A Física e o Carro de Fórmula 1

  A Fórmula 1 ( F1 ) movimenta milhões de dólares a cada temporada. Aliás, um único carro pode superar o valor de 1 milhão de dólares. E esse valor é apenas do carro. Soma-se a este valor o salário do piloto, as concessões de transmissão pela TV, propagandas, transporte para os vários circuitos espalhados pelo mundo. E marketing de empresas do automobilismo como: Brawn, Ferrari, McLaren, Honda, Renault, BMW entre outras.

Porém, para que tudo corra bem durante a corrida, o carro precisa estar muito bem preparado. Afinal, as leis da física não podem tirar férias e nem favorecer a esta ou aquela equipe! A saída é procurar tê-las como aliadas. E isso é feito através do design do carro, das condições de temperatura e umidade no momento da corrida, direção e velocidade do vento, rendimento do motor, material utilizado na composição das peças, etc.

     Ao longo deste texto, apresentaremos algumas curiosidades da relação entre as leis da Física e a Fórmula 1.

     A Física começa mostrar sua força na largada - quando a velocidade dos carros é ainda muito baixa- pois eles partiram de um estado de repouso. Enquanto a velocidade do carro é pequena, o ar que corre por baixo do veículo é também muito lento. Como conseqüência, a pressão sobre o carro não é suficientemente grande para mantê-lo estável na pista (esta pressão sobre o carro é tratada como downforce pelos especialistas). Associado com a super-tração fornecida pelo motor, o carro patina de um lado para o outro. Repare esse efeito no momento da largada!

     Isso poderia ser reduzido fazendo-se algumas adaptações no carro. Porém as equipes precisam obedecer às normas impostas pela FIA. Essas normas estabelecem algumas regras como (altura, peso, largura, distância entre eixos...). Esses efeitos combinados nos leva a uma curiosidade: se a distância entre os eixos, a massa, o comprimento do carro não forem consideradas, o veículo poderia capotar durante uma curva ou no final de uma grande reta devido a um efeito simples de transferência de massa!

     Outra curiosidade, o carro "sofre ataque" de acelerações de até 5g no momento em que faz uma curva a alta velocidade! Puxa!!! Este valor é tão razoável, que na freada ao final de uma reta, lágrimas do piloto podem sair espontaneamente e atingir o visor do capacete! A tontura e perda de sentido são, também, reflexo de acelerações ou desacelerações intensas. Para suportar tanta aceleração sem se movimentar, o piloto é preso por um cinto especial apertado ao máximo suportável por ele.

     Para manter esta grande bala com rodas, toda a atenção deve ser voltada para a aerodinâmica do carro. Por isso, as suspensões tem um desenho em forma de asa de avião invertida, aumentando a pressão sobre o carro. Acredita-se que 2% da força aerodinâmica seja proveniente deste fato. Tudo é verificado, a inclinação do bico e das asas são muito importantes. E acredite, tal inclinação induz a presença de uma downforce muito grande. Tão grande, que dentro do bico do carro temos uma terceira suspensão, mais rígida e "inteligente" que as duas normais, responsável por entrar em ação para evitar que o carro seja esmagado contra o solo! O termo "inteligente" usado há pouco faz sentido. São conjuntos de molas, ligas, juntas e outras "parafernalhas" que são segredo de cada equipe. Daí ficarem escondidas dentro do bico do carro.

     Embaixo dos carros, existem uma espécie de "ventuinha" – na verdade muito mais que isso – cuja função é jogar o ar que passa por baixo do veículo a uma velocidade ainda maior para trás. A pressão embaixo do carro diminui e ele acaba sendo comprimido sobre o solo, estabilizando-se.

     Os freios são acionados pelo próprio piloto e tem que ser feito com muito cuidado para não travar as rodas. Pois, assim sendo, o coeficiente de atrito com solo diminuiria. Estragaria o pneu e o carro poderia sair tangente à um ponto na curva. Outro efeito: estando mais lisos, teriam menor aderência pra arrancar, perdendo preciosos segundos ao longo da corrida. Para reduzir a velocidade de um carro a 320Km/h, discos e pastilhas de fibra de carbono são usados. Esse material é leve, resistentes e eficientes mesmo quando submetidos a temperaturas superiores a 700ºC. Muitas vezes é possível ver o sistema de freios avermelhados, frutos do aquecimento produzido durante a corrida. Os pneus deixaram de ser absolutamente lisos desde 1998, por determinação da FIA. Foi uma medida pra dar mais segurança nas curvas, garantindo melhor aderência nas curvas. Essa aderência, complementando, é melhor quando os pneus se encontram aquecidos. Por isso, é comum vermos os pilotos "dançando" com o veículo nas pistas quando está em baixa velocidade.

     O cockpit também é projetado com material ultra-resistente. Capazes de suportar forças de até 25 toneladas lateralmente. Por isso, não é de se assustar que um piloto saia caminhando naturalmente desta célula de sobrevivência, após um choque violento. Aliado à proteção, outras tantas partes do veículo são projetadas de tal forma a serem arremessadas violentamente durante um choque. Isso garanta a dissipação da energia na hora do impacto, evitando que essa energia tenha que ser recebida pelo piloto, podendo provocar sua morte.

Outra força muito importante é a força de arrasto. Essa força é aquela responsável por "segurar" o carro enquanto ele se desloca. Uma duplicação na velocidade do carro, implica numa força de arrasto quatro vezes maior. É como se o ar possuísse mãos e segurasse o veículo. Como esta força é proporcional à velocidade; é mais fácil que o carro atinja a velocidade de 150 Km/h do que vai daí à marca dos duzentos e tantos quilômetros horários.

     Um carro de Fórmula 1 atinge, aproximadamente, 156 Km/h apenas de primeira marcha! Gasta menos de 15,0 s para ir de 0 a 320 Km/h! Em algumas equipes, a inclinação da asa traseira é ajustada automaticamente, para se adaptar à força de arrasto e agir bravamente para que o carro não levante vôo numa curva!

     Mais uma curiosidade: as marchas são trocadas automaticamente, através do comando do piloto num circuito eletrônico que fica sob o volante. São pequenas alavancas e botões comandando uma supermáquina. O piloto deve ficar atento também ao sentido do vento. A equipe faz o monitoramento o tempo todo. Se o vento estiver à favor do movimento do carro, o veículo pode ter limite de rotações do seu motor atingido ao final de uma reta, o que é muito arriscado. Deve-se evitar trabalhar na situação limite para reduzir o desgaste das peças.

     A massa carro + piloto + combustível também é limitada pela FIA. Quando cheio, os carros da Fórmula 1 podem carregar algo ao redor de 115 -125L, tendo um rendimento que dificilmente supera 1,9 Km/L. Também, para produzir tanta potência! Durante períodos de chuva, em que um ritmo melhor é exigido, esse rendimento aumenta um pouco.

