Por que, ao colocarmos um canudo em um copo d'água, o nível do líquido dentro dele fica maior do que o do nível do copo?

Dentro da água, como dos demais líquidos, há duas forças em ação. Uma faz com que as moléculas se atraiam umas às outras (força coesiva) e a outra provoca a atração entre as moléculas do líquido e as do recipiente onde ele estiver (força de adesão). A força de adesão puxa algumas moléculas para a parede do canudo e elas ficam pregadas. Como uma atrai a outra, mais moléculas vão subindo, até formar uma pequena coluna de líquido no interior do canudo.
"Isso acontece também entre a água e o copo", diz o físico Cláudio Furukawa, da Universidade de São Paulo. Só que, como o número de moléculas é muito maior porque há mais líquido, a aglomeração na parede do copo começa a ficar grande demais. Com o peso, a força de gravidade puxa parte das partículas para baixo. No canudo, que tem um diâmetro reduzido, a quantidade de água é menor, e consequentemente o número de moléculas também. Assim, elas conseguem se fixar em um patamar mais alto.

Super, janeiro de 1997.

Como funciona o violão?

Violão é som para  reunir. Quando suas cordas ecoam, as pessoas se sentam em volta, seja para cantar ou apenas para ouvir. O violão é um dos instrumentos mais populares do mundo, e muito presente na música brasileira. É também um instrumento de cordas dedilhadas, isso significa que para tocar violão é preciso utilizar a ponta dos dedos para tirar o som. Ao músico que se especializa nesse instrumento damos o nome de violonista.
Quando o violonista dedilha as cordas esticadas do violão, elas vibram e produzem um determinado som. Dentro do tampo do violão (aquela parte de cima, onde existe um buraco), há umas barrinhas de madeira coladas, conhecidas como leque harmônico, que servem para distribuir o som por todo o instrumento. Esta vibração é transferida para o corpo do violão  que irá "amplificar" (espalhar e aumentar) o som das cordas e projetá-la por todo o ambiente até chegar aos nossos ouvidos.
O violão é feito praticamente todo em madeira, com exceção das cordas e de alguns acessórios feitos de metal, como as tarraxas que servem para puxar as cordas e afinar o instrumento.
O número de cordas pode variar. O tipo de violão mais conhecido possui seis cordas e elas podem ser de aço ou de nylon, que produzem sons diferentes. Os melhores instrumentos (e os mais valiosos também) são feitos artesanalmente por um profissional chamado de luthier. Todo o processo é demorado e exige do artesão muita habilidade manual e muito cuidado aos detalhes.
As melhores madeiras para a construção do violão são o cedro canadense e o abeto europeu para o tampo do instrumento, e o jacarandá para o fundo. Essas madeiras, além de propiciar ótima qualidade sonora, deixam o instrumento bem bonito!

Juarez Bergmann e Leandro Mombach, professores do Curso de Tecnologia em Luteria, Universidade Federal do Paraná.

CHC, agosto de 2015.

Por que mergulhadores não podem andar de avião logo após os mergulhos?

Quando um mergulhador submerge, a pressão dos gases fornecidos pelo cilindro aumenta - para compensar a pressão externa, exercida pela água sobre o tórax e que poderia esmagá-lo. Quanto mais profundo o mergulho, claro, maior a pressão. E, com esse aumento da pressão dentro do pulmão, mais moléculas de gases penetram no sangue, e, consequentemente, em outros locais do organismo.
Quando o mergulhador vai retornando a à superfície, ele deve seguir regras específicas e fazer algumas paradas. Isso é necessário para permitir que os gases até então dissolvidos no organismo retornem ao sangue e, em seguida, para os pulmões, agora com pressão mais baixa, onde são eliminados. Caso o mergulhador não obedeça a esse procedimento, o gás dissolvido criará bolhas - e problemas! Esse fenômeno é visto rotineiramente, quando se abre um refrigerante: O gás dissolvido no líquido, sem a pressão que o diluía, cria as bolhas que observamos.
Em aviões a jato, a altitude de cruzeiro - cerca de 10 mil metros - a pressão é inferior a pressão que experimentamos ao nível do mar (1 atmosfera). A pressurização simula dentro do avião, uma pressão próxima àquela encontrada a 3 mil metros de altitude. Estamos, portanto, diante de um processo inverso ao do mergulho. Assim, se o mergulhador não eliminou todos os gases introduzidos em seu organismo pela alta pressão intrapulmonar do mergulho e sobe a grandes altitudes, pode ocorrer em seu organismo o que se vê na abertura de um refrigerante.
Uma das consequências desse cenário é o que mergulhadores chamam de doença descompressiva. Quando a eliminação do nitrogênio acumulado no sangue e nos tecidos é muito abrupta, esse gás formará bolhas no organismo e elas poderão causar vários problemas - comprimir nervos, obstruir artérias e vasos linfáticos, provocar dores, desencadear reações químicas que podem ser danosas ao sangue... A doença descompressiva é bastante rara entre os mergulhadores. Recomenda-se que, após o término dos mergulhos, espere-se pelo menos 24 horas antes de embarcar em um voo.

