Categoria: Ciência

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Isaac Newton – curiosidades sobre um dos maiores cientistas de todos os tempos

Isaac Newton é considerado o pai da Mecânica Clássica e, junto de Albert Einstein, é considerado uma das pessoas mais inteligentes que já existiram.

Muitos sabem que um dia Isaac Newton se sentou à sombra de uma macieira e uma maçã caiu na sua cabeça, iniciando a descoberta sobre a lei da gravidade. Só que a história deste gênio é muito mais comprida e interessante. Poucos sabem, por exemplo, que Isaac foi o último da classe, foi uma pessoa como nós: com defeitos, virtudes, desejos e características únicas. Não nasceu um gênio da ciência, mas como  muito esforço, tornou-se um.

Isaac Newton é considerado o pai da Mecânica Clássica e, junto de Albert Einstein, é considerado uma das pessoas mais inteligentes que já existiram. Mas hoje vamos mostrar alguns fatos curiosos e interessantes sobre sua vida — não tão glamurosa assim.

 

1. Isaac Newton quase ficou cego durante seus experimentos

Antes dos estudos de Newton com a Óptica Física, acreditava-se que a cor era um mero efeito da pressão no nervo óptico. Newton, disposto a provar, ou derrubar tal teoria, enfiou várias vezes um palito pontiagudo abaixo do olho, tentando pressionar o nervo óptico para ver o efeito disso.

Não satisfeito, passou longos momentos olhando diretamente para o sol. Depois piscava os olhos para ver os efeitos das cores resultantes dessa “experiência”. O resultado foi uma cegueira temporária que só voltou ao normal após passar três dias em um quarto escuro.

 

2.Isaac Newton era pobre e órfão

Newton não teve a sorte de uma família estruturada, condições para estudar ou apoio dos pais. É que o pai dele morreu poucas semanas antes do seu nascimento e sua mãe era camponesa, não eram miseráveis, mas passaram longe de serem ricos. Quando o pequeno Newton tinha 3 anos, sua mãe se casou e foi embora com o novo marido, deixando o filho para trás, morando com os avós.

 

3. Isaac Newton era um jovem rebelde e preguiçoso

Para ir à escola, Isaac teve que se mudar e morar como pensionista em uma cidade longe da família. Não era um bom aluno, não se dedicava aos estudos e também não demonstrava interesse pela escola. Por vezes, se rebelava contra a mãe e o padrasto que o deixaram, chegou a ir até a casa deles e ameaçar atear fogo com ambos lá dentro.

Certo dia, Isaac se envolveu em uma briga e foi agredido. O jovem, abandonado pela mãe, se revoltou e, longe da família, resolveu que iria estudar e ser o melhor possível no máximo de coisas que ele pudesse (e revidou a surra no colega de turma). Não foi sorte, fé ou bênção, foi o hábito de estudar o máximo possível que o tornou um gênio.

 

“O que sabemos é uma gota; o que ignoramos é um oceano.”

Isaac Newton

4. Isaac Newton era lavrador com ficha na polícia

Por nunca ter estudado, a mãe de Isaac achava os estudos desnecessários, resolvendo tirar Isaac da escola quando já estava na adolescência. Nesta época, já viúva, chamou o filho para trabalhar na casa de campo.

Assim, foi obrigado a deixar a escola e começou a cuidar da casa, dos criados e dos animais. Nessa época ele já nutria uma grande paixão pelas exatas, e passava horas distraído, pensando em matemática, filosofia e outros assuntos que o interessavam. Isso o distraía mesmo! Certa vez seus animais fugiram, destruíram plantações e cercas dos agricultores vizinhos. Isaac foi fichado e multado na polícia. Sua mãe precisou desistir, Isaac não conseguia se concentrar em outra coisa senão nos estudos. Assim, voltou para a escola, terminou com louvor e conseguiu uma inscrição na Universidade de Cambridge.

 

5. Não foi uma maçã, foi trabalho mesmo

A maçã que caiu na cabeça de Newton é um exemplo ilustrativo do resultado de muito estudo sobre a gravidade. Não foi um lance de sorte. Após se formar, a peste bubônica acometeu a Inglaterra e a universidade onde Newton trabalhava. A universidade ficou fechada por cerca de 2 anos. Nesse intervalo de tempo, Newton se dedicou integralmente aos estudos e criou o Binômio de Newton, estudou as tangentes, Óptica e o Cálculo Diferencial e Integral. Com todas essas pesquisas em mente e anos a fio de estudo e concentração, pode formalizar a Teoria da Gravitação Universal.

 

 “Construímos muros demais e pontes de menos.”

Isaac Newton

6. Isaac Newton, o distraído

Mesmo como professor, Newton era conhecido por seus colegas  da Universidade de Cambridge como distraído. Era tão fascinado e focado em suas pesquisas que por vezes esquecia de comer ou dormir. Certa vez foi em direção ao salão de refeições, e passou direto por ele sem perceber, seu assistente o avisou da distração e ele voltou, passando novamente pelo local e indo em direção ao seu quarto. Novamente seu empregado o avisou que ele não tinha se alimentado e o mesmo respondeu “Claro que sim, afinal estou saindo do salão de refeições e estou me dirigindo ao quarto”.

