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O que é Energia Mecânica e quais são seus principais fundamentos?

Entenda de uma vez por todas o que é energia mecânica e como ela funciona o seu dia a dia. Venha aprender com o Museu WEG!

07 de fevereiro de 2023
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#ciência, #eletrecidade, #física,

A natureza é tão perfeita que, em cada canto do planeta, existe alguma energia sendo transferida ou transformada a todo instante. É isso mesmo! A energia é transferida de um corpo para outro ou transformada de um tipo para outro. E você nem precisa ir tão longe na imaginação para encontrar exemplos. 

É o caso da roda gigante do Beto Carrero. Se nós lhe contássemos que ela funciona por meio da transferência de energia, você acreditaria? 

É justamente sobre esta transferência ou transformação de energia que falaremos hoje. Para aprender mais sobre o que é energia mecânica, continue a leitura!

O que é Energia Mecânica? 

A energia mecânica, de modo bem simples, é a energia produzida pelo trabalho de um corpo e que pode ser transferida para outro. O que isso quer dizer na prática? Significa que a energia contida num corpo em movimento pode ser transferida para outro corpo, que também passa a se mover. Como por exemplo, a água que cai sobre uma roda d’água e faz com que esta gire. 

No dia a dia, estamos constantemente rodeados por trabalhos da energia mecânica e, para deixar tudo ainda mais claro, com base nas motivações desses movimentos, essa grandeza foi dividida em três vertentes diferentes: energia cinética, potencial gravitacional e potencial elástica. 

Energia Cinética

A energia cinética está ligada à massa e à velocidade, ou seja, está totalmente ligada ao movimento que um corpo está exercendo no espaço. E esta energia pode ser transferida de um corpo para outro.  

Para ficar mais claro, imagine um jogo de sinuca. Você exerce a força no taco acertando a bola branca e, quando a bola branca atinge as demais bolas da mesa, sua energia cinética é transferida para as demais levando-as ao movimento e desacelerando a bola branca. 

É como se a bola branca “doasse” parte da sua velocidade para que as outras bolas entrem em movimento. A fórmula da energia cinética é:

Ec = m.v²/2

Tabelinha da nomenclatura:

Ec =  Energia cinética 

m = Massa 

v = Velocidade 

Energia Potencial Gravitacional

Já a energia potencial gravitacional é a forma de energia associada à altura do corpo com relação ao solo. Lembra da montanha russa?

Quando o carrinho está subindo, sua energia potencial gravitacional está aumentando, pois sua altura em relação ao solo está aumentando. quando o carrinho desce puxado pela gravidade, ele aumenta sua velocidade, transformando a energia potencial gravitacional em energia cinética. 

A fórmula da energia mecânica potencial gravitacional é:

Epg = m.g.h

Tabelinha da nomenclatura:

Epg=  Energia potencial gravitacional  

m = Massa 

g = Aceleração da gravidade 

h = Altura 

Energia Potencial Elástica

Por fim, a energia potencial elástica é a forma de energia que é adquirida por corpos elásticos ou flexíveis capazes de retornarem ao seu formato original após sofrerem algum tipo de deformação, como por exemplo molas e elásticos.  

Um grande exemplo da energia potencial elástica está no uso de um arco e flecha. Ao puxar a corda, o arco deforma-se como uma mola. Ao soltar, volta à sua forma original gerando o movimento da flecha. Neste caso a energia potencial elástica do arco transforma-se em energia cinética transferida para a flecha. A energia potencial elástica depende da constante elástica do corpo, bem como do tamanho da deformação sofrida por ele. A fórmula da energia mecânica potencial elástica é:

Epel = k.x²/2

Tabelinha da nomenclatura:

Epel =  Energia potencial elástica 

k = Constante elástica 

x = Deformação 

Você pode aprender na prática sobre energia mecânica visitando o Museu WEG. Em exposição, contamos com a experiência de uma bicicleta que, ao ser pedalada, transforma energia mecânica de movimento (energia cinética) em energia elétrica. É BEM legal! Chame seus amigos e venha conferir! 

Você também pode conhecer o Museu WEG pelo Tour Virtual. Assim você aprende tudo sobre motores elétricos e confere todas as obras em exposição e visita no Museu WEG sem sair de casa. Para acessar o Tour Virtual, é só clicar aqui. 

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Fontes:

Energia mecânica – PrePara Enem

Os tipos de energia mecânica – Plataforma Enem

O que é energia mecânica? – Brasil Escola

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O que é eletrostática e quais seus princípios?

Descubra o que é eletrostática e aprofunde seus conhecimentos sobre esse ramo da física que estuda comportamento de cargas elétricas.

26 de janeiro de 2023
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#ciência, #eletricidade, #física,

Quem curte estudar física, com certeza já se deparou com o tema eletrostática em algum momento da vida. Mesmo quem nunca ouviu o termo, com certeza já presenciou algum exemplo prático no seu dia a dia.

Friccionar as meias no tapete, esfregar o balão no cabelo e sentir os pelos do braço se aproximando da televisão são alguns dos diversos exemplos que as pessoas geralmente experimentam, mas que, na maioria das vezes, não associam ao estudo da ciência.

Quer compreender o porquê destas experiências serem tão relevantes para o ensino da eletrostática e finalmente entender o que é eletrostática? Continue a leitura!

O que é eletrostática?

Eletrostática é um ramo da física destinado ao estudo do comportamento de cargas elétricas em repouso, ou seja, que se mantém “paradas”. O nome “Eletrostática” literalmente é uma junção entre “eletro” (eletricidade) + “estática” (parada).

Você deve estar se perguntando: mas como uma energia parada, estável, pode gerar ações como arrepiar os pelos do braço ou dar choques em outras pessoas?

A resposta é que a eletrostática acaba sendo alterada quando essas cargas entram em movimento, resultando em uma corrente elétrica.

