Onde estão as duas sondas espaciais Voyager?

 Longe, muito longe. A Voyager 1 está a 10 bilhões de quilômetros da Terra e a Voyager 2, a 8 bilhões de quilômetros. E continuam se distanciando daqui a 70.000 quilômetros por hora. As duas foram lançadas em 1977 para fotografar os grandes planetas do Sistema Solar: Júpiter, Saturno, Urano e Netuno. A trajetória das naves foi calculada para que a gravidade desses planetas as puxasse para a frente, aumentando a velocidade. " A missão é um sucesso", diz o astrônomo Jorge Carvano, do Observatório Nacional do Rio de Janeiro. " Elas descobriram 22 novas luas, encontraram anéis em Júpiter, atividade vulcânica em lo, um dos satélites jupiterianos, e gêiseres em tritão, uma das luas de Netuno. Em 1990, as duas ultrapassaram a órbita do último planeta, Plutão.

Mas a missão não acabou. Hoje, elas estão enviando dados sobre a heliopausa, uma região quase desconhecida do Sistema Solar, onde o vento solar (uma nuvem de partículas e plasma emitida pelo Sol) tromba com o vento de outras estrelas. As naves deverão funcionar mais vinte anos. Depois disso, vão vagar pelo Universo, desligadas, carregando discos de ouro dirigidos a eventuais extraterrestres, com gravações de imagens, músicas e saudações em várias línguas. Inclusive um "Paz e Felicidade para todos" em bom português. Uma missão maravilhosa.

SUPER, Julho de 1998.

Como se mede a velocidade do vento?

 "Não é possível perseguir uma partícula do ar para definir sua velocidade", diz o meteorologista Mario Festa, do Instituto Astronômico e Geofísico da Universidade de São Paulo, "então temos que recorrer ao cálculo." A solução é um instrumento em forma de U, cheio de óleo, conhecido como Tubo de Pitot. Sabendo-se o peso do óleo e observando quantos milímetros o vento o empurra, os meteorologistas calculam a força do vento e deduzem sua velocidade. Mas há outros tipos de anemômetros, instrumentos para medir a velocidade do vento. O mais conhecido deles é o cata-vento, no qual as pás giram com a passagem do ar e geram energia. Medindo a energia produzida, sabe-se a velocidade do vento. Para obter precisão, no entanto, os cata-ventos precisam ser calibrados como Tubo de Pitot.

Entenda como o Tubo de Pitot mede a velocidade do vento

1 - O ar entra pelo tubo e empurra o líquido que está no fundo. Quanto mais forte, mais o óleo é empurrado para cima.

2 - O tubo graduado indica quanto a coluna de óleo subiu. Com isso calcula-se a intensidade do vento e, a partir dela, sua velocidade.

SUPER, Julho de 1998.

Por que os tecidos encolhem quando lavados?

Na fabricação, cria-se uma rede de fios que ficam esticados. Mas, com a água, eles deslizam uns sobre os outros e a trama se desorganiza. Aí a tensão diminui e os fios encurtam, como molas encolhidas. Resultado: quando seca, a roupa está menor. " Se lavar com sabão o efeito é maior, porque ele é um lubrificante que facilita o deslizamento", explica o engenheiro têxtil Paulo Alfieri, da Faculdade de Engenharia Industrial (FEI), em São Bernardo do Campo, São Paulo. Por isso, os tecidos de melhor qualidade já vêm previamente encolhidos (sanforizados). 

As roupas de lã encolhem mais porque suas fibras são recobertas por microescamas. Quando molhadas, elas se enroscam, contrariando o conjunto, a saber:

Antes de lavar: os fios de lã são formados por fibras recobertas por pequenas escamas; 

Molhada: As fibras incham abrindo as escamas, que se encaixam umas nas outras;

Seca: As fibras se enroscam e uma puxa a outra. O espaço entre elas diminui e o tecido encolhe até 30%.

SUPER, Julho de 1998.

Por que, quando uma bexiga estoura, faz barulho?

 A pressão do ar dentro da bexiga é cerca de 10% superior à pressão atmosférica fora dela. "Por isso, quando estouramos um balão, fazemos com que haja uma expansão repentina do ar comprimido que estava em seu interior", explica o físico Cláudio Furukawa, da Universidade de São Paulo. A expansão cria uma onda de pressão no ar, parecido com o estouro de uma bomba. A onda se propaga a uma velocidade de 340 metros por segundo até chegar ao ouvido, fazendo vibrar abruptamente os tímpanos. A diferença do estouro da bexiga e e da bomba é que, no primeiro caso, o ar comprimido se expande pelo rompimento da borracha e no caso da bomba pelo rápido aquecimento da combustão.

SUPER, Julho de 1996.

A radiação emitida pelo celular pode causar câncer?

 Atualmente o celular é um dispositivo imprescindível para comunicação, informação e entretenimento. O princípio básico de seu funcionamento é a emissão e recepção de radiação eletromagnética cujas frequências situam-se na faixa do UHF (ultra high frequency) e SHF (super high frequency). No Brasil, as operadoras do sistema 4G atuam nas frequências de 700 MHz, 1,8GHz e 2,5 GHz. Essas frequências não são capazes de arrancar elétrons dos átomos e moléculas presentes em qualquer meio. Por isso, esses tipos de radiações são denominadas não-ionizantes, assim como as radiações do micro-ondas, do rádio e da televisão.  Há também radiações eletromagnéticas ionizantes, como os raios-X, utilizados nas radiografias, e os raios-gama, utilizado nas sessões de radioterapias. Essas são radiações de altíssima frequência e podem arrancar elétrons de átomos e fragmentar moléculas e proteínas. 

