quinta-feira, 15 de dezembro de 2011

Aula - O terror das bactérias.

A primeira idéia que nos vem à mente quando ouvimos a palavra bactéria é "doença". Claro, bactérias causam doenças mas não todas. Apenas algumas espécies. Na verdade a minoria delas.

É pouco provável que o ecossistema terrestre sobreviva sem elas. Nós mesmos dependemos das bactérias para viver. Basta mencionar as bactérias que vivem na nossa pele,  na boca e  nos nossos intestinos para se convencer deste fato. Formamos com as bactérias uma parceria. Conheça um pouco mais clicando aqui.

No entanto, essa relação de proveito mútuo é frequentemente ignorada. A nossa relação com as bactérias ainda é de "Guerra de extermínio". Ou elas ou nós. E nesta guerra já se percebe quem será derrotado: Nós.

Antes que esta profecia se realize é necessário buscar novas abordagens. Uma das mais promissoras é aprender a conviver com elas, aprender a usa-las a nosso favor e, finalmente, buscar alternativas aos antibióticos.

Uma dessas alternativas é aliar-se aos vírus e usa-los como combatentes. O uso de vírus bacteriófagos como uma alternativa de combate a bactérias resistentes a medicamentos tem sido estudado nos últimos anos.

O vídeo abaixo, O terror das bactérias, mostra como os bacteriófagos executam o seu ataque às  bactérias.O vídeo foi feito com massa de modelar e foi produzido pelo Museu de Microbiologia do Instituto Butantan e pelo Laboratório de Malacologia do Departamento de Zoologia do Instituto de Biociências da USP.







Produção: Museu de Microbiologia do Instituto Butantan

segunda-feira, 12 de dezembro de 2011

Aula - Tipos de Reflexão da luz.

specularlobster
Se, ao incidir sobre a interface que separa dois meios de índice de refração distintos, os raios luminosos retornam ao meio original então afirmamos que a luz sofreu uma  reflexão.

A reflexão da luz pode ser de dois tipos dependendo da superfície sobre a qual ela incide: Reflexão Difusa ou reflexão especular. Tanto um como o outro estão submetidos à "Lei da Reflexão da Luz". O texto da lei você pode recordar  aqui.

A reflexão especular ocorre quando um feixe de luz incide sobre uma superfície lisa. Veja o vídeo abaixo. Neste caso, os raios luminosos são refletidos de maneira ordenada.

Um feixe de raios luminosos paralelos que incide sobre a superfície numa dada direção é refletido também como um feixe de raios paralelos. A superfície é chamada de espelho.

Quando olhamos para uma superfície deste tipo (especular) não percebemos a superfície mas a imagem da fonte da luz ou do objeto sobre o qual os raios foram refletidos pela última vez antes de incidir sobre o espelho.




A reflexão difusa, por outro lado, ocorre quando um feixe de luz incide sobre uma superfície rugosa. Veja o vídeo abaixo. Neste caso, os raios luminosos incidentes são refletidos sobre diversos ângulos, de maneira desordenada.

Um feixe de raios luminosos paralelos, por exemplo, que incida sobre a superfície rugosa são embaralhados e refletidos em diversas direções. Não formam mais um feixe de raios paralelos após a reflexão.

Quando olhamos para uma superfície deste tipo vemos a luz refletida pela superfície, isto é, vemos a própria superfície.

Embora os espelhos sejam dispositivos importantes e muito usados, a reflexão difusa da luz é muito mais importante para nós.

Quando a luz incide sobre um objeto parte dela é absorvida e parte é refletida (reflexão difusa). Cada objeto faz isto de maneira distinta. Ele absorve algumas cores e reflete outras.

Logo, esta luz da reflexão difusa carrega informação sobre o objeto de onde vem.

Ora, é através do sentido da visão que recebemos grande parte das informações que necessitamos para nos localizar no mundo. Essas informações são o resultado do processamento cerebral feito a partir  da luz coletada pelos olhos e proveniente da reflexão difusa da luz solar (ou de outra fonte) sobre os objetos do nosso ambiente.






Produção: Canal de specularlobster, Youtube.com



quinta-feira, 8 de dezembro de 2011

Exercício - Tipos básicos de lentes esféricas delgadas.

Nos aparelhos óticos usados no dia a dia as "lentes" são, de modo geral, conjuntos de peças bastante complexas. Vamos tratar aqui somente dos tipos básicos de lentes esféricas delgadas.

As lentes são feitas de de um material transparente qualquer. Tais materiais podem ser sólidos como o vidro ou líquido como a água. As propriedades das lentes dependem do material e da forma das superfícies da lente.

A função das lentes é mudar a direção de propagação  dos raios luminosos. Isto é conseguido fazendo os raios se refratarem através da lente.

Convergente
Se desejarmos que, depois de se refratar através da lente, os raios luminosos sejam concentrados num ponto, devemos usar uma Lente Convergente como a mostrada na figura ao lado. Para recordar a definição de lente convergente clique aqui.

O mesmo efeito ainda é obtido se uma das fases da Lente Convergente  for plana. Neste caso temos uma Lente Plano-convexa.

Divergente
Se, ao contrário, o objetivo for o de fazer com que, depois de  se refratar através da lente, os raios luminosos sejam espalhados, devemos usar uma Lente Divergente. Veja a lente mostrada na figura ao lado. Para recordar a definição de lente divergente clique aqui.

Aqui também ainda podemos obter o mesmo efeito se uma das faces da lente for plana. Temos então uma Lente Plano-côncava.

