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domingo, 18 de julho de 2010

Como estudar física?

É bem comum nos depararmos com alunos indagando...: como estudar Física ?. Decorar, realmente não funciona para quem de fato quer entender os processos físicos.

Existem, basicamente, três tipos de alunos para a Física:

- aqueles que não cultivam nenhuma admiração, no entanto, precisam estudar para a prova;
- aqueles que embora não pretendam seguir uma carreira de Exatas, cultivam uma simpatia acima da média;
- e, por fim, aqueles que realmente pretendem seguir carreira na Física ou em área a ela relacionada.

Cada um destes três grupos possui características que lhe são bem peculiares, necessitando de métodos específicos para os objetivos a serem atingidos. Não é à-toa que existem cursinhos específicos de alta qualidade que simplesmente fazem um estrondoso sucesso.
Vamos , porém, procurar, de forma generalizada, citar alguns conselhos indispensáveis para quem quer ou precisa entender como estudar Física.
Condições básicas como um bom lugar para estudo, boa alimentação, qualidade de vida e local adequado, vamos considerar que já sejam supridas.

Regras básicas sobre como estudar Física

Vamos ao assunto, enumerando (na medida do possível) os itens:

1 - Faz-se necessário que se tenha uma boa bibliografia para consulta. Consultar o mesmo assunto segundo explicações diferentes habilita-nos a visualizá-lo de diferentes formas. Duas situações podem ocorrer: você conseguirá esclarecer pontos ainda duvidosos e (ou) reforçar conceitos já assimilados, abrindo a porta para que seu cérebro possa assimilar o conteúdo da forma mais simples possível;

2 - Em sala de aula ou mesmo como auto-ditadata é muito válido que se tome notas e resumos sobre assuntos que se julguem necessários. Estas notas podem ser para que não venhamos nos esquecer sobre algum conceito ou, ainda, para que futuramente possamos esclarecer ou explorar melhor algum ponto que possa ser melhor compreendido;

3 - Estudar com regularidade em horários e cargas previamente definidos. Desta forma evita-se o acúmulo de dúvidas bem como se permite que entremos em intimidade com o assunto que passará a ser visto com maior familiaridade, facilitando a abstração do conteúdo;

4 - Boa base matemática. A Física é explicada quase sempre através de fórmulas matemáticas. As equações (sistemas de equações) em especial são sempre exploradas desde o início do estudo em cinemática, por exemplo. Suponhamos que você queira saber os instante do encontro de dois móveis que se movimentem em sentido contrário numa mesma estrada. De nada adianta conhecer os conceitos se você não compreender que se deve igualar (resolver) as respectivas equações do movimento;

5 - Entender que a Física possui determinados tópicos, os quais devem ser estudados em seus diferentes capítulos na seqüência mais lógica possível, objetivando facilitar a compreensão e o desenrolar do conteúdo de forma mais natural. O crescimento da complexidade do assunto (dentro do tópico) ficará muito mais fácil de ser assimilado. Perceba que com conceitos básicos de movimento uniforme se torna muito mais fácil a compreensão do movimento uniformemente variado e com este se torna simples estudar lançamento de projéteis, no entanto, se quiséssemos aplicar a ordem inversa no aprendizado a assimilação dos conteúdos ficaria muito mais difícil;

6 - Resolver exercícios com frequência para colocar à prova a parte teórica. Além de servir para a fixação do conteúdo estudado, durante a resolução de problemas podemos diagnosticar falhas no aprendizado e ampliar o conhecimento através do esforço e criatividade mental.

7 - Ter consciência de que nossa mente funciona como um poderoso banco de dados e sempre que uma situação-problema nos é apresentada ela procura um modelo que possa ser comparado e sirva como base para a resolução. Por isto procure abstrair o maior número de “Exercícios Modelos”, certamente eles serão a “luz no fim do túnel” quando você se deparar com aquelas questões escabrosas da Física;

8 - Estar ciente de que, em geral, ciências exatas, em especial a Física, requerem persistência e muita força de vontade. Ter objetivos e metas a serem atingidos fazem do estudo uma verdadeira aventura. Lembre-se: O desafio de aprender nunca se acaba!

Existem pessoas que estudam em silêncio, outras com música... Sentados ou em pé. O mais importante é que seja uma condição que lhe propicie um equacionamento entre conforto físico e mental. É altamente recomendável que você estude em condições que lhe permitam o melhor estado de concentração possível.

Existe muito mais a ser dito sobre como estudar, em especial a Física, no entanto, as bases são estas.

Bons estudos e bastante sucesso!

Fonte: http://cursodefisica.com.br/como-estudar-fisica

domingo, 4 de julho de 2010

Antimatéria


Matéria que apresenta carga elétrica inversa. Um átomo de antimatéria contém elétrons com carga positiva e prótons com carga negativa. Se a matéria e a antimatéria se encontrassem, explodiriam formando uma chuva de raios gama.
Investigadores avançam no conhecimento da antimatéria.
Cientistas do Laboratório Europeu de Física de Partículas (CERN) obtiveram pela primeira vez informação sobre a física do anti-hidrogênio, um avanço que poderá revelar propriedades da antimatéria e explicar o processo de criação do Universo.
A experiência, que decorreu no desacelerador de antiprótons na sede do CERN, em Genebra, permitiu "detectar e medir um amplo número de átomos de anti-hidrogênio frios", segundo um comunicado divulgado pelo laboratório europeu.

