A acreção de matéria a uma estrela libera de 15 a 60 vezes mais energia que a fusão do hidrogênio? Por que isso ocorre?

A acreção de matéria – deposição de matéria ao redor de um astro por efeito da gravitação – pode liberar grandes quantidades de energia em algumas situações. Uma delas é quando consideramos que a matéria está em acreção a um objeto compacto muito massivo.

Um exemplo é a situação que acontece no estágio final do colapso de uma pré-supernova. A matéria das camadas mais externas se deposita sobre um pulsar em formação na sua região central. O pulsar, que também pode ser chamado de estrela de nêutron, é o resto de estrelas que explodiram, as supernovas. A atração gravitacional do pulsar acelera a matéria, transferindo lhe enormes quantidades de energia de movimento. Isso também pode acontecer na transferência de matéria em um sistema estelar binário, envolvendo uma estrela normal e uma estrela de nêutron.

Em ambos os casos, a acreção de matéria sobre o objeto compacto pode transferir energia cinética ainda maior que aquela apontada pelo leitor. O ponto relevante é que temos um campo gravitacional extremamente intenso na vizinhança do objeto compacto massivo, com uma massa maior que a massa do Sol, concentrada em uma região do tamanho da Terra. O campo gravitacional na superfície desses objetos é mais que um milhão de vezes maior que aquele na superfície da Terra. Assim, a gravitação transfere mais energia, por grama da matéria em queda, que aquela produzida na reação de fusão de hidrogênio.

Sérgio Duarte

Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas

 Revista Ciência Hoje, Março de 2007

Por que os cientistas acreditam que a existência de água é fundamental para haver vida?

Primeiramente, é necessário responder a uma questão ainda mais fundamental: o que é vida? Em artigo recente (CH nº 191), delineamos algumas respostas possíveis no âmbito científico, mas aqui privilegiaremos o conceito de autopoiesis (autocriação), proposto pelos neurobiólogos chilenos Humberto Maturana (1928) e Francisco Varela (1947-2001). Para esses autores a vida se manifesta como uma unidade autopoiética, formada por uma rede de interações moleculares concatenadas que produz, continuamente, os próprios componentes que participam das interações e transformações internas da unidade e, além disso, a fronteira física que lhe dá forma. As unidades autopoiéticas são fechadas em sua organização autoprodutora e auto mantenedora, mas são abertas às trocas de matéria e energia com o meio. Essas trocas dependem de uma mobilidade molecular, facilitada pelo meio líquido.

De acordo com essas definições, todos os sistemas que apresentam uma organização autopoiética – não importando a forma, a composição molecular da unidade o meio onde tal organização possa ser efetivada – seriam considerados sistemas vivos. Visto que a água participou do processo pelo qual a vida se configurou na Terra há pelo menos 3,8 bilhões de anos, ela se tornou essencial à vida como a conhecemos. Isso explica a crença da maioria dos cientistas (mas não de todos) de que a água é essencial à vida, não importando o lugar do universo em que se investiga. Assim, a busca de água é uma boa pista, mas não deveria ser a única.

Luiz Antônio Botelho Andrade

Departamento de Imunobiologia, Universidade Federal Fluminense

 Revista Ciência Hoje, Setembro de 2004.

Como se faz uma implosão?

Com dinamite e método. Basta explodir todos os pilares do térreo que o prédio cai, pois está apoiado neles. O problema é saber onde ele vai cair. “Dependendo do lado onde queremos que ele desabe”, diz o engenheiro de minas Ivar Kohmann, “escolhemos quais pilares destruir e em sequência.”

Quando o edifício fica em uma área urbana, é preciso que ele simplesmente caia para baixo, sem tombar para nenhum lado nem ameaçar os vizinhos. Para isso, os especialistas explodem os pilares do centro do térreo e, depois de menos de 1 segundo, os próximos às paredes. Assim, os que caem antes puxam o resto do edifício e ele desaba para o meio, e não para os lados.

Outro cuidado importante é derrubar, a marretadas, a escadaria, os poços de elevador e algumas paredes, antes da detonação. Senão, essas estruturas podem resistir aos explosivos e segurar um dos lados do edifício, fazendo com que ele caia para o outro lado. Em prédios muito altos, os especialistas detonam os pilares de mais de um andar, para diminuir o risco de uma falha que possa fazer o prédio tombar para o lado. Depois, é só proteger da poeira e dos estilhaços, que, por maior que seja o cuidado, são inevitáveis.

Super, Outubro de 1998.

Por que o óleo diesel é mais poluente que a gasolina e o álcool?

O óleo diesel polui mais que o álcool e a gasolina porque sua combustão emite uma grande quantidade de óxidos de nitrogênio e dióxido de enxofre. O lançamento dessas partículas microscópicas na atmosfera já está sendo considerado como a causa principal do aumento do número de casos de bronquite, asma, tosse, irritações nos olhos e nas vias respiratórias e, mais recentemente, de vários tipos de câncer e problemas cardíacos nas populações das grandes cidades.

Entretanto, o óleo diesel não deve ser desconsiderado como combustível, basta melhorar sua qualidade. As vantagens de sua utilização em relação aos outros combustíveis são o baixo custo e o lançamento na atmosfera de 20% menos de dióxido de carbono, um dos gases responsáveis pelo efeito estufa. Atualmente, na França, a cada dois carros novos, um funciona a diesel. Lá, existe uma legislação que limita o teor de enxofre lançado na atmosfera, exigindo o uso de catalisadores nos veículos.

Eder Gassola Molina

Professor do Departamento de Geofísica da Universidade de São Paulo

Globo Ciência, Setembro de 1997.

Ficar exposto ao Sol realmente baixa a imunidade?

Depende muito do tempo de exposição à luz do Sol, cujo principal componente nocivo são os raios ultravioletas (UV). Há evidências de que uma exposição longa à radiação ultravioleta – isto é, 30% a 50% da necessária para causar queimadura solar – leva à imunossupressão em humanos. Assim, a exposição longa, aparentemente, gera mais malefícios do que benefícios. Já a curta exposição pode colaborar para o equilíbrio do nosso organismo.

Experiências realizadas com camundongos mostraram que a exposição prolongada a raios UV atenuaram a resposta imune celular ao causarem a morte dos linfócitos T, responsáveis pela defesa do organismo. Os linfócitos T são vitais no combate a tumores e a parasitas intracelulares.

Outros estudos de foto imunologia, uma área de pesquisa recente, constataram, porém, que a lesão da pele provocada por raios solares gera liberação de peptídeos antibacterianos, substâncias que funcionam como antibiótico. Várias doenças de pele de natureza autoimune são tratadas com radiação ultravioleta. Nessa situação, ocorre uma imunodepressão, que, entretanto, não causa aumento de infecção, possivelmente devido à liberação dos peptídeos.

Verifica-se, por outro lado, que habitantes de locais onde há menos exposição solar podem sofrer efeitos psíquicos, como a depressão, que comprometem a eficiência do sistema imunológico. Quanto às vantagens do banho de Sol de breve duração, destaca-se a produção de vitamina D, que fortalece o sistema imunológico, além de ajudar a absorção do cálcio. Porém, como a reação ao tempo de exposição ao Sol varia entre os indivíduos, o ideal é tomar precauções como preferir horários de menor intensidade solar, no começo da manhã e no final da tarde, e usar filtro solar, como recomenda a Sociedade Brasileira de Dermatologia, que tem um excelente trabalho educacional e preventivo do câncer de pele.

Luiz Anastácio Alves

Laboratório de Comunicação Celular, Instituto Oswaldo Cruz, Fiocruz.

Ciência Hoje, Maio de 2011.

Como funciona o espelho antiembaçante?

O vapor d’água fica líquido ao esbarrar numa superfície fria. Se ela for vertical, a tendência é que as gotas escorram. “Mas isso não acontece sempre porque a água tem uma estranha carga elétrica”, explica o químico Atílio Vanin, da Universidade de São Paulo. A sua molécula (H₂O) liga um átomo de oxigênio – com oito elétrons (negativos) e oito prótons (positivos) – a dois de hidrogênio - cada um com apenas um elétron e um próton. Quando isso acontece, os elementos compartilham seus elétrons. O resultado é que um lado da molécula fica com mais elétrons e, portanto, mais negativo que o outro. Acontece que o silicato, do qual é feito o vidro, também tem hidrogênio e oxigênio ligados da mesma forma. Por isso, os lados positivos de um atraem os negativos do outro e vice-versa, e as gotinhas grudam. Os fabricantes de espelho antiembaçante o protegem com algum produto transparente, como o silicone, que bloqueie a tal atração elétrica.