Outros tipos de combinação do formato das faces das lentes é possível. Quando isto é feito obtemos novos tipos de lentes. Para ver todos tipos possíveis dessas lentes veja  aqui.

Para esclarecer os conceitos e exercitar como fazer a classificação das lentes  vamos usar uma animação do projeto de J.Rousseau, professor de Física da Universidade do Maine, Le Mans. O projeto é chamado Physique et simulations numériques e apresenta uma série de animações em Java sobre tópicos de Física.

Clique aqui e abra a animação. Na figura a seguir está detalhada a função  das diversas caixas de controle que você usará no seu estudo.

Estude cada um dos tipos de lentes apresentados fazendo os seguintes exercícios:
  • Selecione, uma por vez, as lentes convergentes ( Biconvexe, Plan-convexe 1, plan-convexe 2 e Menisqué à bords minces);
  • A cada vez varie os valores dos raios de curvatura das superfícies das lentes. Note que o efeito desta variação é alterar a distância focal;
  • Varie também os valores do índice de refração das lentes. Note que o efeito desta variação é alterar a distância focal;
  •  Selecione, uma por vez, as lentes divergentes ( Biconcave, Plan-concave 1, plan-concave 2 e Menisqué à bords épais);
  • Repita para cada uma os procedimentos acima.

Clique aqui para abrir a animação. Bom estudo!



Visite o site: Physique et simulations numériques

segunda-feira, 5 de dezembro de 2011

Palestra - Matéria e Energia Escura.

No filme "O Parque dos Dinossauros" de Steven Spilgerg, para aumentar o suspense da platéia, a aparição dos dinossauros é precedida de muitos avisos: Primeiro o chão  treme. Depois árvores enormes são derrubadas e, finalmente, o bicho aparece.

Você, na platéia, mal pode conter o nervosismo. Você sabe, mesmo antes do dinossauro aparecer que, a julgar pelo barulho, o bicho deve ser enorme.

Em 1933, o físico Fritz Zwick, estudando o movimento de rotação de galáxias e aglomerados de galáxias, descobriu uma anomalia interessante no movimento das estrelas. Ele esperava que as suas velocidades de rotação seguissem o que determina um teorema chamado Teorema do virial

Segundo este teorema a energia potencial gravitacional de um sistema isolado (proporcional à sua massa total) deve ser igual ao dobro da energia cinética total dos constituintes.

Assim, numa galáxia, as estrelas da parte central devem apresentar velocidades de rotação elevadas em torno do centro da galáxia. As estrelas situadas na borda deveriam, ao contrário, apresentar velocidades menores que aquelas situadas próximas ao centro da galáxia.

Ora, Fritz Zwick podia fazer uma estimativa da massa das galáxias que ele observava. Isto pode ser conseguido pela análise da luz emitida por elas. Podia, do mesmo modo, medir as velocidades de rotação das estrelas.

Para sua surpresa, suas medidas mostravam que as velocidades das estrelas da borda da espiral galáctica eram muito maiores que as velocidades previstas pelo teorema do virial.
Matéria escura

Isto significava que deveria existir uma enorme quantidade de matéria circundando a galáxia. Esta matéria modificava o movimento das estrelas (Veja figura ao lado). O problema era que ela não podia ser vista pelos astrônomos.

Se, por um lado este halo misterioso que cercava as galáxias era certamente constituido de algum tipo de matéria pois interagia gravitacionalmente com as estrelas, modificando o seu movimento. Por outro lado ele não podia ser visto pois não emitia luz, isto é, não emitia radiação eletromagnética.

Mas, sabe-se que toda matéria interage com a luz, emitindo ou absorvendo ondas eletromagnéticas... Conclusão: Esta matéria misteriosa deveria ser de um tipo desconhecido.

Como ela não emitia luz foi chamada de matéria escura.

Assim, alguma coisa está lá fora. Não pode ser vista mas é poderosa o suficiente para alterar o movimento das estrelas.

Como no filme, você pensa: Bem, pelo barulho o bicho deve ser grande.

Na palestra a seguir a física Patricia Burchat, do Acelerador Linear da Universidade de Stanford, descreve o que sabemos atualmente sobre esse tipo misterioso de matéria e fala também sobre algo ainda mais misterioso: A Energia Escura.

Meu amigo, o bicho...Deixa prá lá!





Para assistir as demais palestras da TED.com legendadas em português, clique aqui.


Produção: http://www.ted.com/

Imagem: if.ufrgs.br

quinta-feira, 1 de dezembro de 2011

Exemplo - Atividade elétrica na atmosfera.

Potencial Elétrico na atmosfera.
 A atmosfera terrestre está em constante mutação. Ventos e  tempestades, calor e frio, luz e sombra, fazem parte do nosso dia a dia. Porém, bem menos vísivel é a intensa atividade elétrica da atmosfera.

Nosso planeta é um esferóide com uma imensa carga elétrica negativa. Isto, é claro, dá origem a um campo elétrico em torno do planeta. Este campo elétrico, por sua vez, é origem de uma série de fenômenos.

Estes fatos também pode ser entendidos em termos de potencial elétrico. Tomando a superfície terrestre como referência (potencial nulo), à medida que nos afastamos da superfície registram-se diferenças de potencial elétrico cada vez maiores (ver figura acima).

Nas nuvens, o atrito constante entre as gotas de água, grãos de poeira e cristais de gelo, inicia um processo de eletrização. Cargas elétricas são acumuladas em diferentes pontos das nuvens.  Quando a rigidez dielétrica do ar se rompe, elas são trocadas entre pontos de potenciais diferentes nas nuvens e entre as nuvens e a superfície. Formam-se então os raios.