Quem aqui queria ter conhecido Isaac Newton? Nós sim! Além das histórias que contamos, ele também se dedicou muito ao estudo da Alquimia, se aproximando do que hoje conhecemos por Química. Newton morreu em 20 de março de 1726, aos 84 anos, devido à causas naturais, já que sua idade era extremamente elevada para os padrões da época.

 

Fonte: Biografia de Isaac Newton.

Aurora

O magnetismo terrestre e as auroras boreais

Existem auroras boreais de diversas cores, que dependem do tipo de gás ou molécula que participou dessa interação com os elétrons provenientes dos ventos solares.

Você já ouviu falar sobre a aurora boreal? Trata-se de um fenômeno óptico que colore os céus nas regiões polares. As auroras boreais são consequência da ação de partículas solares sobre a nossa magnetosfera, elas aparecem quando os ventos solares entram em contato com o campo magnético terrestre. 

O campo magnético terrestre

Embora não possamos ver, o campo magnético terrestre está ao redor da Terra, funcionando para nós como uma “bolha de proteção”. Seu papel principal é bloquear o fluxo constante de radiação cósmica sobre a Terra, impedindo a entrada de partículas, carregadas e superaquecidas, que se chocam a 1,6 milhões km/h e são altamente nocivas, ou seja, o campo magnético é fundamental para a existência da vida terrestre.

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O campo magnético nos protege contra partículas vindas do Sol

Os cientistas estimam que, numa profundidade entre 2.800 e 4.800 km abaixo da crosta, há uma camada de fluído, constituída principalmente por ferro. Com o movimento de rotação do planeta, este fluído também roda. Como a parte mais externa do globo é constituída por rochas, há um atrito entre as duas camadas, fazendo com que o fluído gire, formando espirais.  As correntes circulares que se formam neste processo se comportam como os fios de um dínamo, gerando um campo magnético que consegue alcançar altitudes além da ionosfera – a camada superior da atmosfera.

É nessa movimentação que a Terra se transforma, todos os dias, em um imenso ímã. Graças a esse fenômeno, é possível utilizar bússolas magnéticas, por exemplo.


Aurora Boreal

O nome aurora boreal foi dado pelo astrônomo Galileu Galilei em homenagem à Aurora, deusa romana do amanhecer, e seu filho, deus grego do vento forte, Bóreas.

As auroras polares ocorrem somente nas áreas de elevada latitude em razão da força do campo magnético da Terra. O que acontece é que os ventos solares carregados de elétrons movem-se a cerca de 1,6 milhões de km/h e, quando chegam ao nosso planeta, acabam sendo facilmente guiados pela força magnética gerada pelo núcleo terrestre, seguindo para as áreas polares. Nesse momento, parte do vento solar é captada pela ionosfera, sendo conduzida e acelerada em uma espécie de “túnel magnético” que se forma, o que ocasiona a geração dos efeitos de luzes quando há uma interação desse vento solar eletricamente carregado com os gases atmosféricos.

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As auroras boreais podem ter diversas cores e formatos

Existem auroras boreais de diversas cores, que dependem do tipo de gás ou molécula que participou dessa interação com os elétrons provenientes dos ventos solares. O oxigênio, a depender da altitude em que o fenômeno acontece, pode gerar auroras boreais verdes ou vermelhas; já o nitrogênio, também a depender da altitude, poderá gerar auroras azuis, púrpuras ou violetas. Muitas vezes, surgem várias cores ao mesmo tempo. Elas também podem ter vários formatos, tais como: pontos luminosos, faixas no sentido horizontal ou circular.

O fenômeno costuma ser um grande atrativo turístico, um evento natural procurado por milhares de pessoas todos os anos. O local do mundo mais visitado para apreciar o belíssimo espetáculo natural é a cidade de Lapônia, na Finlândia, geralmente nos meses de setembro e outubro e também em fevereiro e março, períodos do ano em que é mais provável a manifestação das auroras boreais.

Aprenda

#AprendaNasFérias — Ciência e Tecnologia para as crianças

Listamos alguns livros e canais para que as crianças entrem num mundo mágico, aprendam e também se divirtam!

Durante o processo de ensino, a alfabetização é marcada pelas descobertas onde, muitas vezes, o lúdico se faz presente. Neste cenário, podemos encontrar livros, desenhos, canais no YouTube e até jogos digitais que podem alavancar a aprendizagem e estimular a curiosidade das crianças sobre determinados assuntos.

Pensando no período de férias, listamos alguns livros e canais para que as crianças entrem num mundo mágico, aprendam e também se divirtam!

Livro: 30 Conceitos Essenciais Para Crianças: Ciência

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Uma divertida introdução ao universo da ciência, esse livro explora 30 descobertas e teorias fundamentais do pensamento científico. A obra aborda seis períodos – Grécia Antiga; A Revolução Científica; Era da Razão; Indústria Moderna; Ciência Moderna; Ciência Atual –, introduzidos por um glossário. Apresentados de forma clara e o objetiva, os textos são acompanhados de ilustrações que facilitam a compreensão. A obra aborda temas como a velocidade do som, a modificação genética, a teoria da relatividade, o “big bang” e muitos outros. O pequeno cientista poderá fazer experimentos interessantes, como combinar os elementos químicos da tabela periódica, construir um eletroímã, descobrir o centro de gravidade, ou extrair seu próprio DNA.