     O painel de controle é composto de algumas luzes indicadoras de possíveis problemas em vários sistemas. Mais uma vez, molas, alavancas e luzes auxiliam o piloto.

     Observe ainda durante uma corrida, que os olhos do piloto ficam quase no nível da carroceria do carro. Não precisa mais, dizem os pilotos. Eles têm como referência os contornos das pistas e os retrovisores.

     E assim um carro vai para a pista. Eletricidade, magnetismo, forças de atrito, pressão, alavancas, molas, suportes, massas, ótica, inércia.... que estresse heim!!!??? Que nada. É por isso que durante todo o ano os engenheiros ficam atentos ao comportamento do carro. Numa reta ou numa curva, em alta ou baixa velocidade. O desprezo de uma dessas variáveis pode significar a perda completa do controle do carro e ir parar na grama ou na caixa de britas, antes do muro de pneus... isso se o coeficiente de atrito ajudar!

Isaac Newton, um gênio vaidoso

Um dos maiores físicos de todos os tempos, quem diria, era um narcisista convicto. Preocupado com sua imagem, Isaac Newton não só financiou várias das mais de 20 pinturas e bustos que o retrataram, como costumava escolher quais iria distribuir e para quem. Isso é o que mostra um estudo da historiadora da ciência Patricia Fara, da Universidade de Cambridge (Inglaterra), que analisou os retratos e hábitos do criador da teoria da gravitação universal. O atual mais famoso retrato do cientista foi pintado por Godfrey Kneller em 1689, dois anos após a publicação da mais conhecida obra newtoniana -- os Principia Mathematica . No artigo publicado em 7 de fevereiro na revista Science , a pesquisadora analisa a tela e identifica ali todos os sinais de um estudioso dedicado e solitário: cabelos grisalhos e despenteados, rosto magro e pálido, mãos delicadas e roupas escuras. Mas como ter certeza da fidelidade ao modelo original?
No século 17, as pinturas eram importantes ferramentas de propaganda e retratavam os grandes pensadores como eles gostariam de ser vistos. "Os artistas adulavam seus clientes e freqüentemente escondiam sinais de velhice", conta Fara em seu artigo. Os pintores de Newton, por exemplo, retratavam-no com um olhar penetrante -- desmentido pelo bispo de Rochester, que conviveu com o cientista por 20 anos.
Os biógrafos de Newton também preservam a imagem de que ele evitava a fama e não se interessava por arte. Esse poderia até ser o comportamento adequado a um gênio discreto, mas evidências visuais apontadas por Fara sugerem que ele moldava a construção de sua imagem pública segundo seus interesses. O fato de financiar a confecção de imagens suas atesta uma grande preocupação com o resultado final.
Algumas delas eram dispostas por sua casa em Londres, onde seus convidados poderiam admirá-las. Certa vez, para impressionar a comunidade internacional de filósofos naturais (como eram então conhecidos os físicos), Newton doou um enorme retrato seu para a Royal Society com o rótulo 'Sir Isaac Newton, President' , estampado em letras de ouro. Ele também costumava enviar figuras suas em agradecimento por favores prestados.
Fara conta que, entre os diferentes retratos de Newton que circularam no século 18, o de 1689 não estava incluído. Ele ainda não havia sido difundido até 1857, quando foi descoberto por um cientista de Manchester (Inglaterra) e disponibilizado em uma grande exposição no local. Desde então, ainda que documentos modernos apontem o cientista como áspero e obsessivo, a pintura de Kneller -- que mostra um bem-vestido Newton, como um gentleman sociável -- transformou-se em ícone do gênio.

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O que é o Gato de Schrödinger?

É uma das idéias mais bizarras já produzidas pela mente humana. Trata-se de uma experiência imaginária, na qual um gato, no papel de cobaia, está vivo e morto ao mesmo tempo! E não estamos falando de espiritismo, mas de mecânica quântica, o ramo da física que estuda o estranhíssimo mundo das partículas subatômicas (menores que os átomos). A hipótese foi concebida pelo físico austríaco Erwin Schrödinger, um dos mais brilhantes cientistas do século XX. Sua intenção era mostrar como o comportamento das partículas subatômicas parece ilógico se aplicado numa situação fácil de ser visualizada, como um gato preso numa caixa fechada. Na situação proposta por ele, a vida do animal ficaria à mercê de partículas radioativas. Se elas circulassem pela caixa, o gato morreria; caso contrário, ele permaneceria vivo. Até aí, não há nada de mais.
A história fica maluca mesmo quando analisada de acordo com as leis do mundo subatômico, segundo as quais ambas as possibilidades podem acontecer ao mesmo tempo - deixando o animal simultaneamente vivo e morto. Mas e se um cientista olhasse para dentro da caixa? Ele não veria nada de mais, apenas um gato - vivo ou morto. Isso porque, segundo a física quântica, se houvesse o mínimo de interferência, como uma fonte de luz utilizada para observar o fenômeno, as realidades paralelas do mundo subatômico entrariam em colapso e só veríamos uma delas. Por isso, nem adianta tentar realizar a experiência na prática. Achou difícil entender essa maluquice? Tudo bem, os melhores físicos têm o mesmo problema. "Esse exemplo mostra que ainda não entendemos as implicações mais profundas da mecânica quântica", afirma o holandês Gerardus ’t Hooft, vencedor do Nobel de Física de 1999.

Experiência surrealista
Para a física quântica, o animal pode estar vivo e morto ao mesmo tempo

1 - A caixa onde seria feita a hipotética experiência de Schrödinger contém um recipiente com material radioativo e um contador Geiger, aparelho detector de radiação. Se esse material soltar partículas radioativas, o contador percebe sua presença e aciona um martelo, que, por sua vez, quebra um frasco de veneno
2 - De acordo com as leis da física quântica, a radioatividade pode se manifestar em forma de ondas ou de partículas - e uma partícula pode estar em dois lugares ao mesmo tempo! As ondas brancas desenhadas aqui representam asprobabilidades de ocorrência dessa dupla realidade, quando, na mesma fração de segundo, o frasco de veneno quebra e não quebra
3a - Aqui o gato aparece vivo, porque, nessa versão da realidade, nada foi detectado pelo contador Geiger
3b - Aqui o gato surge morto, pois nessa outra versão do mesmo instante de tempo o contador Geiger detectou uma partícula e acionou o martelo. O veneno do frasco partido matou o bichano
4 - Seguindo o raciocínio de Schrödinger, as duas realidades aconteceriam simultaneamente e o gato estaria vivo e morto ao mesmo tempo até que a caixa fosse aberta. A presença de um observador acabaria com dualidade e ele só poderia ver ou um gato vivo ou um gato morto.

