Perguntas e respostas - Página 3
O que é a nanotecnologia?Jorge António Moreira Gonçaçves: O que é a nanotecnologia? RESPOSTA: A nanotecnologia é a tecnologia à escala dos átomos e moléculas. As dimensões típicas destas 1 metro = 0,000 000 001 nanometros Foi o físico Richard Feynman nos nos 50 que especulou sobre este novo ramo da engenharia. Afirmou numa conferência que ficou famosa: “Há muito espaço lá em baixo.” Adivinham-se numerosas aplicações, nomeadamente na indústria de computadores (os nanocomputadores serão realmente muito pequenos!,na medicina (há quem fale na possibilidade de termos nanomáquinas a “patrulhar” os vasos sanguíneos) ou na protecção do ambiente (por exemplo, com naniomecanismos de despoluição). |
É verdade que podemos ter um ship debaixo da pele que nos identifica?. Como se detecta esse ship na pessoa?Jorge: É verdade que podemos ter um ship debaixo da pele que nos identifica?. Como se detecta esse ship na pessoa? RESPOSTA: Carlos Fiolhais Em primeiro lugar, deve-se dizer chip (pastilha ou bolacha, é a mesma palavra inglesa que para batata frita) e não ship (que em inglês é barco). |
Dentro de quanto tempo um computador pode ser do tamanho de uma moeda?Gonçalo: Dentro de quanto tempo um computador pode ser do tamanho de uma moeda? RESPOSTA: Carlos Fiolhais: Os computadores, baseados no ddesenvolvimento da microelectrónica, têm sido cada vez mais pequenos, cada vez mais potentes e cada vez mais baratos. |
Como se mede a massa do electrão?Gil RESPOSTAS: Carlos Fiolhais: PS) Sabendo a razão entre carga e massa e Carga do electrão Carlos Fiolhais: O electrão foi a primeira partícula elementar a ser identificada, há mais de cem anos. Uma das primeiras experiências com um feixe de electrões num tubo de vidro sujeito a um campo magnético permitiu determinar a razão entre a carga e a massa do electrão. Mas a carga do electrão foi medida com rigor no início do século XX por um físico norte-americano Robert Millikan. O que ele fez foi electrizar uma pequena gota de óleo em queda livre e sujeita à acção de um campo eléctrico constante. A gota portava-se como um paraquedista, caindo lentamente. A força eléctrica a que a gota fica sujeita é proporcional à carga eléctica. Medindo a velocidade da gota, podia saber-se a carga da gota. Verificou-se que essa carga era sempre múltipla de uma carga elementar, precisamente a carga do electrão. Recentemente essas experiências foram reexaminadas para ver se se descobriam cargas que fossem menores que a do electrão, como acontece com a carga dos quarks. |
Como posso determinar a força que exerço, por exemplo, numa parede?Sandra Figueiredo RESPOSTA: Colocando um dinamómetro entre a mão e a parede. |
CorRenato Oliveira: Gostaria de saber se a cor amarela do limão, quando iluminado pela luz visível é devido ao facto de absorver todos as frequências excepto a frequência do amarelo, que é difundida, ou se obsorve todas as frequências excepto a frequência correspondente ao verde e vermelho e ao serem emitidas origina o amarelo. RESPOSTA: |
Cor-IIRenato: A resposta dada sobre o amarelo do limão não me satisfaz. RESPOSTA: A questão da cor é extremamente complexa, e envolve resultados de disciplinas tão diferentes como a Física, a Fisiologia e a Psicologia. A luz que nos chega aos olhos é uma mistura arbitrária de luz de todos os comprimentos de onda, a que vamos chamar “distribuição de energia”. Esta luz é detectada pelos cones, que transmitem ao cérebro a informação que captaram. O cérebro processa esta informação e cria uma imagem colorida. Acontece que à mesma sensação de cor pode corresponder uma infinidade de diferentes distribuições de energia. Uma distribuição com um pico pronunciado no amarelo pode produzir exactamente a mesma sensação de cor que (por exemplo) uma distribuição com dois picos, um no vermelho e outro no verde. |
O que há de mais pequeno no mundo?Sandra Nunes, 10º ano RESPOSTA: Manuel Fiolhais: Os electrões… mas não só! Há 2500 anos os filósofos gregos introduziram a ideia de átomo como constituinte último da matéria. As coisas seriam todas feitas de “átomos”, que eram entidades unas e indivisíveis (“a+thomos” quer dizer “sem divisão”). Mas, como sabes, a palavra átomo é hoje usada em ciência com um significado diferente. Há cerca de 100 anos, descobriu-se que os átomos (no sentido actual) afinal tinham dentro electrões. Veio depois a descobrir-se que, para além dos electrões, existia um caroço muito denso e pequeno, que ocupava o centro do átomo, a que se chamou núcleo. O núcleo tem tamanho e constituintes. Os seus constituintes são protões e neutrões. Estes, por seu lado, também têm tamanho e constituintes: são feitos de quarks. E os quarks, são feitos de quê? Tanto quanto sabemos hoje os quarks não são constituídos por corpos mais elementares! Electrões e quarks são, pois, os blocos fundamentais constituintes da matéria. São “atómicos” no sentido que os filósofos gregos davam à palavra. Chamamos-lhes partículas elementares e a sua dimensão é nula: não têm estrutura e, portanto, são pontuais. O conceito de partícula elementar traduz apenas um certo estado de conhecimento (ou de desconhecimento!). O átomo, o núcleo atómico, o protão, o neutrão, já foram elementares e hoje já o não são! Relativamente ao electrão, os dados experimentais permitem nos afirmar que o seu tamanho, se o tiver, será inferior a dez levantado a menos vinte metros! O electrão “nasceu” elementar e elementar continua decorridos mais de 100 anos. |
Protões e neutrões, têm, de facto, o mesmo tamanho?Carina Almeida, 11º ano Protões e neutrões, têm, de facto, o mesmo tamanho? RESPOSTA: Manuel Fiolhais: A pergunta já pressupõe que protões e neutrões têm tamanho… o que, de facto, é verdade! Durante muito tempo pensou se que eram partículas elementares (pontuais, portanto) mas sabemos hoje que não é assim. Mas, ao contrário dos objectos à nossa escala, como as casas, os brinquedos, etc., o conceito de tamanho quando é aplicado aos átomos e moléculas, aos núcleos, aos protões, etc. não tem exactamente o mesmo significado! Para estes corpos muito pequenos faz mais sentido falar em tamanho médio pois não há propriamente uma fronteira bem definida a envolver esses corpos. Digamos que os seus contornos não são nítidos. Respondendo directamente à questão, protão e neutrão têm praticamente o mesmo tamanho médio. Protões e neutrões podem ser vistos como esferas cujo raio é da ordem de um fermi, sendo o protão um bocadinho maior. O fermi é uma unidade conveniente quando estudamos os constituintes dos átomos. Num metro há mil biliões (um seguido de 15 zeros) de fermis! O raio de um átomo é cerca de cem mil fermis. Protão e neutrão são mesmo pequenos!!! |
Quantas “coisas” ainda mais pequenas há dentro de um protão?Francisco, 11º ano Quantas "coisas" ainda mais pequenas há dentro de um protão? RESPOSTA: Manuel Fiolhais: Sabemos, há cerca de 40 anos, que dentro de um protão há, de facto, “coisas”. Simplificando muito a resposta, digamos que há lá dentro três “coisas” chamadas quarks. Embora a imagem seja muito grosseira, podemos imaginar um protão como uma espécie de bolha esférica dentro da qual se movem aquelas três partículas. Curiosamente os quarks movem-se quase livremente dentro dessa bolha mas não podem passar para o lado de fora! Nunca ninguém “viu” um quark livre, pois os quarks só conseguem viver em grupos de três, como dentro de um protão. Na verdade um quark também consegue viver em comunidade não só com outros dois quarks mas também com uma espécie de partícula gémea chamada “antiquark”. Ao grupo de três quarks que estão na mesma bolha chamamos barião. Ao grupo quark-antiquark dentro de uma bolha chamamos mesão. O protão é, portanto, um barião. Há poucos laboratórios no mundo onde é possível fazer experiências que permitem conhecer melhor o que há dentro de um protão ou, em geral, das bolhas de que falei. Na Europa o mais famoso desses laboratórios é o CERN que fica na Suíça, mesmo na fronteira com França. Visita-o! Basta clicar www.cern.ch |
Cinética da ReformaJMVS: Dentro de quanto tempo desaparecerá a física e química do 10º ao 12º anos? RESPOSTA: Inquisição Talve no dia em que voltarmos a ter a inquisição, com a sua sede de destruir o saber verdadeiro. |
LâmpadasIsabel Sofia do Castro: Como funciona uma lâmpada filamento? RESPOSTA: Luz e temperatura As lâmpadas de filamento contém normalmente um fio muito fino de tungsténio, que é normalmente escolhido por ter uma temperatura de fusão muito elevada. Através do fio fazemos passar corrente eléctrica. A passagem desta corrente aquece o filamento, um efeito conhecido como efeito de Joule: a passagem de corrente através de uma resistência eléctrica liberta calor; aquecedores e torradeiras, por exemplo, aquecem devido ao efeito de Joule. Mas na lâmpada, a corrente passa através de um fio finissimo, libertando todo o calor num volume muito reduzido e elevendo a temperatura à casa dos 2000 graus Celsius. Nós portugueses usamos o termo “lâmpada fundida” para designar lâmpadas avariadas. O que realmente acontece é que o tungsténio vai-se vaporizando lentamente (como a água à temperatura ambiente: “seca” lentamente, em contraste com água fervente), e vai-se depositando na superfície da lâmpada. É por esta razão que o vidro de lâmpadas velhas ou “fundidas” fica preto por dentro: é vapor de metal solidificado. Por fim, o que tem tudo isto a ver com luz? Há alguma relação entre luz e temperatura? |
Movimentos ondulatóriosMiguel Santos Silva: Uma partícula que se movimento segunda uma trajectória em sinesoidal, além de aceleração não constante, não tem também derivação da aceleração inconstante? RESPOSTA: Não Se a aceleração não é constante, a sua derivada não pode ser nula. Mas será constante? Basta analisar a monotonia da aceleração: se todas as suas componentes crescem ou decrescem uniformemente com o tempo, a derivada da aceleração será constante. Senão, ou em particular se oscila, como no caso de um movimento sinusoidal, é claro que a sua derivada não é constante. —– Movimentos ondulatórios Se um corpo se move segundo uma trajectória sinusoidal (pressupondo-o a duas dimensões), o deslocamento tem duas componentes, uma com velocidade constante (na direcção e sentido da progressão) e outra com velocidade que varia também sinusoidalmente (direcção transversal à primeira). A velocidade, sendo calculada pela derivada temporal do deslocamento, tem, na componente transversal, uma forma sinusoidal, mas desfasada -90º em relação ao deslocamento, uma vez que a derivada de um cosseno(teta), por exemplo, é um -seno(teta). O mesmo se passa em relação à aceleração nesta direcção (na direcção da progressão a aceleração é nula, mas na direcção transversal não), calculando-se através da derivada do dito -seno(teta), que dá -cosseno(teta), ou seja, desfasada 180º em relação ao deslocamento. Uma vez que a aceleração também é dada por uma função sinusoidal, a sua derivada é ainda uma sinusoidal, logo não constante, e por aí adiante para derivadas de ordem superior… |
Leis de NewtonManuel Soares Vieira: O princípio da inércia deve-se a Galileu.A comprovação matemática do princípio, deve-se a Newton (1ª lei de Newton).Será correcto cientificamente, chamar à referida lei, lei da inércia? Ou será mais correcto distinguir o princípio da lei. RESPOSTA: Euclides: Muitos autores de livros didáticos referem-se à primeira Lei como “Lei da Inércia” . É de fato de que trata a lei. Não parece haver razão para engasgar-se filosoficamente… —- Essa é uma pergunta um tanto ou quanto filosófica que me deixa em maus lençois. Arriscando-me a dizer asneiras, vou tentar responder. Em ciência, creio que princípio e lei são usados com o mesmo significado. A pequena diferença é que