Walter Araujo Zin (Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho, UFRJ).

Revista Ciência Hoje, Março de 2015.

Por que as fibras ópticas revolucionaram as comunicações?

http://chc.cienciahoje.uol.com.br/multimidia/revistas/reduzidas/271/?revista=271#4

Por que ao embrulhar um alimento com papel alumínio seu cozimento levará menos tempo, e seu arrefecimento demorará mais, se o lado brilhante do papel estiver virado para dentro?

https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/2175-7941.2015v32n2p563/29954

Se há tantas estrelas, por que o céu é escuro à noite?

Essa é uma questão que já intrigou a ciência. Ela foi abordada pelo astrônomo alemão H. W. Olbers, no século 19, e ficou conhecida como paradoxo de Olbers. O paradoxo acontece ao presumir que o universo é infinito, eterno e estático, com infinitas estrelas distribuídas de forma uniforme, homogênea e isotrópica (igual em todas as direções). Então, em qualquer direção para a qual olharmos haveria pelo menos um estrela, mesmo que muito  distante ou de luz muito fraca, emitindo um fluxo luminoso de fótons por unidade de área que independe da distância. Ao somar a contribuição de todas as áreas do céu, concluímos que o céu deveria ter um brilho uniforme, comparável ao Sol. Logo, a noite não poderia ser escura.
Ainda que as estrelas se aglomerem para formar galáxias, se considerarmos que existem infinitas galáxias, distribuídas de forma homogênea e isotrópica, o paradoxo continua. Isso ocorre mesmo considerando que as galáxias também se agrupam para formar aglomerados e superaglomerados: basta que o universo seja homogêneo e isotrópico em grande escala e que a matéria luminosa esteja distribuída de maneira uniforme.
O paradoxo só foi resolvido com a teoria do Big Bang. Neste caso, o universo não é nem eterno nem estático. Como tem uma idade finita, existem regiões que estão além do nosso horizonte de eventos, ou seja, tão afastados que a luz não teve tempo ( desde a origem do universo) de chegar até nós, pois sua velocidade é finita. Assim, mesmo que existam infinitas estrelas ou galáxias distribuídas de modo uniforme, não conseguimos enxergar todas ao mesmo tempo -  e por isso a noite é escura.
Essa teoria também diz que o universo está se expandindo. Logo, pela lei de Hubble, objetos mais distantes se afastam de nós mais rapidamente e esse movimento faz com que a luz deles chegue até nós 'deslocada' para os comprimentos de onda mais longos. Como estes comprimentos de onda estão fora do intervalo visível, a luz desses objetos se torna 'invisível' aos nossos olhos. Assim, mesmo que em nosso horizonte de eventos haja suficiente matéria luminosa para tornar o céu brilhante à noite, este brilho estaria espalhado por diversos comprimentos de onda, dos quais só enxergamos só um pequeno intervalo.
A rigor, o céu tem um brilho uniforme causado pela radiação cósmica de fundo, que é detectada apenas em comprimentos de micro-ondas. Essa radiação cósmica de fundo é o evento mais distante que conseguimos detectar, é um resquício da época do Big Bang, quando o universo estava totalmente permeado de fótons e era intrinsecamente brilhante. Portanto, se os nossos olhos fossem capazes de enxergar todos os comprimentos de onda possíveis, a noite certamente não seria escura.

Fernando Roig (Coordenação de Astronomia e Astrofísica, Observatório Nacional).

Revista Ciência Hoje, Novembro de 2014.

Como explicar os terremotos em Minas Gerias se o Brasil está no meio de uma placa tectônica?