"Baseando-se na ionização dos antiátomos quando passam através de um forte campo magnético pendente", assinala a nota, a medição da equipe conseguiu "olhar pela primeira vez dentro de um antiátomo e obter a primeira informação sobre a física do anti-hidrogênio".
"Sabemos desde a década de 30 que a cada uma das partículas fundamentais da matéria, que constituem tudo aquilo que vemos, corresponde uma antipartícula, que não existe sob forma estável no mundo", explicou o investigador, que também desenvolve trabalhos no CERN.

Mais, a existência de:

* elétrons e antielétrons,
* prótons e antiprótons,
* átomos e antiátomos,
* partículas e antipartículas,
* matéria e antimatéria, é uma "simetria básica da natureza", disse.

"No entanto, a antimatéria aniquila-se com a matéria que está à sua volta, destruindo-se e dando origem a fótons (luz)", continuou, explicando ser essa a razão porque "é impossível ver um Universo onde exista matéria e antimatéria ao mesmo tempo".
Daí a importância dos trabalhos desenvolvidos no Desacelerador de partículas do CERN, pois permitiram criar anti-átomos de hidrogênio (o átomo de hidrogênio é o mais simples que existe na natureza, apenas composto por um elétron e um próton, o que explica a sua escolha neste tipo de investigação) para estudar as propriedades da antimatéria.
"A partir deste modelo de antipartícula e antimatéria será possível avançar no conhecimento de tudo o que nos rodeia, na medida em que será possível entender porque, algures no processo de criação do Universo, esta simetria básica da natureza foi destruída", indicou.
"Entender porque é que existe matéria, porque é que existem estrelas, planetas, galáxias no nosso Universo e não existe apenas antimatéria, ou seja, luz, é ainda um mistério", continuou João Varela.
A técnica utilizada pela equipe de cientistas do CERN consistiu em "prender pósitrons entre dois grupos de antiprótons numa estrutura de ninho", de forma a que os pósitrons arrefecessem os antiprótons.
Assim que os dois alcançaram uma temperatura semelhante, alguns combinaram-se entre si para formar átomos de anti-hidrogênio (pósitrons em órbita em redor de núcleos de antiprótons).
O cientista alemão Walter Oelert, um dos membros da equipa responsável pela experiência, recordou que em 1996 produziram-se alguns átomos de anti-hidrogênio a uma velocidade próxima da luz, o que equivale a uma temperatura 100.000 vezes superior à do centro do Sol".
"Um material demasiado quente para manipular", comentou.
Acrescentou que nesta experiência se obteve anti-hidrogênio em maior quantidade e a uma temperatura fria de apenas uns graus acima do zero absoluto.
O porta-voz da Universidade norte-americana de Harvard, Jerry Gabrielse, citado pelo CERN, assinalou que esta é uma "medição sem precedentes".
A equipa do CERN conseguiu ainda medir o campo magnético necessário para ionizar os átomos de anti-hidrogênio e os resultados mostram que "os anti-átomos encontram-se num estado de alta excitação", indica o CERN.
http://web.rcts.pt/luisperna/cern.htm
Nós sabemos que a matéria e feita de átomos e os átomos são feitos de partículas menores e essas são:

* Léptons: Elétron, Elétron-Neutrino, Múon, Múon-Neutrino, Tau e Tau-Neutrino.
* Quarks: Up, Down, Charm, Strange, Top e Bottom. (ver: Modelo padrão das partículas)
* Bósons: Fóton, Glúon, Bósons Vetoriais Intermediários e os Grávitons

Bom, a primeira coisa a se explicar sobre a antimatéria, é o mais básico.
A antimatéria é o inverso da matéria. Para cada uma das dezoito partículas apresentadas acima, há uma antipartícula, com massa igual porém com carga elétrica e momento magnético inverso. Elas dão origem:

* ao Antielétron ( chamado de pósitron ),
* ao antipróton
* e ao antinêutron,
* os quais, por sua vez, formam a antimatéria.

LEI DA SIMETRIA DA FÍSICA

Essa lei afirma que: Na natureza, para cada partícula ou efeito, existe outra partícula ou efeito oposto, como por exemplo, cargas elétricas positivas e negativas, pólos magnéticos norte e sul, etc. A existência dessas antipartículas foi prevista e confirmada por teoria e experimentos. Mas elas não podem, contudo, subsistir na Terra, pois a matéria e antimatéria se destroem mutuamente, ao simples contato, com liberação de quantidades enormes de energia; calcula-se, por exemplo, que 1g de matéria, ao se destruir contra 1g de antimatéria, liberaria 1,8 x 1011Kj, energia equivalente à queima de 3.800t de gasolina. Especulações mais profundas levam a imaginar a existência de estrelas e galáxias formadas de antimatéria, e até mesmo a possível existência de um antiuniverso, igual ao da terra, mas feito de antimatéria, e nele a existência de seres humanos, que agiriam, pensariam, igual a nós no mesmo instante e momento que nós, mas não poderiam conviver no mesmo espaço-tempo.
Fórmula básica: A = Z + N ( + ) -A = - Z - N

A= Número da massa, que é a soma de prótons e nêutrons

Z= Número de prótons no núcleo dos átomos
N= Número de nêutrons no núcleo dos átomos

Ou seja............: Ex: 1g +55Fe26 (+) 1g -55Fe26 = 0 "Zero" + 1,8 x 1011Kj,
(55Fe26 = Um isótopo do Ferro, que tem como massa atômica 55,85)
O que se entende na fórmula é: Se 1g de ferro se juntar com 1g de antiferro, resultara em nada + energia.
Isso vai de acordo também com os princípios da matemática pura e simples: Quando somamos um número positivo com o mesmo número negativo resulta em Zero, mas aqui além do Zero, é liberada muitíssima energia.
Para se calcular a energia que a antimatéria libera, usa-se a fórmula da teoria da relatividade de Einstein, pois essa reação trata de uma reação de desintegração atômica e de liberação e transformação de matéria em energia.

