Edição No. 36 - Novembro/Dezembro 2010 - Mundo Físico

MUND
FÍSICO
Projeto de Extensão Jornal Mundo Físico – Departamento de Física da UDESC – Joinville - SC, ano VII, No. 36–Nov/Dez/2010
Curiosidades sobre a aviação
Aviões podem voar no vácuo?
Não
pode,
pois o princípio
que faz um avião
voar depende do
ar da atmosfera.
Uma
aeronave se move
empurrando o ar
sobre as asas no
sentido
oposto
Figura 1: Avião
com a ajuda das
turbinas ou hélices. As asas tem uma forma abaulada que faz
com que a distância total percorrida pelo ar em sua face
superior seja maior que a inferior.
Segundo o princípio de Bernoulli, quanto maior a
velocidade do ar, menor a pressão que ele origina sobre uma
superfície. Assim, a pressão embaixo da asa é maior que a
pressão de cima, o que gera uma pressão de baixo para cima
e faz com que a aeronave suba. Então, no vácuo, além de
não conseguir deslocar-se para frente, o avião não poderia
deslocar-se para frente.
Fonte: 10 curiosidades da aviação
Curiosidades sobre a aviação
Curiosidades sobre a aviação
Por que não podemos usar celulares e wi-fi dentro do
avião?
Os
aparelhos
eletrônicos
como
celulares e notebooks
com wi-fi emitem ondas
eletromagnéticas
que
podem
prejudicar
o
comando da aeronave,
que é computadorizado,
essas ondas possuem o
potencial de provocar
Figura 3: O uso de celular e wi-fi no avião
falhas
nos
equipamentos. Atualmente só é permitido o uso de aparelhos
eletrônicos com o avião no solo e de portas abertas. A única
exceção no Brasil é a TAM. Segundo informações da ANAC
(Agência Nacional de Aviação civil) em agosto deste ano foi
anunciado que a empresa possuía uma tecnologia que evita
problemas de segurança.
Para a liberação dessa tecnologia, foram realizados testes
pela EASA (autoridade de certificação europeia) que verificou
a interferência eletromagnética e modos de falhas de sistema.
Porém a TAM, mesmo com a autorização, ainda não utiliza a
tecnologia em nenhum avião. Portanto só é possível usar wi-fi
e celulares em aviões com tecnologias adequadas, nenhum
atualmente no Brasil.
O serviço de celulares quando for realizado, permitirá
o uso de no máximo 12 passageiros realizando ligações ao
mesmo tempo. Já para wi-fi, o uso será considerado serviço
de bordo e será vendido por tempo de uso.
Um avião pode ultrapassar a barreira do som?
Não
só
pode,
como
podemos observar
no
nosso
cotidiano. Quando
um
avião
ultrapassa
a
barreira do som,
causa
um
estrondo que é
ouvida na terra e
um
silêncio
profundo
dentro
do avião. Além
Figura 2: Velocidade do som
disso, forma uma
incomum nuvem causada pela quebra de pressão do ar, que
provoca a condensação do vapor e a formação de gotículas
de água que formam a nuvem.
A velocidade do som a uma temperatura média de
20ºC é de 1200km/h. Um avião rompe a barreira do som
quando alcança uma velocidade acima desta.
Fonte: 10 curiosidades da aviação
Fonte: 10 curiosidades da aviação
Curiosidades sobre a aviação
O que faz um avião em voo sofrer uma perda de altitude?
Ao seguir uma rota, pode-se de repente entrar em
uma região em que a densidade do ar é menor do que a
atmosfera em condições normais. A sustentação do avião
depende da densidade do ar e da velocidade do avião. Então,
ao entrar nessa região, o avião perde sustentação e, até que
o piloto consiga fazer as devidas compensações nos
comandos, o avião pode cair vários metros.
Figura 4: Pilotos de avião
Fonte: 10 curiosidades da aviação
Curiosidades sobre a aviação
Experiência
Por Kelaine
chaves Gomes Höfelmann
O efeito de Bernoulli
O que causa a turbulência em um avião?
