sábado, 23 de fevereiro de 2008

Como se forma imagem em um tubo de TV

Uma aplicação importante da força magnética, que atua em uma carga elétrica em movimento, é encontrada no funcionamento do tubo de imagens de um aparelho de TV, que é constituído das seguintes partes:
- um canhão elertônico, situado no extremo posterior do tubo, que é um dispositivo que emite um feixe de elétrons, acelerados por uma alta tensão de vários milhares de volts;
- um par de bobinas, que cria um campo magnético horizontal, e um outro par, que cria um campo magnético vertical. O feixe de elétrons passa entre essas bobinas, sendo, defletido horizontal e verticalmente pelas forçasexercidas por esses campos magnéticos (quando não há corrente nas bobinas, o feixe atinge o centro da tela);
- uma tela, coberta com material fluorescente, que é atingido pelo feixe de elétrons, após ser defletido pelos campos magnéticos.
O impacto dos elétros contra a tela produz uma pequena mancha luminosa em cada ponto atingido.
Os campos magnéticos das bobinas defletoras mudam periodicamente de sentido, de modo a fazer feixe de elétrons percorrer, com enorme velocidade, toda a tela, de cima para baixo e da direita para a esquerda (dizemos que o feixe de elétrons varre toda a tela). Quando o aparelho de TV não está sintonizado em nenhum canal, esta "varredura" dá origem a um brilho praticamente uniforme na tela.
Ao sintonizarmos um determinado canal, os sinais captados pela antena modificam a varredura, fazendo com que certas partes da tela fiquem mais claras (recebam mais elétrons) e outras fiquem mais escuras (recebam menor número de elétrons). Com essas gradações de intensidade luminosa sobre a tela, são formadas as imagens em preto-e-branco, emitidas pelo canal sintonizado.

TV em cores

Nos aparelhos de TV em cores, são necessários três canhões eletrônicos diferentes, cada um emitindo um feixe de elétrons, os quais atingem simultaneamente uma pequena região da tela.
Cada feixe atinge um ponto desta pequena região, fazendo com que um deles emita luz vermelha, outro emita luz verde e o terceiro emita luz azul. São usadas essas cores porque, a partie de sua superposição, é possível obter um número muito grande de cores com diversas tonalidades. Se você observar a tela bem de perto (ou usando uma lupa), você perceberá que toda ela é coberta pro pontos com essas três cores (em alguns aparelhos, em lugar dos pontos coloridos, a tela apresenta listas verticais muito próximas, com aquelas cores). A intensidade da cor emitida por cada conjunto de três pontos emitirá as três cores básicas, em intensidades dosadas convenientemente. Observando a tela de uma certa distância, nossos olhos não distinguem os três pontos separadamente e perceberemos a correspondente à superposição das cores que emitem. Desta maneira, é possível reproduzir aquele enorme conjunto de colorações até que você vê na tela de uma TV em cores.

Choque elétrico e suas conseqüências

O choque elétrico, como provavelmente é de seu conhecimento, é causado por uma corrente elétrica que passa através do corpo humano ou de um animal qualquer.
Vários efeitos do choque podem ser observados dependendo de alguns fatores como, por exemplo, a região do corpo que é atravessada pela corrente.
A intensidade da corrente é, entretanto, o fator mais relevante nas sensações e conseqüências do choque elétrico. Estudos cuidadosos desse fenômeno permitiram chegar aos seguintes valores aproximados:
- uma corrente de 1 mA a 10 mA, provoca apenas uma sensação de formigamento;
- correntes de 10 mA a 20 mA já causam sensações dolorosas;
- correntes superiores a 20 mA e inferiores a 10 mA causam, em geral, grandes dificuldades respiratórias;
- correntes superiores a 100 mA são extremamente periogosas, podendo causar a morte da pessoa, por provocar contrações rápidas e irregulares do coração (este fenômeno é denominado fibrilação cardíaca);
- correntes superiores a 200 mA não causam fibrilação, porém dão origem a graves queimaduras e conduzem à parada cardíaca.
Por outro lado, a voltagem não é determinante neste fenômeno. Por exemplo, em situações de eletricidade estática (pente eletrizado, gerador de Van de Graaff usado em laboratórios de ensino etc.), embora ocorram voltagens muito elevadas, as cargas envolvidas são, em geral, muito pequenas e os choques produzidos não apresentam, normalemente, nenhum risco.
Entretanto, voltagens relativamente pequenas podem causar graves danos, dependendo da resistência do corpo humano. O valor desta resistência pode variar entre, aproximadamente, 100 000 Ω, para a pele seca, e cerca de 1 000 Ω, para a pele molhada.
Em casos de tensões muito elevadas, como ocorre nos cabos de transmissão de enrgia elétrica, o contato com eles é sempre perigoso. Por maior que seja a resistência de uma pessoa (mesmo com a pele seca e contatos através de isolantes), uma votagem de 13 600 V, encontrada nos cabos de alta tensão das ruas das cidades, poderá dar origem a uma corrente fatal.
Por isso mesmo, muitas pessoas ficam intrigadas ao verem um pássaro pousado em um fio de alta tensão, sem ser eletrocutado. Este fato é possível porque ele toca apenas um fio, em dois pontos muito próximos. Assim a corrente que atravessa o corpo do pássaro é imperceptível. Entretanto, se o pássaro, por infelicidade, abrir as asas e tocar simultaneamente os dois fios de alta tensão, receberá uim choque violentíssimo, que causará sua morte imediata.