 

Livro: Isaac Newton e sua maçã

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Isaac Newton viveu há trezentos anos e vai ser famoso até o fim dos tempos. Mas por quê? Muitos sabem que um dia ele se sentou à sombra de uma macieira e uma maçã caiu na sua cabeça, o que o levou a descobrir a lei da gravidade. Só que a história é mais comprida e muito, mas muito mais interessante. Poucos sabem, por exemplo, que Isaac foi o último da classe. Logo nas primeiras páginas, o autor relaciona algumas coisas que contará sobre o grande sábio: Por que ele enfiava coisas embaixo do globo ocular e quase ficou cego; como ele conseguiu decompor a luz; como ele inventou todo um novo sistema matemático; por que ele sempre queria guardar para si suas brilhantes descobertas; por que quase todo mundo o odiava; por que newtons demais matariam você; de quem era o nariz que ele esfregou na parede de uma igreja, e como ele conseguiu, acima de tudo, ser tão inteligente. 

 

Livro: Ciência para crianças: uma viagem alucinante!

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Um livro divertido que interage constantemente com o leitor e o envolve nas maravilhas da ciência. O principal objetivo é aproximar as crianças do conhecimento científico em uma viagem pela ciência e pela tecnologia. Trata-se de uma excursão pelo tempo, da atualidade até a antiguidade, por diferentes cantos da terra e pela imensidão do universo. Com este livro, as crianças vão conhecer muitas descobertas científicas que mudaram o rumo da história e também o contrário, os acontecimentos históricos que favoreceram descobrimentos e invenções.

 

Livro: Brevíssima história de quase tudo

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Você sabia que cada átomo de seu corpo provavelmente fez parte de milhões de organismos, e de várias estrelas, antes de vir a ser você? Que uma pessoa de tamanho médio contém energia comparável à força de várias bombas de hidrogênio? Entre esses “comos” e “quens” das descobertas científicas, em Brevíssima história de quase tudo as crianças conhecem cientistas bizarros, teorias malucas que vigoraram por muito tempo e descobertas acidentais que mudaram os rumos da ciência. Grande contador de histórias, Bill Bryson um dia se deu conta de que conhecia muito pouco o planeta em que vivia. Essa constatação foi o empurrão necessário para que ele reunisse todas as suas perguntas sobre ciência e saísse em busca de respostas. Durante três anos, leu centenas de livros e revistas e entrevistou especialistas das mais diversas áreas. O resultado desse esforço para entender – e explicar – tudo sobre o mundo apareceu primeiro em Breve história de quase tudo, e agora ressurge adaptado para o público infantojuvenil. Ao contrário do texto didático tradicional, a prosa de Bill Bryson descarta a linguagem difícil, mas não abre mão da abordagem detalhada de cada tema. A preocupação do autor está em entender como os cientistas realizam suas descobertas e explicar para o leitor comum não só os mistérios da ciência mas também como, contra todas as possibilidades, a vida conseguiu prosperar nesse planeta maravilhoso que chamamos lar.

 

Livro: O guia dos curiosos

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O livro traz curiosidades sobre o Universo, o reino animal, a literatura, as religiões, os esportes e muito mais. A diversidade de temas abordados o tornam um eficiente material de consulta, seja qual for o assunto. Em dez anos de vida, o grande almanaque de informações úteis e inúteis ficou 16 semanas em primeiro lugar na lista dos mais vendidos e foi o livro de não-ficção mais vendido em 1995. Vendeu cerca de 189.000 exemplares.

 

Canal: O show da Luna 

O Show da Luna é uma série brasileira sobre Luna, uma menina de 6 anos totalmente apaixonada por ciências! Para Luna, o planeta Terra é um laboratório gigante. O que a maioria de nós poderia ignorar, Luna observa e não sossega enquanto não descobrir “O que está acontecendo aqui?”

 

Canal: Manual do Mundo

O canal do Manual do Mundo é o lugar para aprender de tudo: experiências, curiosidades científicas, dicas de sobrevivência, o que tem dentro das coisas, explicações impossíveis, viagens imperdíveis e muito mais! 

 

Canal: Minuto da Terra

Mais um canal de ciência para os pequenos! O Minuto da Terra ensina ciência e explica curiosidades, fenômenos e características da Terra para as crianças com animações. O conteúdo é rápido e didático.

 

Jogo online: Ludo Primeiros Passos 

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Desenvolvido pelo Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia, do CNPq e o Centro Multidisciplinar para o Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos, da Fapesp, o jogo online permite recursos interativos que auxiliam as crianças em diferentes níveis de alfabetização. O jogo busca associar sons a imagens e conforme o jogador acerta, aumenta o grau de dificuldade, completando sílabas ou palavras.

Viu só?! Esses são só alguns entre muitos materiais incríveis para ajudar no desenvolvimento da aprendizagem infantil e infantojuvenil! Escolha oferecer aos pequenos conteúdos interessantes e ajude a criar novos cientistas por aí. Boas férias! ;)

Motor-homopolar

Motor elétrico homopolar: o mais simples do mundo

O motor homopolar tem um funcionamento muito simples, é fácil de construir e uma ótima opção para comprovar os princípios do eletromagnetismo.

Para falar sobre o motor elétrico homopolar e aprender como fazer um em casa, precisamos voltar no tempo e lembrar de alguns detalhes da história do motor elétrico. Vamos lá?

Os fenômenos relacionados à eletricidade e ao magnetismo eram observados e estudados desde muito tempo, na Grécia Antiga. Os primeiros registros datam do séculos 6 a.C por Tales de Mileto. Mas foi somente a partir do século XVI que novas pesquisas foram desenvolvidas nessa área, porém, sem que ninguém conseguisse estabelecer uma ligação entre os fenômenos elétricos e magnéticos.

