ENERGIA EÓLICA

    Como alguns de vocês já sabem, a energia eólica é obtida pela forças dos ventos, mas se perguntaram como os ventos ventos se formam?

Como se formam os ventos?

    Antes de tudo existe uma classificação para os ventos que é: ascendentes e descendentes. Para ocorrer a formação, precisamos de dois ingredientes importantes a temperatura e a pressão, mas se atentando para diferença do ambas variáveis entre as camadas de ar, isso, por que, quando é observado camadas de ar com uma baixa temperatura ou alta pressão atmosférica, esta por sua vez vai buscar uma região de baixa pressão para se apossar.

    Indo com mais detalhes, os ventos verticais se formam a partir da camada de ar que aquece próximo ao solo e devido a sua densidade de ser mais leve que a camada de ar frio, este por sua vez sobe para ocupar o lugar da camada de ar frio (Os pássaros utilizam esse fenômeno para planar no céu). Para os ventos horizontais, a substituição de camadas de ar ocorre na vizinhança, um ocupa o lugar do vizinho ao lado, diferente da vertical que um ocupa o lugar do vizinho acima. Então, basicamente os ventos são formados por camadas de ar que movem devido as diferenças de pressão, temperatura e também mencionando anteriormente a diferença de densidade.

Os ventos chegando nas turbinas

    Perceba que a cadeia de geração de energia na fonte é eólica é a translação das massa de ar, que por sua vez atingem as torres eólicas e fazem as hélices girar assim obtendo a conversão de energia de translação em energia de rotação, e que por sua vez a energia de rotação obtido nas hélices é transformada em energia elétrica. Normalmente as turbinas eólicas são conhecidas como aerogeradores.

Esquema de um aerogerador.
Fonte: Google Imagens.

Na figura temos pela ordem:

1. Fundação
2. Conexão com a rede elétrica
3. Torre
4. Escadaria de Acesso
5. Controle de orientação do vento
6. Nacela
7. Gerador
8. Anemômetro
9. Freio
10. Caixa de Câmbio
11. Pá rotatória
12. Controle de inclinação da pá
13. Cubo rotor

    1- é o local onde o aerogerador vai ser posicionado e fixado. 2 - temos a parte que a energia produzida no gerador é joga para o sistema de distribuição. 3- Estrutura responsável por sustentar toda a parte de cima do aerogerador, pode ser feita de concreto ou aço. 4- Estrutura responsável pode chegar no topo do aerogerador. 5-  mantem-se o aerogerador na direção do vento. 6 - Ambiente responsável por guardar os itens 7, 8 e 9 e na sua ponta abrigar o cubo rotor. 7 - Responsável por transformar a energia mecânica em energia elétrica. 8 - Aparelho que mede ou registra as velocidades dos ventos. 9- Em caso de emergência pode ser acionado para interromper o funcionamento do gerador. 10 - tem a função de transformar as rotações que as pás transmitem ao eixo de baixa velocidade (19 a 30 rpm), de modo que entregue ao eixo de alta velocidade as rotações que o gerador precisa para funcionar (1.500 rpm). 11 - Responsáveis por captar os ventos. 12- Controlar as pás para melhor aproveitamento. 13- Sustenta as pás e esta ligado ao gerador para termos energia.

Tipos de aerogeradores

    Temos o tipo vertical que são menos comuns mas que tem o benefício de poder captar o vento em qualquer direção. O eixo do rotor é colocado na vertical. Este tipo de aerogerador conseguem suportar ventos mais fortes, chegando até poder funcionar em meio a tufões. É um excelente alternativas para lugares com alta taxa de velocidade de ventos. Uma das desavantagem desse tipo, é que tem uma baixa eficiência energética. Alguns modelos de aerogeradores verticais são: Darrieus, Savonius e turbinas com torre de vórtices.

Exemplo de aerogerador na vertical.

