13.339 – Teletransporte: Engatinhando, mas é assim que começa – Cientistas teletransportam partícula da Terra para o espaço


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Equipe chinesa que lançou o satélite Micius anunciou que conseguiu usar a rede quântica do dispositivo para teletransportar uma partícula da superfície terrestre para a atmosfera pela primeira vez.
A técnica utilizada consiste em um estranho fenômeno conhecido como “entrelaçamento”, que pode acontecer quando partículas quânticas, como os fótons, se formam ao mesmo tempo e no mesmo ponto do espaço, dividindo a existência. Em termos técnicos, eles são descritos com a mesma função de onda — o interessante é que a experiência continua mesmo quando os objetos estão distantes no Universo. Logo, quando um é afetado o outro também é.
Apesar de a informação já ser conhecida há anos, uma experiência como a chinesa nunca havia sido realizada. Isso porque a técnica é muito frágil, pois as partículas interagem com a matéria na atmosfera ou dentro de fibras óticas, o que faz com que a relação entre elas seja perdida. No caso do experimento, os fótons continuaram se relacionando, mesmo estando a 500 km de distância.
“Experimentos anteriores de teletransporte entre locais distantes foram limitados a cem quilômetros, devido à perda de fótons em fibras ópticas ou canais terrestres livres”, afirmou a equipe em entrevista ao MIT Technology Review. Por isso o feito dos chineses foi tão surpreendente.
O time de cientistas mandou milhões de fótons para o espaço durante 32 dias, mas só obtiveram 911 respostas positivas. “Relatamos o primeiro teletransporte quântico de qubits independentes de um único fóton a partir de um observatório terrestre até um satélite na órbita terrestre — através de um canal de ligação ascendente — com uma distância de até 1,4 mil km”, afirmaram.
O feito coloca os chineses em posição de liderança da área, que era até então dominada pela Europa e pelos Estados Unidos. “Esse trabalho estabelece a primeira ligação ascendente terra-satélite para o teletransporte quântico ultra-longo, um passo essencial para a internet quântica de escala global”.

13.338 – A Balança Hidrostática


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É um mecanismo experimental destinado ao estudo da força de impulsão exercida por líquidos sobre os corpos neles imersos. Foi inventada por Galileu Galilei.
Seu funcionamento se baseia no princípio de Arquimedes (um corpo perde aparentemente um peso igual à quantidade de líquido ou gás deslocado) e está especialmente concebida para a determinação de densidades de sólidos e líquidos. Este tipo de balança é constituída por: prumo, termómetro, copo, alça, parafuso de compensação, escala graduada, cursor superior deslizante, encaixe, cursor inferior deslizante, pontas, parafuso para acerto e suporte. Estas balanças necessitam de ser calibradas antes de se efectuar a medição de densidades.

O procedimento a ser seguido :

Pesa-se o mineral a seco
Pesa-se o mineral imerso em água, o que é conseguido pendurando o mineral em um fio amarrado em um dispositivo ligado ao prato da balança. O recipiente com água onde será imerso o mineral deverá ficar sobre o prato da balança, sem tocá-lo, o que se consegue com uma plataforma ponte, apoiada sobre a mesa onde está a balança.
A densidade relativa será calculada dividindo-se o peso do mineral a seco pela diferença do peso a seco e do peso imerso em água, pois esta diferença nos dá, pelo Princípio de Arquimedes, o empuxo a que está sendo submetido o mineral, que é igual ao peso do volume de água deslocado pelo mineral, sendo que este volume é o volume do mineral.
O objetivo será determinar a densidade de um objeto utilizando apenas uma balança comum e uma balança hidrostática. Não se dispõe de instrumentos para aferir de forma direta o volume do objeto. A balança hidrostática utiliza o Empuxo de Arquimedes, então é por ele que se inicia a dedução apresentada a seguir.
O empuxo de Arquimedes é definido como uma força vertical e para cima com módulo equivalente ao peso do líquido deslocado.
O peso de líquido deslocado é igual ao produto do volume de líquido deslocado pela massa específica do líquido e pela aceleração da gravidade.

balança2

13.278 – Física – GRANDEZAS VETORIAIS E ESCALARES


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Enunciado:
A grandeza escalar é definida quando o seu módulo e sua unidade de medida estão especificados. Já a grandeza vetorial é representada por um “ente” matemático denominado de vetor.
A grandeza escalar é definida quando o seu módulo e sua unidade de medida estão especificados. Já a grandeza vetorial é representada por um “ente” matemático denominado de vetor.
Exemplos de grandezas vetoriais: velocidade, aceleração, deslocamento, força, quantidade de movimento, impulso, campo elétrico, campo magnético, empuxo etc.

Outras grandezas, como o tempo, não necessitam de uma orientação. Se alguém disser que agora são 16h e 35min, você não perguntaria se essa hora é horizontal para a direita ou vertical para cima. Quando apenas o valor da grandeza é suficiente para mostrar a ideia que se quer passar, a grandeza é dita escalar.
Exemplo de grandezas escalares: massa, temperatura, tempo, energia, pressão, potencial elétrico etc.

Vetores
A ideia matemática de vetor encaixou-se perfeitamente na Física para descrever as grandezas que necessitavam de uma orientação. Vetores não são entes palpáveis, como um objeto que se compra no mercado, eles são representações.
Esse vetor poderia ser usado para representar o deslocamento do carro que se movia na rodovia 1 da esquerda para a direita. Poderíamos também dizer que seu comprimento representa um deslocamento de 100 m, o que implica que um deslocamento de 200 m seria representado por outro vetor com o dobro do tamanho do comprimento, pois o comprimento de um vetor caracteriza seu valor ou, usando um termo mais técnico, o comprimento caracteriza seu módulo. Chamamos o módulo do vetor acrescido de uma quantidade de medida de “intensidade da grandeza vetorial”.

A reta que serve de suporte para um vetor mostra a direção; e a seta caracteriza o sentido. Resumindo: para um vetor qualquer, temos:

partes de um vetor

13.276 – Instrumentos – O Dinamômetro


dinamômetro2
Força é o resultado da interação entre dois ou mais corpos. Essa grandeza é medida em newton (N) de acordo com o S.I.
Um dispositivo que pode ser utilizado para medir a força chama-se dinamômetro.
Este dispositivo é dotado de:
• Estrutura
• Mola
• Gancho em uma das extremidades da mola
• Graduação na estrutura
Em uma das extremidades da mola encontra-se presa a estrutura graduada e em outra extremidade, o gancho, que se localiza fora da estrutura.

dinamometro
O princípio de funcionamento consiste na deformação que a mola sofre em razão da ação de uma força que é proporcional a esta força aplicada, sua intensidade é indicada na graduação existente na estrutura (dinamômetro ideal).
Em algumas feiras, vendedores de peixes utilizam um dispositivo com estas características com a finalidade de medir a massa (massa é dita usualmente como peso) dos peixes vendidos. Massa e peso são grandezas diferentes; uma forma de resolver este impasse é associar à graduação a divisão de cada valor por 9,8 (valor da aceleração da gravidade nas proximidades da Terra), pois aí sim ele estará apto a medir a massa que os peixes possuem em valor aproximado, pois a aceleração da gravidade na superfície terrestre é variável, tornando a massa também variável, e se graduado como proposto (dividindo os valores da escala por 9,8) este dispositivo só mediria a massa em valor aproximado em locais que possuem a aceleração da gravidade igual ou bem próxima a 9,8m/s².