Com as experiências realizadas pelo professor dinamarquês Christian Oersted, já no começo do século XIX, esse panorama começou a mudar. Durante uma de suas aulas, o pesquisador demonstrava aos seus alunos como se dava o aquecimento de um fio condutor durante a passagem de uma corrente elétrica. Ao lado do seu experimento, havia uma bússola. Quando o professor liberou a passagem da corrente elétrica pelo fio, reparou que a agulha da bússola desviou-se de sua posição natural.

Por se tratar de um ímã alinhado ao campo magnético da Terra, a mudança na posição da agulha só poderia ocorrer com a presença de outro campo mais intenso. Assim, mais tarde, Oersted verificou que o movimento da agulha dependia da posição da bússola em relação ao fio pelo qual passava a corrente elétrica. Essas observações representaram um grande avanço científico, ajudando o professor a demonstrar que a corrente elétrica em um condutor está diretamente relacionada a um campo magnético que se cria ao seu redor, fazendo com que o condutor funcione como um ímã.

Anos mais tarde, o cientista inglês Michael Faraday trabalhava em pesquisas que consideravam a possibilidade de gerar eletricidade a partir de campos magnéticos, ou seja, o oposto ao experimento realizado por Oersted. O pesquisador descobriu então que uma corrente elétrica era gerada no momento que se posicionava um ímã no interior de uma bobina feita com fios condutores.

Michael Faraday, British physicist

Michael Faraday (1791-1867)

Foi assim que Faraday provou que a variação de um campo magnético é capaz de criar uma corrente elétrica em um fio condutor, mesmo sem estar conectado a nenhuma fonte de energia. Ele deduziu que se houvesse um movimento da bobina em relação ao ímã, seria possível obter uma corrente elétrica contínua, efeito que ficou conhecido como indução eletromagnética. Esse é o princípio básico do funcionamento de geradores e motores elétricos até hoje.

As descobertas de Oersted e Faraday tiveram grande impacto nos avanços tecnológicos desde então. Os princípios do eletromagnetismo são a base de grande parte da tecnologia mecânica e eletroeletrônica que conhecemos, de secadores de cabelos até os sistemas de telecomunicações.

 

Motor Elétrico Homopolar

Para realizar seus estudos e comprovar os resultados, Faraday construiu um dispositivo com o objetivo de mostrar o efeito magnético circular ao redor de um fio condutor, a que ele chamava de rotação eletromagnética. Esse aparelho ficou conhecido como Motor de Faraday e foi o primeiro motor elétrico construído.

Esse dispositivo criado por Faraday também é conhecido como motor homopolar. Essa denominação se dá pois não há nenhuma alteração na polaridade dos seus componentes durante seu funcionamento. Ao se fechar o circuito, o campo magnético do ímã exerce uma força sobre as cargas elétricas do material condutor, gerando uma corrente elétrica. Esse é o princípio do funcionamento dos motores elétricos.

 

Construindo um motor homopolar

O motor homopolar proposto por Faraday tem um funcionamento muito simples, é fácil de construir e uma ótima opção para comprovar os princípios do eletromagnetismo, mesmo tendo pouca utilidade na prática hoje em dia.

Pensando nisso, trouxemos um vídeo que mostra a construção de um motor elétrico homopolar, que você pode fazer em casa, na escola ou universidade.

Eis o motor mais simples do mundo em pleno funcionamento!

Termodiânima

Entendendo a Termodinâmica

A termodinâmica é a área da física que busca explicar os mecanismos de transferência de energia térmica para que estes realizem algum tipo de trabalho.

A termodinâmica é um ramo da física que estuda as relações entre calor trocado e o trabalho realizado em um determinado processo físico, que envolve a presença de um corpo e/ou sistema e o meio exterior. É através das variações de temperatura, pressão e volume, que a física busca compreender o comportamento e as transformações que ocorrem na natureza.

O nome vem do grego onde therme significa calor e dynamis significa movimento. De uma forma mais simplificada, a termodinâmica é a área da física que busca explicar os mecanismos de transferência de energia térmica para que estes realizem algum tipo de trabalho. 

Essa ciência teve um grande impulso durante a revolução industrial, quando o trabalho que era realizado por homens ou animais começou a ser substituído por máquinas. Os trabalhos dos cientistas da época levaram-nos a duas leis muito amplas e aplicáveis a qualquer sistema na natureza. Para entender as leis da termodinâmica, precisamos antes entender alguns conceitos básicos, como:

 

O que é calor?

O conceito de calor determina que ele é a energia térmica em trânsito. Ocorre em razão às diferenças de temperatura entre os corpos e sistemas envolvidos.

O que é energia?

Segundo o conceito usado na física, energia é a capacidade que um determinado corpo tem de realizar trabalho.

 

Primeira Lei da Termodinâmica

A primeira lei diz que a variação da energia interna de um sistema pode se expressar através da diferença entre o calor trocado com o meio externo e o trabalho realizado por ele durante uma determinada transformação. Nessa lei, são estudadas algumas transformações:

Transformação isobárica, em que a pressão é constante, podendo variar somente o volume e a temperatura.

Transformação isotérmica, a temperatura é constante e variam somente a pressão e o volume.