   

     O mais comum e observado é o tipo horizontal. Devido a sua eficiência energética é o mais instalado pelo mundo. Neste tipo, temos os de múltiplas hélices, 2 hélices e 3 hélices, desses tipos o mais utilizado é o de três hélices. Para este tipo temos o eixo posicionada na horizontal. Os moinhos que antigamente era utilizados tem a mesma premissa que o aerogeradores horizontal, hoje em dia seu uso é visto para captação de água, então os moinhos era protótipo do que teríamos hoje para geração de energia elétrica.

Exemplo de aerogeradores horizontais.

Quais sãos os benefícios e malefícios dessa energia?

    Como benefícios podemos listar a não emissão de gases poluentes, pois não emitem o CO2 principal vilão não temos a geração de lixo, não temos a contaminação da água e também não temos a queima de combustíveis fósseis.

  

  Agora como impactos negativos dessa tecnologia, temos os acidentes com pássaros que acabam os matando, pode ser observado erosão no solo por conta das turbinas, no lugar onde se tem parques eólicos temos também poluição sonora, se o local chove pouco, temos um consumo de água para limpeza das pás da turbina.

Alguns dados

    A energia eólica para surpresa de alguns, é a segunda maior fonte de energia da matriz energética do país e corresponde a 9,3% (16 MW) segundo dados da ABEEólica.

    A título de informação mais de 80% das instalação de energia eólica estão concentrados no nordeste, que é uma das melhores região para captação de vento e além disso, é um local propício para este tipo de energia, pois contém ventos com velocidades estáveis, são bastantes constantes e a direção muda com tanta frequência.

    Atualmente temos 637 parque eólicos espalhados pelo Brasil, sendo 7.738 aerogeradores em funcionamento nesse exato momento de setembro de 2020. A quantidade de estados que contém parques eólicos são 12.  Os cinco estados com maior geração no período de 2019 foram Bahia (16,83 TWh), Rio Grande do Norte (14,09 TWh), Piauí (6,34 TWh), Ceará (6,02 TWh) e Rio Grande do Sul (5,26 TWh). Em 2024 pretendemos chegar a marca de 24,2 MW de geração de energia no país. 

    Na produção mundial quem lidera é China, abaixo você pode acompanhar o ranking com o Brasil em 7° lugar, sendo que em 2012 estava na posição de 15° lugar, assim saltando oito posições.

Este são dados de 2019 que são encontrados na página da ABEEólica.

    

   

ENERGIAS RENOVÁVEIS 

    O tema que iremos aborda hoje é sobre fontes de renováveis. É um tema que aparece em algumas provas de vestibulares, pois o uso dessa tipo de fonte de energia será comum no futuro.

    Mas o que é uma energia renovável? É um tipo de energia que tem a matéria prima para geração de energia como uma fonte inesgotável, como por exemplos os ventos, onde temos uma disponibilidade infinita no planeta. Então, concluímos que se a geração de energia está sendo feita por um recurso inesgotável, então podemos considerar como uma fonte de energia renovável.  

    

    Vale ressaltar que esse tipo de fonte é também considerado como uma energia limpa, com algumas ressalvas, que estão na hora de construir. Por exemplo, a usina hidrelétrica é um tipo de fonte renovável e considerada limpa, mas, para se construir uma usina, precisa-se por muitas das vezes alaga o terreno, assim perdendo a fauna e flora do local. 

TIPOS DE ENERGIAS RENOVÁVEIS

    Nesta parte, iremos apresentar os diversos tipos de energias. No futuro iremos falar sobre cada uma separadamente e com dados de usos por todo globo.

Créditos : Água vetor criado por macrovector - br.freepik.com

ENERGIA SOLAR

    A energia solar pode obtida através de duas formas: Térmica e Fotovoltaica. É uma energia que temos nossa estrela o Sol como matéria prima e fonte de recursos inesgotável (na verdade o sol vai explodir daqui a 4 bilhões de anos). Basicamente temos a luz do sol sendo convertida em energia elétrica através de alguns processos.