E = MC2. (Onde: E= energia, M=massa, C= constante da luz.)


Colocando a fórmula acima na fórmula da relatividade, temos: E = 2 x 300.000 x 300000 = 180.000.000.000 ou em notação cientifica fica 1,8x1011 KJ.

* Um único e simples grama desse material, levaria nosso ônibus espacial em órbita.
* Um grama de carvão tem energia suficiente para alimentar uma lâmpada de 200W por 1 min.
* Um grama de urânio enriquecido tem energia suficiente para alimentar uma cidade de 500.000 habitantes por 1 hora.
* E um simples grama de antimatéria tem energia mais que suficiente para destruir alguns quarteirões de uma rua.

Mas há um problema a resolver: Até agora só se conseguiu produzir algumas simples partículas de antimatéria, sendo seu armazenamento quase impossível. Mesmo assim, os EUA têm um projeto com antimatéria.

http://www.netpar.com.br/startrek/anti.htm

ANTIPARTÍCULAS

Cada uma das partículas elementares tem certas características peculiares, particularmente, a massa, a carga e a rotação (uma partícula pode ser visualizada como uma esfera pequeníssima em rotação). Para cada partícula há uma antipartícula correspondente. A antipartícula tem a mesma massa da partícula, mas as suas outras propriedades são como uma imagem no espelho, opostas às da partícula normal.
Por exemplo, a antipartícula do elétron (que se chama um pósitron) tem a mesma massa do elétron, mas com uma carga positiva.
Quando uma partícula encontra a sua antipartícula, ambas se aniquilam uma à outra e transformam-se em energia, normalmente em forma de fótons de alta energia (raios gama).
Embora algumas antipartículas sejam encontradas na natureza (por exemplo, em raios cósmicos), e também se possam produzir nos aceleradores de partículas nucleares de alta energia, quaisquer antipartículas que sejam produzidas na nossa localidade (com referência ao universo) são rapidamente aniquiladas em colisões com as partículas de matéria normal.
Enquanto que em teoria a antimatéria pode existir em quantidade(por exemplo, estrelas feitas de átomos compostos de antiprótons, antinêutrons, e pósitrons), não existe evidência sugerindo que isto seja o caso no universo. Toda a matéria em quantidade na nossa parte do universo é composta de matéria convencional, e pensa-se em geral que o universo inteiro está dominado por matéria e não por antimatéria.

http://www.geocities.com/angolano/Astronomy/Astronomia/Elementares.html

O positrônio é o único átomo já criado em laboratório contendo tanto matéria, quanto antimatéria. Ele é composto de apenas um elétron e um pósitron (anti-elétron) ligados um ao outro sem um núcleo.

http://www.unesp.br/universofisico/texto.php?id_noticia=02241105

Pesquisador da UFRJ é destaque na Nature, uma das revistas científicas mais importantes do mundo, um artigo do pesquisador da UFRJ Claudio Lenz César, sobre descobertas que vão permitir testar teorias fundamentais no campo da Física.
A equipe da qual Lenz faz parte, produziu grande quantidade de antiátomo do hidrogênio resfriado a baixa temperatura e conseguiu aprisioná-lo no vácuo. Isso vai possibilitar aos cientistas comprovarem uma das teorias fundamentais da física, o chamado Modelo Padrão, segundo o qual matéria e antimatéria são semelhantes. Tal fato nunca pôde ser comprovado porque o átomo, quando em movimento, causa interferência e impede a obtenção de resultados confiáveis.
As diversas possibilidades abertas por essas descobertas podem dar aos pesquisadores o prêmio Nobel de Física. Uma delas é como o anti-hidrogênio responde à força da gravidade. Os resultados podem levantar questões sobre a validade da teoria da Relatividade e mostrar o caminho para unificá-la com a teoria Quântica.
Entretanto, essa descoberta também vai trazer vantagens tecnológicas, que permite, por exemplo, a construção de relógios atômicos ainda mais precisos. Uma das utilizações desses relógios é no sistema GPS (geoposicionamento através de satélites).
A Universidade tem importante participação nesse projeto já que o laboratório de Super Espectroscopia da UFRJ domina a técnica de resfriamento de átomos, permitindo o aprisionamento dos mesmos em armadilhas magnéticas, o que possibilita a realização de medições extremamente precisas de suas propriedades ópticas. Ele está localizado no Instituto de Física, no Centro de Tecnologia da Ilha do Fundão, e é coordenado pelo professor Luiz Davidovich. “Essa técnica já existia antes, porém, no Brasil, foi um trabalho pioneiro”, afirma o diretor do Instituto de Física José Albuquerque.
As descobertas feitas na UFRJ permitiram a Lenz César integrar uma equipe de 39 cientistas e nove instituições (entre elas o Instituto de Física) que desenvolveram o projeto que está sendo publicado agora pela “Nature” nos laboratórios da Organização Européia de Pesquisa Nuclear (CERN) na Suiça.

Fonte: http://www.guia.heu.nom.br/anti-mat%C3%A9ria.htm

Antimatéria

video

... Irradiação dos Alimentos...


