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AGRADECIMENTOS À Regina, Francisco, Giovanna e João Paulo, por estarem sempre presentes. Aos professores e educadores, Beatriz Alvarenga, Wagner Eustáquio Carvalho e Wagner Rocha, legendas que nortearam minha trajetória. Ao Professor de Química e Engenheiro Alexandre Pinho, por emprestar sua competência e disponibilidade, à revisão teórica deste livro. O AUTOR João Batista Taranto Neto é Pós graduado em Docência no Ensino Superior - Especialista em Aprendizagem Mediada pela Tecnologia - pelo Centro Universitário Leonardo Da Vinci - Indaial - Santa Catarina, Licenciado em Matemática/Física - Faculdade Newton Paiva/UFMG. Diretor Geral da Taranto Educacional Consultoria e Projetos, Professor de Física do Colégio N.S. Piedade em Belo Horizonte, autor de vários livros de Física para o Ensino Médio, adotados em Belo Horizonte, Rio de Janeiro e Juiz de Fora. Autor dos projetos CH - – Coleção Hipermídia para Ciências e Matemática, emfísica - Ensino Moderno de Física - MEC e Física no Parque (objeto de reportagem da Rede Globo - Minas). Elaborador de provas de Física para os vestibulares da Faculdade de Direito Milton Campos - BH e Faculdade de Direito e Pedagogia de Mantena, atuando também como Coordenador Geral do Vestibular. Formação complementar: Exploring Inner and Out Space – Ph.D. Brian O’Leary,– Astronauta do Projeto Apollo (NASA), Roteiros para Criação de um Curso EAD, Recursos do Campus eV para EAD e O Ambiente e-learning para Professores - Ph.D. Edgar Cardoso Neto e vários outros cursos. Ex-professor de Física do CEM (Centro Educacional Mineiro), CEFET, Promove, Marista D. Silvério, Pitágoras, Anglo Vestibulares e outras boas escolas. Sócio - Fundador e ex- diretor dos colégios Magnus e Sistema - Betim. Palestras ministradas: “O novo ENEM/vestibular e o novo aluno”. (SESI-COMAR – Belo Horizonte); “Uso de Tecnologia Computacional no Ensino de Física.” (Encontro das Escolas Particulares do Brasil – Caxambu). “A Evolução do Ensino de Física.” (Fundação CENEC – Belo Horizonte). PREFÁCIO Sinto-me honrado em poder prestar uma pequena homenagem a um grande amigo. Meu apreço, respeito e admiração a um profissional que dedicou a sua vida a transmitir o seu saber, as entrelinhas que permeiam as ciências da natureza, onde física, química e biologia andam juntas, aos nossos queridos alunos. Este livro é fruto desta longa experiência adquirida, vivenciada no mundo acadêmico, em sala de aula, laboratórios e em muitos experimentos. Apresenta-se com o objetivo de despertar nas pessoas o prazer de ler, se instruir, compreender e interpretar fenômenos nos quais nos deparamos em nosso dia a dia. Os textos procuram destacar e abordar de maneira bem simples situações que aparentemente são de difícil entendimento e compreensão. Estimulam a fazer analogias, associar as interdisciplinaridades, que muitas se fazem necessárias com a possibilidade de transformar-se e atuar sobre o ambiente. Leva-nos a desvendar, desmistificar alguns fenômenos, apresentando uma linguagem clara que nos envolve a cada página, a querer ir sempre além, descobrir cada vez mais e aprimorar nossos conhecimentos. Nesta obra, o leitor não encontrará fórmulas ou equações, muitas vezes utilizadas nos anos regulares de formação intelectual e acadêmica que eram ferramentas necessárias para o aprendizado naquele momento, e sim um olhar mais crítico, observador, visto de outro ângulo, outra forma de analisar, perceber, interpretar e expor as ideias para a fácil compreensão dos fenômenos apresentados. Belo Horizonte, abril de 2016 Alexandre Pinho ÍNDICE 1. Beber bebida alcoólica com canudinho embriaga a pessoa mais rápido do que beber diretamente no copo? 2. Por que a bola de futebol costuma fazer curva no ar após ser chutada? 3. Quando o sinal fica amarelo é melhor acelerar ou frear? 4. Por que nossos olhos aparecem vermelhos, numa foto tirada com flash? 5. Por que é difícil emagrecer 10 Kg em um mês? 6. Por que os pneus de Fórmula 1 são tão largos? 7. Como se formam as Auroras Boreal e Austral? 8. Como se formam as Brisas Marítimas? 9. O que é Centro de Gravidade de um corpo? 10. Como funciona o controle remoto? 11. Por que a dilatação da água é dita anômala? 12. O que é Efeito Doppler? 13. O que é o Efeito Estufa? 14.1 Kg de algodão e 1 Kg de chumbo: para que lado a balança vai pender? 15. Por que a borracha apaga o lápis? 16. Qual é a diferença entre o aerofólio usado na Fórmula 1 e as asas de um avião? 17. Como funciona o GPS? 18. O que é Imponderabilidade? 19. Como funciona nosso ouvido? 20. O que é LED? 21. O que é Manto da Invisibilidade? 22. Como a bailarina altera sua velocidade de rotação? 23. Por que é improvável a existência de gigantes no mundo em que vivemos? 24. O que é mais importante num automóvel: Potência ou Torque? 25. Por que uma lataria mais macia nos protege mais dentro de um automóvel? 26. Como funcionam os dispositivos de fiscalização eletrônica de trânsito fixos ou “pardal”? 27. Por que uma brisa fez cair a Ponte de Tacoma nos E.U.A.? 28. O que é a Tsunami? 29. Como funcionam as usinas nucleares? 30. Por que o pão fica duro de um dia para o outro se não for guardado dentro de um saco plástico? 31. Por que, quando retiramos a garrafa do congelador, com a cerveja ainda líquida, ela pode congelar em contato com nossas mãos? 32. Por que o gelo cola nas mãos? 33. Por que os pássaros não morrem ao pousar em um fio de alta tensão? 34. Por que os satélites costumam ser lançados próximos à linha do equador? 35. Por que o leite transborda quando ferve e a água não? 36. Como um barco a vela consegue navegar contra o vento? 37. Como o corpo humano regula sua temperatura durante uma atividade física? 38. Por que o sabão tira a sujeira das roupas? 39. Como funciona o silenciador de armas? 40. Por que a água apaga o fogo? 41. É possível uma pessoa sair de uma areia movediça segurando num galho, como nos filmes? 42. O herói de ficção dos desenhos animados He-Man levanta a espada e brada: “ - Eu tenho a força! ” Isto é fisicamente correto? 43. Por que as cores escolhidas para o semáforo foram o verde, o amarelo e o vermelho? 44. Como funcionam os bafômetros? 45. O que é fogo? 46. Como funciona o detector de mentiras? 47. Como são lidos os dados das tarjas magnéticas dos cartões? 48. Como surgiram os calendários e o ano bissexto? 49. Por que se usa sal para derreter a neve? 50. Tomar bebida alcoólica no avião embriaga mais rápido? 51. Por que o grão de milho estoura e vira pipoca? 52. A Lua influencia no crescimento do cabelo? 53. Por que quando o professor quebra o giz e escreve no quadro, não escutamos mais o barulho agudo insuportável? 54. O que nasceu primeiro, o ovo ou a galinha? 55. Porque ao pegarmos na maçaneta de metal ela parece estar mais fria que a porta de madeira? 56. Por que podemos nos “refrescar” abanando com um leque? 57. Por que é mais conveniente usarmos gelo a 0ºC do que água a 0ºC para resfriarmos uma bebida? 58. Como os pássaros voam? 59. O que é a Luz Negra? 60. Por que o céu é azul, o por do Sol avermelhado e a cerração branca? 61. Se os livros de Física afirmam que é mais aconselhável usar roupas brancas em dias quentes, por que os beduínos usam roupas escuras no deserto? 62. Como Eratóstenes determinou a circunferência da Terra no século III a. C.? 63. Por que temos a impressão de ouvir o barulho do mar quando encostamos o ouvido em uma concha? 64. Por que nos museus é proibido fotografar com flash? 65. Sapatos de salto alto prejudicam a saúde? 66. Por que dentro de um carro estamos protegidos contra descargas elétricas numa tempestade? 67. O que faz o organismo elevar a sua temperatura, tornando-se febril, para combater as infecções? 68. A que distância dos olhos de uma pessoa fica o horizonte? 69. O que é um Buraco Negro? 70. O que é o Grande Colisor de Hadrons (LHC)? 71. O que são miragens? 72. Como funcionam os cinemas 3D? 73. Como funcionarão os computadores quânticos? 74. Universos paralelos realmente existem? 75. O que é o tele transporte? 76. Como funciona o acendedor elétrico de fogãoa gás? 77. Por que temos a impressão que as estrelas piscam? 78. Por que temos dificuldade quando fechamos a porta da geladeira e logo depois tentamos abri-la novamente? 79. Como as lâmpadas de um poste de rua acendem e apagam automaticamente? 80. Por que as probabilidades de sobrevivência são as mesmas se cairmos de um andar a 50m do solo, sem paraquedas, ou de um avião a 3 000m de altura? 81. Por que sobre o avião de combate americano ”Stealth” é invisível para o radar? 82. Por que, mesmo quando a vela não esta de pé, a chama fica para cima? 83. Por que a água mantida em recipientes de barro (bilha) fica fresca? 84. Como é calculada a sensação térmica tão falada nos noticiários da TV? 85. Por que o pão cai com a manteiga para baixo? 86. O timbre da voz muda ao ser gravada? 87. Por que o bafo é “quente” mas o sopro é “geladinho”? 88. Alta voltagem realmente mata? 89. Por que a velocidade dos barcos é medida em nós? 90. Por que sentimos “frio” na barriga em descidas? 91. Como funcionam as latinhas que ficam geladas em apenas alguns segundos? 92. Como funciona o sensor de chuva em carros? 93. Por que a bolha de sabão forma-se redonda e o balão de festas não? 94. Como é gerada a eletricidade nos peixes elétricos? 95. Como funciona uma Fotocopiadora? 96. Como funciona um detector de metais? 97. Como funcionam as redes Wi-Fi? 98. Por que a ferroada de uma abelha dói tanto? 99. Por que os tecidos da camisa e do calção do uniforme de futebol devem ser de materiais diferentes? 