O dono da idéia
Erwin Schrödinger nasceu em Viena, na Áustria, em 1887, e tornou-se um dos cientistas que mais contribuíram para o desenvolvimento da mecânica quântica. Sua polêmica hipótese do gato simultaneamente vivo e morto foi lançada em 1935, dois anos depois de ele ter ganhado o Prêmio Nobel de Física. Schrödinger faleceu em 1961.

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Homem-Aranha e o ensino de física

Nas aulas de Física (Mecânica) para alunos de outros cursos, o primeiro e possivelmente maior desafio do professor é despertar o interesse do aluno pela disciplina.

Entre as atividades desenvolvidas em sala para ensinar aos alunos o conceito de forças estão os exercícios propostos pelo professor, em que se pode utilizar personagens de revistas em quadrinhos. O Homem-aranha é particularmente interessante como personagem para problemas propostos em Mecânica, até por sua biografia de “super-herói universitário” e, mais recentemente, professor de ciências de um colégio novaiorquino. Os problemas formulados podem ser adaptados à área de formação do aluno. Para alunos de Engenharia de Materiais, por exemplo, é interessante discutir por exemplo qual o material mais adequado para a confecção da teia. Nas aulas de Física para Ciências Biológicas, pode-se comparar a teia do herói com a teia real de uma aranha. Os exercícios propostos são simples e envolvem os conceitos de deslocamento, velocidade e aceleração, força, inércia, ação e reação, energia potencial e cinética. Exercícios mais elaborados podem levar em conta a resistência do ar.
Bem Interessante não?

Leia o artigo: Homem-Aranha e o ensino de física
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A física X Super-heróis

Você já se perguntou no meio de uma história com super heróis sobre as possíveis analogias entre a Física e os super poderes? Quem nunca ouviu, mesmo sendo um filme de pura ficção, o famoso: “que mentira!!!” Pois bem, leia mais sobre 8 grandes super heróis e descubra até onde vai a física e a ficção.

  Superman é, sem sombra de dúvidas, o vovozão da cinemática entre os super heróis. Entre seus muitos poderes há a habilidade de voar. Mas como é que ele faz isso? De acordo com a Segunda Lei de Newton, deve haver alguma força ascendente em vigor, a fim de equilibrar a força de seu peso para baixo. Expressas matematicamente: F – mg = ma = 0. Mas o que poderia causar essa força ascendente?
Uma alternativa seria a capacidade dele em emitir fluxos de ar com alta velocidade através dos poros da sua pele. Como ele expulsa o ar do seu corpo, de acordo com a terceira lei de Newton, o ar expelido deve o empurrar para trás. Já pensou na força do peido do Superman? E desde o dia que o Superman pôde sobreviver no espaço, seus pulmões demonstraram não serem necessários para respiração – talvez sejam tanques de ar auxiliares.

Tempestade, uma “mutante” dos X-Man capaz de gerar raios. Daí vem um dilema clássico dos super heróis: de onde vem a energia para executar desses feitos? A energia liberada em um raio é cerca de 500 milhões de joules, o que é equivalente a 120,000 calorias alimentares, ou seja, 1200 hambúrgueres. Para produzir um único raio, Tempestade teria de comer, pelo menos, 60 vezes a dose diária recomendada para um adulto do sexo feminino.
Porém, se o seu estômago tem algum tipo de mutação semelhante a um reator nuclear de fusão, ou ainda, ela pode ter no seu corpo algum tipo de reator matéria/anti-matéria. Aplicando relatividade (E = mc²), um único grama de massa completamente convertido em energia dará 90 trilhões de joules. Isto é, 18 milhões de raios!

Hulk é um caso curioso também. Uma maneira típica de se tornar um super herói é ser bombardeado com enormes doses de ambos os raios cósmicos de alta potência ou sofrer radiação eletromagnética. Embora o efeito de altas doses desses tipos de radiação sobre os seres humanos (no mundo real) estão bem documentadas – o resultado típico é a destruição de células de modo grave e debilitante, seguido de morte – no mundo dos super heróis, isto normalmente resulta numa experiência em que há uma seqüência de muitas “mutações”. Estas alterações fisiológicas sempre criam habilidades tão surpreendente que podem convencer os mais prudentes dos milionários a passarem dois dias em uma câmara de reação de um acelerador partículas de alta energia. Após Bruce Banner se expor a uma “mortal” dose de raios gama de alta magnitude, ele transcende os esperados sintomas da alta exposição às radiações e vira um herói gigante e verde com super força.

Tocha, Johnny Storm, do Quarteto Fantástico, combina todos os atributos vistos até agora. Foi exposto a doses “letais” de radiação cósmica, Johnny (naturalmente) desenvolvendo super poderes, como Hulk. Ele pode voar, assim como o Superman, hipoteticamente, expelindo gases de alta velocidade nas direções apropriadas. E ele também pode, como Tempestade, gerar energia. Aplicando um pouco termodinâmica, podemos calcular que ele teria de gerar cerca de 940 milhões de joules a sua “chama” a uma temperatura de 5000ºC.
Isso é bastante surpreendente, considerando os aminoácidos, blocos de construção da vida como a conhecemos, não quebram a temperaturas acima de 100ºF. Como o DNA de Johnny é capaz de resistir a essas altas temperaturas é um mistério – sem contar que toda a água no seu corpo deveria ser suficientemente vaporizada pelo tempo que ele inflama.

Magneto dos X-Man tem a capacidade de criar campos magnéticos extremamente potentes. Desde que esses campos magnéticos sejam produzidos por correntes elétricas, podemos nos aproximar, com certa expressão, dos valores dos campos criados por ele numa situação de combate. Assim, para simplificar, vamos supor que seu interior é um grande circuito elétrico solenóide (bobina). A energia magnética armazenada em um solenóide é dada por: U = ½ (u0 n2AL) I2 Onde U é a energia, u0 é uma constante igual a 4*3,14159265359 x 10-7 N/A2, n é o número de bobinas no solenóide, A é a área transversal, do solenóide, L é o comprimento do solenóide, e I é a atual geração do campo magnético. Vamos supor que Magneto seja internamente composto por um solenóide de 1000 voltas, com uma área transversal, de 0.01m² e tem cerca de 2m de comprimento. Agora supomos que ele usa esse tipo de energia para levantar um automóvel 1.000 kg a 10 metros do chão, aumentando o seu potencial energético num montante U = mgh = (1000 kg) (10m/s²) (10m) = 100000 J. Associando este valor à primeira equação, temos que, a fim de conservar a energia no seu campo magnético, Magneto deve gerar uma corrente de cerca de 2900 Amperes. E isso pode não ser tão bom para seu coração – assumindo que ele tem um.