Imagine a Terra como um ovo: ela tem uma casca (a crosta terrestre), uma faixa macia (o manto) e um núcleo sólido. Essa casca é composta por placas rígidas, as placas tectônicas, que se empurram umas contra as outras devido ao movimento de convecção do 'líquido interior' da Terra, o magma.
Há 14 placas tectônicas principais na crosta terrestre, formadas há milhões de anos e que continuam em movimento de colisão ou de afastamento entre si. As colisões provocam uma compressão contínua nas placas que pode gerar a quebra ou a movimentação brusca de seus limites de placas, mas nem todos.
A compressão pode se estender por toda a placa tectônica e encontrar regiões de fraqueza (falhas ou fraturas) que podem ser reativadas e gerar tremores de terra. Esse é, provavelmente, o caso de Montes Claros, em Minas Gerais. A placa sul-americana, onde está localizado o Brasil, apresenta muitas fraturas.
Estudos feitos pelo Observatório Sismológico da Universidade de Brasília (UnB) e pela Universidade de São Paulo (USP) têm mostrado que a região de Montes Claros (MG), onde recentemente ocorreram tremores, contém uma importante falha geológica. Análises preliminares indicam se tratar de uma 'falha de empurrão',  causada por tensões geológicas naturais do tipo compressão de direção leste-oeste. Os tremores na região têm origem em profundidades entre 1 Km e 2 Km aproximadamente e se originam em camadas de rochas cristalinas da parte superior da crosta, abaixo da camada de calcário.

George Sand França
Observatório Sismológico, UnB.

Ciência Hoje, Julho de 2014.

Como usar um barômetro?

O barômetro é um instrumento que mede a pressão atmosférica. Os barômetros em geral exibem pequenas variações na posição do ponteio, pelo fato de a pressão atmosférica variar alguns décimos de mmHg (milímetros de mercúrio) de hora em hora. As variações de pressão registram dois máximos (às 10 e 22 horas) e dois mínimos (às 4 e 16 horas) num dia 24 horas, causadas por ondas atmosféricas de grande comprimento, semelhantes às marés oceânicas, e que se deslocam ao redor do globo terrestre. No entanto, uma queda mais acentuada por três horas pode significar uma mudança de tempo, podendo apontar a aproximação de uma frente fria ou tempestade. Ao contrário, uma subida mais acentuada pode significar um tempo mais seco e ensolarado. Para regular o barômetro, entre em contato com a Estação Meteorológico mais próxima.
Fonte: Mário Festa, Meteorologista do Instituto Astronômico e Geofísico da Universidade de São Paulo.

Globo Ciência, Abril de 1996.

Como é feita a neve artificial?

Preliminarmente, é necessário estabelecer a distinção entre neve artificial e falsa neve. Com muita frequência, uma expressão é usada para se referir à outra.
A neve artificial, que vem sendo exaustivamente usada nas pistas de esqui, é produzida por máquinas conhecidas como canhão de neve. Por meio de bombas de alta pressão, gotículas de água são lançadas à atmosfera. Se temperatura ambiente está por volta de -7 graus Celsius, essas gotículas transformam-se em neve. O processo é exatamente o mesmo que ocorre na natureza. Mas existem artifícios químicos para se aumentar a temperatura necessária para essa transformação: alguns produtos, conhecidos como nucleadores de gelo, se misturados às gotículas de água permitem obter neve a temperaturas entre 0 e -3 graus Celsius. Essa é uma atividade em larga expansão nas estações de esqui em todo o mundo - sobretudo nesses tempos de aquecimento global, com a neve natural surgindo tardiamente e derretendo antes do tempo.
Já a falsa neve, muito usada em cenas cinematográficas e ambientes internos, como nas festas de fim de ano, é obtida a partir de uma mistura de água com polímeros superabsorvedores. O mais famoso desses polímeros é o poliacrilato de sódio. Ele pode absorver uma quantidade de água de até 300 vezes sua massa. A consequência disso é que o material, inicialmente em forma de pó, se expande e apresenta uma consistência muito similar à da neve. Seja artificial, falsa ou verdadeira, a formação da neve sempre se dá por processos químicos e termodinâmicos.

Carlos Alberto dos Santos (Instituto Mercosul de Estudos Avançados, Universidade Federal da Integração Latino-Americana - UNILA).

Revista Ciência Hoje, Agosto de 2014.

Os cometas nunca param de vagar pelo espaço?