É justamente nesta etapa em que a “eletrostática” muda para a “eletrodinâmica”. Para ficar bem claro de entender, pense na eletrostática como uma pessoa tirando um cochilo e a eletrodinâmica como a sua reação ao ouvir o despertador.

Curiosidade: a história da eletrostática

Antes de entrarmos em um assunto técnico, nada melhor que passear pela história da eletrostática!

Como este ramo da física é bem abrangente e antigo, é difícil apresentar com certeza quem realmente foi o descobridor deste estudo de energias estáticas.

Porém, conforme estudos de Maurício Ruv Lemes, o descobridor da eletrostática foi Tales, em 600 a.C. Tales concluiu a existência da eletrostática ao atrair restos de palha após triturar o âmbar.

Séculos e mais séculos depois, diversos estudiosos publicaram conteúdos relevantes sobre o assunto, mas se formos apresentar todos eles, ficaremos aqui por muito tempo. Então, vamos focar só em Tales!

Propriedades da eletrostática

A eletrostática é composta por algumas propriedades específicas destinadas à compreensão deste ramo da física: a Carga Elétrica, a Força Elétrica, o Campo Elétrico, o Potencial Elétrico e a Energia Potencial Elétrica.

Ficou confuso? Então confira o que cada uma delas abrange:

Carga Elétrica

Representada como Coulomb (C), esta é uma propriedade própria das partículas fundamentais de uma matéria, como a massa de um corpo, os elétrons e prótons presentes, entre outras.

Diferente de outras propriedades físicas, a Carga Elétrica é limitante, abrangendo apenas corpos que possuem um valor mínimo (que é BEM pequeno). A famosa Carga Fundamental. Você pode calcular a Carga Elétrica de um corpo seguindo a equação:

Q = n . e

Tabelinha de nomenclatura:

Q = Carga Elétrica (medido em C)

n = Quantidade de elétrons

e = Carga fundamental

Força Elétrica

Sabe aquele conceito de “os opostos se atraem”? Na física isso também é verdade!

Quando corpos diferentes contam com a mesma carga elétrica, eles se repelem, e o oposto acontece quando a carga elétrica é diferente. Isso ocorre porque todos os corpos estão constantemente tentando se equivaler, energeticamente falando.

É justamente por isso que levamos choques ao tocar em algumas pessoas, por exemplo. Para calcular a Força Elétrica é só seguir a fórmula:

F = k . (q1 . q2) / d²

Tabelinha de nomenclatura:

F = Força Elétrica (medida em N)

k = Constante Eletrostática no Vácuo

q1 e q2 = Cargas Elétricas 1 e 2 (medida em C)

d = Distância entre as Cargas (medida em M)

Campo Elétrico

Como você já deve ter percebido na explicação de Força Elétrica, no mundo da física, toda carga elétrica influencia, de alguma forma, o espaço em que está inserida. Isso acontece graças ao seu Campo Elétrico.

De forma bem resumida e simples, o Campo Elétrico é a influência exercida ao redor de cada corpo, de cada carga elétrica.

E = (k . Q)/d²

Tabelinha de nomenclatura:

E = Intensidade do Campo Elétrico (Medida em N/C)

k = Constante Eletrostática no Vácuo

Q = Módulo da Carga (C)

d = Distância entre a Carga e um Ponto do Campo

Potencial Elétrico

O Potencial Elétrico de um corpo é uma quantidade de energia fornecida por um campo elétrico, ou seja, é a quantidade necessária de força que precisa ser exercida para que a carga elétrica entre em movimento.

A fórmula que possibilita este cálculo é:

U = k . Q/d

Tabelinha de nomenclatura:

U = Potencial Elétrico (medido em V)

k = Constante Eletrostática no Vácuo

Q = Carga Elétrica Geradora (medida em C)

d = Distância entre a Carga e um Ponto do Campo (medida em M)

Energia Potencial Elétrica

E, por fim, chegamos à propriedade de Energia Potencial Elétrica que, nada mais é que a energia gerada pela fixação entre duas cargas elétricas.

Esta propriedade física diz respeito àquela partícula que já está inserida em um campo elétrico, ou seja, que necessitará da realização de um Trabalho para que ela entre em movimento. Para calcular a Energia Potencial Elétrica, é só seguir a fórmula:

V = Ep/Q

Tabelinha de nomenclatura:

V = Potencial Elétrico (medido em V)

Ep = Energia Potencial Elétrica (medida em J)

Q = Carga Elétrica (medida em C)

Você sabia?

No Museu WEG você pode experienciar uma invenção de manifestação da energia eletrostática com o Gerador de Van de Graaff.

Desenvolvido para atingir tensões mais elevadas de energia, Jemison Van de Graaff, em 1929, criou este tão conhecido e querido experimento presente no Museu WEG.

De forma prática, o Gerador Van de Graaff é um motor que, ao movimentar uma correia feita de material isolante, alcança altas tensões. A experiência prática resulta no arrepio dos pelos do corpo, sendo muito divertida e educativa para exemplificar o estudo da eletrostática.

Você pode ver de perto o Gerador Van de Graaff acessando o Tour Virtual do Museu WEG! Assim você aprende mais e conhece este experimento sem sair de casa!

OBS: É bem mais legal experienciar o Gerador Van de Graaff pessoalmente no Museu WEG.

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Fontes:

Eletrostática – PreparaEnem

Eletrostática – Mundo Educação

Eletrostática – Brasil Escola

O que é eletrostática? Aprenda como as cargas elétricas se comportam! – Beduka

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Teoria das Cordas: entenda a teoria que pode explicar todo o universo

Se você é um amante da física, com certeza já ouviu falar na Teoria das Cordas. Mas você sabe o que ela explica? Acesse e entenda!