A turbulência
é causada pela forte
movimentação do ar
em grandes altitudes,
o que faz com que o
avião balance. Ela
acontece em três
casos:
mudança
brusca
de
temperatura
ambiente, pressão do
ar ou de velocidade
do avião. A mudança
de pressão ocorre
comumente, porém,
se ela foi prevista
Figura 5: Avião desviando das nuvens
com a antecedencia
adequada, o piloto consegue ajustar a aeronave sem
prejuízos. Quando não é possível prever, a pressão causa o
balanço da aeronave. A causa mais comum para a alteração
da pressão é a chegada das nuvens de chuva.
Já a temperatura causa turbulência se houver grande
desequilíbrio entre o clima da superfície terrestre e das
camadas mais elevadas da atmosfera. A turbulência pode
derrubar um avião, mas só em caso extremo. Para que isso
ocorra, o piloto teria que avançar a aeronave em uma área
com mudanças muito grandes de pressão ou temperatura,
que são facilmente detectáveis já nos primeiros segundos.
Fonte: 10 curiosidades da aviação
Curiosidades sobre a aviação
Como funciona o ar condicionado de um avião?
Joselito Sousa,
supervisor
de
manutenção da
United Airlines,
explica
que
dentro do avião,
o
ar
condicionado é
lançado
por
tubos embutidos
Figura 6: Parte interna de um avião
na parte superior
da cabine de passageiros. Metade desse ar recolhido é
filtrado e misturado com ar fresco e lançado novamente
dentro da cabine sendo reaproveitado, o que auxilia na
economia de combustível, já que o ar para o sistema de ar
condicionado é “roubado” dos motores. Em alguns lugares na
cabine existem sensores que enviam seus sinais a
computadores que controlam a temperatura interna,
diminuindo ou aumentando a quantidade de ar quente que
entra na cabine.
Figura 7: Experiência de Bernoulli
Material:
–
Uma bola de pingue- pongue;
–
Um secador de cabelo.
Procedimento:
1- Ligue o secador e direcione o fluxo de ar para cima;
2- Coloque a bola no centro do fluxo de ar imposto pelo
secador. Verifique que a bola fica em suspensão continua;
3Mova o secador na horizontal. Observe que a bola
acompanha o movimento do secador.
PORQUE ISSO OCORRE?
Em 1738, o matemático suíço Bernoulli observou que
quando o ar se move a pressão deste diminui. Quanto mais
depressa o ar se move menor será a sua pressão.
Nesta experiência, o ar movimenta-se com maior velocidade
no centro do jato produzido pelo secador fazendo com que a
pressão neste ponto seja sempre mais baixa comparada com
a dos outros locais. Verifica-se porque esse local é aquele
que está mais afastado do ar com maior pressão (períferia do
jato). A bola de pingue-pongue é mantida sempre no centro
do jato de ar porque esta é empurrada para o centro pela
maior pressão do ar mais lento, ou seja, aquele que está mais
próximo das bordas do jato. Por sua vez, a bola é mantida em
suspensão porque o jato de ar ascendente é suficiente para
vencer o peso da bola de pingue-pongue.
Notícia
Nobel de Física 2010
Fonte: 10 curiosidades da aviação
Figura 8: O pesquisador russo Andre Geim,51
anos, é um dos ganhadores do prêmio Nobel.
Os pesquisadores
russos Andre Geim e
Konstantin Novoselov
são os vencedores
do Prêmio Nobel de
Física 2010 por seus
"trabalhos
revolucionários sobre
o grafeno", anunciou
nesta terça-feira dia
05 de Outubro em
Estocolmo o Comitê
Nobel.
Geim, de 51 anos, e Novoselov, de 36, receberão o prêmio da
academia sueca por suas experiências com este novo
material, que permite avanços decisivos na física quântica.
Suas pesquisas alcançaram importantes aplicações práticas
para o grafeno, ligadas à criação de novos materiais e a
manufatura eletrônica, como explicou a Academia.
sofrem essa deformação.