Transformação isocórica ou isovolumétrica, em que o volume é constante e variam somente a pressão e a temperatura.

Transformação adiabática, é a transformação gasosa em que, no entanto, o gás não troca calor com o meio externo. Seja por estar termicamente isolado, ou ainda porque o processo acontece de forma muito rápida, fazendo com que o calor trocado seja desprezível.

 

Segunda Lei da termodinâmica

A Segunda Lei da Termodinâmica foi enunciada pelo físico francês Sadi Carnot, ela faz restrições para as transformações que são realizadas pelas máquinas térmicas, como por exemplo, um motor de uma geladeira.

Segundo Carnot, o enunciado é:

“Para que um sistema realize conversões de calor em trabalho, ele deve realizar ciclos entre uma fonte quente e fria, isso de forma contínua. A cada ciclo é retirada uma quantidade de calor da fonte quente, que é parcialmente convertida em trabalho, e a quantidade de calor restante é rejeitada para a fonte fria.”

 

Aplicações da termodinâmica

Ciência dos materiais: é a ciência que estuda meios para obtenção de novos tipos de materiais, com propriedades químicas e físicas bem definidas. Podemos dizer que a termodinâmica é uma das bases da engenharia dos materiais, pois os processos de fabricação de novos materiais envolvem muito a transferência de calor e trabalho para as matérias primas.

Indústrias: os processos industriais transformam matéria-prima em novos produtos usando máquinas e energia. Na indústria de laticínios, a transferência de calor é usada na pasteurização e na fabricação de queijos e manteiga. Nas siderúrgicas, as altas temperaturas dos fornos causam a fusão de várias substâncias, permitindo a sua combinação e produzindo diferentes tipos de aço.

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Fundição / Museu WEG – a matéria prima é transformada usando calor

Arquitetura: o desenho e a construção de habitações também devem levar em consideração os aspectos de troca de energia. É que nosso organismo só pode sobreviver em uma pequena faixa de temperatura onde nosso metabolismo é mais eficiente, por isso nos sentimos melhor quando a temperatura do meio ambiente está em torno dos 20°C.

Os projetos urbanos e residenciais levam isto em consideração, junto ao bom aproveitamento dos recursos naturais. Um exemplo é o uso da energia solar para substituir aquecedores de água que funcionam com energia elétrica ou com queima de combustível.

Agora você já sabe: termodinâmica é calor, energia e movimento! Para ler mais conteúdos como esse, fique de olho em nossa página do Facebook! <3

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Você sabia que no calendário nacional existe uma semana dedicada à Ciência e Tecnologia?

E que o período foi criando pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (MCTIC) para aproximar o tema da população, por meio de eventos envolvendo instituições de todo o País?

Fique ligado que a “Semana Nacional de Ciência e Tecnologia” é neste mês e acontece entre os dias 21 e 27 de outubro.

Várias instituições estão preparando ações educativas para comemorar a data e é claro que o Museu WEG de Ciência e Tecnologia não poderia ficar de fora, afinal o nosso acervo está totalmente direcionado a esta temática e nós adoramos compartilhar conhecimento com os nossos visitantes.

Para marcar a data vamos oferecer uma palestra sobre: “Geração de Energia através de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU)”. O palestrante será o Engenheiro Alexandre dos Santos Fernandes, Gerente do Depto. Centro de Negócios de Energia da WEG.

A apresentação será direcionada para estudantes, colaboradores da WEG e todos que se interessam pelo tema!  A participação é gratuita e a inscrição deve ser feita antecipadamente AQUI.

Não fique de fora, aproveite a Semana Nacional de Ciência e Tecnologia para atualizar conhecimentos e visitar o maior Museu de Ciência e Tecnologia do Sul do Brasil.

Palestra: Geração de Energia através de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU)

Dia: 22/10/2019

Horário: 19h às 20h30

Local: Museu WEG de Ciência e Tecnologia

Inscrições: https://forms.gle/LDHjPX19gxtLwQ2c6

 

Luz

Por que nada pode viajar mais depressa que a luz?

Você já deve ter ouvido que nada é capaz de viajar mais rápido que a velocidade da luz. Mas, por um breve momento, acreditou-se que sim.

Você já deve ter ouvido que nada é capaz de viajar mais rápido que a velocidade da luz. Mas, por um breve momento, acreditou-se que sim.

A teoria de que nada pode viajar mais rápido do que a velocidade da luz no vácuo significa, basicamente, que nada pode ultrapassar os 299.792.458 metros por segundo ou arredondando, 300 mil km por segundo. Essa ideia foi proposta por Albert Einstein em sua Teoria da Relatividade, baseada em estudos anteriores de diversos cientistas para estabelecer que o limite de velocidade universal é o que a luz atinge quando se desloca pelo vazio do cosmos. Você sabe por quê?

 

Impossibilidade física

Isso nos leva à Teoria da Relatividade Especial de Albert Einstein, de 1905, que diz que a velocidade da luz é o que conecta o tempo e o espaço. Segundo o catedrático de Física Antonio Ruiz de Elvira, não é possível deslocar um objeto a uma velocidade superior à da luz porque, de forma simples e resumida, a única coisa capaz de mover uma partícula com massa é outra força que viaje a essa velocidade.

luz

Zunindo pelo vácuo (BBC)

De acordo com Antonio, o objeto “empurrado” acabaria ganhando massa quando submetido a grandes velocidades. E, considerando que o ganho aumentaria bastante conforme o corpo se aproximasse da velocidade da luz, isso interferiria em sua capacidade de deslocamento. Sendo assim, nenhum corpo pode viajar mais depressa do que a força que o empurra.