04 de outubro de 2022
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#ciência, #espaço, #física,

Se você é um amante da física, com certeza já ouviu falar na Teoria das Cordas. Mas você sabe o que ela realmente é?

A Teoria das Cordas é um modelo físico que busca unificar as forças fundamentais da natureza, afirmando que as interações existentes são resultados da oscilação de cordas unidimensionais. 

Ainda que a teoria não seja comprovada, é muito importante compreender a profundidade dessa visão para entender a dimensão do pensamento físico moderno. Quer saber mais sobre a Teoria das Cordas? Continue a leitura!

O que é a Teoria das Cordas? 

No mundo da física, existem quatro forças fundamentais da natureza, também chamadas de interações, que podem explicar os fenômenos físicos existentes, são elas: a gravidade, a eletromagnética, a força fraca e a força forte. 

Resumidamente, a Teoria das Cordas sugere que todos os tipos de interações, são fruto de oscilações em cordas unidimensionais. Ou seja, para os estudiosos da área, as oscilações das cordas são responsáveis por gerar todas as partículas e forças presentes no universo. 

Essa teoria, ainda não comprovada, busca unificar conhecimentos de dois campos da física: a Física Quântica e a Relatividade Geral. Ué, se não foi comprovada, por que tem tanta gente sempre falando sobre ela? 

Porque ela agrada e desagrada os físicos e estudiosos na mesma medida: enquanto alguns desacreditam a teoria e buscam por outras vertentes, temos os estudiosos que acreditam que a Teoria das Cordas apenas não foi compreendida logicamente (como um problema BEM complexo para resolver).

Outro ponto interessante sobre a Teoria das Cordas é sua simplicidade e elegância em comparação as demais teorias. Sua comprovação seria a prova real de todos os conhecimentos físicos que já possuímos.

A Teoria das Cordas é uma interpretação que explica como tudo (desde átomos até universos paralelos) estão ligados por cordas minúsculas e unidimensionais. Devido a essa característica, a teoria também é chamada de “Teoria Unificada”. Parece complicado no primeiro momento, mas logo fará mais sentido. 

Como é explicada a Teoria das Cordas?

A Teoria das Cordas também possui diversas interpretações matemáticas, mas o que é comum em todas elas é que tudo, desde as partículas aos átomos, são ligados por cordas. 

Essas cordas contariam com duas propriedades: a Tensão (as vibrações dessa corda, sendo variáveis) e o Comprimento (a distância entre as partículas que ela estaria ligando, sendo constante). 

Ou seja, de forma resumida, uma corda unidimensional vibrando em determinada frequência somada ao comprimento específico, resultam em uma partícula distinta, como um elétron ou um fóton, por exemplo.

Para entender melhor, imagine uma corda de violão. Conforme o músico bate na corda com a palheta, ela gera uma vibração, ao mesmo tempo, o músico pressiona a corda junto ao braço do violão em uma determinada casa musical. 

Essas ações, fazem com que a corda produza um som específico. Assim como na Teoria das Cordas, elas produzem uma partícula específica. 

Leia também: Por que o som não se propaga no espaço?

Teoria das Cordas e as dimensões do universo

Um dos problemas existentes na Teoria das Cordas está na necessidade de aumentar a quantidade de dimensões possíveis no universo, já que seriam inúmeras cordas vibrando pelo universo como um todo.  

Um exemplo, seria a Teoria-M, proposta por Edward Witten, que sugere pelo menos 11 dimensões diferentes (10 dimensões de espaço e 1 de tempo) e propõe uma unificação entre cinco teses somadas a Supersimetria e Supergravidade. 

Atualmente, conhecemos 4 dimensões: 3 dimensões de espaço e 1 dimensão de tempo (como os filmes 3D, por exemplo). Segundo a Teoria-M, esse número subiria para 11 dimensões. Espera aí, por que não conseguimos ver essas dimensões? 

Porque, provavelmente, elas são muito pequenas para serem percebidas. Imagine que uma pessoa e uma formiga estão em uma corda de slackline: enquanto a pessoa só consegue se locomover para frente e para trás, a formiga consegue caminhar em volta da corda também. 

Esse exemplo facilita a compreensão de porque não conseguimos ver e caminhar por outras dimensões. Pois, possivelmente, contamos com características que não são compatíveis com essa realidade por ela ser compacta e dar voltas em si mesma.

Como no caso do homem e da formiga, já que somos muito grandes para conseguir dar voltas pela corda ou, até mesmo, enxergar que há um caminho pelas suas laterais. 

A Teoria das Cordas pode explicar o universo?

Inicialmente, a Teoria das Cordas foi proposta para explicar os aspectos da interação nuclear forte, porém, desde 1974, passou a ser usada para descrever a força da gravidade. 

Essa mudança de foco possibilitou que uma nova visão da física como conhecemos surgisse, fosse debatida e gerasse maiores interpretações. 

Sim! A Teoria das Cordas é bem complexa, mas, na verdade, ela cria brechas e interpretações variadas nas teorias que já existem. Foi graças a evolução da Teoria das Cordas que a ideia de multiversos surgiu (os universos paralelos), mesmo que ainda não seja comprovada.

Para compreender a Teoria das Cordas é preciso possuir um conhecimento elevado de física e matemática, já que relaciona diversas teorias e avança para o conhecimento ultra subjetivo. 

Mesmo assim, saber pelo menos um pouco auxilia na compreensão e riqueza do nosso conhecimento científico como um todo. Quer saber em primeira mão quando são lançados conteúdos como esse? Então siga o Museu WEG no Instagram! 

Fontes:

Teoria das Cordas – Mundo Educação

A Teoria das Cordas e a unificação das forças da natureza – USP

Teoria quântica da gravitação: cordas e teoria M – Scielo

O que é a Teoria das Cordas? – Tecmundo

A Teoria das Cordas Explicada – Ciência todo dia

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O que é um buraco negro e por que precisamos estudá-lo?