Mas não é apenas a Lua que influencia nas marés,
mas também o Sol. As maiores marés acontecem na Lua
nova, quando o Sol e a Lua estão juntos no céu durante o dia
e na Lua cheia, quando se encontram em oposições.
Os analistas consideram que os transístores de
grafeno serão substancialmente mais rápidos do que os de
silício empregados na atualidade na maior parte dos
aparelhos eletrônicos, com o qual será possível fabricar
computadores mais eficientes. O grafeno é uma estrutura
laminar plana, de um átomo de grossura, composta por
átomos de carbono densamente agrupados em uma rede
cristalina no formato de favos feitos pelas abelhas.
Este novo material se caracteriza por uma alta
condutividade térmica e elétrica e por combinar uma alta
elasticidade e rapidez com uma extrema dureza, o que o situa
como o material mais resistente do mundo. Além disso, pode
reagir quimicamente com outros elementos e compostos
químicos, o que transforma o grafeno em um material com um
grande potencial de desenvolvimento.
"O grafeno é uma forma de carbono que é o melhor
condutor de calor conhecido até o momento", afirma o
comunicado da Academia Suécia de Ciências. "Como é
praticamente transparente e bom condutor, o grafeno é
compatível para produzir telas táteis, painéis luminosos e
talvez também captores de energia solar", destaca o
comunicado.
Figura 10: Marés em relação a posição da lua
Nobeis:
Geim, nascido em Sochi, Rússia, em 1958 e
naturalizado holandês, fez doutorado em Ciências Físicas em
1987 na Academia de Ciências de Chernogolovka e
atualmente atua na Universidade de Manchester (Reino
Unido).
Novoselov nasceu em 1974 em Nizhny Tagil, na
Rússia, tem dupla nacionalidade britânico-russa, foi professor
na Universidade de Nijmegen (Holanda) e é catedrático na
Universidade de Manchester, como Geim.
Curiosidade
Por Kelaine
chaves Gomes Höfelmann
Por que mesmo que a vela não está em pé a
chama fica para cima?
Existe um fenômeno
na Física que se
chama convecção.
Ele ocorre em líquidos
e gases e,
resumidamente tratase do movimento para
cima das porções
mais quentes de um
material, devido a
densidade do material
diminuir conforme a
temperatura aumente.
O Nobel de Física inclui prêmio de 10 milhões de
coroas suecas (1,1 milhão de euros) e será entregue em 10
de dezembro de 2010, coincidindo com o aniversário da morte
do fundador dos prêmios, Alfred Nobel.
Com informações de EFE, AFP e Reuters.
Fonte: www.terra.com.br
Você Sabia?
Por Kelaine chaves Gomes Höfelmann
Por que a posição da Lua interfere nas marés?
Figura 9: Maré
Graças a lei da gravitação
Universal
descoberta
por
Isaac Newton em 1687. Assim
como a Terra atraí a Lua,
mantendo-se em sua órbita, a
Lua também atrai a Terra.
Acontece que essa atração
deforma a superfície da Terra,
“puxando” a face da Terra
mais próxima a Lua em
direção as satélite. Tanto a
parte
sólida
(continentes)
quanto
a
parte
líquida
(oceanos, mares, lagos e rios)
Figura 11:Vela
No caso da vela, os
gases ao redor do
pavio estão muito
quentes, e devido a
densidade diminuir ele
sobe.
O
ar
do
ambiente mais frio
com densidade maior
toma lugar desse ar
quente alimentando a
chama constantemente com oxigênio.
Quando viramos a vela de cabeça para baixo, a
convecção continua ocorrendo, o ar quente sobe e o frio toma
seus espaço, em um movimento para cima, dando ao fogo
seu formato característico.
Um pouco de humor...
Curiosidade
Por Kelaine
Por Kelaine C. G. Höfelman
chaves Gomes Höfelmann
A famosa natação do tio Patinhas em sua piscina de
moedas de ouro é possível na vida real?
