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Ciclamio Leite Barreto Gilvan Luiz Borba Rui Tertuliano de Medeiros Física e Meio AmbienteD I S C I P L I N A O meio ambiente e a Física Autores aula 01 Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste material pode ser utilizada ou reproduzida sem a autorização expressa da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) Divisão de Serviços Técnicos Catalogação da publicação na Fonte. Biblioteca Central Zila Mamede – UFRN Coordenadora da Produção dos Materiais Célia Maria de Araújo Coordenador de Edição Ary Sergio Braga Olinisky Projeto Gráfi co Ivana Lima Revisores de Estrutura e Linguagem Eugenio Tavares Borges Marcos Aurélio Felipe Revisora das Normas da ABNT Verônica Pinheiro da Silva Revisores de Língua Portuguesa Janaina Tomaz Capistrano Sandra Cristinne Xavier da Câmara Revisora Tipográfi ca Nouraide Queiroz Ilustradora Carolina Costa Editoração de Imagens Adauto Harley Carolina Costa Diagramadores Bruno de Souza Melo Adaptação para Módulo Matemático Thaisa Maria Simplício Lemos Pedro Gustavo Dias Diógenes Imagens Utilizadas Banco de Imagens Sedis (Secretaria de Educação a Distância) - UFRN Fotografi as - Adauto Harley MasterClips IMSI MasterClips Collection, 1895 Francisco Blvd, East, San Rafael, CA 94901,USA. 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CDD 53 RN/UF/BCZM 2006/87 CDU 579 1Aula 01 Física e Meio Ambiente Apresentação A o longo da disciplina Física e Meio Ambiente você terá oportunidade de desenvolver ou aguçar a sua curiosidade em relação aos fenômenos da natureza. Mais especifi camente, estaremos também interessados em compreender aspectos físicos envolvidos num ambiente de seca, particularmente na região Nordeste do Brasil, cujo clima é genericamente classificado como semi-árido, devido às peculiaridades que apresenta (temperaturas, precipitações de chuvas, insolação, umidade e tantos outros parâmetros), compondo um conjunto único no país. Nesse contexto, já nesta primeira aula, conversaremos sobre os signifi cados de meio ambiente e de Física, bem como das suas relações. Esperamos assim que você perceba a física como um corpo de conhecimento que propicia a compreensão de muitos dos aspectos do meio ambiente, visto como um sistema físico real. Objetivo Discorrer sobre o signifi cado das ciências físicas e do entendimento do que é o meio ambiente e de como este pode ser compreendido através dos conceitos, métodos e aplicações dessas ciências. 2 Aula 01 Física e Meio Ambiente Os signifi cados de meio ambiente e física Vamos iniciar nosso estudo conceituando um pouco do que vem a ser meio ambiente e do que vem a ser física, cientes de que esta é uma primeira aproximação e que ao longo de nossas aulas teremos a oportunidade de aprofundar cada vez mais esses conceitos. O signifi cado de meio ambiente Em geral, entende-se ambiente como sendo o conjunto das substâncias, circunstâncias ou condições em que existe determinado objeto ou em que ocorre determinada ação. Porém, meio ambiente é uma expressão que tem signifi cados especializados em diferentes contextos, numa ampla diversidade de campos do conhecimento, tais como Biologia, Política, Literatura, História, Sociologia, Arquitetura, Química, Bioquímica, Engenharia e muito outros. No que diz respeito ao nosso estudo, estaremos mais diretamente interessados no meio ambiente terrestre, o qual é muito diversifi cado e depende inclusive de condições extraterrestres, tais como a posição da lua e a dinâmica solar. Abrange o ambiente natural, animado (seres vivos) e inanimado, bem como o artifi cial, ou seja, aquele ambiente que consiste dos artefatos tecnológicos, feitos de matéria, e dos seus efeitos. Oportunamente, em diversos momentos desta disciplina e ao longo do curso, expandiremos o conceito de matéria. Figura 1 – Exemplos de ambientes típicos de nosso planeta Matéria Tradicionalmente entendida como qualquer coisa que tem massa e ocupa espaço. 3Aula 01 Física e Meio Ambiente O signifi cado de Física A palavra “física’’ originou-se do grego φúσιζ (physis) que signifi ca “natureza”, tem a mesma estrutura nas línguas portuguesa e espanhola; na língua inglesa, physics; na francesa, physique; e na germânica, physik. Em latim, physica, designa a ciência da natureza no mais amplo sentido, o que inclui, obviamente, além do conhecimento sobre o ambiente natural, também o conhecimento sobre o mundo artifi cial, aquele gerado pelas suas aplicações. Os métodos e resultados da Física têm infl uenciado quase todas as outras áreas de conhecimento nos últimos 400 anos, mas isso não a torna mais ou menos relevante que as outras, apenas nos indica que seus métodos de trabalho são sufi cientemente poderosos e importantes para serem estudados e compreendidos. A Física, enquanto ciência, lida com os constituintes elementares do mundo natural (matéria, energia, espaço, tempo) e suas interações, bem como com a análise de sistemas, visando encontrar leis e princípios gerais que permitam generalizações melhor compreendidas segundo esses princípios (WIKIPEDIA, 2006). Na procura por princípios fundamentais, os físicos – homens ou mulheres – interessam-se em estudar o comportamento e as propriedades da matéria numa ampla variedade de contextos, abrangendo desde a Física de Partículas, que se debruça sobre as partículas submicroscópicas das quais toda matéria ordinária é constituída, até o comportamento do Universo como um todo, objeto de estudo da Cosmologia Física. A física é certamente um dos mais vastos campos da ciência. Pode ser percebida em todos os objetos que nos cercam, tanto no âmbito deste planeta como fora dele, no cosmos, irrestritamente. Assim se insere naturalmente na compreensão do meio ambiente. Do ponto de vista clássico, oferece conhecimentos necessários a uma útil compreensão dos estados da matéria, dos movimentos, da energia e do calor, das ondas, do som, da eletricidade e do magnetismo, da luz e da óptica. Modernamente, a relatividade e a física quântica, duas teorias revolucionárias construídas no primeiro quarto do século XX, às quais você será respectivamente apresentado nas aulas 13 (Relatividade) e 14 (Física moderna e meio ambiente) desta disciplina, ampliaram nossa visão de mundo e tiveram desdobramentos práticos que revolucionaram a história da humanidade de uma maneira inédita. A física, como já dissemos, é a mais fundamental das ciências da natureza, pois suas leis regem objetos e fenômenos dos quais se ocupam as outras ciências da natureza, tais como astronomia, biologia, geologia e química. As ciências da saúde, principalmente a medicina, não podem ser concebidas contemporaneamente em seus procedimentos de diagnóstico e tratamento sem o suporte da física. 