    

Painel Solar.
Designed by Freepik

ENERGIA EÓLICA

    A energia eólica que provém dos ventos depende do sol, pois, para a movimentação do vento é necessário o aquecimento da atmosfera, gerando as lufadas de ar. É um das mais bem promissoras. Para sua geração, é necessário ter torre eólicos, ou melhor, "grandes cataventos", que são responsáveis por iniciarem o processo de conversão de energia cinética em energia elétrica. Esse tipo de energia, teve projetos rudimentares com os cataventos gerando um grande avança na agricultura, por conta que catavento puxava água de subsolos.  

Parque Eólico.
Designed by Onlyyouqj / Freepik

ENERGIA BIOMASSA

    Esse tipo de energia pode causar confusão, por que ela é feita a partir de rejeitos vegetais e minerais, mas nesse tipo de energia, excluímos os rejeitos fósseis, que necessitam milhares de anos para ser feito. Então, para a biomassa, utilizamos rejeitos de plantações e atividades agrícolas, tornando uma energia renovável. É uma energia bastante comum em lugares com índices de pobreza. Existe algumas maneiras diferentes de obter a energia por biomassa e explicaremos em outra publicação mais específica.

Créditos Ceise.

ENERGIA HÍDRICA 

    Para este tipo de energia temos a água como matéria prima. Sabemos que a água pode ser um bem escasso no futuro, mas com o consumo consciente podemos manter a vida útil desse bem, por não precisamos esperar milhões de anos para se ter água. Na energia hídrica, destacamos a usina hidrelétrica, que é bem conhecida pelo brasileiros. Assim como na energia eólica, faz se o uso de energia cinética para movimentar as turbinas e produzir a energia elétrica. É uma fonte muito utilizada no brasil. Vale salientar que as águas utilizadas são por muita das vezes de rios.

Usina de Itaipu.
Fonte: Google imagens.

 ENERGIA OCEÂNICA 

    O nosso planeta é coberto de oceanos, tendo cada um seu próprio nome e domínio, mas, também é possível extrair energia a partir das águas deles. As marés e ondas podem ser aproveitados pelo seu movimento de vai e vem, como também no aprisionamento da água, que é um processo similar a usina hidrelétrica. Há também, o processo de transformação de energia via processo térmico, aproveitando o calor do mar. 

Usina de Pecém- CE (http://www.pensamentoverde.com.br/economia-verde/ceara-possui-primeira-usina-de-ondas-da-america-latina/).

ENERGIA GEOTÉRMICA

    Duas coisas podemos encontrar no interior da Terra, quantidades grandes de vapor e água quente. Com a necessidade de se fazer perfurações profundas, desta maneira conseguirmos acessar um pouco do interior da Terra e conseguir extrair estes bens para a produção de energia. 

Usina Geotérmica.
Fonte : Google Imagens.

    Em próximas matérias iremos aprofundar cada uma desses tipos de energia e produzir um conteúdo que reúna dados importantes sobre estas energias. Acompanhe o Blogger e deixei seu feedback!

Link de algumas imagens utilizadas na matéria foram pegadas no site : www.freepik.com

Eventos astronômicos de setembro de 2020

 Eventos astronômicos de setembro de 2020

Confira agora eventos no céu ocorreram nesse mês. Recomendamos o uso de aplicativos de celular para ajudar na identificação dos objetos!

DIA 06 - CONJUNÇÃO DE MARTE E LUA

    Ocorrerá uma conjunção entre o planeta Marte e a Lua. Á partir do horário de 21h36min você acompanhar este evento olhando na direção leste.

Conjunção da Lua e Marte.
Fonte: Stellarium.

Você pode estar se perguntando o que é uma conjunção?

    É um evento que a partir de observação na Terra, podemos ver dois objetos astronômicos próximo ao outro. 

DIA 09 A 11 - NETUNO EM OPOSIÇÃO

    Este são os melhores dia do ano para se observar esse grande planeta azul, pois o mesmo se encontraram em oposição ao sol. Não será possível de observar a olho nu, portanto, recomenda-se uma observação com telescópios.  