o primeiro termo admite a falibilidade da ciência, isto é, a afirmação é em princípio verdadeira, e deve tomar-se como tal até prova em contrário. “Lei” é um termo mais absoluto que dá a afirmação como um facto provado. Após o “colapso” da Física Clássica causada pelas descobertas que levaram à formulação da Mecânica Quântica e da Teoria da Relatividade, os cientistas do século XX aprenderam a lição e optaram por substituir o absolutismo da palavra “lei” pela palavra mais humilde “princípio”. O princípio da inércia nunca foi provado. É verdade que nunca ninguém observou um fenómeno que o contrariasse, mas tal não prova a sua veracidade. A ciência é feita disto, de verdades que não se podem provar, mas nas quais acreditamos porque se estas verdades não o forem, podemo-lo provar. Assim, creio que “princípio” é uma boa palavra, enquanto o uso de “lei” se justifica por razões históricas. |
Queda livre de duas esferas de massas diferentes e igual diâmetroPaulo Bento: Duas esferas de igual diametro mas pesos diferentes(uma é oca outra maciça),quando lançadas em queda livre na nossa atmosfera, chegam ao mesmo tempo ao chão? Porquê? Se o atrito do ar é igual nas duas? RESPOSTA: Além do seu peso, estas esferas estão sujeitas a uma força resistente, de baixo para cima, que depende da velocidade do objecto. Quando este atinge a sua velocidade terminal, o peso é igual à força resistente (Força resistente = ‘coeficiente B’ x ‘quadrado da velocidade’). As esferas em causa têm igual raio (o mesmo coeficiente B) mas diferente massa. A velocidade terminal das duas esferas (raiz quadrada do quociente entre o peso e coeficiente B) será diferente e, ao contrário do que diz, atingirão o solo em instantes diferentes, se forem lançadas de uma distância do solo suficientemente grande. Podemos dizer que, embora a força de atrito seja a mesma, a aceleração correspondente não é, porque se tem que dividir a força pela massa. Ora, é o valor da aceleração que determina o instante em que os corpos chegam ao solo, supondo que partem com a mesma velocidade, e não a força. A aceleração devida à força de atrito é maior para a massa mais pequena, e como ela tem sentido contrário à aceleração da gravidade, que é mesma para todos os corpos, a aceleração total é menor: daí que os corpos mais pesados “caiam mais depressa” do que os corpos leves com o mesmo tamanho. a=g-F_a/m onde F_a é a força de atrito Na verdade, se o tempo de queda for suficiente, a aceleração devida à força de atrito acaba por ser igual à aceleração da gravidade e portanto o movimento acaba por ser um movimento uniforme, com uma velocidade (terminal) constante. A velocidade terminal do objecto mais pesado ser maior do que a do objecto mais leve. Notar que estas diferenças são perceptíveis quando o tempo de queda é grande ou, mesmo para quedas de uma altura pequena, se as densidades (e portanto as massas, para objectos do mesmo tamanho) forem muito diferentes. Simulações computacionais simples ilustram estes factos. Poderá ver melhor estas situações em http://www.jcpaiva.net/getfile.php?cwd=curriculum/curric10/curric104&f=1d221. |
Símbolo da unidade litroInês Santos: Em 1979 a 16ª CGPM (resolução 6)reconhecendo que a semelhança entre a letra l (imprensa), símbolo da unidade litro, e o algarismo 1, podia originar confusão, decidiu adoptar como outro símbolo, provisoriamente a letra L, podendo usar-se l ou L. É hoje ainda válido o uso destes dois símbolos, ou apenas do símbolo L ? RESPOSTA: Cada vez é mais encorajado o uso de L, precisamente pelos motivos apontados. Não poderemos dizer que está errado escrever ‘l’ para litro, mas não é, definitivamente, o mais pedagógico, pela confusão que pode criar. Em manuais de química vê-se também, por vezes, o ‘l’ numa fonte, tipo ‘laço’, para designar litro. Mas tal caracter é usado também para o número quântico de momento angular. Pessoalmente, prefiro usar sempre ‘L’. |