4 Mudanças climáticas globais Biodiversidade Negócios e indústrias Águas potáveis Esportes e meio ambiente Grandes desastres naturais Uso da terra Consumo sustentável Produtos químicos Programa de direito ambiental Questões urbanas Energia Áreas marinhas ecosteiras Monitoramento ambiental Atmosfera (especialmente ozônio) Pobreza e meio ambiente Poluição Impactos ambientais de guerras Atividade 1 Aula 01 Física e Meio Ambiente Produção, distribuição e consumo de energia, seja qual for a fonte, não podem prescindir de conceitos e técnicas físicas. A utilização da física auxilia de modo fundamental e imprescindível a compreensão do meio ambiente. Assim, discutiremos nesta aula como foram desvendadas as compreensões mais diversas sobre os aspectos ambientais do ponto de vista físico. Algumas grandes questões ambientais Considere a seguinte lista de grandes e atuais questões ambientais que preocupam o mundo e, em particular, o Brasil e sua região do semi-árido nordestino. A Tabela 1 não contempla todas as questões ambientais, mas reúne questões ambientais representativas que podem dar uma idéia da sua natureza. Tabela 1 – Algumas questões ambientais relevantes Elabore uma pequena lista de questões ambientais que você considera relevantes e que não foram contempladas na Tabela 1. Tente descobrir qual (ou quais) das questões ambientais listadas na Tabela 1 tem relevância para o ambiente onde você vive. Explique os motivos de sua escolha. 5 Tempestade Tromba d’água Seca da Amazônia Buraco na camada de ozônio Aula 01 Física e Meio Ambiente Figura 2 – Alguns exemplos de problemas ambientais que têm como conseqüência desastres naturais Ao se debruçar sobre esse tema, verifi ca-se que foi a Física que forneceu, por exemplo, a metodologia e os conceitos necessários para que se chegasse a essa conclusão. Assim, os físicos foram capazes de explicar, através de vários modelos climáticos que incluem velocidade dos ventos, temperaturas na atmosfera (lembra da aula sobre atmosfera em Ciências da Natureza e Realidade?), medidas da taxa de variação de constituintes químicos existentes na atmosfera, que “de fato o clima está mudando’’; e também de elencar algumas causas e o peso relativo de cada causa; de prever algumas importantes conseqüências dessa mudança; e de sugerir, junto com outros profi ssionais, ações para reduzir as conseqüências danosas. Neste momento, estamos apenas e tão-somente listando questões ambientais relevantes (Tabela 1) sem aprofundar mais do que no exemplo anterior. Para incluir nesta lista um tópico de relevância ambiental para a região do semi-árido nordestino, citamos um tema transitório, mas extremamente representativo, tanto da conjuntura corrente, política, social, econômica, cultural etc., quanto do ponto de vista ambiental e científi co: a transposição das águas do rio São Francisco. Vamos escolher um dos tópicos da Tabela 1 e verifi car como a Física se insere nessa discussão. Por suas implicações e por ser um dos temas com que você teve contato durante a disciplina de Ciências da Natureza e Realidade (em que outros temas também foram abordados), escolhemos o tema Mudanças climáticas globais. No fi nal da década de 1990, com a sofi sticação dos nossos sistemas de medida, tanto na superfície terrestre quanto no espaço, foi possível verifi car que “alguma coisa estranha’’ está acontecendo com o clima do planeta, e uma série de problemas ambientais acabavam – e ainda acabam – repercutindo como desastres naturais que vão desde trombas d’água no Nordeste a buracos na camada de ozônio; seca na Amazônia; de tempestades em São Paulo à mortandade de peixes em lagoas e rios que recebem águas vindas de pólos industriais. 6 Aula 01 Física e Meio Ambiente Mas, como a Física poderia fornecer elementos para essa discussão? Como você deve lembrar, quando estudamos Ciências da Natureza e Realidade, trata-se aqui de uma questão polêmica, causa de desdobramentos surpreendentes a partir de 2006 e que ainda não está resolvida para a sociedade brasileira e, particularmente, a nordestina. Mas, nessa polêmica, a Física pode subsidiar o debate fornecendo dados sobre a vazão do rio; quanto de água podemos ou não retirar dele; como será feita a elevação de suas águas quando tiver que passar por regiões mais altas; qual a energia necessária para manter a vazão e assim por diante. A Física e as questões ambientais Agora que você já viu dois exemplos simples de como Física e meio ambiente se relacionam intrinsecamente, vamos aprofundar conceitualmente nossa discussão. Importantes fenômenos naturais envolvem matéria e energia. Tais fenômenos podem, em sua grande maioria, ser explicados a partir do entendimento das interações entre corpos, os quais se manifestam na forma de forças e campos. As interações que os determinam, quando não são manifestações diretas das interações fundamentais da natureza, podem ser compreendidas como tais, geralmente quando a situação é tratada na adequada escala de espaço e tempo. Os físicos acreditam que existam quatro tipos de forças fundamentais na natureza: gravitacional, eletromagnética, nuclear forte e a nuclear fraca. São elas que determinam todas as ocorrências no meio ambiente do cosmos, incluindo todos os fenômenos naturais e artifi ciais que sucedem na nossa humilde e fascinante Terra. A seguir, trataremos da existência dessas forças fundamentais da natureza. A força gravitacional A força gravitacional é a força mútua de atração entre duas massas quaisquer. Por exemplo, um objeto maciço, tal como um bastão de giz, solto, cairá verticalmente, em direção ao centro da Terra por ser por ela atraído. Note aqui que a mesma intensidade com que a Terra atrai para si o giz, este atrai a Terra para si. Assim, a mesma força gravitacional com que a Terra atrai o giz, o giz irá atrair a Terra e este irá cair, pelo fato de a inércia da Terra ser muito maior que a do giz. nuclear fraca Essa crença foi abalada em 1979, passando a ser em número de três os tipos de forças fundamentais da natureza, como você verá no tópico sobre força nuclear fraca nesta aula. A força com que a Terra atrai o giz é igual e oposta à força com que o giz atrai a Terra. Cada força é o peso da massa sobre a qual atua, relativo à outra. 