Tsunami no Japão (11/3/2011)

A catástrofe no Japão foi precedida de um terremoto, como quase todos os tsunamis, matou pelo menos 500 pessoas, com outras 10.000 desaparecidas e causou muita destruição no país.

Bom Dia Brasil (11/3/2011):

http://www.youtube.com/watch?v=vF85Zt1FXv0 (parte 1)

http://www.youtube.com/watch?v=Bm3Wn-VbIaU (parte 2)

http://www.youtube.com/watch?v=kHZMRgAP8IY (parte 3)

Mas sobre os tsunamis eles são gerados normalmente por terremotos que deslocam uma grande porção de terra no fundo dos oceanos obrigando às águas a subirem acima do seu nível, gerando uma onda destrutiva que se propaga bi-dimensionalmente podendo afetar vários países ao mesmo tempo.

Outras formas de se gerar um tsunami é a queda de grandes meteoritos nos oceanos e a erupção de vulcões marítimos.

Sempre nos lembramos de um tsunami por seu tamanho, podendo chegar a vários metros de altura. No Japão este tsunami atingiu cerca de 10 metros de altura.

Mas no entanto, surfistas surfam ondas de mais de 30 metros de altura, como no vídeo.

Detalhe que esta onda do vídeo não é um tsunami. É uma onda gerada pelos ventos de tempestades oceânicas, ou seja, uma onda "normal".

Tsunamis não "quebram" como uma onda de rebentação (ondas normais).

Logo, o tsunami não é conhecido por sua altura (característica física denominada amplitude). Mas sim, pelo seu comprimento de onda, ou seja, a sua extensão.

O comprimento de onda de um tsunami pode passar de 10 km, enquanto uma onda de rebentação atinge apenas poucos metros.

Outra característica importante que distingue um tsunami de uma onda normal é o período (tempo de oscilação). O tsunami é uma onda que possui períodos de minutos, podendo chegar até a horas, enquanto uma onda de rebentação pode atingir no máximo pouco mais de 10 segundos.

O período seria o tempo que uma onda leva para completar uma oscilação completa. Neste tempo, passa um comprimento de onda inteiro por um ponto fixo no espaço. Logo, comprimento de onda e período possuem uma relação íntima.

Os tsunamis também possuem uma velocidade de propagação em alto-mar muito maior do que uma onda normal. Enquanto uma onda normal pode chegar a até 100 km/h, um tsunami atinge velocidades de até 900 km/h. Podendo levar destruição à países poucas horas após a sua formação.

Ao se aproximar da costa terrestre o tsunami é forçado a subir devido à diminuição da profundidade, aumentando assim sua amplitude.

Ele também diminuirá sua velocidade de propagação, e pela relação:

v = λf

Onde λ é o comprimento de onda, f a frequência desta onda (o inverso do período f = 1/T) e v a velocidade de propagação.

Teremos que o comprimento de onda também diminuirá, pois a frequência (período) se manterá inalterada. Isto pois, a frequência é como a identidade de uma onda, sendo definida na sua criação.

REFERÊNCIAS:

http://www.youtube.com/watch?v=GrrnKbfJsnY

http://www.youtube.com/watch?v=B6vZqC8SsL8&feature=related

http://g1.globo.com/mundo/noticia/2011/03/forte-terremoto-atinge-o-japao-e-provoca-alerta-de-tsunami.html

http://g1.globo.com/tsunami-no-pacifico/

http://www.if.ufrgs.br/cafe-sci/Propagacao_das_ondas_maritimas_e_dos_Tsunami.pdf

http://www.prof-leonardo.com/modules.php?name=News&file=article&sid=55

http://www.youtube.com/watch?v=q1kPq6agOeg

http://www.youtube.com/watch?v=mjtC2_pR-8E

O grande Universo

O quão grande é grande em se tratando do Universo?! Separei alguns vídeos pra tentar exemplificar isso. Os quais acho geniais!!

Dúvidas?!

Postem aí!!

Planets and Star (comparação em escala):

http://www.youtube.com/watch?v=HEheh1BH34Q

Escala do Universo partindo do planeta Terra:

http://www.youtube.com/watch?v=17jymDn0W6U&feature=email

O Pálido Ponto Azul (Carl Sagan):

http://www.youtube.com/watch?v=EjpSa7umAd8&feature=related

Preste muita atenção nos vídeos.