Sandman, mais conhecido como Homem-Areia da série Homem-Aranha, representa o ponto final metafísico de todos super poderes. Criado em outra experiência de partículas com alta potência, ele é capaz de desafiar todas as leis da física e probabilidades biológicas. De alguma forma o seu corpo é todo convertido em areia (SiO2) numa má sucedida experiência. Aparentemente, ele não tem órgãos internos (ele pode se desintegrar e reconstituir a vontade), ele pode se mover sem músculos, e ele pode até mesmo voar através do ar como uma nuvem de poeira. Como é que ele faz para produzir energia? Ele pode metabolizar alimentos? Como é que ele exerce forças? Só a Marvel sabe!

Batman não tem super-poderes. Ele é somente alguém que está além dos parâmetros comuns, alguém super inteligente, ágil e habilidoso. Um mero lutador contra o crime com uma tonelada de equipamentos. Verdade?

Não. Para sobreviver intacto a alguns dos impactos que ele já sofreu, Batman realmente precisaria ter ao menos uma super força. Um exemplo clássico da física cinemática é da força da inércia. E o Batman parece não ligar muito pra isso. Certa vez, por exemplo, ele mergulha do topo de um edifício, junto com Kim Basinger, o que parecia ser a morte dos dois. No entanto, ele está preso por uma corda (decididamente inflexível) antes de bater no chão. Uau! Mas, e a força da inércia? Isto é, não importa se você colidiu ou não com o chão. Se o tempo que leva para a corda parar uma queda é o mesmo que se você caísse sem ela, a força exercida sobre você será o mesmo em cada caso. Neste exemplo:

F (corda) = ma

Se uma (aceleração) é grande, por isso é F (corda). Ferrou. 

Homem de Ferro, tal como Batman, não tem super poderes, mas ele tem uma espantosa vestimenta de ferro. No trailer, o vemos voando ao lado de alguns jatos militares. Há pouca chama saindo do fundo do seu calçado, aparentemente, garantindo o necessário impulso.

Perguntas: O que é que ele utiliza de combustível? Com base no que vemos, parece combustível de foguete da NASA. Mas onde estão seus reservatórios de combustível? E que volume de combustível de foguete seria necessário para manter o impulso por, pelo menos, alguns minutos? Seria difícil ele manter uma trajetória estável? O que ele perde sob sua vestimenta? Fique ligado nas respostas (ou, ao menos, conjecturas), após o lançamento do filme no dia 2 Maio, ou antes, na internet.

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Breve documentário sobre Albert Einstein

Breve documentário sobre Albert Einstein e sua vida, exibido no The History Channel.

Físico alemão: Nasceu eu 14 de março de 1879 em Ulm, Alemanha e faleceu nos Estados Unidos em 18 de abril de 1955.

Albert Einstein, foi destacadamente eleito personalidade do século xx-(revista time), independente de qualquer outra personalidade em uma lista de 100-incluindo: Roosevelt, Mahatma gandhi, Madre Tereza de Calcutá. Nesta lista de 100 personalidades. Einstein foi eleito destacadamente sem concorrentes, Person of the Century por mais de 30 milhões de votos no mundo inteiro, incluindo votos de nomes importantes da ciência, política, esportes, cidadãos comuns, estudantes etc.

Não desconsiderando os feitos dos listados entre os 100, Einstein se colocou destacadamente fora da lista como personalidade do século, pelo somatório de feitos científicos que mudaram radicalmente os rumos da humanidade em todas as áreas dos fundamentos da tecnologia, colaborando de maneira extraordinária para o avanço da ciência, o bem estar, qualidade de vida de todos os seres vivos da face do planeta terra e a visão dos cientistas na área da física das partículas, astrofísica, cosmologia, astronomia, filosofia e demais conceitos relacionados ao universo. com sua famosa fórmula e=mc2 (energia é igual a massa multiplicada pelo quadrado da velocidade da luz), entre outros feitos realmente significativos e decisivos para uma nova visão revolucionária no campo da física, através também da teoria geral da relatividade.

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Uma breve história do ÁTOMO

Uma série em três episódios(cada episódio está dividido em seis vídeos) do canal de televião BBC chamada ATOMO, apresentada por Jim Al-Khalili (cientista britânico, nascido no Iraque, que trabalha na Universidade de Surrey) conta a história da descoberta da constituição da matéria.

A série que agora pode ser vista com legendas em português disponiblizadas no Youtube, para assistir clique nos vídeos abaixo.

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Histórias divertidas de Albert Einstein

Albert Einstein com sua incrível capacidade de raciocínio era um piadista incorrígivel, se deparava com uma situação insólita sempre questinava de forma a causar risos, pelo menos àqueles que entendiam.

Certa vez um jornalista perguntou-lhe:
- "O Senhor poderia pr favor me explicar a Lei da Relatividade?"
- "E o senhor poderia me explicar como se frita um ovo?" respondeu Einstein ao espantado reporter.
- "Pois, sim, sim que posso", ao qual Einstein replicou:
- "Bom, pois o faça, mas imaginando que eu não sei o que é um ovo, nem uma frigideira, nem o azeite, nem o fogo."

Durante o nazismo Einstein, por causa de ser judeu, teve que suportar uma guerra pessoal dos alemães que queriam a todocusto desprestigiar suas pesquisas Uma destas tentativas se deu quando compilaram as opiniões de 100 cientistas que contradiziam as de Einstein, editadas num livro chamado "Cem autores na contramão de Einstein". Einstein respondeu:
- "Para que cem?. Se eu estivesse errado somente um bastaria".

Numa conferência que Einstein deu no Colégio de França, o escritor francês Paul Valery lhe perguntou:
- "Professor, quando o senhor tem uma idéia original, que faz? Anota-a num caderno ou numa folha solta?"
Ao que Einstein respondeu:
- "Quando tenho uma idéia original, não a esqueço".

Einstein teve três nacionalidades: alemã, suíça e estadunidense. Ao final de sua vida, um jornalista perguntou-lhe que possíveis repercussões tinham tido sobre sua fama estas mudanças. Einstein respondeu:
- "Se minhas teorias tivessem resultado falsas, os estadunidenses diriam que eu era um físico suíço; os suíços, que era um cientísta alemão; e os alemães que era um astrônomo judeu".

Em 1919, Einstein foi convidado pelo inglês Lord Haldane a compartilhar uma vigília com diferentes personalidades. Entre estas tinha um aristocrata muito interessado nos trabalhos do físico. Depois de uma longa conversa, o inglês explicou a Einstein que tinha perdido recentemente o seu mordomo e que ainda não tinha encontrado um sustituto.
- "Eu mesmo tive que fazer as pregas da calça, e perdi quase duas horas". Einstein comentou:
- "Não me diga?!? Dê uma olhada na minha calça amarrotada, pois demorei quase cinco anos para deixá-la assim."

Conta-se que numa reunião social Einstein encontrou com o ator Charles Chaplin. Em decorrência da conversa, Einstein disse a Chaplin:
- "O que sempre admirei em você é que sua arte é universal; todo mundo lhe compreende e lhe admira".
Chaplin respondeu:
- "O seu é bem mais digno de respeito: todo mundo o admira e praticamente ninguém o compreende".