7Aula 01 Física e Meio Ambiente A queda dos corpos – a atração gravitacional – como apresentada no parágrafo anterior é um fenômeno físico que ocorre de modo similar em qualquer lugar do planeta. Mais geral ainda, ocorre entre qualquer par de corpos, ou seja, a mesma força que fez com que o giz e a Terra se atraíssem, de modo que o primeiro caísse, mantém a lua em órbita da Terra, ao mesmo tempo em que elas se atraem mutuamente. Mantém também a Terra e os outros planetas girando em torno do Sol e, como você já sabe, mantém a atmosfera presa ao planeta. Esse fato é um dos que propiciaram o desenvolvimento da vida na Terra. A massa de um corpo, quando medida pela sua atração gravitacional por outros corpos, é chamada massa gravitacional. Alternativamente, existe o conceito de massa inercial, em geral distinto, que é a massa de um corpo como determinada pela segunda lei de Newton do movimento, a partir da aceleração do corpo quando sujeito a uma força que não é a da gravidade. Exploraremos oportunamente as condições em que massa inercial se confunde com a massa gravitacional. Além das três leis do movimento, que você já conhece desde o Ensino Médio, o físico e matemático inglês, Isaac Newton (1642-1727), também descobriu a lei universal da gravitação. Uma característica fundamental da força gravitacional existente entre quaisquer massas é que esta sempre é atrativa, e surge entre massas de qualquer dimensão. Além disso, se um corpo A atrai um corpo B, este irá atrair o corpo A com uma força gravitacional de igual magnitude. Ao pular, por exemplo, temos que fazer um signifi cativo esforço para nos afastarmos do solo, somos puxados de volta ao solo, sentimos essa atração, pois bem, dizemos que isso está relacionado ao peso. Ou seja, por peso entendemos “a força com que a Terra atrai um corpo para o seu centro’’, logo, essa é uma grandeza que depende de onde nos encontramos, pois a força de atração gravitacionaldepende das massas envolvidas e da distância entre elas. E a força com que a Terra atrai os corpos é chamada de força gravitacional (lembra?). Por outro lado, temos a massa que representa a quantidade de matéria de um corpo, assim, a massa, ao contrário do peso, não depende do lugar onde ela se encontra. Quando subimos em uma balança para nos pesarmos, estamos empurrando uma mola para baixo com a ajuda da gravidade, quanto maior é nossa massa, mais comprimimos a mola sob o piso em que nos apoiamos. Empurramos o piso para baixo e este comprime a mola; por outro lado, o piso nos empurra para cima e, no momento em que o ponteiro se estabiliza, as forças que agem sobre o sistema pessoa-balança-Terra estão em equilíbrio, conforme pode-se perceber na Figura 3. Figura 3 – Balança mostrando a atração gravitacional entre a pessoa e a Terra 8 Atividade 2 Aula 01 Física e Meio Ambiente Você agora já conhece a força gravitacional e sua relação com o peso de um objeto, e sabe a diferença entre peso e massa. Reforçando um pouco mais, quando dizemos que a âncora de um barco pesa 25 quilogramas (kg), estamos tão-somente especifi cando a sua massa. Para obter seu peso, que é a força atrativa exercida pela Terra sobre a âncora, devemos multiplicar sua massa pela aceleração da gravidade no local, digamos 10 newtons por quilograma (N/kg). Assim, teremos como peso da âncora (25 kg)×(10 N/kg) = 250 N. A propósito, você pode ter estranhado o uso de N/kg como unidade de aceleração, mas equivale a m/s², unidade obtida da defi nição de aceleração, que você já estudou no Ensino Médio. Assim, 250 N é a magnitude da força gravitacional que a Terra exerce sobre a âncora. Sua direção é radial (ao longo do raio local), apontando para o centro da Terra. Para quem está em pé na superfície (chão), é equivalente afi rmar que se trata da direção vertical do local, de cima para baixo. Note que para caracterizar a força peso especifi camos, além da magnitude, a sua direção, o que é necessário porque a força é uma quantidade física de “caráter vetorial’’, assim como deslocamento e velocidade. O peso da âncora tem a mesma magnitude em dois locais da Terra ao nível do mar, por exemplo, mas tem direções diferentes, pois sendo uma força radial, apontar para o centro em localidades diferentes signifi ca estar ao longo da vertical em cada local. Exemplos similares aplicam-se a qualquer objeto na superfície da Terra ou em suas proximidades. Desde a lendária queda da maçã, eventualmente inspirando Newton a formular sua lei universal da gravitação, até fenômenos cotidianos, tais como o processo de irrigação utilizando as curvas de nível do terreno e a produção de energia através de usinas hidrelétricas, tais como Paulo Afonso e Sobradinho, ambas no rio São Francisco, vivemos sujeitos à gravidade do planeta. Como você sabe, em 1969 astronautas norte-americanos pousaram na Lua, onde a força de atração gravitacional sobre os corpos é 1/6 (um sexto) da atração gravitacional da Terra. Com base nessa informação, marque a(as) opção(ões) correta(as): a) um corpo terá massa de 1/6 da que tinha na Terra; b) um corpo terá sua massa inalterada; c) um corpo terá seu peso reduzido de 1/6 em relação ao que tinha na Terra; d) um corpo terá seu peso inalterado. 9 Terra Lua Aula 01 Física e Meio Ambiente Figura 4 – Uma usina hidrelétrica é um bom exemplo da transformação de energia entre diferentes modalidades: potencial → cinética → elétrica etc. Graças à força gravitacional, podemos usar a água acumulada em um reservatório para gerar eletricidade. Esse é também um bom exemplo de como as diversas formas de energia estão correlacionadas; podemos transformar uma em outra. Na fi gura anterior, transforma-se energia potencial em energia cinética, depois convertida em energia elétrica. De fato, a confi guração física de todos os seres vivos se conformou à ação dessa força através da evolução biológica, ao longo do respectivo tempo evolutivo. Ou seja, eventuais formas de vida que venham a existir em planetas que tenham gravidade muito diferente da terrestre devem ter estrutura física também bastante diferente. A adaptação ao meio em nosso planeta é um fenômeno impressionante; observe, por exemplo, a diferença estrutural e a diversidade de características existentes entre os seres aquáticos e os terrestres. Existe uma área do conhecimento chamada exobiologia que trata, entre outras coisas, das formas de vida que poderiam se desenvolver em ambientes fora da Terra! Do ponto de vista ambiental, por exemplo, a força de atração gravitacional exercida principalmente pela Lua (mas também pelo Sol e outros planetas) sobre a Terra, ocasiona variação periódica no nível da superfície dos oceanos, baías, golfos, deltas e estuários, constituindo-se no espetacular fenômeno das marés! E estas são