Existe ainda a interação do topo da nossa atmosfera com o vento solar. O fluxo contínuo de íons que vem do sol interage como o campo magnético do planeta e são dirigidos para os pólos.

A interação desses íons com os átomos do topo da atmosfera produz as luzes chamadas de aurora boreal ou aurora austral, conforme o pólo onde ela ocorre. Esta mesma interação quando se dá entre os íons e os  átomos de oxigênio produz a bonita luz verde mostrada no vídeo abaixo.

O vídeo mostrado a seguir é uma edição de imagens obtidas a partir da Estação internacional em órbita da Terra. Foram editadas por Michael König com música de Jan Jelinek.

Rio Nilo, mar vermelho e mediterrâneo.
O vídeo mostra uma atmosfera em constante atividade elétrica. Observe as diversas tempestades com seus raios e trovões. Observa-se a interação das cargas elétricas do vento solar com a atmosfera através das luzes das auroras boreais.

Por último, deve-se observar a imensa quantidade de energia elétrica que a nossa civilização usa para iluninar as cidades. Estamos extinguindo a noite. Afora as regiões polares, algumas outras regiões na África, na China e América do sul, a nossa presença já é notada do espaço.




Identificamos alguns trechos por ordem de aparição:
  1. Passagem noturna sobre os Estados Unidos, Aurora Boreal;
  2. Passagem noturna sobre a costa leste americana , Aurora Boreal;
  3. Passagem sobre a ilha de Madagascar e sudoeste da Austrália, Aurora Austral;
  4. Passagem sobre o sul da Austrália, Aurora Austral;
  5. Passagem sobre a costa oeste americana e sobre a América Central;
  6. Passagem sobre o Oceano Pacífico de sul para norte, Aurora Austral;
  7. Passagem noturna sobre a África Central e Oriente Médio;
  8. Passagem sobre o deserto do Saara;
  9. Passagem noturna sobre Canadá e centro dos Estados Unidos;
  10. Passagem sobre Califórnia até Baía de Hudson;
  11. Passagem noturna sobre o mar das Filipinas;
  12. Passagem  sobre o leste da Ásia até a ilha de Guam;
  13. Passagem sobre o mar Mediterrâneo;
  14. Passagem sobre o Oceano Índico, Aurora Austral;
  15. Passagem noturna sobre o leste da Europa até o sudoeste a Ásia.


Vídeo: Earth | Time Lapse View from Space, Fly Over | NASA, ISS postado por Michael König no site Vimeo.

Imagens: The Gateway to Astronaut Photography of Earth.

Imagem: http://moraesfisica.blogspot.com/2010_07_01_archive.html

segunda-feira, 28 de novembro de 2011

Site interessante - A Biblioteca Digital Mundial.

Sob o patrocínio da UNESCO, orgão das Nações Unidas, a Biblioteca Nacional no Brasil, a Biblioteca Alejandrina no Egipto e a Universidade Rei Abdulá na Arabia Saudita, uniram-se para um projeto de digitalização de acervo baseado num projeto semelhante realizado pela Biblioteca do Congresso americano.

A Biblioteca Digital Mundial (BDM), que você pode conhecer clicando aqui, oferece agora ao público os primeiros resultados desse trabalho.

Nesta primeira fase foram digitalizados 1.200 documentos entre mapas, textos, ilustrações,  fotos e filmes. O objetivo final é reunir e disponibilizar pela internet os itens mais significativos de todas as bibliotecas do planeta. Todos os documentos são exibidos no seu idioma original mas as informações sobre eles são fornecidas em espanhol, russo, inglês, árabe, chinês, francês e português.

B. Gutemberg
A Biblioteca dispõe dos mapas desenhados por Diego Gutiérrez para o rei da Espanha em 1562, o Hyakumanto darani, um documento japonês publicado em 764 e considerado o primeiro texto impresso da história.

Da nossa Biblioteca Nacional temos as primeiras fotos feitas na América Latina e a Bíblia de Gutemberg que você acessa clicando aqui. Você pode folhear as páginas do livro, dar um zoom no texto ou, se desejar, ler em PDF.

Temos ainda a Declaração de independência dos Estados Unidos ( texto original), o diário de bordo da Viagem de Fernão de Magalhães e os originais das "Fábulas"  de Lafontaine.

A navegação é fácil. As buscas podem ser feitas por época, zonas geográficas, tipo de documento ou instituição.

Pedindo perdão pelo bairrismo e como um último exemplo do acervo, observe abaixo um detalhe do mapa da cidade do Rio de Janeiro, criado em 1796 por Rangel de Bulhões Ele mostra as fortificações colocadas à entrada da Baía da Guanabara.


Entrada da Baía da Guanabara, 1796.

Na parte inferior esquerda temos o morro da Urca e o morro do Pão de Açúcar e as Fortaleza de São João. Na parte direita do mapa, atual cidade de Niterói, temos  a Fortaleza de Santa Cruz. No meio do canal de entrada da baia e no alto do mapa temos a Fortaleza da Lage

Num país como o meu, o Brasil, onde não se dá a devida importância à memória cultural, é com prazer que observo que todas elas ainda estão lá, em ótimas condições e podem ser visitadas.

Isto é um convite!

A Biblioteca Digital Mundial pode ser acessada pelo endereço www.wdl.org. O acesso é gratuito e não há necessidade de registro.

Portanto, aproveite!  Divulgue!



quinta-feira, 24 de novembro de 2011

Aula - A Resistência Elétrica.

