6 mistérios da Física que ainda não foram resolvidos- II

4. Por que tem mais matéria do que antimatéria?

Essa é uma das perguntas cuja resposta está longe de ser respondida. Sabemos que, quando uma partícula de matéria se encontra com sua contraparte, as duas desaparecem. Entretanto, muitos acreditam que, durante o Big Bang, a mesma quantidade de matéria e antimatéria foi formada.

Mas se isso realmente acontecesse, prótons teriam sido aniquilados com antiprótons, nêutrons com antinêutrons e assim por diante. O universo não teria sido criado e você não estaria aqui, lendo este artigo. Por isso, há a especulação de que exista muito mais matéria do que antimatéria no universo. Mas, se isso for verdade, ninguém sabe explicar como ou por que tudo aconteceu dessa forma.

5. O destino do universo

Energia escura pode definir o futuro do universo

O universo está em expansão. Mas esse processo terá um fim? Bem, existem algumas respostas para essa possibilidade e, basicamente, ela depende de uma variável cujo valor é desconhecido: a medida da densidade de matéria e energia no espaço. Com base nisso seria possível estipular, com clareza, a forma do universo.

O universo pode ser fechado, como a forma de uma esfera e, caso não haja a tal energia escura, ele eventualmente começará a encolher novamente, num processo inverso ao do Big Bang e conhecido como Big Crunch. Caso a energia escura exista de fato, esse universo esférico se expandirá eternamente.

De maneira alternativa, pode ser que o universo seja curvo e aberto, como a superfície de uma sela para montar cavalos. Se esse for o caso, o universo pode estar caminhando para dois processos conhecidos como Big Freeze e Big Rip, ou seja, primeiro, a aceleração do universo fará com que ele acabe desfazendo galáxias e estrelas, deixando matéria fria e abandonada. Depois, a aceleração cresceria tanto que poderia até mesmo superar a força que mantém os elementos de um átomo em seus devidos lugares, destruindo-o completamente.

Linha do tempo do nosso universo, desde o seu surgimento

6. Medições destroem ondas quânticas

O mundo subatômico é estranho. As leis da Física são outras e tudo se comporta de maneira bastante esquisita para os nossos padrões. Para começar, as partículas não se comportam como pequenas esferas, mas como ondas que ocupam certa área. Sendo assim, propriedades como localização e velocidade de uma partícula são medidas em probabilidades, um intervalo de valor que a partícula pode ocupar.

Porém, o inesperado acontece quando alguém tenta medir com exatidão uma de suas propriedades: a partícula deixa de ser uma função de onda e passa a ter uma só localização ou velocidade, por exemplo. Mas como e por que essa onda se desfaz, ninguém sabe.

Fonte: Life’s Little Mysteries

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6 mistérios da Física que ainda não foram resolvidos- I

De acordo com as lendas que circulam pelo meio científico, o físico britânico Lord Kelvin teria dito, em 1900, que não havia mais nada para ser descoberto pela Física naquela época e que, a partir de então, a ciência só poderia ser aperfeiçoada, com medições cada vez mais precisas. Porém, bastaram algumas décadas para que a declaração de Kelvin fosse refutada.

Durante a primeira metade do século XX, os alicerces da Física Quântica começaram a ser construídos por nomes de peso, como Einstein, Planck, Bohr e Heinsenberg. Depois disso, ninguém se arriscou a repetir que já sabemos tudo sobre o universo. E, cada vez mais, avanços científicos abrem áreas novas, que precisam ser entendidas.

Quer uma prova? Pois então vamos a alguns mistérios que ainda não são completamente compreendidos pela ciência.

1. Energia escura e o nosso universo

Mesmo que a gravidade empurre tudo para o centro do nosso universo, ele continua se expandindo. Para explicar isso, astrofísicos sugeriram a presença de uma energia invisível e que se contrapõe à força da gravidade.

Conhecida como energia escura, essa constante cosmológica é tida como uma propriedade inerente do próprio espaço. À medida que o espaço se expande, mais espaço é criado e, consequentemente, mais energia escura.

E não é só isso. Com base nas observações da taxa de expansão do universo, cientistas estimam que mais de 70% do universo é composto por energia escura. Entretanto, ninguém sabe como constatar de fato a presença dessa energia.

2. Matéria escura compõe 84% do universo

Mais uma curiosidade sobre o nosso universo: 84% da matéria presente em nosso universo não emite e sequer absorve luz. A matéria escura, como é chamada, não pode ser vista diretamente e ainda não pôde ser detectada de maneira indireta. Porém, cientistas acreditam na existência dessa matéria graças aos efeitos gravitacionais que atuam na radiação e estrutura do universo, além da matéria visível.