Os  cometas são imensos blocos de gelo e poeira que se aglutinaram na época em que se formou o sistema solar. Eles se movem ao redor do Sol, exatamente como a Terra. A diferença é que nosso planeta, assim como todos os demais, permanece a uma distância aproximadamente constante do Sol, enquanto os cometas têm órbitas extensas, cujas partes mais distantes podem estar nos confins do sistema solar e que podem levar centenas ou até milhares de anos para serem percorridas.
Seu movimento, como o movimento da Terra, não para nunca. Enquanto o cometa existir, ele ficará nesse vaivém entre o espaço remoto e a proximidade do Sol - mas ele pode ser destruído nesse processo. O gelo, que age como uma espécie de cimento responsável por manter o cometa unido, começa a se transformar em vapor quando se aproxima do Sol e forma, junto com a poeira, a cauda do cometa, um belo espetáculo. Se a deterioração for muito grande, o cometa começa a diminuir de tamanho e acaba por se fragmentar e desintegrar - como ocorreu, por exemplo, com o Ison, que passou nas cercanias da Terra no início do ano.
Outra forma de interromper o movimento de um cometa é, obviamente, um choque contra algum outro corpo celeste. Esses processos catastróficos sempre existiram. No início do sistema solar, quando havia muita desordem por aqui, a grande força gravitacional dos novos planetas em formação - em especial do gigantesco Júpiter -  fez com que muitos desses blocos fossem expelidos de forma violenta para os confins do sistema, caíssem no Sol ou colidissem com os próprios planetas. Existe, inclusive, a hipótese de que uma parte importante da água da Terra tenha vindo de cometas.
Há poucos anos foi observada a queda de um cometa em Júpiter, o SL9, e ainda em 2014 teremos a passagem ' de raspão' do cometa C/2013 A1 por Marte. Há de se destacar que cometas provavelmente não existem apenas em nosso sistema solar: há observações atribuídas, por exemplo, à possível queda maciça de cometas no 'sol' de outros sistemas, como no formado pela estrela Beta Pictoris.

Sylvio Ferraz Mello (Instituto de Astronomia Geofísica e Ciências Atmosféricas, USP).

Revista Ciência Hoje, Julho de 2014.

Qual a finalidade "caixa-preta" carregada em aviões e nos carros de Fórmula 1?

O nome correto da caixa-preta dos aviões é flight record (gravação de voo) e normalmente ela tem a cor laranja ou amarela, para facilitar sua localização após acidentes. Na verdade, os aviões levam duas caixas-pretas. A primeira registra os últimos 30 minutos de comunicação do avião com a torre de comando ou com outro avião. A segunda registra as informações dos equipamentos, isto é, altitude, velocidade, posição do leme, potência do motor etc, A função das caixas-pretas é, em caso de acidente, ajudar a identificar as suas casas. Os carros de Fórmula 1 não carregam caixa-preta. O que os especialistas em carros de corrida chamam por esse nome é, na verdade, apenas uma caixa onde estão reunidos todos os comandos eletrônicos do carro.

Artur Moura, assessor de imprensa da Boeing, e Jorge Meditsch, jornalista, diretor executivo da revista Okm.

Quantos minutos a Lua nasce mais tarde a cada dia? Por que isso acontece?

o atraso diário no horário de nascimento da Lua não é uma constante e pode variar de 35 minutos a uma hora. Esse atraso decorre do fato de a Lua estar gravitando ao redor da Terra, completando uma volta em 27 dias, 7 horas e 43 minutos (o mês sideral). Portanto, em média, a Lua se desloca aproximadamente 13 graus por dia, no mesmo sentido da rotação da Terra (Chega-se ao resultado de 13 graus dividindo-se 360 graus por 27). Isso quer dizer que, a cada dia, a Terra precisa girar 13 graus amais para que ocorra de novo o nascer da Lua. Como a Terra dá uma volta em torno de si em 24 horas (na verdade em 23 horas, 56 minutos e 4 segundos), para girar 13 graus são necessários 52 minutos, que a média do atraso diário no horário de nascimento da Lua. Mas por ser elíptica a órbita da Lua ao longo da órbita, a velocidade da Lua  ao longo da órbita é variável. Então, o seu deslocamento também varia, em torno da média de 13 graus, e consequentemente o atraso também varia entre entre 35 minutos e 1 hora.

Masayoshi Tsuchida, astrônomo do Instituto Astronômico e Geofísico da Universidade de São Paulo.

Globo Ciência/Abril de 1996.

