Visão no controle

A comodidade do mundo moderno é resultado, em grande parte, da evolução da tecnologia.

Imagine as seguintes situações:

Situação 01:

O dia está chuvoso. Muitos ventos e uma quantidade enorme de água caem dos céus sem previsão de terminar. Você está chegando em casa em seu carro, quando pensa que deverá sair nessa chuva para abrir o portão. Seria uma situação no mínimo ruim, se não fosse a praticidade de abrir o portão pelo controle remoto e poder entrar na garagem sem ao menos sentir uma única gota de chuva sobre sua cabeça.

Figura 01: Exemplo de controle de motor de portão 

Situação 02:

O ar condicionado do shopping esconde o terrível calor que se esconde lá fora. Você acaba de sair de suas compras, empurrando seu carrinho lotado do supermercado além das sacolas de roupas e sapatos da “patroa”, quando se depara com a porta da entrada fechada. Sem maiores problemas, você se aproxima e vê a porta se abrindo na sua frente e a atravessa a vendo fechar logo que você a atravessa.

Figura 02: Exemplo de portas eletrônicas em Shoppings

Situação 03:

A preguiça (que é um pecado) toma conta de seu corpo. Você está esquecido no sofá, quando olha para a TV e o canal não o agrada. Mais que rapidamente, você pega o controle em sua mão, aponta para o receptor da TV e com um leve apertar no botão, mergulha na extensa programação disponível. Maravilhoso, para não dizer filosófico.

Figura 03: Exemplo de controle de TV

Claro, são situações de extrema comodidade (vista como fúteis) para muitos, mas que não nos assustam nem nos impressionam, pois nascemos nesse mundo, vivemos em épocas assim. Poderíamos apenas nos perguntar o por quê dessas possibilidades.

Para todos os casos acima, assim como para muitas outras situações semelhantes, temos a mesma resposta: Ondas infravermelhas.

A ondas eletromagnéticas são aquelas que caracterizamos por não necessitar de um meio material para se propagar (se propagam no vácuo), e com velocidade de 3.10⁵ km/s (300.000 km a cada 1 segundo).

O espectro dessas ondas pode ser observado abaixo.

Figura 04: Espectro Eletromagnético

Como podem notar, o infravermelho se encontra numa faixa de frequência abaixo da luz visível, logo nossos olhos não são capazes de enxergá-los. Ao acionar um controle de TV, ou do motor do portão, por exemplo, uma radiação infravermelha é enviada ao receptor, ativando suas funções, o que não pode ser vista para nós.

É possível enxergá-lo!

Façamos a seguinte experiência:

- Pegue seu celular e ative sua câmera fotográfica, e posicione de frente ao controle da TV.

- Aperte qualquer botão do controle. Você verá uma luz saindo do controle.

- Você irá perceber que a olho nu, esse feixe luminoso não pode ser visto, isso porque o sensor da câmera fotográfica é mais sensível que nossos olhos, logo você poderá vê-lo como um feixe de cor branca ao olhar no visor.

Figura 05: Captação do infravermelho no controle de TV

Fatos simples que a física explica.

Grande abraço

Momento Pipoca: Viajando no Espaço Tempo

Um dos meus assuntos favoritos na ficção científica: A possibilidade de viajar no tempo.

As vezes fico me perguntando sobre a possibilidade voltar no tempo e o quão seria incrível essa realização. Leio teorias e mais teorias sobre o assunto, mas claro, nada que seja definitivamente comprovado.

O cinema, por sua vez, não poderia ficar para trás nessa questão. Logo, para aqueles que, assim como eu, adoram essas especulações sobre viagens temporais, separei três dos meus filmes favoritos que envolvem esse assunto.

Se quiserem, aproveitem as dicas, e bom filme.

Efeito Borboleta

Um filme menos científico e mais romântico, por assim dizer. Ele não trás a explicação da viagem temporal, mas mostra com frieza as consequências de se mudar algo no passado. Por esse motivo, é um bom filme na minha opinião.