100. Como se forma o Arco-íris? Um líquido consegue subir pelo canudinho porque diminuímos a pressão na nossa boca e a pressão atmosférica, temporariamente maior que a pressão no interior do canudinho, “empurra” a bebida através dele. Quando tomamos uma bebida alcoólica com canudinho, a pressão no interior da boca fica menor que a pressão no copo. O álcool nesse caso vaporiza mais rápido, fazendo com que uma parte dele seja absorvida pelo interior da boca. Vejamos por que: qualquer substância pode ser sólida, líquida ou gasosa. Os fatores que determinam em que estado de agregação em que ela se encontra são a temperatura e a pressão. Variando-se estes valores, pode haver uma transição de fase de agregação da substância. A ilustração a seguir explica esse fato: um abaixamento de pressão, como ocorre no interior da boca, pode levar o líquido ao estado de vapor. Acompanhe a seta na ilustração. Note que no gráfico denominado “Diagrama de Fases de Agregação”, um par de valores de pressão e temperatura, nos fornece o estado em que uma substância se encontra. Absorvido no interior das “bochechas”, o álcool cai na corrente sanguínea diretamente, e mesmo num percentual muito pequeno é absorvida pelo organismo mais rapidamente que a outra parte ingerida através do copo, que ainda vai passar pelo estômago. O resultado é que a pessoa fica “alegre” mais rapidamente. Às vezes, quando um jogador chuta a bola ela faz uma curva no ar, em vez de seguir reto. Esse é o chamado “Efeito Magnus” e acontece quando a bola é lançada pelo ar, girando rapidamente. Ele foi observado pela primeira vez em 1852 pelo físico alemão Gustav Magnus. O efeito depende da velocidade de rotação da bola e também da quantidade de ar que a bola arrasta quando gira. Quanto mais rugosa for a bola, mais ar ela arrasta e maior é o efeito. É por isso que a bola de tênis é peluda. Enquanto a bola se move, ela arrasta um pouco de ar que está passando por ela, durante os giros. Uma das propriedades dos fluidos é que, quando a velocidade aumenta, a pressão diminui (Princípio de Bernoulli). No lado onde a bola e o vento se movem no mesmo sentido, a velocidade é maior e a pressão é menor (na figura corresponde à parte inferior da bola). Onde o vento se move em sentido contrário à rotação da bola, a velocidade é menor e, consequentemente, a pressão é maior (na figura corresponde à parte superior da bola). A diferença de pressão faz surgir uma força que desvia a trajetória original da bola e ela faz uma curva no ar. Essa é uma situação que acontece no dia a dia, e que devemos decidir em questão de segundos ou décimos de segundo. Como não existe regulamentação no Código Brasileiro de Trânsito quanto o que deve ser feito em caso da luz amarela, o Contran criou a Resolução 160, inciso II, em abril de 2004, regulamenta este tipo de sinalização. Segundo o texto, a decisão de passar ou não o sinal amarelo tem que ser do motorista, que precisa analisar tudo com rapidez, bom senso e segurança. Conforme dicas do DETRAN MG, o ideal é que os motoristas parem no sinal amarelo, sempre que for possível fazê- lo, desde que esteja em segurança e desde que não venha nenhum carro atrás em velocidade alta. Mas é preciso lembrar que não existe desobediência ao sinal amarelo. O que o Contran diz sobre ele é apenas uma recomendação. Exatamente por não existir irregularidade, ninguém pode sofrer punição por atravessar uma via no sinal amarelo. É claro que na hora não temos tempo para cálculos, mas a partir de dados reais teremos uma ideia de como devemos nos comportar nessa situação. Estamos dirigindo tranquilamente e o sinal de trânsito à nossa frente passa do verde ao amarelo. O que é melhor? Acelerar e tentar passar antes dele ficar vermelho ou frear e parar sem avançar o sinal? Faremos os cálculos considerando o veículo novo Azera, motor V6, 3.0, 270 CV, da Hyundai, com combustível gasolina e fazendo uma hipótese que ele só pode se locomover em movimento uniforme ou uniformemente variado e sem computar valores de retomada de velocidade e outros dados importantes. De acordo com dados exibidos em testes da revista Quatro Rodas, em fevereiro de 2012 para esse veículo, temos: • Variação de velocidade de 0 a 100 Km/h: tempo:9,9 s. • Frenagem de 60 Km/h a 0: distância percorrida: 14,6 m. Com base nesses dados, pode-se calcular e concluir que a aceleração deste veículo é igual a 2,79 m/s². Consideremos a seguinte situação: estamos dirigindo a 60 Km/h numa rua reta e plana, e o sinal de trânsito à nossa frente, passa de verde para amarelo. Consideremos ainda, que ele permaneça no amarelo por 3,0 segundos. O tempo de reflexo varia de pessoa para pessoa, mas vamos considerar um tempo médio igual a 0,8 segundos. Isto quer dizer que durante 0,8 s, sem que tenhamos nenhuma reação, pode-se calcular que o carro percorre 13,32 m sem nenhuma reação de nossa parte. Temos então duas opções: 1. Se decidirmos frear, percorreremos 14,6 m (tabela 4 Rodas) + 13,32 m (considerando o tempo de reação) até parar. Isto significa que precisaremos de uma distância total igual a 27,92 m para conseguirmos parar sem ultrapassarmos o sinal. 2. Se decidirmos acelerar iremos fazê-lo por 2,2 segundos (3s que é o tempo de sinal amarelo - 0,8s, que é o tempo de reação). Nesse tempo o automóvel percorrerá a distância igual a 43,3 m. Isto quer dizer que; contando a distância que percorremos sem nenhuma reação (13,32m), podemos percorrer o total de 56,62m (13,32m + 43,3 m), ainda com o sinal amarelo. Conclusão: para não avançarmos o sinal vermelho, nosso comportamento deve ser: 1. Se estivermos a menos de 27,92 m do sinal antes dele ficar amarelo, é melhor acelerar. 2. Se estivermos a mais de 56,62m do sinal, antes dele ficar amarelo, devemos frear. 3. Se estivermos entre 27,92 m e 56,62m podemos frear ou acelerar, pois de qualquer forma não ultrapassaremos o sinal vermelho. No interior de nossos olhos há, entre outras, uma substância denominada transretinal, incolor e sensível à luz. Devido à energia da luz emitida no flash, a absorção de um fóton promove elétrons na ligação para um orbital de maior energia. Esta excitação “quebra” o componente da ligação dupla que é temporariamente convertida em uma ligação simples. Muda-se a geometria dessa substância para sisretinal, que reflete a luz vermelha. Durante essa fração de segundos, presenciamos a forma sisretinal, avermelhada e instável, que retorna logo em seguida à sua forma original, transretinal. Por isso, nossos olhos parecem avermelhados numa foto com flash.O conceito de energia é de fundamental importância na Física e no corpo humano pois, todas as nossas atividades envolvem trocas de energia. O corpo utiliza a energia extraída da alimentação para manter em funcionamento seus vários órgãos, manter a temperatura constante e realizar trabalho externo. A conservação de energia no corpo humano obedece à 1ª Lei da Termodinâmica: ela mostra que a variação da energia interna, ou armazenada pelo corpo é igual à diferença entre o calor trocado com o ambiente e o trabalho realizado. Estimativas de perdas de calorias: a) Somente fazendo caminhada. Considerando um consumo médio de 3,80 Kcal/min. para uma caminhada, o consumo de oxigênio de 0,76 litros/min., o trabalho é de 265 W, considerando que 1 g de gordura libera 9,3 Kcal. Efetuando-se os cálculos, para perder 10 Kg em um mês desprendendo 3,8 Kcal/min., teríamos que caminhar 13 h e 30 minutos por dia! b) Somente por dieta. Com um plano de redução de 1 000 Kcal /dia, falta essa suprida pela queima de gordura, ainda assim precisaríamos de aproximadamente três meses para a perda de 10 Kg. c) Somente por irradiação. Calculando-se a diferença entre a potência irradiada pelo corpo e a absorvida daria uma perda irrelevante de 1 Kcal/min. d)Somente pelo suor da pele. Calculando-se a perda somente com o suor, chegaríamos a 0,5 Kcal/min., também um valor irrelevante. e) Somente bebendo água gelada. Considere a temperatura da água gelada em torno de 4º C e a do corpo humano cerca de 36º C. Então, quando você ingere o líquido gelado o corpo trabalha para aquecê-lo. Esse processo, chamado termogênese, gera aumento de consumo de energia, ajudando assim a promover a queima calórica. A queima calórica é pequena. Um copo de água gelada faz o organismo gastar cerca de 10 calorias para fazer o líquido ficar com a mesma temperatura corporal. Calcula-se que 8 copos de água por dia a 4º C, conseguem eliminar cerca de 100 calorias. Em um mês, neste processo perderíamos aproximadamente 3 000 cal. O desgaste dos pneus é muito grande durante uma prova. Eles são mais largos apenas para se ter mais borracha para gastar, sem comprometer a segurança do carro e sem que se tenha que parar nos boxes a toda hora, para trocar pneus. É comum pensar que se trocando pneus mais estreitos por pneus mais largos, o atrito com o solo aumenta, mas o atrito não depende da área externa de contato entre as superfícies. Depende somente da área microscópica de contato, que permanece a mesma quando alargamos os pneus, pois aumentando a área externa de contato, a pressão diminui, de modo que os pontos microscópicos de contato permanecem os mesmos. As auroras têm diversos significados, dependo da cultura. Os Vikings acreditavam que elas eram reflexos das armaduras das míticas Valquírias Para os esquimós nativos da Groenlândia e do Canadá, as auroras eram mensagens dos mortos. Já para os índios americanos, elas eram luzes das enormes fogueiras ao norte. Nos tempos medievais, as auroras eram presságios de guerra ou de desastres, tais como as epidemias. A cada segundo aproximadamente 1 milhão de toneladas de matéria escapam do seu campo gravitacional do Sol e são ejetadas. Ela é formada pelos elétrons e núcleos de hidrogênio e hélio. Durante as explosões solares, o fenômeno pode interromper sinais de rádio e confundir o voo de aves que se orientam pelo campo magnético terrestre. A Terra é constantemente atingida por esses ventos solares. Os polos do campo magnético da Terra ficam próximos aos polos geográficos e este campo é distorcido pelo vento solar, ficando comprimido na parte que fica de frente para o Sol e distendido para fora no lado oposto . Conforme as partículas carregadas dos ventos e erupções solares se chocam contra o campo magnético da Terra, elas viajam ao longo das linhas do campo. Algumas partículas são desviadas, enquanto outras interagem com as linhas do campo magnético, fazendo com que as correntes das partículas carregadas dentro dos campos