sábado, 30 de abril de 2011

Diferença entre força centrípeta e força centrífuga

Esta semana apareceu em alguns trabalhos de alunos o termo força centrífuga.

Acontece que a força centrífuga é uma força "fictícia" devido à inércia.

Ela ocorre apenas em um referencial em movimento circular e é a força que nos "puxa" para o lado de fora da curva.

Na verdade nada nos puxa para o lado de fora da curva, o que experimentamos é a ação da inércia que está buscando nos manter em uma trajetória retilínea, dando a falsa impressão de que uma força nos puxa para fora da curva.

O que realmente age sobre nós é a força centrípeta, nos tirando da trajetória retilínea. Como uma pedra presa a um barbante, o qual fazemos girar em uma trajetória circular, a corda puxa a pedra.


A força centrífuga pode ser usada em alguns fenômenos para explicá-los mais facilmente, mas ainda assim não deixa de ser apenas a ação da inércia sobre o corpo.

Como por exemplo a máquina de lavar roupas que centrifuga as roupas.
As gotas de água que estão na roupa são "centrifugadas", pois no tambor da máquina de lavar existem pequenos buracos que permitem que a água siga uma trajetória retilínea, separando a água das roupas.

terça-feira, 26 de abril de 2011

25 anos do desastre de Chernobyl

Há exatamente 25 anos atrás o mundo observava o maior desastre nuclear da história da humanidade, o desastre na usina de Chernobyl na Ucrânia.

Monumento em homenagem as vítimas de Chernobyl

Hoje observamos tudo que ocorreu no Japão e tememos cada vez mais os efeitos da radioatividade.

Basicamente a radiação se divide em dois tipos:

A radiação ionizante, que possui energia suficiente para arrancar elétrons de materiais, efeito este denominado de efeito fotoelétrico que foi explicado por Einstein em 1905.
E a radiação não-ionizante, que não possui poder de ionização de materiais.

A imagem a seguir demonstra os tipos de radiação eletromagnéticas e suas frequências (e consequente energia, pois são proporcionais):

Como observamos a radiação ultravioleta já apresenta algum risco à saúde, por isso devemos nos proteger do sol nos horários de maior incidência solar.
Também é possível observar que uma onda de microondas não é ionizante, ou seja, não apresenta riscos aos seres vivos (excetos queimaduras leves).

Uma radiação eletromagnética ionizante pode produzir radicais livres no corpo ou alterar diretamente a extrutura do DNA, produzindo alterações genéticas.
Isto devido à grande energia destas ondas.
Núcleos atômicos eventualmente podem emitir estas radiações.

Além do perigo das ondas ionizantes, elementos pesados utilizados nas usinas nucleares emitem espontaneamente a radiação alfa e a radiação beta.

A radiação alfa é basicamente um núcleo de hélio (dois prótons e dois nêutrons) e é emitida devido a um rearranjo energético do átomo, que sempre busca a menor energia.

A radiação beta é um elétron que é emitido do núcleo devido a um nêutron que dá origem a um próton, um elétron e um neutrino. Também ocorre devido a uma busca do átomo por um arranjo de menor energia.

Estas emissões de partículas alfa e beta transformam um elemento químico em outro e este processo é chamado de decaimento radioativo.

O tempo que uma determinada amostra leva pra ter metade dos seus átomos de um determinado elemento transformado em outro é chamado de tempo de meia-vida.

Com tantos tipos de radiações temos um grande perigo quando somos expostos à ambientes com elementos radioativos.
No caso de uma explosão de reator, uma núvem de elementos radioativos pode se espalhar pelos arredores da usina e, muitas vezes, atingir grandes distâncias.

A nuvem radioativa da explosão do reator em Chernobyl atingiu grande parte da europa e seus efeitos ainda são sentidos, até por causa do tempo de meia vida dos elementos lançados na atmosfera.

MAIS:

segunda-feira, 25 de abril de 2011

"A terra é azul!"

