Recetemente um caça militar decolou às pressas de Paris provocando tremendo estrondo por ter quebrado a barreira do som. Que barreira é essa?

 Quando as cordas de um instrumento ou membrana de um tambor oscilam, o ar ao seu redor se comprime e se expande, criando uma onda de pressão, e essa oscilação se propaga. Isso é som. Onde a pressão é maior chamamos de picos, e onde a pressão é menor chamamos de vales. A separação entre dois picos consecutivos se chama "comprimento de onda". Quando a fonte está em movimento, a distância entre os picos diminui ou aumenta, dependendo se a fonte está se aproximando ou se afastando do receptor - o explica o "efeito Doppler". Para ilustrar, lembraremos que o som de uma sirene que se aproxima é mais agudo e, ao se afastar, é mais grave.

Podemos imaginar que os picos de pressão de uma fonte sonora geram um sequência de esferas concêntricas, que se propagam ao redor da fonte. Quando a fonte se movimenta, essas esferas dão origem a um cone, algo que você já deve ter visto, em uma versão bidimensional, na água, durante o movimento de um barco.

Quando o caça militar se movimenta, ele comprime o ar ao seu redor, dando origem a um cone, tal como a água, Quanto mais rápido a aeronave estiver, mais os picos se acumulam. Ao atingir a velocidade do som, há um acúmulo enorme de ondas exatamente à sua frente, essa barreira do som, que pode, inclusive, danificar o avião. Ao passar da velocidade do som, o acúmulo de ondas fica "atrás" do avião, em uma esteira. O estrondo que se ouve é esse acúmulo de ondas.

Isso também explica por que não se ouve nada antes do estrondo quando a aeronave está a uma velocidade maior que a do som. Primeiro chega o estrondo; depois, as ondas mais separadas; até o som ficar tão fraco que nada mais se ouve (Marco Mariconi, Instituto de Física - Universidade Federal Fluminense).

Ciência Hoje, outubro de 2020.

Por que as pessoas balançam os braços enquanto estão andando? O que acontece com quem imobiliza o braço?

 Balançar os braços é uma forma de conseguir equilíbrio para o corpo durante o movimento. Quando alguém caminha, realiza uma pequena rotação com o quadril. "Se a perna direita estiver na frente, o giro do quadril será para a direita, invertendo-se quando se move a perna esquerda", ensina o professor de Educação Física Alberto Carlos Amadio, da Universidade de São Paulo. Se esse movimento acontecesse isoladamente, poderia provocar um desequilíbrio do corpo e dificuldade para caminhar. Por isso, região dos ombros realiza um giro contrário ao do quadril, para compensar. Consequentemente, o braço também se move para equilibrar o movimento da perna oposta.

No caso das pessoas que não têm braço, ou quando ele está imobilizado, o ombro continua fazendo a rotação. Muitas vezes, o movimento é até maior para compensar a imobilidade ou ausência do braço. Além disso, o balanço dá graça, estilo e distinção ao andar. Da mesma forma que o rebolado.

SUPER, agosto de 1995.

Como funciona a armadilha fotográfica?

 Bichos selvagens são ariscos, quase sempre fogem quando humanos se aproximam. É por isso que pesquisar certos animais nas matas não é tarefa fácil, fotografar, então, nem se fala. Para tornar possível esse trabalho, os pesquisadores criaram a armadilha fotográfica, um tipo especial de equipamento que pode tirar fotos sem a presença de um fotógrafo.

As armadilhas fotográficas são câmeras muito sofisticadas, preparadas para disparar na presença na presença de alguns animais, graças a seus modernos sensores de calor e movimento. Algumas dessas máquinas são capazes de fazer vídeos de pequena duração até mesmo no escuro.

As armadilhas são geralmente colocadas em trilhas que alguns animais utilizam para se mover pela floresta ou próximas a tocas e cursos d´água. Quando um animal de sangue quente - onças, gambás, macacos e quatis, por exemplo - passa perto do equipamento - clique! - a máquina dispara. Assim também acontece quando o equipamento capta um movimento mais brusco, que não precisa ser necessariamente de um animal, como as folhagens balançando com o vento forte.