O primeiro é intrigante em mostrar a Terra desaparecer frenta ao Sol e depois este frente a estrelas maiores ainda.

O segundo podemos perceber a ação do tempo. Nosso "horizonte".

O terceiro nos faz refletir. E acho fantástico.

Moto-perpétuo: Carro Magnético

Observando a imagem pensamos... mas isso faz sentido!

Mas se fosse possível, como não utilizaríamos como veículo?!

Simples!! Não é possível. Quebra uma lei básica da física e uma das mais importantes, a conservação da energia.

Todo moto-perpétuo busca uma máquina que funcione para sempre.

Mas devido às forças dissipativas, sempre perdemos energia. E a energia só pode ser transformada, nunca criada.

No caso do nosso "Carro Magnético", ele não funciona, pois as forças de ação e reação são ditas forças internas, ou seja, ocorrem dentro do mesmo corpo.

Como as forças de ação em reação são iguais em direção e, principalmente, em intensidade, e ainda opostas em sentido. Então, ambas irão se anular. Pois, por possuírem sentidos opostos e mesma intensidade e ainda estando em um mesmo corpo uma "puxaria" e a outra "puxaria de volta" com a mesma intensidade de força.

Microgravidade

Recebi este vídeo de um ex-professor da faculdade, Fernando Lang.

As explicações também são dele.

Ahn... ok! Físicos são pessoas especiais que não tiveram infância e querem brincar com brinquedos caros.

Muito interessante esse filme em "microgravidade"!

Uma bela motivação para discutir com nossos alunos. É importante alertar para eles que o local onde se encontra a Estação Espacial é bem próximo da Terra, a apenas 360 km da superfície, e que, portanto, a intensidade do campo gravitacional lá é de fato cerca de 8,8 N/kg ou 8,8 m/s². Entretanto, como a Estação está acelerada a 8,8 m/s², há sobre cada objeto no interior da Estação (no sistema sistema de referência da Estação), uma força inercial que somada à força gravitacional que a Terra exerce, fornece uma força resultante (quase) nula.

Na verdade somente há um ponto dentro da Estação onde efetivamente a resultante é nula: no centro de massa da Estação. Em todos os outros pontos da Estação, a resultante das duas forças não é nula e o nome que se dá para essa resultante é "força de maré". A orientação e a intensidade da "força de maré" dentro da Estação é variável e se a dimensão característica da Estação for cerca de 10 m, a intensidade máxima da "força de maré" será cerca de um milhão de vezes menor do que a força gravitacional. Daí a razão pela qual se denomina aquele ambiente de "laboratório de microgravidade" e não "laboratório de gravidade zero".

Cenas Discutidas: "Matrix: Reloaded"

Ok! É a Matrix!

Podemos quebrar algumas leis da física nela.

Mas o que eu quero é ter espaço pra discussão destas leis.

Neo voar, supergolpes... mas... esquecemos um pouco da lei da inércia no momento em que o Neo impede a queda de Trinity.

Um choque na velocidade que o Neo estava contra a Trinity iria estraçalha-la. Pois a lei da inércia diz:

"Todo o corpo tende a manter o seu estado de movimento. Seja ele parado ou retilíneo com velocidade constante."

Pensando que horizontalmente a Trinity estava parada e foi alavancada por uma força de contato com Neo, então ela sofreu uma aceleração horizontal. Devido a alta velocidade de Neo esta aceleração seria gigantesca a ponto de que se ele deixasse ela cair no chão seria mais "macio".

A inércia impede que o corpo altere a sua velocidade instantaneamente, sempre haverá um tempo de aceleração. E durante este tempo de aceleração o corpo sofrerá uma força que quanto maior a aceleração mais intensa será a força.

Mas, como eu disse antes, é Matrix! Vamos supor que Neo, por ser o escolhido, possa quebrar inclusive a lei da inércia.

Cenas Discutidas: "007 - Um novo dia para morrer"

Não pretendo nem discutir o fato do carro ser invisível.

Já temos estudos nesta área (http://ciencia.hsw.uol.com.br/capa-da-invisibilidade.htm) e acredito que com o avanço da nanotecnologia teremos algo parecido com isso daqui a alguns bons anos.