Super, Junho de 1999.

Como funciona a bomba de grafite usada em bombardeios na Sérvia?

A tarde de 3 de maio, na região de Nis, a 250 quilômetros de Belgrado, foi surrealista. Um esquadrão de ataque da Força Aérea americana despejou uma chuva de artefatos que não explodiam. De dentro deles saltavam longos cordões cinza, parecidos com serpentina. Definitivamente, não se tratava de uma festa. “Os fios, feitos de grafite, se enroscaram nas linhas de transmissão e distribuição de energia, desativando as cinco principais geradoras de eletricidade da região”, conta o engenheiro Márcio Antônio Sens, da Universidade Federal Fluminense, no Rio de Janeiro. A arma, que não feriu ninguém nem causou danos às construções, foi batizada de soft bomb (bomba suave). Mas, até que o emaranhado de grafite fosse retirado, não só as forças armadas sérvias, alvo do ataque, tinham sido incomodadas. A população e vários serviços públicos, como hospitais, ficaram às escuras e com equipamentos desativados. Um dano profundo.

Super, Junho de 1999.

Por que as formigas não caem quando sobem nas paredes?

As formigas, em sua maioria, apresentam nas patas uma estrutura mole, geralmente formada só por pêlos, que possibilita a aderência a superfícies verticais por meio de um mecanismo de sucção a vácuo. Essa estrutura, denominada ariolium, tem formato semelhante ao de uma pata de gato e possibilita ao inseto aderir a qualquer plano. As superfícies molhadas, inclusive, são mais rapidamente ‘escaladas’ pelas formigas do que as secas, contrariando o senso comum que muitas vezes pensa que se poderia detê-las com água.

Existem espécies de formigas que não têm ariolium em suas patas e, portanto, só conseguem andar no chão. No Brasil, porém, praticamente todas as espécies urbanas, cuja origem é africana, possuem essa estrutura, do mesmo modo que outros insetos, como moscas, besouros e alguns gafanhotos que também se apoiam nas paredes. A principal explicação para a ocorrência dessa estrutura encontra-se no processo evolutivo e adaptativo. O ariolium facilita significativamente a sobrevivência das formigas nas cidades e ajuda-as a subirem nas plantas.

Harold Fowler

Sociedade Rio-Clarense de Defesa do Meio Ambiente

 Revista Ciência Hoje, Dezembro de 2007.

Como a raiz escolhe seu caminho sob a terra?

A principal força que determina o movimento das raízes é a gravidade, impedindo que elas procurem a superfície. A ponta, ou ápice, possui células capazes de “perceber” a gravidade. Elas alteram a distribuição do ácido indolilacético (um hormônio vegetal que estimula ou inibe o crescimento de um dos lados da raiz) e provocam curvatura. Uma vez apontadas para baixo, o caminho é definido em função da busca de água ou nutrientes no solo. “A teoria mais recente sugere que o ápice é capaz de detectar os espaços vazios ao redor e seguir por eles”, diz o botânico Gilberto Kerbauy, da Universidade de São Paulo. As pontas das raízes são finas e penetram em poros bastante pequenos.

 Super, Setembro de 1996.

Como funciona a bala que explode na boca?

De laranja, morango, chocolate... Huumm! As balas são tão gostosas... Mas, como qualquer guloseima, as balas são para nos deliciar uma vez ou outra. O excesso, a gente sabe, pode provocar cáries ou causar obesidade. Mas será que existe ciência nas balas? Pode apostar que sim! Agora, por exemplo, você vai saber sobre o tipo que explode na boca.

Bala gostosa e explosiva, alguém aí conhece? Pois vale a pena juntar umas moedinhas para experimentar. Elas não causam qualquer dano à saúde e, na verdade, parecem mais um granulado do que uma bala. O segredo da sua fórmula são cristais de açúcar que guardam bolhas de gás carbônico sob alta pressão.

Mas a bala explosiva contém, ainda, outros ingredientes. Ela é produzida a partir da combinação de alguns açúcares, como sacarose e lactose ou sacarose e xarope de milho. Sua fórmula ainda leva amido, gelatina ou goma – como ágar, alginato, pectina -, ingredientes que ajudam a aumentar a quantidade de gás carbônico aprisionado, além de acidulantes, flavorizantes e corantes. Quanto nome esquisito!

Bom, mas o importante é que, na fábrica, tudo isso é misturado e aquecido sob alta pressão, até que os açúcares passem do estado sólido ao estado líquido. Neste ponto, é que o gás carbônico é adicionado à mistura. Depois, o líquido esfria, ainda sob alta pressão, para deixar as bolhas de gás carbônico aprisionadas no interior do grande torrão de açúcar que se formou.

Quando a pressão é liberada, o tal torrão de açúcar se parte em pedaços bem pequenos, como um granulado. As bolhas de gás carbônico continuam no interior dessas mini balas, que são vendidas em pacotinhos.

Abra um pacotinho desses e deixe o doce entrar em contato com a umidade da sua boca. O açúcar vai se dissolver e... Ploft! Ploft! Ploft! Você vai sentir o estouro das bolhas. O mesmo efeito pode ser conseguido se a bala for mastigada.

A fórmula dos cristais de açúcar explosivos já pode ser encontrada em outros doces, como chicletes e chocolates. Quando puder provar um docinho, experimente uma dessas delícias explosivas!

Joab Trajano Silva

Instituto de Química, Universidade Federal do Rio de Janeiro.

Revista Ciência Hoje das Crianças, Outubro de 2009.

Por que sentimos calafrios e desconforto ao ouvir certos sons agudos – como unhas arranhando um quadro-negro?

Esta é uma reação instintiva para protegermos nossa audição. A cóclea (parte interna do ouvido) tem uma membrana que vibra de acordo com as frequencias sonoras que ali chegam. A parte mais próxima ao exterior está ligada à audição de sons agudos; a região mediana é responsável pela audição de sons de frequência média; e a porção mais final, por sons graves. As células da parte inicial, mais delicadas e frágeis, são facilmente destruídas – razão por que, ao envelhecermos, perdemos a capacidade de ouvir sons agudos. Quando frequencias muito agudas chegam a essa parte da membrana, as células podem ser danificadas, pois quanto mais alta a frequencia, mais energia tem seu movimento ondulatório. Isso, em parte, explica nossa aversão a determinados sons agudos, mas não a todos. Afinal, geralmente não sentimos calafrios ou uma sensação ruim ao ouvirmos uma música com notas agudas.

Aí podemos acrescentar outro fator. Uma nota de violão tem um número limitado e pequeno de frequencias – formando um som mais ‘limpo’. Já no espectro de som proveniente de unhas arranhando um quadro-negro (ou do atrito entre isopores ou entre duas bexigas de ar) há um número infinito delas. Assim, as células vibram de acordo com muitas frequencias e aquelas presentes na parte inicial da cóclea, por serem mais frágeis, são lesadas com maior facilidade. Daí a sensação de aversão a esses sons agudos e ‘crus’.

Ronald Ranvaud

Departamento de Fisiologia e Biofísica, Universidade de São Paulo.

Ciência hoje, Junho de 2011.

Por que as ondas caminham para a praia?

Nem sempre. Em alto-mar, elas se dirigem para todos os lados, geralmente acompanhando a direção do vento que as formou. “Ao chegar perto de uma massa de terra, no entanto, sua direção muda”, diz o oceanógrafo Joseph Harari, da Universidade de São Paulo. Ocorre que um lado dos vagalhões formados no oceano atinge primeiro as regiões de menor profundidade, próximas aos continentes ou às ilhas (veja o infográfico). Quando isso acontece, é como se fosse acionado um freio. A velocidade de propagação daquele lado da onda diminui e ela gira, dirigindo-se para a areia.

Uma vez que são formadas pelo vento, que em algumas situações sopra do continente para o mar, seria de se esperar que houvesse também marolas partindo da praia. Isso praticamente não acontece porque o deslocamento de ar que parte do continente é menos intenso e dura menos do que o formado em alto-mar. Assim, a pequena ondulação que consegue realizar é engolida pela outra, bem maior, mandada em sua direção.

Super, Dezembro de 1999.

Como funciona o relógio de pulso?