G. S. Ohm
Podemos entender a Resistência Elétrica como a grandeza física que mede a oposição que um condutor oferece à passagem através dele de uma corrente elétrica.

Esta oposição tem como consequência a transferência de energia na forma de calor para o condutor ( Efeito Joule ). Isto se manifesta no circuito elétrico como uma queda do potencial elétrico.

A Resistência Elétrica varia com a temperatura do condutor. De uma maneira geral ela cresce com o aumento da temperatura.

Para certos condutores a Resistência Elétrica permanece constante apesar da variação da temperatura. Estes condutores obedecem à Lei de Ohm e, por isto, são chamados Condutores Ohmicos.

                 A Resistividade

 Resistência Elétrica
A variação da Resistência Elétrica com a temperatura decorre da variação de uma grandeza física chamada Resistividade

A Resistividade é uma caracteríctica do material de que é feito o condutor. Ela, portanto, varia de um material para outro, e, para um mesmo material, varia com a temperatura. 

As relações entre voltagem, corrente elétrica e resistência elétrica num circuito elétrico foram estabelecidas por George S. Ohm, um professor alemão, em 1827.





segunda-feira, 21 de novembro de 2011

Exemplo - A Expansão do Universo.

Cruzeiro do Sul (Crux)
Em 1929, o astrônomo americano Edwin Hubble observou que todas as galáxias mais distantes estão se afastando de nós.

O normal seria que entre as galáxias algumas se afastassem, que outras se aproximassem. Mas todas elas se afastando de nós... Tem mato nesse cachorro, como diria meu pai.

A conclusão a que Hubble chegou foi a de que o próprio espaço está em expansão. A mesma idéia estava nos trabalhos do padre belga George Lemaítre.

Isto significa que a distância entre a sua casa e a padaria da esquina está aumentando a cada dia. Esquisito,não?

Esquisito ou não, a verdade é que hoje esta teoria está bem estabelecida. Para medir as velocidades de afastamento das galáxias Hubble usou o chamado efeito Doppler.

Todos que assistem a uma corrida de fórmula 1 percebem que os carros de corrida fazem barulhos diferentes se estão se aproximando ou afastando do microfone. O som é mais agudo quando eles estão se aproximando e mais grave quando se afastam do microfone. Este é o efeito Doppler.

O mesmo acontece com a luz. Hubble comparou a luz de diversas galáxias com uma luz padrão aqui na Terra e verificou que todas as galáxias mais distantes apresentam uma luz mais avermelhada que o normal, indicando que elas estão se afastando da Terra.

G. Lemaítre
Os astrônomos australianos montaram o Catálogo 6dF Galaxy Survey. Ele  possui o registro do Desvio para o vermelho (Redshift) de 120.000 galáxias observáveis do nosso hemisfério sul. Os dados são do Anglo-Australian Observatory, Australia, e foram obtidos no período entre os anos de 2001 e 2005.

O objetivo é traçar uma imagem do universo local, mapeando o céu visto do hemisfério sul.

Ao observamos uma fonte luminosa que se desloca em relação a nós, notamos que a sua luz nos parece diferente quando ela se afasta ou quando se aproxima. A luz sofre um desvio para o vermelho (redshift) nas frequências do seu espectro eletromagnético  quando  a fonte está se afastando de nós. Quando mais forte o desvio, isto é, quanto mais avermelhada se torna a luz, maior  é a velocidade de afastamento.

Se a fonte, ao contrário, se aproxima, a luz sofre um deslocamento para o azul. Este efeito no espectro da luz quando a fonte e o observador estão em movimento relativo é conhecido como efeito Doppler. Se desejar, conheça mais sobre o efeito Doppler clicando  aqui . Clique  aqui para mais informações sobre o espectro eletromagnético.

O vídeo apresentado a seguir mostra uma animação desses dados. A animação condensa em alguns minutos um período de bilhões de anos para o futuro e pode, assim, mostrar o movimento de afastamento das galáxias.

A animação foi criada por Paul Bourke na University of Western Australia e no Space Telescope Science Institute, NASA, Hubble Deep Field . A música é de Peter Morse e Glenn Rogers.

Cada objeto do vídeo representa uma das galáxias que podemos observar ao nosso redor. Todas elas estão se afastando uma das outras em alta velocidade. Apenas as galáxias mais próximas da nossa Via Láctea, como Andrômeda e as Nuvens de Magalhães, que fazem parte do nosso grupo local de galáxias, estão em movimento de aproximação.



6df Galaxy Survey: Beyond the Crux (2006) from Peter Morse on Vimeo.




Imagem Crux: fobosastronomia.blogspot.com

Imagem Lemaítre: www.gazetadopovo.com.br


quinta-feira, 17 de novembro de 2011

Exemplo - Cobertura de gelo no Ártico.

O Centro de Visualização Científica, do Goddard Space Flight Center, uma laboratório da NASA, produziu esta interessante animação da evolução sazonal da cobertura de gelo sobre o ártico e as terras ao seu redor.

Os dados cobrem a evolução no período de 04 de Setembro de 2009 a 30 de Janeiro de 2011. Repare como a cobertura de gelo avança e se retrai sobre o mar de acordo com as estações do ano.

Ela alcança o seu mínimo em extensão durante o verão. Nesta época temos a cobertura de gelo permanente sobre o mar ártico.

Durante o inverno a cobertura avança sobre o mar e, além disto, cobre a parte norte do Continente Americano, da Europa e Ásia.

Devido  ao aquecimento global a cobertura permanente de gelo sobre o mar ártico está cada vez menor. Se o aquecimento continuar nesse ritmo é possível que ela desapareça dentro de alguns anos. O que terá graves consequências para o clima.