Mas o resultado quase sempre é surpreendente! Com as fotos, os pesquisadores podem descobrir quais bichos vivem na floresta e também detalhes sobre os hábitos que alguns animais têm - que não poderiam ser observados sem auxílio da armadilha fotográfica.

As imagens também possibilitam aos biólogos o estudo das espécies em seus hábitats, sem precisar capturá-las ou passar dias e mais dias (noites e mais noites também!) perambulando pelas matas para observá-las. 

A armadilha fotográfica é apenas uma amostra do quanto o desenvolvimento da tecnologia ajuda à ciência, e vice-versa - é claro!

A armadilha fotográfica surgiu no século 19, quando o pesquisador George Shirras teve o intuito de registrar espécies que são difíceis de serem observadas no campo. No início, os pesquisadores utilizavam máquinas grandes e bem antigas, que eram perigosas, pois podiam provocar incêndios nos locais onde eram instaladas, por liberar faíscas geradas pelo flash. Hoje, as máquinas são sofisticadas e muito seguras.

André Valle e Anderson Aires Eduardo, Museu de Zoologia João Moojen, Departamento de Biologia Animal, Universidade Federal de Viçosa).

CHC, novembro de 2009.

O que é Fator de Proteção Solar e como agem os filtros solares?

 O Fator de Proteção Solar (FPS) é uma medida que indica quantos minutos se pode ficar exposto ao Sol, depois  de usar o filtro, sem que a pele comece a queimar. Se alguém, sem proteção, leva quinze minutos para começar a ficar vermelho, ao aplicar um produto fator cinco esse tempo deverá ser multiplicado por cinco. Se o FPS for dez, a multiplicação deve ser por dez e assim por diante. Existem duas maneiras de proteger a pele: a química e a física. Há elementos químicos que são capazes de transformar grande parte dos raios ultravioletas (mais perigosos porque atingem camadas profundas da pele, causando lesões intracelulares) em calor. Com isso, diminuem a quantidade de raios que podem machucar. Os protetores físicos, quando fabricados na forma de creme (composto por dióxido de titânio e óxido de zinco), funcionam como uma espécie de escudo que reflete a radiação solar. A maioria dos filtros existentes no mercado combinam propriedades químicas e físicas (Redação).

SUPER, agosto de 1995.

Como funciona a realidade aumentada?

 Você acaba de receber um cartão-postal com a recomendação de colocar a imagem que ele traz impressa no verso diante da câmera do seu computador. Curioso, você vai lá e... Uau! A imagem salta do papel, parece flutuar! Pois bem, caro leitor, este é um exemplo de realidade aumentada. Você tem alguma ideia de como isso funciona?

De uma maneira simples, podemos entender a realidade aumentada como uma mistura do mundo real com o virtual. É que, dependendo do tipo de simulação, tanto podemos ter a impressão de que algo salta do universo virtual para o real (como no caso do cartão com a imagem), quanto podemos sentir passando do real para o virtual. Neste caso, cabe o exemplo dos simuladores de voo, usados para treinamento de pilotos, que experimentam todas sensações de conduzir um avião de verdade, tamanha a perfeição com que a realidade física é recriada virtualmente.

Mas a gente não precisa voar tão alto para descobrir o que há por trás da realidade aumentada. Basta sabermos que as imagens que ganham vida virtualmente trazem consigo um código em duas dimensões, que é "lido" por determinados programas de computador e, imediatamente, transformado em imagens tridimensionais. Isso significa que não adianta colocar qualquer imagem diante da webcam esperando que ela salte da tela do computador, certo?!

Existem desde os programas mais simples, que apenas projetam a imagem em 3D, até os mais sofisticados, como os que podem recriar a realidade para permitir que médicos operem pacientes a quilômetros de distância. Mas, no meio do caminho, há muitos jogos e brincadeiras como os quais podemos nos divertir. Já pensou fazer carinho nos mascotes da CHC por meio da realidade aumentada? O máximo hein?! (Ivan Santos Oliveira, Coordenador de Pós-Graduação, Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas).

CHC, novembro de 2011.

E se houvesse um acidente nuclear nas usinas de Angra dos Reis?

