Acontecimentos em nosso Sistema Solar

        No dia 22/12/11 ocorreu o maior afastamento do Sol em relação ao Equador Celeste, sobre o hemisfério Sul, ou seja, o Sol esteve a “pino” ao longo de todas as localidades que possuem latitude igual à do Tropico de Capricórnio. Esta é a definição de Solstício de Verão. Neste dia tivemos a noite mais curta do ano! Agora, lentamente, o Sol se deslocará de volta para o Trópico de Câncer, passando a “pino” sobre o Equador Terrestre no Equinócio de Outono para os moradores do hemisfério Sul, em março, para finalmente chegar ao Trópico de Câncer, quando para os moradores do hemisfério Sul será o Solstício de Inverno, e de Verão para os moradores do hemisfério Norte.

        Já no dia 05/01/12 a Terra esteve passando por seu ponto mais próximo ao Sol (Passagem Periélica). Como perceberão, não dá para perceber nada, mas isso porque a órbita da Terra é uma elipse de baixíssima excentricidade. Se fosse muito “achatada” como se vê em alguns livros didáticos teríamos que ver o Sol bem maior nesta ocasião e bem menor seis depois.

       Aproveitamos para informar também que haverá uma “brilhante” conjunção dos planetas mais brilhantes ou seja, de VÊNUS E JÚPITER, os quais estão bem próximos entre si (angularmente, claro) no dia 13/3. Não percam. Aliás, já podem ir acompanhando a aproximação deles, todo dia, basta olhar no horizonte oeste após o por do Sol. Avisem seus amigos para não perderem esta oportunidade de observação desta “brilhante” conjunção.

Fonte: e mail recebido da Olimpíada Brasileira de Astronomia e Astronáutica

A Ilha do Lixo

O lixo espacial - poluição em órbita

     Os detritos provenientes dos objetos lançados pelo homem no espaço, que circulam ao redor da Terra com a velocidade de cerca de 28000 km/h, constituem o que chama de lixo espacial. São estágios completos de foguetes, satélites desativados, tanques de combustível e fragmentos de aparelhos que explodiram normalmente por acidente ou foram destruídos pela ação das armas anti-satélites.
     Nestes últimos 30 anos, desde o lançamento do primeiro satélite artificial soviético - o Sputnik - em 4 de Outubro de 1957, cerca de 20 mil objetos ....

     Leia mais em:

     http://www.eco21.com.br/textos/textos.asp?ID=96

     http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/meio-ambiente-reciclagem/lixo-espacial-1.php

As bases das leis de Newton

Na formulação da mecânica clássica Newton admitiu como premissas a existência de tempo e de espaço absolutos, isto é, independentes do observador. Posteriormente, principalmente após os trabalhos de Mach, verificou-se que não faz sentido falar em espaço absoluto, existindo apenas movimentos relativos. No entanto, tais premissas se tornam úteis na descrição dos movimentos em que a velocidade das partículas sejam pequenas quando comparadas à velocidade da luz no vácuo, sendo aceitáveis como uma primeira aproximação. Dessa forma, as três leis de Newton da mecânica devem ser obedecidas em um referencial estacionário em relação ao espaço absoluto.

A primeira lei, ou lei da inércia, diz que todo corpo suficientemente distante de outros corpos permanece em seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme. Esta lei tem por finalidade nos dizer que referenciais podem ser empregados para a descrição da mecânica. Como exemplo de corpos que obedecem à lei da inércia com grande aproximação temos as estrelas fixas.

Entretanto, em relação a um sistema de coordenadas rigidamente ligado à Terra as estrelas fixas descrevem um círculo no decorrer de um dia, contradizendo a lei da inércia. Portanto, o movimento dos corpos determinado pela segunda lei de Newton deverá ser descrito a partir de referenciais em relação aos quais seus movimentos obedecem à lei da inércia. Esses são os referenciais inerciais.

Um referencial em movimento retilíneo uniforme em relação a um referencial inercial é também inercial. Dessa forma, conhecendo-se um referencial inercial teremos uma infinidade deles.

Da discussão anterior verificamos que referenciais rigidamente ligados à Terra não são inerciais. Entretanto, seus movimentos de rotação em torno do seu eixo e de revolução em torno do Sol afetam pouco o movimento dos corpos na escala de laboratório, podendo esses referenciais ser considerados como inerciais, com boa aproximação, em grande parte dos casos.

O primeiro experimento realizado sobre a superfície da Terra que comprovou seu movimento de rotação foi realizado em 1851 por Foucault através da observação da rotação do plano de oscilação de um pêndulo, o pêndulo de Foucault.