magnéticos se dirijam a ambos os polos - daí a razão da simultaneidade das auroras em ambos os hemisférios. Essas correntes são chamadas “Correntes de Birkeland” homenagem a Kristian Birkeland, o físico norueguês que as descobriu. Quando uma carga elétrica se choca contra a região ionosférica da atmosfera superior da Terra, elas transferem sua energia para os íons de oxigênio e de nitrogênio. A absorção da energia pelos íons de oxigênio e de nitrogênio faz com que os elétrons dentro deles fiquem “excitados” e passem de uma órbita de baixa energia para uma órbita de alta energia. Quando os elétrons nos átomos de oxigênio e de nitrogênio voltam para suas órbitas originais, eles irradiam energia em forma de luz. Essa luz produz a aurora e as diferentes cores provêm da luz irradiada pelos diferentes íons. Aurora boreal é um fenômeno natural óptico que acontece no polo norte. São luzes coloridas que aparecem no céu, durante a noite. Normalmente é esverdeada, isso se deve aos átomos de oxigênio das altas camadas atmosféricas emitirem luz verde, ao serem excitados pelos elétrons de alta velocidade do vento solar. Aurora é o nome da deusa romana do amanhecer, e “boreal” significa “norte” em Latim. No hemisfério sul, a aurora é chamada “austral”. Em Latim “australis” significa “que vem do sul”. A frequência delas tem relação com ciclo de atividade solar que tem duração de onze anos. Considere uma região da costa em que a mesma massa de água e terra (areia) receba a mesma quantidade de calor do Sol. O calor específico, uma característica de cada substância, é menor para a areia em relação à água. Isto faz com que a areia apresente uma variação maior de temperatura. Consequentemente as moléculas de ar próximas a areia aumentam de volume e diminuem a sua densidade, subindo. O ar próximo à água, por diferença de pressão, tende a ocupar o espaço “vazio” acima da areia, formando correntes de convecção. Durante a noite o processo se inverte, pois os corpos que se aquecem rapidamente, também se esfriam rapidamente. Então, durante o dia, o vento sopra do mar para a Terra e durante a noite o vento sopra da Terra para o mar. Todo corpo é formado por um grande número de partículas. O peso de cada partícula é representado por um vetor vertical e no sentido do centro do planeta considerado. A resultante de todas estas forças é o peso total do corpo, e o ponto de aplicação desta resultante é denominado centro de gravidade (CG). Centro de gravidade de um corpo é o ponto onde se considera estar concentrado todo o peso do corpo. Para corpos homogêneos e regulares, o CG se encontra no centro geométrico do corpo. Observações: 1. Suspendendo-se um corpo pelo seu CG, ele fica em equilíbrio. 2. Batendo-se na bola exatamente no CG do bastão de beisebol, o jogador sofre menor esforço no braço. 3. Se a linha vertical que passa pelo CG de um corpo, passar pela base deste corpo, ele não cai; caso ela passe fora da base ele tomba. O conhecido brinquedo “João teimoso” é construído de forma a ficar sempre com seu peso passando pela base, e tem Momento de Força em relação ao ponto de contato, trazendo-o de volta à posição inicial. O CG situa-se em seu próprio corpo. Sendo o equilíbrio estável, o CG do sistema fica abaixo do ponto de apoio e o equilíbrio é estável. 4. Montando a experiência ilustrada a seguir, o cone “anti-gravidade” sobe a rampa espontaneamente. O objeto que está sobre a rampa é feito com dois funis idênticos, colados um ao outro pela borda larga. A rampa é feita com dois bastões cilíndricos servindo de trilhos. Na parte mais alta a separação entre os trilhos é maior que na parte inferior. Colocando o funil duplo sobre a rampa ele parece subir, contrariando a gravidade. Levantar um objeto significa alçar seu centro de gravidade para uma posição mais alta. Nessa experiência, enquanto o funil duplo parece subir a rampa, na verdade seu centro de gravidade desce. Ao fazer a experiência observe cuidadosamente o que acontece com a linha horizontal que passa pelo centro de gravidade do coneduplo (seu eixo de simetria). À medida que ele sobe, o seu centro de massa desce, encontrando assim sua posição de equilíbrio. Ele envia mensagens codificadas por meio da luz infravermelha - invisível ao olho humano - para o aparelho controlado. Quando apertamos o botão do controle, fazemos essa luz piscar, emitindo pulsos longos e curtos que compõem um código binário, convertido em comandos pelo aparelho ao qual se destina. A cada botão do controle remoto corresponde um código específico, gerado por um microprocessador, que, por sua vez, aciona um gerador de frequências que envia os sinais para o equipamento controlado. Esse equipamento contém outro microprocessador, que trata de receber os sinais e identificar o código enviado. Para evitar interferências no aparelho errado, três códigos binários são enviados simultaneamente: o código da tecla em questão; esse mesmo código, invertido; e, finalmente, o código do fabricante do aparelho. Os controles remotos infravermelhos já estão no mercado há 25 anos. Mas, apesar disso, têm algumas limitações relacionadas à natureza da luz infravermelha: eles têm um alcance de apenas 10 metros é preciso uma linha reta até o aparelho que se está tentando controlar. Além disso, há interferências com a luz solar e lâmpadas fluorescentes. A figura anterior mostra a estrutura do gelo. Um aspecto interessante desta estrutura é que ela contém canais hexagonais, como um favo de mel, o que faz com que o gelo tenha densidade relativamente pequena. Quando o gelo é aquecido abaixo de 0ºC, a energia cinética não é suficiente para quebrar as ligações de hidrogênio, responsáveis por não deixar que as moléculas de água entrem nos canais hexagonais. Aumentando-se a temperatura, as vibrações das moléculas dentro do retículo do gelo tornam-se mais rápidas e ele se expande. A 0ºC, a energia cinética das moléculas é suficiente para romper o retículo cristalino e permitir um movimento relativamente livre das moléculas: o gelo se funde. As moléculas não são mais mantidas afastadas umas das outras pelas ligações de hidrogênio e a água a 0ºC torna-se mais densa que o gelo. Continuando o aquecimento, mais e mais “cachos” são quebrados, permitindo um colapso ainda maior da estrutura, preenchendo os canais hexagonais, causando uma diminuição do volume. Quando a temperatura atinge 3,98 ºC, a crescente energia cinética das partículas faz com que a água comece a se expandir vagarosamente. A partir deste momento, o afastamento entre as moléculas de água causado pelo aumento da energia cinética, passa a ser dominante em relação à destruição dos canais hexagonais, causando um aumento de volume e consequentemente uma diminuição de densidade. O gráfico a seguir mostra como o volume da água varia em função da temperatura, à pressão de 1 atmosfera. Note que a 3,98ºC a densidade é máxima, o que faz com que, nos países de inverno rigoroso, os mares, lagos e rios, tenham água à temperatura média de 3,98ºC no fundo. Como o gelo é bom isolante térmico, o congelamento se dá apenas na superfície. Johann Doppler (1803 - 1853 ), físico e matemático austríaco foi o primeiro cientista a prever variações na percepção da frequência de uma onda, com o movimento relativo entre a fonte e o observador. Essas variações de frequência são denominadas “Efeito Doppler”. O Efeito Doppler ocorre quando há uma aproximação ou um afastamento entre o observador e a fonte emissora, fazendo com que a frequência da onda percebida pelo observador seja diferente da frequência real emitida pela fonte. Quando ocorre Efeito Doppler com o som, percebe-se um som mais agudo (frequência maior) na aproximação e mais grave (frequência menor) no afastamento entre as fontes. Quando ocorre com a luz, percebe-se uma tendência para o violeta na aproximação (frequência maior) e no afastamento para o vermelho (frequência menor). O efeito Doppler da luz é muito aplicado em Astronomia para determinar a velocidade com que os astros se afastam ou se aproximam de nós. Todas as galáxias para as quais essas medidas foram realizadas parecem se afastar de nós, sendo a velocidade de afastamento tanto maior quanto mais distante a galáxia. Tais observações formam a base do conceito de Universo em expansão. O Efeito Doppler do som é mais notado em nosso dia-a-dia. O som de uma buzina de um automóvel torna-se mais agudo, à medida que se aproxima de um observador em repouso e mais grave à medida que se afasta dele. A cobertura de nuvens da Terra, as superfícies líquidas, rochas, solo, vegetais, neve e gelo refletem parte da radiação solar, devolvendo-a ao espaço, e absorvem outra parte. A Terra está em equilíbrio radiante, toda a energia absorvida é devolvida ao espaço na mesma proporção. Se assim não fosse, a Terra não poderia manter uma temperatura aproximadamente constante. O comprimento de onda das radiações depende da temperatura do corpo que emite energia. A Terra e a atmosfera se aquecem absorvendo radiações de ondas curtas do Sol, porém a energia que recebem não é suficiente para ficarem muito quentes. Em consequência disso, irradiam energia em temperaturas muito inferior à do Sol e essa radiação é emitida em ondas longas, na faixa infravermelha do espectro. A radiação solar que chega ao solo é absorvida e, em seguida, reemitida na forma de radiação infravermelha. Essa radiação se perderia no espaço se não fosse pela presença do vapor d’água, dióxido de carbono, metano, óxido nitroso e ozônio. Alguns destes gases absorvem e reemitem de volta a radiação infravermelha (calor) para a superfície da Terra. O efeito estufa refere-se ao processo físico pelo qual a presença desses gases atmosféricos faz com que a Terra mantenha uma temperatura de equilíbrio maior do que teria caso estes gases estivessem ausentes. Se não fosse por ele, a vida como a conhecemos nunca teria surgido na Terra. Estima-se entre - 32 ºC a - 23 ºC a temperatura do planeta se estes gases não existissem. A poluição aumentou muito a quantidade dos gases responsáveis pelo efeito