 Esqueça Chernobyl. As usinas de Angra dos Reis estão precavidas para evitar algo parecido com a maior catástrofe nuclear da história, que aconteceu na ex-União Soviética e matou 56 pessoas diretamente, outras 4 mil de câncer e expôs 6,6 milhões de pessoas. Em Chernobyl, por exemplo, os funcionários demoraram dias para perceber que gás radioativo havia sido liberado; as usinas atuais, incluindo as brasileiras, têm sensores que evitam que esse tipo de coisa aconteça. Se acontecesse um acidente nas nossas usinas nucleares, ele seria mais parecido com o que aconteceu na planta americana de Three Mile Island, na Pensilvânia. Lá, em 1979, o núcleo de um dos reatores se fundiu e provocou um aquecimento rápido, que levou à liberação de gases radioativos. Os gases ficaram retidos em um envoltório de contenção, e ninguém foi atingido - quer dizer, apenas uma pessoa morreu, uma mulher grávida que bateu o carro enquanto tentava fugir dos arredores do local do acidente. Cerca de 25 mil pessoas moravam a até 8 Km da usina, e a notícia de que havia acontecido um acidente provocou um verdadeiro caos. O acidente de Three Mile Island , o maior da história americana até hoje, apavorou as pessoas e ainda é citado em filmes e músicas (a canção London Calling, do The Clash, cita o caso com o verso "a nuclear error").

Existe um plano de controle de danos para o caso de algo parecido acontecer em Angra - ou, pior ainda, para a eventualidade de haver vazamento de radiação para fora da usina. A Comissão Nacional de Energia Nuclear, órgão do governo federal que regulamenta as atividades nucleares, definiu 4 Zonas de Planejamento de Emergência. São 4 círculos concêntricos, o primeiro a até 3 Km da usina e o último em uma faixa de 10 a 15 km. De acordo com a direção em que o gás radioativo fosse se espalhando, a população da primeira faixa seria evacuada para a seguinte, e assim por diante. A primeira área tem 300 moradores, e a segunda tem 15 mil. A orientação para as pessoas seria feita por meio de 8 sirenes, instaladas nas duas primeiras áreas.

Quem não tem carro próprio seria conduzido por ônibus da Eletronuclear, a empresa que administra as usinas, e também em veículos da empresa de transporte público da região. Todos seriam levados para abrigos em escolas municipais e estaduais das cidades vizinhas. Os pescadores da região seriam evacuados por barco e levados pela Marinha até o Colégio Naval de Angra dos Reis.

A longo prazo, uma faixa de até 50 Km poderia ser atingida por gás radioativo, o que alcançaria muitos municípios da região e provocaria danos sérios ao ambiente. No curto prazo, o maior problema seria o pânico. " A população daquela área nem é tão grande, mas é muito difícil de ser evacuada", diz o físico Anselmo Paschoa, pesquisador do Laboratório de Radioecologia e Mudanças Globais da Universidade Federal do Rio de Janeiro que, em 2000, trabalhou em uma investigação do governo federal sobre as condições de segurança da usinas de Angra. " A probabilidade de um acidente de grandes proporções acontecer é muito pequena, mas sempre existe. Por Muito tempo as usinas nucleares venderam a imagem de que estão imunes a acidentes, o que não é verdade."

SUPER, fevereiro de 2008.

Como ocorre o eco?

 O eco acontece quando uma onda sonora bate em uma barreira e volta para o local de origem. São essas ondas que propagam o som, fazendo vibrar as moléculas que compõem o ar. Quando essa onda bate em algo, como uma parede ou uma montanha, é refletida. "Dá para entender como isso acontece observando uma pequena onda em uma piscina", demonstra o físico Cláudio Furukawa, da Universidade de São Paulo. "Ao bater na borda ela começa o caminho de volta". Para que o eco ocorra é preciso que o som seja emitido com poucos ou nenhum objeto. Caso contrário, o som vai encontrar mais de uma barreira e será refletido em várias direções, se dispersando. Além disso, o lugar tem que ser bastante amplo. O som viaja rapidamente (cerca de 340 metros por segundo). Se a distância que ele percorrer antes de bater em alguma coisa for muito pequena, o som é refletido praticamente no mesmo momento em que foi emitido. O som refletido se sobrepõe ao som original e o eco não é percebido.

SUPER, agosto de 1995.