crucialmente determinantes da vida marinha, incluindo fauna e fl ora. Se não tivéssemos a lua, não existiria de modo tão notável e marcante esse fenômeno. Se tivéssemos mais de uma Lua, como é o caso de outros planetas do Sistema Solar, as marés seriam muito mais complicadas. Em qualquer caso, o meio ambiente seria muito distinto. Figura 5 – Atração gravitacional entre a Terra e a Lua 10 Aula 01 Física e Meio Ambiente Um efeito interessante da atração gravitacional entre a Terra e a Lua é a ocorrência das marés oceânicas, que se manifestam como um aumento do nível das águas, simultaneamente, do lado da Lua e do lado oposto ao da Lua, em cada instante. Embora a força gravitacional possa ser muito signifi cativa entre objetos macroscópicos – todos nós nos cuidamos para não sofrer uma queda – ela é, na verdade, a mais fraca dentre as quatro forças fundamentais que conhecemos. Tal afi rmação é baseada na intensidade relativa das quatro forças ao considerar a interação entre partículas elementares. Por exemplo, a força gravitacional entre o elétron e o próton no átomo de hidrogênio é somente cerca de 10–47 N, enquanto a força “eletrostática’’ (que corresponde aproximadamente à situação “eletrodinâmica’’ no átomo) entre essas duas partículas é cerca de 10–7 N, sendo assim maior por 40 ordens de magnitude (cada ordem de magnitude corresponde a mais uma potência de 10 como fator multiplicativo)! Vemos assim que a intensidade da força gravitacional é insignifi cante em comparação com a da força eletrostática. Mesmo assim, a força gravitacional é de longo alcance e, embora o efeito da força gravitacional sobre partículas elementares seja desprezível devido às suas massas ínfi mas, essa força é responsável pela atração que o Sol exerce sobre os asteróides, cometas, satélites e planetas, e estes sobre suas luas, tudo compondo o Sistema Solar; e pela interação mútua das estrelas e suas vizinhanças, compondo galáxias, pela interação mútua entre galáxias, enfi m, pela estrutura dinâmica do Universo. Considere dois corpos interagentes de massas m 1 e m 2 , separados pela distância r. A lei de Newton da gravitação universal especifi ca quantitativamente a força atrativa Fg entre eles. Lei da Newton da gravitação universal Dois corpos massivos interagem gravitacionalmente, atraindo-se mutuamente com uma força cuja magnitude é diretamente proporcional às suas massas (logo, ao produto delas) e inversamente proporcional ao inverso do quadrado da distância que as separa. FgFF = G m1m2 r2 A direção da força situa-se ao longo da reta que une os centros de massa dos corpos interagentes. A constante de proporcionalidade G, chamada constante gravitacional, tem seu valor determinado experimentalmente em unidades do Sistema Internacional (SI) igual a 6,672 x 10-11 N.m2.kg-2 e corresponde à magnitude da força atrativa em newton entre duas massas, cada uma de um quilograma, separadas por um metro. 11 Atividade 3 Aula 01 Física e Meio Ambiente A força eletromagnética A força eletromagnética consiste na atração ou repulsão entre dois objetos eletricamente carregados que estão em repouso ouem movimento relativo. Se em repouso temos o caso eletrostático que corresponde à primeira aproximação eletrodinâmica, nessa situação aplica-se a Lei de Coulomb, assim nomeada em homenagem ao engenheiro francês Charles Augustin de Coulomb (1736- 1806), que em 1785 estabeleceu a lei fundamental da força elétrica entre duas partículas carregadas estacionárias. A lei de Coulomb aplica-se exatamente apenas a cargas pontuais ou partículas carregadas estacionárias. Coulomb formulou essa lei empiricamente, utilizando uma balança de torção para medir a força elétrica entre cargas pontuais em função das cargas e da distância de separação entre elas. A dependência da força eletrostática na lei de Coulomb em relação às cargas interagentes e à distância que as separa é similar à da interação gravitacional entre duas massas. Considere duas cargas pontuais estacionárias q 1 e q 2 , separadas pela distância r. A lei de Coulomb especifi ca quantitativamente a força Fe entre elas: Lei de Coulomb A força Fe de interação eletrostática entre duas cargas elétricas é diretamente proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa: FeFF = ke q1q2 r2 A força é atrativa quando as cargas têm sinais opostos, mas é repulsiva quando têm sinais idênticos. A direção da força, em qualquer caso, situa-se sempre ao longo da reta que une as Para entender mais sobre o que é uma galáxia, acesse a Wikipedia. O site do Astronomy Picture Of The Day (APOD) traz imagens de galáxias; e, se você é um amante de temas espaciais e astronômicos, existem outros sites, como o da Nasa J-Track 3D, que apresenta gráfi cos indicando a posição e o tipo de satélites que orbitam nosso planeta. 12 40.000km 20.000km 10.000km Cinturão interno Cinturão externo 40.000km30.000km Aula 01 Física e Meio Ambiente cargas. A constante de proporcionalidade ke, chamada de constante de Coulomb, tem seu valor determinado experimentalmente em unidades SI igual a 8,9875 x 109 N.m2.C-2 e corresponde à força eletrostática entre duas cargas pontuais, cada uma de um coulomb, separadas por um metro de distância. Posteriormente, nesta disciplina, você aprenderá que forças elétricas e magnéticas são estreitamente relacionadas. De fato, a força magnética pode ser vista como uma força elétrica adicional que atua sempre que as cargas elétricas envolvidas acham-se em movimento. No meio ambiente terrestre, os “cinturões de radiação de Van Allen’’ e as “auroras austrais e boreais’’ são exemplos de aprisionamento magnético de cargas elétricas, conforme mostra a Figura 6. Isso ocorre quando os raios cósmicos – partículas eletricamente carregadas originárias principalmente do Sol, mas também de outras estrelas e objetos celestes – tornam- se magneticamente aprisionados pelo campo magnético terrestre (lembre das aulas de Ciências da Natureza e Realidade). A grandes distâncias do planeta, além da atmosfera, tais cargas aprisionadas sob a ação do campo magnético não uniforme da Terra, espiralam em torno das linhas desse campo de pólo a pólo, exceto eventualmente nas suas anomalias localizadas, compondo os cinturões de radiação de van Allen, descobertos em 1958 por uma equipe chefi ada pelo físico americano James Alfred Van Allen (1914- ), usando dados obtidos por instrumentos, especialmente contadores Geiger, detectores de partículas carregadas, a bordo dos satélites Explorer I e Explorer III. Quando essas partículas atingem a atmosfera, sobre os pólos magnéticos da Terra, e