estufa e afetou o equilíbrio ecológico. Se a quantidade desses gases aumentar muito, a radiação infravermelha retida pela atmosfera será maior, aumentando a temperatura do planeta, podendo provocar o degelo das calotas polares, elevando o nível dos mares e inundando regiões mais baixas. Mais secas podem ocorrer e mais desertos podem ser criados. É difícil prever a escala e os efeitos do aquecimento global provocado pelo efeito estufa, e há debates e estudos científicos ainda em andamento. Alguns cientistas afirmam que nos próximos 50 anos poderá haver um aumento de aproximadamente 2ºC na temperatura média do planeta. O peso correspondente a 1 Kg é de 10 N. É o mesmo para cada lado da balança; então se fosse somente ele a única força atuante, a balança ficaria equilibrada. Mas se colocarmos em uma balança de pratos a tendência é a balança tombar para o lado que contém o chumbo. Vejamos por que. Todo corpo que está imerso em um fluido (líquido ou gás), no nosso caso o ar, recebe uma força de baixo para cima denominada empuxo que depende diretamente do volume e da densidade do fluido. Calculando o empuxo, encontramos para o chumbo 0,0011 N e para o algodão 0,056 N. Verificamos então, que a força vertical e para cima (empuxo) sobre o algodão é maior que o empuxo sobre o chumbo. Devido ao maior torque sobre o algodão, a balança se inclinará para o lado do chumbo. Isso só ocorrerá numa balança de muita precisão. Quando escrevemos com um lápis sobre o papel, este tem dureza suficiente para riscar o lápis, e isso faz com que um pouco da grafita do lápis seja retirada e se deposite sobre o papel. Desmanchar o que foi escrito envolve a quebra de pequenas ligações elétricas que prendem a grafita ao papel. A borracha consegue isso porque, ao ser atritada contra o papel escrito, consegue se aproximar suficientemente das moléculas da grafita, exercendo sobre ela uma força superior às que as ligam ao papel. A borracha também lixa o papel, pois, sua fórmula contém pó de quartzo e talco. Esseselementos raspam a folha para tirar aquela grafita mais resistente. Apagar traços de caneta é bem mais difícil, porque a tinta penetra mais fundo nos poros do papel. Os aerofólios de Fórmula 1 funcionam baseados nos mesmos princípios de funcionamento das asas de um avião. A única diferença é que as asas do avião dão sustentação, força resultante para cima, enquanto nos carros, colocados invertidos, proporcionam uma força vertical descendente que pressiona o carro no solo. O funcionamento desse equipamento é uma aplicação do princípio de Bernoulli. A maior velocidade do ar na parte de baixo do aerofólio (o ar precisa percorrer uma distância maior no mesmo tempo que o ar da parte de cima) acarreta ali menor pressão e menor força, ocasionando uma força resultante para baixo. No automóvel, essa força resultante vertical para baixo, aumenta a força de atrito entre os pneus e o solo, mantendo-o mais preso ao solo. No caso das asas do avião que são posicionadas invertidas em relação ao aerofólio, a pressão do ar que passa sobre as suas asas é menor do que a pressão do ar que passa na parte debaixo, criando assim uma força resultante de baixo para cima, sustentando o avião. Variando-se o ângulo de inclinação do aerofólio ou das asas do avião, varia-se a força resultante. O Sistema de Posicionamento Global, popularmente conhecido como GPS (Global Positioning System), tornou-se indispensável para a sociedade atual. A precisão e a rapidez com que um receptor GPS determina a posição de um ponto localizado no globo terrestre tem sido de grande utilidade para a navegação terrestre, marítima e aérea, cartografia, geodinâmica, entre tantos outros procedimentos que necessitam de posicionamento. O GPS consiste numa rede de 24 satélites situados a uma órbita próxima dos 20 200 Km de distancia da Terra. O receptor GPS que usamos atualmente nos nossos automóveis põe-se em contato com quatro desses satélites. Três deles, através de um simples cálculo geométrico de triangulação com o sinal recebido, calculam a nossa posição. Essa triangulação funciona da seguinte forma: se você sabe que se encontra a 100 km de uma determinada cidade isso não dá a sua posição exata, pois você pode estar em qualquer ponto em um raio de 100 km desta cidade (satélite1), então é preciso de mais uma referência que é demarcada pela circunferência do satélite 2, porém, ao cruzar esses dois círculos, você pode estar em um dos dois pontos que cruzam esses círculos, então entra a triangulação de uma terceira referencia (satélite 3) e o ponto onde cruzam essas 3 circunferências é a sua posição. Os sinais que se enviam e recebem para esses cálculos viajam próximos da velocidade da luz. Ainda assim têm uma mínima demora que também têm de ser calculada para que o resultado seja exato. Esse é o trabalho do quarto satélite: ajustar com exatidão o relógio do nosso GPS. Para tal os satélites dispõem de um relógio atômico extremamente preciso, que apenas se atrasa um milésimo de segundo a cada 100 000 anos. Mesmo assim ainda tem uma imprecisão. A teoria da relatividade afirma que o tempo passa mais lentamente quanto maior é a velocidade com que nos deslocamos. Esse fenômeno não é apreciável na Terra com os meios de transporte atuais, mas sim o seria a velocidades próximas das da luz. Como os satélites GPS orbitam a 14 000 quilômetros por hora, isto significa que para eles o tempo passa mais devagar do que para nós que estamos na Terra. Ao fim de cada dia pode ocasionar um erro enorme que poderia chegar até aos 11 quilômetros a mais ao calcular a nossa posição. Os instrumentos dos satélites ajustam automaticamente os seus cálculos com estes fenômenos da teoria da Relatividade, o que lhes permite uma exatidão de quinze metros, o que os impede de uma maior exatidão são as interferências da atmosfera ou as condições climatológicas. A sensação de imponderabilidade numa órbita não significa ausência do peso, como muitas vezes vemos na TV ou jornais. O peso é a força exercida pela gravidade do planeta, que continua no mesmo lugar, exercendo essa força, mesmo distante. O que sentimos na superfície da Terra não é a força exercida pela gravidade, mas a reação a essa força exercida pela superfície contra nossos pés. Essa força de compressão é chamada “Reação Normal”. Uma nave não está apoiada contra uma superfície e, portanto a reação normal ao peso não é sentida. Além disso, todos os corpos dentro da nave sentem a mesma aceleração e portanto, não há compressão nem reação normal entre eles. A mesma sensação é experimentada por pessoas que estejam dentro de um avião em queda livre. Um astronauta e sua nave ficam em repouso um em relação ao outro e ele parece flutuar dentro da nave. Este fenômeno é o que se chama de imponderabilidade. Assim, imponderabilidade não significa falta de gravidade ou falta de peso, já que são justamente os pesos do astronauta e da nave que fazem o papel de forças centrípetas, para garantir as respectivas órbitas. Quando o som é produzido, faz com as moléculas do ar ou de qualquer outro meio material vibrem de um lado para o outro. Isso faz vibrar o grupo de moléculas seguintes, que por sua vez provoca a vibração de outro grupo, e assim o som se propaga. As ondas sonoras, ao atingirem a orelha, são dirigidas para o interior do canal auditivo, na extremidade do qual existe uma membrana denominada tímpano. O tímpano é tão delicado e sensível que variações de pressão muito pequenas da onda sonora são suficientes para colocá- lo em vibração. Essas vibrações são transmitidas a um pequeno osso chamado martelo, que, por sua vez, aciona outro osso, a bigorna, o qual, finalmente faz vibrar um terceiro osso, denominado estribo. Esses três minúsculos ossos atuam como um sistema de alavanca, amplificando sucessivamente as vibrações. Para que o torque sobre o ponto o seja nulo, a força sobre a janela oval deve ser 1,3 vezes maior que a força sobre o tímpano. A área do tímpano sendo aproximadamente 172 vezes maior que a área da janela oval, ocasiona uma pressão sobre a janela oval de aproximadamente 22 vezes maior que a pressão sobre o tímpano. Essa amplificação da pressão é suficiente para passar as informações do som para o ouvido interno, onde elas são traduzidas em impulsos elétricos para que o cérebro as possa entender. Dessa maneira, a pessoa tem a percepção do som. O LED (Light Emitter Diode) foi inventado por Nick Holonyac, em 1963, somente na cor vermelha. Por muito tempo, o LED era utilizado somente para indicação em rádios, televisores e outros equipamentos, sinalizando se o aparelho estava ligado ou não. O LED de cor amarela foi introduzido no final dos anos 60 e somente por volta de 1975 surgiu o primeiro LED verde. O LED é um componente eletrônico semicondutor, ou seja, um diodo emissor de luz que tem a propriedade de transformar energia elétrica em luz. Tal transformação é diferente da encontrada nas lâmpadas convencionais. Dependendo de como for polarizado, o LED permite ou não a passagem de corrente elétrica e, consequentemente, a geração ou não de luz. O uso de LEDs permite maior vida útil do equipamento, custos de manutenção reduzidos, maior eficiência que as lâmpadas incandescentes e halógenas e baixa voltagem de operação, com menos perigo para o instalador. É ecologicamente correto, pois não utiliza mercúrio ou qualquer outro elemento que cause dano à natureza. Não emitem radiação ultravioleta sendo ideal para iluminação em ambientes onde este tipo de radiação é indesejada; ex.: quadros – obras de arte etc…Também não emitem radiação infravermelho, fazendo com que o feixe luminoso seja frio. A ideia do manto da invisibilidade começou em 2006, com os professores John Pendry e Ben Wood, do Imperial College London, e David Smith, da Duke University em um artigo publicado na revista Science. Eles mostraram, através de um modelo de computador, como uma “capa virtual” poderia funcionar fazendo as ondas luminosas flutuarem à volta de um objeto. Posteriormente uma experiência foi feita pela primeira vez