13.274 – Fundamentos de Eletricidade – Corrente Alternada e Corrente Contínua


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A corrente elétrica é um fluxo de elétrons (partículas de energia) que passa em um fio ou condutor. Quando os elétrons se movimentam em um sentido único, continuamente, essa corrente é chamada de contínua. Porém, se os elétrons mudam de direção constantemente, trata-se de uma corrente alternada.
Na prática, a principal diferença entre esses dois tipos de corrente elétrica está na capacidade de transmitir a energia. Em geral, a corrente alternada consegue atingir uma voltagem muito maior que a corrente contínua, o que significa que ela consegue chegar mais longe sem perder força.
A energia elétrica que consumimos nas nossas residências é produzida em usinas que ficam a muitos quilômetros de distância. Quando chega à tomada, portanto, a energia já percorreu um longo caminho, sendo transmitida por corrente alternada — o que, inclusive, evita desperdício de energia.
Apesar de ser mais vantajosa economicamente, a elevada tensão da corrente alternada pode ser muito perigosa, uma vez que pode provocar choques fatais. Justamente por isso, a alta voltagem é transformada em tensões mais baixas para entrar nas residências: geralmente 120 ou 220 volts.

Pulsante:

ccca2

Embora não altere seu sentido as correntes contínuas pulsantes passam periodicamente por variações, não sendo necessariamente constantes entre duas medidas em diferentes intervalos de tempo.
A ilustração do gráfico acima é um exemplo de corrente contínua constante.
Esta forma de corrente é geralmente encontrada em circuitos retificadores de corrente alternada.

13.261 – Física – O campo magnético da Terra


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É como o campo magnético de um gigantesco ímã em forma de barra, que atravessa desde o Pólo Sul até o Pólo Norte do planeta. Mas é importante lembrar que os Pólos Magnéticos da Terra tem uma inclinação de 11,5° em relação aos Pólos Geográficos. Lembremos também que o Pólo Norte Geográfico também é inclinado em relação à linha perpendicular ao plano da órbita da Terra.

“… Note que o pólo norte magnético é, na realidade, um pólo sul do dipolo que representa o campo da Terra. O eixo magnético está aproximadamente na metade entre o eixo de rotação de rotação e a normal ao plano da órbita da Terra…” HALLIDAY (2004) pg.268.
É interessante salientar que os Pólos Norte e Sul determinados geograficamente são na verdade os pontos onde emergem as extremidades do eixo em torno do qual a Terra gira. O Pólo Norte Magnético considerado é o ponto de onde emergem as linhas de campo magnético mostradas na figura. E o Pólo Sul Magnético é na verdade o ponto para onde convergem as linhas de campo magnético que emergem do Pólo Sul Geográfico. No caso de um ímã, o norte é atraído pelo sul. Ou seja, o norte do ímã apontará para o pólo sul do campo magnético do interior da Terra.
Esse campo magnético do planeta é percebido e utilizado por diversas espécies de animais, como aves migratórias.

13.248 – Física – Teorias da Viagem no Tempo


viagem no tempo
Buracos negros: Alguns cientistas afirmam que os buracos negros permitirão viajar no tempo ou a universos paralelos. Sua curvatura espaço-temporal poderá funcionar como um portal interdimensional.

A rosquinha: O cientista israelense Amos Ori acredita que, nos próximos séculos, a humanidade será capaz de construir uma máquina do tempo que poderá curvar o espaço como um donut e permitir o salto a outras épocas.

Cordas cósmicas: Essa hipótese diz que a matéria é, na verdade, um estado vibracional, cuja manipulação permitirá fazer viagens no tempo e no espaço.

Cilindro de Tipler: O físico Frank J. Tipler desenvolveu, em 1974, uma teoria segundo a qual seria possível viajar no tempo através de um cilindro de alta densidade e capaz de girar à velocidade da luz.

Matéria exótica: É considerada matéria exótica a matéria que não obedece a uma ou mais leis da física clássica. Alguns cientistas acreditam que essas partículas permitiriam viagens no tempo ao possibilitar mudanças na relação espaço-tempo.

13.228 – Física – Polêmica de Pons e Fleischmann sobre fusão à frio


fusao ou ilusao

fusao
Show de mídia mas a descoberta era furada

Em 23 de março de 1989, dois químicos da Universidade de Utah, o americano Stanley Pons e o britânico Martin Fleischmann, foram catapultados à fama. Numa coletiva, anunciaram que o sonho da energia ilimitada, limpa e barata estava para se realizar. Disseram ter conseguido obter na temperatura ambiente do laboratório a fusão nuclear, o mesmo processo que gera a energia do Sol. A descoberta foi batizada de “fusão fria” (no Sol, as temperaturas chegam a 15 milhões de graus centígrados).
A perplexidade e a descrença só não são totais porque também em ciência a esperança é a última que morre. A experiência divulgada pela dupla em fins de março numa entrevista à imprensa- por si só uma grave quebra de protocolo cientifico que irritou não poucos acadêmicos – foi reproduzida a toque de caixa por pesquisadores americanos e de outros países, entre os quais o Brasil, mas raras tentativas deram certo e houve pelo menos um caso em que os pesquisadores precisaram retratar-se depois de cantar vitória.
A fusão nuclear é a junção de dois núcleos atômicos de um tipo de hidrogênio, o deutério; processo que resulta na liberação de uma fenomenal quantidade de energia, sem a radioatividade liberada pelo urânio das usinas nucleares e com a vantagem de que o deutério tem na água do mar fonte quase inesgotável. O problema é que, para fazer os núcleos de deutério se fundirem, é preciso reproduzir as altíssimas temperaturas solares. Todos os processos conhecidos gastam mais energia do que produzem e só se sustentam por uma fração de segundo.
Por isso, o mundo entrou em polvorosa. Os pesquisadores de Utah tinham mergulhado dois eletrodos, um de paládio, outro de platina, em água rica em deutério. A corrente elétrica produziu tanta energia (na forma de calor), que o eletrodo de paládio se derreteu. A única explicação, diziam, é que tinha ocorrido a fusão.
Antes do fim de abril, os ventos tinham mudado para Pons e Fleischmann. A revista “Nature” recusou-se a publicar o artigo científico em que relatavam suas pesquisas, alegando insuficiência de dados. Os físicos das instituições mais respeitadas, como o institutos de tecnologias da Califórnia e de Massachusetts, passaram o trator: a verdadeira fusão nuclear produz, além de calor, uma grande quantidade de nêutrons e um isótopo chamado hélio-4. No experimento de Pons e Fleischmann nada disso havia sido detectado. Estes argumentaram que tinham encontrado nêutrons, mas atrapalharam-se nas explicações. Acusados de açodamento ou má-fé, mergulharam na obscuridade.
Os resultados da pesquisa pareciam espetaculares. Afinal, a fusão nuclear é perseguida há anos pelos cientistas como a salvação energética do mundo. Sua reação-irmã, a fissão, usada em usinas nucleares, tem os inconvenientes de utilizar átomos pesados (e difíceis de obter), como o urânio, e de gerar lixo atômico. Até hoje, tudo o que se conseguiu foi fundir átomos aos pares, usando imensos aceleradores de partículas.
Tão espetacular parecia a “fusão portátil” que a direção do Oak Ridge desconfiou. Pediu a uma dupla de físicos do laboratório que refizesse o experimento, usando um detector de nêutrons mais sensível. A conclusão foi de que os resultados haviam sido uma ilusão. “Não há evidências do excesso de nêutrons que caracteriza a fusão”, disse um dos físicos, Michel Saltamarsh, à revista eletrônica “Science Now”.
Outros físicos também atacaram o experimento de Taleyarkhan e Lahey: “O trabalho é uma colcha de retalhos, e cada remendo tem um furo”, disse Mike Moran, do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, na Califórnia.
A polêmica chegou perto do ponto de fusão quando diretores do Oak Ridge pressionaram o editor da “Science”, Donald Kennedy, a adiar a data de publicação do artigo -ou a simplesmente enterrá-lo. O temor era que a pesquisa estivesse repetindo uma das maiores fraudes científicas da história, a da fusão nuclear a frio.
Anunciada em 1989 pelos físicos Stanley Pons e Martin Fleischmann, a fusão a frio foi alardeada na imprensa como a descoberta do século, para depois se provar um experimento irrealizável.