Por volta de 1907 ou 1908, Santos-Dumont disse a Louis Cartier, um fabricante de relógios da época, que sentia necessidade de medir o tempo de voo, em suas aeronaves, sem precisar tirar as mãos do comandos. Cartier mandou fazer, então, um relógio preso ao pulso para o aviador usar. O “modelo Santos” passou a ser vendido em 1911. Por ser usado por uma personalidade do porte de Santos-Dumont, fez enorme sucesso. Virou moda.

Atualmente, o que não faltam são relógios de pulso à venda. Mas como eles marcam o tempo? Um relógio precisa basicamente de três coisas para funcionar: de energia, de um mecanismo para medir a passagem do tempo e de uma forma de mostrar que horas são. Podemos dizer que há dois tipos de relógio de pulso hoje: os mecânicos e os eletrônicos, dependendo da forma utilizada para medir o tempo.

Os primeiros relógios mecânicos foram inventados em meados do século 19. O mecanismo deles era – e ainda é – cheio de engrenagens, eixos, parafusos, molas etc. Para fazê-los funcionar, é preciso dar corda neles. Isso porque quem marca o tempo nesses acessórios é um balanço, que oscila alternadamente, em torno do próprio eixo, no sentido horário e anti-horário. Ao darmos corda no relógio, enrolamos uma mola, feita de metal fino, que, por meio de um mecanismo de engrenagens, vai lenta e constantemente fornecendo um impulso ao balanço, permitindo que ele continue oscilando e marcando o tempo.

O relógio de pulso a corda reinou absoluto até a década de 1920, quando se criou o modelo automático, que não precisava receber corda manualmente, pois isso era feito pelo rotor, uma peça que gira quando o usuário move o braço. Os relógios mecânicos automáticos, porém, param de funcionar após dois ou três dias sem uso.

Já o relógio a quartzo – o mais vendido hoje – só para quando acaba a bateria, que pode ser substituída. Ele não mede o tempo da mesma forma que os relógios automáticos ou de corda. Nesse modelo, que passou a ser fabricado em larga escala no final da década de 1960, o tempo é medido pela vibrações de cristais de quartzo, que são transformadas em um sinal elétrico, e não pelo movimento do balanço, o que o torna geralmente mais preciso que os mecânicos.

Por seu dispositivo de medida do tempo ser eletrônico e, não, mecânico, o relógio a quartzo pode ser considerado um relógio eletrônico, embora os relógios a quartzo com ponteiros ainda precisem de algumas engrenagens, eixos etc. Nas últimas décadas, os relógios eletrônicos digitais se tornaram populares. Neles, uma tela – de cristal líquido – mostra as horas por meio de números, substituindo os ponteiros dos relógios mecânicos. O seu mecanismo, totalmente eletrônico, sem qualquer peça mecânica, emprega ainda um chip, como os dos computadores, o que dá a eles várias funções: alarmes, agenda, banco de dados, calculadora etc.

No tempo de Santos-Dumont, relógios eram caros, vendidos em joalherias ou relojoarias e feitos para durar décadas. Hoje, são mais baratos e estão à venda até em barracas de camelô. Ruim? Veja pelo lado bom: hoje, qualquer um pode ter um relógio! E o seu? De que tipo é?

Cássio Leite Vieira, Especial para Ciência Hoje das Crianças.

 Ciência Hoje das Crianças, setembro de 2006.

Por que o barco a vela navega em ziguezague?

Isso só acontece quando o barco avança na mesma direção de onde vem o vento. Se o velejador colocar a embarcação voltada exatamente contra a direção do vento, a vela vai sacudir como uma bandeira e o barco não sairá do lugar. Se ele virar apenas a vela, a tendência é ir para trás. Por isso, o velejador tem que virar a embarcação e posicioná-la de forma que ela fique a 45 graus em relação ao vento.

“A vela passa, então, a funcionar como uma asa de avião: o vento passa com velocidade menor na parte de dentro, fazendo uma pressão maior, e mais rapidamente na parte de fora”, explica o engenheiro naval Paulo H. Parra, do Instituto de Pesquisas Tecnológicas, em São Paulo. Essa diferença de pressão que aparece nos dois lados provoca a formação de duas forças que empurram a vela. Uma delas tende a fazer a embarcação tombar, e o velejador tem que equilibrá-la com o peso do seu corpo. A outra leva o barco para a frente. Traçando um ziguezague na água do mar e deixando sempre o barco com um ângulo de mais ou menos 45 graus em relação ao ponto de chegada, o veleiro consegue chegar ao local desejado.

Super, Dezembro de 1996.

Qual é o ponto mais seco do globo terrestre?

É difícil dizer exatamente qual o ponto mais seco porque em algumas regiões não há medição. Mas uma das áreas mais áridas é o deserto do Atacama, no Chile. As massas de ar úmido que vêm da Amazônia são bloqueadas pela Cordilheira dos Andes, fazendo com que haja pouco vapor d’água no ar. Na costa a secura é provocada pelas correntes marinhas que trazem água fria da Antártida e provocam a seguinte situação térmica: o ar frio fixa-se na superfície e o quente nas regiões mais altas. Essa rigidez dificulta as precipitações, ressecando a atmosfera. A cidade de Calama, localizada ao norte do deserto, é a recordista mundial de falta de chuva: ficou 400 anos na secura, de 1571 a 1971. Além dos desertos, outras regiões extremamente secas no planeta são os polos congelados. “Apesar do gelo, a temperatura extremamente baixa não permite a formação de vapor d’água”, explica o meteorologista Mário Festa, da Universidade de São Paulo. Com isso, não há umidade nem chuvas.

Super, Dezembro de 1996.

Como se produz a água com gás?

A grande maioria das marcas que encontramos à venda é gaseificada artificialmente, em um processo industrial idêntico ao dos refrigerantes: retira-se o oxigênio presente no líquido e injeta-se, em seu lugar, gás carbônico. A água tem de ser resfriada para absorvê-lo. “Gases a baixas temperaturas têm menor movimento molecular. Isso torna mais fácil agregá-los ao líquido”, afirma o geólogo Uriel Duarte, da Universidade de São Paulo (USP). Já o processo natural de formação de água carbogasosa ou carbonatada – como é chamada pelos cientistas – surge do aquecimento subterrâneo. As fontes estão situadas em regiões onde ocorreram vulcões ou onde a camada de magma está mais próxima da superfície. “Nesses locais, os condutos de magma atravessam as rochas até alcançarem os aquíferos, reservatórios subterrâneos de água. O calor intenso quebra as moléculas dos minerais contidos na água, liberando vapores e incorporando os gases ao líquido”, diz Uriel. Existe ainda outra possibilidade: “O gás carbônico também pode ser formado pela oxidação da matéria orgânica presente no aquífero”, afirma o hidro geólogo Ricardo Hirata, também da USP. De qualquer forma, muitas águas gasosas naturais podem apresentar teor de gás carbônico baixo para as convenções comerciais e, nesse caso, recebem artificialmente um reforço de CO₂.

Super, Outubro de 2002 

Um helicóptero pode dar looping?

Poder até pode, mas é tão arriscado, e a chance de dar errado é tão grande, que o Ministério da Aeronáutica só autoriza a manobra no caso de alguns helicópteros de combate, como o modelo italiano A-129. “Ainda assim, o piloto tem que ser muito bem treinado para comandar o aparelho”, alerta o tenente-coronel Venâncio Alvarenga Gomes, do Centro de Tecnologia Aeronáutica (CTA), em São José dos Campos, interior de São Paulo. De qualquer forma, apesar de toda a habilidade que a manobra demanda, não existe qualquer limitação aerodinâmica do helicóptero que o impeça de realizar um looping. As pás são uma imitação das asas dos jatos, capazes de dar vários giros no ar. Só que, enquanto o avião precisa estar se deslocando para que a asa possa sustentá-lo, no caso do helicóptero o próprio giro provoca a corrente de ar necessária para tirá-lo do chão e mantê-lo no ar.

Super, Outubro de 1999.

Como os mísseis caçam o seu alvo?

De várias maneiras. “Uma das mais conhecidas é aquela em que o míssil detecta o calor do alvo – a turbina de um caça inimigo, por exemplo – para corrigir a trajetória durante a perseguição”, explica o engenheiro aeronáutico Antônio Rogério Prattes Salvador, da Mectron, empresa brasileira que fabrica um armamento desse tipo. Ele não precisa receber comandos de terra e, por sua capacidade de perseguição, é feito especialmente para combates aéreos. Esse, entretanto, não é o único sistema usado por mísseis inteligentes. Alguns têm um radar que funciona até a colisão. Durante o voo, ele investiga a posição do inimigo e calcula a melhor rota. Outros são teleguiados do solo e há ainda os que são programados para percorrer uma determinada trajetória, mas podem receber do solo pequenas correções durante o ataque. Estes últimos, por sua pouca mobilidade, são mais usados para atingir alvos fixos na superfície.

