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.