E por último uma das piadas preferidas que Einstein relatasse em reuniões com políticos e cientistas. Conta-se que nos anos 20 quando Albert Einstein começava a ser conhecido por sua Teoria da
Relatividade, era com freqüência solicitado pelas universidades para dar conferências. Dado que não gostava de dirigir e no entanto o carro lhe resultava muito cômodo para seus deslocamentos, contratou os serviços de um motorista. Após vários dias de viagem, Einstein comentou ao motorista o quanto era chato repetir todo o mesmo e toda vez.
- "Se quiser -disse-lhe o motorista- posso substituir o senhor por uma noite. Ouvi sua conferência tantas vezes que já sei de cor."
Einstein concordou antes de chegarem ao seguinte lugar, trocaram suas roupas e Einstein foi para o volante. Chegaram à sala onde ser celebrada a conferência e como nenhum dos acadêmicos presentes conhecia Einstein, a farsa não foi descoberta: O motorista expôs a conferência que tinha ouvido repetir tantas vezes e ao final, um professor na audiência fez-lhe uma pergunta. O motorista não tinha nem idéia de qual podia ser a resposta, no entanto teve um estalo de inspiração e respondeu:
- "A pergunta que me faz é tão singela que deixarei que meu motorista, que se encontra no final da sala, lhe responda."

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"Eureka! Eureka!"

Conta-se que certa vez, Hierão, rei de Siracusa, no século III a.C. havia encomendado uma coroa de ouro, para homenagear uma divindade que supostamente o protegera em suas conquistas, mas foi levantada a acusação de que o ourives o enganara, misturando o ouro maciço com prata em sua confecção. Para descobrir, sem danificar o objeto, se o seu interior continha uma parte feita de prata, Hierão pediu a ajuda de Arquimedes. Ele pôs-se a procurar a solução para o problema, a qual lhe ocorreu durante um banho. A lenda afirma que Arquimedes teria notado que uma quantidade de água correspondente ao seu próprio volume transbordava da banheira quando ele entrava nela e que, utilizando um método semelhante, poderia comparar o volume da coroa com os volumes de iguais pesos de prata e ouro: bastava colocá-los em um recipiente cheio de água, e medir a quantidade de líquido derramado. Feliz com essa fantástica descoberta, Arquimedes teria saído à rua nu, gritando "Eureka! Eureka!" ("Encontrei! Encontrei!"').

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Fisica Quântica para crianças

A Física Quântica surgiu como a tentativa de explicar a natureza naquilo que ela tem de menor: os constituintes básicos da matéria e tudo que possa ter um tamanho igual ou menor. Neste texto, serão apresentados alguns princípios e leis fundamentais encontrados através da Física Quântica, tais como a dualidade onda-partícula e o Princípio da Incerteza. Será, então, discutido o modo como essas leis que governam o universo subatômico podem se refletir no dia-a-dia das pessoas.
É uma parte da Física que se diz ser não intuitiva. Isso significa que muitas partes dela parecem não ser verdade. Por exemplo, a dualidade onda-partícula diz que partículas se comportam ora como partículas ora como ondas. É uma afirmação no mínimo estranha, bizarra. Mas é o que acontece no mundo real. No nosso dia-a-dia achamos que vivemos num planeta plano, mas não é verdade, nosso mundo é arredondado, num formato chamado esferóide. Por ser não intuitiva, ela foi considerada uma falsa teoria. O próprio Einstein (que foi um dos fundadores da física quântica) acreditava que a física quântica estava errada. Mas com o passar do tempo percebeu-se que ela explicava tão bem o resultado das experiências, que tinha de ser verdade.
Nosso dia ocorre numa escala dita macroscópica. São os objetos que podemos enxergar sem a ajuda de lentes ou microscópios atômicos. A física quântica lida com coisas muito, tremendamente pequenas. Muitíssimo menores que um milímetro.
O mundo em que vivemos é feito de átomos. Os átomos são feitos de coisas ainda menores chamadas quarks e elétrons. Ainda não sabemos se os quarks são feitos de coisas ainda menores. Os átomos, elétrons , quarks e outra coisa tão pequena que ainda não sabemos muito sobre ela, chamada fóton, têm comportamentos bizarros de vez em quando: nunca podemos saber exatamente onde estão. Não é por falta de instrumentos potentes, é uma lei da física, chamada Princípio da Incerteza de Heinsenberg, que diz que nunca saberemos a exata posição das coisas. Nunca saberemos onde os elétrons de um átomo estão exatamente. Nunca. É algo estranhíssimo, mas é a verdade. Há elétrons que, inclusive, somem de um lugar e reaparecem em outro, algo como um teletransporte. Não dá para ver que caminho seguiram para ir de um lugar a outro, só sabemos que eles fazem isso.
Já citamos a dualidade onda-partícula. No mundo em que vivemos, ondas são muito diferentes de objetos. Porém, se tivéssemos o tamanho de átomos, tudo se comportaria como uma onda de vez em quando e como uma partícula outras vezes. Essa foi uma das consequências mais bizarras da física quântica.
Há átomos, como o de Urânio que, do nada, explodem. Nunca sabemos que átomos vão explodir, ou quando, só sabemos que alguns vão e outros não. Aparentemente, nada faz eles explodirem, mas eles explodem. Irritou tanto a Einstein que ele disse sua famosa frase "Deus não joga dados".

 

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O gato de Schrödinger

O Gato de Schrödinger é um experimento mental, freqüentemente descrito como um paradoxo,

desenvolvido pelo físico austríaco Erwin Schrödinger em 1935.

Origem e motivação

O experimento mental de Schrödinger foi proposto como discussão do artigo EPR, nomeado devido aos seus autores: Albert Einstein, Podolsky, Rosen em 1935. O paradoxo EPR esclareceu a estranha natureza das superposições quânticas. Amplamente exposto, a superposição quântica é a combinação de todos os possíveis estados do sistema (por exemplo, as possíveis posições de uma partícula subatômica). A interpretação de Copenhague implica que a superposição apenas sofre colapso em um estado definido no exato momento da medição quântica.

Schrödinger e Einstein trocaram cartas sobre o artigo EPR de Einstein, durante o qual Einstein indicou que a superposição quântica de um barril instável de pólvora irá, após um tempo, conter ambos componentes explodidos e não-explodidos.

Para melhor ilustrar o paradigma incompleto da mecânica quântica, Schrödinger aplicou a teoria da mecânica quântica em uma entidade viva que podia ou não estar consciente. No experimento mental original de Schrödinger ele descreveu como um poderia, em princípio, transformar a superposição dentro de um átomo para uma superposição em grande escala de um gato morto e vivo por relacionar gato e átomo com a ajuda de um "mecanismo diabólico". Ele propôs um cenário com um gato em uma caixa lacrada, onde a vida ou morte do gato é dependente do estado de uma partícula subatômica. De acordo com Schrödinger, a interpretação de Copenhague implica que o gato permanece vivo e morto até que a caixa seja aberta.