Quero discutir a visão térmica que o inimigo do James Bond utiliza em seu carro.

Reparem na cena que o carro do Bond recém foi ligado.

Motores e peças de engrenagem aquecem rapidamente em um carro. Mas o espelho e outras partes da carroceria?

Na imagem da visão térmica aparece todo o carro com uma temperatura maior que a ambiente.

Todos os objetos que possuem uma temperatura maior do que o zero absoluto emitem radiação. E a visão térmica faz uso disso.

O corpo humano possui uma temperatura elevada em relação ao ambiente (37 °C comparados com a temperatura ambiente é uma grande diferença) e por isso percebemos bem a influência da visão térmica em pessoas.

Existem várias tecnologias de visão térmica, mas todas possuirão cores diferentes para realçar temperaturas diferentes.

Acredito que a cena estaria errada do ponto de vista físico. Pois, pela lei zero da termodinâmica o carro estando parado exposto ao ambiente ele adquiriria a sua temperatura (pelo menos o espelho que é bem externo) e, assim sendo, a visão térmica não diferenciaria algumas partes do veículo do ambiente, como acaba ocorrendo na cena.

Tyche: o 9° planeta do nosso sistema (?)

http://www.independent.co.uk/news/science/up-telescope-search-begins-for-giant-new-planet-2213119.html

http://gizmodo.com/#!5759865/the-mystery-of-the-giant-planet-hidden-in-our-solar-system

Ao ler esta notícia reagi com estranheza.

Isto, pois em algum ponto da faculdade ouvi falar que se Júpiter fosse um pouco maior brilharia como uma estrela (e nosso sistema solar seria um sistema binário).

Então, como um planeta 4x maior que Júpiter não seria uma estrela?

Pesquisando sobre o assunto coletei algumas informações:

- Júpiter, Sol e Tyche são compostos basicamente de hidrogênio e hélio. Elementos básicos para a fusão nuclear;

- A densidade do Sol e de Júpiter são semelhantes: 1330 kg/m³;

- A massa de Júpiter é de 1,8986×10²⁷ kg;

- O raio de Júpiter é de 71500 km;

- A massa crítica para que ocorra a fusão nuclear é cerca de 85x a massa de Júpiter.

Neste ponto, já possuímos a resposta do por que Tyche é um planeta (e por consequência, não brilha).

Pois, o que ele tem 4x a mais que Júpiter é a MASSA e não o tamanho. Logo, ele realmente não brilhará como uma estrela.

Mas mesmo assim fiquei curioso.

O quão grande um planeta deveria ser em TAMANHO para ser uma estrela?

Resolvi fazer um cálculo para responder a minha pergunta.

O cálculo é simples e parte da definição de densidade:

d = m/V

Supondo que este planeta/estrela tenha a mesma densidade de Júpiter (ou do Sol, pois são semelhantes) qual seria o RAIO (tamanho) deste?

d = 1330 kg/m³ (densidade de um planeta como Júpiter)

m = 85 x 1,8986×10²⁷ kg = 1,61381×10²⁹ kg (massa necessária para a fusão nuclear)

1330 = 1,61381×10²⁹/V

V = 1,61381×10²⁹/1330

V = 1,213×10²⁶ m³ (volume necessário para a fusão nuclear em um planeta/estrela com a densidade de Júpiter)

Agora para calcular o raio, precisamos do volume de uma esfera (forma geométrica dos planetas/estrelas).

Vesfera = 4/3 x πR³

1,213×10²⁶ = 1,333 x 3,141 R³

R³ = 2,897x10²⁵

R = 3,071x10⁸ m ou 307100 km

Como o raio de Júpiter é de 71500 km temos um planeta/estrela com

307100/71500 = 4,3 vezes o RAIO de Júpiter.

Se o raio de Júpiter fosse 4,3 vezes maior teríamos massa suficiente para iniciar a fusão de hidrogênio em hélio no seu núcleo e Júpiter seria uma estrela muito menor que o Sol, mas com um brilho considerável. Que a olho nú na superfície do nosso planeta seria bem maior que o brilho da Lua cheia.

LINKS:

http://www.astro.rug.nl/~onderwys/sterIIproject97/huisman/index.html

http://www1.ci.uc.pt/iguc/atlas/11jupiter.htm