Apesar da radiação de alimentos ter sido adaptada pelos organismos internacionais de especialistas na matéria, tais como a Organização Mundial de Saúde (OMS) e a Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO), a nível europeu, esta técnica tem tido dificuldades em ser aceite. O problema parece residir na falta de informação sobre o que é que a técnica envolve e sobre os benefícios que pode trazer em termos de segurança alimentar.

O processo de irradiação

A irradiação dos alimentos envolve a exposição dos alimentos a fontes de energia, como raios gama, raios-x, ou feixes de electrões. Durante este processo, o alimento é aquecido, como acontece quando este é submetido a radiação microondas, sendo que nenhuma radiação fica retida no alimento. A irradiação não torna o alimento radioactivo.

A segurança alimentar

A principal vantagem da irradiação dos alimentos é o facto desta técnica destruir as bactérias prejudiciais assim como outros microrganismos passíveis de causar intoxicações alimentares. Apresenta também outros efeitos, tal como a lenta maturação e germinação, permitindo, desta forma, prolongar a duração dos alimentos. Aplicada a outros produtos, como cacau, café, ervas aromáticas e especiarias, a irradiação oferece uma alternativa segura e limpa (sem produção de resíduos) à pulverização química. No caso de alimentos frágeis, como o caso dos moluscos frescos ou frutas moles, pode ser utilizada a irradiação para remover micróbios prejudicais e prolongar a sua conservação, sem, no entanto, deteriorar a textura do produto, como aconteceria se submetidos a tratamento térmico.

Investigações têm demonstrado que não se verificam perdas significativas de nutrientes ao irradiar alimentos. Uma pequena quantidade de determinadas vitaminas é perdida, semelhante ao que acontece com outros métodos de processamento alimentar, tal como a conservação por secagem.

Regulamentação

A comissão conjunta do Codex Alimentarius FAO/OMS, e muitos outros organismos regulamentadores, estabeleceram princípios fundamentais para a irradiação dos alimentos, assim como, procedimentos básicos de controlo. Mundialmente, mais de 41 países aprovaram a utilização da irradiação para mais de 60 produtos alimentares.

Na União Europeia, a Directiva 1999/2/CE aborda as questões legislativas sobre alimentos e ingredientes alimentares tratados com radiação ionizante. Até à data, apenas uma categoria de alimentos (ervas aromáticas secas, especiarias e produtos hortícola)foi incluída na lista de alimentos passíveis de ser irradiadas, apesar de terem sido solicitadas a autorização de inclusão de outras categorias alimentares. A directiva prevê uma série de especificações relativamente às radiações ionizantes que podem ser utilizadas, ao controlo dos níveis de radiação permitida e aos requisitos para a rotulagem alimentar. São também especificadas as condições de importação dos alimentos irradiados.

Na Europa, a utilização da irradiação dos alimentos não é generalizada. Apenas foram concedidas algumas licenças para a irradiação de especiarias. Noutras partes do mundo, esta prática tem sido aplicada à carne de frango e produtos à base de frango, com o objectivo de eliminar Salmonella, Campylobacter e outras bactérias passíveis de causar intoxicações alimentares. Nos EUA, a irradiação de alimentos tem sido amplamente utilizada para tratar carnes vermelhas, a fim de reduzir a contaminação por E. coli 0157:H7, uma bactéria responsável por muitas intoxicações, que podem causar sérios danos nos rins e, eventualmente, conduzir à morte. A irradiação também pode ser utilizada em ervas aromáticas secas e especiarias, alguns tipos de marisco, frutas e legumes, cereais e refeições pré-preparadas. Todos os alimentos sujeitos ao processo de irradiação devem indicá-lo claramente.

Os equívocos generalizados permanecem

A irradiação é um dos métodos de processamento de alimentos, estudado mais exaustiva e rigorosamente, no entanto, a sua aplicação é ainda sujeita a controvérsias, especialmente na Europa. A falta de informação sobre esta tecnologia e sobre os seus benefícios tem conduzido equívocos e confusões, tendo limitado a adopção deste procedimento em toda a Europa.

Esta tecnologia oferece-nos uma forma segura e versátil para obter alimentos de boa qualidade, reduzindo as perdas pós-colheita. A rotulagem dos alimentos irradiados proporciona aos consumidores a oportunidade de decidir se querem ou não adquirir estes produtos. É necessário refutar os erros generalizados sobre a irradiação, especialmente a ideia de que os alimentos se tornam radioactivos. Devem ser garantidas informações correcta, com base cientifica, por forma a que consumidores possam fazer escolhas informadas.

Retirado: http://www.eufic.org/article/pt/artid/irradiacao-dos-alimentos/

IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS


A irradiação é uma técnica eficiente na conservação dos alimentos pois reduz as perdas naturais causadas por processos fisiológicos (brotamento, maturação e envelhecimento), além de eliminar ou reduzir microrganismos, parasitas e pragas, sem causar qualquer prejuízo ao alimento, tornando-os também mais seguros ao consumidor.

Cebolas irradiadas há seis
meses (direita) e cebolas
não irradiadas (esquerda)
A irradiação de alimentos é o tratamento dos mesmos com radiação ionizante. O processo consiste em submetê-los, já embalados ou a granel, a uma quantidade minuciosamente controlada dessa radiação, por um tempo prefixado e com objetivos bem determinados. A irradiação pode impedir a multiplicação de microrganismos que causam a deterioração do alimento, tais como bactérias e fungos, pela alteração de sua estrutura molecular, como também inibir a maturação de algumas frutas e legumes, através de alterações no processo fisiológico dos tecidos da planta.