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13.149 – Física – Atingir o zero absoluto é matematicamente impossível (?)


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Se estivesse vivo, esse seria o momento em que Walther Nernst daria um daqueles sorrisinhos de canto de boca. Isso porque o principal princípio da terceira lei da termodinâmica, proposta pelo físico alemão há mais de cem anos, acaba de ser comprovada como matematicamente irrefutável. De acordo com um estudo desenvolvido na University College London, é impossível que algo chegue à temperatura de – 273,15 °C, o chamado zero absoluto, que é medido em Kelvin (K).
A termodinâmica, campo que estuda as trocas de calor, tem suas bases na física clássica. Isso indica que, apesar de muito estudada, tende a adotar algumas concepções questionáveis, especialmente quando se fala de partículas muito pequenas – do campo da física quântica. Houve várias tentativas de se provar que haveria um jeito de ultrapassar tal limite. A temperatura mais fria atingida, no entanto, ainda esteve algumas centenas de microkelvin de atingir o zero.
A tarefa de congelar algo até a menor temperatura possível é realizada em laboratório com o auxílio de ondas luminosas. Os fótons, partículas que compõem os feixes de luz, interagem com o material, “roubando” a energia de seus átomos. Essa energia é responsável pela agitação das moléculas. Com menos energia, os átomos ficam mais “parados” e portanto, o material tem menor temperatura. Aí que os pesquisadores acreditam que esteja a incoerência das tentativas.
Os fótons não têm como resfriar os átomos do material a uma temperatura menor do que zero simplesmente porque interagem com ele. Qualquer contato pode, por si só, criar alguma quantidade de calor. Havendo um mínimo de calor, portanto, a entropia do material será diferente de zero. Entropia é um conceito físico entendido como o máximo de energia que pode ser transformada em trabalho – no caso, calor.
Por meio de cálculos matemáticos, os pesquisadores concluíram que não existe a possibilidade de se construir um sistema possível para dar conta da tarefa. Poderíamos, portanto, apenas nos aproximar mais e mais do feito. Mas sem jamais alcançar a temperatura mínima.

13.103 – Física – O que é o movimento retilíneo variável?


Diferentemente do MRU, o movimento retilíneo uniformemente variado- também conhecido por MRUV-, demonstra que a velocidade varia uniformemente em razão ao tempo. O Movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) pode ser definido como um movimento de um móvel em relação a um referencia ao longo de uma reta, na qual sua aceleração é sempre constante . Diz-se que a velocidade do móvel sofre variações iguais em intervalos de tempo iguais. No MRUV a aceleração média assim como sua aceleração instantânea são iguais.

mruv

Obs:A aceleração instantânea refere-se a um determinado intervalo de tempo “t” considerado, definida matematicamente por; α=limΔt->0=Δv/Δt. Para o estudo da cinemática no ensino médio não é especialmente necessária sabermos a conceituação matemática de aceleração instantânea,uma vez que envolve limites assim como diferenciais que só são vistos na maioria das vezes no ensino superior em relação aos cursos de exatas. Basta sabermos o cálculo da aceleração média pois ambas no MRUV são iguais como mencionado acima.

Função da velocidade determinada no MRUV
Para obtermos a função velocidade no MRUV devemos relembrar e aplicar o conceito de aceleração média.

αm=ΔV/Δt

Δv: Variação de velocidade
Δt: Variação de tempo
Vejamos o exemplo a seguir.

1) Um carro encontra-se parado em uma rodovia federal devido uma colisão de 2 veículos que estão impedindo o tráfego normal na pista. Imediatamente os 2 veículos são retirados da pista e a mesma é liberada. O condutor do carro que estava parado então acelera o carro (pisa no acelerador), depois de passados 5s o velocímetro do carro marca 30 km/h. Qual foi a aceleração média do carro?
αm=ΔV/Δt

30km/h=8,33m/s

αm=8,33-0/5

αm=1,66m/s2

Então, considerando como o exemplo acima o móvel com velocidade inicial v0 no instante t0=0s e num instante posterior adquire uma velocidade v num instante de tempo t, temos:

α=ΔV/Δt

α=V-Vo/t-to

Como t0=0s, segue

a=V-V0/t

Isolando V,

V=V0+at

Movimento acelerado e retardado
Movimento acelerado: tomemos como exemplo a função v=15+2t. Sabemos que sua velocidade inicial é v0=15m/s e a aceleração constante do movimento é igual a 2m/s2, podemos perceber que qualquer valor para t positivo ou igual a 0 (t≥0)a velocidade sempre será positiva,logo o movimento é acelerado.

Movimento retardado: tomemos como exemplo a função v=-6+2t. Sabemos que sua velocidade inicial é vo=-6m/s e sua aceleração constante é a=2m/s2,podemos perceber que para 0≤ t<3 o movimento é retardado, e para t=3 a velocidade do móvel se anula, assim sendo para t>3 o móvel muda de sentido passa de retardado para acelerado.

2) Exemplo

A velocidade de uma partícula varia de acordo com a função v=4+8t.Pede-se

a) A velocidade inicial da partícula
b) A aceleração da partícula
c) A velocidade da partícula no instante t=2s
d) A variação de velocidade nos 4 primeiros segundos
Resolução

a) Como V=vo+at ,temos v=4+8t ,então vo=4m/s

b) Sua aceleração é constante característica do MRUV,a=8m/s2

c) V=4+8.2=20m/s

d) V4= 4+8.4=36m/s ; Então ΔV= V4-V0=36-4=32m/s

Função Horária do MRUV
Sabendo-se que a aceleração no MRUV permanece constante podemos calcular a variação do espaço de um móvel no decorrer do tempo.

S=So+Vot+at2/2

A fórmula acima constitui uma função quadrática (2ºgrau).

3)Vejamos um exemplo rápido.

Determine a velocidade inicial o espaço inicial e a aceleração do móvel uma vez que o mesmo encontra-se em MRUV seguindo a função S=20-2t+t2

Resolução

Como S=So+Vot+at2/2,temos

So=20m

V0=-2m/s

a= 1×2=2m/s2

Equação de Torricelli
Se substituirmos a equação V=vo+at na equação S=So+Vot+at2/2, teremos a equação de Torricelli

V2=v02+2αΔs

4)Exemplo:

Um determinado veiculo em certo instante, possui uma velocidade de 20m/s. A partir deste instante o condutor do veiculo acelera seu carro constantemente em 4m/s2.Qual a velocidade que o automóvel terá após ter percorrido 130m.

Resolução:

Aplicando a equação de Torricelli, temos

V2=v02+2αΔs

V2=202+2.4.130

V2=400+1040

V2=1440

V=38m/s

13.083 – Cinemática – O ramo da Física que estuda os movimentos


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cinematica-2-5
A cinemática estuda os movimentos dos corpos, sendo principalmente os movimentos lineares e circulares os objetos do nosso estudo que costumar estar divididos em Movimento Retilíneo Uniforme (M.R.U) e Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V)

Para qualquer um dos problemas de cinemática, devemos estar a par das seguintes variáveis:

-Deslocamento (ΔS)

-Velocidade ( V )

-Tempo (Δt)

-Aceleração ( a )

Movimento Retilíneo Uniforme (M.R.U)
No M.R.U. o movimento não sofre variações, nem de direção, nem de velocidade. Portanto, podemos relacionar as nossas grandezas da seguinte forma:
ΔS= V.Δt

Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V)
No M.R.U.V é introduzida a aceleração e quanto mais acelerarmos (ou seja, aumentarmos ou diminuirmos a velocidade andaremos mais, ou menos. Portanto, relacionamos as grandezas da seguinte forma:
ΔS= V₀.t + ½.a.t²

No M.R.U.V. o deslocamento aumenta ou diminui conforme alteramos as variáveis.
Pode existir uma outra relação entre essas variáveis, que é dada pela formula:
V²= V₀² + 2.a.ΔS

Nessa equação, conhecida como Equação de Torricelli, não temos a variável do tempo, o que pode nos ajudar em algumas questões, quando o tempo não é uma informação dada, por exemplo.