Retratado em inúmeros filmes, o Buraco Negro ainda é um mistério do universo. Acesse e descubra o que é um buraco negro e porque estudá-lo!

17 de agosto de 2022
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#ciência, #espaço, #física,

Muitas vezes temidos e considerados os vilões do universo, os buracos negros são retratados de diversas formas na literatura e no cinema, recebendo inúmeras teorias e hipóteses sobre o que é possível encontrar no seu interior.

Capazes de “sugar” estrelas e planetas inteiros, os buracos negros são como ralos de pia e aspiradores do espaço sideral. Portais ou não, a única certeza que temos é que ninguém sabe para onde vão as vítimas desses vilões do universo.

Claro, essa é apenas uma visão romantizada desse fenômeno natural. Mas, se você quiser saber o que é um buraco negro e por que é importante estudá-lo, continue a leitura.

O que é um buraco negro?

De modo resumido, um buraco negro é uma região do espaço-tempo supermassiva. Ele possui uma densidade tão alta que acaba distorcendo o espaço-tempo, gerando diversos fenômenos ao seu redor (no horizonte de eventos).

O horizonte de eventos de um buraco negro é a distância “sem volta”, o local onde o campo gravitacional é tão forte que se torna impossível fugir do destino final: ser arrastado para o abismo.

Para você compreender a força do horizonte de eventos, tenha em mente que nem mesmo a luz (que possui velocidade de 299.792.458 m/s) consegue escapar de sua força. Justamente por “engolir” até mesmo a luz, um buraco negro é realmente um território no espaço totalmente imerso na escuridão.

Como são formados os buracos negros?

Agora você já sabe que são extremamente densos, distorcendo completamente o espaço-tempo em que estão inseridos, vamos entender como são formados os buracos negros.

Existem apenas especulações sobre suas origens, mas, ligando a teoria de Einstein e com a de Schwarzschild, deduz-se que os buracos negros podem ser formados de qualquer objeto ultradenso presente no universo.

Segundo os cientistas, quando uma estrela chega ao fim da vida, caso ela seja pelo menos 10x maior que o nosso Sol, os seus átomos entram em colapso aumentando a densidade a ponto de criar um buraco negro, criando assim um buraco negro de massa estelar.

Quais são os tipos de buracos negros?

Existem quatro possíveis estruturas para um buraco negro, desses, apenas dois deles foram observados por cientistas, o supermassivo e o estelar. Os outros dois, o intermediário e o primordial, ainda são considerados apenas teorias, não sendo confirmados se existem ou não.

Buracos negros supermassivos

Após muita observação, os cientistas já consideram que, no centro de toda galáxia, exista um buraco negro supermassivo, e ninguém ainda compreende como ele se forma. Como o próprio nome já diz, esse buraco negro possui uma massa inimaginável, aumentando assim a sua gravidade no horizonte de eventos.

Justamente por serem tão “magnéticos”, esses buracos negros atraem muita luz, emitindo um brilho intenso em ondas de rádio e de raio-x quando “engolem” outros objetos.

Buracos negros de massa estelar

Como o próprio nome já diz, o buraco negro de massa estelar é aquele que “nasce” do colapso de estrelas de muita massa. Acredita-se que esses buracos negros possam ser tão densos quanto o limite das maiores estrelas (chegando a 65x a massa do Sol).

Buracos negros intermediários

Agora adentramos o mundo das hipóteses, já que ainda não foi visualizado nenhum buraco negro intermediário. Esse buraco negro, segundo a hipótese, estaria entre o buraco negro supermassivo e o de massa estelar, sendo maior e mais denso que qualquer estrela existente, mas menor que um buraco negro supermassivo.

Alguns cientistas acreditam que os buracos negros intermediários são “bebês” supermassivos que crescerão até se formarem os gigantes que conhecemos.

Buracos negros primordiais

Ainda não existe uma teoria preferida pelos cientistas que defenda se um buraco negro primordial é, na realidade, um buraco negro muito maior que um supermassivo ou se é um conglomerado de vários outros.

Mas, para deixar o conteúdo mais compreensível, entenda que um buraco negro primordial, hipoteticamente, surgiu após o início do universo, graças ao colapso de densidade do Big Bang.

O Paradoxo de Hawking

Hawking, conhecido pela teoria Radiação Hawking, destacou que os buracos negros colapsavam duas teorias fundamentais: a da relatividade geral e a da mecânica quântica.

Enquanto a teoria da relatividade geral afirma que toda massa que entrar em um buraco negro não conseguirá sair, a mecânica quântica afirma que esse fenômeno é impossível.

Porém, atualmente já existem cientistas que dizem ter resolvido esse problema por meio do “cabelo” de buracos negros: o “Teorema do Cabelo, sim”, de Calmet.

Em resposta à antiga Teoria de Calvície, de Wheeler, Calmet afirma ter solucionado o Paradoxo de Hawking com uma visão intermediária entre o que é defendido pela relatividade geral (nada sai do buraco negro) e a mecânica quântica (algo precisa sair do buraco negro), surgindo assim o “cabelo” de um buraco negro.

O cabelo quântico permite que informações que entrem em um buraco negro saiam novamente. Mas, por ser muito revolucionária, essa teoria ainda é muito recente para ser aceita pela ciência.

Por que precisamos estudar os buracos negros?

A possível solução do Paradoxo de Hawking é um grande exemplo do porquê precisamos estudar mais sobre os buracos negros e conseguir mais respostas. Esses gigantes do espaço tão temidos e admirados ainda possuem muito para nos ensinar.

Quem sabe daqui uns milhares de anos não estejamos viajando por galáxias por meio deles? Claro, essa é só uma hipótese defendida pelos amantes da ficção científica.

