domingo, 4 de dezembro de 2011

Energia e Tempo - Paradigmas


Definir energia não é algo trivial, e alguns autores chegam a argumentar que "a ciência não é capaz de definir energia, ao menos como um conceito independente". Contudo, mesmo para estes autores, "embora não se saiba o que é energia, se sabe o que ela não é", em clara alusão aos demais significados da palavra difundidos em senso comum, não obstante bem distintos daqueles encontrados no meio científico [Ref. 1]. Este artigo foca a acepção científica da palavra energia.
Em ciência energia (do grego έν dentro, εργον[1] trabalho, obra, dentro do trabalho[2]) refere-se a uma das duas grandezas físicas necessárias à correta descrição do inter-relacionamento - sempre mútuo - entre dois entes ou sistemas físicos. A segunda grandeza é o momento. Os entes ou sistemas em interação trocam energia e momento, mas o fazem de forma que ambas as grandezas sempre obedeçam à respectiva lei de conservação.
É bem difundido - não só em senso comum - que energia associa-se geralmente à capacidade de produzir um trabalho ou realizar uma ação [Ref. 2]. Em verdade a etimologiada palavra tem origem no idioma grego, onde εργος (ergos) significa "trabalho". Embora não completamente abrangente no que tange à definição de energia, esta associação não se mostra por completo fora do domínio científico, e, em princípio, qualquer ente que esteja a trabalhar - por exemplo, a mover outro objeto, a deformá-lo ou a fazê-lo ser percorrido por uma corrente eléctrica - está a "gastar" parte de sua energia, transferindo-a ao sistema sobre o qual realiza o trabalho.
O conceito de energia é um dos conceitos essenciais da Física. Nascido no século XIX, desempenha papel crucial não só nesta cadeira bem como em todas as outras disciplinasque juntas integram a ciência moderna. É notoriamente relevante na química e biologia, e mesmo em economia e outras áreas de cunho social a energia destaca-se como pedra fundamental: o comércio de energia move bilhões anualmente.
Pela sua importância há na Física uma subárea dedicada quase que exclusivamente ao estudo da energia: a termodinâmica. Em termodinâmica o trabalho é uma entre as duas possíveis formas de transferência de energia entre sistemas físicos; a outra forma dá-se através do calor.

A noção em senso comum de tempo é inerente ao ser humano, visto que todos somos, em princípio, capazes de reconhecer e ordenar a ocorrência dos eventos percebidos pelos nossossentidos. Contudo a ciência evidenciou várias vezes que nossos sentidos e percepções são mestres em nos enganar. A percepção de tempo inferida a partir de nossos sentidos é estabelecida via processos psicossomáticos, onde variadas variáveis, muitas com origem puramente psicológica, tomam parte, e assim como certamente todas as pessoas presenciaram em algum momento umailusão de ótica, da mesma forma de que em algum momento houve a sensação de que, em certosdias, determinados eventos transcorreram de forma muito rápida, e de que em outros os mesmos eventos transcorreram de forma bem lenta, mesmo que o relógio - aparelho especificamente construído para medida de tempo - diga o contrário.
Embora os pesquisadores não tenham encontrado evidências de um único "órgão do tempo" nocérebro, e de que ainda há muito por se descobrir em relação aos processos cerebrais responsáveis pela nossa percepção de passagem do tempo [Nota 1], é certo que o conceito baseado em senso comum é muito pouco preciso para mostrar-se confiável ou mesmo útil na maioria das situações, mesmo nas práticas onde estamos acostumados a utilizá-lo. A exemplo, todos certamente já afirmaram, de forma a mais natural: "o tempo corre", "este ano passou depressa" ou mesmo "esta aula não acaba". Uma definição científica mais precisa faz-se certamente necessária, e com ela ver-se-á, entre outros, que o tempo, em sua acepção científica, não flui. O tempo simplesmente é [Ref. 1][Ref. 2].

Partículas subatômicas



Com toda esta tecnologia, o que aprendemos sobre a estrutura da matéria? Quando os físicos começaram a usar os aceleradores nos anos 50 e 60, descobriram centenas de partículas menores do que as três bem conhecidas partículas subatômicas: prótons, nêutrons e elétrons. À medida em que aceleradores maiores eram construídos (aqueles que podiam fornecer feixes com energias mais altas), mais partículas iam sendo descobertas. A maioria destas partículas existem por apenas frações (menos de um bilionésimo) de segundo, e algumas delas combinam-se para formar partículas compostas mais estáveis. Algumas partículas estão envolvidas nas forças que mantêm o núcleo do átomo unido e outras não. Examinando esta complicada figura, ummodelo padrão do átomo surgiu.