Planeta Netuno, último planeta do sistema solar.
Fonte da foto: NASA

DIA 14 - SATURNO E JÚPITER PRÓXIMOS 

    Neste dia, ambos planetas estarão mais próximos entre si no céu. Será um bom dia para observação. O evento pode ser acompanhado das 18 h do presente dia.  

DIA 14 - CONJUNÇÃO DO PLANETA VÊNUS E A LUA

    

    Este evento ocorrerá na madruga do dia 14 por voltas da 3h30min. Vênus é o planeta mais brilhante no céu ficando fácil sua observação. 

Conjunção Lua e Vênus.
Fonte da Foto Stellarium.

DIA 25 - CONJUNÇÃO DA LUA E JÚPITER

    Ainda contará com a participação especial de Saturno, então ficará mais fácil de observar os objetos celestes. O melhor horário para visualizar será por volta de 18h20min do presente dia.

Conjunção Lua e Júpiter.
Fonte da Foto Stellarium.

DIAS DA FASE DA LUA.

DIA 02 -  LUA CHEIA 

DIA 10 - LUA MINGUANTE

DIA 17 - LUA NOVA 

DIA 23 - LUA CRESCENTE 

 

Vamos falar sobre condução

Dando continuidade a nossa apresentação sobre os tipos de propagação de calor, chegamos hoje na condução, que acontece materiais sólidos. Diante do post passado, vimos que no interior dos sólidos existem os átomos e eles vão ser peça central na explicação da condução.

Vamos começar com as situações que você já deve ter encarado no dia-a-dia.

Figura 1. Ilustração de uma panela no fogo com uma colher feita de metal.

Fonte: Google Imagens

 Quero que imagine você durante seu momento de culinária mexendo o feijão ou até mexendo algum líquido na panela, e você esteja fazendo isso com o auxílio de uma colher feita de metal. Durante o tempo que você vai fazendo sua atividade, a colher  se torna insuportável de segurar, pois ela vai esquentando e o calor vai entrando pela ponta da colher até chega parte do cabo onde você segurando, claro que esse é um exemplo para um colher totalmente metálica, existe colheres com cabos de plásticos ou madeira que evitam esses problema. A forma que o calor se propagou foi através da condução.

Figura 2. Imagem de átomos em um sólido.

Fonte: Nuno Correia

Na figura 2, eu quero mostrar como cada átomo é representado na colher. No primeiro é chama em contato com a colher, nesse contato a ponta do metal começa a aquecer e os átomos começam a se agitar, perceba que na primeira parte da figura, tem muitos átomos representados pela cor azul, isso significa que esses estão em pouco movimento. Na segunda parte, já percebemos a presença de mais átomos vermelho isso significa que anteriores conseguiram fazer os vizinhos se movimentar. Como produto temos a terceira parte da imagem, e nela percebemos que a condução de calor por condução é uma especie de efeito dominó, e isso que após um certo tempo você não consegue mais segurar a colher, fica insuportável.

Figura 3. Pés sob a brasa.

Fonte: Google Imagens

Na figura 3, apresento um exemplo de uma pessoa caminhando na brasa. Agora quero trazer uma revelação para vocês que a Física consegue explicar, você já viu pessoas andarem em brasas correto, e já se perguntou do porque eles não danificarem seus pés fazendo essa maluquice? Acontece que a condução é excelente quando acontece metais, veja o exemplo da colher feita totalmente de metal, então o metal é um excelente condutor, agora a madeira por sua vez é uma péssima condutora de calor, e é por isso que tem utensílios de cozinha que tem cabos de madeira. O fato da madeira ser um péssimo condutor, implica que ela transfere muito pouco calor, e então ao utilizar brasas de madeira, o individuo não queimaria o pés tanto quanto se é imaginado, e é por isso que muita gente consegue caminhar na brasa, elas utilizam o fato da madeira ser uma péssima condutora de calor. (POR FAVOR NÃO TENTE REPETIR ESSE EXPERIMENTO EM CASA)