Uma excelente descrição da vida e obra de Léon Foucault é encontrada no livro “O Pêndulo, Léon Foucault e o Triunfo da Ciência", Amir D. Aczel, editora Campus.

A terceira lei de Newton da mecânica afirma que a toda ação corresponde uma reação igual e dirigida em sentido oposto. Assim, as ações mútuas de dois corpos, um sobre o outro, ocorrem de maneira simultânea, refletindo a premissa do tempo absoluto.

Fonte:  SOUZA, Márcio A. R. Física Moderna I. Goiânia: UCG/UEG/UFG, 2010. p. 4 – 5.

A carga elétrica e partículas elementares

A matéria é constituída por átomos, que por sua vez são constituídos por uma camada externa chamada de eletrosfera, na qual encontram-se os elétrons, e por um núcleo, no qual encontram-se os prótons e nêutrons, conforme ilustra a figura 2.8a. Os elétrons possuem uma carga negativa −e enquanto os prótons possuem a mesma carga com sinal oposto, ou seja, +e. Os nêutrons não possuem carga. Na tabela 2.1 apresentamos os valores da carga e massa dessas partículas.

Antes do modelo padrão, acreditava-se que os prótons, os nêutrons e os elétrons eram partículas fundamentais. Atualmente sabemos que os prótons e os nêutrons são constituídos por partículas mais fundamentais chamadas de Quark e que ao todo são conhecidas mais de duzentas partículas. Para explicar todas as partículas conhecidas e suas interações complexas, o chamado modelo padrão usa seis quarks, seis léptons³ e as partículas transportadoras de força⁴, conforme ilustra a figura 2.8b.

Segundo este modelo todas as partículas de matéria conhecidas são compostas de quarks e léptons, e elas interagem trocando partículas transportadoras de força. Os seis quarks possuem nomes estranhos, que em inglês são: up, down, top, bottom, charm e strange, conforme ilustra a figura 2.8b. Os quarks são partículas que podem ter uma das seguintes cargas ±1/3e, e ±2/3e, as quais estão especificadas na figura 2.8b. Os prótons são constituídos por dois quarks up e um down, que dá um carga total igual a +e, ou seja,

q_p = 2Q_up + Q_down = 2 2/3e – 1/3e = e

e os nêutrons são constituídos por um quark up e dois quarks down, e sua carga é:

q_n = Q_up + 2Q_down = 2/3e – 2 1/3 e = 0

Por sua vez, o elétron é uma partícula fundamental. Sobre o elétron há um história curiosa:

A descoberta do elétron em 1897 rendeu ao físico inglês Joseph John Thomson (1856-1940) o prêmio Nobel de Física de 1906 (Veja sua biografia na página http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/ laureates/1906/thomson-bio.html. Em sua experiência J. J. Thomson determinou a razão m/q do elétron evidenciando seu comportamento corpuscular, entretanto em 1937 George Paget Thomson (1892-1975, ver biografia na página http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1937/thomson-bio.html), filho de J. J. Thomson, ganhou o prêmio Nobel de Física por seus experimentos de espalhamento que apresentaram efeitos de difração para o elétron, evidenciando neste experimento o comportamento ondulatório do elétron (natureza dual da matéria).

O que é curioso aqui, é que o pai ganhou o prêmio Nobel por mostrar que o elétron era uma partícula e o filho por revelar o comportamento ondulatório do elétron, ou seja, que não era uma partícula. Mas este é um assunto para a Física Moderna. Aqui sempre trataremos o elétron como partícula (o pai estava certo!).

O elétron é uma partícula elementar cuja carga e no sistema internacional (SI), tem o seguinte valor

e = −1,6021773349 × 10⁻¹⁹ C.

A unidade de carga elétrica (quantidade de eletricidade) é o Coulomb, cujo símbolo é C.

A unidade SI de carga elétrica é o Coulomb, definido em termos da unidade de corrente elétrica, o ampère (O ampère é definido em termos de uma medida de força magnética). É a unidade de corrente elétrica que se utiliza no cotidiano dos trabalhos elétricos.) O Coulomb (C) é a quantidade de carga elétrica que passa pela área da seção reta de um fio condutor, em um segundo, quando circula no fio uma corrente de um ampère.

Todo e qualquer pedaço de matéria é composto por átomos. Na figura 2.8a, mostramos a estrutura do átomo, com as partículas elementares que o compõe e a escala de tamanho destas partículas. Na figura 2.8b, mostramos as partículas elementares, suas cargas, massas, etc.

³O elétron é o lépton mais conhecido.

⁴O fóton é a partícula transportadora de força do campo eletromagnético.