Foto cedida pelo Fermilab
O modelo padrão do átomo
Interações
Há quatro forças ou interações fundamentais:
  • forte - mantém o núcleo do átomo unido
  • fraca - envolvida no decaimento radioativo
  • eletromagnetismo - interações entre as partículas carregadas (eletricidade e magnetismo)
  • gravidade - força atrativa baseada na massa e distância
De acordo com este modelo, a matéria pode ser dividida nos seguintes blocos:
  • férmions - partículas subatômicas que torna conhecida a matéria e a antimatéria
    • matéria
      • léptons - partículas elementares que não ajudam a manter o núcleo unido (exemplos: elétron, neutrino)
      • quarks - partículas elementares que ajudam a manter o núcleo unido
    • antimatéria - antipartículas dos quarks e léptons (antiquarks, antiléptons)
  • hádrons - partículas compostas (exemplos: próton, nêutron)
  • bósons - partículas que carregam forças (quatro tipos conhecidos)
Na próxima seção, vamos pesquisar os detalhes de cada uma destas partículas subatômicas

sábado, 9 de abril de 2011

Mais curiosidades


O animal mais prolífico da natureza é o rato. As fêmeas dão entre três e seis ninhadas por ano. Um só casal, ao fim de três anos, pode dar origem a dez gerações. É por isso que o rato é o animal preferido nas pesquisas genéticas de laboratórios.

No século III antes de Cristo, Erastóstenes mediu o raio da Terra sem utilizar qualquer tipo de instrumentos de precisão. O valor que ele calculou esta errado em apenas 1% do valor determinado pela alta tecnologia dos nossos dias.

1 litro de mercúrio pesa aproximadamente 18 Kg.

Nenhum pedaço de papel pode ser dobrado ao meio mais de 7 vezes.

17:00 – é a melhor hora do dia para fazer amor se quiser ter filhos, de acordo com um estudo realizado em Itália.

Os CDs foram concebidos para comportar 74 minutos de musica porque essa é a duração da Nona Sinfonia de Beethoven.

O abre-latas foi inventado 46 anos depois das latas terem sido inventadas.

O isqueiro foi inventado antes do fósforo.

Uma pepita de ouro puro do tamanho de uma caixa de fósforos, pode ser esmagada e alisada numa fina folha do tamanho de um campo de tênis.

Em caso de perigo, as doninhas orientam o traseiro na direção do atacante e pulverizam-no com um liquido mal-cheiroso. Para alem do seu desagradável odor sulfuroso, a substancia causa uma irritação intensa e até cegueira temporária, se entrar em contato com os olhos.

A maneira mais fácil de diferenciar um animal carnívoro de um herbívoro é olhando para os seus olhos. Os carnívoros (cães, leões) possuem os olhos na parte da frente da cabeça, o que facilita a localização do alimento. Já os herbívoros (aves, coelhos) possuem os olhos do lado da cabeça para perceber a aproximação de um possível predador.

Foi recentemente descoberto numa missão espacial que os sapos conseguem vomitar. Primeiro, eles vomitam o estomago inteiro. Depois, usam os braços para remover todos os conte?dos do estomago. Finalmente, voltam a engolir o estomago.

Milhões de arvores no mundo são plantadas acidentalmente por esquilos que enterram nozes e não lembram onde as esconderam.

O governo da Malásia decidiu resolver o problema dos mosquitos que carregavam inúmeras doenças, deitando o veneno DDT nas áreas infestadas. Isto funcionou, mas depois, as baratas começaram a comer os mosquitos mortos. O lagartos da região comeram as baratas. Contudo, ainda havia uma quantidade residual de veneno nas baratas, mas os lagartos não morreram. Em vez disso, tornaram-se incrivelmente lentos. Deste modo, os gatos começaram a comer os lagartos (que eram bastante rápidos para fugir dos gatos antes de comerem as baratas). O veneno dos lagartos matou os gatos, e, quando não há gatos, os ratos multiplicam-se. Isto levou a Organização Mundial de Saúde a banir o DDT e a importar milhares de gatos para matarem os ratos.