Em 12 de abril de 1961 o cosmonauta Yuri Gagarin fez o primeiro vôo tripulado por um humano fora da atmosfera terrestre.

Já se foram 50 anos e para celebrar posto aqui um texto do autor Luís Fernando Veríssimo.

Não há nada que um astronauta faz que um robô não possa fazer melhor. Antes do Gagarin os russos já tinham lançado o Sputnik. Uma câmara monta num Sputnik aperfeiçoado faria o trabalho do Gagarin. Mas o Sputnik representava só a capacidade dos técnicos soviéticos. O Gagarin não, o Gagarin representava a humanidade. Tinha uma cara e um coração. Não apenas via a Terra como se emocionava com o que via. “A terra é azul!” exclamou. Foi o primeiro da sua espécie, da nossa espécie, a se desprender da atmosfera e ver a Terra de longe. E nunca mais fomos os mesmos.

Luís Fernando Veríssimo

Para pensar

As distâncias não são grandes: nós somos pequenos...
Que culpa têm disso os espaços siderais?

Mário Quintana

quinta-feira, 21 de abril de 2011

Cenas Discutidas: "Planeta dos Macacos"

Trailer do filme original de 1968 com Charlton Heston:


No filme Planeta dos Macacos uma nave espacial americana viaja pelo espaço e cai em um planeta estranho, dominado por macacos onde os humanos são animais. O trailer mostra bem isso.

Não querendo estragar o filme para quem não viu, mas já estragando...

O astronauta descobre estar no planeta Terra, onde em algum momento a humanidade perdeu o controle do planeta para os macacos, que aliás é o tema do novo filme.

Ele passa tempo em uma viagem espacial em uma alta velocidade, e a relatividade prevê que o tempo passa mais devagar quando estamos em um referencial com uma velocidade próxima a velocidade da luz.

Sendo assim, para quem estava viajando na nave o tempo foi pouco, as pessoas envelheceram pouco, enquanto para quem estava na Terra o tempo passou mais rápido, devido à baixa velocidade do planeta em comparação à velocidade da luz.
Sendo assim, enquanto a espaçonave viajava por pouco tempo, alguns anos, para os seus tripulantes, na Terra houve mudanças drásticas devido ao grande período de tempo que se passou.

Aproveitando para divulgar o novo filme que sai este ano e conta o que nenhum outro e nem a série contou, como foi a decadência da humanidade.


Leia mais sobre relatividade neste blog:

domingo, 17 de abril de 2011

Atrito: quem irá parar antes?

Dois carros, um mais pesado (ou mais massivo) que o outro, estão em movimento com a mesma velocidade e freiam.

Quem irá parar antes?
O mais pesado ou o menos pesado?

Esta dúvida surgiu em uma aula de física, sendo formulada por um aluno.

A força de atrito depende do peso, pois

f = μN

Onde:
f - força de atrito (no caso o atrito estático máximo ou o cinético);
μ - coeficiente de atrito (depende dos materiais em contato);
N - força normal à superfície de contato.

A força normal depende do peso, sendo que quando o corpo, no caso o carro, estiver na horizontal o atrito será igual ao peso.

O peso é igual a massa multiplicada pela gravidade.

Sendo assim, se os carros estiverem em uma superfície horizontal, podemos dizer que:

f = μP

Trocando a força normal à superfície pelo peso.

Logo, a força de atrito será maior quanto maior for o peso do corpo, no caso o carro.

A questão é quem irá parar antes.

Pela segunda lei de Newton, temos que:

Fr = ma

No caso a única força é o atrito, logo ele é a força resultante, então temos que:

f = ma

ou,

μP = ma

Substituindo o peso pelo produto da massa pela gravidade:

μ(mg) = ma

A massa aparece de ambos os lados da equação, podendo ser cancelada:

μg = a

Concluímos que a massa dos carros não importa, logo, eles irão parar ao mesmo tempo, pois terão o mesmo valor de aceleração.