Se dispõe de um sonar para enxergar, para que o morcego possui olhos?

O sonar não serve exatamente para enxergar. É um sinal vibratório emitido quando o bicho se movimenta ou quer se comunicar. Sai de órgãos localizados no tórax, nas narinas ou na boca, dependendo da espécie. Quando bate numa superfície, o sinal volta e é captado pelo ouvido, avisando da existência do obstáculo. Mas a visão também é importante. Principalmente à noite, porque nem todos os morcegos contam com o sonar bem desenvolvido. Esses mamíferos voadores estão divididos em dois grandes grupos: microchiroptera e megachiroptera. Os do primeiro têm cerca de 20 centímetros de envergadura (da ponta de uma asa à outra) e aparecem no mundo todo, exceto nos pólos. " Eles usam sonar o principalmente durante a caça para localizar um presa em pleno voo", conta o biólogo Valdir Antônio Taddei, da Universidade Estadual Paulista, em São José dos Campos, São Paulo. Nas tarefas mais simples, como encontrar uma árvore ou caverna para o cochilo, não dispensam os olhos, tão potentes como os de um rato.
O outro grupo é formado por bichos maiores, que chegam a ter 1 metro de envergadura e habitam principalmente a Ásia e a África. Para esses, o olho é tudo. Se dependessem só do sonar na hora de se movimentar, não escapariam de umas boas trombadas. Talvez por isso mesmo, apesar de ter hábitos noturnos, cacem durante o crepúsculo, quando ainda contam com um pouco de luz.

Super, novembro de 1999.

Dá para criar atmosfera artificial na Lua?

Não, a menos que fosse instalada uma gigantesca cúpula em volta dela. A gravidade lunar, seis vezes menor que a da Terra, não consegue prender os gases. " Todos os planetas ou satélites tendem a perder sua atmosfera aos poucos", explica o astrônomo Augusto Damineli, do Instituto Astronômico e Geofísico da USP. O hidrogênio não se segura nem por aqui. Como é muito leve, acaba vazando para o espaço. A Terra está livre do perigo de ficar sem ar porque as plantas repõem os gases fujões.
Mas a gravidade não é o único problema. Nossa atmosfera se formou durante bilhões de anos, num processo que começou com erupções vulcânicas que trouxeram gases do interior do planeta. " Situação parecida só aconteceria na Lua com uma reação química em enorme escala, que fosse capaz de derreter as rochas subterrâneas", imagina Damineli. Várias usinas nucleares enterradas no satélite até poderiam gerar a energia necessária para tal tarefa. Só que ninguém pensa em fazer isso. Ao menos por enquanto.

Super, 11/1999.

Por que pacientes que fazem radioterapia sentem tanto cansaço e desgaste físico após sessões, se a irradiação é restrita a um pequeno 'ponto" do corpo?

Primeiramente, é preciso esclarecer que a radioterapia não é aplicada de modo restrito a apenas um pequeno 'ponto' do corpo, mas sim a um volume predefinido, em uma região do organismo. Entretanto, para que o feixe de radiação ionizante atinja o volume a ser irradiado (leia-se "o tumor maligno'), ele terá de passar, em seu caminho, por tecidos e órgãos sadios -  e essa interação pode acabar produzindo alguns efeitos indesejáveis.
Tecidos sadios normalmente se recuperam rapidamente dos efeitos da radiação ionizante. Mas, dependendo da região irradiada, algumas sequelas podem se manifestar. Alguns exemplos são queimaduras na pele no local da irradiação, desconforto digestivo, desconforto ao engolir alimentos, ardência ao urinar...
Assim como um tumor maligno, quando se manifesta, provoca diferentes sintomas no corpo humano,a radiação ionizante, quando o atinge, também provoca efeitos secundários que podem ocasionar desconforto. Dependendo da intensidade desse desconforto, a pessoa pode ter a sensação de esgotamento físico -  embora nem todos os pacientes sintam o mesmo tipo de desconforto com o tratamento.

Alfredo Viamonte Marin (Serviços de Qualidade em Radiações Ionizantes, Instituto Nacional de Cãncer).

A mistura de todas as cores sempre dá branco?