Segundo o que prevê a Teoria da Relatividade, o aumento de massa aconteceria rapidamente conforme a velocidade do objeto se aproximasse à da luz. E, quanto mais próximo desse limite o corpo chegasse, considerando que o ganho de massa aumentaria infinitamente, seria necessária uma força — também — infinita para que o objeto se elevasse à velocidade da luz.

A famosa equação de Einstein tem uma parte “menos lembrada”, que descreve como a massa de um objeto muda quando há movimento envolvido: E = mc² (Energia é igual a massa vezes a velocidade da luz ao quadrado). Na verdade, a equação completa é E²=(mc²)²+(pc)². A parte final é a que descreve como a massa do objeto muda quando há movimento envolvido.

 

Teoria ameaçada

Em 2011, foi anunciada uma descoberta que ameaçou anular tudo o que sabemos sobre a velocidade da luz, a Teoria da Relatividade e a física moderna!

Isso aconteceu na Suíça, quando físicos europeus conduziram um experimento chamado Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus (Opera, na sigla em inglês), para estudar o fenômeno da oscilação de neutrinos. Diferentemente das partículas de luz, os neutrinos são partículas que possuem uma pequena quantidade de massa. Por isso, segundo a Teoria da Relatividade Especial de Einstein, deveriam viajar a uma velocidade menor que a da luz.

No entanto, naquele ano, o projeto chamou a atenção de toda a comunidade internacional quando anunciou a detecção de neutrinos se movimentando em uma velocidade superior à da luz, o que poderia revolucionar a Física moderna.

No entanto, tudo não passou de um mal entendido por causa de um cabo de um relógio digital em um laboratório, que estava mal conectado. Quando alguém percebeu e o conectou corretamente, tudo voltou à normalidade e ficou comprovado que os neutrinos estavam viajando a uma velocidade mais baixa que a da luz.

Toda a Física moderna foi questionada, portanto, por causa de um cabo de fibra ótica solto, que fez com que a passagem do tempo fosse registrada de maneira incorreta. Acredita?

Mas é assim que a ciência funciona e deve funcionar. Cientistas cometem erros e aprendem com eles. É preciso provas muito fortes para mudar os rumos da Física, e é a partir de testes, experimentações, erros e acertos que isso é possível — mesmo que leve séculos.

 

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5 experiências para fazer em casa ou na escola

Para inspirar o cientista que existe em você, separamos algumas experiências de eletrostática, pressão atmosférica, decomposição das cores e até um vulcão em erupção!

Existem muitas experiências de física e química que podem ser feitas em casa ou na escola, seja para a feira de ciências, para aprender algum assunto ou se divertir, que é o que amamos fazer aqui no Museu WEG. O importante é sempre ter um adulto junto, ok? Para inspirar o cientista que existe em você, separamos algumas experiências de eletrostática, pressão atmosférica, decomposição das cores e até um vulcão em erupção! Vamos lá?

 

Cabo de guerra eletrostático 

Essa é uma maneira diferente de brincar de cabo de guerra, porque aqui você vai usar cargas elétricas!

Você vai precisar de:

- 2 balões

- 2 flanelas

- 1 latinha de alumínio vazia

O que acontece? O atrito do balão contra a flanela resulta em eletrização por atrito, e o balão fica carregado eletricamente. Ao aproximá-lo de uma latinha de alumínio, ela é carregada por indução e é atraída, se movendo em direção do balão. No vídeo abaixo vemos a brincadeira acontecer, quem será que consegue atrair mais a latinha?


Experiência sobre a pressão atmosférica

Nessa experiência vemos o efeito da pressão atmosférica no nosso dia-a-dia.

Você vai precisar de:

- 1 balão

- 1 copo de vidro

- 1 vela

O que acontece? Ao colocar o copo com o balão dentro da água, o ar quente que está dentro do copo, perde calor para a água e reduz seu volume. Assim, a pressão atmosférica empurra o balão para dentro do copo. Veja na prática:

 

Disco de Newton

Essa experiência mostra como é possível a cor branca ser criada a partir da mistura das cores do arco-íris.

Você vai precisar de:

- 1 CD com dois furinhos 

- 2 papéis com as cores do arco-íris ou tinta para pintar

- Cola

- Barbante

O que acontece? Depois que você montar o disco de Newton, ele demonstra que a cor branca é, na verdade, a soma de todas as cores do espectro luminoso. É por isso que, quando as cores se sobrepõem rapidamente, nossos olhos enxergam um grande círculo de cor branca.

 

A caixa que anda sozinha

Você já viu um objeto de papel andar sozinho? Essa experiência é super fácil, divertida e um pouco viciante.

Você vai precisar de:

- Bolinhas de gude

- Cartolina

- Cola branca e cola quente

- Régua e lápis

- Tesoura

O que acontece? As bolinhas são o centro de massa do objeto, o formato da caixinha possibilita que as bolinhas andem, como se o papel não existisse, pois é muito mais leve. As bolinhas empurram o papel, que sai por aí, andando sozinho!