Super, Dezembro de 1999.

A velocidade da luz varia quando ela passa de um meio para outro?

Sim. A maior velocidade da luz é atingida enquanto ela se propaga no vácuo: 299.790 quilômetros por segundo. Em qualquer outro meio a velocidade será menor. No ar, a diferença é pequena, mas a velocidade diminui bastante quando a luz passa, por exemplo, para a água ou o vidro. Isso acontece porque a luz interage com a matéria, ou seja, perturba os elétrons que formam suas moléculas. Essa interação pode ser de vários tipos. Um dos mais comuns é o efeito fotoelétrico – quando arranca elétrons dos átomos. A luz pode ainda energizar o elétron e fazer com que ele mude de lugar dentro do átomo.

O “corpo a corpo” da luz com os átomos diminui a sua velocidade, que varia para cada uma das cores. A luz amarela, por exemplo, caminha a 299.700 quilômetros por segundo no ar, 224.242 na água e 197.607 no vidro. “Fica mais fácil entender se compararmos o ar com uma quadra de futebol de salão e o outro meio com a grama que o rodeia”, explica o físico Cláudio Furukawa, da Universidade de São Paulo. “A bola tem uma certa velocidade no campo que é liso e provoca menos atrito. Ao passar para a grama, a bola rola mais devagar”.

Super, Março de 1996.

Existe água no Sol?

Por mais incrível que possa parecer, sim. Mas só no estado gasoso, devido à altíssima temperatura. Algumas estrelas mais frias chegam a jorrar dezenas de oceanos terrestres por hora, em forma de gás. Mas esse não é o caso do Sol, onde o vapor é rarefeito e se constitui apenas na fotosfera, a primeira camada visível do Sol. O calor nessa região – cerca de 5.500 graus Celsius – é menor intenso do que na fornalha do núcleo, onde as reações nucleares produzem um inferno de 15 milhões de graus Celsius. Lá dentro, os átomos ficam soltos e não conseguem se unir para formar H₂O. A água é mais abundante nas manchas solares, que são as regiões mais frias da fotosfera, com temperaturas de aproximadamente 3.500 graus Celsius. “E não é apenas o termômetro que determina a existência de água. A formação de moléculas também depende da pressão”, explica a astrônoma Beatriz Barbuy, do Instituto Astronômico e Geofísico (IAG) da Universidade de São Paulo. Na superfície do Sol, a pressão é cerca de 10.000 vezes maior do que na superfície terrestre. Isso acaba compensando o calor, que tende a afastar os átomos. Só assim é que se forma o vapor.

 Super, Dezembro de 1999.

Os diamantes são eternos?

Por incrível que pareça, o pequeno diamante encrustado no anel que você deu a sua esposa provavelmente durará, sim, para sempre - pelo menos enquanto a Terra existir. "Como são os minerais mais resistentes do planeta, eles só podem ser derretidos quando expostos a uma temperatura de 5 500 ^oC", diz o mineralogista Rainer Guttler, professor da Universidade de São Paulo. O problema é que, segundo ele, a atmosfera terrestre nunca chegará nessas condições, mesmo que um enorme meteoro se chocasse contra o nosso planeta e eliminasse todas as formas de vida. "Eles só seriam derretidos se, um dia, a Terra entrasse literalmente dentro do Sol, que tem a temperatura de 5 800 ^oC", diz Rainer. O curioso é que, segundo os astrônomos, a Terra de fato deverá entrar dentro do Sol daqui a 7,5 bilhões de anos, quando a estrela estiver próximo da morte.

Mesmo assim, quem apostar que, nessa época, os diamantes serão, enfim, aniquilados, pode perder a aposta. "É que quando isso ocorrer, a temperatura do Sol terá baixado para cerca de 3000 ^oC ", diz o astrônomo Enos Picazzio, da USP. Ou seja: mesmo quando a Terra chegar a ter uma atmosfera tão densa e quente quanto a de Mercúrio, alguns pequenos diamantes poderão ser encontrados por lá.

 Super, Março de 2003.

Por que chove em pingos e não em jatos?

A chuva nada mais é do que um ajuntamento de partículas menores de água que evaporam com o calor e depois voltam para o solo. Assim que as gotas se formam dentro das nuvens, elas caem, atraídas pela força da gravidade. “Não há tempo suficiente para que se junte uma quantidade de água tão grande que chegue ao chão na forma de jato”, explica a meteorologista Maria Assunção da Silva Dias, da Universidade de São Paulo. Para que isso acontecesse seria preciso que uma grande bolha líquida se acumulasse no céu antes de vir abaixo.

Super, Outubro de 1999.

Por que o sal fica mais solto quando se coloca arroz junto com ele?

Existem dois fatores que tornam esse truque doméstico tão eficiente. O sal de cozinha, ou cloreto de sódio, é um verdadeiro mata-borrão, atraindo as gotículas de água que estão no ar. Por isso, nos dias úmidos, as partículas dentro do saleiro se juntam, transformando-se em flocos, e fica praticamente impossível tirá-las de lá. O arroz também atrai o excesso de água. “Apesar de não ser tão amigo dela quanto o cloreto de sódio, o grão é seco e suga uma parte da umidade”, explica o químico Atílio Vanin, da Universidade de São Paulo. Assim, acaba por competir com as partículas de sal na hora de absorver a água do ar. Além disso, o atrito com o arroz ajuda a separar as partículas, que, livres, podem pular do saleiro para o prato.

Super, Outubro de 1999.

Quais as consequências da exposição do diamante ao fogo? Ele resistirá ou será consumido?

O diamante é a fase do carbono estável em altas pressões e temperaturas. É a presença do oxigênio no ambiente que determina seu comportamento durante o aquecimento. Submetido à alta temperatura (entre 900°C e 1.000°C) em uma atmosfera rica em oxigênio, o diamante se transforma em gás carbônico (CO2), sem fundir (derreter). Isso também acontece com a grafite, que tem a mesma composição do diamante, mas diferente estrutura cristalina. Na ausência de oxigênio, tanto o diamante quanto o grafite apresentam temperaturas de fusão extremamente elevadas, já que a energia de ligação entre os átomos é muito forte nas duas estruturas. A temperatura de fusão do diamante é da ordem de 3.500°C, enquanto a grafite é de 3.600°C. Portanto, o diamante e a grafite, na presença de oxigênio, se transformam em gás; sem o oxigênio, eles fundem. Em qualquer um dos casos, a temperatura deve ser muito alta.

Sendo assim, quando aquecido em forno de mufla (forno normal, com ar) ou no bico de Bunsen (instrumento que atinge temperaturas acima de 1.000°C), o diamante volatiliza, ou seja, passa diretamente para o estado gasoso. Exposto ao maçarico oxídrico (com oxigênio), ele também forma CO2, sem fundir; se for pulverizado e colocado sobre uma lâmina de platina, isso ocorre mais facilmente, em temperaturas levemente inferior a 900°C. A grafite volatiliza sem fundir quando submetida à chama do arco voltaico ou arco elétrico (descargas elétricas entre dois eletrodos que geram temperaturas bastante elevadas). Se for pulverizada e misturada com nitrato de potássio, ela explode (devido à reação com o nitrato).

Naira Maria Balzaretti, Instituto de Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul e Pércio de Moraes Branco, Museu de Geologia, Superintendência Regional de Porto Alegre, Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais

Ciência Hoje, Setembro de 2006.

Quando ocorre um relâmpago, os raios X liberados atingem o solo? Se atingirem, qual o perigo para o ser humano?

Quando um raio atinge o solo, ele emite raios X (radiação eletromagnética com comprimentos de onda entre 0,1 e 10 nanômetros) em todas as direções ao seu redor. Esses raios X são gerados pelos elétrons do relâmpago, através de processos ainda pouco conhecidos. Produzidos em pulsos de curtíssima duração (milionésimos de segundos), esses raios X são cerca de duas vezes mais intensos do que aqueles gerados quando tiramos uma chapa da mandíbula, por exemplo. Contudo, devido à alta densidade atmosférica próxima ao solo, eles são fortemente atenuados ao se propagarem e seus efeitos são perceptíveis a apenas alguns metros do local de incidência das descargas.