quarta-feira, 20 de fevereiro de 2008

Vida do Jangadeiro

No litoral, sabemos que, durante o dia, a brisa sopra do mar para a praia e, à noite, da praia para o mar. A explicação é que a areia tem calor específico muio pequeno em relação ao da água e, por isso, se aquece e se resfria mais rapidamente que esta. Durante o dia, o ar quente próximo à areia sobe, provocando o deslocamento do ar frio que se encontra sobre a água. À noite, a água demora mais para esfriar, invertendo o sentido das correntes de ar.
Isto explica por que o jangadeiro tem que sair de madrugada, quando a brisa sopra da praia para o mar, e tem que voltar antes de escurecer, quando a brisa ainda sopra do mar para a praia.

Como funcionam os pára-raios

O poder das pontas encontra uma importante aplicação na ocnstrução dos pára-raios que, como você deve saber, foram inventados pelo cientista americano Benjamin Franklin no século XVIII.
Este cientista observou que os relâmpagos eram muito semelhantes às centelhas elétricas que ele via saltar entre dois corpos eletrizados em seu laboratório. Suspeitou, então, que os raios fossem enormes centelhas causadas por eletricidade que, por algum processo, desenvolvia-se nas nuvens. Para verificar sua hipótese, ele realizou uma perigosa experiência que se tornou famosa. Durante uma tempestade, Franklin empinou um papagaio de papel na tentativa de transferir a eletricidade, que ele acreditava existir nas nuvens, para alguns aparelhos de seu laboratório. Ligando a linha do papagaio a estes aparelhos, Franklin verificou que eles adquiriam carga elétrica, comprovando que as nuvens realmente estavam eletrizadas.
Conhecendo o fenômeno do poder das pontas, Benjamin Franklin teve, então, a idéia de construir um dispositivo que exercesse uma proteção contra os efeitos desastrosos que os raios costumam provocar. Este dispositivo, o pára-raios, consiste essencialmente em uma ou várias pontas metálicas, e deve ser colocado no ponto mais elevado do local a ser protegido. O pára-raios é ligado à Terra por meio de um bom condutor (fio metálico grosso), que normalemente termina em uma grande placa enterrada no solo.
Quando uma nuvem eletrizada passa sobre o local onde o pára-raios foi colocado, o campo elétrico estabelecido entre a nuvem e a Terra torna-se muito intenso nas proximidades de suas pontas. Então, o ar em torno das pontas ioniza-se, tornando-se condutor e fazendo com que a descarga elétrica se processe através destas pontas. Em outras palavras, há maior probabilidade de o raio "cair"no pára-raios do que em outro local da vizinhança. Naturalmente, como o pára-raios está ligado ao solo, a carga elétrica que ele recebe da nuvem é transferida para a Terra sem causar danos. Estudos estatísticos mostram que a ação protetora do pára-raios se estende a uma distância aproximadamente igual ao dobro de sua altura.

A expansão do Universo

Em certas observações astronômicas, os cientistas encontraram uma das mais notáveis situações na qual foi possível detectar o efeito doppler com a luz.
Analisando o espectro da luz emitida pelas estrelas, os astrônomos conseguem identificar as substâncias que fazem parte da constituição destas estrelas. Entretanto, ao analisar os espectros da luz proveniente de estrelas situadas em galáxias distantes. emitida por uma dada substância, eles verificaram que sua freqüência era menor do que a freqüência emitida pela mesma substância aqui na Terra. Concluíram que esta variação de freqüência só poderia ser causada pelo efeito Doppler. Uma vez que era constatada uma diminuição na freqüência, a fonte de luz, isto é, devia estar se afastando de nós.
Como este fenômeno foi observado para qualquer galáxia, os cientistas concluíram que "o Universo está em expansão", isto é, as galáxias estão se afastando de nós (ou melhor, umas das outras) com velocidades muito grandes, sendo estas velocidades tanto maiores quanto mais distantes elas se encontrarem.

De onde provém a energia utilizada em nosso planeta

A quase totalidade de energia utilizada na Terra tem sua origem nas radiações que recebemos do Sol. Uma parte é aproveitada diretamente dessas radiações (iluminação, aquecedores e baterias solares etc.) e outra parte, bem mais ampla, é transformada e armazenada sob diversas formas antes de ser usada (carvão, petróleo, energia dos ventos ou hidráulica etc.).
A energia priomitiva, presente na formação do universo e armazenada nos elementos químicos exixtentes em nosso planeta, fornece, também, uma fração da energia que utilizamos (reações nucleares nos reatores atômicos etc.).