De volta para o Futuro (A trilogia).

Esse é o meu favorito. Não por ser um clássico, mas pela situação apresentada, sabendo que o filme foi rodado se não me engano nos anos 80. Tenta de uma maneira bem leve apresentar a solução para a viagem temporal, o lendário e eternizado Capacitor de Fluxo. Obrigatório nas prateleiras de sua casa, se você é assim como eu, um admirador desse assunto.

Dejavu

Desta vez, um filme que arrepia. As situações expostas nesse filme são as que me fazem mais ficar voltando por mais de uma vez cada cena. O fato do protagonista (Denzel Washington) viver fatos que já foram vividos por ele, criam um nó na cabeça de quem assiste. Com certeza, se “De volta para o Futuro” não existisse, esse sim seria o meu favorito. Outra grande qualidade é que dessa vez a física é mais exposta. Tentam explicar, através de deformações no espaço e energia, a possibilidade dessa tal viagem temporal. Falando nisso, acho que vou assistir novamente.

O Homem do futuro

Para destacar o cinema brasileiro, que se arriscou nessa área também. Assim como o Efeito Borboleta, a ênfase nesse filme fica mais por conta do romance do que a física, a também como o mesmo, tentam mostrar o grande problema causado no presente quando se interfere em alguma atitude no passado.

Aproveitem as dicas e, se quiserem aquele bate-papo, me procurem.

Grande abraço

Olha o relâmpago! Tapem os ouvidos!

Aproveitando o embalo da nova série do programa Fantástico da Rede Globo, e aproveitando também o fato deste assunto ter aparecido esta semana em uma de minhas aulas, essa postagem vem para tratar um tema que assusta muita gente: O barulho de um trovão!

Figura 1: Exemplo de raio

Apesar de vários temas a serem discutidos sobre esse assunto, hoje nos concentraremos apenas no fato do barulho chegar instantes após vermos aquele “clarão” que acompanha as tempestades.

Antes de mais nada, apenas uma definição simples de Raio, Relâmpago e Trovão:

Um raio é uma descarga elétrica produzida entre nuvens, ou então, entre essas e o solo, enquanto que um relâmpago seria a descarga visível com aquelas trajetórias ramificadas no céu, e o trovão, por sua vez, é a onda sonora que acompanha esse fenômeno, ou seja, o barulho produzido por um raio.

O susto que grande parte das pessoas sofre é devido aquele estrondo ensurdecedor instantes após a aparição de um relâmpago. O que veremos é porquê o barulho sempre chega após alguns segundos do clarão.

O fato é muito simples: Som e Luz possuem velocidades extremamente diferentes. Enquanto a velocidade da luz no ar é de aproximadamente 300.000 km/s, o som possui uma velocidade aproximada de 340 m/s.

Ou seja, ao ocorrer um raio, a luz proveniente dessa descarga consegue percorrer 300.000 quilômetros em apenas 1 segundo, enquanto que o trovão vem atrás, percorrendo apenas 340 metros em 1 segundo. É por isso que, ao ocorrer um raio, nós vemos primeiro o relâmpago, para depois de alguns segundos ouvirmos o barulho do trovão.

Figura 2: Exemplo de raio

Fato simples, porém interessante desse nosso mundo físico!

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Faça você!

É muito simples de sabermos aproximadamente a distância que um raio caiu de nós.

Durante um dia de tempestade, faça o teste. Ao ver o clarão de um relâmpago, ao invés de tapar os ouvidos com medo do trovão, olhe para o relógio e conte os segundos que irá levar para ouvir o trovão.

Com o tempo que você contar dentre o clarão e o barulho, você irá multiplicar por 340, e o resultado matemático desse cálculo é aproximadamente a distância entre você e o local onde caiu este raio.

Não entendeu? Muito simples:

Consideremos a clássica equação da velocidade média:

  

Consideremos a Velocidade do Som = 340 m/s.

