Formação de um arco-íris

Arco íris, um fenômeno óptico

O arco-íris é um fenômeno óptico que se forma em razão da separação das cores que formam a luz solar. Ele pode ser observado sempre que existirem gotículas de água suspensas na atmosfera e a luz solar estiver brilhando acima do observador em baixa altitude ou ângulo, ou seja, ele pode acontecer durante ou após uma chuva. Esse acontecimento ocorre em razão da dispersão da luz.
Dispersão é o fenômeno que causa a separação de uma onda em vários componentes espectrais.
A luz do sol é uma onda de luz branca formada por várias cores, quando essa luz incide sobre uma gota de água os raios luminosos penetram nela e são refratados, sofrendo assim a dispersão. O feixe de luz colorido, dentro da gota, é refletido sobre a superfície interna da mesma e sofre novo processo de refratação, motivo que provoca a separação das cores que um observador consegue ver. É evidente que essa dispersão ocorre com todas as gotas de água que estiverem na superfície recebendo a luz proveniente do Sol.
O arco-íris não existe, trata-se de uma ilusão de óptica cuja visualização depende da posição relativa do observador. É importante salientar que todas as gotas de água refratam e refletem a luz da mesma forma, no entanto, apenas algumas cores resultantes desse processo é que são captadas pelos olhos do observador.

Termologia

O que vem a ser termologia? O que ela estuda? Termologia é a parte da física que estuda o calor, ou seja, ela estuda as manifestações dos tipos de energia que de qualquer forma produzem variação de temperatura, aquecimento ou resfriamento, ou mesmo a mudança de estado físico da matéria, quando ela recebe ou perde calor. A termologia estuda de que forma esse calor pode ser trocado entre os corpos, bem como as características de cada processo de troca de calor, são essas as formas de transferências de calor: 

• Convecção;
• Irradiação;
• Condução.

Mas o que vem a ser calor? O que é temperatura? Calor é a energia térmica em trânsito, ou seja, é a energia que está sempre em constante movimento, sempre sendo transferida de um corpo para outro. Já temperatura é o grau de agitação das moléculas, ou seja, calor e temperatura são conceitos bem diferentes com os quais a termologia trabalha.
O estudo da termologia, assim como os vários outros ramos de estudo da física, possibilita entender muitos fenômenos que ocorrem no cotidiano, como, por exemplo, a dilatação e contração dos materiais, bem como entender por que elas ocorrem e como ocorrem. São essas as formas de dilatação que a termologia estuda:

• Dilatação superficial;
• Dilatação volumétrica;
• Dilatação dos líquidos.

 A termologia, mais precisamente a termodinâmica, estuda também os gases, adotando para isso um modelo de gás ideal denominado de gás perfeito, como também as leis que os regem e as transformações termodinâmicas que se classificam em:

• Transformação isotérmica;
• Transformação isobárica;
• Transformação isocórica.

ECO

Eco!!! Você ouve o que fala.

Em alguns locais ouvimos o que falamos e posteriormente ouvimos novamente a nossa fala. Essa situação ocorre em razão do som emitido por nós ser refletido por alguns obstáculos.
Para uma melhor compreensão interpretaremos a reflexão sonora, que nos dará a ideia de como o som se comporta diante do obstáculo refletor de acordo com a posição que o mesmo fora emitido.
Os sons refletidos podem ser percebidos como um reforço, reverberação e eco. A percepção de um desses fenômenos deve-se à capacidade que os nossos ouvidos têm em distinguir os dois sons que chegam até ele, e essa diferenciação só ocorre mediante um intervalo de tempo superior a 0,1s entre a chegada do som emitido e do som refletido.
A proximidade entre emissor e obstáculo pode tornar o som refletido como um reforço do som emitido em razão da grande proximidade entre eles.
Quando o som refletido chega aos nossos ouvidos em um intervalo de tempo menor que 0,1 s e não estamos tão próximos do obstáculo, ouvimos o som refletido sem que o emitido tenha sido extinguido completamente.
O eco caracteriza-se quando o som refletido chega aos nossos ouvidos após 0,1s, logo podemos perceber distintamente o som emitido e o som refletido.
Uma relação matemática nos permite determinar a que distância devemos estar de um obstáculo para percebermos o som refletido com um eco.
Sendo a velocidade do som no ar equivalente a 340 m/s, o intervalo de tempo para que o eco ocorra maior que 0,1s e o emissor do som a uma distância y do obstáculo temos que:

V = d/t - t = d/V
Então: t > 0,1 (condição para que ocorra o eco) logo: d/V > 0,1
2.y/340 > 0,1 Obs.: 2y refere-se a ida e vinda do som
y > 17m

O Combustível do Sol

Sol

O Sol, maior corpo astro do sistema solar, representando cerca de 98% de toda a massa do sistema, é a estrela que nos fornece a luz e o calor necessários para a manutenção da vida na Terra.
A temperatura externa do nosso astro Rei é de aproximadamente 6000º C provinda de uma grande concentração de energia liberada pelo seu núcleo.
Toda essa energia começa a partir de uma fusão nuclear. Quatro núcleos de hidrogênio se chocam para formar um núcleo de hélio. Nesse processo, verifica-se que o núcleo de hélio é menos massivo do que os quatro núcleos de hidrogênio. Isso ocorre porque durante a fusão nuclear libera-se uma grande quantidade de energia.
A temperatura no núcleo do Sol chega a, aproximadamente, 15.000.000º C, e a pressão chega a ser 340 bilhões de vezes maior que a pressão atmosférica da Terra ao nível do mar (1 atm = 760 mmHg = 1x10⁵ N/m2).
A energia liberada pelo núcleo é levada até a superfície através de um processo conhecido como convecção térmica. Cerca de 700 milhões de toneladas de hidrogênio são convertidas em hélio e liberam cerca de 5 milhões de toneladas de energia pura. Essa constante liberação de energia implica em uma diminuição da massa da estrela.
Na superfície do sol podem ser observadas manchas provenientes de regiões de menor temperatura, e regiões de explosões, que muitas vezes chegam a ser muito maior do que a Terra.
Nos últimos anos, a diminuição dessas manchas tem preocupado cientistas do mundo inteiro, pois esse fenômeno é responsável pelos ventos solares que ajudam a manter a radiação cósmica longe do centro do sistema solar, o que pode prejudicar o trabalho de astronautas que não estão devidamente protegidos para esse tipo de radiação.

Albert Einstein e o Ceará

No dia 14 de março de 1879 nasce em Ulm (Württemberg, sul da Alemanha) Albert Einstein.
No ano de 1905, Einstein publica pela primeira vez a Teoria da Relatividade restrita, que descreve o movimento para referenciais inerciais.
No ano de 1915 generaliza a teoria da relatividade restrita e reescreve a teoria da gravitação de Isaac Newton, propondo a Teoria da Relatividade Geral.
Na relatividade geral, os fenômenos que ocorriam em razão da ação da força da gravidade passam a ser compreendidos de outra maneira, na qual estes ocorrem devido ao movimento inercial num espaço curvo.
No ano de 1919, mais precisamente no dia 29 de maio, alguns cientistas ingleses, em busca de comprovar a teoria da relatividade geral, alojam-se na cidade de Sobral, no estado do Ceará – Brasil, e na Ilha de Príncipe, África, motivados por verificar se de fato a luz provinda de uma estrela, ao passar nas proximidades do Sol, sofreria desvio em virtude da curvatura que este corpo celeste massivo causa no espaço-tempo.
 

A teoria da relatividade geral fora comprovada em Sobral - Ce

A teoria da relatividade geral é comprovada experimentalmente na cidade de Sobral, pois na Ilha de Príncipe não fora possível em razão do céu nublado que se encontrara no dia.
Apesar de o físico celébre Albert Einstein não ter vindo ao Brasil nesta época, sua teoria foi comprovada na cidade de Sobral, no estado do Ceará.

PESO X MASSA

O peso é calculado de acordo com a
aceleração local da gravidade

É comum ouvirmos as seguintes frases: “Eu peso 85 kg”, “Estou acima do meu peso”, “O peso ideal para sua altura é 75 kg”. Popularmente, estamos associando a medida observada ao subirmos em uma balança à palavra peso. Essa argumentação utilizada por grande parte das pessoas está totalmente equivocada, pois não podemos relacionar peso com a massa de um corpo, que é a grandeza verificada na balança. As definições corretas são:
Peso é uma força “invisível” que atrai os corpos para a superfície da terra. Dessa forma, o nosso peso varia de acordo com o valor da gravidade, diferente em outros planetas e satélites naturais do sistema solar.
Massa é a quantidade de matéria presente em um corpo. Dizemos que a massa de uma pessoa é a mesma em qualquer lugar.
Por exemplo, vamos imaginar que uma pessoa tenha massa de 60 kg. De acordo com essa medida, podemos dizer que ela possui peso igual a aproximadamente 588 N (Newton). Vamos entender o valor desse peso:
Quando nos referimos ao peso, dizendo que seu valor depende da gravidade, então estamos colocando em prática a 2ª lei de Newton, demonstrada pela fórmula matemática: P = m * g. Nessa expressão, temos que:

P: peso
m: massa
g: aceleração da gravidade

Continuando com mais um exemplo, vamos determinar o peso de uma pessoa com massa igual a 57 kg, na terra, na lua e em outros planetas. Mas para isso, precisamos conhecer as acelerações da gravidade que estão presentes na tabela a seguir:

Uma pessoa com a massa igual a 57 kg possui os seguintes pesos:

Na terra
P = m * g → P = 57 * 9,8 → P = 558,6 N


Na lua
P = m * g → P = 57 * 1,67 → P = 95,19 N

Em Júpiter
P = 57 * 22,9 → P = 1 305,3 N

Em Plutão
P = 57 * 0,5 → P = 28,5 N

No sol
P = 57 * 274 → P = 15 618 N

Corridas Automobilísticas e Matemática

Os aerofólios dianteiro e traseiro são responsáveis
pelo efeito downforce

 Os carros de corrida se diferem dos carros de passeio, em razão de algumas características, como alta velocidade, altura em relação ao solo, potência dos motores, consumo de combustível, aros das rodas e peças auxiliares, como os aerofólios dianteiro e traseiro. Algumas categorias privilegiam a estrutura do carro de passeio, ocasionando mudanças somente na parte da suspensão, motor, câmbios, rodas e pneus.
No caso de um carro de fórmula 1, o projeto é totalmente voltado para a inovação tecnológica, pois eles são construídos no intuito de desempenhar altas velocidades. Em uma viagem, um carro de passeio desenvolve uma velocidade média em torno de 80 a 100 km/h, já um fórmula 1, desenvolve, dependendo do circuito, velocidade média entre 165km/h a 240km/h.
A velocidade de um fórmula 1, ao final de uma reta longa, pode chegar bem próximo de 370 km/h. Esses carros conseguem chegar a altas velocidades em razão de sua aerodinâmica projetada para tal finalidade.
Entre os diversos componentes responsáveis pela aerodinâmica de um fórmula 1, como o difusor, as placas externas, os defletores laterais e o assoalho, destacamos os aerofólios dianteiro e traseiro como os responsáveis por “segurarem” o carro na pista. Eles possuem a mesma função da asa de um avião, a única diferença é que eles trabalham de forma inversa. A asa de um avião tem a função de dar sustentabilidade e a de um fórmula 1, de criar uma força vertical denominada descendente (downforce), empurrando o carro no sentido do solo.
Os engenheiros, com a ajuda do piloto, buscam o melhor ângulo de inclinação das asas dianteira e traseira a fim de se obter o melhor equilíbrio entre a força descendente e a resistência do ar. Nessa regulagem, os mecânicos utilizam as unidades de medidas de ângulos: grau, minutos e segundos.
As altas velocidades na reta necessitam de menos downforce, isto é, em virtude de o carro estar em linha reta, a força descendente pode ser menor, possibilitando ao carro atingir altas velocidades. Mas nos momentos de realizar uma curva, essa força é utilizada para manter o carro na trajetória correta, sem que ele saia do traçado. Os aerofólios também diminuem a turbulência ocasionada pelo vento contrário que atinge o carro em movimento. A regulagem das asas varia de acordo com a pista, tipo de pilotagem, classe de pneus, condições climáticas, entre outras situações. Por isso, é de extrema importância que os engenheiros, mecânicos e piloto encontrem o acerto ideal para a conquista de resultados satisfatórios.