Os dados sobre a cobertura de gelo são da plataforma Terra and Aqua / MODIS / Blue Marble Land Cover, da NSF, a Fundação de Ciência Americana.






Para mais informações:Scientific Visuatization Studios
Imagens, créditos: NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio.


segunda-feira, 14 de novembro de 2011

Exemplo - O continente Antártico.

O Centro de Visualização Científica, do Goddard Space Flight Center, um dos instituto de pesquisa da NASA, produziu esta interessante animação da evolução sazonal da cobertura de gelo sobre o continente Antártico e o mar ao seu redor.

Os dados cobrem a evolução do tamanho da cobertura de gelo no período de 26 de maio de 2009 a  31 de Julho de 2010. A resolução das imagens é de 240 metros por pixel. Repare como a cobertura de gelo avança e se retrai sobre o mar de acordo com as estções do ano.

Os dados são do "The Landsat Image Mosaic of Antarctica" (LIMA), banco de dados sobre a Antártica da NSF, a Fundação de Ciência americana.

O continente Antártico interessa diretamente ao Brasil e lá mantemos atualmente uma base para estudos científicos,  a Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF).

A base está localizada na Ilha do Rei George, a 130 km da Península Antártica, baía do almirantado. Veja na figura abaixo a localização aproximada.

A base é administrada pela Marinha Brasileira e nela nossas universidades realizam pesquisas em campos como poluição atmosférica e  biologia marinha.

O continente antártico não passou pelo processo de colonização. Os interesses das nações foram objeto do Tratato da Antártica  firmado em 1959 entre doze países que reclamavam a posse do continente, entre eles o Brasil. O continente se encontra atualmente aberto somente para pesquisa científica.






Para mais informações: Scientific Visuatization Studios
Imagens, créditos: NASA/Goddard Space Flight Center Scientific Visualization Studio.

quinta-feira, 10 de novembro de 2011

Aula - Lei de Ohm.

Georg S. Ohm
A Lei de Ohm, descoberta pelo físico Georg Simon Ohm, estabelece uma relação entre a diferença de potencial elétrico nas extremidades de um condutor e a intensidade da corrente elétrica que passa por ele.

Ela afirma que, mantida a temperatura constante, essas grandezas físicas são proporcionais uma a outra, isto é, a razão entre elas é constante. É importante frisar a expressão "mantida a temperatura constante".

Para certos condutores especiais a razão entre a diferença de potencial e a corrente se mantém constante mesmo com a variação da temperatura do condutor. Esses condutores são chamados: Condutores Ohmicos.

Estude as características da Lei de Ohm na apresentação a seguir.





Para mais informações sobre o físico Georg S. Ohm clique aqui.


segunda-feira, 7 de novembro de 2011

Exemplo - Um planeta com dois sóis.

Há mais de vinte anos atrás George Lucas lançou a trilogia "Guerra nas estrelas"

No filme, o planeta natal do herói, Tatooine, orbita dois sóis. Era apenas fantasia de um artista.

Pois bem, a vida imita a arte. Neste ano, 2011, a NASA anuncia a descoberta, pelo Telescópio Espacial Kepler, de um planeta que orbita um sistema binário distante 200 anos luz da Terra.

O planeta, batizado com o nome Kepler-16b, tem o tamanho um pouco menor que o do planeta Júpiter e está situado numa órbita fora da zona habitável, isto é, é muito frio para possuir água líquida em sua superfície. Portanto incapaz de abrigar vida como a conhecemos.

O sistema solar binário  Kepler-16 não é tão incomum. As duas estrelas são menores que o nosso sol e o planeta gira em torno delas com um período similar ao do planeta Vênus, isto é, 229 dias.

Os habitantes deste planeta, se existissem, teriam dias com dois sóis. Em outros dias ocorreriam eclipses. Ora o sol maior oculta o menor, ora se dá o contrário, o sol menor oculta parcialmente o maior.

Para encontrar um sistema solar que possua planetas o Kepler já observou  mais de 150.000 estrelas. Ele procura sempre por pequenas variações periódicas no brilho da estrela em observação.

Observe uma fonte de luz distante. Estique o braço e movimente rapidamente a mão num arco de modo que ela  passe  em frente a seus olhos. Quando isto acontece você notará uma variação no brilho da luz.

O Kepler adota um processo semelhante. Se a fonte de luz é uma estrela e se essa variação de brilho se repete periodicamente então é provável existir um planeta (a sua mão, na analogia) em torno da estrela.

O vídeo abaixo mostra uma animação da evolução do planeta em torno dos dois sóis. Note que a estrela menor, com 20% da massa do sol, gira em torno da estrela maior, com 70% da massa do sol.

Elas obedecem, é claro, as Leis da Gravitação de Newton. O planeta, de massa bem menor, gira em torno das duas estrelas.






Produção do vídeo e mais informações: Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Thechnology

Imagem: NASA/JPL-Caltech/T. Pyle



quinta-feira, 3 de novembro de 2011

Palestra - A comunicação no mundo das bactérias.

 A capacidade de se expressar através da emissão de sons, é uma das carcterísticas que nos define como  humanos.

Todos os outros animais comunicam-se uns com os outros, alguns pela emissão de sons. Todos  ele possuem uma linguagem, embora bastante restrita se comparada a nossa.

Até mesmo os insetos,  como as formigas, se comunicam. Elas usam uma linguagem química. Mas, seria possível uma linguagem entre os seres unicelulares? Terão eles a capacidade de se comunicar e de, através da troca de informações, adotar algum tipo de comportamento comum.