Só se juntar luzes coloridas. " juntando um monte de tintas diferentes num balde, o resultado ficará muito mais próximo do preto - ou do cinza-escuro". explica o físico Cláudio Furukawa, da universidade de São Paulo. As cores não passam de ondas eletromagnéticas que os nossos olhos conseguem enxergar. E as ondas podem ter frequências diferentes, o que gera as várias tonalidades. O branco é a mistura de todas as frequências. Para comprovar, basta focalizar fachos de luz coloridos sobre um mesmo ponto, numa folha branca. Mas uma tinta não é o mesmo que um facho de luz. Os pigmentos - tanto faz se estão numa maçã ou na carga de uma caneta -  podem absorver ou refletir a luz. Uma tinta preta absorve todas as cores, causando o negrume. Já uma branca reflete todas. Se você passar uma caneta vermelha no papel, o risco absorverá todas as cores menos o vermelho, que volta para os seus olhos. A cor que vemos é o sobrou da luz absorvida.

Super, novembro de 1999.

Em acústica, o que é o ruído branco?

Ruído branco é um som que resulta da mistura de todas as frequências do espectro sonoro - e a potência do som deve ser distribuída uniformemente em todas as frequências. Esse nome - ruído branco - advém de uma analogia com aluz: a luz branca contém todas as frequências do espectro visível. Analogamente, o ruído branco é um sinal sonoro que contém todas as frequências do espectro audível.
Um exemplo de ruído branco é o ruído térmico. Ele é produzido em certos casos quando uma corrente elétrica percorre alguns tipos de resistores e outros dispositivos. Outro exemplo é o som (uma espécie de chiado) que ouvimos em um rádio quando as estações não estão sintonizadas.
Uma das aplicações do ruído branco é a síntese de sinais de fala - para simular digitalmente, por exemplo, a voz humana. O aparelho fonador humano é um complexo gerador de sons que pode ser modelado artificialmente. Podemos, usando um gerador de pulsos com frequência e amplitudes controláveis, gerar sons de vogais, por exemplo. E podemos, com um gerador de ruído branco, gerar fonemas como o 'f' e o 's'.
Outra importante aplicação do ruído branco é seu uso na produção do chamado ruído rosa. Este, se convenientemente equalizado, pode ser usado para gerar sons de chuva, cachoeira, vento, rios caudalosos e numerosos outros sons naturais.

Sidnei Noceti Filho (Depto de Engenharia Elétrica, UFSC).

Revista Ciência Hoje, Junho de 2014.

Pode-se prever uma erupção vulcânica?

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

 Ciência Hoje, Setembro de 2004.

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 frequências 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 frequências muito agudas chegam a essa parte da membrana, as células podem ser danificadas, pois quanto mais alta a frequência, 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 frequências – 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 frequências 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.

Revista Ciência hoje, Junho de 2011.

Por que, quando cai espuma de xampu no chão molhado, a água ao redor dela se afasta e não se mistura?

Resultado do coquetel de água com detergente, a espuma torna-se uma nova substância e, quando escorre para o chão, se estranha com a água pura. Guardadas as proporções, se pode dizer que é como jogar uma pedra num meio líquido. Ambos vão se repelir. Só que no caso da água e da espuma há como fazer a fusão. Basta que se agitem as duas juntas. “No boxe, elas ficam separadas porque a película do líquido é muito fina e só uma parte das bolhas entra em contato com ela”, diz o químico Atílio Vanin, da Universidade de São Paulo. Mas basta esfregar o pé no chão para que tudo vire uma coisa só.

Super, Dezembro de 1999.

Por que quando se toma uma grande quantidade de bebida alcoólica fica difícil se equilibrar? Em estado normal, como o corpo se equilibra?

Ainda não é possível explicar exatamente como o álcool provoca falta de equilíbrio. O que se sabe é que ele penetra nas células do cerebelo – responsável pela coordenação dos movimentos – e nos núcleos vestibulares que, junto com outras estruturas, mantém o equilíbrio. “Não se sabe ao certo como ele age, mas acaba atrapalhando seu funcionamento” diz o psiquiatra Sérgio Nicastri, do Hospital das Clínicas, em São Paulo. Os impulsos elétricos que essas estruturas enviam para o centro motor, no cérebro, ficam confusos.

É o cérebro quem comanda – a partir das informações enviadas pelo cerebelo – os músculos. De acordo com as ordens cerebrais eles realizam movimentos coordenados.

Para que o corpo se equilibre, a primeira estrutura a trabalhar são os “canais semicirculares”, localizados na parte interna do ouvido. Eles são cheios de líquido que balança quando se gira a cabeça, movimentando os cílios que revestem internamente os canais. Os cílios enviam impulsos nervosos para os núcleos vestibulares que se comunicam com o cérebro, permitindo que o corpo se localize dentro do espaço.

