Posts Tagged ‘fisica’

Física: o que são as microondas? Qual a sua utilidade?

Microondas são ondas eletromagnéticas de alta freqüência, do mesmo tipo das ondas de rádio (porém mais curtas). Elas não são fonte de calor, mas sim de energia. Seu comprimento varia de 1 mm a 300 mm, e sua freqüência de 109 Hz até 1011 Hz.

Sua utilização é muito grande e variada, como em transmissão de TV via satélite, radares, ligações internacionais e na indústria.Uma das aplicações mais conhecidas deste tipo de onda é no forno de microondas.

O Radar está para o sentido de Rádio assim como a Eco-locação está para o sentido da Audição. Seres que dispõem de radar de alta resolução (possivelmente robôs ou alienígenas) podem emitir microondas EHF ou SHF que lhes permitem visualizar objetos maiores que seu comprimento de onda (ou seja, alguns centímetros) num raio 3 km em campo aberto, mesmo através de poeira e neblina, ou até 100 metros dentro de construções.

É possível usar radar através de um metro de concreto, três metros de areia ou terra solta, ou trinta metros de água para descobrir encanamentos, fios, barras de aço, pessoas e outros objetos sólidos soterrados, emparedados ou submersos.

Um radar de baixa resolução, que usa ondas de maior comprimento (decímetros), pode detectar objetos a partir do tamanho de um pássaro num raio de até 400 km, mas sem precisar sua forma: apenas a localização e o tamanho aproximado.

Física: a biografia de Isaac Newton

Isaac Newton, um dos cientistas mais famosos da hist´ria, nasceu em Lincolnshire, Inglaterra, no Natal de 1642. A família de Newton morava numa mansão, mas não era propriamente rica.

Seu pai, um fazendeiro também chamado Newton, morreu alguns meses antes de o filho nascer. O choque pela perda do marido e o nascimento do novo bebê deixaram Hannah Newton doente. O próprio Isaac, nascido prematuro, era pequeno e fraco. Apesar da saúde frágil, o jovem Isaac sobreviveu. Quando tinha dois anos, sua mãe casou-se novamente com um eclesiástico rico, Barnabas Smith. E, no ano seguinte o casal foi morar numa aldeia próxima e Newton ficou sob os cuidados da avó.

Só quando tinha dez anos é que sua mãe voltou, viúva mais uma vez, com os três filhos do segundo casamento. Isaac alfabetizou-se na escola local. Até os doze anos de idade, o menino freqüentou a escola de Grantham, aldeia próxima a Woolsthorpe. Por volta dos 16 anos, Newton foi chamado de volta à casa materna, para administrar o patrimônio familiar, que se ampliara. Mas ele decepcionou como fazendeiro. Em junho de 1661, ele saiu de casa e foi estudar no Trinity College, que integrava a Universidade de Cambridge e formou-se em 1665.

A cidade de Cambrigde seria seu principal lar nos 35 anos seguintes. Recebido o diploma de bacharel, Newton habilitou-se para poder ficar mais quatro anos no Trinity College, dedicando-se a pesquisa e ao estudo. Mas a permanência aí terminou abruptamente no verão de 1665, quando a Peste chegou a Cambridge, a terrível e mortífera Grande Peste de 1665 matou 70.000 pessoas, apenas em Londres. As autoridades fecharam importantes centros de estudo, como a Universidade de Cambridge, e muitos estudantes e professores foram dispensados.

Newton voltou para Woolsthorpe em agosto de 1665, onde prosseguiu com as suas pesquisas. Até 1667, durante o longo período de ociosidade forçada, Newton concebeu seus mais importantes princípios, entre eles alei da gravitação, a decomposição da luz solar no espectro e os anéis coloridos das lâminas delgadas.

Embora só tenham se tornadas conhecidas, anos depois, as descobertas dessa fase inauguraram uma nova era, a da ciência moderna, e suas profundas conseqüências se estenderam a todas as áreas do conhecimento humano. Ao formular, por exemplo, o princípio da gravitação universal, Newton eliminou a dependência da ação divina e influiu decisivamente em todo o pensamento filosófico do século XVIII, além de fundar a mecânica clássica.

Ao retornar a Cambridge, em 1667, não relatou imediatamente suas descobertas, mas apresentou a seu mestre Isaac Barro cinco memórias sobre o cálculo infinitesimal, que chamou de método matemático dos fluxos, e tornou-se membro da congregação do Trinity College.

