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segunda-feira, 23 de maio de 2011

Richard Feynman


Richard Philips Feynman (Nova Iorque, 11 de maio de 1918 — Los Angeles, 15 de fevereiro de 1988) foi um renomado físico estadunidense do século XX, um dos pioneiros da eletrodinâmica quântica.

Biografia
Nasceu em Nova York e cresceu em Far Rockaway. Desde criança demonstrava facilidade com ciências e matemática. Cursou física no Instituto de Tecnologia de Massachusetts onde, graças a John Slater, Julius Stratton e Philip Morse, além de outros professores, era devidamente conceituado.

Na graduação, em colaboração com Vallarta, publicou um artigo sobre os raios cósmicos. Outro artigo foi publicado no mesmo ano, creditado somente a Feynman, versando sobre forças moleculares.

Adicionalmente a seus trabalhos sobre física teórica, Feynman foi pioneiro na área de computação quântica, introduzindo o conceito de nanotecnologia, no encontro anual da Sociedade Americana de Física, em 29 de dezembro de 1959, em sua palestra sobre o controle e manipulação da matéria em escala atômica. Defendeu a hipótese de que não existe qualquer obstáculo teórico à construção de pequenos dispositivos compostos por elementos muito pequenos, no limite atômico, nem mesmo o princípio da incerteza.

Pós graduado em Princeton, sede do Instituto de Estudos Avançados, do qual participou Albert Einstein. Lá, fica sob a supervisão de Wheeler, com o qual cria uma teoria de eletrodinâmica clássica equivalente às equações de Maxwell. No seu trabalho, desenvolve a eletrodinâmica quântica, onde utiliza o método das integrais de caminho. Participa também do projeto Manhattan.

Torna-se professor da Universidade de Cornell e em seguida do Caltech (Califórnia, USA) onde atuou como professor por 35 anos e ministrou 34 cursos, sendo 25 deles cursos de pós graduação avançados, os demais cursos eram, basicamente, introdutórios de pós graduação, salvo o curso de iniciação à física ministrado para alunos dos 1° e 2° anos durante os anos de 1961-1962 e 1962-1963, cursos que originaram uma de suas mais conceituadas obras, o Feynman Lectures on Physics publicado, originalmente, em 1963. Dois anos depois, em 1965, Feynman recebeu o Nobel de Física por seu trabalho na eletrodinâmica quântica. Concebeu, ainda, a idéia da computação quântica, e chefiou a comissão que estudou o acidente do ônibus espacial Challenger em 1986.

Contribuições à Física
A maior contribuição de Feynman à Física foi o desenvolvimento da eletrodinâmica quântica, a qual foi desenvolvida paralelamente por Julian Schwinger e Sin-Itiro Tomonaga. Nela, utiliza o método das integrais de caminho.

Na década de 1950, Feynman trabalha na teoria das interações fracas, e nos anos 1960, ele trabalhou na teoria das interações fortes.

Também trabalhou na superfluidez do hélio líquido.

Experiência no Brasil
No começo da década de 50, Feynman se interessa pela América do Sul e acaba indo lecionar como convidado de Jayme Tiomno no Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas no Rio. Entre 1951 e 1952, Feynman passa vários meses no Brasil e sua estada é relatada no capítulo "O americano, outra vez!" do seu Livro “O senhor está brincando, Sr. Feynman!”. Entre outros assuntos ele descreve sua divertida experiência com o povo brasileiro, com a língua portuguesa e com a música (percussão e samba). No final do capítulo ele se utiliza da experiência que teve com seus alunos e suas falhas durante o aprendizado para fazer uma crítica ao método de aprendizado por meio da memorização mecânica em vez de usar o raciocínio.

fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Richard_Feynman

Ensino da Física no Brasil segundo Richard Feynman


Em relação à educação no Brasil, tive uma experiência muito interessante. Eu estava dando aulas para um grupo de estudantes que se tornariam professores, uma vez que àquela época não havia muitas oportunidades no Brasil para pessoal qualificado em ciências. Esses estudantes já tinham feito muitos cursos, e esse deveria ser o curso mais avançado em eletricidade e magnetismo – equações de Maxwell, e assim por diante.

Descobri um fenômeno muito estranho: eu podia fazer uma pergunta e os alunos respondiam imediatamente. Mas quando eu fizesse a pergunta de novo – o mesmo assunto e a mesma pergunta, até onde eu conseguia –, eles simplesmente não conseguiam responder! Por exemplo, uma vez eu estava falando sobre luz polarizada e dei a eles alguns filmes polaróide.

O polaróide só passa luz cujo vetor elétrico esteja em uma determinada direção; então expliquei como se pode dizer em qual direção a luz está polarizada, baseando-se em se o polaróide é escuro ou claro.

Primeiro pegamos duas filas de polaróide e giramos até que elas deixassem passar a maior parte da luz. A partir disso, podíamos dizer que as duas fitas estavam admitindo a luz polarizada na mesma direção – o que passou por um pedaço de polaróide também poderia passar pelo outro. Mas, então, perguntei como se poderia dizer a direção absoluta da polarização a partir de um único polaróide.

Eles não faziam a menor idéia.

Eu sabia que havia um pouco de ingenuidade; então dei uma pista: “Olhe a luz refletida da baía lá fora”.

Ninguém disse nada.

Então eu disse: “Vocês já ouviram falar do Ângulo de Brewster?”

– Sim, senhor! O Ângulo de Brewster é o ângulo no qual a luz refletida de um meio com um índice de refração é completamente polarizada.

– E em que direção a luz é polarizada quando é refletida?

– A luz é polarizada perpendicular ao plano de reflexão, senhor. Mesmo hoje em dia, eu tenho de pensar; eles sabiam fácil! Eles sabiam até a tangente do ângulo igual ao índice!
Eu disse: “Bem?”

Nada ainda. Eles tinham simplesmente me dito que a luz refletida de um meio com um índice, tal como a baía lá fora, era polarizada: eles tinham me dito até em qual direção ela estava polarizada.

Eu disse: “Olhem a baía lá fora, pelo polaróide. Agora virem o polaróide”.

– “Ah! Está polarizada”!, eles disseram.

Depois de muita investigação, finalmente descobri que os estudantes tinham decorado tudo, mas não sabiam o que queria dizer. Quando eles ouviram “luz que é refletida de um meio com um índice”, eles não sabiam que isso significava um material como a água. Eles não sabiam que a “direção da luz” é a direção na qual você vê alguma coisa quando está olhando, e assim por diante. Tudo estava totalmente decorado, mas nada havia sido traduzido em palavras que fizessem sentido. Assim, se eu perguntasse: “O que é o Ângulo de Brewster?”, eu estava entrando no computador com a senha correta. Mas se eu digo: “Observe a água”, nada acontece – eles não têm nada sob o comando “Observe a água”.

Depois participei de uma palestra na faculdade de engenharia. A palestra foi assim: “Dois corpos… são considerados equivalentes… se torques iguais… produzirem… aceleração igual. Dois corpos são considerados equivalentes se torques iguais produzirem aceleração igual”. Os estudantes estavam todos sentados lá fazendo anotações e, quando o professor repetia a frase, checavam para ter certeza de que haviam anotado certo. Então eles anotavam a próxima frase, e a outra, e a outra. Eu era o único que sabia que o professor estava falando sobre objetos com o mesmo momento de inércia e era difícil descobrir isso.

Eu não conseguia ver como eles aprenderiam qualquer coisa daquilo. Ele estava falando sobre momentos de inércia, mas não se discutia quão difícil é empurrar uma porta para abrir quando se coloca muito peso do lado de fora, em comparação quando você coloca perto da dobradiça – nada!

Depois da palestra, falei com um estudante: “Vocês fizeram uma porção de anotações – o que vão fazer com elas?”

– Ah, nós as estudamos, ele diz. Nós teremos uma prova.

– E como vai ser a prova?

– Muito fácil. Eu posso dizer agora uma das questões. Ele olha em seu caderno e diz: “Quando dois corpos são equivalentes?” E a resposta é: “Dois corpos são considerados equivalentes se torques iguais produzirem aceleração igual”. Então, você vê, eles podiam passar nas provas, “aprender” essa coisa toda e não saber nada, exceto o que eles tinham decorado.

Então fui a um exame de admissão para a faculdade de engenharia. Era uma prova oral e eu tinha permissão para ouvi-la. Um dos estudantes foi absolutamente fantástico: ele respondeu tudo certinho! Os examinadores perguntaram a ele o que era diamagnetismo e ele respondeu perfeitamente. Depois eles perguntaram: “Quando a luz chega a um ângulo através de uma lâmina de material com uma determinada espessura, e um certo índice N, o que acontece com a luz?

– Ela aparece paralela a si própria, senhor – deslocada.

– E em quanto ela é deslocada?

– Eu não sei, senhor, mas posso calcular. Então, ele calculou. Ele era muito bom. Mas, a essa época, eu tinha minhas suspeitas.

Depois da prova, fui até esse brilhante jovem e expliquei que eu era dos Estados Unidos e que eu queria fazer algumas perguntas a ele que não afetariam, de forma alguma, os resultados da prova. A primeira pergunta que fiz foi: “Você pode me dar algum exemplo de uma substância diamagnética?”

– Não.

Aí eu perguntei: “Se esse livro fosse feito de vidro e eu estivesse olhando através dele alguma coisa sobre a mesa, o que aconteceria com a imagem se eu inclinasse o copo?”

– Ela seria defletida, senhor, em duas vezes o ângulo que o senhor tivesse virado o livro.

Eu disse: “Você não fez confusão com um espelho, fez?”

– Não senhor!

Ele havia acabado de me dizer na prova que a luz seria deslocada, paralela a si própria e, portanto, a imagem se moveria para um lado, mas não seria alterada por ângulo algum. Ele havia até mesmo calculado em quanto ela seria deslocada, mas não percebeu que um pedaço de vidro é um material com um índice e que o cálculo dele se aplicava à minha pergunta.

Dei um curso na faculdade de engenharia sobre métodos matemáticos na física, no qual tentei demonstrar como resolver os problemas por tentativa e erro. É algo que as pessoas geralmente não aprendem; então comecei com alguns exemplos simples para ilustrar o método. Fiquei surpreso porque apenas cerca de um entre cada dez alunos fez a tarefa. Então fiz uma grande preleção sobre realmente ter de tentar e não só ficar sentado me vendo fazer.

Depois da preleção, alguns estudantes formaram uma pequena delegação e vieram até mim, dizendo que eu não havia entendido os antecedentes deles, que eles podiam estudar sem resolver os problemas, que eles já haviam aprendido aritmética e que essa coisa toda estava abaixo do nível deles.

Então continuei a aula e, independente de quão complexo ou obviamente avançado o trabalho estivesse se tornando, eles nunca punham a mão na massa. É claro que eu já havia notado o que acontecia: eles não conseguiam fazer!

Uma outra coisa que nunca consegui que eles fizessem foi perguntas. Por fim, um estudante explicou-me: “Se eu fizer uma pergunta para o senhor durante a palestra, depois todo mundo vai ficar me dizendo: “Por que você está fazendo a gente perder tempo na aula? Nós estamos tentando aprender alguma coisa, e você o está interrompendo, fazendo perguntas”.

Era como um processo de tirar vantagens, no qual ninguém sabe o que está acontecendo e colocam os outros para baixo como se eles realmente soubessem. Eles todos fingem que sabem, e se um estudante faz uma pergunta, admitindo por um momento que as coisas estão confusas, os outros adotam uma atitude de superioridade, agindo como se nada fosse confuso, dizendo àquele estudante que ele está desperdiçando o tempo dos outros.

Expliquei a utilidade de se trabalhar em grupo, para discutir as dúvidas, analisá-las, mas eles também não faziam isso porque estariam deixando cair a máscara se tivessem de perguntar alguma coisa a outra pessoa. Era uma pena! Eles, pessoas inteligentes, faziam todo o trabalho, mas adotaram essa estranha forma de pensar, essa forma esquisita de autopropagar a “educação”, que é inútil, definitivamente inútil!

Uma palestra para as autoridades brasileiras

Ao final do ano acadêmico, os estudantes pediram-me para dar uma palestra sobre minhas experiências com o ensino no Brasil. Na palestra, haveria não só estudantes, mas também professores e oficiais do governo. Assim, prometi que diria o que quisesse. Eles disseram: “É claro. Esse é um país livre”.

Aí eu entrei, levando os livros de física elementar que eles usaram no primeiro ano de faculdade. Eles achavam esses livros bastante bons porque tinham diferentes tipos de letra – negrito para as coisas mais importantes para se decorar, mais claro para as coisas menos importantes, e assim por diante.

Imediatamente, alguém disse: “Você não vai falar sobre o livro, vai? O homem que o escreveu está aqui, e todo mundo acha que esse é um bom livro”.

– Você me prometeu que eu poderia dizer o que quisesse. O auditório estava cheio. Comecei definindo ciência como um entendimento do comportamento da natureza. Então, perguntei: “Qual um bom motivo para lecionar ciência? É claro que país algum pode considerar-se civilizado a menos que… pá, pá, pá”. Eles estavam todos concordando, porque eu sei que é assim que eles pensam.

Aí eu disse: “Isso, é claro, é absurdo, porque qual o motivo pelo qual temos de nos sentir em pé de igualdade com outro país? Nós temos de fazer as coisas por um bom motivo, uma razão sensata; não apenas porque os outros países fazem”. Depois, falei sobre a utilidade da ciência e sua contribuição para a melhoria da condição humana, e toda essa coisa – eu realmente os provoquei um pouco.
Daí eu disse: “O principal propósito da minha apresentação é provar aos senhores que não se está ensinando ciência alguma no Brasil!”

Eu os vejo se agitar, pensando: “O quê? Nenhuma ciência? Isso é loucura! Nós temos todas essas aulas”.

Então eu digo que uma das primeiras coisas a me chocar quando cheguei ao Brasil foi ver garotos da escola elementar em livrarias, comprando livros de física. Havia tantas crianças aprendendo física no Brasil, começando muito mais cedo do que as crianças nos Estados Unidos, que era estranho que não houvesse muitos físicos no Brasil – por que isso acontece? Há tantas crianças dando duro e não há resultado.

Então eu fiz a analogia com um erudito grego que ama a língua grega, que sabe que em seu país não há muitas crianças estudando grego. Mas ele vem a outro país, onde fica feliz em ver todo mundo estudando grego – mesmo as menores crianças nas escolas elementares. Ele vai ao exame de um estudante que está se formando em grego e pergunta a ele: “Quais as idéias de Sócrates sobre a relação entre a Verdade e a Beleza?” – e o estudante não consegue responder. Então ele pergunta ao estudante: “O que Sócrates disse a Platão no Terceiro Simpósio?” O estudante fica feliz e prossegue: “Disse isso, aquilo, aquilo outro” – ele conta tudo o que Sócrates disse, palavra por palavra, em um grego muito bom.

Mas, no Terceiro Simpósio, Sócrates estava falando exatamente sobre a relação entre a Verdade e a Beleza!

O que esse erudito grego descobre é que os estudantes em outro país aprendem grego aprendendo primeiro a pronunciar as letras, depois as palavras e então as sentenças e os parágrafos. Eles podem recitar, palavra por palavra, o que Sócrates disse, sem perceber que aquelas palavras gregas realmente significam algo. Para o estudante, elas não passam de sons artificiais. Ninguém jamais as traduziu em palavras que os estudantes possam entender.

Eu disse: “É assim que me parece quando vejo os senhores ensinarem ‘ciência’ para as crianças aqui no Brasil” (Uma pancada, certo?)

Então eu ergui o livro de física elementar que eles estavam usando. “Não são mencionados resultados experimentais em lugar algum desse livro, exceto em um lugar onde há uma bola, descendo um plano inclinado, onde ele diz a distância que a bola percorreu em um segundo, dois segundos, três segundos, e assim por diante. Os números têm Erros – ou seja, se você olhar, você pensa que está vendo resultados experimentais, porque os números estão um pouco acima ou um pouco abaixo dos valores teóricos. O livro fala até sobre ter de corrigir os erros experimentais – muito bem. No entanto, uma bola descendo em um plano inclinado, se realmente for feito isso, tem uma inércia para entrar em rotação e, se você fizer a experiência, produzirá cinco sétimos da resposta correta, por causa da energia extra necessária para a rotação da bola. Dessa forma, o único exemplo de ‘resultados’ experimentais é obtido de uma experiência falsa. Ninguém jogou tal bola, ou jamais teriam obtido tais resultados!”

“Descobri mais uma coisa”, eu continuei. “Ao folhear o livro aleatoriamente e ler uma sentença de uma página, posso mostrar qual é o problema – como não há ciência, mas memorização, em todos os casos. Então, tenho coragem o bastante para folhear as páginas agora em frente a este público, colocar meu dedo em uma página, ler e provar para os senhores.”

Eu fiz isso. Brrrrrrrup – coloquei meu dedo e comecei a ler: “Triboluminescência. Triboluminescência é a luz emitida quando os cristais são friccionados…”

Eu disse: “E aí, você teve alguma ciência? Não! Apenas disseram o que uma palavra significa em termos de outras palavras. Não foi dito nada sobre a natureza – quais cristais produzem luz quando você os fricciona, por que eles produzem luz? Alguém viu algum estudante ir para casa e experimentar isso? Ele não pode”.

“Mas, se em vez disso, estivesse escrito: ‘Quando você pega um torrão de açúcar e o fricciona com um par de alicates no escuro, pode-se ver um clarão azulado. Alguns outros cristais também fazem isso. Ninguém sabe o motivo. O fenômeno é chamado triboluminescência’. Aí alguém vai para casa e tenta. Nesse caso, há uma experiência da natureza.” Usei aquele exemplo para mostrar a eles, mas não faria qualquer diferença onde eu pusesse meu dedo no livro; era assim em quase toda parte.

Por fim, eu disse que não conseguia entender como alguém podia ser educado neste sistema de autopropagação, no qual as pessoas passam nas provas e ensinam os outros a passar nas provas, mas ninguém sabe nada. “No entanto”, eu disse, “devo estar errado. Há dois estudantes na minha sala que se deram muito bem, e um dos físicos que eu sei que teve sua educação toda no Brasil. Assim, deve ser possível para algumas pessoas achar seu caminho no sistema, ruim como ele é.”

Bem, depois de eu dar minha palestra, o chefe do departamento de educação em ciências levantou e disse: “O Sr. Feynman nos falou algumas coisas que são difíceis de se ouvir, mas parece que ele realmente ama a ciência e foi sincero em suas críticas. Assim sendo, acho que devemos prestar atenção a ele. Eu vim aqui sabendo que temos algumas fraquezas em nosso sistema de educação; o que aprendi é que temos um câncer!” – e sentou-se.

Isso deu liberdade a outras pessoas para falar, e houve uma grande agitação. Todo mundo estava se levantando e fazendo sugestões. Os estudantes reuniram um comitê para mimeografar as palestras, antecipadamente, e organizaram outros comitês para fazer isso e aquilo.

Então aconteceu algo que eu não esperava de forma alguma. Um dos estudantes levantou-se e disse: “Eu sou um dos dois estudantes aos quais o Sr. Feynman se referiu ao fim de seu discurso. Eu não estudei no Brasil; eu estudei na Alemanha e acabo de chegar ao Brasil”.

O outro estudante que havia se saído bem em sala de aula tinha algo semelhante a dizer. O Professor que eu havia mencionado levantouse e disse: “Estudei aqui no Brasil durante a guerra quando, felizmente, todos os professores haviam abandonado a universidade: então aprendi tudo lendo sozinho. Dessa forma, na verdade, não estudei no sistema brasileiro”.

Eu não esperava aquilo. Eu sabia que o sistema era ruim, mas 100 por cento – era terrível!