 Super, Março de 1995.

Por que normalmente a febre aumenta no final da tarde e ao anoitecer?

De fato, essa alteração acontece. Mas, até hoje, não se sabe bem por quê. Mesmo em condições normais, a temperatura do corpo humano varia um pouco no decorrer do dia. Geralmente, ela abaixa até cerca de 35,5 graus centígrados durante a madrugada e aumenta para um pouco mais de 37 graus no final da tarde. Quando alguém está com febre de 38 graus pela manhã, tem boas chances de ultrapassar os 39 graus no final da tarde. O fenômeno acontece em função da grande atividade diurna da maioria dos mamíferos. Nos de hábitos noturnos, como o morcego, o que se verifica é exatamente o oposto: no início da noite a temperatura do corpo cai.

Sabe-se apenas que esse é um dos chamados ciclos circadianos, “aqueles que se repetem no organismo a cada 24 horas”, ensina o médico José Cipolla, especialista em Cronobiologia, a ciência que estuda os ciclos da natureza. “Uma das hipóteses é que a mudança de temperatura foi, em tempos muito remotos, uma forma que o organismo do homem primitivo encontrou para se defender do frio em certos períodos do dia. A característica teria permanecido conosco até hoje.”

 Super, Julho de 1995

É verdade que Vênus pode ser visto até durante o dia? Como pode ser feita essa observação?

Assim como ocorre com Mercúrio, o planeta Vênus, popularmente conhecido como “estrela-d’alva” ou “estrela da tarde”, tem uma órbita interna à da Terra, em seu movimento em torno do Sol. Dessa forma, ele está sempre nas proximidades do Sol, quando observado da Terra. A máxima distância angular entre Vênus e o Sol é de 47 graus. Essa situação é conhecida como “elongação”, em que o planeta é visível por várias horas depois do pôr-do-sol (elongação vespertina) ou antes do nascer do Sol (elongação matutina). Ao longo de sua trajetória ao redor do Sol, Vênus apresenta fases semelhantes às familiares fases da Lua, facilmente perceptíveis mesmo com pequenos telescópios ou lunetas.

O planeta atinge seu brilho máximo 35 dias após as elongações vespertinas, ou 35 dias antes das elongações matutinas. O intenso brilho do planeta, nessas épocas próximas às elongações, realmente permite visualizá-lo durante o dia claro, até mesmo a olho nu. No entanto, essa observação geralmente só é acessível aos observadores experientes: para localizá-lo com segurança, é necessário conhecer as coordenadas celestes do planeta com precisão. Deve-se sempre estar postado à sombra de um muro ou parede, por exemplo, de tal forma que o brilho do Sol não interfira. Em hipótese alguma pode-se olhar o Sol diretamente – nem a olho nu e muito menos ao telescópio, o que pode trazer danos irreparáveis ao globo ocular. Mas a melhor forma de admirar planetas e estrelas é estar acompanhado de um grupo de pessoas já iniciadas nesse tipo de observação. Em Belo Horizonte, por exemplo, há o Centro de Estudos Astronômicos de Minas Gerais (Ceamig), que pode ser acessado pelo site www.gold.com.br/~ceamig. Ou, para todo o Brasil, a Rede de Astronomia Observacional (REA), no site www.geocities.com/CapeCanaveral/9355.

Tasso Napoleão

Astrônomo da Rede de Astronomia Observacional (REA)

 Galileu, Abril de 2000.

O que são vórtices ciclônicos?

Vórtice ciclônico é um sistema atmosférico de baixa pressão, com ventos associados que giram no sentido horário no hemisfério Sul e anti-horário no hemisfério Norte. Há vários tipos de ciclone, entre eles o extratropical (associado a uma frente fria, atua com frequência na região Sul do Brasil), o tropical (que se forma no Atlântico norte e no Pacífico, também conhecido como furacão e tufão) e o vórtice ciclônico em altos níveis (VCAN). Este último – diferente dos dois anteriores, que se formam perto da superfície terrestre, estendendo-se para níveis mais altos quando se intensificam – forma-se próximo à tropopausa (interface entre a troposfera e a estratosfera) e propaga-se para níveis mais baixos à medida que se intensifica. No Brasil os VCANs atuam na região Nordeste, principalmente de setembro a abril, e na região Sul durante o ano inteiro. Cabe destacar ainda as baixas polares, que são vórtices ciclônicos formados em latitudes mais altas, com extensão horizontal menor que a dos tipos citados anteriormente. Quando são muito intensos, podem adquirir características de ciclone tropical.