Esse fato faz com que o perigo da exposição aos raios X liberados por um relâmpago seja menor do que os riscos associados à própria descarga. Além disso, a incidência de descargas em um mesmo local, mesmo no caso extremo de um prédio muito alto como o Empire State Building, em Nova York (Estados Unidos), que registra cerca de 25 descargas por ano, não seria suficiente para produzir grandes danos ao ser humano.

Osmar Pinto Junior

Grupo de Eletricidade Atmosférica (ELAT), Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (SP)

Revista Ciência Hoje, Agosto de 2006.

As divisões cardeais são válidas quando se está na Terra, mas fora dela esse sistema de orientação perde o sentido. Como, então, se orientam as naves que realizam viagens espaciais?

Uma nave espacial realmente não pode usar os pontos cardeais – Leste, Oeste, Norte, Sul – como orientação no espaço, uma vez que esses conceitos se aplicam apenas na Terra. Sendo assim, ela precisa recorrer a outros mecanismos para orientação. Existem diversos, todos baseados em algum tipo de sensor, isto é, em instrumentos que efetuam medidas.

O sensor solar é um dos mais comuns. Ele determina a direção do Sol em relação à espaçonave e, com base nisso, ela pode orientar. A complexidade desse sensor depende dos requisitos de precisão da missão, podendo ir desde uma simples célula solar até mecanismos ópticos de alta precisão.

A Lua e a própria Terra também podem servir como pontos de orientação no espaço. Há sensores capazes de indicar a posição desses astros, e as informações por eles coletadas também podem orientar a nave.

Um sistema mais sensível é baseado na posição das estrelas. São sensores que as detectam e identificam certo número delas no céu. Tornando assim possível a localização da nave espacial. Quanto maior o número de estrelas consideradas, mais preciso será o posicionamento. A tecnologia envolvida nesse sensor é bem mais complexa, uma vez que a luminosidade das estrelas é bem menor que a dos demais astros. Existem também sistemas que são então baseados na observação de astros, como, pode exemplo, o giroscópio. É um aparelho que utiliza princípios de inércia para medir a rotação que um corpo sofre no espaço. Os mais comuns são baseados em uma massa em rotação – medindo as rotações, é possível saber como a nave muda sua orientação no espaço. Nessa classe de sensores existem também os magnetômetros, que são aparelhos que medem o campo magnético. Com base nessa medida, e conhecendo um mapa de como esse campo varia, é possível saber a orientação da espaçonave.

Antônio Bertachini de Almeida Prado

Divisão de Mecânica Espacial e Controle, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

Ciência Hoje, Agosto de 2012.

As estrelas emitem som?

Acredita-se que sim. O interior das estrelas tem uma temperatura muito alta e esse material quente caminha para a superfície. Isso faz com que ocorram explosões e pequenas erupções vulcânicas. “Esse fenômeno é facilmente observado na superfície do Sol, a estrela que se conhece melhor”, explica o astrônomo Roberto Boczko, do Instituto astronômico e Geofísico da Universidade de São Paulo. Até hoje não foi possível gravar o ruído das explosões. Mas sabe-se que a movimentação de massas sempre emite som. As explosões do Sol e outras estrelas não são ouvidas da Terra porque o som se propaga por meio de ondas, que precisam de gases para caminhar. E a densidade de gases no meio interestrelar é insuficiente para que o som viaje por ele. Só seria possível ouvir o som das estrelas se alguém chegasse bastante perto delas.

Super, Março de 1995.

Por que os disquetes de 3,5 polegadas têm maior capacidade de armazenamento de informação que os de 5,25 polegadas? Como as informações são gravadas neles para serem lidas pelo computador?

Em um disquete de 3,5 polegadas as informações estão armazenadas de forma mais densa, ou seja, ele contém um maior número de trilhas. Os discos flexíveis usados em computador são cobertos com um filme composto por partículas (geralmente de óxido de ferro com cobalto) com capacidade de reter forças magnéticas. “As partículas têm forma de agulhas e, quando excitadas por um sinal elétrico, se polarizam (cargas negativas de um lado e positivas de outro) como se fossem ímãs”, explica o engenheiro eletrônico George Saliby, da BASF, em São Paulo. Um conjunto desses pequenos ímãs forma um bit, a unidade básica de armazenamento.

As partículas magnéticas estão dispostas em filas circulares e concêntricas, as trilhas. Em um disquete de 5,25 polegadas cabem 48 trilhas por polegada enquanto em um de 3,5 cabem 135 trilhas. Como o número de trilhas é maior, cabe também mais informação. A evolução foi possível porque os drivers modernos tem cabeça magnética com aberturas (por onde saem as linhas de fluxo magnético que excitam as partículas) mais finas. Existem duas vantagens em usar discos menores. Primeiro, eles se adaptam melhor aos computadores pequenos. Seria difícil fazer um drive grande para um microcomputador portátil. Segundo, é necessário usar menos material para produzir os discos.

Tantos os disquetes de 3,5 polegadas quanto os de 5,25 são divididos em dois tipos: dupla densidade e alta densidade. Nos de alta densidade, as partículas magnéticas são menores, aumentando a capacidade de guardar informações. Além disso, antes era necessário um sinal (impulso) elétrico inteiro para sensibilizar um número suficiente de partículas para formar um bit. Com a nova tecnologia de gravação usada nos disquetes de alta densidade, é possível sensibilizar as partículas com apenas meio impulso. Com isso, um número menor de partículas é capaz de formar um bit.

Super, Março de 1995.

Como funcionam os telefones celulares? Por que eles recebem esse nome?

Na telefonia celular a voz é transformada em sinais elétricos que caminham como ondas de rádio. Como a onda viaja pelo ar, não é necessário fio. O celular recebe esse nome porque as regiões servidas pelo serviço foram divididas em áreas chamadas células. Cada uma delas possui uma estação rádio base, composta por uma ou mais antenas que captam as mensagens vindas dos aparelhos e, se necessário, as transfere para a Central de Comutação e Controle (CCC). A central, por meio de computadores, localiza o destinatário da ligação, se este não estiver na mesma célula, e completa a chamada. Para o computador localizar a posição de um celular, é preciso que o aparelho esteja ligado.

Se o proprietário de um celular viajar de um estado ou um município para outro, quem telefonar não precisa saber onde ele se encontra. Basta ligar o DDD da cidade onde o celular é registrado e a ligação se completará. Quando de um celular se chama um telefone comum, a central transfere a ligação para a rede normal, que encaminha a chamada. Muitas vezes, mesmo em uma ligação entre celulares, o sinal pode passar pela rede telefônica comum para facilitar sua transmissão.

As células variam de tamanho de acordo com o volume de ligações de uma região e com o relevo ou outros obstáculos às ondas de rádio. Se, durante uma conversação pelo celular, a pessoa estiver em movimento e passar de uma célula a outra, os computadores da CCC transferem automaticamente a ligação. Mas nem todo o país está coberto por estações rádio base. Em regiões onde elas não existem, o telefone simplesmente não funciona. Também não é possível usar o celular em todos os países. É preciso que haja um convênio. No caso do Brasil, há um tratado com os demais participantes do Mercosul (Argentina, Paraguai e Uruguai). Mesmo assim, antes de viajar é necessário avisar a central brasileira, para que as ligações sejam transferidas. Nos Estados Unidos é impossível usar um celular brasileiro, uma vez que não existe acordo prévio.

Super, Março de 1995

Por que a previsão do tempo no Brasil é ruim? Como ela é feita?

Mal, obrigado. No Brasil há apenas um supercomputador – e ainda em fase experimental – trabalhando exclusivamente com fins meteorológicos. Ele está no Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CEPETEC) do INPE (Instituto Nacional de Pesquisa Espaciais), em Cachoeira Paulista, São Paulo. Os supercomputadores são indispensáveis para o trabalho, porque eles são capazes de elaborar modelos matemáticos e processar rapidamente milhares de informações captadas na terra, no mar e no ar. Os outros demoram muito para cruzar os dados coletados e quando a previsão fica pronta já não é mais previsão. Isso explica porque os especialistas aqui falham tanto. Nos Estados Unidos, eles erram menos porque os computadores são mais potentes – e, assim, os apresentadores da previsão na TV podem ser tão populares quanto os artistas.