Em 2002, a professora de Biologia molecular da Universidade de Princenton, Dra Bonnie Bassler, descobriu uma molécula, chamada AI-2, usada pelas bactérias para comunicação entre elas. A professora apelidou esta bactéria de "Esperanto das bactérias".

Esta linguagem química permite às bactérias coordenar o seu comportamento dentro de um hospedeiro como nós, por exemplo. Elas coordenam ataques e armam suas defesas. 

Esta descoberta abre novas perspectivas para a medicina no combate às infecções bacterianas e a crescente resistência que as espécies de bactérias patogênicas vêm criando aos nossos antibióticos.

A palestra a seguir foi gravada pela TED.com em 2009 e a tradução é de Denise Bendavid.




Para assistir as demais palestras da TED.com legendadas em português, clique aqui.


Produção: http://www.ted.com/

segunda-feira, 31 de outubro de 2011

Site interessante - Domínio Público, uma biblioteca digital.

Que tal ter à sua disposição uma grande coleção de livros sobre os mais diversos assuntos? Textos que você pode baixar, em pdf, para o seu computador e ler com calma.

Que tal ter a seu dispor, sem nenhum custo, vídeos, textos, sons e imagens?

Você já tem tudo isto mas talvez não saiba. Estamos falando de Domínio Público, uma biblioteca Digital, construída com software livre pelo Ministério da Educação e colocada à disposição do público no endereço  www.dominiopublico.gov.br.

A biblioteca digital é especializada em cultura brasileira. Nela você encontra obras dos principais autores brasileiros e portugueses. Além disto, a biblioteca dispõem de uma coleção de imagens, música e vídeos. 

Encontramos ainda a obra completa de Machado de Assis e de Fernando Pessoa e uma coleção de textos dos principais educadores brasileiros e dos grandes educadores internacionais. 

Destaque ainda para a coleção Educadores, para o acervo de Teses e Dissertações do Portal de Acesso Livre da Capes e para a pequena Coleção de História da África, da Unesco.

Visite Domínio Público. Boa leitura!



Imagens: portal Domínio Público, Mec.

quinta-feira, 27 de outubro de 2011

Exemplo - Aplicações da luz infravermelha na astronomia.

Nós, os mamíferos, recebemos grande parte das informações do mundo exterior através da visão.

A coisa funciona assim: A luz carrega informação sobre a fonte que a emite. Nossos cérebros recebem os dados da luz que nossos olhos coletam, processam a informação e criam para nós um mundo. Neste mundo nos situamos, neste mundo vivemos.

Entretanto, nossos olhos são capazes de trabalhar somente com uma estreita faixa do espectro eletromagnético. Esta faixa é chamada de luz visível. Para o resto do espectro somos cegos. Clique aqui para recordar o conceito.

Por que não usar as demais regiões do espectro eletromagnético para coletar informações?

Naturalmente é isto que acontece. Já estamos usando uma parte do espectro chamada  luz infravermelha em um grande número de aplicações como, por exemplo, nas telecomunicações e na astronomia. 

Se você desejar pode rever o conceito de luz infravermelha clicando aqui. Para rever o conceito de espectro eletromagnético clique aqui.

A Nasa está usando a luz infravermelha para detectar asteróides próximos à Terra. O projeto WISE (Wide Field Infrared Survey Explorer) utiliza-se de um telescópio em órbita que observa o espaço na faixa do infravermelho.

Este tipo de luz pode fornecer informações em situações em que a luz branca do sol é impotente. Por exemplo, na figura abaixo temos duas canecas iguais. Elas estão iluminadas com luz branca.



Uma delas está cheia com café bem quente. Você poderia identificar qual delas apenas observando a foto? Claro que não!. A caneca com café quente está emitindo luz infravermelha mas nossos olhos não enxergam nesta faixa de luz.

Vamos observar a mesma foto. Desta vez a iluminação é fornecida por uma fonte de luz infravermelha.



Agora podemos identificar a caneca com café quente. Ela aparece na cor branca, segura pela mão direita da mulher. A outra caneca aparece negra pois não emite luz infravermelha. Lembre-se, no entanto, que estas cores são falsas. 

Nestas fotografias adota-se uma escala de cores falsas com o objetivo de se conseguir uma melhor visualização: Quando mais próximo do branco mais intensa é a luz infravermelha.

Repare que o corpo da mulher emite radiação infravermelha mais intensa que a sua roupa. Do rosto, as partes mais frias são os cabelos e o nariz.

A animação abaixo, produzida pelo Laboratório de propulsão a jato, do Califórnia Institute of Technologhy, ilustra as vantagens do uso da luz infravermelha na astronomia. Neste caso trata-se da procura por asteróides.  Ela mostra dois asteróides semelhantes.

Eles estão iluminados pela luz solar. O da esquerda da página reflete fortemente a luz que recebe, por isto brilha; o da direita absorve a maior parte dela, por isto aparece quase negro. Esta propriedade se chama Albedo.

O asteróide que brilha possui albedo alto. Agora, na animação, eles são colocados a uma grande distância.

Como você notará, observando o vídeo, este tipo de asteróide é facilmente observado contra o fundo de estrelas fixas pois reflete grande parte da luz solar na faixa da luz visível. O outro asteróide, de baixo albedo, não pode ser observado pois absorve grande parte da luz que recebe.

Por outro lado, todos os asteróides enviam para o espaço, como energia térmica, grande parte da  energia recebida da luz solar. Esta radiação está na faixa do infravermelho.