usandomicro-ondas. No manto da invisibilidade, a luz passa pelo manto completamente, sem reflexos. Isso significa que as pessoas não veriam o objeto coberto pelo manto. O manto seria fabricado por metamateriais, cuja estrutura pode modificar a maneira como as suas moléculas interagem com as ondas luminosas. Tal objeto não teria reflexo nem sombra, de acordo com as simulações propostas pelos dois ingleses. Estudos atuais testam o manto com pequenas antenas que atuam na formação de um campo eletromagnético que interrompe qualquer tipo de onda que esteja percorrendo o objeto. Estas antenas teriam a capacidade de criar uma “camada” de ondas eletromagnéticas que cobririam o objeto, cancelando qualquer onda que se reflita nele e impedindo que a luz chegue aos nossos olhos. Se a luz não chega aos nossos olhos, o objeto torna-se invisível para nós. Prédios, automóveis, pessoas, poderiam então se tornarem invisíveis. O estudo ainda possui algumas limitações, mas apresenta diversas possibilidades de manipulação da luz e como isto pode revolucionar a ciência ótica e a indústria. O balé surgiu na Itália no século XV, durante a Renascença, sendo posteriormente ganhado grande espaço na corte francesa no século XVII. Vamos analisar agora o Fouette, é um movimento onde a bailarina realiza uma rotação do corpo de lado contrário da perna. Um ponto importante deste movimento é que a bailarina pode alterar a sua velocidade de rotação simplesmente esticando ou recolhendo os braços. Isso ocorre em razão da conservação do Momento Angular do corpo, que depende principalmente da velocidade angular (de rotação) e da distância do centro de massa até o eixo de rotação. Com a mudança na disposição dos braços, a bailarina altera o seu momento de inércia (que depende da distribuição de massa em relação ao eixo de rotação), e com isso a velocidade de rotação é alterada para conservar o momento angular. Quando a bailarina encolhe seus braços e os coloca mais próximos do corpo ela passa a girar com uma velocidade superior em relação à velocidade inicial. Vejamos por que: a velocidade angular é o valor que representa intensidade da rotação do corpo que está girando, já o momento de inércia está relacionado com a distribuição da massa em relação ao eixo de rotação. Quanto mais distante estiver a massa do eixo de rotação mais difícil será para girá-la. Como vimos, nas rotações existe a conservação do momento angular. Quando a bailarina encolhe os braços o que acontece é que ela está diminuindo o momento de inércia do seu corpo. Uma diminuição no momento de inércia será compensado por um aumento na velocidade angular e vice-versa. Como o momento angular inicial deve ser conservado, para compensar, a velocidade angular da bailarina aumenta quando ela encolhe os braços. O gato usa o mesmo princípio para girar o corpo durante uma queda e conseguir cair sempre de pé. Ele encolhe as patas da frente para mais perto do corpo, rotação maior, e estica as de traz para mais longe do corpo, rotação menor. A seguir, o gato gira a parte da frente do seu corpo, só que quando ele faz isso, a parte de traz gira para o outro lado para manter a soma dos momentos igual a zero. Mas devido as patas da frente estarem mais perto do seu corpo do que as de traz, o giro da parte da frente é maior. Nesta hora o gato inverte e estica as patas da frente, encolhendo as de traz, com isso ele consegue concluir o seu giro. Da mesma forma que fez antes, ele vai poder fazer um grande giro na parte de traz que vai causar só um pequeno giro na frente. Mesmo com o momento angular tendo permanecido zero o tempo todo, o gato consegue então ficar de pé. Sabemos que a força de resistência máxima que um osso longo de um homem suporta é proporcional à área de sua secção transversal e que o seu peso é proporcional ao seu volume. Considere uma experiência hipotética: se aumentarmos todas as suas dimensões lineares de um homem, por exemplo, de 10 vezes. Isto significa que a sua altura, o seu comprimento, a sua largura etc. são aumentadas de 10 vezes. Obtém-se, assim, outro homem ampliado semelhante ao primeiro. O homem original e o homem ampliado são dois “sólidos” semelhantes, geometricamente falando. Tudo isso nos parece inteiramente possível. Contudo, algumas implicações imediatas desta ampliação torna muito pouco provável a existência deste homem gigante no mundo em que vivemos. Analisemos, por exemplo, a consequência da ampliação sobre um osso longo. Se todas as dimensões lineares foram aumentadas de 10 vezes, certamente a área da secção transversal do osso ficou aumentada de 100 vezes. Isto significa que esse osso ficou em condições de suportar pelo menos um peso 100 vezes maior que aquele que suportava anteriormente. Contudo, o volume do homem, e, portanto seu peso, aumentou de 1 000 vezes. Em suma, a capacidade de resistência do seu osso aumentou de 100 vezes, mas o seu peso o fez de 1 000 vezes. Com isso poderia ocorrer uma sobrecarga incompatível com a sobrevivência deste gigante, fazendo-o desabar sobre suas próprias pernas. O Momento de uma Força ou Torque é uma grandeza que mede a capacidade de giro de um corpo. Ele depende desta força e distancia da sua aplicação até um eixo de giro. As figuras a seguir mostram como a aplicação da definição de Torque ou Momento de uma força pode facilitar muitas tarefas do dia-a-dia. Quanto maior a distância (d) ao ponto de aplicação da força, menor o esforço (F) que fazemos para atingir o valor do torque, necessário para que o corpo gire. A maçaneta da porta deve ficar o mais distante possível das dobradiças É mais fácil soltar um parafuso com uma chave de cabo maior No automóvel, o virabrequim é o principal eixo do motor. É o eixo com formato de manivelas que recebe o movimento alternativo de sobe e desce do pistão e o transforma em movimento rotativo gerando velocidade e torque. O eixo é composto de munhões, que são as partes do eixo que se acoplam com o bloco, e os moentes que são acoplados às bielas. No motor de quatro tempos a explosão é observada em um desses tempos. Nesse instante obtém-se o torque máximo, ou seja, quando o braço de alavanca entre o munhão e o moente for maior (O torque é proporcional à força e a distância). O munhão serve como centro de rotação do eixo de manivelas. O moente ou manivela é a seção à qual a biela está conectada e está fora do centro do munhão principal. Por questões construtivas, um motor a combustão com a distância munhão - moente muito grande não pode atingir altas rotações. Por ouro lado, um motor com a distância munhão - moente menor, pode alcançar rotações maiores e, consequentemente, produzir mais potência e menos torque. Conclui-se, então, que existe uma dependência física entre torque e potência, onde o fator comum é a rotação. Para um motor a pistão ter alto torque é necessário que o curso do pistão seja longo, mas com isso o virabrequim não pode girar muito rápido, o que limita potencia. Motores de caminhão e de ônibus tem um curso longo e por isso o virabrequim gira mais devagar, gerando menos potencia, mas muito mais torque. Na época da Revolução Industrial era difícil avaliar a capacidade de trabalho (potência) de uma máquina. Como se usavam muitos cavalos para tracionar máquinas, então James Watt definiu a medida de potência estimando a capacidade de um cavalo erguer verticalmente uma massa de 33.000 libras à velocidade de 1 pé por minuto. Essa medida de potência ficou conhecida por “horse-power” (hp). Posteriormente, o “cavalo-vapor” (cv), do francês cheval-vapeur foi definido levantando-se uma massa de 75 kg, verticalmente por um metro em um segundo. Hoje é mais usado que o hp. Potência e torque são grandezas correlatas que usamos o tempo todo quando dirigimos pela cidade ou na estrada. Mas, diferentemente da afirmação popular, não se pode defini-las como “força para acelerar” (no caso do torque) ou “para velocidade máxima” (potência). Na verdade, elas atuam juntas em ambos os casos porque uma dá origem à outra. Em Física, o trabalho pode ser entendidocomo o produto de uma força pelo deslocamento de um corpo. O motor que coloca um veículo em movimento é um exemplo de trabalho. Torque é grandeza que tende a girar coisas. A própria origem do nome vem do equivalente em latim para torquere = torcer. É obtido multiplicando-se a força aplicada pela distância. A potência, por sua vez, nada mais é do que a velocidade com que esse trabalho é realizado. A potência é importante em um carro, mas é o torque que determina a faixa de rotação em que a potência é realizável. Mais torque em menor rotação significa que haverá também mais potência em baixo giro, o que dará respostas mais rápidas ao carro e, por consequência, mais agilidade. Assim, entre motores com potência idêntica, o mais agradável de dirigir será aquele que entregar o torque em menor faixa de rotação. Acima exemplo das curvas de potência e torque do Audi A1 - Sport. Com 1 265 kg e 185 cv, ele chega a 227 km/h e acelera de 0 a 100 km/h em 6,9 segundos. O pico de potência é a 6.200 rpm e o limite, 7 000 rpm. O torque máximo de 25,5 m·kgf ocorre a 2 000 rpm e aí permanece até 4 500 rpm; a 1 250 rpm, pouco acima da rotação de marcha lenta, já produz 22,5 m·kgf, correspondente a 40 cv. Motores com elevado valor de torque em rotação baixa representam um excelente indício de disponibilidade de potência nesta faixa de rotação, implicando elasticidade no motor. Altos valores de torque de um motor representam justamente esta elasticidade propiciada por ele, entretanto esta elasticidade vem em decorrência da potência disponível em baixa rotação e não do torque, como erroneamente algumas publicações deixam transparecer. Observamos que os carros modernos, numa batida, sempre se estragam mais do que os carros antigos. Existem muitas diferenças entre os carros mais antigos e os atuais, entre elas: plásticos ao invés de aço, latarias mais finas em vez de grossas, pontos de deformação na estrutura etc. Isto por que, uma lataria macia que demora mais tempo para se deformar. O Teorema do Impulso diz: “O Impulso exercido pela resultante das forças que atuam num corpo, durante certo intervalo de tempo, é igual à variação da Quantidade de Movimento do corpo, ocorrida naquele intervalo”. Esse teorema quer dizer que; a lataria mais macia, demorando mais tempo para se deformar, ocasiona uma força menor sobre os ocupantes do veículo. Ou seja: quanto maior for o tempo para que a velocidade do automóvel se reduza a zero numa batida, menor é o impacto causado sobre os ocupantes do veículo. Outro exemplo para ilustrar o Teorema do Impulso: uma xícara tem maior impacto e possibilidade de quebra, quando cai no chão do que quando cai num tapete bem felpudo. Isto por que o tapete mais felpudo aumenta o tempo para que a velocidade da xícara se reduza a zero. Aumentando-se esse tempo, diminui-se a força de impacto. Os atletas também se beneficiam deste Teorema, quando, ao saltarem de um local mais alto até o chão, flexionam as pernas para aumentar o tempo de redução da velocidade até zero e diminuir a força de impacto sobre o solo. Pode-se usar o Teorema também quando lutadores de artes marciais desferem um soco rápido sobre o oponente. Neste caso o tempo diminui e a força de impacto aumenta, o que é o objetivo, pois machuca mais o adversário. Criados na Segunda Guerra Mundial, os radares emitem um pulso eletromagnético em todas as direções e esperam o retorno do pulso quando este encontra alguma superfície capaz de refleti-lo. Os dispositivos de fiscalização eletrônica não funcionam dessa forma, pois eles não emitem ondas para os veículos, o que acontece é apenas uma desativação momentânea do campo eletromagnético. Por essa razão, os “pardais” não podem ser considerados radares, considerando a definição clássica de radar. Ao passar por um “pardal”, percebemos além das câmeras no poste, o sistema possui também três faixas de sensores marcados no chão e um computador que calcula a velocidade e transmite os dados até as centrais da empresa responsável. São esses sensores que enviam os pulsos até os computadores para o cálculo da velocidade com o motorista passou naquele trecho. Os três sensores funcionam em conjunto, criando um campo eletromagnético. Como os veículos são compostos por elementos ferromagnéticos, os sensores são afetados por eles. Dessa maneira, assim que o carro ou a motocicleta passar pelo primeiro o sensor, o campo magnético é modificado e modificado novamente quando o segundo sensor for acionado. Rapidamente são realizados cálculos dividindo-se o valor da distância pelo tempo, para que seja definida a velocidade com que o veículo cruzou os sensores. Se estiver acima da velocidade permitida, o cálculo é refeito entre o segundo e o terceiro sensor. Sendo confirmado o excesso de velocidade, as câmeras, que estão em constante funcionamento, armazenam a imagem do veículo e a enviam para a central de infrações. Todos os corpos vibram naturalmente com certa frequência, denominada frequência natural. Quando um sistema vibrante é submetido a uma série periódica de impulsos cuja frequência coincide com a frequência natural do sistema, ou é múltiplo dela, a amplitude de suas oscilações cresce gradativamente. Neste caso a energia recebida vai sendo armazenada e esse fenômeno é chamado ressonância. Ao empurrarmos um balanço, podemos produzir ressonância mecânica, se a frequência dos empurrões coincidir com a frequência natural do balanço. Neste caso, uma criança brincando neste balanço, cada vez atinge uma altura maior. Determinados sistemas, como vidraças, recipientes de cristal, pontes e edifícios, podem ser quebrados quando atingidos por sons cujas frequências são coincidentes com a frequência natural dos mesmos e as amplitudes sejam suficientemente grandes. Nos Estados Unidos, em julho de 1940, a Ponte de Tacoma, no estado de Washington, rompeu-se ao entrar em ressonância com o vento que soprava na região. Tsunami é uma palavra de origem japonesa, que significa ‘’onda do porto’’ (‘’tsu’’ − porto, e ‘’nami’’ − onda). Trata-se não de uma única onda, mas de uma série de um tipo especial de ondas oceânicas, de proporções gigantescas, geradas por distúrbios sísmicos, em geral terremotos submarinos, deslizamento de terras ou vulcão submarino em atividade. Possuem comprimento de onda que varia de 130 Km a 160 Km, podendo atingir até 1 000 Km, período entre 15 minutos até 2 horas e se deslocam em velocidades maiores que 650 km/h, alcançando até 890 km/h. As causas mais comuns de tsunamis são os terremotos submarinos. Para compreender os terremotos submarinos, primeiro é necessário entender as placas tectônicas. A teoria das placas tectônicas sugere que a litosfera, ou camada superior da Terra, é feita de uma série de grandes placas. Estas placas constituem os continentes e o fundo do mar. Elas repousam sobre uma camada viscosa subjacente, chamada astenosfera. Na Terra, estas placas estão em movimento constante, movendo-se umas em relação às outras a uma velocidade de 2,5 a 5 cm por ano. O movimento ocorre mais intensamente ao longo das linhas de falha. Estes movimentos têm a capacidade de produzir terremotos e vulcanismo que, quando ocorrem no fundo do oceano, são duas causas possíveis de tsunamis. Quando duas placas entram em contato em uma região conhecida como limite de placa, uma mais pesada pode deslizar por baixo de outra mais leve. Isso é chamado de subducção. A subducção submarina frequentemente deixa enormes rastros: profundas trincheiras oceânicas no fundo do mar. Em alguns casos de subducção, parte do fundo do mar conectado à placa mais leve pode se romper repentinamente para cima, devido à pressão proveniente da placa que afunda. Isto resulta em um terremoto. O foco do terremoto é o ponto no interior da Terra no qual ocorre a ruptura. Depois da ruptura, as rochas se quebram e as primeiras ondas sísmicas são geradas. O epicentro é o ponto do fundo do mar diretamente acima do foco. Quando este pedaço da placa se rompe e dispara toneladas de rochas para cima, com uma força tremenda, essaenergia é transferida para a água, empurrando-a e elevando o nível do mar. Este é o nascimento de um tsunami. A ruptura no leito do mar empurra a água para cima, dando início à onda, que em águas profundas não atinge mais de 1 m. A onda gigante se move nas profundezas do oceano em velocidade altíssima. Ao se aproximar da terra, a onda perde velocidade, mas fica mais alta, podendo atingir de 30 a 50 metros de altura na costa, com força devastadora. Ela então avança por terra, destruindo tudo em seu caminho. Em alto mar a velocidade de uma Tsunami é da ordem de 200 m/s, ao chegar à costa, em uma praia, onde a profundidade é da ordem de 4m, a velocidade cai para aproximadamente 6 m/s. Na medida em que a parte frontal da onda reduz sua velocidade, por atingir mais cedo regiões menos profundas do mar, a parte traseira da onda, por se propagar ainda em regiões mais profundas, anda mais depressa, fazendo com que a água vá se acumulando e sua amplitude vá aumentando. Por exemplo, inicialmente com uma velocidade de cerca de 200 m/s e reduzindo-a para cerca de 6 m/s, podemos estimar um aumento de amplitude em cerca de 33 vezes. Se em alto mar sua amplitude era de 0,5 m, ao atingir o litoral essa amplitude pode chegar a 16,5 m. Em termos de energia, uma Tsunami de 1 m de altura, comprimento de onda de 200 km, transporta 109 J, ou seja 1 000 000 000 de joules de energia por metro de frente de onda. Dentre as principais formas de produção de energia elétrica no mundo, a energia nuclear é responsável por cerca de 16% desta eletricidade. No Brasil, apenas 3% da eletricidade utilizada são produzidas pelas usinas nucleares. Nos Estados Unidos há mais de 100 usinas nucleares enquanto no Brasil temos em funcionamento apenas duas: Angra 1 e Angra 2, estando uma terceira (Angra 3) em fase de instalação. A energia nuclear é energia a liberada na transformação de núcleos atômicos, quando eles são transformados em vários outros núcleos mais leves, ou ainda, em isótopos do mesmo elemento. As fissões nucleares, reações que consistem na quebra de um núcleo mais pesado em outros menores e mais leves após a colisão de um nêutron no núcleo inicial, são a base para a produção de energia nas usinas nucleares. Quando um nêutron que se aproxima de um núcleo de U-235, ao capturar o nêutron, o núcleo se divide em dois átomos mais leves e arremessa de dois a três nêutrons - este número depende da forma como o urânio se dividiu. Os dois novos átomos formados emitem radiação gama de acordo com o modo que se ajusta em seus novos estados. Um único núcleo, ao dividir-se, libera uma enorme quantidade de energia, tanto na forma de calor quanto na forma de radiação gama. Para colocar uma usina nuclear em funcionamento é necessário, antes de tudo, urânio enriquecido. Para se ter uma ideia, 0,5 kg de U-235 enriquecido é equivalente a 3,8 milhões de litros de gasolina. Em geral, o urânio a ser usado tem formado de pílula e são dispostos em hastes longas que ficam submersos em água dentro de um recipiente de pressão. A água, por sua vez, tem a função de refrigerar o sistema. No reator são inseridas hastes de controle, que podem absorver os nêutrons, e assim controlar o nível das reações nucleares. Portanto, quando se deseja maior produção de calor a partir do núcleo de urânio, as hastes são elevadas para fora, enquanto para produzir menor quantidade de calor, as hastes são abaixadas. Além disso, as hastes possuem outras funções: baixá-las totalmente dentro do feixe podem desligar o reator, no caso de um acidente, ou tornar possível a troca de combustível. O calor liberado durante a reação nuclear é responsável pelo aquecimento da água, a qual é transformada em vapor. Esse vapor aciona uma turbina, a qual faz girar um gerador, responsável por produzir a energia. Em algumas usinas, o vapor do reator passa através de um trocador de calor intermediário a fim de transformar a água de outro circuito em vapor, o qual será o responsável pelo acionamento da turbina a vapor. Além disso, em alguns reatores, o fluido