dezembro 2013 – physicarum

Nanobiografia de James Joule

James Joule (1818 - 1889) — James Joule (1818 – 1889)

[24/Dez] é o aniversário de James Joule, que nasceu em 1818, em Salford, Inglaterra. Joule foi um comerciante e fabricante de cerveja em Manchester. Seu trabalho inspirou em si um interesse na física e na natureza da energia. Em uma série de experimentos, ele demonstrou a convertibilidade entre energia cinética, térmica e eletromagnética. A unidade de energia do SI, o joule, é nomeado em sua honra.

(tradução livre do texto abaixo)
It’s the birthday of James Joule, who was born in 1818 in Salford, England. Joule was a commercial brewer in Manchester. His work inspired an interest in physics and in the nature of energy. In a series of experiments, he demonstrated the convertibility of kinetic, thermal and electromagnetic energy. The SI energy unit, the joule, is named in his honor.

Physics Today é um dos principais periódicos sobre física do mundo. Esse texto foi extraído de sua página oficial no Facebook. Todos os posts são escritos por Charles Day, editor online da Physics Today, Paul Guinnessy, o gerente de conteúdo online, e Greg Stasiewicz, assistente de produção do site. Página Oficial da Revista: www.physicstoday.org .

A Órbita de Mercúrio

A órbita do planeta Mercúrio foi durante algum tempo um fator de discussão na ciência. Isso se deve ao fato de que a Lei das Órbitas da física clássica, não predizia com total fidelidade o movimento desse planeta. Esse problema ficou conhecido como Precessão da Órbita de Mercúrio. Quem conseguiu resolver esse problema teórico, foi ninguém menos que o físico Albert Einstein, conforme explicação do site plato.if.usp.br:

“Quando Einstein desenvolveu a relatividade geral, ele propôs 3 testes dela:

Deflexão de um feixe de luz por um campo gravitacional: isto foi comprovado pela observação de estrelas durante o eclipse de 1919 e posteriormente com outros eclipses e outros tipos de observações […].
Desvio gravitacional da frequência de um feixe de luz num campo gravitacional: isto foi comprovado pela experiência de Pound e Rebka na torre de Harvard em 1960. Como frequência é o inverso do tempo, a marcha de um relógio é afetada por um campo gravitacional e isto foi testado colocando-se relógios em um avião.
Precessão do periélio de mercúrio: havia uma pequena discrepância entre a precessão calculada pela mecânica newtoniana e a precessão observada, 43,11” ± 0,45 por século. Quando Einstein calculou o valor desta precessão usando a relatividade geral, ele encontrou quase 43”. Quando ele percebeu que este resultado era uma consequência natural da sua teoria, sem nenhuma hipótese adicional, Einstein ficou extremamente feliz. Abraham Pais, físico e biógrafo de Einstein, em “Sutil é o Senhor” escreve que: “esta descoberta foi, eu acredito, a experiência emocional mais forte da vida científica de Einstein, talvez de toda a sua vida. A natureza tinha falado com ele”.

Vamos analisar um pouco mais afundo este terceiro item. De acordo com a mecânica newtoniana, as órbitas dos planetas deveriam ser elipses fechadas, com o sol situado em um dos focos e os eixos apontando sempre as mesmas direções do espaço. Na prática, porém, a elipse não fica no mesmo lugar o tempo todo. Em particular, o ponto de máxima aproximação ao Sol (periélio) muda de localização.

Essa precessão é de 574”/século. Boa porte dela pode ser explicada pelas perturbações devido aos outros planetas. Porém, sobra 43”/século que não é explicada. Acreditou-se que isso seria devido a um planeta desconhecido, “Vulcan”, (Afinal, foi dessa forma que a existência de Neptuno fora prevista para entender o movimento de Urano). Esse planeta nunca foi descoberto e foi somente com a publicação do trabalho de Einstein que esse mistério teve fim”.

Em notícia recente do site UOL, podemos verificar que esse fato ainda gera discussão no meio acadêmico. Hoje, com esse estudo e a Teoria da Relatividade Geral ainda melhor compreendida, observa-se que Mercúrio pode, inclusive, se desvencilhar do Sol. Segue abaixo matéria Com órbita ‘caótica’, Mercúrio pode se perder do Sistema Solar, diz estudo do site UOL, publicada em 23/12/2013 – 18h01:

“Para sistemas solares se organizarem, as órbitas dos planetas podem ficar instáveis, principalmente daqueles mais perto do Sol. Estudo divulgado no periódico científico Proceedings of the National Academy of Science nesta segunda-feira (23), cita a instável órbita de Mercúrio -o planeta que em nosso Sistema Solar localiza-se mais próximo do Sol- como uma evidência dessa organização confusa e afirma que o planeta pode até mesmo se perder do Sistema Solar daqui a 5 bilhões de anos.

