terça-feira, 29 de dezembro de 2015

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.

quinta-feira, 19 de novembro de 2015

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.

terça-feira, 20 de outubro 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.

domingo, 9 de agosto de 2015

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.

domingo, 12 de julho de 2015

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.