As Marés são causadas pelas atrações gravitacionais do Sol e da Lua

Um dos fenômenos naturais mais conhecidos é o das marés oceânicas. Como você sabe, o fenômeno das marés consiste na flutuação do nível do mar, produzindo o que se denomina maré alta e maré baixa. Em um dado local, a maré alta ocorre duas vezes ao dia (o mesmo ocorrendo com a maré baixa). A explicação desse fenômeno foi dada pelo próprio Newton, como sendo causado pela atração do Sol e da Lua e da Lua sobre as águas do mar.

A força de Resistência do Ar

Desempenha um papel importante ao proteger a superfície da Terra dos impactos dos meteoros. Os meteoros são corpos provenientes do espaço que bombardeiam a Terra, atingindo nossa atmosfera com velocidades elevadas. As massas desses objetos podem variar de alguns gramas até várias toneladas.

Ao passarem pela atmosfera, a grande força de resistência oposta por ela provoca uma enorme elevação de temperatura nos meteoros, tornando-os incandescentes. Suas trajetórias passam a ser, então, visíveis da superfície da Terra, como estrelas que estivessem caindo. Por isso, eles recebem a denominação popular de "estrelas cadentes".

Os meteoros de tamanho médio sofrem vaporização de grande porção de sua massa, atingindo a superfície da Terra com velocidade e tamanho reduzidos, não chegando a provocar danos. Os de tamanho muito pequeno, que são os mais numerosos e vistos com maior freqüência, evaporam-se totalmente e não alcançam a superfície terrestre. Desta maneira a atmosfera funciona como uma camada protetora de nosso planeta contra o impacto desses objetos provenientes do espaço. Mesmo assim, meteoros de porte muito grande chegam, algumas vezes, a colidir com a Terra, dando origem a enormes crateras (com mais de 1Km de extensão).

Como a Lua não possui atmosfera, ela é fortemente marcada pelas colisões de meteoros com sua superfície.

terça-feira, 19 de fevereiro de 2008

O pêndulo e a queda livre

Em suas experiências com o pêndulo, Galileu descobriu um outro fato importante: o tempo de uma oscilãção não depende do peso do corpo suspenso na extremidade do fio, isto é, o tempo de oscilação é o mesmo tanto para um corpo leve quanto para um corpo pesado.

Esra descoberta levou Galileu a fazero seguinte raciocínio: uma pedra leve e uma pedra pesada, oscilando na extremidade de um fio, gastam o mesmo tempo para "cair", isto é, para se deslocar da posição mais alta até a posição mais baixa da trajetória. Então, como o movimento pendular e a queda livre são ambos provocados pela mesma causa (gravidade), se essas duas pedras forem abandonadas livremente de uma certa altura, elas deverão também cair simultaneamente, gastando ambas o mesmo tempo para chegar ao solo. Esta conclusão era contrária aos ensinamentos de Aristóteles e, para comprová-las, conta-se que Galileu teria realizado a famosa experiência da torre de Pisa.

Alguns historiadores duvidam que Galileu tenha realmente realizado esta experiência, mas não há dúvida de que ele efetivamente realizou váriasexperiências, observando objetos diferentes em queda e pêndulos em oscilação, talvez em sua própria residência. Em outras palavras, Galileu fundamentava suas conclusões em experiências e observações cuidadosas, aliadas a um raciocínio lógico. Este modo de proceder constitui a base do método experimental, introduzindo por ele no estudo dos fenômenos naturais, sendo por isto considerado o precursor da grande revolução verificada na Física a partir do século XVII.

Galileu: da medicina para a física

O grande físico e astrônomo italiano, Galileu Galilei, nasceu em Pisa no de 1564, filho de uma família pobre da nobreza de Florença. O jovem Galileu, aos 17 anos, foi encaminhado por seu pai para o estudo de Medicina, por ser uma profissão lucrativa. Entretanto, a carreira médica não foi muito atraente para Galileu e seu espírito irrequieto fez com que ele se interessasse por outros tipos de problemas.
Conta-se que, certa vez, observando despreocupadamente as oscilações de um lustre da Catedral de Pisa, interessou-se em medir o tempo de cada oscilação, comparando-o com a contagem de batidas do seu próprio pulso (naquela época não haviam ainda sido inventados os relógios e os cronômetros). Verificou, com surpresa, que embora as oscilações se tornassem cada vez menores, o tempo de cada oscilação permanecia sempre o mesmo. Repetindo a experiência em sua casa, usando um pêndulo (uma pedra atada à extremidade de um fio) este resultado foi comfirmado, verificando ainda que o tempo de uma oscilação dependia do comprimento do fio. Estas descobertas levaram Galileu a propor o uso de um pêndulo de comprimento padrão para a medida da pulsação de pacientes. O uso deste aparelho tornou-se muito popular entre os médicos da época.
Esta foi a última contribuição de Galileu para a Medicina, pois o estudo do pêndulo e de outros dispositivos mecânicos alteraram completamente sua orientação profissional. Após alguma discussão com seu pai, ele modificou seus planos acadêmicos e começou a estudar Matemática e Ciências.