colidem com outros átomos, resultando na emissão de luz em todo o espectro visível, se dá o fabuloso fenômeno das auroras austrais e boreais. Figura 6 – Exemplos de aprisionamento magnético de cargas elétricas Na Figura 6, podemos perceber que os cinturões de radiação de Van Allen são formados de partículas carregadas (principalmente elétrons e prótons) aprisionados pelo campo 13 Atividade 4 Aula 01 Física e Meio Ambiente É interessante notar que essencialmente todas as forças que ocorrem em nosso mundo macroscópico (exceto a força gravitacional) são manifestações da força eletromagnética quando examinadas na proximidade adequada. Por exemplo, forças como os empurrões e puxões entre objetos, forças de atrito, forças de contato, forças de tensão, e a força elástica em molas comprimidas ou distendidas, ou em outros corpos deformados, são essencialmente a conseqüência de forças eletromagnéticas entre partículas carregadas (átomos, moléculas etc.) em estreita proximidade. magnético não uniforme da Terra e as trajetórias helicoidais das partículas têm como eixos as linhas do campo. Embora, como vimos, a força elétrica entre duas partículas elementares eletricamente carregadas seja muito mais forte do que a força gravitacional entre elas, a força elétrica é de intensidade intermediária. A força que um ímã exerce sobre uma agulha de ferro (como a de uma bússola), assim como a força com que um pente atritado atrai pequenos pedaços de papel, são exemplos de forças eletromagnéticas. Você aprenderá inicialmente nesta disciplina e depois numa disciplina específi ca – Eletromagnetismo – que as leis da eletricidade e do magnetismo desempenham um papel central na operação de uma variedade de dispositivos, tais como rádios, televisores, motores elétricos, computadores, aceleradores de partículas e uma gama de dispositivos eletrônicos usados, por exemplo, na Medicina. Entretanto, mais fundamentalmente, temos aprimorado desde as primeiras décadas do século XX o conhecimento de que as forças interatômicas e intermoleculares que são responsáveis pela formação de sólidos e líquidos são elétricas em origem! Tente ir além dos exemplos citados no texto e cite dois outros exemplos de fenômenos eletromagnéticos presentes no seu meio ambiente. O meio ambiente terrestre é um locus por excelência de ocorrência de fenômenos regidos pela força eletromagnética. Para deter-nos em uns poucos exemplos manifestamente eletromagnéticos, restringindo-nos apenas a fenômenos naturais, citamos as sinapses cerebrais, auroras austrais e boreais, relâmpagos (que ilustram rupturas elétricas atmosféricas), fotossíntese, insolação, combustão etc. 14 Fonte de partículas alfa Caixa de chumbo Feixe de partículas alfa Folha de ouro Tela fluorescente NúcleosPartículas alfa Átomos da folha de ouro Aula 01 Física e Meio Ambiente A força nuclear forte A força nuclear forte é responsável pela estabilidade dos núcleos atômicos. Como você já tem conhecimento, os átomos possuem um minúsculo núcleo, no qual se concentram suas partículas constituintes: prótons (de carga elétrica positiva) e nêutrons (de carga elétrica nula). Os elétrons, que também são constituintes dos átomos, não integram o núcleo, mas “bailam’’ ao seu redor. Você também aprendeu alguns conceitos relacionados ao átomo nas aulas de Ciências da Natureza e Realidade, bem como de Arquitetura Atômica e Molecular, os quais serão muito úteis nesta disciplina. Relembrando: toda a carga elétrica positiva e simultaneamente quase a totalidade da massa do átomo acham-se concentradas no minúsculo espaço central, o seu núcleo, enquanto o restante da massa é dos elétrons de carga negativa. Essa representação atômica resultou das célebres experiências de espalhamento de partículas carregadas (partículas alfa, emitidas por materiais radioativos) por fi nas folhas metálicas, empreendidas na Universidade de Manchester pelo físico neo-zelandês Ernest Rutherford (1871- 1937) em 1911, a partir das quais elaborou a teoria nuclear do átomo. Por não portarem carga, os nêutrons não atuam eletricamente. Com isso, os prótons deveriam se repelir uns aos outros, pois todos eles têm uma mesma carga positiva, entretanto, não é o que acontece em condições ordinárias! Nessas condições, a matéria apresenta-se estável. O experimento de Rutherford Em seu laboratório na Inglaterra, Rutherford bombardeou uma chapa de ouro muito fi na (de espessura da ordem de micrometro)com partículas alfa – as quais são, na verdade, núcleos de Hélio – e colocou um detector de partículas para verifi car a direção segundo a qual elas eram espalhadas. A Figura 7 mostra esse experimento. Figura 7 – Experimento de Rutherford 15Aula 01 Física e Meio Ambiente Para a surpresa de Rutherford e, em seguida, de todo mundo, ele verifi cou que a maioria das partículas atravessava facilmente a placa e algumas eram refl etidas de volta, entre estas, algumas eram refl etidas praticamente na mesma direção em que foram lançadas. Para explicar as observações que colheu em seu experimento, ele argumentou que o espaço entre os átomos na placa de ouro era grande o sufi ciente para permitir que as partículas a atravessassem sem sofrerem colisão, por outro lado, a existência do núcleo explica a refl exão de algumas que retornaram. Calculando a razão entre as que atravessaram e as que foram refl etidas, ele calculou a seção de choque – área efetiva de colisão por átomo – dos átomos de ouro e com isso conseguiu mostrar que praticamente toda a massa do átomo está concentrada em seu núcleo e que ele é muito pequeno. Sabemos que a matéria existe. Você existe: os núcleos dos seus átomos não explodem, nem implodem. Portanto, teríamos de encontrar na Física um modelo que explicasse como é possível existir a repulsão entre cargas elétricas de mesmo sinal ao mesmo tempo em que, no interior do átomo, cargas de mesmo sinal (positivas) mantêm sua estabilidade sem que essa repulsão venha a inviabilizar a existência da matéria. Das suas experiências, Rutherford conjecturou que, superando a repulsão elétrica dos prótons, existe a força nuclear forte de natureza atrativa nas curtas distâncias envolvidas no tamanho nuclear, a qual é responsável por manter prótons e nêutrons reunidos compondo o núcleo dos átomos. Atrativa entre quaisquer nucleons (termo que designa indistintamente prótons e nêutrons), ela é “a mais forte’’ dentre todas as forças fundamentais. Por outro lado, seu raio de ação não ultrapassa o tamanho nuclear, de modo que nem os elétrons que envolvem o núcleo estão sujeitos a ela. Por isso, é chamada uma força de curto