segunda-feira, 28 de novembro de 2011

O "nada" não é o nada

Como já comentado no tópico:

O "nada" não é o nada!

No vácuo existe uma infinidade de partículas virtuais, além de sub-partículas que aparecem e se aniquilam quase que instantaneamente (como discutido: http://estadoquantico.blogspot.com/search/label/efeito%20Casimir).

O vácuo é longe de ser o nada!

O site http://www.tecmundo.com.br tem mania de chamar o vácuo de nada.

terça-feira, 22 de novembro de 2011

Partículas Virtuais

Notícia:

A teoria de campos prevê que cada partícula tem sua anti-partícula, o que já é estranho, mas prevê também que essas tenham uma partícula virtual.

A teoria de campos diz que na natureza existem 4 forças fundamentais:
força gravitacional (interação entre massas), força eletromagnética (interação entre cargas elétricas), força nuclear forte (interação entre quarks) e força nuclear fraca (força responsável pelo decaimento de um nêutron, por exemplo, em um elétron, um próton e um neutrino - esta força é responsável então pela radioatividade).
A forma com que massas, cargas, quarks interagem é através de campos. Nestes campos existiriam partículas virtuais (gráviton virtual, fóton virtual e glúon virtual) que seriam responsáveis por "avisar" a outra massa/carga/quarks a existência de um campo naquela região do espaço.

Tá, sei que está confuso!
Então, não vou tentar explicar muito além disso aqui, até porque meu conhecimento nesta área é limitado.

Resumindo: as partículas virtuais existem em uma região do espaço onde existem campos (como o campo gravitacional ou o campo eletromagnético).

Se alguém quiser ler mais sobre estas partículas virtuais recomendo dois livros:
Alice no País do Quantum e O Mágico dos Quarks

Ah! Cabe dizer também que o vácuo não é um nada. No vácuo existe todo um mundo de partícular virtuais e sub-partículas que se criam e se aniquilam quase que instantaneamente.

Tá! Parei.

quinta-feira, 8 de setembro de 2011

Freios da moto: Por que o freio da frente é mais "forte"?

Todos que andam de motocicleta sabem que o freio da frente é mais intenso, além de não derrapar em uma frenagem.

Mas a que se deve este fato?

A moto movimenta-se com uma velocidade que pode ser aplicada ao seu centro de massa, como mostra a figura.


O centro de massa o centro de toda a distribuição de massa de um corpo.

Quando a moto for freada ocorre uma inércia do seu centro de massa, mas, como a moto está em contato com o asfalto através das rodas, ela irá formar um eixo de giro, através do qual o "peso" será deslocado para a frente. Isto devido a inércia.


Dizemos que a moto sofre um torque, que é o equivalente a uma força de rotação.

O atrito da moto, que irá parará-la, depende do contato das rodas desta com o asfalto. Isto, pois a força de atrito (cinética ou estática) é numericamente igual ao produto do coeficiente de atrito, caracterizado entre os materiais em contato, e a força normal.

f = μN

A normal é uma força de contato perpendicular às superfícies em contato.

Com a tendência de giro da moto o contato da roda da frente com o asfalto aumenta muito mais do que o contato da roda de trás, ou seja, a força normal.

Assim sendo, frear com o freio dianteiro será mais efetivo, pois se conseguirá uma maior força de atrito entre o pneu e o asfalto, pois possui maior força normal na roda dianteira.

Também explica o porque a moto derrapa mais ao ser freada com o freio traseiro, pois teremos menos contato entre as superfícies, diminuindo a força de atrito.

quarta-feira, 15 de junho de 2011

Por que o aspecto da lua fica avermelhado em um eclipse lunar total?

No início desta noite de 15/6/2011 o Brasil observou um eclipse total da lua.

Neste tipo de eclipse, em seu ápice, a lua não fica totalmente escura, fica avermelhada.

Este fenômeno ocorre devido à luz do sol que passa pela atmosfera terrestre para atingir a lua. A luz azul do espectro luminoso sofre o fenômeno de espalhamento devido ao oxigênio presente na atmosfera.
Fenômeno este que é responsável por vermos o céu azul. Pois o oxigênio da camada de ozônio espalha a luz azul, absorvendo e reemitindo em todas as direções.

Sendo assim, a lua receberá em maior quantidade a luz vermelha (o outro extremo do espectro luminoso).


Por isso o pôr-do-sol também possui esta coloração avermelhada, pois, como a luz do sol precisa percorrer mais tempo na atmosfera, mais luz azul é espalhada.

Na internet vejo explicações erradas para este fenômeno, apontando para o fenômeno de dispersão da luz, que seria a separação das cores, como em um prisma.

Algumas imagens mostram o fenômeno de dispersão de forma errada, como nesta abaixo.


A ordem de cores está trocada, onde temos o azul, deveríamos ter o vermelho, pois a cor vermelha é a que menos sofre a refração, sofrendo menor desvio.
O que vemos na imagem é a cor vermelha sofrendo MAIOR desvio.

O correto da luz quando entra na atmosfera terrestre é como mostra esta imagem.


Exatamente como ocorre em um prisma:


Onda a luz vermelha desvia menos da luz branca que incide sobre a superfície.

Quanto maior a frequencia de uma cor maior o índice de refração. Se o índice de refração é maior, maior será o desvio.
A cor vermelha possui menor frequencia, logo sofre menor desvio.

A refração ocorre devido à mudança na velocidade da luz quando esta troca de meio, a consequência é um desvio.

Também observamos este mesmo erro neste programa desenvolvido pela UFRGS:

É muito interessante o programa, só peca nesta explicação do fenômeno da lua avermelhada durante um eclipse.

REFERÊNCIAS:



quinta-feira, 26 de maio de 2011

Robô que escala paredes


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:

terça-feira, 10 de maio de 2011

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.

segunda-feira, 9 de maio de 2011

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: