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.

quinta-feira, 31 de março de 2011

Variação no campo gravitacional do planeta

Neste vídeo divulgado hoje (31/3/2011) pela Agência Espacial Européia podemos ver a variação gravitacional no planeta:


As regiões azuis indicam menor gravidade, enquanto as regiões vermelhas e amarelas indicam maior intensidade do campo gravitacional.

O campo gravitacional terrestre varia com a altitude, sendo menos intenso em regiões mais altas. Pois, segundo a lei da gravitação universal de Newton a força gravitacinal diminui com o quadrado da distância (inversamente proporcional ao quadrado da distância).

Também influencia na gravidade a latitude, sendo mais intenso próximo aos pólos. Pois, devido ao movimento de rotação da Terra, teremos uma força inercial conhecida como força centrífuga, que age com maior intensidade no equador, sendo assim, diminuindo o efeito da gravidade (força resultante).

Outra influência é a presença de metais pesados ou rochas nas regiões com maior ação gravitacional.
Como sabemos pela gravitação universal, a gravidade é influenciada pelas massas dos corpos e localmente a massa da Terra será levemente diferente.

O formato geóide da Terra também pode ser visualizado no vídeo.

REFERÊNCIAS:

domingo, 27 de março de 2011

A queda de um prédio sobre uma cadeira

Estes tempos fui indagado em sala de aula sobre esta situação e pouco antes da indagação um amigo havia me enviado esta imagem.

Bom, espero que todos saibam que o nosso amigo da imagem irá morrer ou no mínimo se quebrar bastante.

Digamos que na queda ambos objetos adquiram uma grande velocidade e que elas sejam iguais.
Poderia afirmar que a velocidade deles seria igual pois a gravidade é a mesma para ambos, mas em uma queda real a influência do ar é importante.

Ignorando a influência da forma do objeto, os corpos mais pesados sempre caem antes.
Isto, pois sofrem menor efeito da resistência do ar.
No vácuo eles cairiam ao mesmo tempo, independentemente de suas massas, como expressou Galileu em seus trabalhos. E só para constar, Galileu nunca fez o experimento da Torre de Pisa, pois ele sabia que o mais pesado atinge o chão primeiro.

Mas voltando ao nosso problema.
A cadeira e o nosso amigo caem a mesma velocidade até que instantes antes do choque com o chão o nosso amigo pula da cadeira. Temos duas situações: uma antes do salto e outra após. Mas uma coisa é certa, a quantidade de movimento do nosso sistema cadeira-homem irá se conservar. A quantidade de movimento é o produto da massa com a velocidade de um corpo.

Como a cadeira não está fixa no chão, a força que o homem aplica na cadeira no momento do salto aumenta a velocidade da cadeira e, pela lei da ação e reação, esta mesma força é aplicada no homem para que diminurá um pouco a sua velocidade.

Para que uma pessoa consiga pular precisa aplicar no mínimo uma força maior do que o próprio peso, que seria o valor da massa multiplicado pela aceleração da gravidade.

Uma outra grandeza que está relacionada à quantidade de movimento é o impulso. Chamamos de impulso o produto da força pelo tempo de aplicação desta força e ele é igual a variação da quantidade de movimento de um corpo.

Digamos que o homem tenha aplicado uma força de 1000 N para o seu salto (maior que o seu peso para qualquer massa menor que 100 kg, considerando a aceleração da gravidade de 10 m/s²). Supondo um tempo de aplicação desta força da ordem de milisegundos, o impulso será de:

1000*0,001 = 1 Ns

Onde Ns é Newton*segundo.

Se a massa do homem for de 80 kg e supondo que ele estava com uma velocidade de 100 m/s na direção do solo, teremos:

-1 = 80*vfinal - 80*vinicial

(Sinal negativo, pois é para o lado contrário da velocidade)

-1 = 80*vfinal - 80*100

... (resumindo) ...

vfinal = 99,98 m/s

Ou seja, continuará se estoporando no chão com uma grande velocidade!

Uma coisa importante é que a massa da cadeira só modificará o aumento na sua própria velocidade e não modificará nada para o homem. Logo, poderia ser qualquer objeto.

REFERÊNCIAS: