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

Efeito Casimir: a energia do vácuo

Definir o que é matéria já é complicado para a física, agora imagine definir o vácuo.

Aristóteles dizia que a matéria tinha horror ao vácuo.

Isto é, nos casos onde formaríamos vácuo a matéria ocuparia todo o espaço rapidamente.

Pelo menos é o que acontece quando enchemos um copo com água e ao tirá-lo da água emborcado a água não cai.

Para Aristóteles o espaço (onde hoje concebemos como sendo formado por vácuo) haveria o éter, a quintaessência.

Torricelli, em 1643, provou a existência do vácuo, mostrando que a experiência do copo na água muda conforme a altura do copo.

Por exemplo, se o nosso copo tivesse uma altura maior que 10,3 metros (um copo meio estranho), veríamos vácuo no topo da coluna de água formada.

Vácuo seria o vazio, a ausência de matéria.

Aprendemos através da equivalência entre massa e energia de Einstein (E=mc²) que a matéria pode se tornar em energia e vise-versa.

Mas poderia existir energia no vácuo?!

O efeito Casimir mostra que sim.

Primeiramente, precisamos redefinir o vácuo para os padrões da física moderna.

Vácuo segundo a física moderna é um caldeirão fervilhante de partículas quânticas que aparecem e desaparecem no Universo.

Vácuo então é diferente de nada ou ausência de algo.

O efeito Casimir prevê que duas placas suficientemente próximas uma da outra (devido essa proximidade, ele é fundamental na microeletrônica) tendem a aproximarem-se uma da outra. Isto ocorreria devido a flutuação quântica do vácuo ao redor das placas.

A energia escura pode ter uma explicação dentro desta energia contida no vácuo.

A evaporação de buracos negros através da radiação Hawking também tem explicação na energia do vácuo.

Gosto de pensar que não aprendemos física na escola. Aprendemos o processo da construção e do pensamento científico.

Por isso, podemos passar por redefinições durante o processo de aprendizagem.

LINKS:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Energia_do_v%C3%A1cuo

http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=010165060705

http://www.searadaciencia.ufc.br/tintim/fisica/pressao/tintim5-2.htm

http://www.fisicaevestibular.com.br/hidrostatica3.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/Casimir_effect

Sobre ciência

Muito vejo ceticismo religioso dentro da ciência, seja por parte dos cientistas ou daqueles que a aprendem.

Não pretendo fazer um texto sobre ciência e religião, existem muitos sites para se fazer esse tipo de pesquisa. Venho apenas citar um trecho dos trabalhos de Copérnico:

No meio de todos os assentos, o Sol está no trono. Neste belíssimo

templo poderíamos nós colocar esta luminária noutra posição

melhor de onde ela iluminasse tudo ao mesmo tempo? Chamaram-lhe corretamente a Lâmpada, a Mente, o Governador do Universo;

Hermes Trimegisto chama-lhe o Deus Visível, a Electra de Sófocles

chama-lhe O que vê tudo. Assim, o Sol senta-se como num trono real

governando os seus filhos, os planetas que giram à volta dele

Nesta frase vêmos a inspiração dos trabalhos de Galileu, que viveu para mostrar como é possível que a Terra se mova ao redor do Sol.

Também vêmos a crença na qual Copérnico embasou sua teoria.

Por isso respeito a crença das pessoas, pois a ciência foi construída em cima da crença dos cientistas.

Não existe verdade na ciência.

Existe sim, teorias que são mais verdadeiras (ou aceitas) que outras.

LINKS:

http://www.if.ufrgs.br/~lang/Textos/3_episodios_Hist_Fisica_CBEF.pdf