::: OBF - SEGUNDA FASE :::

        fotos do celular

Aconteceu hoje, das 13h às 17h (horário de Brasília), em todo o território nacional, a prova da segunda fase da OBF - Olimpíada Brasileira de Física, evento nacional promovido pela SBF - Sociedade Brasileira de Física. Para a nossa escola a prova foi na sede regional do evento em Mococa, interior de São Paulo, onde fui junto com o professor e grande parceiro Ronaldo "Joule" Marin acompanhar nossos alunos nesta importantíssima competição educacional.

Parabéns a todos os nossos alunos e a todos os outros estudantes do Brasil que fizeram esta prova nesta tarde de sabadão! Vocês têm física na veia!

E que venha a terceira fase, a derradeira, a finalíssima!


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Um forte abraço. E Física na Veia!
prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 19h33





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  ::: COLISÕES CÓSMICAS :::

E por falar em colisões, ainda no clima da espetacular "bolada" do post anterior, no Universo podem acontecer colisões entre diversos objetos, de diversos tamanhos, a todo momento e em todo lugar.

Vez ou outra nosso planeta é atingido por algum fragmento de matéria proveniente do espaço. A maioria destes objetos não chega a cair no chão pois literalmente evapora-se na atmosfera, por atrito. Se isso acontece no período da noite, geralmente vemos um ponto brilhante no céu que deixa um rastro cintilante que some repentinamente, o que é vulgarmente conhecido como estrela cadente. Mas, se o objeto tiver tamanho suficiente para queimar e ainda sobrar algum pedaço, pode vir a colidir com a superfície do planeta. Neste caso, eu não gostaria de estar no ponto de colisão e, sinceramente, nem por perto. A impressionante cratera na foto acima fica no estado do Arizona, nos Estados Unidos. Ela tem 1,2 km de diâmetro e 200 m de profundidade. Sua idade estimada é de cerca de 25.000 anos e acredita-se que foi formada pela colisão de um corpo ferroso proveniente do espaço com aproximadamente 50 m de diâmetro. Dá para encarar uma "pedrinha" destas?
 
Arpad Kovacsy
A Lua, nosso satélite natural, vista na foto ao lado, possui crateras de impacto, espécies de cicatrizes que comprovam que ali já houve  várias colisões.
 
NASA/JPL
E não é só a nossa Lua que foi castigada pela colisão de objetos vindos do espaço. Ao lado vemos Mimas, lua de Saturno, com uma belíssima cratera de colisão. É cicatriz pra ninguém botar defeito!
 
Hubble Space Telescope
Em 1994 o planeta Júpiter foi atingido pelo cometa Shoemaker-Levi 9 que, antes de cair no gigante gasoso, fragmentou-se em diversos pedaços que foram deixando suas marcas, verdadeiros hematomas observados pelos olhos atentos dos astrônomos aqui na Terra e também pelo telescópio espacial Hubble.

Como você pode ver, colisões não são fenômenos raros no nosso Universo.

 

::: TROMBADA DE GIGANTES

Hubble Space Telescope

Imagem obtida pela Wide Field Planetary Camera 2 (WFPC2) do Hubble
Space Telescope da colisão de duas galáxias espirais na constelação de
Canis Major (Cão Maior)

Imagine agora uma colisão entre duas galáxias. Que tal? Duas galáxias, cada qual com suas centenas bilhões de estrelas, encontrando-se no espaço, viajando a grandes velocidades da ordem de dezenas de km/s. Você deve estar pensando que neste caso acontece uma trombada magnífica, certo? E, com certeza, espirra pedaço de estrelas, planetas e fragmentos dos mais diversos objetos para tudo quanto é canto, não é mesmo?

Mas acredite, é possível que duas galáxias sofram colisão sem que necessariamente seus objetos sequer se toquem! Uma "passa" pela outra, sem que suas estrelas sofram interação por contato, apenas uma interação à distância, via campos gravitacionais. Isso ocorre porque galáxias são conjuntos "rarefeitos" de objetos (estrelas, planetas, etc), bastante afastados uns dos outros.

A foto acima, feita pelo telescópio espacial Hubble, ilustra bem essa idéia de interação gravitacional. A galáxia NGC 2207 (à esquerda) mais massiva está "colidindo" com outra galáxia menor, a IC 2163. Note que a forma da IC 2163 está sendo drasticamente modificada por intenças forças gravitacionais, também chamadas de forças de maré, produzidas pela galáxia maior, a NGC 2207. É notável na borda direita da imagem um rastro de gases e estrelas espalhados por centenas de milhares de anos-luz. Mas não foram "espirrados" da galáxia por contato mas sim por um empurrão gravitacional, um empurrão à distância, sem contato algum.

