Física - Profº Neivaldo Lúcio

Uma tecnologia disponível hoje em muitas casas, o forno de micro-ondas foi uma descoberta quase acidental de um pesquisador que desenvolvia pesquisas com um magnetron, um dispositivo eletrônico que gera micro-ondas a partir de energia elétrica: uma barra de chocolate, esquecida sobre uma bancada, derreteu quase imediatamente quando exposta à radiação das micro-ondas.

As micro-ondas já eram utilizadas na Segunda Guerra Mundial em radares, usados para detectar frotas inimigas invasoras, pelo fato de refletirem facilmente em superfícies metálicas

O primeiro forno de micro-ondas a chegar ao mercado norte-americano, em 1947, media quase 1,70 m de altura, pesava cerca de 380 kg e custava em torno de 5.000 dólares. O magnetron, peça-chave do aparelho, era resfriado com água que circulava por tubos de chumbo.

O MICRO-ONDAS Funciona assim: o alimento é bombardeado por micro-ondas de alta frequência, que são absorvidas pelas moléculas de água e de algumas outras substâncias (como certos tipos de gorduras e açúcares). Quando recebem essa energia, elas começam a vibrar intensamente, atingindo outras moléculas e gerando calor. Como as moléculas que esquentam nem sempre estão distribuídas de forma igual pelo alimento, dificilmente ele esquenta por inteiro e de modo uniforme.

Se você enrolar a comida em papel alumínio, vai dificultar o aquecimento, porque o metal protege as moléculas das micro-ondas. [Life's Little Mysteries]

Maiores Detalhes do Funcionamento do Forno Microndas

Para entender como um forno de micro-ondas pode cozinhar ou descongelar um alimento, devemos lembrar que a molécula de água é polarizada, ou seja, possui uma região eletrizada negativamente e outra região eletrizada positivamente. A água apresenta esse comportamento devido à disposição dos átomos que constituem sua molécula; o átomo de oxigênio, devido à sua maior eletronegatividade, tende a atrair elétrons dos átomos de hidrogênio. O modelo mostrado a seguir retrata a polarização da molécula de água e sua representação simplificada.

No gelo, as moléculas de água estão arranjadas em um padrão bastante organizado, com orientação e posições fixas. Mas, na água líquida, elas estão orientadas em um padrão aleatório, regido apenas pela tendência da molécula de água de formar pontes de hidrogênio. O diagrama a seguir mostra a disposição aleatória das moléculas de água líquida.

Se a água for colocada na presença de um campo elétrico intenso, suas moléculas tendem a girar e se alinhar com o campo. Isso ocorre porque, na situação em que o arranjo molecular é aleatório, as moléculas de água possuem uma certa energia potencial eletrostática, e a tendência natural, quando na presença do campo elétrico, é buscar uma situação de energia potencial mínima. O esquema a seguir mostra a orientação das moléculas de água quando na presença de um campo elétrico.

Fonte: http://www.coladaweb.com/curiosidades/forno-de-micro-ondas-como-funciona

Pesquisadores da Universidade do Estado do Arizona (Estados Unidos) conseguiram fabricar uma faca especial capaz de cortar uma gota d’água ao meio. As lâminas da faca foram feitas de zinco e cobre. Elas foram limpas com acetona e etanol e, posteriormente, secas com nitrogênio. Por último, as lâminas foram submergidas numa solução de nitrato de prata e colocadas para secar, resultando num revestimento altamente hidrofóbico — termo utilizado para substâncias que não se misturam com a água. Como resultado, um corte lento e preciso permitiu dividir uma gota em duas partes iguais (assista ao vídeo abaixo), sem fazer com que houvesse qualquer mistura de substância ou que ela se dissolvesse em várias outras gotículas. O procedimento ocorreu sobre uma superfície, também hidrofóbica, de teflon.

"Todos os corpos caem livremente com a mesma aceleração. "

Denomina-se queda livre o movimento de subida ou descida que os corpos realizam no vácuo ou quando desprezamos a resistência do ar.

Quando lançamos um corpo verticalmente para cima notamos que ele sobe até uma certa altura e depois cai porque é atraído pela Terra, o mesmo acontece quando largamos um corpo de determinada altura (como a menina soltando a bolinha). Os corpos são atraídos pala Terra porque em torno dela há uma região chamada campo gravitacional exercendo atração sobre eles.