A intensidade desta radiação não depende do albedo do asteróide mas do  seu tamanho. Repare, ao final do vídeo, que ambos os asteróides podem ser facilmente detectados quando observados na faixa do infravermelho.





Assim, telescópios que trabalham com luz infravermelha, como o WISE, são melhores para encontrar asteróides e para determinar o seu tamanho.



Produção da animação e mais informações: NASA/JPL-Caltech

Imagens das canecas e outros objetivos do WISE: Wide Infrared Survey Explorer

segunda-feira, 24 de outubro de 2011

Exercício - Circuito elétrico com dois resistores.

Neste exercício vamos trabalhar em um circuito elétrico com dois resistores ligados em série. O objetivo é entender o comportamento da corrente elétrica e da queda de tensão, ou queda de potencial elétrico em cada resistor. 

O nosso circuito, mostrado na figura abaixo, é formado por uma fonte de força eletromotriz (Bateria). A intensidade varia de +10V a - 10V. Clique na barra vermelha para aumentar a diferença de potencial e na barra azul para diminui-la.

Temos ainda dois resistores, AB e BC, em verde. A resistência elétrica de cada um deles varia de 1,0 Ohms e 10 Ohms. Clique na parte superior do símbolo do resistor para aumentar a resistência e na parte inferior para diminui-la.



Clique aqui e abra a animação. A caixa oval de cor verde é um amperímetro, mede a corrente elétrica do circuito. As caixas retangulares de cor verde são voltímetros e medem a diferença de potencial elétrico (ou queda de tensão) entre as extremidades dos resistores.

Na coluna lateral esquerda, "Eraser", clique sobre a barra branca e em seguida sobre o símbolo do resistor AB (ou BC) para retirar o resistor do circuito. Se clicar sobre o símbolo do resistor na coluna "Eraser" e depois sobre a barra branca no trecho AB ( ou BC) você recoloca o resistor no circuito.

Para um circuito com dois resistores ligados em série o comportamento da Resistência total (Rt) e da Diferença de potencial elétrico total (Vt) são dadas por:
A corrente elétrica é governada pela Lei de Ohm (V=RI). Lembre-se que ela é uma grandeza característica do circuito como um todo. Portanto, qualquer alteração no circuito provocará uma mudança na intensidade da corrente elétrica.

Faça os seguintes exercícios:
  • Retire o resistor AB do circuito. Ajuste a diferença de potencial na bateria para 2,0V, depois para 5,0V e, finalmente para 10V. Após cada um dos ajustes use a Lei de Ohm para calcular a intensidade da corrente elétrica. Confira o resultado pela leitura do amperímetro.
  • Em cada caso do exercício anterior qual a queda de tensão no trecho AB e do trecho BC do circuito?
  • Ajuste o valor da resistência do resistor BC e observe o comportamento da tensão na bateria e da corrente elétrica. Como elas se comportam?
  • Recoloque o resistor AB no circuito. Vá mudando os valores da tensão da bateria e das resistências. Numa folha avulsa, calcule a resistência total (Rt) e a corrente elétrica para cada caso.
  • Para cada ajuste do exercício anterior, use a Lei de Ohm para calcular a queda de tensão (V1 e V2) nos resistores AB e BC
  • Calcule a queda de tensão total (Vt) do circuito em cada caso do exercício anterior e compare com a tensão da bateria.
  • Mude o valor da diferença de potencial da bateria. Observe os valores das resistência e da corrente. Eles também são alterados?
  • Mude o valor da resistência de um dos resistores. Observe o valor da diferença de potencial da bateria e da corrente. Eles mudam?
Clique aqui e abra a animação. Lembre-se: A resistência é uma característica do resistor. A diferença de potencial elétrico (ou tensão, ou voltagem) é uma característica da bateria. No entanto, a intensidade da corrente elétrica é uma característica do circuito.



Produção: Sergey Kiselev e Tanya Yanovsky-Kiselev, Departamento de Física. Universidade de Guelph, Canadá.
Para Interactive Physics and Math with Java.

quinta-feira, 20 de outubro de 2011

Educação - Criatividade na escola.

"Hoje, já é do conhecimento geral que o mundo enfrenta uma grave crise climática", argumenta Sir Ken Robinson em uma de suas palestras apresentadas a seguir. 

E continua, "Existe uma outra crise, tão importante quanto a anterior e que, como aquela, deve ser enfrentada com ousadia e urgência: A crise de recursos humanos".

O mercado de trabalho hoje se encontra numa grave contradição. De um lado, as novas tecnologias reduzem os postos de trabalho menos qualificados e, de outro lado, existe uma grande procura, não atendida diga-se de passagem, por mão de obra qualificada. 

Sir Ken Robinson vai além. Defende que nossas escolas devem cultivar a criatividade dos alunos e não apenas se preocupar com a preparação para o trabalho. Temos hoje escolas que fornecem uma educação "fast food" que empobrece as mentes dos nossos alunos no mesmo modo que esse tipo de comida lhes tira a saúde.

A sua primeira palestra, " As escolas matam a criatividade dos jovens", gravada em Fevereiro de 2006 pela TED.com, com tradução de Renan Botelho, é apresentada abaixo.





Na sua segunda palestra, gravada em Fevereiro de 2010, pela TED.com, com tradução para o Português de Túlio Leão, Sir Ken Robinson lança um desafio: "A escola não necessita de evolução ou aprimoramento. Tragam a revolução para a escola!".




Para assistir as demais palestras da TED.com legendadas em português, clique aqui.


Produção: http://www.ted.com/

segunda-feira, 17 de outubro de 2011

Exercício - Imagens em espelhos côncavos e em espelhos convexos.