E dois anos mais tarde tornou-se professor de Matemática daquela universidade. Posteriormente se mudou para Londres e, de 1703 até sua morte, foi presidente da Real Sociedade. A estada de Newton em Lincolnshire foi muito produtiva, mas só em 1968 o material sobre o qual trabalhou enquanto estava lá foi publicado sob a forma de livro. O título, traduzido do original em latim, era Princípios Matemáticos da Ciência Física. Publicou várias obras de grande importância tanto no campo da física como na matemática. Suas idéias foram contestadas na época por vários cientistas, mas pelo fato de ser uma pessoa retraída, ele preferia evitar polêmicas. Sua timidez dificultava até mesmo a divulgação de suas idéias. Não gostava de jogos, preferia ler livros e construir coisas.

Newton viveu numa época em que muitas mudanças estavam ocorrendo na ciência. Os ensinamentos tradicionais dos antigos gregos, como Platão (429-347 a.C.) e Aristóteles (384-322 a.C.), já não eram mais aceitos sem questionamentos. Os últimos anos de verdadeira gloria que viveu, Newton, na Inglaterra ocupou-se exclusivamente a complexos estudos teológicos.

Faleceu no dia 20 de março de 1727 em Kensington, e foi sepultado na abadia de Westminster, onde lhe foi erguido o maior dos monumentos ali existentes.

Física: o início dos estudos sobre a mecânica

As primeiras questões sobre fenômenos mecânicos surgiram nas civilizações antigas, em virtude da necessidade que esses povos tinham de máquinas para evitar certos trabalhos e para otimizar o uso dos recursos disponíveis.

Na cultura grega, Heráclito e Aristóteles tentaram sem sucesso encontrar explicações filosóficas para os fenômenos do movimento. Foi Arquimedes quem enunciou os primeiros princípios realmente científicos dessa disciplina. O principal continuador da doutrina de Arquimedes foi o físico grego Heron de Alexandria, da florescente escola alexandrina dos primeiros séculos da era cristã. Embora seu livro ‘Mecânica’ contivesse algumas afirmações errôneas (em conseqüência, principalmente, da fragilidade de suas formulações matemáticas), ele ali transmitia um profundo conhecimento dos sistemas de roldanas e demais máquinas simples.

Após a queda do Império Romano, só no Renascimento os cientistas voltaram a interessar-se pela mecânica. No final do século XVI, o matemático e inventor holandês Simon Stevin ampliou os trabalhos de Arquimedes e solucionou o problema dos planos inclinados.

Poucos anos depois surgiu o primeiro grande nome da mecânica, Galileu Galilei, que descobriu as leis do pêndulo e da queda livre e esboçou o princípio da inércia, um dos três pilares fundamentais da mecânica. Galileu solucionou também problemas de estatística, a partir de trabalhos de Stevin, e de descrição da trajetória de projéteis.

No século XVII, uma revolução científica iniciada por Nicolau Copérnico e continuada por Galileu questionou o geocentrismo e afirmou o Sol como o centro do universo. No mesmo período, o holandês Christian Huyghens deu importante contribuição à dinâmica, com estudos sobre o movimento oscilatório dos pêndulos. Em 1642, ano da morte de Galileu, nasceu, na Inglaterra, Isaac Newton, que viria a estabelecer os princípios da mecânica clássica.

Integrado a uma sociedade científica avançada, na qual sobressaíram personalidades como Edmond Halley e Robert Hooke, Newton escreveu uma obra capital para a evolução da física: Philosophiae naturalis principia mathematica (1687; Princípios matemáticos da filosofia natural), na qual enunciou os três axiomas básicos da mecânica e resolveu o problema do equilíbrio dinâmico do universo por meio da teoria da gravitação universal.

O prestígio conquistado por Newton, alicerçado no êxito teórico e experimental de seus trabalhos, estendeu-se aos séculos seguintes. A partir de seus postulados e do método sistemático por ele elaborado, os irmãos Johann e Jakob Bernoulli solucionaram uma série de questões físicas, Leonard Euler aperfeiçoou a aplicação do cálculo infinitesimal às teorias mecânicas e d’Alembert reduziu as questões dinâmicas a problemas de equilíbrio.

Apoiado nas idéias de Newton e d’Alembert, o matemático francês Joseph-Louis Lagrange, em Mécanique Analytique (1788; Mecânica analítica), lançou as bases de uma concepção matemática e abstrata da mecânica clássica que, num estágio mais avançado, viria a ser utilizada pela física quântica, um século e meio depois.

As contribuições do século XIX à mecânica não conduziram a alterações substanciais na teoria, mas permitiram obter importantes inovações tecnológicas com base em estudos anteriores. A aplicação do eletromagnetismo à mecânica deu origem às inovadoras hipóteses atômico-quânticas.

A concepção relativista enunciada por Albert Einstein no início do século XX representou um duro golpe para a mecânica newtoniana, que ficou reduzida à particularização de um mundo físico muito mais complexo. Para a solução de problemas mecânicos simples, que não envolvam grandes velocidades nem altas temperaturas, no entanto, as doutrinas de Newton mantiveram vigência e aplicabilidade.