Pense nesta situação descrita abaixo:

Pegue a sua borracha e uma folha de papel e largue as duas de uma mesma altura ao mesmo tempo.

Quem chegou primeiro?

Agora amasse bem a folha de papel e repita o experimento. E agora houve muita diferença de tempo entre as quedas ou os dois objetos caíram praticamente juntos?

Se não houvesse a resistência do ar, todos os corpos, de qualquer peso ou forma, abandonados da mesma altura, nas proximidades da superfície da Terra, levariam o mesmo tempo para atingir o solo. Esse movimento é conhecido como queda livre. O movimento de queda livre é uniformemente acelerado. A trajetória é retilínea, vertical e a aceleração é a mesma para todos os corpos, a aceleração da gravidade, cujo valor é, aproximadamente, g=9,8 m/s² .

Funções do Movimento de Queda Livre

No movimento de queda livre, a trajetória é retilínea e a aceleração constante. Trata-se portanto de um movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV), e as funções que descrevem o movimento de queda livre são as mesmas que descrevem o MRUV, com a diferença que a queda livre ocorre sempre no eixo vertical vamos associar a variável correspondente a posição a variável y (que está associada ao eixo vertical das ordenadas).
Vamos estabelecer um sistema de referência com o eixo vertical crescente para cima apartir da origem (geralmente fixada no solo).

Como a aceleração da gravidade é orientada verticalmente para baixo (sentido oposto ao sentido positivo do eixo que atribuímos no nosso sistema de referência), terá seu valor sempre negativo. g= (-)

Velocidade em Relação ao tempo: V=V0 – g.t

Posição em Relação ao tempo: h=g.t²/2

OBS: Para facilitar enormemente os cálculos adotaremos o valor aproximado de 10m/s² para a aceleração da gravidade terrestre próxima da superfície do planeta.

Variação da Gravidade

Veja a Variação da Gravidade - Localização g aproximado (m/s²)equador 9,78 m/s²
pólos 9,83 m/s²
10km de altitude 9,78 m/s²
100km de altitude 9,57 m/s²
300km de altitude 8,80 m/s²
1 000km de altitude 7, 75 m/s²
5 000km de altitude 3,71 m/s²
10 000km de altitude 1,94m/s²

Este valor da aceleração varia um pouco com a altura em que o corpo se encontra, mas como esta variação é muito pequena, acabamos desprezando-a aqui. Veja na tabela ao lado como a aceleração da gravidade muda muito pouco com a altura. Só para você ter uma idéia das alturas, os aviões costumam voar a 10km de altitude, e a órbita do ônibus espacial fica mais ou menos a 300km de altitude.

Exercícios de Fixação - Queda Livre

01) Um objeto cai do alto de um edifício, gastando 7s na queda. Calcular com que velocidade atinge o solo (g=10 m/s2).

02) Uma menina, na margem de um rio, deixa cair uma pedra que demora 5s para chegar à superfície da água. Sendo a aceleração local da gravidade igual a g=10 m/s², determine a distância percorrida pela pedra.

03) Num planeta fictício, a aceleração da gravidade vale g=25 m/s². Um corpo é abandonado de certa altura e leva 7s para chegar ao solo. Qual sua velocidade no instante que chega ao solo?

03) Um gato consegue sair ileso de muitas quedas. Suponha que a maior velocidade com a qual ele possa atingir o solo sem se machucar seja 8 m/s. Então, desprezando a resistência do ar, qual a altura máxima de queda para que o gato nada sofra? ( g=10 m/s²).

04) Em um brinquedo de um parque de diversão o carrinho cai em queda livre por 3 segundos. Considerando a aceleração no local igual a 9,8 m/s2, que distância o carrinho percorre nesse intervalo de tempo?

05) Calcule a altura de queda de um corpo sabendo que este corpo demorou 15 s para atingir o solo. (g=10m/s²).

06) Quanto tempo um paraquedista demora para atingir o solo sabendo que ele saltou de um avião a um altura de 400 m? (g=10m/s²).

07) se um objeto demorou 10s paratingir o solo qual foi a sua velocidade ao atingir o solo?

08) Do alto de uma torre, um garoto deixa cair uma pedra, que demora 2s para chegar ao solo. Qual a altura dessa torre?