A gente já conversou sobre sólidos e metais, mas e o ar? e os líquidos? são bons condutores? Como mencionado no post anterior do blog, os átomos de gases e líquidos não estão muito juntinhos e isso implica que ambos não são bons condutores assim como a madeira. Sabe quando você vai tirar aquela pizza quentinha do forno e não se queima? isso está ligado com o ar que é um péssimo condutor, agora se você tocar na metálica, se arrependerá pelo resto vida HAHA.

Figura 4. Imagem de um iglu.

Fonte: Google imagens.

Você já se perguntou como os esquimós consegue viver em uma casa em que paredes são feitas totalmente de gelo? Acontece que a neve é um mau condutor. Os flocos de neves que são formados a partir de cristais, que aglomeram formando uma massa fofa, que aprisionam o ar e, portanto, atrapalham a transmissão de calor por condução da superfície da Terra.


Ficamos por aqui, qualquer dúvida pode deixar no comentários. Semana que vem retornaremos com a última parte de propagação de calor que é a radiação.

Os cincos estados da matéria

OS 5 ESTADOS DA MATÉRIA

Semana passada falamos sobre um dos tipos de propagação de calor que acontecia em fluídos(Gases ou Líquidos). Neste início de semana discutiremos a propagação por condução que acontece nos materiais sólidos. Mas antes de chegamos na condução, vamos falar um pouco sobre os estados da matéria. E em primeiro foco iremos da destaque as os três principais. 

Mas a diferença entre materiais que são sólidos, líquidos e gasosos? Primeiro temos que estabelecer o pilar central, a ideia de que a matéria é feita de átomos. Dito isto, começamos a explicar os sólidos e sua importância desde do tempo da idade Pedra e por sequência idade do Bronze e por fim idade do Ferro, que respectivamente a idade da Pedra tem como principal característica o uso da pedra para criação de ferramentas, a idade do Bronze onde o ser humano desenvolveu materiais de caça e cozinha com esta liga metálica e por último a idade do Ferro no qual o ser humano dominou o manejo do Ferro para melhorar suas ferramentas, afinal o ferro tinha uma durabilidade maior que o Bronze. Esses instrumentos se tornaram importantes na nossa história, mas como é que um sólido visto microscopicamente? A resposta está na Figura 1.

Figura 1. Imagem de átomos de um sólido.

 Na figura 1, percebemos que os átomos de um material sólidos são organizados de forma mais ordenada, seguindo um certo padrão. Em verde na figura 1, representamos as "molas" que ligam os átomos uns aos outros, mas isso é um assunto para outro dia. Agora como é um líquido? A resposta é mais abaixo.

Figura 2. Imagens de átomos de um líquido.

Na figura 2, já nota-se um pouco de afastamentos dos átomos, contendo em poucos pontos uma certa organização do átomos, e daqui já podemos responder em parte a nossa pergunta. Então o que diferencia um líquido para um sólido, pode ser entendido de uma vista microscópica, percebendo que em sólidos os átomos estão mais "juntinhos" e organizados, já em líquidos perdemos um pouco desse padrão. Claro você agora deve estar se perguntando, mas os átomos do sólidos não estão tão "juntinhos" quanto os dos líquidos, como resposta lhe digo que é uma mera ilustração, o real sentido é perceber o padrão formado nos líquidos e na figura 2, omitimos as "molas" mas elas estão lá. E como é um selfie de átomos em um gás? Apresento a vocês agora.

Figura 3. Imagem de átomos em um gás.

Consegue perceber que os átomos antes juntos em um sólidos, agora estão bem distantes uns dos outros com a ressalva de que estão organizados de forma caótica? Então assim mostramos a diferença entre gases, líquidos e sólidos. As maneiras com que o átomos se dispõe, mostra uma característica macroscópica. De forma mais simples, quando você ver uma barra de ferro, você saberá que dentro dessa barra os átomos estão dispostos como na figura 1. 