Já sabemos há algum tempo que a nossa galáxia, a Via-Láctea, está em rota de colisão com Andrômeda, uma galáxia vizinha à nossa e que pertence ao chamado grupo local de galáxias. Mas pode dormir tranquilo, isso só deve acontecer daqui a alguns bilhões de anos.

 


 

 

Para saber mais

  • O jovem repórter de ciência Salvador Nogueira da Folha de São Paulo  publicou na semana passada, no dia 8 de setembro, o artigo Confronto de Gigantes que aborda o empolgante tema 'colisão de galáxias'. Este trabalho marca a estréia da sua mais nova coluna Mensageiro Sideral  na Folha Online. A cada quinta-feira vai ter artigo novo. Fique ligado. Aliás, nesta última quinta-feira, dia 15, já saiu o segundo artigo que fala sobre uma das mais recentes polêmicas da Astronomia: quantos planetas há de fato no Sistema Solar? É para colocar no bookmark! Eu já fiz isso!

 


 

 

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prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 17h59





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  ::: O FUTEBOL E A FÍSICA DAS COLISÕES :::

Reuters

Eric Carriere, jogador do Lens, recebe uma espetacular bolada na cara

Toda colisão tem três momentos distintos: o "antes", o "durante" e o "depois".

No "antes" os corpos estão naturalmente em movimento de aproximação, em rota de colisão. No "depois", ao contrário, quase sempre afastam-se. E no "durante"? O que acontece no "durante"?

No "durante", que é a colisão propriamente dita, os corpos se tocam e assim interagem, isto é, trocam forças mútuas de contato. O "durante" é geralmente muito rápido, dura frações de segundo. Mas, mesmo sendo um intervalo curtíssimo de tempo, pode ser subdividido em duas etapas ainda menores: a "deformação" e a "restituição".

A foto acima, feita durante a partida de futebol Lens 1 x 1 Groclin, realizada hoje pela Copa da Uefa, deixa claras as deformações dos corpos. O fotógrafo foi muito feliz ao congelar um pedacinho do "durante" que, de tão rápido, não conseguimos observar em detalhes normalmente.

Ao longo da etapa de deformação, que começa assim que os corpos se tocam, a energia cinética dos mesmos, também chamada de energia de movimento, vai gradativamente diminuindo e ficando armazenada como energia potencial elástica. As forças entre os corpos crescem com a deformação. Na restituição, ao contrário, a energia armazenada vai transformando-se de volta em energia de movimento, enquanto os corpos restituem a sua forma original. Na prática, nem sempre é possível aos corpos restituir a forma original. Isso só acontece com corpos elásticos. A colisão de um automóvel contra um poste é um exemplo típico de colisão em que a deformação é definitiva, não há restituição natural. E é nessa hora que os funileiros fazem a festa!

 

::: TIPOS DE COLISÃO

É comum, numa colisão, haver perda de energia mecânica. Enquanto a energia cinética transforma-se em potencial e vice-versa, parte da energia total é dissipada.

Usamos esta quantidade de energia mecânica total, que pode ou não se conservar, para classificarmos as colisões:

  • 1) Colisão Perfeitamente Elástica é aquela em que não há dissipação de energia. É uma colisão ideal em que a energia total do sistema se conserva e os corpos separam-se após colidirem. 
  • 2) Colisão Parcialmente Elástica é aquela em que há dissipação de energia mecânica dos corpos que também separam-se após colidirem.
  • 3) Colisão Inelástica é aquela em que há dissipação de energia mecânica dos corpos mas estes se unem, permanecendo juntos após colidirem.

Muito provavelmente a colisão da bola contra o rosto do jogador mostrada na foto foi do tipo "2", Parcialmente Elástica, com perda de energia e separação dos corpos após o choque.

 

::: UMA CONTINHA INTERESSANTE

Dá para calcular o valor do impacto da bola contra o rosto do jogador? Em outras palavras, dá para saber qual o valor da força que a bola faz no rosto do jogador?

Dá sim. E, segundo a Terceira Lei de Newton, também conhecida como Lei da Ação e Reação, a força que a bola faz no rosto do jogador tem o mesmo valor da força que o rosto faz na bola. E a foto acima mostra que de fato estas duas forças existem porque tanto rosto quanto bola sofrem deformações. A deformação do rosto confirma a existência da força bola-rosto e a deformação da bola ratifica a existência da força rosto-bola.

Para realizar o cálculo vamos fazer as seguintes considerações:

  • A colisão da bola contra o rosto do jogador teve uma duração aproximada de 1/100 s
  • O módulo da velocidade da bola quando colidiu contra o rosto do jogador era de aproximadamente 72 km/h, ou seja, 20 m/s
  • Depois de colidir contra o rosto do jogador, a bola voltou com velocidade (em módulo) de 36 km/h, ou seja, 10 m/s, na mesma direção porém em sentido oposto ao inicial
  • A massa da bola é de 450 g, isto é, 0,45 kg. Pelas regras oficiais a massa da bola de futebol deve variar entre 410 g e 450 g.
  • O rosto do jogador apenas sofre deformação mas não tem recuo. Em outras palavras, está parado antes e depois da colisão.