Neste exercício vamos trabalhar a formação de imagens em espelhos esféricos sejam eles espelhos côncavos ou convexos.

Usaremos o trabalho do professor J.J. ROUSSEAU, da Faculté des Sciences exactes et naturelles, Université du Maine. O professor Rousseau é o responsável pelo Site Physique et simulations numériques no qual buscamos a animação vista  aqui.

Nela temos representado um espelho com o seu eixo principal. Veja a imagem abaixo. Sobre ele, como de costume, representamos o objeto por uma barra amarela e a imagem por uma barra azul. As extremidades do objeto, A, e da imagem,A', estão marcadas.

Como o objeto está sobre o eixo principal do espelho a sua imagem também estará. Assim, para desenha-la basta determinar a posição da imagem da extremidade A do objeto.

Isto é feito quando determinamos o ponto de intersecção do raio que passa pela extremidade superior do objeto (ponto A) e que incide sobre o espelho na direção paralela ao eixo com o raio que passa pela extremidade do objeto e incide sobre o vértice do espelho (Ponto S).

Espelhos esféricos.

Abra a animação. A região entre estes raios está marcada de vermelho. Sobre o eixo principal estão marcadas a distância focal (Ponto F) e o dobro dela. Na parte superior da animação está marcada as distâncias do objeto e da imagem ao espelho.

Selecione a caixa "miroir concave", espelho côncavo. Clique sobre o objeto e arraste para move-lo. Responda as seguintes perguntas:
  • Arraste a imagem para o mais distante possível  do espelho e depois vá aproximando até chegar ao primeiro ponto marcado no eixo (dobro da distância focal). Classifique a imagem. Qual o comportamento da imagem à medida que o objeto se aproxima do espelho?
  •  Coloque o objeto sobre o primeiro ponto marcado no eixo. Classifique a imagem.
  • Vá aproximando o objeto até o foco. Classifique a imagem. Qual o seu comportamento? Ela aumenta de tamanho? Ela se move em que direção?
  • Coloque o objeto sobre o foco. Classifique a imagem.
  • Vá aproximando o objeto do espelho. Classifique a imagem. Qual o comportamento da imagem?
Marque agora a caixa "Moroir convexe" ( espelho convexo). Repita os passos anteriores e responda às questões. Quais as diferenças?

Marque agora a caixa "objet à infiniti" (objeto colocado no infinito, isto é, a uma distância grande do espelho). Selecione sucessivamente as caixas para  espelho côncavo e convexo.

Clique na linha amarela pontilhada e desloque o eixo. Note que neste casos as  imagens são formadas sobre o foco do espelho.


Imagens e applet: Physique et simulations numériques.


quinta-feira, 13 de outubro de 2011

Exemplo - Força centrípeta na montanha russa.

Visitar um Parque de diversões é sempre um bom programa, não é mesmo?. Entre as atrações a Montanha Russa é uma das mais divertidas. Tenho certeza que você concorda comigo.

A melhor parte do passeio, do meu ponto de vista, ocorre quando o trenzinho passa pelo "loop". Dá um frio na barriga. Principalmente quando se atinge o ponto mais alto. Você está de cabeça para baixo e todos os seus instintos dizem que você vai cair.

Mas você não cai! Aliás, se você observar bem, mesmo do ponto mais alto do "loop" você continua com o seu corpo pressionado contra o assento.

Uai! Prá onde foi a força da gravidade?


Ela está no lugar onde sempre esteve, claro. Então, se assim é, por que você, quando percorre a parte alta do "loop" continua com o corpo pressionado contra o assento em vez de cair e se esborrachar contra o solo?

Em primeiro lugar observe que, durante o "loop", o trezinho está continuamente mudando de direção. Ora, para mudar a direção é necessário a ação de uma  força sobre o trenzinho. Veja as setas amarelas na figura acima. Esta força é chamada de Força Centrípeta. Para estudar os detalhes e definições sobre ela clique aqui.

 A Força Centrípeta não é um novo tipo de força mas a resultante das forças que atuam na direção do centro da curva. Ela aparece sempre que um objeto percorre uma trajetória curva. É ela que obriga o trenzinho a fazer o "loop". Na Montanha Russa o papel da Força centrípeta é feito pela força normal sobre o trenzinho e a gravitação, na parte mais alta da trajetória.

Um outro exemplo. Imagine-se dentro de um ônibus em movimento. Se ele faz uma curva você, sentado no banco, escorrega para o lado e, em seguida, é pressionado contra a parede lateral.

Na verdade, quem fez a curva foi o ônibus. Você, devido a inércia, continua se movendo na  direção anterior até ser pressionado contra a parede lateral do ônibus. A  força de reação da parede (Força Normal) agindo sobre você o leva a mudar de direção, seguindo o ônibus.

Nesta caso, a força normal age como força centrípeta. Clique aqui e veja outro exemplo interessante.

Abra o vídeo. Nele o professor David Wright demonstra para os seus alunos a ação da força centrípeta agindo sobre um copo com água que gira na vertical. Neste caso as forças de tensão nas cordas e a gravitação ( no alto da trajetória como na figura abaixo) fazem o papel de força centrípeta.


Repare que, na parte alta da trajetória. a gravitação e a bandeja estão forçando a água a mudar continuamente sua direção e assim percorrer o círculo. Pela Terceira Lei de Newton, a água reage e pressiona o fundo do copo, tentando levar a bandeja para fora da trajetória circular. Por isto ela não cai.

Assista o vídeo. Observe que na Montanha Russa o processo é semelhante.


Produção da animação: Teachers'Domain.

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