Acredita-se que esse tipo de matéria seja composta por partículas conhecidas como WIMPs, acrônimo que significa “Weakly Interacting Massive Particles”, ou seja, “Partículas Massivas de Interação Fraca”, em tradução livre. Porém, até o momento, nenhuma dessas partículas foi detectada.

3. Existem universos paralelos?

E como se já não tivéssemos problemas suficientes aqui na Terra, cientistas surgiram com o conceito de multiverso, ou seja, diversos universos paralelos coexistindo sem que um tenha contato com o outro. Se quiser saber mais sobre uma das teorias que corroboram essa ideia, leia o artigo “Universos paralelos: afinal, que piração é essa?”.

Fonte: Life’s Little Mysteries

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Como funciona a asa do avião?

A asa do avião é a grande responsável pelo seu “vôo”. Mas para entender o seu funcionamento temos que lembrar o Princípio de Bernoulli: Onde a velocidade do fluído é menor, a pressão é mais alta e, onde a velocidade do fluído é maior a pressão é menor.

Para entender como este princípio aplica-se a asa do avião, devemos observar o formato da asa:

O avião joga o ar para trás através das turbinas ou hélices exercendo uma força chamada de arrasto, surge então uma força contrária chamada impulso ou tração. A força de tração dá o primeiro impulso ao avião que se desloca para frente.

O formato da asa faz com que o ar que passe por cima dela tenha uma velocidade maior que o ar que passa embaixo dela. Isso acontece porque a parte de cima é curva, aumentando a distância percorrida pelo ar e conseqüentemente sua velocidade. Utilizando o princípio de Bernoulli temos que, sendo a velocidade do ar (fluido) maior na parte de cima da asa a pressão é menor, e na parte de baixo, como a velocidade do ar é menor a pressão é maior. Desta diferença de pressão surge a força de sustentação do avião.

Quando a força de sustentação do avião atinge valor maior que o da força peso ele decola e se mantêm no ar.

Observe a animação:

Fonte: efeitojoule.com

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Como funciona a garrafa térmica?

Garrafa térmica ou vaso de Dewar é um aparelho com o objetivo de conservar a temperatura do seu conteúdo, no maior intervalo de tempo possível. Logo, para entender como funciona a garrafa térmica, devemos saber que as paredes dessa garrafa não devem permitir a passagem de calor através delas.

A propagação de energia térmica se efetua por três modos diferentes: condução, convecção e radiação (explicação abaixo na figura).

Para evitar trocas de calor por condução, a ampola interna da garrafa é feita de vidro (mau condutor) com paredes duplas, entre as quais se faz vácuo, que quase não conduz calor, já que há poucas moléculas para realizar essa tarefa.
Para isolar a garrafa das possíveis correntes de convecção (processo que ocorre com movimento de partículas), coloca-se uma tampa bem fechada.

A troca de calor por radiação é evitada espelhando as superfícies interna e externa da ampola, assim, as ondas eletromagnéticas são refletidas, tanto do conteúdo para fora como do ambiente para dentro da garrafa.

Desta maneira, a temperatura no interior da garrafa é mantida por algumas horas. O sistema não é 100% eficiente, logo, o equilíbrio térmico com o meio ambiente acontece após certo tempo. Atualmente outros materiais isolantes, como o isopor, são utilizados para conservar a temperatura de substâncias dependendo do tempo que precisam ser mantidas.

Fonte: efeitojoule.com

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Como funciona o Forno de Microondas?

O forno de micro-ondas funciona transformando energia elétrica em energia térmica. Uma fonte elétrica emite ondas eletromagnéticas que aumentam a energia cinética das moléculas de água dos alimentos. Sabemos que a temperatura é um número que expressa o estado de agitação das partículas, logo, aumentando a vibração (ou estado de agitação) das moléculas, aumentamos a temperatura do corpo.

O Forno de micro-ondas foi inventado pelo engenheiro Percy Lebaron Spencer e começou a ser utilizada em 1946.

O componente mais importante do forno de micro-ondas é o magnetron, um equipamento que utiliza a vibração de elétrons para gerar um campo magnético. Vimos este fenômeno no estudo do dínamo, campo elétrico variável produz um campo magnético variável inverso.

    
As ondas eletromagnéticas atravessam vidro, cerâmica, plástico, papel e outras estruturas. Mas, as moléculas de água absorvem a energia dessas ondas na frequência de 2450 MHz, gerando uma vibração na mesma frequência gerada pelo magnetron. Estas ondas penetram até 5 cm na superfície dos alimentos, e o calor então é transmitido por condução.