Figura 12: Tio Patinhas e sua piscina
de moedas de ouro
Não,
porque
a
possibilidade de natação
depende de dois fatores:
densidade e ser um fluido. A
densidade das moedas de
ouro do tio Patinhas, é maior
que a densidade do corpo
humano. Por isso, o corpo
sempre ficaria por cima das
moedas e seria impraticável
um
mergulho
moedas
adentro.
Como as moedas
também são grandes, e não é um fluido, fica comprometida
as braçadas e assim não empurrariam corpo para frente
como acontece quando se nada em uma piscina.
Desafios
RESPOSTA DO DESAFIO DA EDIÇÃO ANTERIOR
Por Lúcio Minoru Tozawa
"Por que é tão importante possuir o fio terra nas tomadas de
sua casa?"
Caiu no vestibular
Por Lúcio Minoru Tozawa
(UDESC/2010) Uma partícula de massa m e carga q é
acelerada a partir do repouso, por um campo elétrico uniforme
de intensidade E. Após percorrer uma distância d, a partícula
deixa a região de atuação do campo elétrico com uma
velocidade v, e penetra em uma região de campo magnético
uniforme de intensidade B, cuja direção é perpendicular a sua
velocidade. O raio da trajetória circular que a partícula
descreve dentro do campo magnético é igual a:
a.( ) (2mEd/Bq)1/2
b.( ) (2mEd/B2q)1/2
c.( ) mEd/Bq
d.( ) mE/Bq
e.( ) (mE/Bq)1/2
Quando uma partícula carregada está imerso em um campo
elétrico, ela acelera devido a força elétrica FE , e a aceleração
é determinada por:
F E =qE=ma  a=qE /m .
Como a aceleração é constante, a velocidade depois de
percorrer d é determinada pela equação de Torricelli:
v² =v 022ad  v=2qEd /m1/ 2 .
Ao deixar a região do campo elétrico, a partícula penetra em
uma região de campo magnético uniforme, cuja direção é
perpendicular a sua velocidade. A trajetória se torna circular
devido a força magnética FB que atua como força centripeta
desse movimento circular uniforme, e o raio R da trajetória é
determinado por:
F B =F centripeta  qvB=mv² / R  R=mv / qB .
Finalmente utilizando a expressão da velocidade encontrada
anteriormente:
R=m2qEd /m1 / 2 /qB= 2mEd / B2 q1 /2 .
Portanto a alternativa correta é a b.
A rede elétrica é composta, basicamente, por dois fios
condutores de energia: o neutro, que possui potencial igual a
zero; e o fase, por onde a tensão elétrica é transmitida.
Porém, essa tensão não é perfeita, pois existem variações de
tensão na rede elétrica.
Para existir eletricidade, é necessário que haja uma diferença
de potencial. Ou seja, no caso de um fio fase com potencial
de 220V e um neutro com 0V, por exemplo, a diferença de
potencial entre eles é de 220V e, portanto, existe eletricidade.
No entanto, o valor do neutro em uma residência nem sempre
é igual a zero, devido à “sujeira” causada pelas fugas de
energia dos aparelhos e as variações de tensão na rede
elétrica.
Essa fuga de energia fica alojada nas extremidades metálicas
dos equipamentos, o que é normal, e pode ocasionar choques
ao encostarmos em sua superfície.
O fio terra é um conector que possui valor igual a zero Volt
absoluto, ou seja, seu valor não se altera, diferentemente do
neutro, pois está ligado na Terra. Dessa forma, ele é o
responsável por eliminar a “sujeira” elétrica dos componentes,
pois toda carga eletrostática acumulada neles é descarregada
para a Terra. Ele tem como objetivo diminuir a variação de
tensão de uma rede elétrica, eliminar as fugas de energia e
proteger os usuários de um possível choque elétrico.
DESAFIO DESTA EDIÇÃO
Por que é mais fácil fechar a porta do carro com as janelas
fechadas do que com uma aberta?
A Equipe
Lúcio Minoru Tozawa – Coordenação Geral
Kelaine C. G. Höfelmann – Edição
Sugestões: [email protected]
[email protected]
OBS: A autoria e a veracidade das informações contidas nas
diferentes reportagens são de responsabilidade de seus autores,
identificados em cada uma delas.