Fonte: LEÃO, Salviano A.  Eletricidade e magnetismo. Goiânia, UCG/UEG/UFG, 2009. p. 12 - 13.

A Escala Kelvin

Apesar de não existir um limite superior para medidas de temperatura, o limite inferior para medidas experimentais vale - 273, 15 ºC ou 0K. É importante observar que os termômetros da figura 1.2 não atingem realmente esta temperatura, mas as curvas extrapoladas convergem para este valor.

A definição da escala Kelvin, decorre de um comportamento universal dos gases rarefeitos (p → 0). 

Fonte: CUNHA, Jefferson Adriany R. da. Termodinâmica. Goiânia: UCG/UEG/UFG, 2012. p. 10 - 11.

Histórico sobre a natureza do calor

A compreensão sobre o que é o calor sofreu várias mudanças ao longo dos tempos. Vamos analisar agora, como a concepção sobre a natureza do calor chegou a  formulação moderna que conhecemos.

No final do século XVIII, o conceito de calor aceito pela maioria dos cientistas era a proposta idealizada por Antoine Laurent Lavoisier (1743 - 1794), considerado o pai da Química Moderna e conhecido pela Lei da Conservação da Massa. Após derrubar a Teoria do Flogístico, que era a concepção existente sobre o calor, Lavoisier sugere que o calor é constituído por uma substância imponderável que recebia o nome de Calórico. Para o calórico eram consideradas as seguintes propriedades:

•  Substância fluida e indestrutível;
• Preencheria os poros dos corpos;
• Corpos quentes continham mais calórico se comparado a corpos mais frios;
• O calórico escoaria de um corpo quente para um mais frio fazendo com que estes corpos  atingissem o equilíbrio térmico;
• Ao atritar um corpo, grandes quantidades de calórico poderiam ser retiradas deste, como se  estivéssemos expulsando água de um objeto esponjoso ao o esfregarmos contra uma superfície;
• A hipótese do calórico deveria obedecer a uma lei de conservação: o calórico seria transferido de  um corpo para outro, mas a quantidade total em um sistema seria constante.

Apesar da hipótese do calórico descrever bem alguns processos de condução térmica e misturas em um calorímetro, esta teoria não suportou a principal provação experimental, o princípio de conservação, um sistema não poderia gerar calórico indefinidamente em um processo qualquer.

Através dos estudos do americano Benjamin Thompson (1753 - 1814), o conde Runford da Bavária, a hipótese de que o calor seria uma substância, foi descartada. Utilizando juntas de cavalos, Thompson realizou um experimento que consistia em girar um canhão de bronze contendo em seu interior um objeto que, por atrito, liberava calor e poderia derreter uma quantidade de gelo ou mesmo, ferver água em seu interior. A conclusão destes experimentos era que quantidades ilimitadas de calor eram retiradas deste sistema e algo material não poderia exibir este comportamento.

Thompson foi levado a concluir que o agente responsável pela criação desta energia não poderia ser outro senão o movimento.

Benjamin Thonpson foi um grande aventureiro e existem alguns fatos interessantes relacionados a sua vida. Durante a guerra civil americana, apesar de nascido nos EUA, ficou do lado inglês e, em 1775, foi acusado de ser espião da coroa britânica. Quando a situação dos ingleses ficou insustentável, decidiu partir para a Europa onde se tornou ministro da guerra e conquistou o título de Conde Rumford da Bavária ao reorganizar o exército alemão. Posteriormente, quando se mudou para Paris, casou-se com a viúva de Lavoisier, Marie Lavoisier, que foi morto na guilhotina durante a revolução francesa.


Fonte: CUNHA. Jefferson Adriany R. da. Termodinâmica. Goiânia: UCG/UEG/UFG, 2010. p. 17 - 18.

Tales de Mileto (2)

Tales de Mileto

ESCOLA DE MILETO: MONISMO CORPORALISTA

TALES DE MILETO (625?-546?) – Tudo é Água. Monismo corporalista.

•  Tudo veio e volta para água. As coisas estão cheias de Deuses. A Mudança e diversidade não passam de acidentes de uma substância única e eterna que subjaz para além da multiplicidade percebida pelos sentidos.
• Atividade política – Unir cidades estados gregas – Ásia Menor – Confederação.
• Physis – Água – Fonte originária, princípio regulador de natureza corpórea – Acessível à razão.
• Tales – início da explicação do universo – causa material.[Aristóteles].
• Tudo está cheio de Deuses [Água] – Matéria é animada – princípio vital.
• Nova visão do mundo – base racional – hipótese – progredir, ser refutada, etc.