OBSERVAÇÃO: Se considerarmos que a bola tem velocidade + 10m/s após a colisão, então antes da colisão sua velocidade deverá ser de – 20 m/s. Os sinais opostos das velocidades tratadas como escalares caracterizam sentidos opostos de movimento antes e depois da colisão. Esta é uma forma simplificada de tratar a subtração vetorial das velocidades.

Para calcular a força média Fm trocada entre os corpos durante a colisão usamos o Teorema do Impulso para valores médios:

Para os valores de massa, tempo e velocidades declarados acima teremos:

Concluímos que o jogador leva uma bolada equivalente a 1350 N. Para você ter uma idéia do real valor desta pancada, para segurar um corpo de 1 kg aqui na Terra você deve anular o seu peso que é P = m.g = 1 kg.9,8 m/s² = 9,8 N. Este valor também é conhecido como 1 kgf (1 quilograma-força, a força para segurar um quilograma). Logo:

9,8 N ---------------------- 1 kgf
1350N ----------------------    x

x = 137,7 kgf.

Tecnicamente devemos dizer que houve um impacto de 137,7 quilogramas-força. Infelizmente, é comum pessoas dizerem um impacto de 137,7 quilogramas, ignorando o termo "força" da unidade, o que está errado.

É claro que o cálculo acima foi apenas uma estimativa. Eu não tinha informações reais sobre os valores das velocidades da bola antes e depois da colisão bem como o valor exato do tempo de colisão. Mas fica como um exemplo de como tratar uma colisão do ponto de vista das forças médias envolvidas.

Agora você pode fazer outras estimativas, variando os parâmetros envolvidos nas contas acima. E tenho a certeza de que nunca mais vai ver uma partida de futebol com os mesmo olhos!

 

 


 

 

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prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
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  ::: ARTIGOS ESPECIAIS DA REVISTA CIÊNCIA HOJE :::

 

Já escrevi aqui sobre os artigos da Revista Ciência Hoje especiais para o Ano Mundial da Física.

No mês passado, meu ex-aluno Guilherme Arrigoni Ferri, que além de amigo e um super baterista é engenheiro membro da equipe de infra-estrutura global da IBM e participou de pesquisas na área de microeletrônica no período de 1999-2001 na antiga fnudação CTI (hoje CenPRA), indicou um destes artigos: O Gigantesco E Promissor Mundo Do Muito Pequeno que tem tudo a ver com o seu trabalho.

E já temos mais um outro artigo no ar: A Aventura da Física da Matéria Condensada, também sobre nanotecnologia.   

Vale a pena ler esta coleção completa de artigos disponíveis em PDF no site da revista. Para ter acesso a eles, clique aqui.


Confira logo abaixo a lista completa dos artigos:

1905: um ano miraculoso
[CH 212 - jan/fev]

Há 100 anos, um jovem físico trabalhando como técnico em um escritório de patentes em Berna publicou cinco artigos excelentes. Três deles mudaram profundamente a face da física moderna: um lançou uma idéia revolucionária sobre a origem da luz e dois outros deram origem à teoria da relatividade, que destruiria o caráter absoluto atribuído, durante séculos, ao tempo e ao espaço. Seu nome: Albert Einstein. [Link]

 

Uma nova imagem do mundo
[CH 213 - março]

Muito mais que uma teoria, a mecânica quântica é uma forma completamente nova de ver o mundo. Esse modelo, que envolveu uma revisão radical das próprias concepções da física no início do século passado, é discutido no segundo artigo da série comemorativa dos 100 anos dos trabalhos revolucionários publicados por Einstein em 1905. [Link]

 

Um 'Einstein' gigantesco nos pampas
[CH 214 - abril]

De onde vêm os raios cósmicos, as partículas mais energéticas de que se tem notícia? Como as idéias lançadas há 100 anos por Einstein ajudam a desvendar a origem e propriedades dessas partículas? O terceiro artigo da série especial sobre o Ano Internacional da Física discute estas e outras questões sobre um dos mais instigantes temas da física contemporânea. [Link]

 

Aplicações do magnetismo
[CH 215 - maio]

O que motores elétricos, discos rígidos, TVs, carros, fitas de vídeo e cartões de crédito têm em comum? Resposta: materiais magnéticos. O quarto artigo da série sobre o Ano Internacional da Física apresenta ao leitor o vasto campo de aplicações desses materiais que, por sua importância e complexidade, têm intensificado os estudos sobre magnetismo. [Link]

 

A Aventura Espetacular da Descoberta do Universo
[CH 212 - junho]