de resfriamento é um gás (CO2) ou metal líquido, permitindo que o núcleo seja operado em temperaturas mais elevadas. Os ingredientes contidos na receita do pão francês são: 1 kg de farinha de trigo, 550 g de água gelada, 40 g de fermento biológico fresco,10 g de açúcar, 20 g de sal, 10 g de reforçador. A maciez do pão está relacionada à quantidade de água em seu interior. Se a água evapora, o pão fica duro. Como o plástico é um material impermeável, ele não permite a saída da água do interior do pão pela evaporação natural e, por isso, ele continua macio. Num ambiente livre, a água evapora e o pão fica duro. A cerveja é uma mistura onde o seu maior constituinte é a água. As demais substâncias presentes nela provocam um abaixamento em seu ponto de solidificação. Isso acontece porque o processo de resfriamento da cerveja no congelador ocorre lentamente e sem grandes perturbações mecânicas. Dessa maneira a cerveja atinge uma temperatura abaixo do seu ponto de solidificação sem se solidificar. Este fenômeno é denominado sobrefusão ou superfusão. Além disso, o líquido no interior da garrafa fica submetido a uma pressão maior que a pressão atmosférica o que também faz com que seu ponto de solidificação abaixe. Quando abrimos a garrafa, a pressão no seu interior iguala-se à pressão atmosférica e consequentemente o ponto de solidificação volta ao seu valor original. Como a cerveja se encontra com uma temperatura abaixo do seu ponto de solidificação, ela congela. A cerveja recebe em sua fabricação, a adição de gás carbônico (CO2), que aumenta a pressão dentro da garrafa. O CO2 está presente em seu interior tanto no espaço onde não há líquido como dissolvido dentro da cerveja. A pressão e as baixas temperaturas fazem com que uma quantidade maior do gás carbônico permaneça no líquido, em sobrefusão, de tal forma que uma pequena alteração na temperatura basta para congelá-la. No momento em que abrimos a garrafa, além do rebaixamento da pressão, há ainda a perda de grande quantidade de gás carbônico. Isso eleva o ponto de congelamento e, às vezes, observamos que o primeiro copo recebe cerveja líquida e do segundo em diante, a cerveja congela fora da garrafa, justamente pela maior perda de gás carbônico. O estado de sobrefusão é muito instável e, por isso, qualquer mudança provoca a solidificação brusca do líquido. Uma maneira de evitar que isso aconteça é não segurar a garrafa pelo bojo, pois o calor da mão também contribui para alterar o equilíbrio instável da bebida. A razão para isso acontecer é que; para que um gás, no caso o CO2, passe do estado líquido para o gasoso ele precisa retirar energia de alguma fonte. Neste caso, além do fluxo de calor proveniente de nossas mãos, ele também retira energia da cerveja. Isso reduz ainda mais a temperatura do líquido, que acaba congelando. É por isso que garçons experientes seguram a garrafa de cerveja pelo gargalo, onde a quantidade de líquido é mínima, para evitar que ela seja servida congelada. A chamada Lei Zero da termodinâmica diz que, quando dois corpos entram em contato, após certo tempo, eles atingem o equilíbrio a uma temperatura intermediária, a mesma para os dois. Em outras palavras, a temperatura do objeto mais frio aumenta e a do outro, mais quente, diminui, até que os dois estejam à mesma temperatura. Nossas mãos têm certa umidade, ou seja, uma fina camada de moléculas de água, invisível para os nossos olhos, em sua superfície. Essa umidade, quando entra em contato com a pedra de gelo, que está a uma temperatura abaixo de 0ºC, tem sua temperatura reduzida quando entra em equilíbrio com o gelo. Se chegar a uma temperatura ainda abaixo de zero, congela também. Essa camada de água congelada continua ligada às nossas mãos, mas também está fortemente ligada à pedra de gelo, pois elas se fundem formando apenas um corpo. Nesse momento, tanto as moléculas dessa umidade como as do gelo ficam mais próximas. Isso cria a adesão, pois o princípio da cola é justamente a aproximaçãode moléculas. É por isso que o gelo gruda. Quando o passarinho pousa na rede elétrica suas duas patas ficam apoiadas no mesmo fio. A distância entre as patas dos pássaros é bem curta, não é suficiente para gerar uma diferença de potencial elétrico (ddp), popularmente chamada voltagem, entre elas. O choque somente acontece quando a corrente elétrica entra por um determinado local e sai por outro, ou seja, fecha o circuito. Nessa situação, com as duas patas ficam apoiadas no mesmo fio, não passa nenhuma corrente pelo corpo da ave. O que faz a corrente elétrica fluir é a diferença de potencial entre dois pontos. Se o pássaro tocar qualquer parte do corpo em outro lugar enquanto mantém os pés no fio, por exemplo, se ele encostar a asa em um poste e continuar usando o mesmo fio como poleiro, isso geraria uma corrente elétrica capaz de mata-lo. Em localidades que existem Tuiuiús, os fios da rede elétrica são mais afastados uns dos outros, pois a asa dele é muito grande e pode encostar em outro fio gerando uma ddp e ocasionando o choque elétrico. Por dois motivos: Como a Terra não é esférica e está em rotação, ocorre uma variação na intensidade da aceleração gravitacional: de 9,832 m/s², nos polos, até 9,780 m/s² no equador. Outro motivo, principal: a Terra já tem uma velocidade tangencial, e esta velocidade varia de zero no polo Norte e do Sul a cerca de 1 700 km/h no equador. Quanto maior a velocidade tangencial no local de lançamento, menor pode ser a velocidade inicial do foguete e menos combustível ele vai usar. Mais de 90% do peso de um foguete é combustível. Então é melhor lançar foguetes a partir do equador do que do polo Norte. Tudo isto propicia uma grande economia de combustível no lançamento. Por isto a base de lançamento brasileira está em Alcântara, no Maranhão, próximo ao equador. Os foguetes costumam ser lançados no sentido leste porque a Terra gira para leste, conferindo ao veículo espacial um impulso inicial sem gasto de combustível. O impulso é maior no equador, onde a distância ao redor da Terra é maior e a velocidade tangencial é também maior para pontos na superfície. Um lançamento do Cabo Kennedy, nos Estados Unidos, por exemplo, não consegue um impulso muito grande devido à rotação da Terra. A plataforma de lançamento fica a 28 graus e 36 minutos de latitude norte. A base de Alcântara, no Brasil, conta com uma localização privilegiada para lançamento de foguetes, pois fica a pouco mais de 2º sul em relação à linha do equador. Como os foguetes têm que atingir cerca de 40 mil km/h ou 11,3 Km/s, para se livrar da atração gravitacional da Terra e alcançar o espaço, esse ganho parece pouco, mas não é. Somando os custos de vários lançamentos, a economia chega à casa dos milhões de dólares. Por isso, um país procura instalar suas bases próximas à linha do equador. A maior base dos Estados Unidos, por exemplo, fica em Cabo Canaveral, na Flórida, no extremo sul do país. De lá, o impulso é correspondente a 1 460 km/h. Isso até motiva alguns países a instalar bases fora de suas fronteiras. Em 2001, os Estados Unidos firmaram um acordo com o Brasil para usar a base de Alcântara. O leite é constituído de muitas substâncias, como: lactose, sais minerais, gorduras, proteínas e, principalmente, água. O ponto de ebulição da água é mais baixo do que o dos demais componentes do leite, por isso quando a temperatura do leite chega próxima de 100 ºC, ela se transforma em vapor. Primeiro isso ocorre no fundo da panela, pois é ali que o calor chega primeiro pelo processo de condução, através do metal da panela. O vapor forma bolhas que sendo menos densas que o líquido, sobem até a superfície. Quando as bolhas entram em contato com o leite, não conseguem romper sua camada superficial, devido ao acúmulo de gorduras e proteínas que lhes dão muita consistência. Consequentemente, as bolhas inteiras, sem arrebentar, empurram para cima a camada superficial do líquido, até entornar. Se apagarmos o fogo, o processo é paralisado instantaneamente porque as proteínas voltam a dissolver-se na água do leite quando ele esfria. Na ebulição da água pura isso não acontece, porque as bolhas de vapor rompem facilmente a superfície do líquido e o vapor escapa para o ar. O funcionamento da vela em um barco, se baseia no Princípio de Bernoulli, o mesmo princípio que explica a sustentação das asas de um avião ou o uso do aerofólio, em carros de Fórmula 1. Em 1738, o cientista Daniel Bernoulli descobriu que um aumento na velocidade do fluxo de ar em relação à corrente de ar livre ao seu redor provoca uma diminuição da pressão no local onde ocorre o fluxo de ar mais rápido. Uma diminuição da pressão acarreta no local um aumento da força. Quando o ar em movimento passa pelo lado convexo da vela (lado de fora da vela estufada), sua velocidade aumenta; e quando passa pelo lado côncavo (lado de dentro da vela estufada), sua velocidade diminui. Isso origina uma zona de alta pressão atrás da vela e uma zona de baixa pressão a sua frente. A diferença de pressão entre os dois lados cria uma força para frente, em ângulo com o vento. Quando viaja na direção e no sentido do vento, o veleiro é submetido à simples pressão do vento em sua vela; essa pressão impele a embarcação para frente. Ao navegar contra o vento, a vela é exposta a um conjunto mais complexo de forças. O veleiro ainda se submete a uma força lateral devido a resistência da água. A composição das duas forças cria a força resultante no sentido do movimento. Note que o barco não avança em linha reta contra o sentido do vento; ele realiza a manobra conhecida como “cambar”, ziguezagueando em uma série de movimentos curtos e angulares. Para aumentar ao máximo a velocidade, o navegador procura ajustar as posições da vela. O ser humano possui a capacidade de manter a temperatura corporal, apesar das variações térmicas do ambiente. O equilíbrio térmico é conseguido através do balanço entre a perda e a produção ou aquisição de calor. Parte da energia liberada pelo funcionamento normal dos órgãos internos e pelos músculos