Schrödinger não desejava promover a ideia de gatos vivos-e-mortos como uma séria possibilidade; o experimento mental serve para ilustrar a bizarrice da mecânica quântica e da matemática necessária para descrever os estados quânticos. Entendida como uma crítica da interpretação de Copenhague – a teoria prevalecente em 1935 – o experimento mental do gato de Schrödinger permanece um tópico padrão para todas as interpretações da mecânica quântica; a maneira como cada interpretação lida com o gato de Schrödinger é freqüentemente usada como meio de ilustrar e comparar características particulares de cada interpretação, seus pontos fortes e fracos.

O Experimento Mental

Schrödinger escreveu:

Qualquer um pode mesmo montar casos bem ridículos. Um gato é preso em uma câmara de aço, enquanto com o dispositivo seguinte (o qual deve estar seguro contra interferência direta do gato): em um contador Geiger tem uma pequena quantidade de substância radioativa, tão pequena, que talvez durante o período de uma hora, um dos átomos decaia, mas também, com a mesma probabilidade, talvez nenhum; se isso acontecer, o tubo do contador descarrega e através de um relé libera um martelo que quebra um pequeno frasco de Cianeto hídrico. Se algum deles tiver saído do seu sistema natural por uma hora, alguém pode concluir que o gato permanece vivo enquanto o átomo não tiver decaído. A função-psi do sistema poderia ser expresso por ter dentro dele o gato morto-vivo (com o perdão da palavra) misturada ou dividido em partes iguais. É típico desses casos que uma indeterminação originalmente restrita ao domínio atômico tenha sido transformada em uma indeterminação macroscópica, o qual pode então ser resolvido por observação direta. Isso nos previne de aceitar tão inocentemente como válido um "modelo confuso" para representar a realidade. Por ele mesmo ele não explicaria qualquer coisa imprecisa ou contraditória. Existe uma diferença entre uma fotografia tremida ou desfocada e uma foto de nuvens e neblina.

(Tradução de dois parágrafos do artigo original, o qual aparece na revista alemã Naturwissenschaften ("Ciências Naturais") em 1935.)

 A famosa experiência mental de Schrödinger coloca a questão: quando o sistema quântico para de ser uma mistura de estados e se torna ou um ou o outro? (Mais tecnicamente, quando o atual estado quântico para de ser uma combinação linear de estados, cada um dos quais se parece com estados clássicos diferentes, e em vez disso começar a ter apenas uma clássica descrição?) Se o gato sobreviver, isso lembra que ele está apenas vivo. Mas as explicações das experiências EPR que são consistentes com a mecânica quântica microscópica padrão requer que objetos macroscópicos, como gatos e cadernos, não podem ter sempre apenas uma descrição clássica. O propósito da experiência mental é para ilustrar esse aparente paradoxo: nossa intuição diz que nenhum observador pode estar em uma mistura de estados, mesmo que eles sejam gatos, por exemplo, eles não podem estar em tal mistura. É necessário que os gatos sejam observadores, ou sua existência em um estado clássico simples e bem definido exige outro observador externo? Cada alternativa pareceu absurda para Albert Einstein, que estava impressionado pela habilidade do experimento mental para esclarecer esses problemas; em uma carta à Schrödinger datada de 1950 ele escreveu:

Você é o único físico contemporâneo, além de Laue, que vê o que ninguém consegue sobre a assunção da realidade – se pelo menos alguém estiver sendo honesto. A maioria deles simplesmente não vê o tipo de jogo arriscado que eles estão jogando com a realidade – a realidade é algo independente do que já for a experimentalmente visto. A interpretação deles é, entretanto, refutada mais elegantemente pelo seu sistema de átomo radioativo + amplificador + carga de pólvora + gato em uma caixa, no qual a função-psi do sistema contém ambos gato vivo e explodido em pedaços. Ninguém realmente duvida que a presença ou ausência do gato é algo independente do ato de observação.

Note que nenhuma carga de pólvora é mencionada no esquema de Schrödinger, que usa um contador Geiger como amplificador e cianeto no lugar de pólvora; a pólvora foi apenas mencionada na sugestão original de Einstein para Schrödinger 15 anos antes.

Interpretação de Copenhague

Na interpretação de Copenhague na mecânica quântica, um sistema para a superposição de estados se torna um ou outro quando uma observação acontece. Essa experiência torna aparente o fato de que a natureza da medição, ou observação, não é bem definida nessa interpretação. Alguns interpretam a experiência, enquanto a caixa estiver fechada, como um sistema onde simultaneamente existe uma superposição de estados "núcleo decaído/gato morto" e "núcleo não-decaído/gato vivo", e apenas quando a caixa é aberta e uma observação é feita é que, então, a função de onda colapsa em um dos dois estados. Mais intuitivamente, alguns pensam que a "observação" é feita quando a partícula do núcleo atinge o detector. Essa linha de pensamento pode ser desenvolvida pelas teoria de colapso objetiva. Por outro lado, a interpretação de muitos mundos nega que esse colapso sequer ocorra.

Steven Weinberg disse:

Toda essa história familiar é verdade, mas ela deixa uma ironia. A versão de Bohr da mecânica quântica estava profundamente cheia de falhas, mas não pela razão que Einstein pensa. A interpretação de Copenhague descreve o que acontece quando um observador realize uma medição, mas o observador e o ato de medição são ambos tratados classicamente. Isso é totalmente errado: Físicos e seus aparatos devem ser comandados pelas mesmas regras da mecânica quântica que comandam todo o universo. Mas essas regras são expressas em termos de uma função de onda (ou, mais precisamente, um vetor de estado) que evolui de um jeito perfeitamente determinístico. Então de onde as regras probabilísticas da interpretação de Copenhague vêm?

Um progresso considerável tem sido feito nos últimos anos em direção a resolução do problema, o qual eu não irei entrar em detalhes aqui. É suficiente que se diga que nem Böhr nem Einstein se concentraram no problema verdadeiro da mecânica quântica. As regras de Copenhague claramente funcionam, mas elas tem que ser aceitas. Mas isso deixa a tarefa de explicá-las aplicando a equação determinística para a evolução da função de onda, a Equação de Schrödinger, tanto para o observador quanto para os aparatos.

