Robô que escala paredes

http://www.tecmundo.com.br/10293-robo-a-vacuo-usa-ar-supersonico-para-escalar-paredes.htm

Só achei um erro na reportagem:

A vantagem deste método em relação à sucção é que o objeto fica pairando sobre a superfície a uma distancia minúscula (25 μm), sem jamais tocar nela, permitindo que o robô ande livremente sem gerar atrito
.
Se não gera atrito, qual a força que sustenta o peso?!

Pois, ao escalarmos uma superfície vertical (parede) precisamos vencer a força peso com uma outra força orientada para cima, normalmente agarrando-se à superfície ou através de um atrito entre a superfície e o corpo (que também pode ser entendido como um "agarre" entre as superfícies).

Isto é o que chamamos de equilíbrio translacional, ou seja, para que algo tenha um equilíbrio de translação é necessário que as forças se anulem.

Então não há como eliminar o atrito.

Aliás, o atrito é aumentado devido ao princípio de Bernoulli.

O princípio de Bernoulli diz que quanto maior a velocidade menor a pressão (e vise-versa).

Assim, o robô é "apertado" contra a parede, pois na região abaixo dele tem uma menor pressão, então a pressão atmosférica empurra ele contra a parede, pois é maior.

Mas esta força é horizontal e para sustentar o peso, que é uma força vertical para baixo, preciso de uma força vertical para cima.

Esta força vertical para cima é o atrito.

O atrito depende dos materiais que estão em contato (coeficiente de atrito), mas também depende de uma força de contato entre a superfícies (normal).

Neste caso o princípio de Bernoulli aumenta a força de contato ente o robô e a superfície e, consequentemente, a força de atrito.

Aceito que a força de "sucção" até ajude a sustentar o peso, mas apenas para o equilíbrio de rotação. Pois o robô tenderia a girar ao cair. Isso a força de "sucção" pode auxiliar.

Mas mesmo assim, ele poderia cair deslizando pela parede, sem girar, e apenas o atrito conseguiria segurá-lo.

ARTIGO ORIGINAL:

http://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/industrial-robots/robot-uses-supersonic-jets-of-air-to-stick-to-almost-anything

Atrito e tração de automóveis

O sentido da força de atrito sempre é uma questão intrigante e complicada.

Temos que o atrito tem sentido contrário à tentativa de deslizamento entre as superfícies em contato.

Digo tentativa, pois quando temos atrito estático não há deslizamento das superfícies, apenas uma tentativa, uma tendência.

Então, quando o atrito é cinético, ou seja, há deslizamento entre as superfícies em contato, a força de atrito tem sentido contrário ao sentido de movimento do corpo.

Mas quando o atrito é estático as coisas não são tão simples, pois podemos ter um atrito motor envolvido.

Vamos pensar em um automóvel.

Uma roda de tração motora empurra o chão para trás para que o carro se mova para a frente.

A tentativa de deslizamento é para trás, pois o pneu força o chão neste sentido, logo, o atrito é para frente. Chamamos este atrito que é na mesma direção de movimento de atrito motor.

Atrito motor é aquele que pode movimentar um corpo, como caminhar ou nas rodas de um automóvel que transmitem a força do motor.

Em uma roda sem tração a inércia tende a manter a roda parada e a roda tenta deslizar para frente, embora acabe por girar.

Seria equivalente se tivessemos um corpo que não pudesse girar livremente. Pois, por exemplo, quando empurramos um automóvel para frente, forçamos as rodas a se moverem para frente e é como se estivessemos forçando o pneu a deslizar sobre o asfalto para a frente, embora o pneu acabe girando.

Este é um atrito estático que atrapalha o movimento.

Não é um atrito motor.

Como ficaria então um carro com tração traseira, dianteira e nas 4 rodas em relação ao atrito entre o pneu e o asfalto?

No automóvel de tração traseira as rodas motoras são as traseiras (como sugere o nome) e as da frente são "arrastadas", então teríamos algo como a figura abaixo.

Em um automóvel com tração dianteira temos a situação contrária da anterior. Ou seja, as rodas dianteiras são as motoras e as traseiras são "arrastadas".

Já em um carro com tração nas 4 rodas todas são motoras.

Quando digo "arrastadas", entre aspas, é porque não é atrito cinético. Logo, não há deslizamento entre as superfícies.

Vantagens e desvantagens dos tipos de tração:

- Uma tração traseira é melhor frente a uma dianteira em relação a força transmitida ao asfalto. Isto, pois quando aceleramos um automóvel tende a deslocar o seu peso para a parte traseira, devido à inércia, aumentando a força de atrito com o chão na roda motora.

- Uma tração dianteira é melhor frente a uma traseira em relação a estabilidade. Pois, quando o automóvel perder o atrito estático com o chão, entrando em um atrito cinético, ao transmitirmos uma força na parte dianteira do veículo, este puxará o restante do veículo, alinhando na direção de movimento. Caso contrário, se a força fosse aplicada atrás, empurraríamos o automóvel e se a dianteira não estivesse em um atrito estático com o asfalto o carro tenderia a seguir na direção em que aponta a dianteira e não a do eixo traseiro, o qual está sendo aplicada a força.

- A tração nas 4 rodas busca equilibrar os dois efeitos discutidos acima.

Hubble Ultra Deep Field

Entre 2003 e 2004 cientistas elegeram a região do céu mais vazia, sem estrelas ou galáxias, e apontaram o telescópio Hubble para esta região batendo uma foto de aproximadamente 4 meses de exposição.

O que vemos não são estrelas, mas sim milhões de galáxias com bilhões de estrelas em cada uma delas.

Mas, por que bater uma foto onde a lente da máquina fica aberta durante 4 meses?

É o que temos que fazer para bater fotos de galáxias. Principalmente as mais distantes.

Isto, pois a luminosidade que recebemos destas galáxias é muito pouco intensa.

Aliás, muitas destas galáxias provavelmente nem existam mais.

Pois, segundo a relatividade, quando observamos o espaço estamos observando o espaço-tempo e a luz leva um tempo até chegar à nós, isto devido à constância da velocidade da luz.

No caso do Hubble Ultra Deep Field, as galáxias observadas são muito antigas, beirando os 13 bilhões de anos, muito próximas da idade do universo, ou seja, do big bang.

Agora me diga, você não acredita que exista vida inteligente em outro planeta?

A região mais "vazia" do céu com milhões de galáxias e cada uma delas com bilhões de estrelas.

É muita pretensão nos acharmos tão especiais.

O que é questionável é se eles teriam tecnologia ou conhecimento para nos visitar.

Mas espero que eles sejam realmente mais inteligentes que nós e que já tenham descoberto fenômenos físicos que nós nem sonhamos com a nossa física atual.

Digo atual, pois a renovação é característica da ciência.

Sempre aprimoramos, melhoramos.

Mais:

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

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.

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:

http://www.youtube.com/watch?v=rvAJ_u3Q0Hw&feature=player_embedded#at=49

http://www.youtube.com/watch?v=gpoVzAArUN0&feature=related

http://www.cnen.gov.br/ensino/apostilas/rad_ion.pdf

"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