A irradiação pode ser usada para inibir a maturação em algumas frutas

Os principais tipos de radiações ionizantes são as radiações alfa, beta, gama, raios X e nêutrons. As radiações ionizantes podem ser classificadas como partículas (ex: radiação alfa, beta e nêutrons) e como ondas eletromagnéticas de alta freqüência (radiação gama e raios X). A radiação alfa é semelhante à átomos de hélio, sem os dois elétrons na camada externa, e não é capaz de atravessar uma folha de papel. As radiações beta são basicamente elétrons mais penetrantes, mas não ultrapassam uma folha de alumínio, enquanto que a radiação gama é altamente penetrante, podendo atravessar um bloco de chumbo de pequena espessura. Os nêutrons possuem alta energia e um grande poder de penetração, podendo inclusive produzir elementos radioativos, processo este denominado de ativação. Por isto mesmo não são utilizados na irradiação de alimentos. Os raios X são relativamente menos penetrantes que a radiação gama, tendo como inconveniente o baixo rendimento em sua produção, pois somente de 3 a 5% da energia aplicada é efetivamente convertida em raios X.

O tipos de radiações ionizantes utilizados no tratamento de materiais se limitam aos raios X e gama de alta energia e também elétrons acelerados, porque suas energias são suficientemente altas para desalojar os elétrons dos átomos e moléculas, convertendo-os em partículas carregadas eletricamente, que se denominam íons.

A radiação gama e os raios X são semelhantes às ondas de rádio, às microondas e aos raios de luz visível. Eles formam parte do espectro eletromagnético na faixa de curto comprimento de onda e alta energia. Os raios gama e X têm as mesmas propriedades e os mesmos efeitos sobre os materiais, sendo somente diferenciados pela sua origem.


Os raios X com energias variáveis (formando um espectro contínuo) são produzidos artificialmente por equipamentos. A radiação gama, com energia específica (formando um espectro discreto), provém do decaimento espontâneo de radionuclídeos, como por exemplo, do Níquel-60 originado pelo decaimento do Cobalto-60 por emissão beta (-).

Os radionuclídeos naturais ou artificiais, denominados também de isótopos radioativos ou radioisótopos, são instáveis e emitem radiação a medida que decaem espontaneamente até alcançar um estado estável.

O tempo gasto para que a atividade de uma certa quantidade de material radioativo (ou seja, para que a quantidade de isótopos radioativos que estão decaindo por segundo), se reduza à metade de seu valor inicialmente considerado é conhecido por meia-vida.

O bequerel (Bq) é a unidade utilizada para medir a atividade de uma fonte radioativa e equivale a um decaimento por segundo. A unidade antiga é o Curie (Ci), sendo 1Ci = 3,7x1010 Bq.

Fonte: http://www.cena.usp.br/irradiacao/irradiacaoalimentos.htm

Bananas são radioativas (e inofensivas)


Sim, as bananas são radioativas, e também os tijolos, tomates, granito, castanha do pará, diversos tipos de rochas, etc. Todos estes apresentam uma certa dose de radioatividade, que ocorre naturalmente e normalmente é inofensiva.

Como todos sabem, e o Gustavo Kuerten muito mais, as bananas contém uma boa quantidade de potássio, este de grande valia na dieta, principalmente em exercícios físicos prolongados. E é este potássio o principal responsável pela pequena dose de radioatividade que existe em uma banana.

Para 100gramas de banana teremos em torno de 358mg de potássio. E desta quantidade, apenas uma fração será de 40K, o potássio radioativo. São conhecidos ao todo 24 isótopos do potássio, e três deles ocorrem naturalmente: 39K (93.3% e estável), 40K (0.0117% e radioativo) and 41K (6.7% e estável).

A quantidade de 40K em uma banana será mínima e dose de radiação decorrente da ingestão desta será desprezível. Tanto que quando a radiação é considerada baixa, alguns apelidam de ´dose equivalente a uma banana´ . Mesmo se você comer diversas bananas por dia, a dose de potássio no seu corpo será praticamente constante devido aos mecanismos naturais de eliminação de excesso.

Fonte: http://www.tabelaperiodica.org/bananas-sao-radioativas-e-inofensivas/

A Física Hoje - Divisões

Sabemos hoje que o universo é formado de matéria e energia. Como exemplo de energia podemos citar a luz que, de acordo com a Mecânica Quântica, é formada por pequenos “pacotes” de energia, denominados fótons. Como exemplo de matéria podemos citar o próton, o nêutron e o elétron. Mas além dessas três partículas existem muitas outras, como pósitrons, neutrinos, kaons, que não fazem parte do átomo.
Essas outras partículas surgem em reações nucleares e têm em geral vida curta: mal aparecem e imediatamente se transformam numa das 3 partículas Básicas (próton, nêutron, elétron) ou se transformam em fótons.
Uma das descobertas mais fascinantes da Física no século XX é a possibilidade da transformação de matéria em energia e de energia em matéria. E, ainda que o próton e o nêutron não são indivisíveis como se pensava. Eles são formados por partículas ainda menores, denominadas quarks.

Áreas da Física

Mecânica: estudo dos movimentos (Cinemática, Estática e Dinâmica);
Termologia: estudo do calor;
Óptica: estudo da luz;
Ondulatória: estudo do som e outros fenômenos análogos denominados ondas;
Eletromagnetismo: estudo dos fenômenos elétricos e magnéticos;
Física Moderna: estudo da estrutura do átomo, a radioatividade, a teoria da relatividade, etc.