• Dinâmica
As leis de Newton
A cinemática é o ramo da ciência que propõe um estudo sobre movimento, sem, necessariamente se preocupar com as suas causas.

Quando partimos para o estudo das causas de um movimento, aí sim, falamos sobre a dinâmica. Da dinâmica, temos três leis em que todo o estudo do movimento pode ser resumido. São as chamadas leis de Newton:

Primeira lei de Newton – a lei da inércia, que descreve o que ocorre com corpos que estão em equilíbrio

Segunda lei de Newton – o princípio fundamental da dinâmica, que descreve o que ocorrer com corpos que não estão em equilíbrio

Terceira lei de Newton – a lei da ação e reação, que explica o comportamento de dois corpos interagindo entre si.

Força Resultante
A determinação de uma força resultante é definida pela intensidade, direção e sentido que atuam sobre o objeto. Veja diferente cálculos da força resultante:

Caso 1 – Forças com mesma direção e sentido.
Caso 2 – Forças perpendiculares.

Caso 3 – Forças com mesma direção e sentidos opostos

Caso 4 – Caso Geral – Com base na lei dos Cossenos

A Segunda lei de Newton – Quando há uma força resultante, caímos na segunda lei de Newton que diz que, nestas situações, o corpo irá sofrer uma aceleração. Força resultante e aceleração são duas grandezas físicas intimamente ligadas e diretamente proporcionais, ou seja, se aumentarmos a força, aumentamos a aceleração na mesma proporção. Essa constante é a massa do corpo em que é aplicada a força resultante. Por isso, a segunda lei de Newton é representada matematicamente pela fórmula:
A segunda lei de Newton também nos ensina que força resultante e aceleração serão vetores sempre com a mesma direção e sentido.

Unidades de força e massa no Sistema Internacional:

Força – newton (N).
Massa – quilograma (kg).

A terceira Lei de Newton
A terceira lei, também conhecida como lei da ação e reação diz que, se um corpo faz uma força em outro, imediatamente ele receberá desse outro corpo uma força de igual intensidade, igual direção e sentido oposto à força aplicada, como é mostrado na figura a seguir.

13.082 – Física – O que é o Sistema Internacional de Unidades?


medidas
É a forma moderna do sistema métrico e é geralmente um sistema de unidades de medida concebido em torno de sete unidades básicas e da conveniência do número dez. É o sistema de medição mais usado do mundo, tanto no comércio todos os dias e na ciência.
O SI um conjunto sistematizado e padronizado de definições para unidades de medida, utilizado em quase todo o mundo moderno, que visa a uniformizar e facilitar as medições e as relações internacionais daí decorrentes.
O antigo sistema métrico incluía vários grupos de unidades. O SI foi desenvolvido em 1960 do antigo sistema metro-quilograma-segundo, ao invés do sistema centímetro-grama-segundo, que, por sua vez, teve algumas variações. Visto que o SI não é estático, as unidades são criadas e as definições são modificadas por meio de acordos internacionais entre as muitas nações conforme a tecnologia de medição avança e a precisão das medições aumenta.
O sistema tem sido quase universalmente adotado. As três principais exceções são a Myanmar, a Libéria e os Estados Unidos. O Reino Unido adotou oficialmente o Sistema Internacional de Unidades, mas não com a intenção de substituir totalmente as medidas habituais.
Para efetuar medidas é necessário fazer uma padronização, escolhendo unidades para cada grandeza. Antes da instituição do Sistema Métrico Decimal, as unidades de medida eram definidas de maneira arbitrária, variando de um país para outro, dificultando as transações comerciais e o intercâmbio científico entre eles. As unidades de comprimento, por exemplo, eram quase sempre derivadas das partes do corpo do rei de cada país: a jarda, o pé, a polegada e outras. Até hoje, estas unidades são usadas nos Estados Unidos, embora definidas de uma maneira menos individual, mas através de padrões restritos às dimensões do meio em que vivem e não mais as variáveis desses indivíduos.
Em 1585, o matemático flamengo Simon Stevin publicou um pequeno panfleto chamado La Thiende, no qual ele apresentou uma conta elementar e completa de frações decimais e sua utilização diária. Embora ele não tenha inventado as frações decimais e sua notação, ele estabeleceu seu uso na matemática do dia-a-dia. Ele declarou que a introdução universal da cunhagem decimal, medidas e pesos seria apenas uma questão de tempo. No mesmo ano, ele escreveu La Disme sobre o mesmo assunto.
Há registros de que a primeira ideia de um sistema métrico seja de John Wilkins, primeiro secretário da Royal Society de Londres em 1668, porém a ideia não vingou e a Inglaterra continuou com os diferentes sistemas de pesos e medidas.
Foi na França onde a ideia de um sistema unificado saiu do papel. A proliferação dos diferentes sistemas de medidas foi uma das causas mais frequentes de litígios entre comerciantes, cidadãos e cobradores de impostos. Com o país unificado com uma moeda única e um mercado nacional havia um forte incentivo econômico para romper com essa situação e padronizar um sistema de medidas. O problema inconsistente não era as diferentes unidades, mas os diferentes tamanhos das unidades. Ao invés de simplesmente padronizar o tamanho das unidades existentes, os líderes da Assembleia Nacional Constituinte Francesa decidiram que um sistema completamente novo deveria ser adotado.
O Governo Francês fez um pedido à Academia Francesa de Ciências para que criasse um sistema de medidas baseadas em uma constante não arbitrária. Após esse pedido, um grupo de investigadores franceses, composto de físicos, astrônomos e agrimensores, deu início a esta tarefa, definindo assim que a unidade de comprimento metro deveria corresponder a uma determinada fração da circunferência da Terra e correspondente também a um intervalo de graus do meridiano terrestre. Em 22 de junho de 1799 foi depositado, nos Arquivos da República em Paris, dois protótipos de platina iridiada, que representam o metro e o quilograma, ainda hoje conservados no Escritório Internacional de Pesos e Medidas (Bureau international des poids et mesures) na França.
Em 20 de maio de 1875 um tratado internacional conhecido como Convention du Mètre (Convenção do Metro), foi assinado por 17 Estados. Este tratado estabeleceu as seguintes organizações para conduzir as atividades internacionais em matéria de um sistema uniforme de medidas:
Conférence Générale des Poids et mesures (CGPM), uma conferência intergovernamental de delegados oficiais dos países membros e da autoridade suprema para todas as ações;
Comité international des poids et mesures (CIPM), composta por cientistas e metrologistas, que prepara e executa as decisões da CGPM e é responsável pela supervisão do Bureau Internacional de Pesos e Medidas;
Bureau International des Poids et mesures (BIPM), um laboratório permanente e centro mundial da metrologia científica, as atividades que incluem o estabelecimento de normas de base e as escalas das quantidades de capital físico e manutenção dos padrões protótipo internacional.
Definiram-se sete grandezas físicas postas como básicas ou fundamentais. Por conseguinte, passaram a existir sete unidades básicas correspondentes — as unidades básicas do SI — descritas na tabela, na coluna à esquerda. A partir delas, podem-se derivar todas as outras unidades existentes. As unidades básicas do SI — posto que dimensionalmente axiomáticas — são dimensionalmente independentes entre si.
Todas as unidades existentes podem ser derivadas das unidades básicas do SI. Entretanto, consideram-se unidades derivadas do SI apenas aquelas que podem ser expressas através das unidades básicas do SI e sinais de multiplicação e divisão, ou seja, sem qualquer fator multiplicativo ou prefixo com a mesma função. Desse modo, há apenas uma unidade do SI para cada grandeza. Contudo, para cada unidade do SI pode haver várias grandezas. Às vezes, dão-se nomes especiais para as unidades derivadas.
Até 1995, havia duas unidades suplementares: o radiano e o esferorradiano (esterradiano, em Portugal). Uma resolução da CGPM (Conferência Geral de Pesos e Medidas) de então tornou-as derivadas.
É fácil de perceber que, em tese, são possíveis incontáveis (por extensão, “infinitas”) unidades derivadas do SI (por exemplo; m², m³, etc.), tantas quantas se possam imaginar com base nos princípios constitutivos fundamentais. As tabelas que se seguem não pretendem ser uma lista exaustiva. São, tão-somente, uma apresentação organizada, tabelada, das unidades do SI das principais grandezas, acompanhadas dos respectivos nomes e símbolos.

13.069 -Nó na Mente – O que existia antes do Big Bang?


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Universo de Dúvidas

Será que algum dia saberemos o que aconteceu antes do Big Bang? Esta não é uma questão apenas filosófica: há alguns aspectos que podem vir a ser cientificamente testados.
Por muito tempo o homem achou que o Universo – por definição, tudo que tem existência física – era de idade infinita, ou com uma idade que poderia ser medida em gerações humanas, como contado por muitas mitologias. Porém, graças aos estudos da taxa de expansão do Universo, sabemos que há cerca de 13,8 bilhões de anos tudo que podemos observar veio de uma expansão a partir de um ponto menor que um átomo, o Big Bang.
O modelo do Big Bang é a melhor explicação que temos para a aparência do cosmos atual, mas ele tem suas limitações – como o fato de que não responde a algumas perguntas fundamentais, como “o que veio antes do Big Bang?” (se é que veio alguma coisa). Mas antes de tentar entender as possíveis respostas, é preciso primeiro entender a pergunta.

Inflação do big bang

O Universo pode ser definido como tudo o que existe em um sentido físico, mas nós podemos observar apenas uma parte dele. Olhando ao redor vemos galáxias por todos os lados, e elas todas se parecem umas com as outras, não há uma direção especial no espaço… Isso significa que o Universo não tem “bordas” (ou um centro).
Se fossemos movidos instantaneamente para uma galáxia distante, veríamos um cosmos semelhante ao que vemos da Terra, com um raio efetivo de 46 bilhões de anos-luz. Não podemos ver além desse raio, não importa onde estejamos posicionados.
Por vários motivos os cosmologista acreditam que o Universo sofreu um processo de inflação em seus primórdios – uma expansão rápida logo após o Big Bang. Com a expansão, veio o resfriamento, e, passados cerca de 380.000 anos do Big Bang, o Universo ficou transparente, e a luz daquela época pode ser percebida hoje como a radiação cósmica de fundo (CMB, na sigla em inglês de Cosmic Microwave Background).
Essa radiação foi examinada por meio de telescópios espaciais como o COBE, WMAP e, mais recentemente, o Planck, e cientistas perceberam que ela é bastante suave, mas não totalmente uniforme: contém irregularidades que eram minúsculas e ficaram imensas com a inflação, e se tornaram as sementes para os objetos em larga escala, como galáxias e grupos de galáxias vistos hoje.
Existem várias versões possíveis para a inflação, mas o ponto essencial é que as flutuações aleatórias de temperatura e densidade produzidas pelo Big Bang foram suavizadas pela expansão rápida, como um balão murcho e enrugado se torna um objeto liso quando inflado. Mas a inflação teria acontecido tão rápido que o Universo passou a ter regiões desconectadas – universos paralelos – que podem até mesmo ter leis físicas diferentes.
Universos de bolso

Entretanto, nada disso nos informa o que veio antes do Big Bang. Em muitos modelos inflacionários, bem como em teorias do Big Bang mais antigas, este é o único Universo que existe, ou, pelo menos, o único que podemos observar.
Uma exceção é o modelo conhecido como inflação eterna. Nele, o Universo Observável é parte de um “Universo de bolso”, uma bolha em uma enorme espuma de inflação. Na nossa bolha particular, a inflação começou e parou, mas em outros universos desconectados do nosso a inflação pode ter propriedades diferentes. A inflação eterna esvaziou as regiões fora das bolhas, eliminando toda a matéria ali – não há estrelas, galáxias ou qualquer coisa reconhecível.
Se a inflação eterna está correta, o Big Bang é a origem do nosso universo-bolha, mas não de todo o Universo, que pode ter uma origem muito anterior. Se algum dia tivermos evidências dos multiversos, elas serão indiretas, mesmo com a confirmação da inflação feita pelo telescópio Planck e outros. Em outras palavras, a inflação eterna pode responder sobre o que precedeu o Big Bang, mas ainda vai deixar a questão da origem última fora de alcance.
Ciclos de trilhões de anos

Muitos cosmologistas consideram o modelo inflacionário como o pior modelo que temos. As propriedades gerais da inflação são interessantes, graças à sua utilidade para resolver problemas difíceis em cosmologia, mas certos detalhes são complicados. O que causou a inflação? Como ela começou e quando terminou? Se a inflação eterna está correta, quantos universos-bolha podem existir com propriedades semelhantes às do nosso? Houve um “Big Bang Maior” que originou o multiverso? E, finalmente (o que diferencia a ciência da filosofia), podemos testar estas hipóteses?
Existe uma alternativa ao modelo inflacionário, que evita estas questões, e responde o que havia antes do Big Bang. Se o modelo de universo cíclico de Paul Steinhardt e Neil Turok estiver certo, o Universo reside dentro de um vazio em uma dimensão maior. Junto do nosso universo há um universo paralelo que não podemos observar diretamente, mas que está conectado com o nosso pela gravidade.
O Big Bang não seria o início, mas um momento em que duas “branas” (termo que deriva de “membranas”) colidiram. O Universo no modelo cíclico está entre períodos em que as branas estão se afastando, com expansão acelerada, e novos Big Bangs estariam em períodos em as branas colidem novamente. Como cada ciclo levaria trilhões de anos para se completar, o universo seria infinitamente velho, evitando os problemas filosóficos dos modelos inflacionários.
Se você acha que todas estas opções são espantosas, pode ter certeza de que os cientistas pensam o mesmo. Como o universo observável está em expansão acelerada, sem sinal de que vá entrar em colapso mesmo no futuro mais distante, por que haveria um cosmos com um início mas sem um fim semelhante? Se a inflação ou o Big Bang apaga as informações sobre o que veio antes (se é que algo veio), será que não estamos discutindo quantos anjos poderiam dançar Gangnam Style na cabeça de um alfinete? Mesmo se a inflação eterna ou o modelo cíclico forem corretos, eles colocam a questão da origem de tudo no campo do que não pode ser testado.
Em dez ou cem anos, as questões e métodos que usamos para responder estas questões provavelmente terão evoluído. Por enquanto, ainda não está claro como podemos saber o que precedeu o Big Bang. [BBC]

13.051 – Arquivo ☻Mega – A Morte de Einstein em Abril de 1955


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Escritório de Einstein exatamente como ele deixou em abril de 1955

Falecido em 18 de abril de 1955 em Princeton (EUA) vítima de um aneurisma da aorta abdominal, aos 76 anos. Seu funeral e sua cremação foram cerimônias completamente privadas.

Ao entardecer, o corpo de Einstein foi transferido por um curto espaço de tempo do hospital para uma funerária em Princeton. O caixão simples com o corpo, já autopsiado, ficou na funerária por uma hora ou pouco mais.
O Mega vai mostrar algumas fotos agora quase 63 anos depois.
Para finalizar: a história do cérebro de Einstein, mais estranha do que a ficção — que o Dr. Thomas Harvey (que aparece na última das fotos) polemicamente retirou durante a autopsia, cuidadosamente o cortou em fatias, e cuidadosamente o guardou durante anos para ser pesquisado. As histórias há longo tempo associadas a esse órgão são complicadas para serem abordadas aqui.
Recentemente, surgiram novas constatações sobre o cérebro de Einstein. Um estudo com 14 novas fotografias do cérebro do físico Albert Einstein chegou à conclusão de que a massa cinzenta daquele que é considerado um dos maiores gênios de todos os tempos era diferente em diversos aspectos. Pesquisadores da Universidade do Estado da Flórida, nos Estados Unidos, analisaram as imagens e as compararam aos padrões estruturais de outros 85 órgãos semelhantes separados em outros trabalhos.
A descoberta mais impactante se refere aos padrões complexos de certas partes do córtex cerebral de Einstein, principalmente no córtex pré-frontal e no visual. O primeiro é importante para o pensamento abstrato e pode ter sido fundamental para a realização das experiências do físico.
Em 1955, durante a autopsia do físico, o patologista Thomas Harvey removeu o cérebro e o conservou em formol, sem antes deixar de realizar varias fotos, para só então cortá-lo em 240 blocos. Em seguida, dividiu as partes em aproximadamente 200 lâminas para estudo microscópico. As imagens e as lâminas foram distribuídas a pesquisadores pelo mundo.
A autopsia, na época, revelou que o cérebro de Einstein era menor que a média e outras análises posteriores não descobriram algo que fosse anormal. Alguns anos depois, porém, pesquisadores descobriram que partes do cérebro continham uma quantidade anormal de um tipo de células chamadas gliais, que proporcionam suporte e nutrição aos neurônios. O lobo parietal, relacionado a funções espaciais e visuais, também possuía um padrão diferente de sulcos e rugas.

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Insira uma legenda

Dr. Thomas Harvey (1912-2007) foi o patologista que fez a autopsia de Einstein no hospital de Princeton em abril de 1955. Não se sabe se o cérebro que manuseia era o de Einstein.

 

 

13.029 – História da Física


física
Começou a partir do momento em que a humanidade passou a ver e analisar os fenômenos naturais de modo racional, abandonando explicações místicas ou divinas. As primeiras tentativas racionais de explicação da Natureza vieram com os indianos e com os gregos antigos. Antes disso, fenômenos naturais e suas consequências eram explicados por deuses e deusas; Apolo, em sua carruagem, carregava a esfera brilhante, o Sol, de leste para oeste, todos os dias. A Filosofia Natural, como era conhecida a Física até tempos mais modernos, confundia-se com a Química e com certos aspectos da Matemática e Biologia, e pode ser considerada a disciplina acadêmica mais antiga, se for considerada a sua presença dentro da Astronomia.
Após ter visto um momento de esplendor na Grécia Antiga, tendo como nome principal Aristóteles, a Física entrou em declínio na Idade Média, tendo revivido apenas durante o Renascimento, durante a Revolução Científica. Galileu Galilei é considerado o primeiro Físico em seu sentido moderno, adotando a Matemática como ferramenta principal. Galileu é um dos primeiros a descrever o real objetivo de um cientista; sua função é apenas descrever os fenômenos em vez de tentar explicá-los. Já dotado de um método científico, a Física teve uma notável evolução com Isaac Newton, que realizou a primeira grande unificação da Física ao unir Céus e Terra sob as mesmas leis da Física, a gravitação universal.
Nos séculos XVIII e XIX surgiram os fundamentos da termodinâmica e do eletromagnetismo, destacando-se Rudolf Clausius, James Prescott Joule e Michael Faraday. James Clerk Maxwell realizou outra grande unificação da Física ao fundir eletricidade e magnetismo sob as mesmas descrições matemáticas, sendo que toda a Óptica pode ser derivada da teoria eletromagnética de Maxwell. No final do século XIX pensava-se que todos os fenômenos físicos poderiam ser explicados dentro das teorias correntes. Entretanto, certos “fenômenos rebeldes” fugiam do alcance dos cientistas. No início do século XX, ao tentar explicar matematicamente a radiação de corpo negro, Max Planck introduziu o conceito de quantum de energia. Em 1905, Albert Einstein apresentou, sob a forma de cinco artigos, as base da Relatividade e da Mecânica Quântica. Tais “fenômenos rebeldes” finalmente foram explicados, mas a ontologia determinista estrita e pontual, característica da mecânica newtoniana, foi abalada seriamente, que foi agravada após a publicação do Princípio da Incerteza de Werner Heisenberg e do princípio da complementaridade de Niels Bohr.
Desde então, a Física preocupa-se em explicar, sob o ponto de vista da Física Moderna, a natureza as quatro forças fundamentais da Natureza. O Modelo Padrão, apresentado na década de 70, descreve três das quatro forças. Trabalhos dentro do Grande Colisor de Hádrons (LHC), no CERN, e no Fermilab, procuram confirmar a existência do bóson de Higgs, a única partícula prevista pelo Modelo Padrão ainda não descoberta. Entretanto, a gravidade ainda carece de uma explicação teórico-experimental enraizada pela Física Moderna e é ainda um grande problema em aberto da Física.
As pessoas desde a Antiguidade sempre prestaram atenção nas regularidades da Natureza; o Sol nasce todo dia; um ciclo lunar é completado em aproximadamente 28 dias, praticamente o mesmo período de um ciclo menstrual; as estrelas ocupam a mesma posição no céu em um determinado momento a cada ano, um objeto sempre cai quando não é apoiado; as quatro estações do ano sempre estão ordenadas e se repetem anualmente.
Esta ordenação da Natureza precisava de explicações satisfatórias. Inicialmente, os povos antigos atribuíam tais fatos à mitologia e à metafísica; deuses e deusas que controlavam o mundo. Na Grécia Antiga, Gaia era a deusa Terra e Zeus controlava o poder dos relâmpagos. Apolo, com a sua carruagem flamejante do Sol, cruzava os céus uma vez por dia.
Basicamente, “Física” é uma tentativa de se obter explicações racionais sobre o mundo real, em contraste com explicações metafísicas, mitológicas, religiosas ou mágicas.
As primeiras tentativas do Ocidente em prover explicações racionais para os funcionamentos da Natureza vieram com os gregos, por volta do século VII a.C.
Aristóteles é descrito com frequência como sendo o grego que proveu as explicações mais compreensivas dentro destes princípios filosóficos. Ele acreditava na existência de quatro elementos básicos, a terra, a água, o ar e o fogo. Cada um tinha o seu lugar natural no Universo, determinado pelo seu peso. A terra é pesada e tenderia a permanecer no centro do Universo, a água tenderia a permanecer acima da terra e o ar, por sua vez, tenderia a permanecer na superfície terrestre. O fogo tenderia a escapar do centro do Universo. Haveria ainda um quinto elemento, perfeito, que não teria peso. As estrelas seriam formadas por esse quinto elemento, o éter.
Em seu livro, Física, Aristóteles descreveu o movimento de um corpo. Um corpo manteria seu estado de movimento apenas se estivesse em contato com o seu “movedor”. Caso contrário, a tendência de um corpo seria parar. Aristóteles explicou que o movimento de uma flecha após ser lançada seria causada pela “impulsão do ar”, uma tendência natural do ar fechar o “vácuo” formado pela flecha em seu rastro, já que, segundo Aristóteles, a “Natureza abomina qualquer forma de vácuo”.
O sistema esférico dos astros foi se complexificando com o aumento da precisão matemática. Hiparco, no século II a.C., utilizou registros gregos e babilônicos para prover dados mais precisos, e Ptolomeu, no mesmo século, já havia construído um sistema de esferas contendo mais de 80 elementos para explicar toda a periodicidade dos astros no céu, todos descritos em seu livro Almagesto.
Com a queda do Império Romano no século V, a maior parte da literatura grega se perdeu assim que a Europa entrou num período conhecido como a “idade das trevas”, onde o interesse pela obtenção do conhecimento e da própria educação praticamente desaparece.
Na primeira metade do século XIV, ressurge a teoria do ímpeto, que já havia sido iniciada por Hiparco e impulsionada por João Filopono, radicalmente modificada pelo persa Avicena e consagrada pelo francês Jean Buridan.
Tradições físicas e matemáticas importantes também existiam nas antigas ciências chinesas e indianas. Na filosofia indiana, Kanada foi o primeiro a desenvolver sistematicamente uma teoria do atomismo no século VI aC.
O Renascimento do conhecimento e da aprendizagem na Europa, que se seguiu à redescoberta dos conhecimentos gregos e árabes, afetou toda a sociedade europeia.
Em 1541, Nicolau Copérnico publica o livro De revolutionibus orbium coelestium, que marca o início da astronomia moderna.[36] Neste livro, Copérnico defende o heliocentrismo e o suporta matematicamente.A partir do século XVII, os filósofos naturais começam a montar um ataque sustentado contra o programa filosófico escolástico, que unia filosofia e teologia. Também propuseram que a descrição matemática de áreas como a Mecânica e Astronomia poderiam universalizar as características dos movimentos.
Um dos grandes nomes desta época é o italiano Galileu Galilei. Uma das maiores contribuições de Galileu foi reconhecer que o papel de um cientista não era explicar o “porquê” dos fenômenos, mas somente descrevê-los.Em um de suas obras, Discursos e Demonstrações Matemáticas acerca de Duas Novas Ciências Galileu levanta a questão de por que um objeto cai sem sustentação. Na réplica, Galileu diz que não explicou nada, apenas o descreveu.Galileu simplificou o papel de um cientista, sua função é apenas fazer uma descrição, sem procurar os “porquês” que ele mesmo não pode responder. Galileu foi um dos pioneiros a reconhecer na matemática uma ferramenta para descrever os fenômenos naturais e confirmá-los através de experimentações.

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Galileu

13.003 – Física – A famosa equação E=MC2


Mass energy equation
E=mc2 é uma equação da física moderna utilizada como parte da Teoria ou Princípio da Relatividade, desenvolvida pelo físico alemão Albert Einstein.
A famosa equação determina a relação da transformação da massa de um objeto em energia e vice-versa, sendo que “E” é a energia, “m” a massa e “c” é a velocidade da luz ao quadrado, considerada a única constante do Universo.
Sabendo que a velocidade da luz é de aproximadamente 300.000 km/s, a Teoria da Relatividade supõe que caso uma massa consiga superar a velocidade da luz, conseguiria ultrapassar a barreira do tempo e espaço.
Albert Einstein publicou em 1905 um artigo chamado “A Inércia de um corpo dependerá de seu conteúdo energético?”, onde apresentou pela primeira vez a equação que define a relação de massa e energia.
Em comparação com os atuais padrões tecnológicos, uma “pequena” quantidade de massa, viajando no vácuo na velocidade da luz, produziria uma quantidade de energia muito “grande”.
Exemplo: Se 10 quilogramas de massa fossem transformadas totalmente em energia, seria produzida uma quantidade de energia suficiente para evaporar toda a água da Baía de Guanabara, no Rio de Janeiro.

12.998 – Física – A Eletrostática


Olá você que acompanha as matéria do ☻Mega Arquivo, chegamos ao artigo 13 mil. Somos um blog de divulgação de conhecimentos sem finalidade de lucros. O ☻Mega Arquivo em si já existe há quase 3 décadas. Para saber mais leia a nossa introdução. Continue mergulhando no nosso universo.

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A eletrostática é a parte da Física responsável pelo estudo das cargas elétricas em repouso. Ao longo da história, grandes pesquisadores como Tales de Mileto conseguiram verificar a existência das cargas elétricas. Segundo Maurício Ruv Lemes, foi Tales quem primeiro conseguiu verificar, em 600 a. C., que o âmbar, após atritado, consegue atrair fragmentos de palha.
Em 1600, o médico inglês William Gilbert (1540-1603) publicou o livro Sobre os Ímãs, sobre os Corpos Magnéticos, e sobre o Grande Ímã, a Terra. Neste livro, Gilbert faz uma analogia comparando a Terra com um enorme ímã, onde os pólos magnéticos do Globo estariam localizados junto aos pólos geográficos. Gilbert também estudou os fenômenos elétricos, chegando a concluir que existiam mais substâncias além do âmbar que possuíam propriedades eletrostáticas, de acordo com CHAIB e ASSIS (2007).
O pesquisador alemão Otto Von Guericke (1602 – 1686) conseguiu inventar a primeira máquina eletrostática, em 1672.
Já por volta de 1729, Stephen Gray descobre que alguns corpos tem propriedades condutoras de eletricidade.
Charles Augustin de Coulomb (1736 – 1806) conseguiu medir a intensidade das forças de atração ou de repulsão entre as cargas elétricas por volta de 1777, usando uma balança de torção e enunciou a Lei de Coulomb tratando desta força.
Já em 1763, o cientista Robert Simmer (…) defendia que existiriam dois tipos de fluídos, sendo que um deles teria carga elétrica positiva e outro teria carga elétrica negativa, o que leva a uma condição de conservação da carga, conforme Lemes.
Num primeiro momento, acreditava-se que os fenômenos elétricos e magnéticos não estariam relacionados. A eletrostática tinha muito a ser descoberto, especialmente no que se refere a sua dependência com o magnetismo. Houve muitos avanços significativos, como o caso da construção da primeira pilha voltaica, criada por Alessandro Volta, em 1800. Finalmente, em 1819, o dinamarquês Hans Christian Oersted (1777 – 1851) descobre em uma aula experimental que a corrente elétrica geraria um campo magnético em torno de si.
Mas talvez uma das mais relevantes descobertas que podem ser inclusas no rol da eletrostática, destaca-se a da relação da carga do elétron com sua massa, realizada por Robert Andrews Millikan (1868 – 1953).

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12.986 – Astrofísica – A Densidade da Estrela de Nêutrons


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Estrelas de nêutrons são, indiscutivelmente, um dos objetos mais exóticos do Universo. Como um daqueles amigos irritantes que aparentemente se superestima em cada aspecto da vida, estrelas de nêutrons excedem em quase todas as categorias: gravidade; força do campo magnético; densidade; e temperatura.
“Mas espere”, eu ouvi dizer, “buracos negros são muito mais densos!” Em certo sentido, isso é verdade, mas não podemos realmente determinar a estrutura interna de um buraco negro, uma vez que ela está para sempre oculta por trás do horizonte de eventos.
Estrelas de nêutrons, com uma crosta sólida (e com até mesmo oceanos e atmosfera!) são os objetos sólidos mais densos que podemos observar, chegando algumas vezes a densidade de um núcleo atômico em seu núcleo. Uma amostra de material de estrela de nêutrons do tamanho de um grão de areia pesaria aproximadamente o mesmo que o maior navio que já navegou pelos nossos mares – mais de 500.000 toneladas.
Estrelas de nêutrons também oferecem uma riqueza de comportamento extremo que as tornam um alvo atraente para os astrofísicos.

Origem de uma estrela de nêutrons
Acredita-se que estrelas de nêutrons são formadas a partir da explosão de uma supernova que acaba com a vida de uma estrela de tamanho médio, com cerca de 8 a 20 vezes a massa do nosso sol. Uma vez que seu combustível nuclear é consumido, a estrela explode, perdendo a maior parte de seu material para o espaço.
O restante colapsa em um pequeno objeto (pelos padrões astronômicos) com cerca de 22 km de diâmetro, o tamanho de uma cidade média, mas ainda assim com cerca de 1,5 vezes a massa do nosso sol.
Enquanto a crosta é composta principalmente de ferro cristalino, tais átomos não podem sobreviver profundamente na estrela, e o material transita através de uma estranha “pasta nuclear” (região A na imagem, abaixo) para o fluido de nêutrons do núcleo (regiões B e C).
As condições no núcleo não podem ser reproduzidas em experiências terrestres, e a incerteza sobre esta região – talvez compreendendo exóticos híperons ou até mesmo a “matéria estranha” – é o principal motivador para o estudo desses objetos.
Estrelas de nêutrons emitem pouca luz visível, o que as tornam praticamente impossíveis de detectar pelos modos tradicionais. A maioria dos poucos 1.000 exemplos conhecidos foram descobertos através das suas pulsações de rádio.
Como faróis cósmicos, os feixes de rádio emparelhados por esses pulsares varrem todo o universo. Se o feixe atravessa a Terra, ele pode ser detectado com radiotelescópios. O pulsar mais próximo, PSR J0437-4715, está a cerca de 500 anos-luz de distância.
Magnetares são pulsares com campos magnéticos incrivelmente fortes.
Microquasares são pulsares com jatos que atingem velocidades relativistas.

Rotação alucinante
Típicas estrelas de nêutrons pulsantes giram cerca de 1 vez por segundo, o que é extremamente rápido para um objeto denso e massivo. Mas se a estrela têm uma companheira binária normal, a estrela de nêutrons pode “girar” a mais de 10 vezes a velocidade de uma máquina de lavar roupa comum.
O processo pelo qual isso ocorre é chamado de acreção. Ao longo dos bilhões de anos de vida desses objetos, a estrela companheira evolui (e amplia) até as camadas externas sentirem a força gravitacional da estrela de nêutrons.
O gás da estrela companheira pode então fluir para a estrela de nêutrons, a fazendo girar mais.
Este processo tem alguns efeitos secundários notáveis. O gás caindo na estrela de nêutrons é aquecido a dezenas de milhões de graus, e a estrela de nêutrons vai começar a brilhar intensamente em raios-X, em vez de ondas de rádio. Essa radiação é bloqueada pela atmosfera da Terra, mas pode ser detectada por telescópios em satélites.

A fusão ocorre
O gás que se acumula na superfície da estrela de nêutron através do processo de acreção é semelhante à composição do nosso próprio sol – principalmente hidrogênio e hélio, com uma pequena porcentagem de outros elementos.
A enorme gravidade da estrela de nêutrons – algumas centenas de bilhões de vezes mais forte que a da Terra – irá comprimir e aquecer o gás, e depois de algumas horas ou dias a fusão nuclear pode ocorrer.
Mas essa queima não é tão bem comportada como em estrelas como o sol. Em vez disso, a queima é instável, e prossegue em apenas alguns segundos para envolver completamente a superfície da estrela de nêutrons, esgotando todo o combustível acumulado e dando origem a uma explosão de raios-X visível em toda a galáxia.
Estas explosões têm sido observados em cerca de 100 sistemas, desde os primeiras telescópios de raios-X serem lançados na década de 1960. Ocorrendo uma vez a cada poucas horas ou dias (dependendo da taxa de acreção), elas são de longe as mais frequentes explosões termonucleares no universo.
Claro que o fornecimento de gás a partir da companheira uma hora acaba. E quando isso ocorre, a estrela de nêutrons pode reprisar o seu papel como um pulsar de rádio, embora agora girando centenas de vezes a cada segundo. O recordista atual PSR J1748-2446AD gira 716 vezes por segundo! [IFLScience]

12.834 – Teletransporte quântico alcança mais de 7 km e bate recorde


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Quando o físico Albert Einstein ouviu falar pela primeira vez nos fenômenos da mecânica quântica, ele definiu o estudo das menores partículas conhecidas com o adjetivo spooky — que em português significa algo entre “assustador” e “fantasmagórico”.
Não é para menos. Um dos fenômenos mais inacreditáveis dessa área de estudo é o entrelaçamento quântico. Ele ocorre quando há uma conexão entre duas partículas que, mesmo distantes uma da outra, se influenciam mutuamente. Em outras palavras: cutuque uma partícula aqui no Brasil e sua irmã gêmea, lá no Japão, irá reagir, mesmo que não haja nenhuma forma aparente de transmissão de informação entre as duas.
Diante disso, é difícil não concordar com a afirmação “assustadora” de Einstein, mas o fato é que o entrelaçamento quântico existe, e há quem já tenha superado a parte fantasmagórica em busca de aplicações práticas para o fenômeno.
Um grupo de cientistas da Universidade de Calgary bateu um novo recorde de transmissão de informação por meio de entrelaçamento quântico — técnica chamada de teletransporte quântico — usando uma rede de fibra ótica pública já implantada na cidade de Calgary, na Austrália.
Pesquisas anteriores superaram distâncias de mais de 100 quilômetros, mas usaram laser em vez de fibra ótica para conectar dois pontos, e o que vale, neste caso, é aplicar o tecnologia que já está disponível para uso civil. A pesquisa foi publicada na Nature.
A dúvida que fica é: se a ideia do entrelaçamento é justamente que duas partículas se conectam por distâncias intermináveis sem nada visível entre elas, então por que é necessário conectar os dois pontos no espaço com algum tipo de tecnologia já conhecida, como laser ou fibra ótica?
“Nós precisamos da fibra para distribuir os fótons entrelaçados em primeiro lugar”, explicou  Wolfang Tittel, um dos autores da pesquisa. O nascimento de um “casal” de partículas entrelaçadas não é nada delicado. “Nós atingimos um tipo de cristal especial (não-linear) com um raio laser”, explicou Tittel. “A interação no interior do cristal às vezes faz com que um fóton do pulso de luz se divida em dois novos fótons. E esses fótons estão entrelaçados.” Ou seja, as particulas nascem como gêmeos, e são separadas na maternidade para servirem às telecomunicações.
Deste ponto em diante, suas propriedades serão definidas pelas características do raio laser e do cristal que lhes deu origem, e eles passarão a agir em uníssono. “Note que as partículas entrelaçadas não permitem enviar informação mais rápido que a velocidade da luz — um erro comum em textos não científicos”, esclarece o pesquisador.
A carta na manga do entrelaçamento não é, portanto, sua velocidade, mas o fato de que se você estiver com uma partícula “em mãos” e a pessoa com quem você se comunica estiver com a outra, vocês terão uma espécie de senha secreta infalível. Em outras palavras, uma técnica de criptografia que está à prova de qualquer juíz.

12.828 – Os avanços científicos que chegaram antes do previsto


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Detecção das ondas gravitacionais: a detecção desse tipo de onda, ocorrida em fevereiro deste ano, é talvez a mais impactante de todos os avanços. Essas ondas já estavam previstas na Teoria Geral da Relatividade de Einstein. São perturbações espaço-temporais muito fracas, que viajam pelo Universo na velocidade da luz.
Júpiter à vista: a sonda Juno, da NASA, chegou à órbita de Júpiter em julho deste ano, representando a maior aproximação do homem a esse planeta gigante. Trata-se de uma missão destinada a revelar os mistérios de um mundo quase desconhecido para a ciência. Os primeiros dados começaram a chegar à Terra na segunda metade deste ano.
Missão europeia a Marte: a Agência Espacial Europeia (ESA) lançou uma das mais importantes missões espaciais, conhecida como ExoMars, para verificar se Marte pode abrigar vida ou se alguma vez já a abrigou. Trata-se de uma sonda equipada com tecnologia nunca antes alcançada, que determinará se o metano presente na atmosfera é de origem biológica ou geológica.
As duas origens dos cães: há tempos se discute como e quando os cães foram domesticados pelo homem. Uma pesquisa divulgada em junho, pela revista Science, afirma que os cães surgiram separadamente de duas populações diferentes de lobos, que viviam em lados opostos do continente euroasiático. Dessa forma, eles teriam sido acolhidos pelo homem não uma, mas duas vezes, antes do surgimento da agricultura.