Gostou deste assunto? Você pode conferir mais assuntos sobre astronomia no Blog do Museu WEG.

Fontes:

O que é buraco negro? – Canaltech

Cientistas ‘captam’ som de buraco negro devorando uma estrela; ouça – UOL

Os buracos negros ‘cabeludos’ que explicam paradoxo identificado por Stephen Hawking, segundo cientistas – BBC

Buracos negros: vilões do universo ou distorção natural? – Techmundo

Os buracos negros e a importância de estudá-los – TV Senado

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Saiba tudo sobre James Webb, o maior telescópio espacial já lançado

Estamos próximos de descobrir ainda mais sobre o surgimento do universo! Saiba tudo sobre James Webb, o maior telescópio já lançado.

03 de agosto de 2022
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#ciência, #espaço, #física,

Visualizar o passado e compreender o futuro do espaço com ainda mais detalhes? Agora é possível! Uma das missões recentes mais importantes da NASA já está no espaço coletando dados e fotos em qualidade que nunca foram possíveis antes: a missão do James Webb.

Esse é o nome que os amantes da ciência mais têm ouvido nos últimos dias. O telescópio lançado no dia 25 de dezembro de 2021 já está dando o que falar, reproduzindo imagens em alta resolução que, além de lindas, são carregadas de significado para o mundo da ciência.

O maior investimento que a NASA já fez em uma missão, o telescópio James Webb promete revolucionar todo o conhecimento que possuímos até agora.

Com 25 anos de desenvolvimento e investimento de US$ 10 bilhões, o telescópio James Webb abrirá portas para o que conhecemos sobre o universo. Quer saber mais? Continue a leitura!

Tá, mas o que é esse Telescópio James Webb?

O presente de Natal de 2021 foi bem memorável para os amantes da ciência. Contando com milhares de cientistas, engenheiros e técnicos, 14 países participaram da criação do telescópio James Webb.

Esse gigante foi criado com o intuito de observar objetos e eventos extremamente distantes no universo, alcançando 13,5 bilhões de anos e possibilitando que sejam vistos a formação e o nascimento das primeiras galáxias.

Outro ponto revolucionário desse telescópio está na sua capacidade de responder perguntas como “quais exoplanetas são potencialmente habitáveis”. Ou seja, o Webb pode revolucionar os conhecimentos da humanidade respondendo algumas das maiores perguntas da ciência.

Como foi criado o Telescópio James Webb?

Juntando as forças de 14 países, o Telescópio James Webb foi desenvolvido com o apoio e o investimento da NASA (Estados Unidos), que dirigiu o projeto; da ESA (Europa), que forneceu sistema de infravermelho e o foguete em sua base de lançamento; e da CSA (Canadá), que ofereceu sistema de infravermelho e o sensor responsável pela criação das imagens coletadas.

É um trabalho em equipe que trará inúmeros benefícios para o mundo da tecnologia espacial e muita ansiedade para os amantes da ciência.

Você deve estar se perguntando “por que esse telescópio tem nome de gente”. Seu nome foi inspirado em James Edwin Webb, o segundo administrador da NASA (entre 1961 e 1968), responsável pelo desenvolvimento do programa Apollo (que levou o homem à Lua).

Qual é a diferença entre o Hubble e o Webb?

As diferenças entre o Hubble e o Webb são gigantescas. O Webb é o segundo mais avançado desenvolvimento científico da humanidade, e o Hubble é seu antecessor.

Para ficar mais fácil de compreender a dimensão dessa diferença, enquanto o Hubble está localizado a 500 km da Terra, o Webb ficará a exposto a 1,5 milhões de km do nosso planeta (no Ponto de Lagrange, local onde a força gravitacional de dois corpos cancela a aceleração centrípeta).

Além da distância gritante e da evidente superioridade tecnológica: enquanto o Hubble pode (e precisa) receber manutenção de tempos em tempos, o Webb está longe demais para receber melhorias e consertos.

Justamente por isso, o lançamento do Webb causou tensão entre os cientistas. Por ser muito grande, esse telescópio precisou ser dobrado para ser acomodado dentro do foguete de lançamento, necessitando que se desdobrasse sozinho no espaço.

Outro ponto que diferencia esses dois telescópios está na sua capacidade de observação.

Enquanto o Hubble reflete imagens de galáxias que se formaram a 400 milhões de anos após o Big Bang, o Webb poderá apresentar imagens de 250 milhões de anos após o Big Bang, cerca de 150 milhões de anos mais potente que seu antecessor.

Parece irreal, não é? Mas, com as primeiras imagens coletadas pelo Webb, já é possível compreender a potência desse telescópio. O James Webb coletou imagens do espaço profundo, confira abaixo e veja a resolução incrível desse telescópio.

Gostou deste conteúdo? Se você gosta de ciência e está sempre buscando estar por dentro das curiosidades do mundo da tecnologia, siga o Museu WEG no Twitter e no Instagram, assim você não perderá nenhuma novidade.

Fontes:

NASA

Como o novo telescópio espacial James Webb deve revolucionar a ciência – UOL

James Webb: saiba tudo sobre o telescópio que é a missão mais cara na história da Nasa – Olhar digital

Telescópio James Webb: o arqueólogo das estrelas – Superinteressante

Telescópio espacial James Webb: saiba tudo sobre o maior observatório da NASA – Canal Tech

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A Física Explica: Por que o som do trovão é percebido depois de ele cair?

Já parou para pensar no porquê de o som do trovão ser percebido depois de ele cair durante a tempestade? Leia o conteúdo e descubra!

19 de julho de 2022
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#ciência, #física, #natureza,

É só dar um clarão no céu durante uma tempestade que já aguardamos o barulho do trovão, mas você já se perguntou: Por que o som do trovão é percebido depois de ele cair? Neste conteúdo, você irá descobrir o motivo de esse fenômeno físico acontecer.