durante a atividade física é energia térmica (calor). Uma pessoa em repouso libera a cada segundo uma quantidade de calor correspondente a cerca de 90 joules. Ao se praticar exercício, a velocidade de produção de calor pelo músculo aumenta em função da intensidade do exercício, que transitoriamente é maior que a velocidade de dissipação de calor do músculo. O primeiro meio utilizado para remover o calor dos músculos durante o exercício é a sua transferência por um processo denominado condução, para o sangue. Desta maneira, grande parte do calor produzido pelos músculos trabalhados é transferida para o resto do organismo pela circulação. Quando isso ocorre, a temperatura interna como um todo começa a se elevar, desencadeando reflexos fisiológicos que promovem um aumento da transferência do calor interno para a pele e desta para o meio ambiente. Estes reflexos servem para diminuir e eventualmente cessar o aumento da temperatura do organismo, pois seu aquecimento excessivo durante o exercício reduz a eficiência do sistema circulatório, limitando a capacidade do coração de liberar sangue oxigenado na velocidade necessária para a pele e para os músculos. Portanto os mecanismos de transferência de calor para o ambiente são fundamentais para a fisiologia humana. Estando o ambiente externo a uma temperatura mais baixa que a temperatura corporal, há três mecanismos básicos pelos quais se dá a perda de calor para o ambiente: condução, irradiação e transpiração. A condução ocorre na medida em que o corpo, a uma temperatura maior do que a ambiente, transfere energia através da pele e aquece o ar a sua volta. A transpiração constitui a ferramenta básica do organismo para a manutenção de uma temperatura corporal aproximadamente constante. Quando não estamos fazendo exercício físico, se a temperatura ambiente subir acima da temperatura corporal, boa parte da umidade da pele evapora “roubando” cerca de 17 W do corpo. Em casos extremos é possívelperder até 1,5 litro por hora, levando a perda de calor em uma taxa de quase 2,4 kW ! Isso mostra o quão importante e eficiente é o processo da transpiração na regulação da temperatura do corpo. Nosso corpo também irradia e absorve energia na forma de ondas eletromagnéticas. As primeiras evidências registradas na história da produção de um material parecido com o sabão, datam de 2 800 a.C.. De acordo com uma antiga lenda romana, o sabão tem a sua origem no Monte Sapo, onde eram realizados sacrifícios de animais em pilhas crematórias. Quando chovia, a água arrastava uma mistura de sebo animal derretido com cinzas, para o barro das margens do Rio Tibre, onde as mulheres lavavam as suas roupas. Elas teriam percebido que, ao usar esta mistura de barro, as roupas ficavam muito mais limpas, com um esforço muito menor. Talvez o termo “saponificação”, a reação química que origina o sabão, tenha a sua origem no nome deste monte. O sabão pode ser obtido de gorduras de boi, de porco, de carneiro, ou de óleos de algodão e de vários tipos de palmeiras. As moléculas de sabão constituem-se de duas partes distintas: a cabeça que é polar e a cauda formada por hidrocarbonetos, que é apolar. Quando o sabão entra em contato com a água, que é polar, suas moléculas ficam dissolvidas nela, mas na superfície de contato com o ar, que é apolar, forma-se uma película superficial. A água, por si só, não consegue remover de um tecido, sujeira de gordura ou óleo, porque as moléculas de água são polares e as de óleo e gordura, apolares. Ao lavarmos uma roupa suja de óleo, formamse gotículas microscópicas de gordura envolvidas por moléculas de sabão, orientadas com a cadeia apolar direcionada para dentro, interagindo com o óleo e a extremidade polar para fora, interagindo com a água. O sabão atua no processo de limpeza de um tecido sujo de gordura, diminuindo a tensão superficial da água, de modo que esta possa ter um contato melhor com o tecido, retirando a gordura ou óleo, que ficam dispersos na água, eliminando desta forma à sujeira da roupa. As partículas de gordura dispersas na água, não se aglomeram novamente devido a repulsão elétrica entre elas. Em 1806, William Colgate abriu a primeira grande fábrica de sabão nos EUA, chamada Colgate & Company. Atualmente, as maiorias de produtos que existem no mercado não são verdadeiros sabões, mas sim detergentes criados a partir de materiais derivados do petróleo. Os detergentes são produtos sintéticos, sendo os mais comuns sais de sódio de sulfatos de alquilas de cadeia longa ou de ácidos sulfônicos também de cadeia longa. A luz solar refletida por um tecido branco tende a ser levemente amarelada, já que a luz do Sol tem essa cor. Alguns detergentes em pó se tornam fluorescentes quando expostos à radiação ultravioleta. Eles absorvem ultravioleta e emitem luz no espectro visível. Se o sabão em pó contém produtos químicos que emitem radiação de fluorescência no azul, a luz refletida terá mais componentes de cor azul. Essa fluorescência faz com que o tecido branco pareça menos amarelo e mais azul, dando origem ao que as marcas de sabão em pó vendem como “branco total”. Algumas marcas de creme dental também contêm substâncias que se tornam fluorescentes quando expostas ao ultravioleta, fazendo com que os dentes pareçam mais brancos. Quando se dispara um tiro de revólver, a pólvora colocada atrás da bala, cria uma camada de gás quente de alta pressão, que empurra a bala para o cano da arma. Quando a bala está saindo, ela funciona como uma rolha saindo de uma garrafa. A diferença é que a pressão atrás da bala é imensa, equivalente a uma força de 7500 N por metro quadrado, tornando o barulho produzido extremamente alto. O funcionamento dos silenciadores é bastante simples. Imagine um balão, desses de criança brincar: se você usar um alfinete para estourá-lo, o barulho será enorme, mas se você desamarrar sua extremidade e deixar o ar sair devagar, o barulho não será tão forte assim. Esta é a ideia básica do funcionamento do silenciador de armas. O silenciador que é enroscado na extremidade do cano da arma tem um volume cerca de 20 ou 30 vezes maior que o do cano. Com o silenciador instalado, o gás pressurizado atrás da bala tem um espaço maior para se expandir. De acordo com a Teoria dos Gases, Lei de Boyle, aumentando-se o volume, a pressão do gás diminui. Quando a bala sai do buraco do silenciador, a pressão é cerca de 1 500 N por metro quadrado. Portanto, o barulho do disparo é muito menor. Quando o objeto em chamas entra em contato com a água, transfere calor a ela, até que a água passe do estado de agregação molecular líquido, para o de vapor. Calor é energia em trânsito, portanto nesse processo, o objeto em chamas transfere energia para a água e se resfria. O objeto em chamas é então envolvido pelo vapor de água, que ocupa um volume muito maior que ocupava no estado líquido. Envolvendo o objeto em chamas, o vapor de água não deixa espaço para a renovação de oxigênio contido no ar, sem o qual não há combustão. Sem combustão do oxigênio, o fogo apaga. A areia movediça se forma quando a água em ascensão reduz o atrito entre as partículas de areia, fazendo que a areia fique “movediça”. Ela pode se formar em qualquer local que possua um solo arenoso, composto por partículas finas e soltas, e uma fonte de água capaz de supersaturar a área. Dessa forma, ao invadir o terreno, a água acaba agitando as partículas de areia e ocupando os espaços existentes entre elas, fazendo com que a mistura se comporte como um fluido não newtoniano, ou seja, que pode ter sua viscosidade alterada de acordo com a pressão exercida sobre ele. A areia movediça não é capaz de “engolir” uma pessoa como vemos em cenas de vários filmes. O corpo humano possui densidade próxima de 1 g/cm3 e consegue flutuar na água. A areia movediça tem densidade próxima de 2 g/cm3, o que faz com que seja mais fácil flutuar nela do que na água. A maioria das pessoas afundam na areia movediça porque entram em pânico e começam a se debater. Cientistas da Universidade de Amsterdã, reproduziram areia movediça em laboratório, fizeram testes com um corpo de densidade similar ao corpo humano e concluíram que ele não vai afundar por completo. Ele ficará com cerca de 50% do seu volume para fora, mas com o pé atolado numa camada inferior de extrema viscosidade, o que dificulta bastante que saia de dentro do atoleiro. É impossível também, como acontece nos filmes, que uma pessoa consiga, escapar da armadilha, agarrando-se a um galho ou um arbusto. A força necessária para tirar a pessoa do atoleiro, é da ordem de grandeza da força necessária para levantar cerca de 700 Kg, ou seja, aproximadamente 7000 N. O grupo de pesquisadores até deu uma receita caso alguém caia numa dessas armadilhas: não entrar em pânico, pois não vai afundar, e ficar balançando ao máximo os pés para permitir a entrada de água em torno deles com a intenção de evitar o aumento da densidade das camadas inferiores que podem prender a pessoa. Com base nas teorias da Física (3ª Lei de Newton), força pressupõe uma ação entre dois corpos, portanto nenhum corpo e tampouco nosso herói não pode “ter” uma força. Ele poderia no máximo gritar: “- Eu tenho energia!”. Não existe uma força isolada; elas existem aos pares. O número de forças no Universo é par. A relação das cores dos sinais é um antigo código social usado desde a época do espectro cromático criado por Isaac Newton no século XVII. Sendo assim, o vermelho que já era usado como cor de interdição desde a idade média permaneceu nesta função. O verde que é o oposto do vermelho no espectro de Newton seria então o sinal de permissão usado. Já o amarelo que é o ponto médio do espectro serviria para indicar a transição entre o permitido e o não permitido. Entre as cores visíveis para o homem, os raios de luz vermelha são os que apresentam maior comprimento de onda e, portanto se dispersam menos nas partículas suspensas no ar do que outras cores. Dispersando-se menos, podem ser vistos a uma distância
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