 

Erupção vulcânica

Que tal fazer uma experiência que imita a erupção de um vulcão? É possível fazer “lava” de mentirinha, olha só:

Você vai precisar de:

- Jornal 

- 2 potes de vidro

- Massinha de modelar ou argila

- Bicarbonato de sódio

- Tinta vermelha

- Água

- Detergente

- Vinagre

O que acontece? Utilizando os vidros como base, primeiro precisamos criar nosso vulcão (veja no vídeo o passo a passo). Coloque bicarbonato de sódio, tinta vermelha, água e uma gota de detergente no seu vulcão. Misture tudo e para a erupção acontecer, coloque a gota de vinagre. Aproveite o espetáculo! Quando o bicarbonato se mistura com o vinagre, há uma reação que libera água, sal e dióxido de carbono. As bolhas de gás expulsam todo o conteúdo para fora. Criando a “lava”.


E aí, conta pra gente: qual experiência você vai fazer? ;)

 

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Como funcionam as usinas nucleares?

O Brasil possui um elemento radioativo em abundância: o urânio. Ele é capaz de gerar uma enorme quantidade de energia através das usinas nucleares. Você sabe como isso funciona?

O sol é a maior fonte de energia em nosso planeta, e sua força vem dos átomos. A ciência nos deu a chave para controlar toda essa energia e sua matéria prima é o urânio, matéria em abundância em nosso país. Alguns átomos de urânio são capazes de liberar tanta energia, que  uma pequena pastilha pode gerar eletricidade suficiente para abastecer uma casa por um ano. 

O urânio é um elemento radioativo, ele é o átomo com o núcleo mais pesado que existe naturalmente na Terra. E é em usinas nucleares que ele é manipulado para produzir energia elétrica.

Uma usina nuclear é uma instalação industrial que produz energia elétrica a partir de reações nucleares. As reações nucleares de elementos radioativos, como o urânio, produzem uma grande quantidade de energia térmica. Essas grandes instalações são construídas envolvidas por uma contenção feita de ferro armado, concreto e aço, tudo isso para proteger o reator nuclear de emitir radiações para o meio ambiente.

No vídeo abaixo você poderá entender, de forma resumida, como funciona o processo de reação nuclear — da transformação de átomos em combustível para as usinas até a distribuição de energia.

Basicamente, uma usina nuclear é composta por três fases: a primária, a secundária e a refrigeração. Na primária, o urânio é colocado no vaso de pressão. Com a fissão (quebra do núcleo de um átomo instável em dois núcleos menores), há a produção de energia térmica. Nesta etapa, a água é utilizada para resfriar o núcleo do reator nuclear.

Na etapa secundária, a água que foi aquecida no sistema primário (agora radioativa) é transformada em vapor de água em um sistema chamado gerador de vapor. O vapor produzido no sistema secundário é utilizado para movimentar a turbina de um gerador elétrico, o que irá produzir a energia.

Em seguida, o vapor de água produzido no sistema secundário é transformado em água através de um sistema de condensação, ou seja, através de um condensador que é resfriado por um sistema de refrigeração de água. Esse sistema bombeia água do mar (fria), através de circuitos de resfriamento que ficam dentro do condensador, a água do mar vai resfriar o sistema para fazer com que a água que foi vaporizada volte para o sistema na forma líquida.

Por fim, a energia que é gerada através deste processo de fissão nuclear chega às residências por meio das redes de distribuição de energia elétrica. Veja abaixo a esquemática:

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Esquemática de uma Usina Nuclear

 

Existem usinas nucleares no Brasil?

Sim! Elas estão localizadas na Central Nuclear em Angra dos Reis, no Rio de Janeiro. As usinas chamadas de Angra 1 e Angra 2, são responsáveis pela produção de 3% da energia consumida no país. Uma terceira usina está sendo construída, mas está longe da conclusão.

Por ser um país tropical e ter uma imensidade de rios formando grandes bacias hidrográficas, o Brasil tem diversas fontes de energia, como solar, eólica, hidrelétrica, das marés, do etanol, da biomassa, etc. O uso da energia nuclear vem da necessidade de diversificar a matriz energética brasileira – mesmo que o custo da energia nuclear não seja barato. Leia mais sobre a matriz energética brasileira clicando aqui. =)

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Os robôs que vão a lugares que os seres humanos não conseguem ir

Uma nova geração de robôs está sendo criada para ir a lugares onde nós, seres humanos, não conseguimos ir — ou até conseguimos, mas seria muito difícil sobreviver! Vamos conhecê-los?

Uma nova geração de robôs está sendo criada para ir a lugares onde nós, seres humanos, não conseguimos ir — ou até conseguimos, mas seria muito difícil sobreviver! São lugares como as planícies do Ártico, vulcões em atividade, as profundidades do oceano e planetas distantes. Vamos conhecer alguns?

 

Boaty: o drone submarino

O navio de pesquisa da marinha real britânica RRS David Attenborough vai partir em expedição para explorar o Ártico, mas ele não vai sozinho. Junto, uma série de drones autônomos capazes de voar e submergir, vão trabalhar para descobrir os mistérios das regiões polares.

Um dos drones submarinos que poderá estar a bordo é o Boaty McBoatface. Ele foi planejado para mergulhar a uma profundidade de até 6 mil metros, onde a pressão é 600 vezes maior do que ao nível do mar, nessas condições, robôs e drones menos preparados seriam completamente esmagados.