Por que os raios acontecem?

Antes de entramos na questão “som” e “imagem”, é preciso primeiro compreender porque os raios acontecem. Quando o sol aquece a Terra e ocorre a evaporação da água, esse vapor sobe para a área menos densa da atmosfera.

Essa parte em específico do céu é bem mais fria que a temperatura de baixas altitudes, o que ocasiona a solidificação das minúsculas gotinhas de água que compõem uma nuvem.

Ainda não se sabe definitivamente porque as nuvens contêm eletricidade, porém, muitos pesquisadores sugerem que esse fenômeno acontece devido à colisão de partículas de água, gelo e granizo.

Acredita-se que o granizo, por ser o mais pesado dos três, ao colidir com o gelo, fica carregado negativamente enquanto os cristais de gelo ficam carregados positivamente.

Quando a quantidade de carga preenche demais a nuvem, eletrizando-a por completo, acontece algo semelhante a “estourar um balão”, e ocorrem as descargas elétricas: os raios.

Esse fenômeno pode ser tanto descendente, das nuvens para o solo, quanto ascendente, do solo para as nuvens, uma reação de outro raio.

Por que o som dos raios é “atrasado”?

A resposta é simples: a velocidade da luz é muito maior que a velocidade do som. Enquanto a velocidade da luz alcança 299.792.458 m/s, a velocidade do som apenas chega a 340 m/s.

Isso acontece devido à força gravitacional da Terra, já que, embaixo d’água, a velocidade do som é aumentada, mas não chegando à velocidade da luz.

CURIOSIDADE: O som do trovão alcança três estágios: o de curto estalo, agudo; o som intenso, que dura mais tempo; e a expansão do som grave, que se espalha pela atmosfera e dá a sensação de “tremer o ar”.

O Gerador Van der Graff

No Museu WEG, você encontra um equipamento científico que explica a capacidade de a carga elétrica se transferir integralmente de um corpo para outro.

Composto por uma esfera metálica, uma correia e um motor de alta tensão, o Gerador de Van der Graff é muito utilizado em visitas guiadas para explicar o fenômeno da eletricidade.

Ficou curioso? Venha visitar o Museu WEG e presenciar uma demonstração de seu funcionamento.

Fontes:

Os sons dos trovões – Brasil Escola

O que provoca o som dos trovões? – EBC

Por que vemos o relâmpago antes de ouvir o barulho do trovão? – CEO Porto Alegre

A Física das tempestades e dos raios – Portal Pion

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Novo estado da água descoberto pode aumentar a chance de encontrar vida em outros planetas.

E se a água também tivesse um quarto estado físico? Acesse e entenda mais sobre o novo estado da água descoberto, Gelo -VIIₜ.

20 de junho de 2022
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#agua, #ciência, #curiosidades, #física,

Você se recorda de quando aprendeu sobre os 3 estados da água na escola? E se você descobrisse que além de líquida, sólida e gasosa, a água tivesse um quarto estado?

Não é pegadinha, um novo estado da água foi descoberto. Cientistas norte-americanos descobriram que, quando pressionada, a água adquire um estado “Gelo -VIIₜ”, que não é explicado pela física clássica, já que se trata de uma espécie de “túnel quântico”.

Mas como ninguém descobriu isso antes? Porque o efeito túnel é um fenômeno que só pode ser observado em nível quântico, já que suas partículas são muito menores que uma molécula de H2O. Continue lendo a matéria para saber mais sobre o efeito túnel.

Gelo -VIIₜ: Novo estado da água descoberto

Além do Gelo-1, o gelo encontrado na natureza, o estado sólido da água pode chegar a várias fases de gelo quando pressionadas em laboratório, como é o caso do Gelo-VII e do Gelo-X, por exemplo. Testando uma pressão ainda maior nas partículas de água, foi encontrada a fase Gelo -VIIₜ.

Em um laboratório nos Estados Unidos, cientistas decidiram “espremer” uma quantidade de água em uma espécie de bigorna de diamante, forçando sua transformação para o estado sólido.

Antes da amostra virar gelo, a atingiram com um laser, o que resultou em um acúmulo de partículas em forma de pó cristalizado. Após aumentarem a pressão da bigorna, mantendo uma periodicidade dos ‘tiros’ de laser, conseguiram perceber uma fase intermediária entre o Gelo-VII e o Gelo-X: o Gelo -VIIₜ.

Relação entre o novo estado da água e exoplanetas

A compreensão do novo estado da água não só possibilitou uma nova descoberta científica como também abriu a possibilidade de que seja encontrada vida em planetas do nosso Sistema Solar e fora dele.

Segundo Zach Grande, o autor principal da pesquisa: “essa descoberta pode ter implicações importantes para estudar as condições interiores de outros mundos. Planetas ricos em água fora do Sistema Solar poderiam ter a variante Gelo-VIIₜ em abundância, aumentando até mesmo a chance de condições adequadas para o surgimento da vida”.

O Gelo -VIIₜ dificilmente seria encontrado na Terra, já que a pressão é muito baixa, mas em planetas gelados como Netuno e Urano, há possibilidade.

Curtiu esta matéria? Fique por dentro de novidades e curiosidades do mundo da ciência, dê uma espiada em nosso Blog.

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O que é física quântica?

Conheça o ramo da ciência que estuda os fenômenos ocorridos com partículas atômicas e subatômicas.

14 de fevereiro de 2022
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A física quântica é um dos ramos mais bem-sucedidos da ciência. Ela é capaz de estudar o comportamento de diversos fenômenos que ocorrem em escalas moleculares, atômicas e nucleares. 