alcance. Em separações típicas do tamanho nuclear (cerca de 10–15 m), a força nuclear forte é de uma a duas ordens de magnitude (de dez a cem vezes) mais intensa do que a força eletromagnética. A partir de tais separações, decresce rapidamente, tornando-se desprezível em separações maiores do que cerca de 10–14 m. Toda matéria que compõe o meio ambiente, o ar, pingos de chuva, grãos de areia, células vivas, rochas, os elementos naturais etc., é constituída de átomos que possuem seus núcleos, nos quais vigora a força nuclear forte. Aprofundaremos nosso estudo sobre estrutura e propriedades nucleares na aula 15 – A energia nuclear e seus usos sociais. Breve retrospectiva histórica A descoberta da força nuclear forte inclui-se numa seqüência de grandes descobertas científi cas iniciadas pelo trabalho de Coulomb sobre as cargas elétricas e de William Crooks que, em 1895, realizou experiências em tubos com gases à baixa pressão e encontrou os chamados raios catódicos, precursores dos raios X, descobertos logo depois pelo físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) em 1895, (pronuncia-se “Róentguen’’), vindo a aperfeiçoar os experimentos de Crooks. Em seguida, tem-se a descoberta do fenômeno da radioatividade natural (espontânea), em 1896, pelo físico francês Antoine- Henri Becquerel 16 Atividade 5 Aula 01 Física e Meio Ambiente (1852-1908), a partir de suas investigações sobre o urânio e outras substâncias; e a do elétron, em 1897, pelo físico inglês Joseph J. Thomson (1856- 1940), por meio de sua famosa experiência pensada para investigar a natureza dos raios catódicos. Figura 8 – A ampola de raios catódicos (conhecida por ampola de Crooks), precursora dos modernos tubos de imagem de TV. Em 1903, o físico-químico francês Pierre Curie (1859-1906), já então conhecido pela descoberta da piezoeletricidade (a capacidade de certos cristais produzirem uma voltagem quando sujeitos a uma tensão mecânica), juntamente com a física naturalizada francesa, Marie Curie (1867-1934, nascida polonesa com o nome de Maria Sklodowska), casados em 1895, partilharam com Becquerel o Prêmio Nobel de Física por suas investigações sobre os fenômenos de radiação descobertos por este. Em especial, Marie Curie descobriu dois elementos extremamente radioativos, o rádio e o polônio, esse último assim batizado em homenagem a sua terra natal. Desde a época das experiências de espalhamento de Rutherford, uma multiplicidade de outras experiências tem mostrado que muitos núcleos são aproximadamente esféricos e têm um raio médio dado por r = r 0 A1/3,em que A é o número de massa do núcleo (a soma do número de prótons, Z, com o número de nêutrons, N: A = Z + N) e r 0 é uma constante igual a 1,2 x 10 –15 m. Supondo que a massa do próton é aproximadamente igual à do nêutron, indistintamente designadas por m, a massa do núcleo é aproximadamente igual ao produto de A por m, ou seja, Am. 17Aula 01 Física e Meio Ambiente a) Obtenha uma expressão para o volume desse núcleo em termos do seu número de massa. b) Ache um valor numérico para sua densidade (= massa/volume). Compare com a densidade da água, 10³ kg/ m³. Verifi que que, se a matéria não fosse tão vazia, os corpos seriam fantasticamente massivos. Por exemplo, se o átomo em que você fez os cálculos anteriores fosse de ouro (procure Z e N para esse átomo), qual seria o peso de um volume de 1,0 cm³ de ouro? A força nuclear fraca Finalmente, a força nuclear fraca é uma força nuclear de curtíssimo alcance que tende a produzir instabilidade em certos núcleos, tornando-os radioativos. Ou seja, a radioatividade é a propriedade que alguns elementos químicos apresentam de, naturalmente, mesmo sem serem estimulados, emitir radiação e partículas subatômicas. Nesse processo, eles se transmutam, ou seja, se transformam em um outro elemento químico de A menor. Um caso típico é o do urânio que decai e se transforma em tório. A maior parte das reações nucleares de decaimento radioativo, tais como os decaimentos beta (emissão de elétrons ou de pósitrons que correspondem, respectivamente, a β�, e β+ é causada pela força nuclear fraca. Sua magnitude é cerca de cinco a seis ordens de grandeza mais fraca do que a força nuclear forte. Seu raio de ação efetivo é cerca de um milésimo (10–³) do tamanho nuclear. A radioatividade desempenha um relevante papel em relação ao meio ambiente. O homem sempre conviveu com a radioatividade, tendo inclusive explorado economicamente as chamadas estâncias hidrominerais, algumas das quais instaladas em ambientes com alguma atividade radioativa. Na superfície terrestre, pode ser detectada energia proveniente de raios cósmicos e da radiação solar ultravioleta. Nas rochas, encontramos elementos radioativos na forma de uma variedade de isótopos (átomos de um mesmo elemento contendo diferentes números de nêutrons em seus núcleos e reconhecidos pelo número de massa, A = Z + N), como urânio 238, urânio 235, tório 232, rádio 226 e rádio 228. Até mesmo em vegetais, pode ser detectada a radioatividade: as batatas, por exemplo, contêm o isótopo radioativo potássio 40. As plantas, assim como os seres humanos, contêm o carbono 14. No nosso sangue e ossos, encontram-se também potássio 40, carbono 14 e rádio 226. A presença do isótopo carbono 14 em animais e plantas serviu para desenvolver um método de datação arqueológica de esqueletos e dispositivos de madeira, que têm contribuído 18 Atividade 6 Aula 01 Física e Meio Ambiente para a compreensão sobre antigas civilizações e sobre o processo de evolução das espécies, principalmente da espécie humana. A Fundação Museu do Homem Americano, sediada no município de São Raimundo Nonato, no estado do Piauí, em pleno semi-árido nordestino, é um local de fundamental importância para a cultura regional. Foide pesquisas lá realizadas, lideradas pela arqueóloga brasileira Niède Guidon que saíram resultados essenciais para o conhecimento sobre o povoamento da região. A pesquisa arqueológica revelou dados novos sobre o povoamento das Américas. Demostrou-se que, ao contrário do que afi rmava a teoria clássica, o homem penetrou no continente americano muito antes de 30.000 anos. Uma década de escavações no sítio Toca do Boqueirão da Pedra Furada permitiu estabelecer uma crono-estratigrafi a da presença humana no sítio. A seqüência estratigráfi ca foi datada por uma série de 63 datações pelo carbono 14 e pelos métodos da termoluminescência, consistindo estes da determinação da data em que os materiais foram formados pela mensuração da energia luminosa liberada ao aquecê-los. O que queremos deixar