Uma vez que eu havia ido ao Brasil por um programa patrocinado pelo Governo dos Estados Unidos, o Departamento de Estado pediu me que escrevesse um relatório sobre minhas experiências no Brasil, e escrevi os principais pontos do discurso que eu havia acabado de fazer. Mais tarde descobri, por vias secretas, que a reação de alguém no Departamento de Estado foi: “Isso prova como é perigoso mandar alguém tão ingênuo para o Brasil. Pobre rapaz; ele só pode causar problemas. Ele não entendeu os problemas”. Bem pelo contrário! Acho que essa pessoa no Departamento de Estado era ingênua em pensar que, porque viu uma universidade com uma lista de cursos e descrições, era assim que era.

[Fonte: O Senhor está Brincando, Sr. Feynman? – Richard P. Feynman. Blog Ciência - a vela no escuro]

quinta-feira, 19 de maio de 2011

Buracos de minhoca

Segundo os físicos, um buraco de minhoca é tão parecido com um buraco negro que seria impossível distinguir um do outro. Ambos afetam a matéria à sua volta da mesma maneira, já que os dois distorcem o tecido do espaço-tempo ao seu redor da mesma forma.

O que poderia distinguir os dois seria a radiação de Hawking, uma emissão de partículas e luz que somente se originaria nos buracos negros. Mas essa radiação, com seu espectro de energia característico, é tão fraca que seria completamente tragada por outros fontes de energia - até mesmo pela radiação de fundo, um "brilho" de microondas deixado por todo o espaço pelo Big Bang.

Outra diferença seria que o buraco de minhoca não possui horizonte de eventos, a fronteira além da qual nada consegue escapar de um buraco negro. Isto significa que algo poderia entrar no buraco de minhoca e sair novamente, o que não é possível nos buracos negros. Os teóricos afirmam que existem até mesmo buracos de minhoca em circuito fechado, cuja saída coincide com sua própria entrada, não levando a outros universos.

Imagens de Buracos de minhoca




Buracos negros, distorção do espaço, lentes gravitacionais

Profa. Thaisa Storchi Bergmann


Hoje em dia acredita-se que existam buracos negros supermassivos (com massas que vão de um milhâo a um bilhão de massas solares) no centro da maioria das galáxias. Ao acretar matéria, estes buracos negros dão origem ao que chamamos de "Núcleo Ativo de Galáxia", cuja categoria engloba também os Quasares. Estes núcleos ativos, como os Quasares, tem uma emissão de energia (que vai de ondas de rádio até raios-gamma) que não pode ser explicada como sendo devido à energia nuclear das suas estrelas, mas pode ser explicada como sendo devida à transformação de energia gravitacional de matéria caindo no buraco negro.

Acesse o hipertexto sobre buracos negros: http://www.if.ufrgs.br/~thaisa/bn/index.htm

A primeira ilustração mostra uma rádio-galáxia no núcleo da qual acredita-se existir um buraco negro supermassivo que, ao mesmo tempo que acreta matéria, emite jatos rádio. A quantidade de energia emitida é da ordem de 1046 ergs/s. (1) Sabendo que se estima que a atividade nuclear dure cerca de 108 anos, e sabendo que a energia emitida pela explosão de uma supernova é igual a 1051 ergs, calcule quantas supernovas seriam necessárias para explicar esta emissão de energia. Comente sobre este número de supernovas, considerando que uma galáxia típica tem cerca de 1010 a 1011 estrelas. (2) A fonte de energia dos AGNs acredita-se ser a energia gravitacional liberada por matéria que cai para dentro do buraco negro. Calcule esta energia como sendo a energia gravitacional liberada por um corpo de massa M que se contrai até um raio igual a 5 vezes o seu raio de Schwarzschild.

(3) O que é o raio de Schwarzschild? Calcule o seu valor para: (a) a Terra, (b) o Sol, (c) uma massa de 106 massas solares, como o que existe no centro da Via Láctea.

(4) Vá para a seção 4 do texto (Distorção do Espaço) e entenda a geometria e o efeito de uma lente gravitacional. (a) Use a expressão para a distorção causada pela lente gravitacional para calcular qual o valor de 'r' para o Sol para que o ângulo de desvio seja de 0.5 segundos de arco. (b) Faça o mesmo para uma galáxia com massa de 1011 massas solares.

(5) Agora vá para a seção de links e acesse "Falling into a Black hole". Acesse a simulação "Approaching the black hole". Depois de ver o filme, clique em "Approaching the black hole" (nesta nova página, depois de terminar o filme) para ler a explicação passo a passo do que acontece no filme. Em particular, observe as ilustrações na seção "Gravitacional distortion of images". A explicação encontra-se traduzida para o Portugues abaixo. Embora a simulação mostre o que veríamos ao nos aproximarmos de um buraco negro, na prática, não sobreviverimaos a tal aproximação. Para verificar isto, calcule a força de maré a que estaria submetido um ser humano ao aproximar-se de um buraco negro estelar de 10 massas solares. Compare com uma referência conhecida, por exemplo, com o peso de alguma coisa aqui na Terra. Lembre-se que esta seria a força diferencial entre sua cabeça e seus pés, ou seja, é como se voce estivesse pendurado pelos seus braços e tivesse amarrado aos seus pés este peso...

(6) Volte para o hipertexto e observe agora as simulações do final da seção 3.2 (A esfera de fótons). Explique o que observa em cada filme.

(7) O que é a esfera de fótons?

(8) O que é um buraco negro estelar? Como se forma? (9) E um supermassivo?

(9) A acresção como fonte de energia: compare a energia liberada por uma grama de matéria nas reações nucleares dentro de uma estrela com a energia gravitacional liberada fazendo uma grama cair de uma distância infinita até 5 raios de Schwarzschild de um buraco negro de 5 massas solares. Qual seria a energia liberada se a acresção não fosse a um buraco negro, mas a uma estrela como o Sol?

(10) O que é um disco de acreção?

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Tradução do texto explicativo sobre o filme "Aproaching the Black Hole", em Portugues, Aproximando-se de um Buraco Negro, por Andrew Hamilton (http://casa.colorado.edu/~ajsh/schw.shtml)

O Sistema Estelar


A ilustração mostra um sistema de estrelas fictício e a nossa trajetória dentro dele, que termina no buraco negro .

O sistema é quadrúplo, um binário binário, o primeiro sistema consistindo de uma estrela azul de 60 massas solares e um buraco negro de 30 massas solares como companheiro. O segundo sistema binário consiste de uma estrela verde e uma amarela.

A estrela azul, com 60 massas solares, é a estrela mais massiva; está na fase de sequencia principal, e tem um raio de cerca de 20 vezes o raio do Sol. A estrela amarela tem 15 raios solares e a verde 10 raios solares. As estrelas amarela e verde possuem um raio maior que as estrelas da sequencia principal que possuem as mesmas cores. Elas aparentam ser estrelas da pré-sequencia principal pois se formaram recentemente, apenas há uns 100 mil anos.

As estrelas que dão origem a buracos negros são estrelas massivas, que explodem como super novas. Então, se você quer procurar um buraco negro em um sistema de estrelas, um bom lugar é um sistema com estrelas muito massivas como este.

Se a estrela azul estivesse perdendo massa e formando um disco de acresção em torno do buraco negro, então este sistema seria um exemplo de um sistema vbinário de raios-X de alta massa como o conhecido "CYGNUS X-1".


Uma visão de longe

Começamos olhando o sistema de estrelas a uma distância de 1 milhão de raios de Schwarzschild, a 100 milhões de qilometros do buraco negro.

O raio de Schwarzschild de um buraco negro, raio de dentro do qual nem a luz consegue escapar, é proporcional a sua massa, e é igual a 100 quilometros para um buraco negro de 30 massas solares.


Trajetória


Este plano mostra uma visão da nossa trajetória em direção ao buraco negro. A trajetória em queda livre é um tanto especial, porque ela nos põe ( temporariamente) em uma órbita circular sem exigir o poder de um foguete.

A órbita circular a 2 raios de Schwarzschild do buraco negro é instável, um tipo de órbita circular que existe na teoria Geral da Relatividade e não na gravitação Newtoniana. Um pequeno empurrão poderia nos mandar de volta para uma região mais segura, distante do buraco negro, ou nos mandar para dentro do burago negro. A órbita instável a 2 raios de Schwarzschild é a órbita que corresponde a energia cinética zero (consequentemente velocidade zero) no infinito.


Forças de maré

Estamos a 100 raios de Schwarzschild do buraco negro.

A força de maré, força diferencial entre a sua cabeça e os seus dedos do pé, é agora de 1g.

A força de maré aumenta rapidamente ao cairmos em queda livre para dentro. A força de maré varia com M /r3 a uma distância r do buraco negro de massa M.

Enquanto espicha-nos radialmente, a força de maré também comprime-nos lateralmente. Que maneira de emagrecer (!).

Anel de Einstein

Estamos a 26 raios de Schwarzschild do buraco negro.

Na imagem da estrela azul vemos o "anel de Einstein". Qualquer massa, e não apenas um buraco negro, irá curvar a luz de um objeto precisamente atrás dele, formando um anel de Einstein. Entretanto, anéis grandes (observáveis) requerem potenciais gravitacionais profundos (massas grandes). São conhecidos vários exemplos de anéis de Einstein na astronomia, e este número está crescendo na medida em que a qualidade de imagem dos instrumentos astronômicos vai melhorando.


Distorções Gravitacionais de uma Imagem

As ilustrações mostram a maneira como as imagens são gravitacionalmente distorcidas por uma concentraçaõ de massa. Esta massa curva a luz ao redor dela, como uma lente.

Assim, uma massa (a lente) que está em primeiro plano (marca vermelha) parece repelir a imagem de um objeto que se encontra atrás dela radialmente para fora. A repulsão espicha a imagem na direção transversal. Isto acontece porque as partes mais próximas são repelidas ou empurradas mais do que as mais distantes, e o resultado é que as imagens aparecem comprimidas radialmente. Podem aparecer múltiplas imagens se o potencial gravitacional da lente for suficientemente profundo (grande).

No caso ilustrado, a lente é o buraco negro. Qualquer raio de luz que vier de uma distância menor ou igual a 1,5 raios de Schwarzchild do buraco negro cai para dentro do mesmo. As linhas vermelhas delimitam a região escura, dentro da qual não aparecem imagens de objetos de fundo.