Importância da Física

Uma das ciências mais antigas, a Física é responsável por grande parte do desenvolvimento científico alcançado pela humanidade. Ela tem aplicações em praticamente todos os campos da atividade humana. Na medicina, inicialmente com os raios X, com a ultra-sonografia e a ressonância magnética, os diagnósticos ficam cada vez mais precisos. Nos transportes temos os motores à explosão e os modernos trens que levitam magneticamente sobre trilhos. Na geração e produção de energia temos desde a energia elétrica até a nuclear. Nas telecomunicações e na eletrônica, do telégrafo, passando pelo rádio e a televisão, até os modernos Chips que possibilitaram os computadores mais potentes e, entre outras coisas, os telefones celulares.




LEI FÍSICA

A palavra fenômeno vem do grego phainómenon, cujo significado é “aquilo que parece”. Etimologicamente, podemos dizer então que fenômenos são aquelas coisas que se nos apresentam. É comum considerarmos como fenômenos algo misterioso, como um arco-íris, um furacão, uma tempestade, etc.
Consideraremos fenômeno toda e qualquer manifestação no tempo e no espaço, como por exemplo, o movimento de um carro, o tiro de um canhão, o aquecimento da água, etc.
Os fenômenos não se produzem ao acaso: entre eles existe uma interdependência. Tais relações de interdependência constituem as leis.
Para estudar os fenômenos, a ciência procura, inicialmente, estabelecer uma relação qualitativa entre eles – as leis qualitativas. Por exemplo:
O calor dilata o ferro;
A pressão diminui o volume dos gases;
O atrito produz calor;
Porém, um estudo aprofundado necessita de mais dados – as medidas quantitativas.
De quanto se dilata a barra de ferro entre 2 temperaturas?
De quanto diminui o volume do gás quando a pressão duplica?
Quantas calorias são produzidas por um carro ao frear e parar?
Quando é possível medir aquilo de que se está falando e exprimir essa medida por números, estabelecemos uma lei Física:
“Lei Física é a relação matemática entre as grandezas que participam de um mesmo fenômeno”.

Método da Física

Na pesquisa de um fenômeno e das Leis que o regem, deve-se obedecer a uma ordem progressiva, que constitui o método da ciência. Nesse sentido, a Física utiliza-se de dois processos: a observação e a experimentação:
Observação: consiste no exame atento de um fenômeno e na pesquisa das circunstâncias que o envolvem. Neste caso podemos utilizar os nossos sentidos ou instrumentos que aumentem o seu alcance (lupa, luneta, microscópio, balança, etc.).
Experimentação: consiste em produzir o fenômeno artificialmente, em condições ideais para a observação. Neste caso, fazemos variar as circunstâncias que rodeiam o fenômeno para verificar quais dessas circunstâncias influem nele. Por exemplo:
O movimento oscilatório de um pêndulo e algumas circunstâncias que o rodeiam.

Podemos questionar:
A massa do pêndulo influi no tempo de oscilação?
O comprimento do fio influi no período?
A temperatura e a pressão modificam o fenômeno?
O local onde é realizada a experiência influi no tempo de oscilação?
Quando os fatores que intervêm direta ou indiretamente numa lei física podem ser avaliados quantitativamente, isto é, podem ser medidos, passam a constituir uma grandeza física.
As grandezas físicas são classificadas em escalares e vetoriais.
Grandezas escalares: são caracterizadas por um número real, positivo ou negativo, acompanhado de uma unidade de medida.
A massa de um corpo é de 3,0 kg;
Hoje a temperatura foi de 28 ºC;
Grandezas Vetoriais: são caracterizadas por um número real (módulo ou intensidade), acompanhado de uma unidade de medida, uma direção e um sentido.