A interpretação de muitos mundos de Everett & Histórias consistentes

Na interpretação de muitos mundos da mecânica quântica, a qual não isola a observação como um processo especial, ambos estados vivo e morto do gato persistem, mas são incoerentes entre si. Nos outros mundos, quando a caixa é aberta, a parte do universo contendo o observador e o gato são separados em dois universos distintos, um contendo um observador olhando para um gato morto, outro contendo um observador vendo a caixa com o gato vivo. Como os estados vivo e morto do gato são incoerentes, não têm comunicação efetiva ou interação entre eles. Quando um observador abre a caixa, ele se entrelaça com o gato, então, as opiniões dos observadores do gato sobre ele estar vivo ou morto são formadas e cada um deles não tem interação com o outro. O mesmo mecanismo de incoerência quântica é também importante para a interpretação em termos das Histórias consistentes.

Apenas "gatomorto" ou "gato vivo" pode ser parte de uma história consistente nessa interpretação.

Roger Penrose criticou isso:

Eu desejo tornar isso claro, que o que está sendo debatido está longe de resolver o paradoxo do gato. Até agora não há nada no formalismo da mecânica quântica que necessita que um estado de consciência não possa envolver a percepção simultânea de um gato morto-vivo.

Interpretação conjunta

A interpretação conjunta afirma que superposições não são nada mas subconjuntos de um grande conjunto estatístico. Sendo esse o caso, o vetor estado não se aplicaria individualmente ao experimento do gato, mas apenas às estatísticas de muitos experimentos semelhantes. Os proponentes dessa interpretação afirmam que isso faz o paradoxo do Gato de Schrödinger um problema trivial não resolvido. Indo por esta interpretação, ela descarta a idéia que um simples sistema físico tem uma descrição matemática que corresponde a isso de qualquer jeito.

Teorias de colapso objetivas

De acordo com as teorias de colapso objetivo, superposições são destruídas espontaneamente (independente de observação externa) quando algum princípio físico objetivo (de tempo, massa, temperatura, irreversibilidade etc) é alcançado. Assim, espera-se que o gato tenha sido estabelecido em um estado definido muito tempo antes da caixa ser aberto. Isso poderia vagamente ser dito como "o gato se observa", ou "o ambiente observa o gato".

Teorias do colapso objetivo requerem uma modificação da mecânica quântica padrão, para permitir superposições de serem destruídas pelo processo de evolução no tempo.

Em teoria, como cada estado é determinado pelo estado imediatamente anterior, e este pelo anterior, ad infinitum, a pré-determinação para cada estado teria sido determinada instantaneamente pelo "princípio" inicial do Big Bang. Assim o estado do gato vivo ou morto não é determinada pelo observador, ele já foi pré-determinado pelos momentos iniciais do universo e pelos estados subsequentes que sucessivamente levaram ao estado referenciado no experimento mental.

Aplicações práticas

O experimento é puramente teórico, e o esquema proposto jamais poderá ser construído. Efeitos análogos, entretanto, tem algum uso prático em computação quântica e criptografia quântica. É possível enviar luz em uma superposição de estados através de um cabo de fibra óptica. Colocando um grampo no meio do cabo que intercepta e retransmite, a transmissão irá quebrar a função de onda (na interpretação de Copenhague, "realizar uma observação") e irá provocar que a luz caia em um estado ou em outro. Por testes estatísticos realizados na luz recebida na outra ponta do cabo, o observador pode saber se ele permanece na superposição de estados ou se ele já foi observado e retransmitido. Em princípio, isso permite o desenvolvimento dos sistemas de comunicação que não possam ser grampeados sem que o grampo seja notado na outra ponta. O experimento pode ser citado para ilustrar que a "observação" na interpretação de Copenhague não tem nada a ver com percepção (a não ser em uma versão do Panpsiquismo onde é verdade), e que um grampo perfeitamente imperceptível irá provocar que as estatísticas no fim do cabo sejam diferentes.

Em computação quântica, a frase "cat state" (Estado do gato) frequentemente refere-se ao emaranhamento dos qubits onde os qubits estão em uma superposição simultânea de todos sendo 0 e todos sendo 1, ou seja,|00...0> + |11...1> .

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Breve história da NASA

O dia 1º de outubro de 1958, quando ocorreu a abertura oficial da Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço dos Estados Unidos (NASA), foi o início de uma rica história de conquistas cientificas e tecnológicas relacionadas à ciência espacial, às aplicações espaciais, à aeronáutica e ao vôo espacial humano. Criada como resultado da crise de confiança do Sputnik, a NASA herdou a Comissão Consultiva Nacional para a Aeronáutica (NACA) além de outras organizações governamentais, e quase que imediatamente começou a trabalhar em opções para vôo espacial humano. O primeiro programa de alto nível da NASA foi o Projeto Mercúrio, um esforço para descobrir se os seres humanos poderiam sobreviver no espaço. Em seguida, veio o Projeto Gemini, que firmou o sucesso do Projeto Mercúrio e usou uma nave espacial construída para dois astronautas. Os esforços da NASA para vôo espacial humano chegaram então até a Lua com o Projeto Apollo, e em 1969 a missão Apollo 11 pela primeira vez colocou seres humanos na superfície lunar. Depois dos Projetos de Teste das estações espaciais Slylab e Apollo-Soyuz durante a década de 70, os esforços da NASA novamente continuaram em 1981 através do programa de Ônibus Espacial (Shuttle) que até hoje ajudam a construir a Estação Espacial Internacional.

Baseada nas raízes de sua NACA, a NASA continua desenvolvendo muitos tipos de pesquisas aeronáuticas sobre aerodinâmica, gradientes de vento e outros tópicos importantes usando túneis de vento, testes de vôos e simulações via computador. O programa X-15 bem sucedido da NASA utilizou uma aeronave impulsionada por foguetes que voou acima da atmosfera e planou de volta à Terra sem propulsão, fornecendo aos desenhistas muitos dados úteis. O programa F-8 de Sistema de Controle de Vôo Digital (Fly-By-Wire) serviu de base para o vôo eletrônico em muitas outras aeronaves, inclusive o Ônibus Espacial (Shuttle) e aviões de alto desempenho que, de outra forma, não poderiam ter sido controlados. A NASA tem feito importantes pesquisas também sobre temas como "lifting bodies" (aeronaves sem asas) e "asas supercríticas" para amortecer o efeito das ondas de choque sobre aeronaves transônicas.

Além disso, a NASA lançou algumas sondas cientificas significativas, tais como Pioneer e Voyager, que exploraram a Lua, os planetas e outras áreas do nosso sistema solar. A NASA tem enviado diversas naves espaciais, dentre elas Viking e Mars Pathfinder, para explorar Marte. O Telescópio Espacial Hubble e outras naves espaciais da ciência espacial têm capacitado os cientistas para fazerem muitas descobertas astronômicas significativas sobre o nosso universo.