Ao longo dos anos, muitas teorias foram sendo difundidas sobre a física quântica, passando pela física, química e até mesmo pela espiritualidade. Graças ao surgimento da mecânica quântica, por exemplo, temos tecnologias de ponta que cabem na palma das nossas mãos.

Mas afinal, o que é física quântica? Você sabe por que ela é conhecida por ser “impossível” de entender? É isso que vamos ver!

O que é a física quântica?

A física quântica é o ramo da ciência que estuda os fenômenos ocorridos com partículas atômicas e subatômicas, isto significa que essas partículas são do mesmo tamanho ou menores que os átomos. Como: os elétrons, os fótons, as moléculas e os prótons.

Essas micropartículas não são influenciadas pelas leis que compõem a física clássica, como a gravidade, a lei da inércia, ação e reação, etc. Isso quer dizer que ao contrário da física clássica, a física quântica é classificada como “não intuitiva”. 

Neste ramo teórico, determinadas coisas são tidas como verdade mesmo quando aparentam não ser. 

Como surgiu a física quântica?

A física quântica tem sua origem no início de 1920, com os estudos de Max Planck (1858 – 1947). Na sua teoria quântica, Planck explica o fenômeno da emissão de radiação por um corpo negro ao sugerir a quantização da energia contida na radiação térmica.

A palavra quântico (quantização) indicava que cada átomo emitido pelo corpo negro só poderia trocar pequenos pacotes de energia (hoje chamados de fótons). 

Ela se refere à alteração instantânea dos elétrons que contém um nível mínimo de energia para um superior, caso sejam aquecidos. 

Assim, a teoria de Planck contrariava a física clássica que afirmava que quaisquer valores de energia estavam ligados a ondas eletromagnéticas.

Planck utilizava o argumento da quantização da energia para explicar seus experimentos e essa ideia foi adotada um tempo depois por outro físico brilhante, Albert Einstein.

Para Einstein a quantização não se aplicava exclusivamente à radiação térmica, mas também às demais frequências de ondas eletromagnéticas. Foi, inclusive, Albert Einstein que batizou a equação de Planck de quantum (do latim, que significa “quantidade”). 

A partir desse momento, Einstein explicou com sucesso o mecanismo por trás do efeito fotoelétrico, que sugeriu que a luz e as demais ondas eletromagnéticas tinham capacidade para se comportar ora como onda, ora como partículas.

Em seguida foi a vez do físico francês Louis de Broglie entrar em cena e sugerir que partículas como prótons, nêutrons e elétrons pudessem se comportar como ondas.

De Broglie calculou o comprimento de onda relacionado a cada partícula e com o resultado do seu experimento, mostrou que as partículas podiam sofrer interferência, difração, reflexão etc., da mesma forma que sofrem as ondas. Nascia assim a mecânica quântica.

O princípio da incerteza

Mesmo com muitos experimentos, por muito tempo não era possível entender como um elétron podia se comportar como uma partícula e como uma onda (o que chamamos de “dualidade onda-partícula”). 

A resposta veio com o estudo de Werner Heisenberg, que apresentou o princípio da incerteza. O princípio da incerteza de Heisenberg mostra que é impossível de se obter, com precisão, a velocidade e a posição de uma partícula no mesmo instante.

Isso quer dizer que se fosse possível saber, com certeza, a posição da partícula, a informação sobre sua velocidade seria perdida e vice-versa. O princípio de Heisenberg nos mostrou que a física quântica não é determinística como a física clássica, ela é probabilística.

Além dos já citados, diversos outros cientistas e físicos contribuíram para o desenvolvimento da física quântica ao longo do século XX, como: 

  • Niels Bohr (1885 – 1962),
  • Erwin Schrödinger (1887 – 1961),
  • Max Born (1882 – 1970),
  • John von Neumann (1903 – 1957),
  • Wolfgang Pauli (1900 – 1958),
  • Richard Feynman (1918 – 1988),
  • entre outros.

Aplicações da física quântica

Agora que já entendemos o mundo improvável da física quântica, vamos conferir algumas de suas aplicações no dia a dia:

  • Espectroscopia: é o estudo da interação entre a radiação eletromagnética e a matéria, analisando a luz emitida e absorvida por átomos. A técnica é largamente utilizada na detecção de materiais, desde gases a sólidos.
  • Datação por carbono-14: é possível estimar a idade de uma amostra de qualquer material orgânico medindo o percentual de carbono-14 em seu interior. Ele está presente em toda a matéria, mas sua quantidade total diminui pela metade a cada 5700 anos.
  • Energia solar: a energia que é obtida através dos painéis solares só existe graças à descoberta e à interpretação do efeito fotoelétrico explicado por Einstein. Nesse fenômeno os fótons colidem com os elétrons do material, ejetando-os para fora do próprio material.

Física quântica e espiritualidade

Muito se fala sobre a ligação entre a física quântica e conceitos filosóficos e espirituais, entretanto, do ponto de vista da física, não existe qualquer relação entre os temas.

Para os defensores desta relação, a resposta é o princípio da causalidade e incerteza da teoria, que diz ser possível existir duas situações diferentes e simultâneas para determinado corpo subatômico. 

E, já que o assunto é física, que tal continuar no blog e conhecer 10 descobertas premiadas pelo Nobel de Física?

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O que é eletroquímica?

Você sabe do que se trata a eletroquímica?

27 de janeiro de 2022
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A eletroquímica está muito presente no nosso dia a dia, inclusive, se você está lendo este artigo, é porque a eletroquímica está em ação.

Ela é encontrada em pilhas e baterias, celulares, lanternas, calculadoras, computadores e muitos outros objetos do nosso cotidiano. Trata-se de um dos ramos da físico-química que estuda as relações existentes entre reações químicas e a corrente elétrica.