UCLA — Órbita de Mercúrio dura 88 dias e a distância máxima do planeta ao Sol é de 77 milhões de quilômetros (Afélio) e a mínima é de 46 milhões (Periélio), sendo uma órbita bem excentrica

Sistemas solares organizam os planetas que os compõem de tempos em tempos, mas isso ocorre de forma conturbada e com instabilidades orbitais que afetam em especial os planetas localizados próximos a seu centro. Isso é o que afirma um estudo divulgado no periódico científico Proceedings of the National Academy of Science nesta segunda-feira (23).

Conduzido por cientistas ligados à Northwestern University, nos Estados Unidos, o estudo cita a instável órbita de Mercúrio — o planeta que em nosso Sistema Solar localiza-se mais próximo do Sol — como uma evidência dessa organização confusa.

O estudo afirma que graças a sua “particularmente caótica” órbita, Mercúrio pode até mesmo se perder do Sistema Solar daqui a 5 bilhões de anos.

O caos ocorrido com sua órbita, ainda segundo o estudo, encontra paralelo também com a órbita de Marte (um dos planetas mais leves de nosso sistema).

Os astrônomos autores da pesquisa afirmam que a tendência apontada por eles foi possível de ser observada também em outros sistemas extra-solares, nas órbitas dos chamados planetas do tipo Júpiter quente (classe de planetas extrassolares que possuem massa similar à de Júpiter).

Mercúrio encolhe

Nos últimos dias, a descoberta de que o planeta vizinho ao Sol vem diminuindo de tamanho a uma intensidade maior do que se pensava surpreendeu astrônomos.

Cientistas afirmam que o encolhimento do planeta é da ordem de 11,4 quilômetros em seu diâmetro, e que ele teria diminuído isso desde a criação do Sistema Solar, 4,5 bilhões de anos atrás. Dados de pesquisas anteriores apontavam um encolhimento em apenas dois ou três quilômetros em seu diâmetro.

A razão para isso estaria na composição do planeta, que vem esfriando ao longo dos anos“.

FONTE: noticias.uol.com.br/ciencia/ultimas-noticias/redacao/2013/12/23/com-orbita-caotica-mercurio-pode-se-perder-do-sistema-solar-diz-estudo.htm acessado em 24/12/2013 – 11h11

Simulador de Gravidade Zero

Podemos simular na Terra uma sensação de ausência momentânea da força gravitacional sobre nossos corpos. Trago uma matéria do site UOL sobre o assunto. As marcações em bold são minhas.

É possível voar sem gravidade na Terra?

Do UOL, em São Paulo
12/11/201306h00

É possível experimentar a quase total ausência de gravidade e flutuar usando apenas um avião a jato em condições perfeitas para realizar voos parabólicos e um estômago em condições perfeitas para não vomitar.

Não é preciso viajar até a órbita do planeta Terra para experimentar a quase total ausência de gravidade e flutuar. É possível fazer isso usando apenas um avião a jato em condições perfeitas para realizar voos parabólicos e um estômago em condições perfeitas para não vomitar.

O voo parabólico permite vivenciar a microgravidade semelhante à que existe no espaço. O jato decola até atingir uma altitude segura no céu. Em seguida, ele passa a voar em ziguezague, como se estivesse subindo e descendo várias montanhas.

A aventura começa quando o jato decola a 47° de inclinação em relação à superfície terrestre. Para se ter uma ideia, a decolagem de um voo comercial não ultrapassa os 20° de inclinação.

No fim da primeira subida, dá para sentir a microgravidade, que dura apenas 20 segundos. Quando o avião está na metade da altitude da descida, acontece o contrário da ausência de peso: tudo fica muito mais pesado, e é difícil sair do chão. Em seguida, o jato começa uma nova subida, e todo mundo volta a sentir mais 20 segundos de ausência de peso depois de 40 segundos de pura hipergravidade.

Voos parabólicos começaram a ser usados para pesquisas em microgravidade – isso pode sair mais barato do que enviar a pesquisa para uma estação espacial, por exemplo. Hoje, há empresas que realizam estes tipos de viagem por diversão.

Só não é divertido para o bolso: a empresa mais conhecida desse ramo, a Zero G, nos Estados Unidos, cobra a partir de US$ 4.950 por pessoa para voar em um Boeing 727 modificado. O valor pode ficar maior se o cliente decidir aumentar o número de parábolas.