A quantidade de ciclones e as regiões onde são mais frequentes variam de acordo com a época do ano. Os ciclones extratropicais tendem a se formar na costa leste dos continentes; nos oceanos, formam-se em regiões com forte gradiente de temperatura na superfície ou onde há ventos muito fortes (conhecidos como corrente de jato). Sua frequência é máxima no inverno e na primavera, na região da Nova Zelândia e do Pacífico sul (latitude de 40°S). Quanto aos VCANs, o sistema – observado ao longo do ano inteiro, principalmente no verão e outono – é mais frequente no extremo leste do Pacífico, próximo à costa oeste da América do Sul. Alguns VCANs se dissipam na região dos Andes; os que conseguem cruzá-lo podem contribuir para a formação de ciclones extratropicais intensos na costa da região Sul do Brasil.

Manoel Alonso Gan
Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
 
Ciência Hoje, Junho de 2011

Quais são as aplicações da sequência de Fibonacci?

1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144... A sequência de Fibonacci é uma sucessão de números em que cada algarismo, a partir do terceiro, é obtido pela soma dos seus dois anteriores. O matemático italiano Leonardo Pisano, também conhecido como Fibonacci, descobriu esse padrão, no século 13, quando o obteve como a resposta a um problema de demografia baseado no crescimento de uma população de coelhos. O problema classificava coelhas em duas faixas etárias, jovens e férteis, e supunha que as jovens levavam um mês para se tornar férteis. Supunha também que, a cada mês, cada coelha fértil tivesse um casal de filhotes. A pergunta era inevitável: um casal jovem dá origem a quantos casais depois de certo número de meses? Os números da famosa sequência descrevem justamente o número de casais a cada mês: no primeiro mês um, no segundo um, no terceiro dois, e assim por diante.

No entanto, os números de Fibonacci não se limitam aos coelhos. As aplicações dessa descoberta são muitas e nas mais diferentes áreas. Em matemática de populações, por exemplo, as chamadas matrizes de Leslie são descendentes diretas do modelo de Fibonacci. Com elas, podemos dividir a população em mais faixas etárias e incluir taxas de fertilidade e mortalidade para cada faixa.
A famosa sequência também tem aplicações no mercado financeiro e em algoritmos usados em computação. Mas, talvez, o mais intrigante seja a presença dos números de Fibonacci na natureza, onde podem ser percebidos em estruturas biológicas. Esses números aparecem no padrão de crescimento dos galhos de certas plantas e no arranjo das sementes de algumas flores, como o girassol. Existem várias hipóteses que tentam explicar por que seres vivos gostam tanto dessa sequência, mas isso ainda não é bem entendido.

 
Carlos Tomei
Departamento de Matemática, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-RIO)

 

Ciência Hoje, Maio de 2011.

Como os animais das regiões abissais conseguem sobreviver em profundidades tão grandes?

Quem acha que vive sob pressão precisa conhecer o Anoplogaster cornuta. Ele mora no oceano a uma profundidade de 5 000 metros. A pressão que a água faz sobre seu corpo é 500 vezes maior do que aquela que o ar faz sobre nós aqui na superfície. Mas não rola nenhum estresse. Os animais que nadam abaixo dos 300 metros de profundidade têm adaptações no corpo que os tornam imunes às condições adversas desses lugares.

Alguns dos ajustes são invisíveis. O aperto produzido pela água, que seria capaz de esmagar as proteínas e comprometer suas funções em seres que habitam a crosta, não causam mal nenhum. “Isso porque, para protegê-las, boa parte desses animais conta, nas células, com uma substância chamada óxido de trimetilamina”, diz o biólogo Paulo de Tarso, do Aquário de Santos, em São Paulo. O óxido funciona como uma parede que absorve o aperto. A escuridão, que também poderia atrapalhar suas caçadas e paqueras, é driblada com a fosforescência (veja no infográfico). “Se pudessem se comunicar conosco, esses bichos também se perguntariam como podemos ficar fora da água e com uma pressão tão baixa”, brinca o biólogo marinho Edward Seidel, do Aquário da Baía de Monterey, nos Estados Unidos.

Super, Junho de 1999.