claro, entretanto, é o papel desempenhado pela força nuclear fraca em tudo isso, pois é ela a responsável pelos processos de instabilidade que conduzem à radioatividade. Se a força nuclear fraca é cerca de um milionésimo (10–6) e a força eletromag- nética é aproximadamente 1/137, ambas em relação à força nuclear forte, então, como se comparam as forças nuclear fraca e eletromagnética? Das informações sobre a força nuclear fraca, qual a abrangência típica do seu raio de ação? Em 1979, os físicos teóricos norte-americanos Sheldon Lee Glashow (1932- ) e Steven Weinberg (1933- ), e o paquistanês Abdus Salam (1926-1996) foram contemplados com o Prêmio Nobel de Física por desenvolverem uma teoria que unifi cou as interações eletromagnética e nuclear fraca das partículas subatômicas. Esta, chamada teoria eletrofraca, postula que as interações fraca e eletromagnética são de mesma intensidade para partículas de energias muito altas. Desse modo, as duas interações são vistas ordinariamente como manifestações diferentes de uma só interação eletrofraca unifi cadora. Essa teoria faz muitas previsões concretas, mas talvez a mais espetacular seja a previsão das massas de duas partículas elementares específi cas, conhecidas como W e Z. Físicos experimentais – o holandês Simon Van Der Meer (1925- ) e o italiano Carlo Rubbia (1934- ) – trabalhando no CERN (Centre Européen pour la Recherche Nucléaire), laboratório europeu de pesquisas nucleares, situado na divisa entre França e Suíça, descobriram tais partículas justamente com a massa prevista pela 19Aula 01 Física e Meio Ambiente teoria eletrofraca. Por esse trabalho, eles foram agraciados com o Prêmio Nobel de Física de 1984. Assim, a visão corrente é a de que existem somente três forças fundamentais na natureza. Físicos e cosmologistas acreditam que as forças fundamentais da natureza são estreitamente relacionadas à origem do Universo. A teoria do Big Bang afi rma que o Universo surgiu de uma singularidade pontual, uma grande explosão, há cerca de 15 bilhões de anos. De acordo com ela, que é a teoria mais abrangente, os primeiros momentos (até décimos de nanosegundo, 10–10 s) depois do big bang presenciaram condições tão extremas de energia que todas as quatro forças estariam unifi cadas. Ainda hoje, os cientistas continuam a buscar uma possível conexão entre as quatro forças fundamentais, uma teoria de tudo, como foi o sonho de Einstein. Leituras complementares CONVITE À FÍSICA. Disponível em: <http://www.conviteafisica.com.br>. Acesso em: 26 maio 2005. Site direcionado para alunos, professores e curiosos. Disponibiliza material para pesquisa, ensino e divulgação da Física. FUNDAÇÃO JOAQUIM NABUCO. Disponível em: <http://www.fundaj.gov.br>. Acesso em: 26 maio 2005. INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS (INPE). Disponível em: <http://www.inpe. br>. Acesso em: 25 maio 2005. SALA DE FÍSICA. Disponível em: <http://www.geocities.yahoo.com.br/saladefi sica.com.br>. Acesso em: 25 maio 2005. Recursos didáticos para estudantes e professores de Física do Ensino Médio. UM PORTAL focado em meio ambiente. Disponível em: <http://www.ambientebrasil.com.br>. Acesso em: 25 maio 2005. Nesta disciplina e no curso de Licenciatura você poderá aprofundar cada um dos tópicos listados na Tabela 1. Um bom ponto de partida para esse aprofundamento são os endereços indicados a seguir. AGÊNCIA BRASILEIRA DO PROGRAMA DAS NAÇÕES UNIDAS PARA O MEIO AMBIENTE. Disponível em: <http://www.onu-brasil.org.br>. Acesso em: 10 ago. 2006. COMITÊ BRASILEIRO DO PROGRAMA DAS NAÇÕES UNIDAS PARA O MEIO AMBIENTE. Disponível em: <http://www.brasilpnuma.org.br>. Acesso em: 26 maio 2005. PROGRAMA DAS NAÇÕES UNIDAS PARA O MEIO AMBIENTE. Disponível em: <http://www. unep.org.br>. Acesso em: 25 maio 2005. 20 Resumo 1 2 3 Aula 01 Física e Meio Ambiente Nesta primeira aula, discutimos a respeito dos signifi cados de meio ambiente e das ciências físicas e, baseados nessas ciências, discutimos também uma compreensão do meio ambiente. Nesse sentido, você foi conduzido a aprender um pouco sobre as interações fundamentais da natureza (que se dão através de quatro tipos forças) e o modo como elas aparecem em algumas situações específi cas. Auto-avaliação Nesta seção, você deverá responder a questões e treinar a resolução de problemas representativos dos temas discutidos nesta aula. Faça uma redação de 10 a 20 linhas sobre a Figura 1. Na Figura 2, foram apresentados alguns problemas ambientais frutos da ação humana. Dê algum exemplo (se existir) de problema ambiental decorrente da ação humana presente em sua região. Leia o texto a seguir. Cláudia, ginasta e estudante de Física, está encantada com certos apelos estéticos presentes na Física Teórica. Ela fi cou fascinada ao tomar conhecimento da possibilidade de uma explicação unifi cadora para todos os tipos de forças existentes no universo, isto é, que todas as interações fundamentais conhecidas na natureza (gravitacional, eletromagnética, nuclear fraca e nuclear forte) poderiam ser derivadas de uma única espécie de superforça. Em suas leituras, ela pôde verifi car que, apesar dos avanços obtidos pelos físicos, o desafi o da grande unifi cação continua até os dias de hoje. Cláudia viu, em um de seus livros, um diagrama ilustrando a evolução das principais idéias de unifi cação ocorrida na Física. 21 4 5 6 Força nuclear forte Possível unificação final? Possível unificação? Força eletrofraca Força eletromagnética Força nuclear fraca Gravitação universal Gravidade celeste Gravidade Terrestre Força elétrica Força magnética Aula 01 Física e Meio Ambiente Face à interligação existente entre a eletricidade e o magnetismo, um observador, ao analisar um corpo eletricamente carregado que está em movimento, com velocidade constante, em relação a ele constatará a presença de: a) campos elétrico e magnético cuja resultante é nula. b) campo elétrico nulo e campo magnético não nulo. c) campo elétrico não nulo e campo magnético nulo. d) campos elétrico e magnético não nulos. Obtenha a densidade média (massa/volume) da Terra. Cite pelo menos um material mais denso do que a Terra. Quais são as similaridades e diferenças entre a lei universal da gravitação, de Newton, e a lei de Coulomb? E entre as forças nucleares forte e fraca? O fenômeno da radioatividade é descrito por uma lei de decaimento exponencial, do tipo N = N 0 e–λt, em que N 0 representa o número de núcleos radioativos, constituindo uma amostra radioativa no instante inicial, t = 0; N representa o número desses núcleos num instante t > 0 genérico; e λ é uma propriedade característica chamada constante de decaimento ou de desintegração. Se uma amostra tem λ = 1,4 x 10–¹¹ s–¹ e contém inicialmente N0 = 3 x 1016 núcleos, quantos conterá decorridos 1,6 x 103 anos? Que porcentagem corresponde da quantidade inicial? 