No Brasil, existem 400 postos de observação do clima, segundo Icléa Grammelsbacher, pesquisadores do 7º Distrito de Meteorologia, que cobre São Paulo e Mato Grosso do Sul. Os postos recolhem dados sobre temperatura, pressão do ar e grau de nebulosidade. As medições são feitas três vezes ao dia, no mesmo horário, e radares verificam ininterruptamente a quantidade de chuva em todo o país. Os registros aéreos são feitos por balões meteorológicos e por satélites. No mar, navios com instrumentos especiais controlam as condições climáticas. As informações são reunidas em computadores que produzem mapas sobre o surgimento de frentes frias (encontro entre massas de ar quente e frio), áreas de instabilidade, chuva e eventuais ciclones.

Super, Julho de 1995.

O que preenche o lugar do petróleo que é extraído da terra?

O petróleo não está distribuído como lençóis ou lagos subterrâneos. “Ele fica no meio de camadas de rocha porosa, chamada sedimentar”, explica o engenheiro Gluseppe Bacocoli, da Petrobrás. Mas essas rochas não abrigam apenas petróleo. Há também gases e água. Devido à maior densidade, a água fica nas camadas mais baixas, logo acima vem o petróleo e depois o gás. Quando o petróleo é extraído, os poros da rocha são preenchidos pela água e a expansão do gás.

Caso o gás também seja retirado, a água vai ocupando todos os espaços. Há casos em que, devido à localização do reservatório ou a sua formação geológica, a água não flui para preencher os espaços deixados pelo óleo. É, então, injetada água. Isso porque, se houver regiões da rocha vazias, não haverá pressão suficiente e o óleo não subirá para o poço.

Super, Abril de 1995.

Como funciona o câmbio de automóveis?

A marcha do carro utiliza o mesmo princípio que o da bicicleta: rodas dentadas ou engrenagens, de tamanhos diferentes e ligados entre si. Esse truque da mecânica aproveita muito melhor a força do motor. Quando você engata uma primeira, por exemplo, você está acionando um par de coroas conectadas. A menor se comunica com o motor, por meio de um eixo, e a maior com as rodas, por outro eixo. Enquanto a menor dá três voltas, junto com o motor, a maior dá apenas uma. É por conta dessa diferença de giros que a primeira marcha tem força (é capaz de fazer o carro andar). Em compensação, não tem velocidade. Lembre-se: em primeira, a cada três giros do motor corresponde um só giro das rodas. Já quando o automóvel está embalado, e você engata uma quarta ou uma quinta, a diferença entre os giros do motor e os giros das rodas é quase inexistente, a velocidade aumenta, mas a força diminui. Experimente sair com um carro em quinta e veja como a quinta é uma marcha fraca.

“Na quarta, as engrenagens têm praticamente o mesmo tamanho” diz o engenheiro mecânico Imad Bedros, da Volkswagen do Brasil. Na maioria dos automóveis existem seis pares de rodas dentadas que correspondem às cinco marchas mais a ré, que inverte o movimento do motor.

Super, Julho de 1995.

Por que a panela de pressão cozinha mais rápido?

Por que dentro dela a água atinge temperaturas mais altas que o normal. Em condições normais, a água vira vapor a 100 graus centígrados. Mesmo dentro da panela de pressão parte dela entra em ebulição ao atingir essa temperatura. “Mas, sem ter por onde escapar, o vapor acaba exercendo uma pressão extra sobre o que não evaporou”, diz o químico Atílio Vanin, da Universidade de São Paulo. Com isso, as moléculas da superfície ficam espremidas e têm mais dificuldade para se transformar em gás. A água consegue atingir, então, temperaturas 105 e até 110 graus sem entrar em ebulição. Como o calor é maior, a comida fica pronta mais depressa. Por isso também é mais rápido fritar um alimento que cozinhá-lo. O óleo da fritura atinge entre 180 a 200 graus antes de ferver.

Os hospitais empregam imensas panelas de pressão – chamadas autoclave – para esterilizar roupas e material cirúrgico, matando as bactérias e os vírus que resistem às temperaturas inferiores a 100 graus.

Super, Julho de 1995.

O que são os equinócios?

São dias em que os períodos iluminado e escuro duram praticamente o mesmo tempo. Isso acontece somente duas vezes no ano. A última foi em 21 de março e a próxima será no dia 23 deste mês. A diferença normal entre a duração do dia e a da noite acontece porque o eixo ao redor do qual a Terra gira sobre si mesma é inclinado 66,5 graus em relação ao plano da sua rotação em torno do Sol. Essa inclinação faz o astro iluminar um hemisfério por menos tempo durante o outono e o inverno. No início da primavera acontece o equinócio – dia em que a rota do Sol se alinha com o equador. Então, a parte iluminada passa a ser maior durante seis meses.

Mas a duração de noite e dia não é exatamente a mesma, como sugere o nome – em latim equi, significa igual, e nócio, noite. “Acontece que os raios do Sol começam a iluminar a Terra minutos antes de ele aparecer no horizonte e continuam logo depois que ele se põe”, diz o astrônomo Roberto Boczko, da Universidade de São Paulo. Assim, a parte clara do dia acaba sendo ligeiramente maior.

Super, Setembro de 1999.

Se o ouro tem maior resistividade que a prata e o cobre, por que ele é melhor condutor de eletricidade que esses metais?

De fato, a resistividade elétrica do ouro é maior que a da prata e do cobre. Segundo o Handbook of chemistry and physics (75º edição), a resistividade do ouro à temperatura ambiente é de 2,271 x 10^-6 Ω.m contra 1,725 x 10^-8 Ω.m do cobre e 1,629 x 10^-5 Ω.m da prata. Contudo, o ouro é frequentemente utilizado em contatos elétricos de alta qualidade, não porque seja melhor condutor que os outros dois metais, mas porque é mais resistente à corrosão.

A prata e o cobre são mais propensos à formação de óxidos metálicos em sua superfície, o que se evidencia pela perda de brilho desses materiais quando expostos ao ar por longos períodos. Esses óxidos formados na superfície são compostos isolantes, o que aumenta consideravelmente a resistência elétrica dos contatos. Assim, para aplicações nas quais é fundamental que a qualidade do contato elétrico não se degrade ao longo do tempo, deve-se utilizar condutores de ouro em vez de prata ou cobre. Isso tem aplicações, por exemplo na indústria eletrônica, em que partes de dispositivos semicondutores – como transistores e circuitos integrados – são conectados com fios de ouro muito finos para garantir confiabilidade à conexão.

Marlus Koehler

Departamento de Física, Universidade Federal do Paraná.

Revista Ciência Hoje, Setembro de 2007.

Como é possível a identificação de corpos que tiveram contato com temperaturas próximas aos 1.000°C, como no caso do acidente recente no aeroporto de Congonhas?

Os métodos tradicionais de identificação forense de cadáveres são geralmente baseados em exames de impressões digitais, arcada dental ou ossos. Entretanto, em casos de desastres aéreos, principalmente aqueles em que houve incêndio e explosão, como o do vôo TAM 3054, frequentemente esses métodos não podem ser utilizados e temos de recorrer ao estudo do DNA.

O DNA é uma molécula orgânica constituída de longas cadeias de milhões de bases. Para identificação das pessoas, podemos estudar regiões repetitivas do DNA nuclear (chamadas microssatélites ou STRs) ou alternativamente regiões variáveis do DNA mitocondrial. O DNA mitocondrial tem a vantagem de existir em milhares de cópias nas células, de forma que sua análise é mais sensível. De qualquer forma, precisamos de cadeias de pelo menos 100-150 bases para fazer esses exames. Com altas temperaturas, as cadeias de DNA se quebram em pedaços pequenos. Se estes forem menores que o tamanho crítico de 100 bases, os estudos se tornam efetivamente inviáveis.

Na prática, mesmo em casos de explosão, frequentemente é possível encontrar alguma parte de um cadáver que não tenha sido completamente carbonizada. O DNA no interior dos ossos e especialmente dos dentes está mais bem protegido e, em um bom número de casos, podem-se obter fragmentos de tamanho adequado para análise. A identificação então é feita pela comparação do padrão genético das vítimas com familiares. No caso do DNA mitocondrial, basta a mãe, um irmão ou irmã ou qualquer outro parente em linhagem materna para a identificação.

No caso de não ser possível uma identificação dos corpos, as famílias podem conseguir uma decisão judicial de “morte presumida” para obter um atestado de óbito.

