aos seres dentro do lago manterem-se vivos na camada líquida da qual retiram gases vitais. Se a água não se comportasse assim, de forma anômala, certamente não haveria vida no planeta! Esse é só um dos detalhes que permitiram a vida na Terra! Incrível, não?
Mentira 7:
Corpos mais pesados sempre caem mais rápido
Vídeo: queda do martelo e da pena na Lua (homenagem a Galileu)
“Mentirinha” clássica! Mas muito difundida como se fosse verdade! Cuidado!
Durante a queda, há duas forças que devem atuar num corpo: Peso (P) para baixo, que corresponde ao puxão gravitacional da Terra, e atrito aerodinâmico (Aar) para cima que representa a dificuldade do corpo atravessar uma camada de ar. Geralmente idealizamos o problema, em especial no ensino médio, considerando desprezível o atrito aerodinâmico que depende do tamanho e da forma do corpo além da velocidade que ele vai atingir.
Para corpos pequenos e que vão cair de alturas pequenas, o Aarpode ser descartado sem prejuízos ao resultado final. Sendo assim, a única força que atua no corpo é o peso dado por P = m.g.
Em outras palavras, o peso é a força resultante R sobre o corpo. Pelo Princípio Fundamental da Dinâmica (ou Segunda Lei de Newton) teremos:
R = m.a
Mas R = P = m.g
Portanto, m.a = m.g.
Dividindo os dois lados da expressão acima por “m”, temos: a = g. Concluímos que, independente da massa m (e portanto do peso P), em condições ideais, diferentes corpos caem sempre com a mesma aceleração que corresponde à aceleração da gravidade local.
Na Lua, onde a atmosfera é imperceptível, não temos atrito com o ar. Dois corpos, um mais pesado e outro mais leve, se forem abandonados da mesma altura e ao mesmo tempo, sempre cairão lado a lado, com a mesma aceleração. E portanto chegarão junto ao chão. Veja acima o vídeo que mostra o astronauta Dave Scott da Apollo 15 homenageando Galileu que já tinha intuído essa idéia e afirmado que “se soltarmos no vácuo, no mesmo instante e na mesma altura, um martelo e uma pena, ambos chegarão juntos ao chão”. O experimento na Lua confirmou esta idéia!
(1) Big Bang é nome que se dá ao processo que deu origem ao nosso Universo. (2) Superfícies equipotenciais, como o nome sugere, são superfícies que agregam pontos de mesmo potencial. No caso o potencial é gravitacional. No ensino médio é mais comum os alunos construírem superfícies equipotenciais elétricas. (3) Pa (pascal) é a unidade de medida de pressão no S.I. (Sistema Internacional de Unidades). Pa = N/m² (pascal equivale a newton por metro quadrado lembrando que no S.I. N é unidade de força enquanto m² é unidade de área). (4) Na verdade, com a altitude, a atmosfera fica mais rarefeita. Neste sentido, com o aumento da altitude, há menos ar.