Vários fatores contribuíram para o progresso da cosmologia no último século: teorias e modelos mais elaborados e observações do céu mais precisas. O quinto artigo da série sobre o Ano Internacional da Física revê os avanços que levaram a ciência dedicada ao cosmos a desvendar cada vez mais mistérios. [Link]

 

O gigantesco e promissor mundo do muito pequeno
[CH 212 - julho/fev]

Para alguns, o impacto da nanociência e da nanotecnologia na sociedade será maior que o de outras revoluções tecnológicas, como a agricultura, a indústria e a microeletrônica. O artigo de julho da série sobre o Ano Internacional da Física discute algumas perspectivas que se abrem com essa grande onda inovadora. [Link

 

A aventura da física da matéria condensada
[CH 212 - agosto]

Telefone celular, DVD, câmera fotográfica digital, computador pessoal: em parte, essas inovações recentes só se tornaram possíveis graças às descobertas feitas no campo da física da matéria condensada, área que forma a base científica sobre a qual a tecnologia da eletrônica foi desenvolvida na segunda metade do século passado. Os avanços desse campo são o tema do sétimo artigo da nossa série. [Link]


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  ::: FRONTEIRAS DA CIÊNCIA :::

 

Origem do universo, origem da vida, origem do homem e engenharia genética são alguns dos temas do evento Fronteiras da Ciência que o CEU - Centro de Extensão Universitária realizará no próximo dia 24 de setembro em São Paulo. Estes temas serão trabalhados do ponto de vista do tripé Ciência/Filosofia/Fé.

Fica como mais uma dica de evento de qualidade para preencher um sabadão com com boas idéias.

Maiores informações no site do evento


::: PROGRAMA

::: Parte 1 - Vidas Polêmicas

  • 9h00 Leonardo da Vinci
    Evandro Faustino (Doutor em História Social pela USP)
     
  • 10h30 Intervalo
     
  • 11h00 Galileu
    Jorge Pimentel Cintra (Livre-docente e professor de Filosofia da Ciência da Escola Politécnica - USP)
     
  • 12h30 Intervalo para o almoço


::: Parte 2 - A Polêmica da Vida

  • 14h00 Vida: da concepção ao nascimento
    Cláudia Maria de Castro Batista (Profª Adjunta da UFRJ com pós-doutorado na área de Biologia das céulas-tronco pela Universidade de Toronto, Canadá)
     
  • 15h15 Células-tronco na lei de Biosegurança
    Lenise A. M. Garcia (Doutora do departamento de Biologia Celular/IB, UnB)
     
  • 16h15 Intervalo
     
  • 16h45 Pesquisa com célula-tronco adultas
    Lilian Piñero Eça (Doutora em Biologia Molecular pela UNIFESP-EPM)
     
  • 18h00 Debates Finais
     
  • 18h30 Encerramento


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prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
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  ::: MAIS UMA OFICINA DE FÍSICA NO IFGW - UNICAMP :::

 

No próximo dia 24 de setembro, sábado, acontece a 14a Oficina de Física do Instituto de Física Gleb Wathagin da Unicamp, a terceira oficina deste Ano Mundial da Física de um total de quatro (veja cartaz acima).

O tema desta vez será Einstein E Suas Contribuições.

Eu perdi a segunda oficina, sobre Astronomia, mas vou me organizar para estar presente nas duas próximas. As oficinas do IFGW/Unicamp são eventos de alto nível, com informação de qualidade, a um custo bem razoável. Vale a pena! É Física na Veia ao longo de um delicioso sabadão.

Maiores informações, bem como formulário para inscrição, você encontra no site do evento.


::: PROGRAMA

  • 8h00min - 8h30min
    Entrega de material, acerto das inscrições
     
  • 8h30min - 8h45min
    Abertura
     
  • 8h45min - 10h15min
    palestra Albert Einstein (prof. Alberto Saa - IMECC/Unicamp)
     
  • 10h15min - 10h45min
    Intervalo para o café
     
  • 10h45min - 12h15min
    palestra Relatividade Especial, Tempo e Espaço (prof. Daniel T. Vanzella - IF/USP/São Carlos)

     
  • 12h30min - 14h00min
    Almoço
     
  • 14h00min - 15h30min
    Palestra Einstein e a Física do Estado Sólido (prof. Eduardo Miranda - IFGW/Unicamp)
     
  • 15h30min - 16h00min
    Intervalo para o café
     
  • 16h00min - 17h30min
    Palestra O Movimento Browniano e a Hipótese Atômica (prof. Silvio Salinas - IF/USP/São Paulo)
     
  • 17h30min 
    Encerramento

::: Clique aqui para maiores detalhes sobre o programa e sinopses das palestras.


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Um forte abraço. E Física na Veia!
prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 22h32





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Dulcidio Braz Jr
Físico/Professor, 49 anos

São João da Boa Vista
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