O corpo humano é constituído em sua grande parte por água, então devemos lembrar alguns cuidados com o forno micro-ondas. O mais importante é ter certeza que a radiação não está vazando, pois pode ser bem prejudicial. Apesar do aparelho ser blindado, ou seja, ele é projetado para que as ondas eletromagnéticas não atravessem suas paredes, é importante fazer alguns testes quando se tem a dúvida. Para isso coloque uma laranja na parte de cima do forno micro-ondas quando for utilizá-lo, faça isso colocando a fruta próxima à porta também e deixe-a por um tempo. Se a fruta apresentar alterações (como por exemplo, partes com aspecto queimado ou ferido) significa que seu forno micro-ondas está vazando.

Fonte: efeitojoule.com

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Como funciona a panela de pressão?

Nas panelas abertas a água ferve a temperatura próxima de 100°C, dependendo da altitude. Lembrando que a pressão atmosférica ao nível do mar é 1atm e que submetida a essa pressão a água ferve a 100°C. A panela de pressão, inventada pelo Físico Francês Denis Papin, cozinha mais rapidamente os alimentos porque a temperatura da água no seu interior ultrapassa os 100°C, atingindo temperaturas próximas de 120°C.

A panela é fechada de maneira que o vapor d’água que se forma no seu interior, não se dissipa facilmente para o ambiente. Desta maneira, a pressão interna da panela aumenta, podendo chegar a 2atm. Nesta pressão a água ferve a uma temperatura aproximadamente igual a 120°C. Como a água atinge uma temperatura maior, os alimentos são cozidos com maior rapidez.

Por segurança, estas panelas de pressão possuem uma válvula para controle de pressão, e uma válvula de segurança. A válvula para controle de pressão permite a saída do vapor d’água quando a pressão deste vapor atinge um limite. Caso a pressão interna ultrapassa o valor suportado pela panela, a válvula de segurança se rompe.

É isso aí galera, sabendo disso tudo, podemos concluir que, quando a panela de pressão “pega pressão” não adianta deixá-la em fogo alto porque a temperatura da água não vai aumentar, e desta maneira só estaríamos aumentando o consumo de gás. O ideal é abaixar o fogo no momento em que a água começa a ferver, diminuindo o consumo de gás e obtendo o mesmo resultado.

Fonte: efeitojoule.com

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Como funcionam videogames que utilizam movimentos pra se jogar?

Antes de começar a explicar como funcionam esses aparelhos adorados por crianças, jovens e adultos vamos explicar primeiro alguns conceitos:

A natureza composta da luz branca foi demonstrada pela primeira vez por Newton, em 1664, quando decompôs a luz solar por meio de um prisma, projetando-a numa tela. A imagem alongada e colorida do Sol foi chamada por ele de espectro.

Em 1880, o astrônomo inglês William Herschel (1738 - 1822) repetiu a experiência de Newton, com a finalidade de descobrir qual das cores do arco-íris daria mais resultado no aquecimento do bulbo de um termômetro. Percebeu que o termômetro era aquecido pelo violeta, pelo azul e pelo vermelho. No entanto, o aquecimento era mais eficaz com o alaranjado e com o vermelho. Finalmente, percebeu que o bulbo do termômetro se aquecia ainda mais se fosse colocado na região escura que se estende além do extremo vermelho do espectro. Assim foi descoberta a radiação infravermelha.

Embora invisível, a radiação infravermelha pode ser percebida por suas propriedades de aquecimento. Quando um aquecedor elétrico é ligado, sente-se seu calor irradiado antes mesmo que a resistência comece a avermelhar-se. Se o olho humano fosse sensível ao infravermelho, não haveria necessidade de iluminação artificial, pois tudo seria brilhante durante o dia ou a noite. Alguns animais detêm dessa habilidade, como a cobra.

Outros exemplos de aparelhos que utilizam o infravermelho: Sensor de presença ( capta o calor humano) e o controle remoto da televisão.

Atualmente no mercado temos 3 plataformas de videogames, na qual apenas 2 utilizam essa tecnologia, são elas: Wii, Xbox 360.

• WII

O Wii foi lançado em 2006 com um grande diferencial: seu controle remoto era operado por movimentos. O Wii funciona basicamente por conta da sua barra sensora de infravermelho que capta a luz infravermelha emitida pelo controle.

Sensor Infravermelho

• XBOX 360-KINECT

Com o grande sucesso da inserção de movimentos nos jogos, a Microsoft criou um aparelho para ser plugado no seu console. Esse aparelho é posicionado em frente à televisão e é constituído de uma câmera normal e duas câmeras infravermelhas disparam uma luz infravermelha e captam os objetos no local, captando assim os movimentos dos jogadores e dispensando o uso de joysticks.

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