Introdução à Física

A EVOLUÇÃO DA FÍSICA

A física é a ciência que se preocupa em descrever e explicar os fenômenos naturais. Para isso cria modelos idealizados das situações reais, em que apenas os fatores que interessam são considerados; a partir de conclusões sobre o comportamento de um modelo, generaliza o resultado de forma a explicar a situação real, e é capaz de prever circunstâncias futuras para o mesmo fenômeno.
As primeiras descobertas em Física ocorreram na Pré-história, como tentativas de resolver problemas práticos ou facilitar as tarefas do homem.
Quando alguém percebeu que poderia usar uma pedra pontuda para rasgar a carne de um animal morto, ou um arco para atirar flechas a grande distâncias, estava inconscientemente, aplicando conceitos físicos.
Outras descobertas fundamentais da Física para as civilizações foram: o arado, a roda e o uso controlado do fogo.
A invenção da escrita, por volta de 300 a.c., foi um grande impulso ao conhecimento humano, tornando possível o acúmulo de grandes quantidades de informações para as gerações futuras.
Situam-se nesse período as civilizações egípcia e mesopotâmia, que conheciam a irrigação por bombeamento, métodos de transporte de cargas pesadas e refinadas técnicas de construção de monumentos.
Apesar do grande número de descobertas, os conhecimentos ainda não estavam sistematizados numa teoria explicativa. Apresentavam-se como resultados independentes, obtidos um a um como solução de problemas práticos específicos.
Por volta de 600 a.c. nascia a Filosofia com os gregos.
Era uma tentativa de explicar tudo por meio da razão. Nessa busca pela razão de ser das coisas, os gregos formularam os princípios gerais do movimento, da constituição da matéria, etc.
A extensa obra de Aristóteles (384 – 322 a.c.) tornou-se o marco de toda a Física européia por mais de 1500 anos. Observamos nela grande quantidade de bom senso aliada à lógica, além de certa capacidade de abstração. Mas o desinteresse na comprovação prática dessas idéias resultou em algumas conclusões equivacadas.
Houve uma série de dificuldades para os pensadores da Era Cristã corrigirem algumas afirmações aristotélicas, entre elas, a Igreja Católica, que condenou qualquer conhecimento que não estivesse na Bíblia, eliminando influências pagãs da Antiguidade. Além disso, a estrutura basicamente rural da sociedade Feudal, a maioria dos indivíduos analfabeta e a ausência de livros não-religiosos tornavam o desenvolvimento da ciência quase impossível.
Apenas no século XVI, com o renascimento do comércio e da vida urbana, passou a existir um ambiente propício à renovação cultural.
Galileu Galilei (1564-1642) corrigiu muito erros de Aristóteles usando a Experimentação para comprovar seus argumentos. O cientista italiano mostrou com sua prática que é necessário testar as teorias com experiências concretas, sempre que possível. Para ter êxito o pesquisador deve criar situações favoráveis de observação, eliminando fatores que interfiram na análise do problema estudado.
Aproveitando os resultados já obtidos por homens como Galileu e Kepler, o inglês Isaac Newton (1642-1727) realizou a primeira grande síntese da história da Física.
Reuniu as explicações de diversos fenômenos mecânicos do cotidiano sob três princípios gerais: as chamadas Leis de Newton da dinâmica. Além disso, uniu a Física terrestre com a celeste por meio da Lei da Gravitação Universal, terminado com uma separação que remontava às origens da Astronomia.
Depois disso, poucos resistiram à idéia de Copérnico de um universo heliocêntrico (com o Sol no Centro).
Os fundamentos teóricos deixados por Newton possibilitaram importantes inovações técnicas nos séculos XVIII e XIX, como por exemplo, relógios mecânicos, teares mecânicos, óculos, telescópios, microscópios, etc.
Outras áreas da Física começaram a se desenvolver durante o séc. XVIII: a termologia, a eletricidade e o magnetismo. Surgia assim, a Revolução Industrial, época de aumento incrível na produtividade, no progresso material das nações, e na população européia.
Por volta de 1830, a maioria das potências européias possuía uma rede de ferrovias ligando as fábricas às grandes concentrações urbanas. Tornou-se interessante aos industriais investir em melhorias tecnológicas, para aumentar ainda mais seus lucros em seus negócios.
Desde então, o conceito de investimento público e privado em inovações tecnológicas permeia todas as nações desenvolvidas. Menosprezar a importância de novas descobertas é o caminho mais curto para um país se tornar dependente economicamente de outros.
O incentivo em pesquisas por volta de 1840 resultou no desenvolvimento do eletromagnetismo por Ampère e Faraday, entre outros. Desde então, são possíveis instalações elétricas nas residências,e aparelhos que funcionem à base de motores elétricos.
Daí houve-se um grande avanço nas tecnologias em formas gerais principalmente com experiências deMax Planck (1900), Albert Einstein (1905), Roentgem (1899) que abalaram profundamente a estrutura do castelo da Física clássica de Newton, surgindo assim outros ramos da Física: Relatividade e a Mecânica Quântica.
Os físicos sabem que já descobriram muito, mas sabem também que ainda restam enormes desafios a ser vencidos para uma melhor compreensão do Universo.

Efeito Doppler

Imagine que estamos na praia, parados. Nesse caso, a freqüência das ondas do mar que chegam aos nossos pés é igual à freqüência da fonte. Quando, porém, corremos de encontro às ondas, atravessamos um maior número de ondas por unidade de tempo; ou seja, a freqüência percebida pelo receptor torna-se maior que a freqüência das ondas.
Quando, ao contrário, corremos no mesmo sentido das ondas, mas não muito mais rápido do que elas, cruzamos menos ondas por unidade de tempo; a freqüência percebida pelo receptor fica, portanto, menor que a freqüência das ondas.
Como situação-limite, vamos supor que estivéssemos correndo com a mesma velocidade das ondas. Estaríamos então nos movimentando sempre junto à mesma crista ou ao mesmo vale. Isso acontece, por exemplo, quando um surfista desliza numa onda, na mesma direção e no mesmo sentido. Nesse caso, a freqüência percebida pelo receptor é nula. Vejamos outra situação:
Em nosso dia a dia, é comum ouvirmos a sirene de uma ambulância se aproximando ou se afastando. O som da sirene não é o mesmo na aproximação e no afastamento. Percebemos o som mais agudo quando ela se aproxima e mais grave quando se afasta. Este é um exemplo de alteração na freqüência quando ocorre movimento da fonte. O ruído dos motores dos carros também é afetado da mesma maneira. Percebemos isso claramente nas transmissões de corrida de automóvel, a não ser quando a imagem e o som são captados por instrumentos acoplados ao veículo – procedimento comum, nesse tipo de transmissão, para possibilitar ao telespectador as sensações que acompanham o piloto.
O que acabamos de explanar sobre o movimento tanto da fonte quanto do receptor nos permite concluir que, em relação a um som, a freqüência percebida por um receptor depende do movimento relativo entre ele e a fonte. Esse efeito é chamado de EFEITO DOPPLER.
O efeito Doppler ocorre quando existe movimento relativo entre a fonte emissora das ondas e o receptor. È importante salientar que o movimento da fonte não altera a velocidade de propagação das ondas. Ou seja, o fato de um veículo estar em movimento não produz qualquer alteração na velocidade de propagação do som produzido por ele. È um aspecto que diferencia as propagações ondulatórias do movimento dos corpos em geral. Diferentemente das ondas, se lançarmos à água uma pedra de um barco em movimento, a velocidade da pedra em relação às águas depende da velocidade que o barco tem no momento do lançamento.
No caso de a fonte de som se aproximar de um observador em repouso, a freqüência aparente do som que atinge o observador é maior que a freqüência real da fonte. Dizemos que acontece um “encurtamento” no comprimento de onda das ondas que chegam ao observador, devido ao movimento da fonte. Vamos resumir a discussão em dois casos:
1ª) se o movimento relativo é de aproximação, a freqüência percebida pelo receptor é maior que a da fonte;
2ª) se o movimento relativo é de afastamento, a freqüência percebida pelo receptor é menor que a freqüência da fonte.
De modo geral, a freqüência aparente (f’) e a freqüência real (f) se relacionam por meio de:

A definição do sinal (+) ou (-) é feita com base na figura:

O efeito Doppler também é observado nas ondas eletromagnéticas, em particular na luz. Continuam valendo as conclusões de que a freqüência, para o receptor, sofre acréscimo quando o movimento relativo à fonte é de aproximação e um decréscimo quando é de afastamento, embora a expressão para o seu cálculo seja um pouco diferente. Os primeiros estudos sobre o efeito Doppler com a luz foram elaborados por Fizeau.
As radiações emitidas pelas estrelas são como uma “impressão digital” para sua identificação. Observações astronômicas mostram que as freqüências das radiações estelares chegam à Terra apresentando uma redução, com as cores deslocando-se para o vermelho, que seria o resultado do afastamento das galáxias entre si.

sábado, 3 de julho de 2010

Força de atrito Entenda o que são atrito estático e atrito cinético

A força de atrito é uma força de importância indiscutível, pois ela está presente em praticamente todos os momentos do nosso dia-a-dia. Sem ela, seria impossível você estar agora sentado lendo esse texto, pois você já teria escorregado pela sua cadeira. O simples ato de andar também seria inviável, pois sem o atrito você não teria apoio nem para ficar de pé.

Para que exista a força de atrito, é necessário existir o contato entre duas superfícies, como por exemplo, o pneu de um automóvel e o asfalto. O pneu é aderente e o asfalto é áspero, e essa combinação gera uma força de atrito que fará o automóvel se movimentar sem derrapar pela pista.

Define-se a força de atrito como uma força de oposição à tendência do escorregamento. Tal força é gerada devido a irregularidades entre as duas superfícies que estão em contato. Observe a figura abaixo:

Ela mostra a força motriz e a conseqüente força de atrito, que tem a mesma direção e sentido oposto, e também mostra uma ampliação exemplificada das irregularidades das duas superfícies.

É importante também assinalar que a força de atrito depende da força de compressão que o objeto faz com a superfície de apoio. Não é difícil entender que quanto mais o objeto pressionar essa superfície, maior será a força de atrito. Essa força de compressão é representada pela força normal.

Força de atrito estático e cinético


É comum nos depararmos com a tarefa de empurrar algum objeto pesado, como um guarda roupa, e encontrarmos alguma dificuldade para tirá-lo do lugar. Tal dificuldade vem do fato de o chão e a base do guarda roupa serem ásperos, e também de o guarda roupa ser muito pesado.

Observamos também que não conseguimos mover o guarda roupa de imediato. É preciso fazer uma força relativamente grande, e - depois que se consegue estabelecer o movimento - é mais fácil manter o guarda roupa nesse estado do que tirá-lo do lugar.

Essa situação se explica pela existência de dois tipos de atrito: o estático e o cinético.

Força de atrito estático

A força de atrito estático ocorre quando a força aplicada não é suficiente para mover o objeto. É aquela situação em que você empurra o guarda roupa e ele não se move. Isso ocorre porque a força aplicada é igualada pela força de atrito. Observe que por esse motivo, a força de atrito estático tem a sua intensidade variável.

Por exemplo, imagine que você aplicou uma força de 100N no guarda roupa. Se ele não se mover é porque o atrito também vale 100N. Se você aumentar a força aplicada para 130N e ele continuar imóvel, é porque atrito também aumentou para 130N e assim continuará sendo até que o guarda roupa entre em movimento.

Observe então, que apesar do atrito estático variar com a força aplicada, ele deve ter um valor máximo que, se for ultrapassado, acarretará no movimento do objeto. Esse atrito máximo recebe o nome de atrito de destaque e é determinado pela seguinte equação matemática.

Onde é o coeficiente de atrito estático, que é uma grandeza adimensional, ou seja, não possui unidade, e FN é a força normal.

Pode-se considerar o atrito de destaque como um parâmetro para saber se um corpo entra em movimento ou não com a aplicação de determinada força. Se essa força for maior que o atrito de destaque, o corpo entrará em movimento. Já se a força aplicada for menor ou igual ao atrito de destaque, o corpo permanece em repouso.

Força de atrito cinético

Quando a força aplicada for maior que a força de atrito de destaque, o corpo entrará em movimento. A partir desse momento, o atrito deixa de ser estático para se tornar cinético, ou seja, o atrito cinético é o atrito que ocorre quando os corpos estão em movimento.

Esse atrito, ao contrário do atrito estático, tem valor constante e é menor que o atrito de destaque. Isso é um dos motivos pelo qual fica mais fácil empurrar o guarda roupa depois que ele entra em movimento.

A sua intensidade é determinada por uma equação muito semelhante à equação do atrito de destaque, bastando apenas trocar o coeficiente de atrito estático pelo coeficiente de atrito cinético.

Onde é o coeficiente de atrito cinético.

Fonte: http://educacao.uol.com.br/fisica/ult1700u19.jhtm