22 Aula 01 Física e Meio Ambiente Referências ASTRONOMY PICTURE OF THE DAY. Disponível em: <http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/>. Acesso em: 24 out. 2006. EMBRAPA: semi-árido. Meio ambiente. Disponível em: <http://www.cpatsa.embrapa.br/ pesquisa/meioamb.htm>. Acesso em: 24 out. 2006. HEWITT,P. G. Física conceitual. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, 2002. LANDULFO, E. Meio ambiente e física. São Paulo: Ed. SENAC/SP, 2005. (Série Meio Ambiente, v. 4). MENEGAT, Rualdo (Coord. Geral). Atlas ambiental. Porto Alegre: Editora da UFRGS, 2004. (Encadernado com ou sem CD). MENEZES, L. C. A matéria: uma aventura do espírito. São Paulo: Editoria Livraria da Física, 2005. 277p. NASA. J-Track 3D. Disponível em: <http://www.science.nasa.gov/Realtime/jtrack/3d/JTrack3D. html>. Acesso em: 24 out. 2006. TRIGUEIRO, A. (Org.). Meio ambiente no século XXI. São Paulo: Sextante, 2003. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL. instituto de Física. [Experimento de Rutherford]. Disponível em: <http://www.if.ufrgs.br/historia/rutherford01.jpg>. Acesso em: 24 out. 2006. WIKIPÉDIA. A enciclopédia livre. Física. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/ F%C3%ADsica>. Acesso em: 24 out. 2006. ______. Galáxia. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Gal%C3%A1xia>. Acesso em: 24 out. 2006. Disponíveis na biblioteca do pólo: YOUNG, H.; FREEDMAN, R. A. Física I: mecânica: Sears e Zemansky. 10. ed. São Paulo: Addison-Wesley, 2003a. ______. Física II: termodinâmica e ondas: Sears e Zemansky. 10. ed. São Paulo: Addison- Wesley, 2003b. 23Aula 01 Física e Meio Ambiente ______. Física III: eletromagnetismo: Sears e Zemansky. 10. ed. São Paulo: Addison-Wesley, 2003c. ______. Física IV: óptica e física moderna: Sears e Zemansky. 10. ed. São Paulo: Addison- Wesley, 2003d. 24 Anotações Aula 01 Física e Meio Ambiente EMENTA > Ciclamio Leite Barreto > Gilvan Luiz Borba > Rui Tertuliano de Medeiros Física e mensuração. Movimentos e conceitos da mecânica. Relatividade. Temperatura, calor e termodinâmica. Ondas, som e audição. Eletricidade e magnetismo. Ondas, luz e visão. Meio ambiente e Física Moderna. Aplicações tecnológicas contemporâneas FÍSICA E MEIO AMBIENTE – INTERDISCIPLINAR AUTORES AULAS 01 O meio ambiente e a Física 02 Física e mensuração 03 Movimentos: conceitos fundamentais e descrição 04 Força e movimento 05 Leis da conservação da mecânica I 06 Leis da conservação da mecânica II 07 Teoria cinética dos gases 08 Calor e termodinâmica 09 Ondas, som e audição 10 Eletricidade e magnetismo I 11 Eletricidade e magnetismo II 12 Ondas, luz e visão 13 Relatividade 14 Física moderna e meio ambiente 15 Energia nuclear e seus usos na sociedade << /ASCII85EncodePages false /AllowTransparency false /AutoPositionEPSFiles false /AutoRotatePages /None /Binding /Left /CalGrayProfile (None) /CalRGBProfile (Apple RGB) /CalCMYKProfile (None) /sRGBProfile (sRGB IEC61966-2.1) /CannotEmbedFontPolicy /Error /CompatibilityLevel 1.3 /CompressObjects /Off /CompressPages true /ConvertImagesToIndexed true /PassThroughJPEGImages true /CreateJobTicket true /DefaultRenderingIntent /Default /DetectBlends false /DetectCurves 0.0000 /ColorConversionStrategy /LeaveColorUnchanged /DoThumbnails false /EmbedAllFonts true /EmbedOpenType false /ParseICCProfilesInComments true /EmbedJobOptions true /DSCReportingLevel 0 /EmitDSCWarnings false /EndPage -1 /ImageMemory 524288 /LockDistillerParams true /MaxSubsetPct 5 /Optimize false /OPM 1 /ParseDSCComments true /ParseDSCCommentsForDocInfo false /PreserveCopyPage true /PreserveDICMYKValues true /PreserveEPSInfo true /PreserveFlatness true /PreserveHalftoneInfo false /PreserveOPIComments false /PreserveOverprintSettings true /StartPage 1 /SubsetFonts true /TransferFunctionInfo /Remove /UCRandBGInfo /Remove /UsePrologue false /ColorSettingsFile (None) /AlwaysEmbed [ true ] /NeverEmbed [ true ] /AntiAliasColorImages false /CropColorImages true /ColorImageMinResolution 150 /ColorImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleColorImages true /ColorImageDownsampleType /Bicubic /ColorImageResolution 180 /ColorImageDepth -1 /ColorImageMinDownsampleDepth 1 /ColorImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeColorImages true /ColorImageFilter /DCTEncode /AutoFilterColorImages true /ColorImageAutoFilterStrategy /JPEG /ColorACSImageDict << /QFactor 0.76 /HSamples [2 1 1 2] /VSamples [2 1 1 2] >> /ColorImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /JPEG2000ColorACSImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /JPEG2000ColorImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /AntiAliasGrayImages false /CropGrayImages true /GrayImageMinResolution 150 /GrayImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleGrayImages true /GrayImageDownsampleType /Bicubic /GrayImageResolution 180 /GrayImageDepth -1 /GrayImageMinDownsampleDepth 2 /GrayImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeGrayImages true /GrayImageFilter /DCTEncode /AutoFilterGrayImages true /GrayImageAutoFilterStrategy /JPEG /GrayACSImageDict << /QFactor 0.76 /HSamples [2 1 1 2] /VSamples [2 1 1 2] >> /GrayImageDict << /QFactor 0.15 /HSamples [1 1 1 1] /VSamples [1 1 1 1] >> /JPEG2000GrayACSImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /JPEG2000GrayImageDict << /TileWidth 256 /TileHeight 256 /Quality 30 >> /AntiAliasMonoImages false /CropMonoImages true /MonoImageMinResolution 1200 /MonoImageMinResolutionPolicy /OK /DownsampleMonoImages true /MonoImageDownsampleType /Bicubic /MonoImageResolution 1200 /MonoImageDepth -1 /MonoImageDownsampleThreshold 1.50000 /EncodeMonoImages true /MonoImageFilter /CCITTFaxEncode /MonoImageDict << /K -1 >> /AllowPSXObjects false /CheckCompliance [ /None ] /PDFX1aCheck false /PDFX3Check false /PDFXCompliantPDFOnly true /PDFXNoTrimBoxError false /PDFXTrimBoxToMediaBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXSetBleedBoxToMediaBox true /PDFXBleedBoxToTrimBoxOffset [ 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 ] /PDFXOutputIntentProfile (None) /PDFXOutputConditionIdentifier () /PDFXOutputCondition () /PDFXRegistryName () /PDFXTrapped /False >> setdistillerparams << /HWResolution [2400 2400] /PageSize [1700.700 1133.800] >> setpagedevice
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