Todas as massas defletem a luz, não somente os buracos negros, mas grandes distorções somente ocorrem em torno de grandes (profundos) potenciais gravitacionais. Um bom exemplo são os arcos vistos em aglomerados de galáxias massivos como ABELL 2218.


Superfície de Schwarzschild

Estamos a 10 raios de Schwarzschild do buraco negro.

A superfície de Schwarzschild é o horizonte do buraco negro, de dentro do qual nada, nem a luz, pode escapar. A rede vermelha na superfície de Schwarzschild é falsa, é sòmente uma representação para delimitar o horizonte de eventos. Na verdade, esta superfície é totalmente escura. A uma distância menor do que 1.5 raios de Schwarzschild, poderiamos observar a parte de trás de nossa cabeça, e tudo o que estivesse atrás de nós, devido ao forte campo gravitacional que faz com que a radiação seja capturada e circunde o buraco negro.

Se a superfície de Schwarzschild emittisse radiação, do nosso ponto de vista a 10 raios de Schwarzschild, esta radiação seria desviada infinitamente para o vermelho e se atrasaria infinitamente para chegar até nós. Uma pessoa caindo através da superfície de Schwarzschild diante de nós, pareceria estancar seu movimento na superfície, levando um tempo infinito para cair.

Hoje sabemos que a superfície de Schwarzschild não é completamente negra. Ela emite radiações Hawking, que é uma radiação térmica (de corpo negro) produzida por efeitos quânticos: o forte campo gravitacional na vizinhança do buraco negro modifica as flutuações do vácuo. Para um buraco negro com 30 massas solares, a temperatura de radiação Hawking é pequena, apenas 2x10-9 Kelvin. O comprimento de onda do pico do espectro do corpo negro é mais ou menos igual ao raio de Schwarzschild.

Embora classicamente a luz de uma pessoa que esteja caindo para dentro do buraco negro devesse se desviar para o vermelho infinitamente, quanticamente há um limite para o comprimento de onda da radiação que seria o raio do buraco negro. Depois disso a pessoa torna-se indiscernível da radiação térmica Hawking. Assim, embora classicamente a pessoa leve um tempo infinito para cair, quatum-mecanicamente a pessoa desaparece em um tempo finito.

A Menor Órbita Estável

Estamos a 3 raios de Schwarzschild do centro de singularidade do buraco negro.

Este raio marca a localização da menor órbita circular estável ao redor do buraco negro. Para fora, todas órbitas circulares são estáveis. A borda interna de um disco de acresção estaria localizada por aqui.

De qualquer maneira, nós não estamos nesta órbita: teríamos que frear nosso movimento de queda livre com algum tipo de motor. Estamos é caindo em queda livre em direção à singularidade central!

fonte: http://www.if.ufrgs.br/~thaisa/fis2004/bn.htm

Buracos negros, distorção do espaço, lentes gravitacionais

Profa. Thaisa Storchi Bergmann


Hoje em dia acredita-se que existam buracos negros supermassivos (com massas que vão de um milhâo a um bilhão de massas solares) no centro da maioria das galáxias. Ao acretar matéria, estes buracos negros dão origem ao que chamamos de "Núcleo Ativo de Galáxia", cuja categoria engloba também os Quasares. Estes núcleos ativos, como os Quasares, tem uma emissão de energia (que vai de ondas de rádio até raios-gamma) que não pode ser explicada como sendo devido à energia nuclear das suas estrelas, mas pode ser explicada como sendo devida à transformação de energia gravitacional de matéria caindo no buraco negro.

Acesse o hipertexto sobre buracos negros: http://www.if.ufrgs.br/~thaisa/bn/index.htm

A primeira ilustração mostra uma rádio-galáxia no núcleo da qual acredita-se existir um buraco negro supermassivo que, ao mesmo tempo que acreta matéria, emite jatos rádio. A quantidade de energia emitida é da ordem de 1046 ergs/s. (1) Sabendo que se estima que a atividade nuclear dure cerca de 108 anos, e sabendo que a energia emitida pela explosão de uma supernova é igual a 1051 ergs, calcule quantas supernovas seriam necessárias para explicar esta emissão de energia. Comente sobre este número de supernovas, considerando que uma galáxia típica tem cerca de 1010 a 1011 estrelas. (2) A fonte de energia dos AGNs acredita-se ser a energia gravitacional liberada por matéria que cai para dentro do buraco negro. Calcule esta energia como sendo a energia gravitacional liberada por um corpo de massa M que se contrai até um raio igual a 5 vezes o seu raio de Schwarzschild.

(3) O que é o raio de Schwarzschild? Calcule o seu valor para: (a) a Terra, (b) o Sol, (c) uma massa de 106 massas solares, como o que existe no centro da Via Láctea.

(4) Vá para a seção 4 do texto (Distorção do Espaço) e entenda a geometria e o efeito de uma lente gravitacional. (a) Use a expressão para a distorção causada pela lente gravitacional para calcular qual o valor de 'r' para o Sol para que o ângulo de desvio seja de 0.5 segundos de arco. (b) Faça o mesmo para uma galáxia com massa de 1011 massas solares.

(5) Agora vá para a seção de links e acesse "Falling into a Black hole". Acesse a simulação "Approaching the black hole". Depois de ver o filme, clique em "Approaching the black hole" (nesta nova página, depois de terminar o filme) para ler a explicação passo a passo do que acontece no filme. Em particular, observe as ilustrações na seção "Gravitacional distortion of images". A explicação encontra-se traduzida para o Portugues abaixo. Embora a simulação mostre o que veríamos ao nos aproximarmos de um buraco negro, na prática, não sobreviverimaos a tal aproximação. Para verificar isto, calcule a força de maré a que estaria submetido um ser humano ao aproximar-se de um buraco negro estelar de 10 massas solares. Compare com uma referência conhecida, por exemplo, com o peso de alguma coisa aqui na Terra. Lembre-se que esta seria a força diferencial entre sua cabeça e seus pés, ou seja, é como se voce estivesse pendurado pelos seus braços e tivesse amarrado aos seus pés este peso...

(6) Volte para o hipertexto e observe agora as simulações do final da seção 3.2 (A esfera de fótons). Explique o que observa em cada filme.

(7) O que é a esfera de fótons?

(8) O que é um buraco negro estelar? Como se forma? (9) E um supermassivo?

(9) A acresção como fonte de energia: compare a energia liberada por uma grama de matéria nas reações nucleares dentro de uma estrela com a energia gravitacional liberada fazendo uma grama cair de uma distância infinita até 5 raios de Schwarzschild de um buraco negro de 5 massas solares. Qual seria a energia liberada se a acresção não fosse a um buraco negro, mas a uma estrela como o Sol?

(10) O que é um disco de acreção?

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Tradução do texto explicativo sobre o filme "Aproaching the Black Hole", em Portugues, Aproximando-se de um Buraco Negro, por Andrew Hamilton (http://casa.colorado.edu/~ajsh/schw.shtml)

O Sistema Estelar


A ilustração mostra um sistema de estrelas fictício e a nossa trajetória dentro dele, que termina no buraco negro .

O sistema é quadrúplo, um binário binário, o primeiro sistema consistindo de uma estrela azul de 60 massas solares e um buraco negro de 30 massas solares como companheiro. O segundo sistema binário consiste de uma estrela verde e uma amarela.

A estrela azul, com 60 massas solares, é a estrela mais massiva; está na fase de sequencia principal, e tem um raio de cerca de 20 vezes o raio do Sol. A estrela amarela tem 15 raios solares e a verde 10 raios solares. As estrelas amarela e verde possuem um raio maior que as estrelas da sequencia principal que possuem as mesmas cores. Elas aparentam ser estrelas da pré-sequencia principal pois se formaram recentemente, apenas há uns 100 mil anos.

As estrelas que dão origem a buracos negros são estrelas massivas, que explodem como super novas. Então, se você quer procurar um buraco negro em um sistema de estrelas, um bom lugar é um sistema com estrelas muito massivas como este.

Se a estrela azul estivesse perdendo massa e formando um disco de acresção em torno do buraco negro, então este sistema seria um exemplo de um sistema vbinário de raios-X de alta massa como o conhecido "CYGNUS X-1".



Uma visão de longe


Começamos olhando o sistema de estrelas a uma distância de 1 milhão de raios de Schwarzschild, a 100 milhões de qilometros do buraco negro.

O raio de Schwarzschild de um buraco negro, raio de dentro do qual nem a luz consegue escapar, é proporcional a sua massa, e é igual a 100 quilometros para um buraco negro de 30 massas solares.



Trajetória



Este plano mostra uma visão da nossa trajetória em direção ao buraco negro. A trajetória em queda livre é um tanto especial, porque ela nos põe ( temporariamente) em uma órbita circular sem exigir o poder de um foguete.

A órbita circular a 2 raios de Schwarzschild do buraco negro é instável, um tipo de órbita circular que existe na teoria Geral da Relatividade e não na gravitação Newtoniana. Um pequeno empurrão poderia nos mandar de volta para uma região mais segura, distante do buraco negro, ou nos mandar para dentro do burago negro. A órbita instável a 2 raios de Schwarzschild é a órbita que corresponde a energia cinética zero (consequentemente velocidade zero) no infinito.



Forças de maré


Estamos a 100 raios de Schwarzschild do buraco negro.

A força de maré, força diferencial entre a sua cabeça e os seus dedos do pé, é agora de 1g.

A força de maré aumenta rapidamente ao cairmos em queda livre para dentro. A força de maré varia com M /r3 a uma distância r do buraco negro de massa M.

Enquanto espicha-nos radialmente, a força de maré também comprime-nos lateralmente. Que maneira de emagrecer (!).





Anel de Einstein


Estamos a 26 raios de Schwarzschild do buraco negro.

Na imagem da estrela azul vemos o "anel de Einstein". Qualquer massa, e não apenas um buraco negro, irá curvar a luz de um objeto precisamente atrás dele, formando um anel de Einstein. Entretanto, anéis grandes (observáveis) requerem potenciais gravitacionais profundos (massas grandes). São conhecidos vários exemplos de anéis de Einstein na astronomia, e este número está crescendo na medida em que a qualidade de imagem dos instrumentos astronômicos vai melhorando.



Distorções Gravitacionais de uma Imagem


As ilustrações mostram a maneira como as imagens são gravitacionalmente distorcidas por uma concentraçaõ de massa. Esta massa curva a luz ao redor dela, como uma lente.

Assim, uma massa (a lente) que está em primeiro plano (marca vermelha) parece repelir a imagem de um objeto que se encontra atrás dela radialmente para fora. A repulsão espicha a imagem na direção transversal. Isto acontece porque as partes mais próximas são repelidas ou empurradas mais do que as mais distantes, e o resultado é que as imagens aparecem comprimidas radialmente. Podem aparecer múltiplas imagens se o potencial gravitacional da lente for suficientemente profundo (grande).

No caso ilustrado, a lente é o buraco negro. Qualquer raio de luz que vier de uma distância menor ou igual a 1,5 raios de Schwarzchild do buraco negro cai para dentro do mesmo. As linhas vermelhas delimitam a região escura, dentro da qual não aparecem imagens de objetos de fundo.

Todas as massas defletem a luz, não somente os buracos negros, mas grandes distorções somente ocorrem em torno de grandes (profundos) potenciais gravitacionais. Um bom exemplo são os arcos vistos em aglomerados de galáxias massivos como ABELL 2218.



Superfície de Schwarzschild


Estamos a 10 raios de Schwarzschild do buraco negro.

A superfície de Schwarzschild é o horizonte do buraco negro, de dentro do qual nada, nem a luz, pode escapar. A rede vermelha na superfície de Schwarzschild é falsa, é sòmente uma representação para delimitar o horizonte de eventos. Na verdade, esta superfície é totalmente escura. A uma distância menor do que 1.5 raios de Schwarzschild, poderiamos observar a parte de trás de nossa cabeça, e tudo o que estivesse atrás de nós, devido ao forte campo gravitacional que faz com que a radiação seja capturada e circunde o buraco negro.

Se a superfície de Schwarzschild emittisse radiação, do nosso ponto de vista a 10 raios de Schwarzschild, esta radiação seria desviada infinitamente para o vermelho e se atrasaria infinitamente para chegar até nós. Uma pessoa caindo através da superfície de Schwarzschild diante de nós, pareceria estancar seu movimento na superfície, levando um tempo infinito para cair.

Hoje sabemos que a superfície de Schwarzschild não é completamente negra. Ela emite radiações Hawking, que é uma radiação térmica (de corpo negro) produzida por efeitos quânticos: o forte campo gravitacional na vizinhança do buraco negro modifica as flutuações do vácuo. Para um buraco negro com 30 massas solares, a temperatura de radiação Hawking é pequena, apenas 2x10-9 Kelvin. O comprimento de onda do pico do espectro do corpo negro é mais ou menos igual ao raio de Schwarzschild.

Embora classicamente a luz de uma pessoa que esteja caindo para dentro do buraco negro devesse se desviar para o vermelho infinitamente, quanticamente há um limite para o comprimento de onda da radiação que seria o raio do buraco negro. Depois disso a pessoa torna-se indiscernível da radiação térmica Hawking. Assim, embora classicamente a pessoa leve um tempo infinito para cair, quatum-mecanicamente a pessoa desaparece em um tempo finito.





A Menor Órbita Estável



Estamos a 3 raios de Schwarzschild do centro de singularidade do buraco negro.

Este raio marca a localização da menor órbita circular estável ao redor do buraco negro. Para fora, todas órbitas circulares são estáveis. A borda interna de um disco de acresção estaria localizada por aqui.

De qualquer maneira, nós não estamos nesta órbita: teríamos que frear nosso movimento de queda livre com algum tipo de motor. Estamos é caindo em queda livre em direção à singularidade central!

fonte: http://www.if.ufrgs.br/~thaisa/fis2004/bn.htm

Lentes gravitacionais

Sabemos que o campo gravitacional de um corpo atrai outros corpos materiais. Isso é conhecidos há muito tempo e foi formalizado com as leis da gravitação clássica, de Newton. Um campo gravitacional suficientemente intenso também é capaz de desviar a trajetória da luz. A explicação mais adequada para este fenômeno vem da Teoria da Relatividade Geral: a gravidade muda a geometria do espaço (do espaço-tempo, na verdade) localmente. Ou seja, onde há um campo gravitacional forte, o espaço se curva e a luz segue então uma trajetória igualmente curva no espaço em torno de um objeto massivo.




A figura acima mostra dois feixes de luz saindo de uma mesma fonte (uma estrela ou galáxia) e sofrendo um desvio ao passar por um campo gravitacional (centro da figura), chegando portanto, através de caminhos distintos, à Terra. Vista no céu, esta situação seria como a parte à direita da figura abaixo, onde veríamos imagens repetidas de uma mesma fonte astronômica (em amarelo), sendo que o objeto que causou os desvios nas trajetórias da luz é visto entre as duas imagens, em azul. A parte da esquerda da figura mostra a situação física real, na ausência deste efeito gravitacional, a que chamamos de lente gravitacional. Este termo é próprio, pois o campo gravitacional do objeto situado no caminho entre a fonte e a Terra funciona como uma lente.





Imagens repetidas de um mesmo objeto, à direita, devidas ao campo gravitacional de um outro, situado na linha de visada.

Imaginemos agora que a fonte de luz distante seja uma galáxia, cuja luz está espalhada ao invés de concentrada em um único ponto no céu. A luz proveniente de diferentos pontos da fonte sofrerá desvios diferentes ao passar pelo campo gravitacional do objeto massivo no meio do caminho. O resultado disso, exemplificado na próxima figura, é um arco, que pode mesmo formar um anel, em torno do objeto massivo.


Caso semelhante à figura anterior, mas agora a fonte de luz é um objeto extenso, ao invés de pontual.

Lentes gravitacionais são de fato observadas. Este efeito foi observado pela primeira vez em 1919, durante um eclipse total do Sol. Astrônomos constataram um desvio na posição das estrelas no céu situadas próximas ao Sol. A amplitude deste desvio foi compatível com a previsão da Teoria da Relatividade para o caso do campo gravitacional solar. Este foi um dos primeiros testes bem sucedidos da Relatividade.

Modernamente, os efeitos de lente gravitacional são observados na luz de estrelas da Galáxia (ou de galáxias próximas à nossa), fenômeno que chamamos de microlentes gravitacionais, bem como em imagens de galáxias distante, em geral além de aglomerados de galáxias .

fonte: http://www.if.ufrgs.br/oei/cgu/gravlens.htm

quarta-feira, 11 de maio de 2011

FIQUE DE OLHO

EQUIPE HORUS DE ENSINO



EQUIPE HORUS DE ENSINO UMA EXCFELENTE OPÇÃO.

Equipe Horus de ensino

terça-feira, 10 de maio de 2011

Fique de olho

Vão até o próximo dia 16/05 as inscrições para contratação temporária de professores com atuação nos anos finais do Ensino Fundamental, Ensino Médio e Educação Profissional de Nível Médio para o ano letivo de 2011, em cadastro reserva, conforme a Resolução nº 4.697.

Para participar é necessário preencher o formulário eletrônico, escolhendo o município de preferência, e imprimir a comprovação de inscrição. Há vagas para as disciplinas que compõem a Base Nacional Comum e da Educação Profissional de Nível Médio. Saiba mais.

Os critérios de desempate para lotação do candidato são:


I – TÍTULOS


PONTUAÇÃO


I – Licenciatura Plena e/ou formação específica prevista na legislação em vigor para lecionar as disciplinas do currículo oficial, para regência de turmas dos anos finais do Ensino Fundamental, Ensino Médio e Cursos de Educação Profissional de Nível Médio.


OBRIGATÓRIO

I – Licenciatura Plena e/ou formação específica prevista na legislação em vigor para lecionar as disciplinas do currículo oficial, para regência de turmas dos anos finais do Ensino Fundamental, Ensino Médio e Cursos de Educação Profissional de Nível Médio.


OBRIGATÓRIO

III – Outra Licenciatura Plena diversa da apresentada para contratação.
01(um) ponto

IV - Pós-Graduação lato sensu de especialização na área de educação, com carga horária mínima de 360 horas.


V- Pós-Graduação stricto sensu (mestrado e/ou doutorado) na área apresentada para contratação.

02(dois) pontos

02(dois) pontos

II – COMPROVAÇÃO DE EXPERIÊNCIA COMO REGENTE DE TURMA EM UNIDADE ESCOLAR DA SECRETARIA ESTADUAL DE EDUCAÇÃO DO RJ


TEMPO DE SERVIÇO

PONTUAÇÃO

I – até um ano

02(dois) pontos

II – mais de um ano até dois anos

03(três) pontos

III - mais de dois anos até cinco anos

04(quatro) pontos

IV - mais de cinco anos

05 (cinco) pontos


III– COMPROVAÇÃO DE EXPERIÊNCIA COMO REGENTE DE TURMA EM ESCOLA MUNICIPAL, FEDERAL, DE OUTRO ESTADO DA FEDERAÇÃO OU PARTICULA


TEMPO DE SERVIÇO


PONTUAÇÃO

I – até um ano


01(um) ponto

II – mais de um ano até dois anos


02(dois) pontos

III - mais de dois anos até cinco anos


03(três) pontos

IV - mais de cinco anos


04 (quatro) pontos

Os candidatos selecionados deverão comparecer à Diretoria Regional de abrangência do município escolhido no dia e hora determinados levando os seguintes documentos (original e cópia):

* Carteira de Identidade;
* Carteira de Trabalho e Previdência Social – CTPS;
* CPF;
* Título de Eleitor, comprovando a quitação com a Justiça Eleitoral;
* PIS/PASEP;
* Certificado de reservista, conforme o caso;
* Comprovante de naturalização, quando for o caso;
* Comprovante de residência;
* Documentação comprobatória de experiência na área de atuação;
* Documentação comprobatória dos títulos que possui;
* Documentação comprobatória da habilitação para a função relativa à contratação.
* Atestado Médico Ocupacional.


Os documentos serão analisados pela equipe de Inspeção Escolar para habilitação dos professores.

Em caso de dúvidas, o candidato deve entrar em contato com a Coordenadoria de Seleção e Controle de Pessoas, nos telefones (21) 2333-0682 e (21) 2333-0693.

Para maiores informações: http://www.educacao.rj.gov.br/index5.aspx?tipo=secao&idsecao=354

quarta-feira, 4 de maio de 2011

Galileu Galilei

“Eu, Galileu, filho do falecido Vincenzo Galilei, florentino, de setenta anos de idade, intimado pessoalmente à presença deste tribunal e ajoelhado diante de vós, Eminentíssimos e Reverendíssimos Senhores Cardeais Inquisidores-Gerais contra a gravidade herética em toda a comunidade cristã, tendo diante dos olhos e tocando com as mãos os Santos Evangelhos, juro que sempre acreditei, que acredito, e, mercê de Deus, acreditarei no futuro, em tudo quanto é defendido, pregado e ensinado pela Santa Igreja Católica e Apostólica. Mas, considerando que (... ) escrevi e imprimi um livro no qual discuto a nova doutrina (o heliocentrismo) já condenada e aduzo argumentos de grande força em seu favor, sem apresentar nenhuma solução para eles, fui, pelo Santo Oficio, acusado de veementemente suspeito de heresia, isto é, de haver sustentado e acreditado que o Sol está no centro do mundo e imóvel, e que a Terra não está no centro, mas se move; desejando eliminar do espírito de Vossas Eminências e de todos os cristãos fiéis essa veemente suspeita concebida mui justamente contra mim, com sinceridade e fé verdadeira, abjuro, amaldiçôo e detesto os citados erros e heresias, e em geral qualquer outro erro, heresia e seita contrários à Santa Igreja, e juro que no futuro nunca mais direi nem afirmarei, verbalmente nem por escrito, nada que proporcione motivo para tal suspeita a meu respeito."

Era o dia 22 de junho de 1633. Numa sala do convento dominicano de Santa Maria Sopra Minerva, em Roma, encerrava-se um dos episódios mais controvertidos da história: o julgamento de Galileu Galilei pela Santa Inquisição, sua condenação e subseqüente renúncia à crença de que a Terra gira em torno do Sol. Além da retratação, o Tribunal do Santo Oficio impôs a Galileu a pena de prisão domiciliar perpétua e a repetição, semanal, por três anos, dos sete salmos penitenciais.

Lido o veredicto e cumprida a cerimônia de abjuração pública (ao término da qual, segundo contam alguns, Galileu teria murmurado ironicamente: "eppur si muove " - "e, no entanto, ela se move"), o sábio recolheu-se à residência do grão-duque da Toscana, seu velho amigo, onde começou a cumprir a sentença. Pouco depois, alojou-se por algum tempo no palácio do arcebispo Piccolomini, em Siena, mudando-se finalmente para Florença, onde passaria seus últimos anos de vida.

Este período final foi bastante penoso para o cientista, pois, em 1638, a cegueira total o atingiu. Em carta a um amigo, desabafava seu sofrimento: "Ai de mim! O vosso amigo e servo Galileu tem estado no último mês desesperadamente cego, de modo que este céu, esta Terra, este Universo, que eu, por maravilhosos descobrimentos e claras demonstrações, alarguei cem mil vezes além da crença dos sábios da antigüidade, se reduzem, daqui por diante, para mim, a um diminuto espaço preenchido pelas minhas próprias sensações corpóreas".


Rodeado de amigos e discípulos, Galileu morreria a 8 de janeiro de 1642. Seus companheiros quiseram erguer um monumento em sua homenagem, mas o papa Urbano VIII vetou a proposição, alegando que ela seria um mau exemplo para os fiéis, visto que o morto "dera origem ao maior escândalo de toda a cristandade".

Suas obras foram incluídas no Index dos livros proibidos pela Igreja, juntamente com as de Kepler e Copérnico. Tais publicações seriam liberadas somente em 1822, mas as idéias que defendiam divulgaram-se muito antes.

Galileu Galilei nasceu em Pisa, a 15 de fevereiro de 1564, filho de Vincenzo Galilei e Julia Ammanati di Pescia. O pai, membro empobrecido da pequena nobreza, era músico e mercador, homem de cultura respeitada e um espírito contestador das idéias vigentes. Entretanto, Vincenzo desejava uma sólida posição social para seu filho, e por isso induziu-o à carreira médica.

Assim, após completar seus primeiros estudos em Pisa e na escola dos jesuítas do mosteiro de Vallombrosa, perto de Florença, com apenas dezessete anos, Galileu ingressava na Universidade de Pisa como estudante de Medicina. Entretanto, já no segundo ano do curso - que jamais concluiu, por falta de interesse pela matéria - ele descobriu a Física e a Matemática, realizando sua primeira observação importante: a oscilação de um pêndulo apresenta uma freqüência constante, independentemente de sua amplitude (quando esta é muito pequena). Na mesma época, inventou o pulsillogium, espécie de relógio utilizada para medir a pulsação.


O encontro de sua verdadeira vocação científica levou-o a abandonar a universidade, apesar do descontentamento do pai. Voltando para Florença, em 1585, dedicou-se por conta própria aos novos estudos, mantendo um contato permanente com os intelectuais da cidade que freqüentavam a casa paterna, o que enriqueceu bastante sua formação filosófica e literária.

Prosseguindo suas experiências, notadamente no campo da mecânica aplicada, Galileu inventou uma balança hidrostática, sobre a qual escreveu um tratado, que terminou por atrair a atenção do grão-duque da Toscana, Fernando de Medici. Isto valeu-lhe, em 1589, a nomeação para lente de Matemática da Universidade de Pisa. Três anos mais tarde, o cientista transferiu-se para Pádua, onde, ainda sob a proteção de Fernando de Medici, assumiu a Cátedra de Matemática.

Nesta cidade, Galileu viveu dezoito anos, e aí realizou a parte mais importante de sua obra: a formulação das leis do movimento dos corpos em queda livre e dos projéteis, e a defesa do sistema heliocêntrico do Universo. Em ambos os casos, ele investiu contra as doutrinas oficiais da época - que se baseavam nas concepções do filósofo grego Aristóteles -, atraindo, com isso, a ira dos doutores da Igreja.

Aristóteles viveu entre 384 e 322 a.C. Segundo ele, a Terra encontra-se imóvel no centro do Universo, rodeada por nove esferas concêntricas e transparentes. Nessas, a camada mais interna é formada pela Lua, seguida pelas esferas dos planetas Mercúrio e Vênus, e, depois, pela do Sol, Marte, Júpiter e Saturno. A oitava região corresponde às estrelas e a última ao Primeiro Motor - Deus - que imprime movimento a todo o sistema.

No mundo de Aristóteles, cada coisa tem seu lugar, onde deve permanecer. Quando, por qualquer razão, algo se desloca de sua posição "natural", tende a reassumi-la imediatamente, animando-se de um "movimento natural": uma pedra, se elevada do chão, nele recairá, pois esse é o seu lugar. E isso, no entanto, não se aplica apenas aos objetos inanimados. Os pássaros voam e os peixes nadam porque esta é a sua natureza. E, o que é mais importante, eles existem exatamente para voar e nadar.

Esses exemplos também ilustram uma das idéias fundamentais da doutrina de Aristóteles: a da existência de causas finais no Universo, que faz com que todas as coisas sempre atuem visando a atingir determinados objetivos.

Durante muito tempo, essa filosofia constituiu um entrave ao desenvolvimento científico, pois suas explicações limitavam-se a postular um fim apropriado para cada fenômeno, sem verificar como ele ocorria.

No início de 1543 foi publicado, em Nuremberg, um livro de autoria do cônego prussiano Nicolau Copérnico, intitulado De revolutionibus orbium coelestium. Suas primeiras vinte páginas continham uma síntese da tese revolucionária defendida pela obra: o Universo ocupa um espaço finito, limitado pela esfera das estrelas lixas, ao centro do qual encontra-se, imóvel, o Sol. Ao redor deste astro giram, sucessivamente, os planetas Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter e Saturno, enquanto a Lua se move em torno da Terra. Para o autor, a aparente revolução diária do firmamento terrestre é uma conseqüência do movimento de rotação da Terra em torno de seu próprio eixo.

Assim, Copérnico retirou a Terra do centro do mundo, colocando em seu lugar o Sol. Essa idéia ousada, no entanto, apesar de contrariar frontalmente os cânones oficiais, não levantou imediatamente a ira da Igreja, pois o sistema heliocêntrico de Copérnico, além de pouco divulgado, explicava os movimentos celestes de forma pouco satisfatória.

De fato, Copérnico, seguindo a tradição, não conseguira se libertar da tirania do movimento circular; e, assim, também fora obrigado a introduzir rodas e mais rodas em seu Universo para que ele funcionasse. Além disso, o prefácio do De revolutionibus orbium coelestium trazia a seguinte observação tranqüilizadora: "Por favor, não tomeis isto a sério. É apenas um gracejo, destinado exclusivamente a matemáticos e, na verdade, muito improvável".

A tempestade que se abateria sobre o sistema heliocêntrico, "o maior escândalo da cristandade", somente ocorreu três quartos de século mais tarde, com o processo de Galileu. Entretanto, o germe fora lançado, e, no decorrer desse período, o heliocentrismo foi ganhando um número cada vez maior de adeptos, entre os quais se destacava a figura de Johannes Kepler.

Kepler fora assistente do dinamarquês Tycho Brahe. Os dados observados por este, no decorrer de toda uma existência dedicada à astronomia, permitiram a Kepler concluir, juntamente com Copérnico, que o Sol, e não a Terra, é que se encontra no centro do Universo; e - o que é mais importante que as órbitas dos planetas são elipses e não circunferências. Com isso, não só eliminava a principal objeção astronômica à hipótese de Copérnico, mas golpeava de morte o dogma circular, arrastando consigo uma parte do já vacilante edifício da cosmologia aristotélica. Contudo, os cálculos puramente astronômicos de Kepler não foram o elemento decisivo para produzir a grande revolução que conduziria a uma imagem completamente nova do Universo.

Essa tarefa coube a Galileu Galilei. Ao contrário do astrônomo alemão, que sempre viveu em países protestantes, fora do alcance da Inquisição, o cientista italiano pagou caro a sua audácia.

Tudo começou em 1609, com uma viagem de Galileu a Veneza, onde ouviu falar de um aparelho, construido por um artesão holandês, que fazia os objetos parecerem maiores e mais próximos: o telescópio. De volta a Pádua, conseguiu adquirir um desses instrumentos, com o qual passou a investigar o céu.

Em março de 1610, publicou um livro de apenas 24 páginas, intitulado Sidereus nuncius (Mensageiro das Estrelas), nele descrevendo algumas de suas observações com a luneta. Em primeiro lugar, verificara que "a superfície da Lua não é perfeitamente lisa, livre de desigualdades, nem exatamente esférica, como considera uma extensa escola de filósofos com respeito à Lua e aos demais corpos celestes; pelo contrário, está repleta de irregularidades, é desigual, cheia de cavidades e protuberâncias, tal qual a superfície da própria Terra, diversa por toda parte, com montanhas elevadas e vales profundos". O Mensageiro das Estrelas prosseguia narrando a descoberta de milhares de outras estrelas, além das observáveis a olho nu; e trazia no término uma revelação sensacional: "Fica a questão que se me afigura ser tida como a mais importante desta obra, isto é, a de eu revelar e publicar ao mundo o momento da descoberta e observação de quatro planetas nunca vistos, desde o começo do mundo até nossos dias". Galileu havia descoberto as quatro luas de Júpiter.


O livro contrastava vivamente com as obras de seus contemporâneos, que eram escritas em termos pomposos e repletas de palavreado vazio. O Mensageiro dasestrelas foi redigido num estilo direto, limitando-se a informar o indispensável. Além disso, ele atacava velhas crenças, e seu impacto sobre os meios acadêmicos foi imediato e fulminante: as montanhas e vales da Lua afirmavam a semelhança entre a matéria terrestre e a celeste; o insuspeitado número de estrelas, antes invisíveis, tornou absurda a noção de que elas haviam sido criadas para o deleite dos homens, uma vez que só podiam ser vistas com o auxílio de um aparelho especial; as luas de Júpiter, apesar de não provarem que Copémico tinha razão, abalavam a antiga idéia de que a Terra é o centro em tomo do qual tudo gira.

A reação dos colegas de Galileu ilustra a impertinência de suas descobertas: uns recusaram-se a utilizar a luneta, alegando falta de veracidade nas afirmações do cientista italiano; outros, mesmo constatando com seus próprios olhos a forma do relevo lunar e os satélites de Júpiter, explicavam essa visão como produto de algum fenômeno atmosférico, ou mesmo de uma impostura.

Mas Galileu tinha mais novidades a comunicar aos cientistas da época. Assim, em agosto de 1610, ele anunciou uma nova descoberta, que divulgou nos meios intelectuais: "Observai o planeta mais alto (Saturno) em forma trigêmea". Na realidade ele avistara os anéis desse astro, mas, como seu telescópio era pouco potente, julgou que Saturno possuísse dois satélites.

Um mês depois, ele voltou a sacudir seus contemporâneos ao proclamar a descoberta do planeta Vênus. Afirmou que Vênus apresenta fases, como a Lua, e que estas variam desde a foice até o disco total (e vice-versa). Para Galileu, tal fato vinha confirmar a tese de que Vênus e os demais planetas giram em torno do Sol.

As descobertas astronômicas de 1610 tornaram-no famoso, e, em 1611, ele foi designado matemático da corte do duque da Toscana, em Florença. Nessa cidade, viu-se envolvido, em 1613, em uma controvérsia sobre a prioridade da descoberta das manchas solares, que ele reclamava para si, mas cuja autoria também vinha sendo reivindicada por outro cientista, um influente padre jesuíta alemão, Christoph Scheiner. A disputa, que logo enveredou pelo terreno teológico, uniu toda a ordem dos jesuítas contra Galileu, que teve, então, seu primeiro contato com a Inquisição: esta, pela pessoa do cardeal Roberto Bellarmino, proibiu-o, semi-oficialmente, de divulgar as idéias de Copérnico, que defendera no decorrer da polêmica e em ocasiões posteriores. Era a primeira vez que a Igreja fazia alguma restrição aberta à teoria do heliocentrismo; mas, daí para a frente, a reação eclesiástica seria cada vez mais intensa.

Durante os sete anos seguintes, Galileu não publicou mais nada em seu próprio nome. No entanto, como o silêncio lhe era mais penoso do que o receio das represálias da Igreja, em 1623 ele acabou editando um novo livro: Il Saggiatore (O ExPerimentador). A obra continha uma exposição dos princípios que devem regular o raciocínio científico e o processo experimental, defendendo o ceticismo do pesquisador perante as afirmações aparentemente definitivas. Além disso, Galileu esboçava uma teoria que alcançou notável importância na história do Pensamento humano: há uma diferença, na natureza, entre as qualidades primárias (como posição, número, formato e movimento dos corpos) e as secundárias (como cores, cheiros e gostos). Estas últimas existiriam apenas na consciência do observador.


Mais nove anos se passaram, até que Galileu publicasse seus Diálogos sobre os Dois Grandes Sistemas do Mundo, que causariam sua condenação como "persona non grata" para a igreja. Escrito sob a forma de uma conversa entre três pessoas, o livro confrontava as cosmologias de Ptolomeu e Copérnico. Nessa obra, Galileu, com seu estilo claro e incisivo, faz Salviati, que simboliza ele próprio, destruir metodicamente os argumentos tradicionais expressos por Simplício.

Os Diálogos logo alcançaram grande notoriedade. Mas desta vez Galileu fora longe demais, e a pesada mão da Igreja abateu-se sobre ele, iniciando-se o famoso processo.

A prisão domiciliar não impediu Galileu de continuar escrevendo. No ocaso da vida retornou ao interesse da mocidade, a Mecânica. Nos tempos de Pádua, ele havia estudado os movimentos dos corpos, chegando a conclusões radicalmente opostas a Aristóteles. Este afirmava que todo movimento, para poder se manter, pressupõe a ação contínua e permanente de uma força; Galileu, no entanto, partiu de um ponto de vista diverso, concluindo, após várias observações, que os corpos sempre se mantêm tanto em movimento retilíneo e uniforme como em repouso, a menos que haja uma força ou forças para impedí-lo.

Nessas experiências, ele fazia uma pequena esfera de metal rolar, primeiramente por um plano inclinado, depois através de uma superfície horizontal, para subir, a seguir, por um segundo plano inclinado. Alterando o declive deste último, ele notou que a esfera quase sempre atingia a mesma altura, com pequenas variações causadas pelo atrito. Desta forma, inferiu que, em condições de ausência de atrito, se o segundo plano tivesse inclinação nula, ou seja, também fosse horizontal, a esfera rolaria indefinidamente. Nasceu, assim, o princípio da inércia, que Newton usaria depois na construção de sua teoria.

Na mesma época, Galileu estudou a queda dos corpos, concluindo, mais uma vez em oposição a Aristóteles, que os corpos leves, longe de caírem mais lentamente do que os pesados, como se afirmava, fazem-no com a mesma velocidade. Mostrou ainda como essa queda ocorre, ou seja, apresentando-a como uma relação de proporcionalidade entre o espaço percorrido e o tempo.

As idéias mecânicas de Galileu também foram publicadas sob forma de um diálogo, os Diálogos sobre as Duas Novas Ciências, outra obra-prima, marco inicial da mecânica moderna. Nela, reafirmava a importância do método experimental para a ciência, no qual, formulada uma hipótese, o cientista a evidencia pela realização de experimentos e, somente então, parte para as grandes elaborações teóricas.

Mas em suas especulações no campo da mecânica, a simples observação não era suficiente para se obter o princípio da inércia, por exemplo, que, de certa forma, constituiu a pedra básica da mecânica moderna. Ele não poderia repousar apenas na realização de um ou mais testes e, por isso, Galileu recorreu às "experiências em pensamento". Com efeito, qualquer tentativa de demonstrar experimentalmente o princípio da inércia estará, de antemão, condenada ao fracasso, pois ele ocorre literalmente apenas em condições ideais. No mundo real, o atrito sempre se faz sentir. A experiência em si serve apenas para constatar a validade do princípio; pois, com uma progressiva redução do atrito, a bola percorre um espaço maior.

Foi um processo semelhante que permitiu ao cientista contradizer a afirmação de Aristóteles de que o peso de um corpo influi em sua velocidade de queda. A legendária experiência da torre de Pisa, que lhe é atribuída, na realidade foi realizada pelo aristotélico Giorgio Coressio que, soltando algumas esferas de ferro do alto desse edifício, teria constatado uma queda mais rápida para os corpos mais pesados (o que não é surpreendente, considerando-se as condições em que o teste foi realizado).

A grande contribuição de Galileu, portanto, foi ter dado o devido peso ao papel da observação experimental na ciência. Para ele, a experiência constitui a principal etapa do trabalho científico. Mas é necessário ir mais além, buscando, pelo raciocínio, o caminho que permitirá a generalização das leis empíricas. E foi a aquisição dessa nova maneira de interpretar os fatos que permitiu o nascimento da ciência moderna.





Colaboradores Alunos do curso de Pedagogia UEPG



Fonte: : http://www.cpdoc.fgv.br/comum/htm/

Maria Isabel Moura NASCIMENTO

Data do Documento: 22/04/2004

Fonte: www.saladefisica.cjb.net

Data do Documento: 02/05/2004

terça-feira, 3 de maio de 2011

A Geladeira e o Congelador

A geladeira é um dispositivo comum em nossas residências. A sua função é manter resfriado o que lhe for colocado dentro, tanto na parte de cima (congelador) quanto na parte de baixo.

O resfriamento da geladeira por um todo ocorre por meio do congelador, que é por onde passa o gás sob alta pressão e baixa temperatura. Os corpos que estiverem ali buscarão o equilíbrio térmico com o congelador cedendo energia térmica a ele, incluindo o ar que está dentro da geladeira.

O congelador é posicionado na parte superior da geladeira com a finalidade de resfriar também o que está na parte inferior.





O princípio físico envolvido nesse processo é a transferência de energia térmica por convecção. Nesse processo, o ar frio torna-se mais denso, pois suas moléculas estão menos agitadas, ocupando assim um menor volume (nas moléculas de ar); diferentemente do ar quente, que é mais denso que o frio em razão da maior agitação de suas moléculas que ocupam um maior volume.
Em virtude da diferença de densidade entre o ar quente e o ar frio dentro da geladeira, ocorre a troca de posição entre eles, pois a ação da gravidade atrairá o ar mais denso (ar frio) e logo a parte inferior da geladeira também é resfriada; eis o motivo do congelador estar localizado na parte superior da geladeira.

fonte: http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/a-geladeira-congelador.htm

Buracos Negros


Sabemos que uma estrela é um enorme reator nuclear, e que sua energia é proveniente da fusão de quatro átomos de hidrogênio para formar o átomo de hélio, essa fusão libera incríveis quantidades de energia.
A massa do hélio é menor do que a massa dos quatro átomos de hidrogênio, o que é explicado pela emissão da energia.

O equilíbrio entre as explosões nucleares e a gravidade da estrela é responsável por sua forma e vida. Quando o combustível da estrela diminui a ponto de a gravidade ser maior do que a força de expansão, proveniente da fusão dos átomos de hidrogênio, a estrela entra em colapso, ou seja, as camadas externas da estrela implodem em direção ao centro.
No caso de estrelas algumas vezes maiores do que o Sol, esse colapso determina a morte da estrela, que pode originar o que chamamos de buracos negros.

O buraco negro é uma região em que o campo gravitacional é tão intenso que é capaz de curvar o espaço à sua volta, região essa chamada de horizonte de eventos.
A gravidade elevada faz com que a velocidade de rotação no centro do horizonte de eventos seja maior do que a velocidade da luz. Isso impede que até mesmo a luz possa sair de um buraco negro.

Mas se nem a luz pode sair de um buraco negro, como podem os cientistas observar os buracos negros?

Os efeitos causados pelos buracos negros permitem a observação de astros que orbitam essas regiões, e essa observação permite calcular a probabilidade da existência de um buraco negro.

fonte: http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/buracos-negros.htm

O estudo dos fenômenos de transferência de calor

Paulo Augusto Bisquolo*
Especial para a Página 3 Pedagogia & Comunicação
A calorimetria é a parte da física que estuda os fenômenos decorrentes da transferência dessa forma de energia chamada calor.

Na natureza encontramos a energia em diversas formas. Uma delas, que é muito importante, é o calor. Para entendê-lo, pense em uma xícara de café quente sobre a sua mesa. Após algum tempo esse café estará frio, ou melhor, com a mesma temperatura que o ambiente. Esse fenômeno não é uma exclusividade da xícara de café quente, mas ocorre com todos os corpos que estão em contato de alguma forma e com temperaturas diferentes. Por que isso ocorre?
Temperatura
Os objetos na natureza, assim como nós, são feitos de pequenas partículas que conhecemos como moléculas. Com elas ocorre algo invisível. Elas estão em constante estado de agitação, no caso dos sólidos, ou de movimentação, como ocorre em líquidos ou gases. Essa situação não é constante, elas podem estar mais ou menos agitadas, dependendo do estado energético em que elas se encontram.

O que se observa é que quanto mais quente está o corpo, maior é a agitação molecular e o inverso também é verdadeiro, ou seja, a temperatura é uma grandeza física que está associada de alguma forma ao estado de movimentação ou agitação das moléculas.



A temperatura, atualmente, pode ser medida em três escalas termométricas. Celsius, Fahrenheit e Kelvin. A conversão entre essas escalas pode ser feita pelas seguintes relações matemáticas:



Calor
Considere dois corpos, A e B, que possuem temperaturas diferentes e estão em contato térmico, como ilustra a figura abaixo:



Após algum tempo, observamos que esses dois corpos encontram-se com a mesma temperatura. O que estava com maior temperatura esfriou e o que estava com menor temperatura esquentou. Quando isso ocorre, dizemos que os corpos estão em equilíbrio térmico e a temperatura final é chamada de temperatura de equilíbrio.

Isso acontece porque o corpo de maior temperatura fornece certa quantidade de energia térmica para o outro de menor temperatura. Essa energia térmica quando está em transito de um corpo para outro é denominada calor.



Capacidade térmica e calor específico sensível
Os corpos e as substâncias na natureza reagem de maneiras diferentes quando recebem ou cedem determinadas quantidades de calor. Alguns esquentam mais rápido que os outros. Podemos exemplificar isso com a seguinte situação: você está com fome e pretende fazer um macarrão instantâneo.

Para isso, primeiramente, irá aquecer certa quantidade de água. Uma atitude inteligente a ser tomada é colocar exatamente a quantidade de água necessária para isso, pois se você colocar a água em demasia, irá demorar mais tempo para ela chegar à temperatura desejada, além do fato de que o macarrão irá parecer mais uma sopa. Mas, independentemente do resultado final da atividade culinária, o importante para nós é observar que quanto mais água houver na panela, maior será a quantidade de calor necessária para se atingir a temperatura desejada e por isso ela terá uma capacidade térmica maior.

Podemos, então, concluir que a capacidade térmica depende diretamente da massa do corpo e, portanto, pode ser calculada da seguinte forma:


C = m.c

Onde c é o calor específico sensível da substância de que o corpo é constituído. O calor específico pode ser definido como a capacidade térmica por unidade de massa e é uma característica da substância de que o material é feito.

Observe que estamos falando de uma mesma substância, a água, que quando possui massas diferentes, possui capacidades térmicas diferentes, ou seja, a capacidade térmica é uma propriedade do corpo, e isso é aplicado a outras substâncias na natureza.

A capacidade térmica pode ser medida usualmente em e no Sistema Internacional em , assim como o calor específico é medido usualmente em e, no Sistema Internacional em .
Calor sensível
Como vimos, uma das conseqüências das trocas de calor, é a variação de temperatura do corpo. Se receber calor, esse corpo poderá sofrer um aumento de temperatura e, se ceder calor, uma possível queda de temperatura. É possível calcular a quantidade de calor trocado pelos corpos através da seguinte equação matemática:

Q = m.c.∆T

Essa equação é conhecida como a equação fundamental da calorimetria e mostra que o calor sensível depende da massa (m), do calor específico (c) e da variação de temperatura do corpo ( ).
Calor latente
Outra conseqüência das trocas de calor é uma mudança do estado físico dos corpos. Podemos facilmente derreter o gelo, para isso basta deixá-lo à temperatura ambiente e a troca de calor com o meio fará o serviço. Um fato interessante que ocorre durante a mudança de estado físico é que a temperatura do corpo permanece constante, e isso ocorre porque o calor trocado não está sendo usado para alterar o grau de agitação ou movimentação das moléculas.

Nesse caso, ele está sendo usado para alterar o grau de ligação delas. Por exemplo, quando derretemos um corpo, o calor está sendo usado para uma mudança no estado de agregação das moléculas o que o fará, no final, atingir o estado líquido.

Outro fato observado é que quanto mais calor é fornecido para a mudança de estado físico, maior será a massa da substância que sofreu essa transformação. Sendo Q a quantidade de calor trocada para a mudança de estado físico e m, a massa transformada, teremos a seguinte relação:

Q = m.L


A grandeza L é conhecida como calor latente específico e pode ser determinada em , ou no Sistema Internacional em .
A propagação do calor
O calor é uma forma de energia que se propaga do corpo mais quente para o mais frio. Esse processo pode ocorrer por três mecanismos diferentes. A condução, a convecção e a irradiação.
Condução
Processo que ocorre predominantemente nos sólidos e é caracterizada pela transmissão de energia de molécula a molécula. Observe a situação ilustrada abaixo.




Convecção
A transmissão de calor por convecção ocorre exclusivamente nos fluidos, ou seja, em líquidos e gases. O processo é estabelecido pela movimentação de massa fluida como pode ser observado na figura abaixo.




Ao se aquecer o recipiente por baixo, a porção de liquido que se encontra na parte inferior irá se aquecer rapidamente. Esse por sua vez dilata e se torna menos denso e, por isso, acaba subindo para a parte superior. O liquido que está em cima está mais frio e mais denso e, por isso, desce. Assim se estabelece uma corrente pela qual o calor é transmitido. Essa corrente é denominada corrente de convecção.

Um exemplo prático é a instalação dos aparelhos de ar condicionado que deve ser feita na parte superior do ambiente. Quando ele é ligado, emite o ar frio que, por ser mais denso, desce para a porção inferior da sala, criando assim uma corrente de convecção e deixando a temperatura ambiente homogênea mais rapidamente.


Irradiação
Sabemos que a condução e a convecção são processos que necessitam de um meio material para ocorrer, ou seja, elas não ocorrem no vácuo.

A irradiação é um processo que pode ocorrer no vácuo e também nos meios materiais, e a sua transmissão é feita por intermédio de ondas eletromagnéticas da faixa do infravermelho. Essas ondas transmitem energia e são absorvidas pelos corpos. Essa absorção provoca uma alteração no estado de movimentação das moléculas alterando, assim, a sua temperatura.

Alguns materiais, como o vidro, são transparentes à radiação visível, mas opacos à radiação infravermelha. Quando deixamos um carro estacionado em um dia ensolarado, o interior se torna muito quente, pois o vidro permite que a luz solar passe. Essa, por sua vez, ao incidir nos objetos que ali estão, fará com que os mesmos emitam a radiação infravermelha. Como o vidro é opaco a essa radiação, ela ficará presa no interior do veículo, fazendo que a temperatura interna se torne mais alta que a externa. Em outras palavras, o carro funcionará como uma estufa.

fonte: http://educacao.uol.com.br/fisica/ult1700u6.jhtm