Boaty é equipado com sensores, equipamentos de filmagem, sonares (do inglês Sound Navigation and Ranging ou “Navegação e Determinação da Distância pelo Som”), microfones especiais e outros apetrechos de comunicação projetados para o uso embaixo da água. O seu objetivo é colher dados sobre as mudanças de temperatura no fundo do oceano e seu potencial impacto nas mudanças climáticas.

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O robô submarino ultra resistente foi apelidado de Boaty McBoatface

Imagem: NATIONAL OCEANOGRAPHY CENTRE

 

Um grande desafio para os projetistas do Centro Nacional de Oceanografia do Reino Unido, foi construir uma máquina capaz de viajar longas distâncias sob o gelo sem precisar recarregar sua fonte de energia. Avanços tecnológicos em microprocessamento, alguns resultantes do desenvolvimento de tecnologia de smartphones, ajudaram nos estudos e permitiram reduzir a quantidade de energia que os drones precisam para funcionar.

Projetado para usar uma quantidade muito baixa de energia, o veículo viaja em uma velocidade relativamente baixa, mas que permite cobrir grandes distâncias e executar missões mais longas, onde os veículos anteriores não podiam chegar.

Em sua primeira expedição sob o gelo, no oeste da Antártida, Boaty passou um total de 51 horas submerso, viajando 108 quilômetros. Ele chegou a 944 metros de profundidade. Os sinais de GPS não chegam tão fundo, o que torna a navegação complicada.

Quando isso ocorre, o drone precisa usar a navegação estimada. A partir de um ponto de origem — como o próprio navio RRS David Attenborough — o robô pode estimar a direção e distância percorridas, calculando a velocidade por meio de um sonar.

Para explorar ainda mais longe e profundamente, novas tecnologias de navegação estão sendo desenvolvidas. Um novo sistema chamado Navegação Assistida de Terreno pode mapear o fundo do mar e repassar as informações para o computador do veículo. O objetivo, a longo prazo, é que os robôs sejam capazes de criar seus próprios mapas em tempo real. Isso ajudará, por exemplo, a completar uma missão sob o gelo atravessando o Ártico, um ambiente sobre o qual sabemos muito pouco.

 

Explorando planetas

A superfície de Marte é ainda mais desafiadora que as condições subaquáticas no polo norte. Para as profundezas vulcânicas do “planeta vermelho”, dois aparelhos estão sendo desenvolvidos pela Nasa.

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O robô Lemur, da Nasa, consegue subir e descer penhascos

Imagem: NASA

Chamado de Lemur, uma das supermáquinas tem quatro membros mecânicos capazes de escalar paredes de pedra, graças a centenas de pequenos ganchos em cada um de seus 16 dedos. O Lemur foi levado por engenheiros dos laboratórios de propulsão a jato da Nasa para um campo de teste no Vale da Morte, na Califórnia. Lá, o aparelho usou inteligência artificial para escolher uma rota e subir um penhasco.

Segundo o pesquisador da Nasa, Aaron Parness, as habilidades do robô para subir rochas podem ser usadas para operações de busca e resgate e ajudar equipes de resposta a desastres.

O maior desafio até então, foi encontrar garras que não sofressem desgaste com o atrito na pedra. Entre as opções estavam titânio, aço, fibra de carbono, carbeto e ligas de aço, foram testados agulhas de costura, seringas, ferramentas de corte de metal e até espinhos de cactos. Entretanto, a solução encontrada foram anzóis de pesca — afiados, fortes e duráveis.

 

Calor extremo

O Volcanobot, também da Nasa, é um aparelho de custo relativamente baixo. Ele foi projetado para percorrer fissuras vulcânicas e sobreviver ao calor extremo. O Volcanobot já mapeou os caminhos de erupções antigas no Kilauea, no Havaí, para entender como esse tipo de vulcão funciona no subsolo.

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Rocha vulcânica é um terreno difícil para humanos e robôs

Imagem: GETTY IMAGES

A tarefa de construir máquinas capazes de navegar terrenos hostis e lidar com temperaturas extremas é muito difícil, pois a rocha vulcânica é extremamente afiada e dura. O robô usa um material misturado com fibra de carbono em suas peças, impressas em 3D, para que elas seja mais resistentes à abrasão.

Sua “casca” criada pela equipe de projetistas consegue aguentar até 300°C, mas os aparelhos eletrônicos dentro do robô são muito mais frágeis — tendem a falhar entre 60°C e 80°C. Para isso, novas tecnologias estão sendo estudadas.

 

Combate a incêndio

A área de equipamentos pesados da Mitsubishi, no Japão, desenvolveu robôs automatizados para combater o fogo e sobreviver ao calor extremo. Equipados com GPS e sensores a laser, os “robôs canhão-de-água” conseguem se posicionar no local ideal para combater o incêndio e enviar um drone com a mangueira até a fonte de água.

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Os robôs bombeiros do Japão suportam calor extremo

Imagem: MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES

O robô bombeiro consegue fazer jorrar até 4 mil litros de água por minuto. Seu sistema passou pelo primeiro teste no Instituto Nacional de Pesquisa em Fogo e Desastre de Tóquio. Seus criadores preveem o uso do robô em situações extremamente instáveis, como incêndios petroquímicos.

É com o desenvolvimento da Ciência e Tecnologia que supermáquinas como essas podem ser criadas e nos ajudar com pesquisas, explorações e também salvando vidas. Se nós não podemos chegar em certos lugares, tudo bem ter uma ajudinha extra, né? ;)