09) calcule o tempo de queda de um objeto, sabendo que ele caiu de uma altura de 400m. Qual é a velocidade ao atingir o solo? g=10m/s²

10) Determine a velocidade de um paraquedista que demorou 3,5s para atingir o solo. Qual foi a altura de queda?

Fonte:

http://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20041/Ghisiane/queda_dos_corpos.htm

http://www.klickeducacao.com.br/2006/conteudo/pagina/0,6313,-1007-6499-,00.html

http://br.geocities.com/saladefisica8/cinematica/quedalivre.htm

A lei da gravitação universal, proposta por Newton, foi um dos maiores trabalhos desenvolvidos sobre a interação entre massas, pois é capaz de explicar desde o mais simples fenômeno, como a queda de um corpo próximo à superfície da Terra, até, o mais complexo, como as forças trocadas entre corpos celestes, traduzindo com fidelidade suas órbitas e os diferentes movimentos.
Segundo a lenda, Newton, ao observar a queda de uma maça, concebeu a idéia que ela seria causada pela atração exercida pela terra. A natureza desta força atrativa é a mesma que deve existir entre a Terra e a Lua ou entre o Sol e os planetas; portanto, a atração entre as massas é, com certeza, um fenômeno universal.

F=Gm1.m2/r² onde:

Com tal equação matemática Newton descobriu que os corpos se atraem mutuamente, fazendo com que eles não caiam uns sobre os outros e sempre mantenham a mesma trajetória;

Podemos, ainda, enunciar a lei da gravitação universal do seguinte modo:

CAMPO GRAVITACIONAl

A Terra, assim como todos os corpos celestes, exerce uma força de atração gravitacional sobre os corpos localizados em sua proximidade. Desprezando os efeitos rotacionais do nosso planeta, podemos assimilar o campo gravitacional.

A intensidade do campo gravitacional pode ser medida pela aceleração gravitacional adquirida por um corpo de prova no interior do campo. Sua medida é feita utilizando-se da Lei de Newton, em que a força gravitacional exercida pelo planeta é o próprio peso do corpo na posição em que se encontra dentro do campo gravitacional.

Depois de ouvirmos tantas vezes que "Terra atrai a Lua", talvez você possa ter se perguntado por que a Lua não cai na Terra. Para entender a resposta dessa pergunta, faça a seguinte experiência de pensamento: imagine que você tem uma pedra na mão e a deixa cair. Ela descreverá uma trajetória vertical e para baixo. Depois, pegue a pedra, lance-a para frente e observe que ela descreverá uma trajetória parabólica, chegando ao solo alguns metros a frente.Agora pense na possibilidade de poder lançá-la cada vez mais longe: o que aconteceria com essa pedra? É natural que ela continue caindo, já que é atraída pela Terra. Porém, dependendo da velocidade com que ela é lançada pode ocorrer algo muito curioso: a pedra pode entrar em um movimento de "queda eterna", que é conhecido como movimento de órbita.A resposta da pergunta é essa: se a Lua executa um movimento orbital devido à atração que a Terra exerce sobre ela, isso quer dizer que a Lua está em movimento de queda, mas que nunca chegará atingir a Terra.Isaac Newton formulou a lei que descreve essa força que, além de fazer os objetos caírem, faz os planetas e satélites permanecerem em órbita. Essa lei é conhecida como a lei da gravitação universal e ela parte de duas premissas:
massa atrai massa;
quanto mais afastados estiverem os corpos, menor será a intensidade dessa força. A explicação da segunda premissa foi objeto de muita discussão entre os pesquisadores da época, como Robert Hooke e Edmund Halley, mas o gênio criativo de Newton foi capaz de solucionar esse problema. Newton descobriu que a força de atração gravitacional era inversamente proporcional ao quadrado da distância entre as massas, em outras palavras, quanto mais afastados estiverem os objetos, menor será a força de atração entre eles e essa força diminui rapidamente com o aumento da distância.

Outro ponto importante da lei da gravitação universal é aquele que diz que massa pode atrair massa. Dessa afirmação pode vir a seguinte pergunta: "Se eu tenho massa, porque eu não estou atraindo outros corpos que também têm massa?".

A resposta é que você está, sim, atraindo outros corpos que estão ao seu redor. Mas, como você tem uma massa pequena e os outros corpos também, essa força de atração se torna desprezível. Quando pelo menos um dos corpos tem uma massa considerável, como é o caso do planeta Terra, é possível sentir a força de atração gravitacional.