Consideremos por exemplo que o intervalo de tempo registrado foi de 5 segundos.

Substituindo na fórmula, temos:

V = ΔS / Δt

340 = ΔS / 5

ΔS = 340 . 5

ΔS = 1.700 metros

Ou seja, multiplicando o valor da velocidade do som pelo tempo, você encontra a distância aproximada entre você e o local onde caiu tal raio.

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Obs. 1: Num caso como esse, não precisamos descontar a velocidade do som da velocidade da luz, pois como essa velocidade é extremamente alta, é praticamente instantâneo o momento entre o raio e o momento em que você vê o relâmpago.

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Obs. 2: Utilizando as palavras de um professor amigo meu: “Não tema os raios, porquê sempre que você ouve um raio é porquê ele não atingiu você”

Abraços

A eterna estrada molhada

Acredito que muitos de vocês já passaram pela situação de estar viajando num daqueles dias muito quentes quando se deparam com o fato da estrada parecer estar molhada à frente. O mais curioso é que você não consegue chegar nunca até o tal “trecho molhado da pista”.

Figura 1: Exemplo de um trecho na pista aparentemente molhado

Então, nessa pequena postagem, veremos o que explica esse fato tão simples e tão curioso ao mesmo tempo.

Antes de mais nada, devemos conhecer um pouco sobre o termo Refração da Luz.

A refração da luz é um fenômeno físico no qual, a luz ao passar de um meio para outro (do ar para a água, do ar para o vidro, do vidro para o óleo, por exemplo) com um índice de refração¹ diferente, sofre um desvio. Devido à tal desvio, a luz muda a direção de movimento e também sua velocidade, pois a luz, por se tratar de uma onda eletromagnética, possui velocidades diferentes para meios diferentes.

No caso da estrada, o que acontece é muito simples: O fato de estar um dia muito quente, a radiação solar cria uma camada mais quente de ar próximo ao solo, o que faz com que esse “ar mais quente” possua um índice de refração menor do que o índice do “ar mais frio”.

Ao chegar nessa superfície, o raio de luz sofre uma reflexão da luz, e tal raio refletido chega até nossos olhos, dando a impressão de que o chão está molhado à nossa frente, mas que na verdade, aquela imagem nada mais é do que a reflexão da luz no trecho mais quente da superfície.

Figura 2: Exemplo de miragem

Esse fenômeno físico é conhecido por Miragem.

Exatamente pessoal, a mesma miragem que tanto vemos em desenhos animados e filmes, trata-se de um fenômeno físico onde a luz sofre uma reflexão ao passar de um meio para outro.

Obs.: Cuidado meus amigos, não confundam miragem com aquelas alucinações malucas dos desenhos animados, onde o personagem normalmente vê camelos, coqueiros, dançarinas e coisas do tipo, pois isso nada tem a ver com a nossa miragem aqui da física.

Figura 3: Exemplo de miragem em desertos

De qualquer maneira, da próxima vez em que estiver viajando e logo à frente você observar tal fenômeno, pode bancar o cientista dentre os amigos e mostrar a todos eles que aquilo nada mais é do que um simples fenômeno físico.

Um grande abraço do fessor!

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1 – O índice de refração de um meio é a relação entre a velocidade da luz no vácuo (3 . 10⁸ m/s e a velocidade da luz em um determinado meio. Quanto maior o valor do índice de refração, menor será a velocidade da luz.

O índice de refração pode ser calculado com a seguinte fórmula:

n = c / v

n = índice de refração

c = velocidade da luz no vácuo

v = velocidade da luz no meio

2012 e os lançamentos

Desde o início de 2012 eu venho pregando: Este é o ano dos exercícios de lançamento.

E não está dando outra! Vemos exercícios de lançamentos em muitos vestibulares, e, este final de semana não foi diferente. A UFTM trouxe mais um modelo de lançamento obliquo em uma de suas questões abertas.