Antes da decolagem, todos os passageiros são obrigados a tomar um remédio contra enjoo. Quem tem estômago forte e curte a viagem diz que a sensação é de estar dentro de uma piscina funda, só que sem água. Também é difícil ficar de pé na ausência de gravidade: normalmente, as pessoas flutuam como se estivessem sentadas em cadeiras invisíveis.

COMO ATINGIR A MICROGRAVIDADE NA TERRA

Consultoria: Mauricio Pazini Brandão, engenheiro aeronáutico do Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA), de São José do Campos (SP) e Thais Russomano (professora PhD em Space Physiology – King’s College London e coordenadora do Centro de Microgravidade da PUC-RS) . Fontes: Guinness World Records e sites da empresas Embraer, Airbus e Zero G.

FONTE: http://noticias.uol.com.br/ciencia/ultimas-noticias/redacao/2013/11/12/clique-ciencia-e-possivel-voar-sem-gravidade-sem-sair-da-terra.htm

Lixo Espacial

Ao estudarmos órbitas, não podemos nos esquecer que existem uma infinidade de dejetos orbitando a Terra que vão desde carcaça de foguetes até satélites obsoletos. Obviamente, muitos desses materiais ainda estão ativos, contudo somente aumentam a quantidade de materiais no espaço, conforme observamos nessa representação abaixo. Trago também matéria recente sobre o assunto.

Imagem retrata 22 mil objetos que hoje orbitam ao redor da Terra

Do UOL, em São Paulo
16/12/201320h17

Especialista em espaço, o designer e fotógrafo alemão Michael Najjar divulgou recentemente em seu site imagem criada com dados da Agência Espacial Norte-Americana (a Nasa) retratando a Terra e 22 mil objetos que hoje orbitam a seu redor.

Segundo a Nasa, existem aproximadamente 370 mil fragmentos de lixo e equipamentos espaciais orbitando em volta da Terra a velocidades de até 35 mil quilômetros por hora.

Destes, apenas 22 mil são possivelmente identificáveis e monitoráveis. Grande parte do total trata-se de detrito espacial, já sem uso.

Repleta de equipamentos criados e lançados ao espaço desde 1954 pelo homem, a imagem faz pensar se em breve já não será difícil que um foguete ou uma espaçonave decolem rumo ao espaço sem colidir contra um desses objetos.

[…]

Satélite caiu em novembro

Há pouco mais de um mês, a notícia de que o satélite Goce, da Agência Espacial Europeia (a ESA), estava prestes a cair sobre a Terra chamou atenção para a questão dos detritos espaciais.

O equipamento acabou se desintegrando ao reentrar na atmosfera terrestre em 10 de novembro, sem causar maiores danos. Os restos do satélite passaram por regiões como a Sibéria, o oeste do Oceano Pacífico, o leste do Oceano Índico e a Antártica.

Todos os anos, segundo a ESA, de 100 a 150 toneladas de material produzido pelo homem e lançado ao espaço retornam à atmosfera terrestre.

FONTE: http://noticias.uol.com.br/ciencia/ultimas-noticias/redacao/2013/12/16/imagem-retrata-22-mil-objetos-que-hoje-orbitam-ao-redor-da-terra.htm

Sistema Terra-Lua

A Nasa divulgou hoje a primeira gravação da Lua orbitando a Terra na história da humanidade. Embora já tenhamos visto dezenas de simulações e documentários sobre o assunto, é difícil imaginar que não se havia filmado algo do tipo. A cena não tem uma resolução muito boa, mas demonstra o quão ínfimos somos diante do universo. A distância filmada foi de 9 milhões de quilômetros da Terra. Segue matéria abaixo e o vídeo:

Nasa registra pela primeira vez a Lua em órbita da Terra

Do UOL, em São Paulo
10/12/201320h51

A sonda espacial Juno, da Nasa (Agência Epacial Norte-Americana) passou pela Terra em 9 de outubro de 2013 e capturou a Lua em órbita da Terra pela primeira vez. O sensor da sonda otimizado para procurar por estrelas pouco brilhantes fez o registro do sistema Terra-Lua como é visto do espaço.

“No vídeo, você está a bordo da Juno enquanto ela se aproxima da Terra e depois quando mergulha na escuridão do espaço. Nenhuma visão anterior de nosso mundo jamais capturou a valsa celestial da Terra e Lua”, disse Scott Bolton, principal cientista da Juno.

O vídeo foi feito a 966 mil quilômetros de distância, três vezes a distância entre a Terra e a Lua. A sonda deve chegar em Júpiter em 4 de julho de 2016.

FONTE: noticias.uol.com.br/ciencia/ultimas-noticias/redacao/2013/12/10/nasa-registra-pela-primeira-vez-a-lua-em-orbita-na-terra-veja-video.htm