As reações estudadas na eletroquímica podem ser divididas em oxirredução (oxidação e redução), pilhas, baterias e a eletrólise. Lendo sobre cada uma dessas reações, você terá uma compreensão mais aplicada sobre o que é a eletroquímica. Vamos lá?

Reações da eletroquímica

Para entender melhor e observar a aplicação da eletroquímica no nosso dia a dia, confira abaixo como cada uma das reações estudadas por esse ramo da físico-química funciona. 

Reações de oxirredução

A oxirredução é um fenômeno químico. Nele, há a produção de energia elétrica a partir da ocorrência da oxidação e da redução de espécies químicas. Suas reações são caracterizadas pela perda e pelo ganho de elétrons:

  • Oxidação é a perda de elétrons. É provocada pelo elemento chamado de agente oxidante.
  • Redução é o ganho de elétrons. É provocada pelo elemento chamado de agente redutor.

Em resumo, isso significa que, no processo de oxirredução, ocorre a transferência de elétrons de uma espécie para outra. 

Quando um átomo ou íon recebe elétrons e tem a sua carga ou o seu número de oxidação (Nox) diminuído, dizemos que ele sofreu uma redução. Já a espécie que perde os elétrons sofre a oxidação, tendo o seu Nox aumentado.

As ações de oxirredução estão presentes no cotidiano, como na oxidação do ferro (quando forma a ferrugem), na redução de minérios metálicos para a produção de metais, formação do aço, corrosão de navios, etc.

Pilhas e baterias

Em resumo, a pilha converte energia química em energia elétrica de modo espontâneo. Ela também é chamada de célula eletroquímica, é composta por dois eletrodos e um eletrólito. Quando conectamos duas ou mais pilhas, forma-se uma bateria.

A conversão de energia química em energia elétrica ocorre por meio de uma reação de oxirredução. 

Esse processo acontece espontaneamente, pois há a transferência de elétrons entre um metal que tem a tendência de doar elétrons (lado negativo: ânodo) por meio de um fio condutor para um metal que tem a tendência de receber elétrons (lado positivo: cátodo).

Algumas pilhas ou baterias não podem ser recarregadas, essas são chamadas de primárias. Nelas, a reação de oxirredução funciona por determinado período, fornecendo energia ao sistema até que a reação química se esgote e o dispositivo pare de funcionar.

No entanto, as pilhas ou as baterias secundárias são recarregáveis e podem ser utilizadas diversas vezes. Um exemplo disso é a bateria usada em automóveis (baterias chumbo/óxido de chumbo ou chumbo/ácido).

Esse tipo de bateria é recarregada quando recebe uma corrente elétrica contínua, a diferença de potencial recebida é capaz de inverter os polos e mudar o sentido da reação química, fazendo com que a bateria funcione e grande parte do ácido sulfúrico se regenere.

Conheça o inventor da pilha voltaica.

Eletrólise

Ao contrário das pilhas, a eletrólise é a reação de oxirredução que ocorre de modo não espontâneo e converte energia elétrica em energia química.

Existem dois tipos de eletrólises:

Eletrólise ígnea: é aquela que se processa a partir de um eletrólito fundido, ou seja, pelo processo de fusão. É feita com ausência de água. A corrente elétrica passa pela substância iônica na fase líquida (fundida). 

Um exemplo disso é a eletrólise do cloreto de sódio (sal de cozinha) fundido, que produz o gás cloro e o sódio metálico – este último é tão reativo que chega a explodir em contato com a água.

Eletrólise aquosa: neste caso, temos íons fornecidos pela substância dissolvida na água. Em solução aquosa, a eletrólise pode ser realizada com eletrodos inertes ou eletrodos ativos (ou reativos).

Um exemplo da utilização da eletrólise aquosa é no revestimento de peças com metais que se oxidam mais facilmente que o metal que constitui a peça para protegê-la contra a corrosão. 

Aplicações da eletroquímica

Para visualizar melhor todos os exemplos citados neste artigo, descrevemos mais algumas circunstâncias do nosso cotidiano nas quais a eletroquímica entra em ação, são elas:

  • – Reações no corpo humano.
  • – Fabricação de aparelhos eletrônicos.
  • – Carregamento de pilhas e baterias.
  • – Galvanoplastia: revestimento de peças de ferro e aço com zinco metálico, impedindo a ferrugem de materiais.
  • – Dezenas de aplicações na indústria química.

Agora já descobrimos um pouco mais sobre a eletroquímica, que ela estuda as relações entre reações químicas e a corrente elétrica e está muito presente no nosso dia a dia. 

Leia também sobre o eletromagnetismo terrestre. 

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Férias escolares com o Museu WEG

Um passeio virtual no Museu WEG com uma convidada especial!

22 de julho de 2021
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O período das férias escolares chegou, e, como de costume, o Museu WEG preparou algo especial para todo mundo brincar e aprender nessa época do ano. As atividades são virtuais, mas os alunos podem seguir as experiências e replicá-las em casa.

A programação conta com um tour virtual pelo Museu WEG apresentando as salas com uma participação super especial: a Sofia, uma criança que, acompanhada de um profissional, mostrará o Museu de criança para criança.

O objetivo é proporcionar uma visita amigável e o aprendizado sobre eletricidade, eletromagnetismo, história e cultura geral para os pequenos que estão de férias escolares.

Durante o passeio, os alunos podem acompanhar experiências que também podem fazer em casa. São elas: erupção colorida, areia mágica e tornado colorido. Ficou curioso? Então, prepare-se para dar o play e acompanhar essa aventura!

Se você gostou do vídeo compartilhe com sua turma e ajude a espalhar as maravilhas da Ciência e Tecnologia. E, se fizer a experiência na sua casa, poste nas redes sociais e marque o @museuweg. Vai ser um prazer ver as experiências de vocês! 

Continue no blog e confira nossas dicas de leitura e canais para aprender sobre ciência durante as férias.

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