Sergio D. J. Pena

Departamento de Bioquímica e Imunologia, Universidade Federal de Minas Gerais e Laboratório GENE (MG)

Revista Ciência Hoje, Setembro de 2007.

Como são formadas as imagens em 3-D que aparecem nos livros? Por que quem enxerga com apenas um olho não consegue ver essas imagens?

Para enxergar em três dimensões, cada um dos olhos vê a mesma imagem, só que em uma posição diferente. “É fácil perceber como isso acontece”, diz o oftalmologista Elcio H. Sato, da Escola Paulista de Medicina. “Se colocarmos um dedo a cerca de cinco centímetros da ponta do nariz e fecharmos o olho esquerdo, veremos o dedo em determinada posição. Quando fechamos o direito e abrimos o esquerdo, a sensação é que o dedo mudou de lugar”. O fenômeno acontece porque cada olho vê em um ângulo.

A imagem é registrada pela retina de cada olho que envia mensagens, por meio das vias óticas, para uma região do cérebro chamada lobo occipital. Lá, as duas informações são interpretadas e traduzidas como uma imagem com volume. Por isso, pessoas com visão em apenas um dos olhos não conseguem ver em três dimensões, sejam objetos reais ou impressão em papel.

Os livros que simulam a imagem em três dimensões, chamada estereograma, enganam o cérebro. Por meio de cálculos matemáticos e com a ajuda do computador, cada um dos dois pontos (um visto pelo olho direito e outro pelo esquerdo) necessários para formar uma imagem em três dimensões é identificado. O processo é repetido para cada ponto da imagem e impresso em uma superfície. Os pontos correspondentes são pintados da mesma cor. Quando se olha essa imagem de forma normal, aparece apenas um imenso embaralhado.

Para se ter a sensação de terceira dimensão é preciso que cada um dos olhos veja os pontos correspondentes à mesma imagem separadamente. Isso é possível se desfocarmos a visão. Quando essa informação é enviada ao cérebro, ele interpreta como uma imagem tridimensional.

Super, Abril de 1995.

Por que o sabonete não funciona direito com água salgada?

Por mais que se esfregue, não adianta. A sujeira, que é composta em grande parte de gordura, só vai embora quando o sabonete é usado com água pura, sem sal. “Isso porque os sabões funcionam como uma ponte, unindo as moléculas de gordura às de água, que leva tudo ralo abaixo”, explica o químico Atílio Vanin, da Universidade de São Paulo. Na água salgada, existem substâncias, como cálcio e magnésio, que bagunçam tudo: elas reagem com o sabão impedindo que ele grude na água. Assim, a ponte não consegue se formar e a sujeira não sai de enxurrada. Quanto mais sais, menor a eficiência da limpeza. Banho higiênico, mesmo, é o do chuveiro.

 Super, Agosto de 1999.

Como nosso corpo produz calor?

Pense no motor de um carro. Quando você o liga e a queima de gasolina produz energia, parte dela se perde na forma de calor. No caso do organismo, o motor fica dentro das células, onde quebramos os carboidratos das massas e dos doces que comemos, os ácidos graxos tirados da gordura animal e vegetal e os aminoácidos das proteínas de carnes e grãos. Dessa forma, nossas células produzem uma molécula chamada adenosina trifosfato (ATP), usada pelo corpo para fazer de tudo, desde piscar os olhos até bater o coração. O calor é um efeito colateral da quebra. Ao fazer um esforço, precisamos de mais energia, portanto produzimos mais ATP e acabamos sentindo mais calor. “Por isso suamos e ficamos quentes quando corremos”, diz o citologista Luís Fernando Costa Rosa, da Universidade de São Paulo.

 Super, Agosto de 1999.

Como os ímãs funcionam? De que são feitos? Por que atraem o ferro?

O melhor modo para se entender como um ímã funciona é fazer a seguinte experiência:

·         Primeiro, enrola-se um pedaço de feio de cobre (esmaltado) ao redor de um prego grande, dando várias voltas.

·         Depois, raspa-se com uma palhinha de aço as pontas do fio de cobre e conecta-se cada ponta a um dos polos de uma pilha.

·         Por fim, aproxima-se o conjunto de um clipe.

Sabe-se que o fio de cobre, desligado da pilha, não atrai o clipe. Mas, ao ligá-lo na bateria, ele passa a funcionar como um ímã ou eletroímã. A diferença está no movimento de pequenas partículas atômicas conhecidas como elétrons. Quando o fio é ligado à pilha, o movimento desses elétrons passa a ser ordenado do polo negativo ao positivo da bateria. Esse movimento é chamado de corrente elétrica – a mesma corrente que faz a lâmpada acender e os eletrodomésticos funcionarem. Cada espira (volta do fio de cobre ao redor do prego) percorrida pela corrente elétrica funciona como um pequeno ímã. Ao se dar várias voltas no prego, somam-se os efeitos destes ímãs. No ímã, esta corrente elétrica acontece, de forma natural, no plano atômico, como se fossem as pequenas espiras da nossa experiência. Podemos, então, imaginar um ímã como sendo feito de pequenos ímãs ordenados. Assim, magnetizas um objeto pode ser entendido como um ordenamento destes pequenos ímãs. Apenas algumas substâncias, como o ferro, cobalto, níquel e suas ligas, como o aço, têm a propriedade de se magnetizar. Quando aproximamos um ímã de um pedaço de ferro desmagnetizado, os pequenos ímãs do ferro se alinharão, tornando-o um ímã também. Portanto, ocorre a magnetização e a consequente atração.

Sadao Mori

Físico e apresentador do programa O Professor, da TV Cultura

Galileu, Novembro de 1999.

Da Terra, vemos a Lua muito clara. E da Lua, também é possível ver nosso planeta com muita iluminação? Por quê?

Sim, da Lua também é possível ver a Terra bastante iluminada, como comprovaram os astronautas americanos que estiveram lá. Isso acontece porque tanto o planeta como o satélite refletem a luz solar. Do ponto de vista terrestre, a Lua é, depois do Sol, o astro que apresenta o maior brilho aparente. Da superfície lunar, a Terra pode ser vista ainda mais brilhante, com um diâmetro aparente e um poder de reflexão cerca de quatro vezes maior que o da Lua. Assim, pode-se afirmar que um observador, à luz da “Terra cheia” – totalmente iluminada -, consegue ler uma revista, como a Galileu, por exemplo, sem qualquer problema de iluminação.

Marilena Ordonhes Mollaco

Astrônoma da Rede de Astronomia Observacional

 Galileu, Novembro de 1999.

Por que a água oxigenada, em contato com feridas, forma uma espécie de espuma ou bolhas?

A água oxigenada (H₂O₂) é um agente altamente tóxico e, por isso, é empregado em desinfecções, combatendo os micro-organismos. Nossas células produzem uma enzima (chamada catalase), que tem como propriedade quebrar a água oxigenada em água e oxigênio (a reação catalisada por essa enzima é: 2H₂O₂ à 2H₂O + O₂). Assim, ao colocarmos água oxigenada em uma ferida, a catalase do tecido ferido imediatamente quebra essa substância e o oxigênio produzido é liberado na forma gasosa, o que é observado como bolhas e espuma.

Carlos Frederico Martins Menck

Departamento de Microbiologia, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade de São Paulo

 Ciência Hoje, Abril de 2008

A Terra irá passar por outra Era Glacial? Quais seriam as principais consequências desse fenômeno?

Tudo indica que sim. Os pesquisadores especulam que a Era Glacial mais recente – que inclui os últimos 1,5 milhão de anos, quando os continentes do hemisfério norte foram parcialmente cobertos por geleiras – pode ainda não ter terminado. A população terrestre, então, estaria vivendo num intervalo interglacial iniciado há cerca de 10 mil anos. Nas eras conhecidas como interglaciais, as geleiras continentais diminuem drasticamente de tamanho e podem até desaparecer. O mecanismo que controla a ocorrência de Eras Glaciais ainda é controvertido. Para entendê-lo, uma das explicações mais aceitas é a chamadas Teoria Astronômica, segundo a qual a Terra atravessa vários ciclos de resfriamento climático, causados por alterações periódicas em seus movimentos e sua órbita. Assim, nos próximos 23 mil anos, o clima do planeta se resfriaria, o que levaria ao estabelecimento de novas condições glaciais.