Claro, eu disse que a questão de lançamento sempre estaria acompanhada de um assunto relacionado ao esporte, devido ao ano olímpico ou então da EUROCOPA, e não foi o que aconteceu, como vocês podem conferir na imagem abaixo.

Mas de qualquer maneira, aí está a questão de lançamento.

Ponto pro fessor aqui, que recomeça a acertar os palpites sobre o vestibular (ano passado acertei pouco).

Resolução do tio João:

- Na questão a, o exercício exige a altura máxima. Simples:

h(t) = 12t - t² 

Trata-se de uma equação do espaço em função do tempo, logo a 1ª derivada representa a equação da velocidade em função do tempo. Logo:

v(t) 12 - 2t

Na altura máxima, a velocidade do jato é nula, logo:

0 = 12 - 2t
2t = 12
t = 6s

O jato alcança altura máxima no instante de 6 segundos.
Substituindo na equação do espaço, temos:

h(6) = 12(6) - 6²
h(6) = 72 - 36
h(6) = 36 m

A altura máxima atingida é de 36 m.

- Na questão B, o exercício exige o gráfico da função.
Por eu não ter recursos aqui, vou apenas descrevê-lo.


Por ser uma equação de segundo grau, o gráfico gera uma parábola. O ponto máximo se encontra no eixo (36,6), e no instante 12 segundos o jato volta ao chão. (Parábola com concavidade voltada para baixo).

Abraços

UFU

Realmente, decepcionante.

Semana passada, conversando com alguns alunos meus, fiz algumas críticas ao ENEM. Enfatizando o fato do ENEM ser uma prova a nível nacional, eu lhes disse que no Brasil, por ser um país de dimensões continentais, os interesses eram muitos, os que "torciam contra" eram muitos, dentre tantas outras coisas, que as chances do ENEM dar errado eram enormes. 

Para isso, basta olhar seu histórico desde a criação de sua nova plataforma. A cada ano, um problema diferente aparece e não acredito que esse ano seja diferente.

Juntamente com essas críticas, fiz um comentário que foi colocado em "cheque" esse final de semana.

"Alunos, eu torço para que os vestibulares das federais voltem, pois assim os problemas seriam menores. Vestibulares como UFU e UFSCar deveriam estar novamente no calendário, pois nosso Exame Nacional do Ensino Médio vem perdendo sua credibilidade.

Quando veio a decepção. A UFU é cancelada por suspeita de fraude.

Acredito na alegria de muitos ao saberem que terão uma nova chance de realizar a primeira fase, já que ela foi cancelada por completo, mas acredito que a revolta é maior ainda do lado daqueles que conseguiram aprovação e estavam realizando a segunda fase. Não digo só pelos alunos, mas também  pela propaganda negativa do nosso sistema de vestibulares. Será que é tão fácil assim ter acesso à provas e gabaritos? Não podemos aceitar tamanha irresponsabilidade e falta de credibilidade de universidades tão conceituadas, pois se o futuro está na educação, então, o que estamos fazendo com o nosso?

Foi dada a largada

Realmente

Faz muito tempo.

Mas como dizem: Antes tarde do que nunca, aqui estou eu novamente! Como sempre, tentando falar um pouco sobre física, sobre vestibular ou, então, sobre os dois.
E nada melhor do que "recomeçar" com as datas dos grandes vestibulares pra 2013.
Então, se programe aí:

VESTIBULAR                1ª FASE                                    2ª FASE


Fuvest                             25/11/2012                               6 a 8 de Jan/2013


Unicamp                          11/11/2012                                13 a 15 de Jan/2013


Unesp                              18/11/2012                                16 e 17 de Dez/2012


Unifesp                            Enem (?)                                  13 e 14 de Dez/2012


ITA                                  11 a 14 de Dez/2012 (Fase Única)



Se preparem e vamos lá!

Grande abraço!