A NASA tem realizado também trabalhos pioneiros em satélites de aplicações espaciais, e tem ajudado a desenvolver novas gerações de satélites de comunicações tais como Echo, Telstar e Syncom. Os esforços científicos da NASA em relação à Terra têm literalmente mudado o modo como nós vemos o nosso planeta-lar; os satélites Landsat e Earth Observing System contribuíram com muitos achados científicos importantes. A tecnologia da NASA tem resultado em inúmeros avanços nos campos comerciais, técnicos e científicos. Enquanto as grandes realizações técnicas e cientificas da NASA mostram que os seres humanos podem realizar feitos antigamente inconcebíveis, nós temos consciência de que a Terra é apenas uma minúscula "bola de gude azul" no cosmos.

Tradução: Paula Estevão da Silva
Revisão: Walter Facury Júnior

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Só pode ser piada, Mr. Feynman

Al Seckel era amigo do maior físico da segunda metade do século 20 – e conta umas histórias.

Uma vez estávamos conversando sobre as coisas sobrenaturais. Sua primeira mulher, Arline, tinha tuberculose e estava internada num hospital enquanto Feynman trabalhava em Los Alamos. Próximo a sua cama ficava um velho relógio. Arline disse a Feynman que ele era o símbolo do tempo que tinham juntos e que deveriam sempre lembrar disso.

No dia em que Arline morreu, Feynman recebeu um bilhete da enfermeira que indicava a hora da morte. Então percebeu que o relógio tinha parado exatamente naquela hora. Era como se ele, que tinha sido o símbolo do tempo que tinham juntos, tivesse parado no momento de sua morte.

“Você fez esta ligação?”, perguntei.

“Nem por um segundo. Imediatamente comecei a pensar como é que poderia ter acontecido. Aí percebi que o relógio era velho e quebrava toda hora. Ele provavelmente parou em algum momento, quando a enfermeira entrou no quarto para registrar a hora, olhou para o relógio e marcou a hora que ele indicava."

Richard Feynman era Nobel de Física e tinha fama de ser rápido e um pouco mais brilhante que os brilhantes.

Numa ocasião, Feynman e eu fomos a uma palestra dada por um professor visitante. Chegamos cedo e pegamos cadeiras na primeira fila. Feynman percebeu que o palestrante deixara suas notas numa cadeira ao lado. Ele então deu uma lida nelas e percebi que prestava atenção rigorosa. Aí as pôs de volta. Durante a palestra, o professor disse “Investi muito tempo trabalhando nesta derivação particular desta fórmula…” Então Feynman interveio: “Ahh, a solução é óbvia! É…” O professor e o resto do público ficaram estupefatos quando Feynman pareceu resolver o problema de cabeça, na hora. Quando deixamos a palestra, dei-lhe uma piscadela. Ele sorriu.

E, sim, Dick Feynman era um bocado excêntrico – dick, aliás, além de apelido de Richard é também o apelido de um certo membro da anatomia masculina.

Numa festa, uma moça muito bonita e sensual se apresentou para mim. Descobri que era uma stripper e atriz pornô conhecida chamada Candi Samples. Quando soube que estudava física, me perguntou se eu conhecia um sujeito chamado Dick Feynman. “Sim”, respondi. Fiquei impressionado que ela o conhecesse. “Mas ele é um dos meus maiores fãs”, ela disse.

Uns dias depois, estou na sala de Feynman e estamos conversando e digo “Hey, me encontrei com uma conhecida sua muito interessante numa festa noite dessas. O nome dela é Candi Samples.” Feynman sorriu e disse “Al, veja isso!” Foi ao seu arquivo no qual sempre imaginei que estavam seus trabalhos mais importantes. Não demorou muito até que puxasse uma fotografia preto e branca de Candi Samples nua no qual estava escrito “Para Big Dick, com amor, Candi Samples”.

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O Futebol e o ensino de física

A Física do Futebol C. E. Aguiar e G. RubiniExistem muitos estudos sobre a física do beisebol, golfe, tênis, e outros esportes. Mas, porincrível que pareça, encontra-se pouca coisa sobre a física do esporte mais popular no mundo(para não falar em certo país): o futebol. Nesta nota nós vamos tentar preencher um poucodessa lacuna, discutindo as forças aerodinâmicas que atuam sobre a bola de futebol. Veremoscomo um fenômeno notável, a ‘crise do arrasto’, desempenha um papel importante no jogo defutebol. A crise do arrasto é a redução abrupta que a resistência do ar sofre quando avelocidade da bola aumenta além de um certo limite. A relevância da crise para o futebol podeser demonstrada com a ajuda um lance famoso, o gol que Pelé perdeu na Copa de 1970,contra a Tchecoslováquia — sem a crise o chute de Pelé teria tido um desfecho totalmentediverso daquele que encantou o estádio, e o lance provavelmente estaria esquecido hoje.Veremos ainda que outro fenômeno aerodinâmico, o efeito Magnus, também desempenhouum papel decisivo na jogada.

Leia o artigo: A Física do Futebol

Visite o site: A Física dá futebol

Uma breve história do Nêutron

 Atualmente, sabemos que o nêutron é uma das partículas fundamentais que, juntamente aos prótons, formam o núcleo dos átomos. Ao redor destes últimos, existem as nuvens de elétrons, as quais são responsáveis pela condução de corrente elétrica nos materiais condutores, por exemplo.

A descoberta da existência dessa partícula foi possível graças ao grande sucesso da aplicação do Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento. Segundo este, a conservação da quantidade de movimento total de um sistema ocorre se a resultante das forças externas que atuam sobre o sistema for nula. Este princípio ganhou enorme importância, de forma que ficou conhecido como uma das leis fundamentais da natureza, sendo aplicado pelos cientistas em todos os campos da ciência Física.

A descoberta do nêutron aconteceu no ano de 1932 com o físico inglês James Chadwick. Utilizando a conservação da quantidade de movimento, realizou uma experiência que comprovou a existência do nêutron. No entanto, doze anos antes desse acontecimento, o célebre cientista inglês Rutherford já tinha previsto a

existência dessa partícula. Segundo ele, uma possível ligação de um próton com um elétron originaria uma partícula sem carga elétrica, mas com massa igual à do próton. A essa partícula ele chamou de nêutron, mas não tinha certeza da sua existência.

A experiência que J. Chadwick realizou consistiu, basicamente, em fazer com que feixes de partículas alfa se colidissem com uma amostra de berílio (um elemento químico pertencente à família 2A da tabela periódica). Dessa colisão apareceu um tipo de radiação que levaram muitos cientistas a acreditar que se tratava de raios gama. Após realizar vários cálculos, James concluiu que não se tratava de raios gama, a radiação invisível era formada por nêutrons. Para comprovar que realmente se tratava de nêutrons, Chadwick mediu a massa dessas partículas, pois segundo Rutherford elas tinham massa igual à do próton. Com esse feito e por seus importantes trabalhos, em 1935 James foi premiado com o Prêmio Nobel da Física.

Por Marco Aurélio da Silva

Equipe Brasil Escola