A exposição humana à radiação ionizante pode quebrar parte da cadeia de DNA das células de órgãos e tecidos. Felizmente, as células possuem mecanismos naturais de reparo do DNA e conseguem, na maioria das vezes, restabelecer o sequenciamento original. Porém, a exposição intensa e prolongada pode saturar o esses mecanismos e ocasionar danos irreparáveis. Uma vez danificada, a célula têm três possíveis destinos: senescência (envelhecimento), apoptose (morte) ou tornar-se uma célula cancerígena. Neste último caso, o DNA danificado passa a transmitir instruções erráticas para o funcionamento da célula, que leva a um processo descontrolado de multiplicação. 

Radiações não-ionizantes, incluindo as dos dispositivos celulares 3G, 4G e, futuramente, o 5G, não induzem danos diretos ao DNA. Ainda assim, o tema é alvo de debate, porque alguns pesquisadores apontam que essas radiações podem elevar a presença de radicais livres nas células, o que elevaria o risco de câncer. Estudos realizados com ratos e humanos não fornecem evidências da relação de causa e efeito entre a radiação de celulares e o risco de desenvolvimento de câncer. Por outro lado, está comprovado que o alcoolismo e o tabagismo são fatores que elevam o risco de câncer no futuro – mas essa é outra história.

Roberto Linares
Instituto de Física
Universidade Federal Fluminense

Revista Ciência Hoje, Junho de 2021 (n.377).

As roupas realmente nos aquecem?

 Com a chegada do inverno, os armários são revirados e todo tipo de agasalho passa a ser considerado para combater o frio. Cachecóis, gorros, sobretudos… Mas, afinal, as roupas realmente nos aquecem? E qual a melhor maneira de nos vestirmos no inverno? Dicas de moda à parte, claro…

A temperatura do corpo humano é de 36,5 oC, em média. Isso se deve a processos físicos e metabólicos: se há trabalho sendo realizado, haverá calor sendo gerado. Mas esse calor precisa ser dissipado, ou seja, posto para fora do corpo para que a temperatura se mantenha relativamente constante. O suor e a respiração, entre outras funções, são mecanismos de regulação da nossa temperatura. Como o calor sempre passa do meio mais quente para o mais frio, à medida que a temperatura do ambiente diminui, nosso corpo começa a perder calor mais rapidamente e precisamos fazer algo para nos mantermos aquecido. Aqui entram as roupas.

Podemos pensar que as roupas nos aquecem, mas o mais importante é a camada de ar que se forma no interior das roupas, entre corpo e tecido. O ar dentro da roupa se aquece ao absorver calor do nosso corpo e, como está preso, a diferença de temperatura entre corpo e exterior diminui – retemos mais calor. Isso explica por que quando entramos embaixo de um cobertor, por exemplo, ainda está frio: o ar que fica preso ali ainda precisa ser aquecido. Explica também por que ao tirarmos um casaco sentimos frio: o ar quente se desloca, dando lugar ao ar mais frio, que retirará calor do nosso corpo – essas correntes de ar são chamadas correntes de convecção.

É interessante notar, porém, que beduínos, no deserto, usam roupas largas de cores escuras. Poderíamos imaginar que cores claras seriam melhores para reter menos calor, mas não é bem assim… Usar roupas escuras e folgadas realmente faz com que o ar entre o tecido e o corpo fique mais quente, no entanto ele ‘sai’ das roupas mais facilmente, devido às correntes de convecção, levando parte do nosso calor e proporcionando sensação de frescor.

 

Marco Moriconi

Instituto de Física
Universidade Federal Fluminense

Revista Ciência Hoje, Junho de 2021 (n.377).

POR QUE A ÁGUA BORBULHA QUANDO FERVE?

 Chegou o inverno, é hora de colocar em prática as velhas táticas de defesa contra o frio. Já reparou que os adultos adoram tomar chá e café? Talvez tenha sido ao observar sua mãe colocando a água para ferver que a leitora Paula Gomes pensou na pergunta: por que a água solta bolhas quando ferve?

É fácil entender. Na verdade, as bolhas nada mais são do que a água se transformando em vapor, explica Júlio Carlos Afonso, do Instituto de Química Universidade Federal do Rio de Janeiro. “O momento em que a água começa a ferver é o momento em que ela entra em ebulição, ou seja, passa do estado líquido para o gasoso”, conta.

Cada composto químico tem uma temperatura de ebulição diferente a uma dada pressão. No caso da água, a transformação em vapor acontece quando o líquido atinge 100 graus Celsius à pressão atmosférica.

Se você é observador, já reparou que, em uma panela, a água não evapora toda de uma vez só. “As partes do líquido que estão mais próximas à fonte de calor começam a virar vapor primeiro”, ressalta o pesquisador. Por isso, a água do fundo da panela – mais próxima da chama do fogão – atinge a temperatura de ebulição antes do resto e sobe à superfície na forma de bolhas.

As bolhas que se formam no fundo da panela sobem porque o estado gasoso de um composto químico é sempre menos denso do que seu estado líquido. “No trajeto, essas bolhas podem unir-se umas às outras, aumentando o tamanho da bolha. Por isso, as bolhas têm tamanhos diferentes quando chegam à superfície do líquido em ebulição”, acrescenta Júlio.

O vapor, nem preciso dizer, é muito quente, e por isso o melhor é manter distância das panelas de água fervente. Mas, agora que você já sabe o que acontece lá dentro, pode explicar para seus amigos e familiares da próxima vez que tomarem um chá!

CHC, Blogue do REX, matéria publicada em 26.06.2013.