No entanto, os efeitos do atual aquecimento da terra, provocado pelo aumento do dióxido de carbono (CO₂) na atmosfera, podem interpor um período “superinterglacial”, com temperaturas médias globais bem maiores àquelas registradas ao longo do último milhão de anos. Assim, o início do suposto resfriamento terrestre, que levaria à próxima Era Glacial, seria adiado por alguns milhares de anos. Segundo os estudos do pesquisador Robert P. Sharp, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, durante uma nova Era Glacial o atual nível do mar, devido ao crescimento das geleiras, poderia baixar até 100 m, e as áreas de superfície aumentariam 30%. Os maiores portos do mundo ficariam secos. Outros seriam construídos acompanhando o rebaixamento do nível do mar. À medida que o gelo avançasse, nenhum lugar na face da Terra seria poupado. Em regiões áridas e semiáridas, como áreas da África e do Nordeste do Brasil, por exemplo, haveria um novo regime de chuvas, e as secas deixariam de existir. Populações do hemisfério norte se deslocariam para regiões tropicais, mais habitáveis.

Mais ao norte do planeta, mesmo em locais não tomados pelo gelo, a vida humana se tornaria muito difícil. No solo congelado, por exemplo, seria difícil captar água. O impacto de uma nova glaciação não seria de todo negativo. Áreas hoje inabitáveis dariam ótimos lugares para se viver. Quando as geleiras retrocedessem, os ambientalistas teriam extensas regiões, “novinhas em folha”, para preservar.

Paulo Roberto dos Santos

Professor do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo

Revista Galileu, Novembro de 1999.

Como é e como funciona um scanner?

Scanner é um equipamento para transformar uma imagem em dígitos, “traduzindo-a” para a linguagem de computador. “Ele é formado por minúsculos sensores fotoelétricos, geralmente distribuídos de forma linear, que varrem (percorrem) todos os pontos da imagem”, diz o engenheiro eletrônico Roberto de Alencar Lotufo, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), em São Paulo. Cada linha da imagem é percorrida por um feixe de luz. Ao mesmo tempo, os sensores varrem esse espaço e armazenam a quantidade de luz refletida por cada um dos pontos da linha.

A princípio, essas informações são convertidas em cargas elétricas que depois, ainda no scanner, são transformadas em valores numéricos. O computador decodifica esses números, armazena e pode transformá-los novamente em imagem.

Existem scanners que funcionam apenas em preto e branco e outros que reproduzem cores. No primeiro caso, os sensores passam apenas uma vez por cada ponto da imagem. Os aparelhos de faz possuem um scanner desse tipo para captar o documento. Para capturar as cores, é preciso varrer a imagem três vezes: uma registra o verde, outra o vermelho e outra o azul.

Existem scanners que produzem imagens com maior ou menor definição. Isso é determinado pelo número de pontos por polegada que os sensores fotoelétricos podem ler. Os mais usados atualmente tem uma capacidade de 300 dpi (pontos por polegada), mas existem scanners usados pela indústria gráfica e cinematográfica que possuem uma resolução de ordem de dezenas de milhares de dpi.

 Super, Dezembro de 1995.

Como funcionam os sensores que registram excesso de velocidade?

Sob o asfalto é instalada uma bobina formada por um cabo em espiral que gera um campo elétrico. “Quando uma massa de metal, como o carro, passa sobre ela, provoca mudança no campo”, explica o engenheiro eletrônico Francisco Baltazar Neto, da Foto sensores, empresa do Ceará que produz o equipamento. As bobinas estão ligadas a uma placa eletrônica que calcula a velocidade e, se ela for superior à permitida, aciona uma máquina fotográfica. As imagens são enviadas aos departamentos de trânsito que emitem a multa. Há uma bobina que, em vez da velocidade, registra a imagem do veículo ao passar pelo sinal vermelho. Em alguns cruzamentos de cidades brasileiras foi instalado outro sensor: se o carro parar sobre a faixa de pedestre por 8 segundos, é fotografado.

Super, Novembro de 1996.

Quem corre na chuva se molha mais do que quem fica parado?

Em geral, sim. “Quando um indivíduo está parado, no caso de uma chuva sem vento, as gotas caem perpendicularmente sobre ele, em linha reta”, explica o físico Cláudio Furukawa, da Universidade de São Paulo. Portanto, ela molha apenas a cabeça e os ombros. Se a pessoa correr, seu deslocamento fará com que a chuva, apesar de continuar caindo verticalmente, incida sobre si de forma inclinada. Assim a área atingida pela água será muito maior: peito, pernas, braços e rosto. Fica-se ensopado mais rápido. “No entanto, se ficarmos parados na chuva por muito tempo, a ação da gravidade fará a água escorrer pelo corpo de cima para baixo e ficaremos totalmente molhados”, diz Furukawa. Nesse caso, vale mais a pena correr porque, como a chuva vai atingir apenas as partes da frente do corpo, as costas ficam mais enxutas.

 Super, Março de 1997.

Para o elemento medidor de pressão do tipo Tubo de Bourdon, a Lei de Hooke é válida?

https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/2175-7941.2014v31n2p463/27329

Como é feita a perícia de identificação de voz?

Primeiro, o perito verifica a autenticidade da gravação. Falsificações costumam ser denunciadas por cortes de edição, inserção de palavras ou diferenças de entonação. Depois vem a filtragem das frequências sonoras, em um software, para remover ruídos e isolar a voz que interessa. Isso facilita a transcrição da fala, que servirá de guia. “Aí começa a identificação propriamente dita, em duas etapas.

A primeira é a comparação auditiva, de ouvido mesmo. A segunda é a comparação visual, através de gráficos produzidos por aparelhos”, afirma o linguista Ricardo Molina, da Unicamp, responsável por reconhecer o cantor Belo em conversa com um traficante, e o ex-senador Antônio Carlos Magalhães em telefonemas sobre a quebra de sigilo do painel eletrônico de votação do Senado. A comparação auditiva observa o que os especialistas chamam de parâmetros da fala: de características culturais, como sotaque e vocabulário, às pessoais, como respiração e entonação, incluindo traços como rouquidão e língua presa.

Já a comparação visual utiliza o chamado espectrograma, espécie de raio X das ondas sonoras, antes produzido pelo espectrógrafo de som (desenvolvido na década de 40) e hoje substituído pelo computador. Essa segunda etapa serve mais para tirar dúvidas e confirmar as primeiras impressões. “Ao contrário do que se pensa, a identificação não é um processo mecanizado, mas uma análise linguística em que o mais importante é a competência e a experiência auditiva do perito”, diz Ricardo.

Super, Setembro de 2002

Como se faz sabão?

O sabão em pedra que deixa a louça brilhante e perfumada é feito com o sebo de boi. Sim, aqueles caminhões que recolhem retalhos feios e mal cheirosos nos açougues despejam sua carga em fábricas de produto de limpeza. A “mágica” transformação é operada pela soda cáustica, ou hidróxido de sódio. Na linguagem dos químicos, sabão é uma substância obtida da reação entre um ácido graxo (presente na gordura bovina) e um composto de metal alcalino (como o sódio e o potássio). Tal reação é conhecida por saponificação. Além do sebo, a gordura que reage com a soda costuma conter uma proporção de óleo vegetal – o mais comum é o de babaçu (espécie de palmeira comum no Nordeste). “O sebo bovino é o mais usado porque, além de ser barato, tem a consistência adequada. O óleo de babaçu dá cremosidade ao produto”, diz Israel Morales Vignado, químico da indústria de sabão Razzo. À mistura também são adicionados outros ingredientes, essa fórmula é a base de uma gama de produtos que vai do sabão em pedra mais barato ao sabonete mais fino. As primeiras evidências históricas da fabricação de sabão têm cerca de 4.500 anos. “Os sumérios aprenderam a fazê-lo com cinzas vegetais, ricas em carbonato de potássio, e óleos. Eles já usavam sabão para lavar suas lãs”, afirma João Francisco Neves, professor de produtos de higiene da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro. A técnica também foi dominada por fenícios, celtas e romanos. Na Europa medieval, as cidades de Marselha, Gênova e Veneza se destacaram como centros de manufatura de sabão – até hoje o sabonete merselhês, feito à base de óleo de oliva, é considerado um dos melhores do mundo. Mas o uso do sabonete como produto de higiene pessoal demoraria para se disseminar: já no século 17, a misteriosa novidade espumante ainda causava espanto entre a nobreza européia. E costumava acompanhar uma bula com instruções detalhadas, porque praticamente ninguém na época sabia o que fazer com ela.

Super, Outubro de 2003.