Voltando a discussão dos sólidos, o fato dos átomos ficarem organizados de forma mais compacta, isso implica em uma estrutura bem definida chamada de estrutura cristalina. Você quer ver como é um sal visto por dentro? Da uma olhadinha:

Figura 4. Estrutura cristalina do Sal de cozinha.

Fonte: Google Imagens

Veja, a estrutura é bem definida e com uma simetria fantástica, é desse jeito que os sólidos se apresentaram para você, quando você olha por dentro. Na próxima matéria iremos abordar mais um pouco sobre os sólidos e falar sobre o processo de propagação de calor por condução que envolve diretamente os sólidos.

Como bônus irei destacar mais dois estados da matéria poucos estudados no ensino médio que é o Plasma e o Condensado de Bose-Einstein.

Em alguns dos seus dias vidas, você já viu, usou ou escutou sobre as TV de plasma, mas você já se perguntou sobre como ela funcionava ou que tinha dentro dela? Antes de responder essa pergunta, vamos primeiro mostrar como se chega no plasma. Imagine um cubo de gelo (Sólido), agora derreta ele e obterá água (Líquido), agora pegue essa água e aqueça, obterá vapor (Gás), agora por fim "aqueça" mais um vez o gás, e obterá um gás ionizado e junto disso, você terá um bom condutor elétrico, pois agora os elétrons estão livres para passear, então o gás ionizado e condutor é um exemplo de Plasma. Sei que não parece claro isso, mas você já deve ter presenciado descargas elétricas (Raios), quando elas acontecem que o ar se ioniza e todos os gases presentes nele, com isso o parte que você enxerga na descarga é um tipo de Plasma.

Figura 5. Imagem de uma descarga elétrica. 

Fonte: Google Imagens. 

Mas e a TV? antigamente as TV's de tubo tinha como tecnologia utilizar um feixe de elétrons para ativar os pixels (Aliás você sabia que os pixels tem apenas três cores? Azul, Verde e Vermelho.) de acordo com o sinal de transmissão. Já nas TV's de plasma o feixe é substituído por micro lâmpadas conectadas através de uma placa de vídeo, e dentro dessas micro lâmpadas estão contidos mistura de gases e quando a placa de vídeo mandar o sinal, os eletrodos contidos nas lâmpadas liberam elétrons para se chocar nas misturas de gases que por fim o ioniza e transforma essa mistura em plasma que forma as belas imagens nas TV's de plasma. 

Por fim chegamos ao condensado de Bose-Einstein, diferente dos demais, esse estado é observado em um certo limite, e dificilmente você vai ouvir sobre ele na escola. De início quero alerta que existe dois tipos de partículas as bosônicas e as fermiônicas, no primeiro as partículas que são bosóns são partículas que gostam de ficar perto umas das outras, nas fermiônicas prevalece o espirito de individualismo, elas não são sociáveis e não se gostam entre si, um exemplo de partícula que é um bósons é o fóton ou até o famoso bóson de Higgs, já um exemplo de partícula que é um férmion é o elétron, próton e etc. Como sugere o inicio do paragrafo iremos abordar os bósons (Sacou o Bosen?), que como caraterística o spin 1/2, que quando estas partículas chegam próximas ao zero absoluto 0 K, eles buscam o estado de menor energia juntas e num certo limite de transição elas se condensam com muita pouca energia, o que é particularmente estranho, já que próximo ao zero absoluto, as velocidades são praticamente nulas. Claro que no tempo da descoberta Einstein não levou mais a fundo o estudo das propriedades dessa condensação, e tempos mais tarde no fim do seculo passado, pesquisadores estudaram essas propriedade desse estado da matéria e receberam Nobel tempos depois. 

Espero que tenham gostado de ler um pouco sobre os 5 estados da matéria. Próxima publicação será sobre a propagação de calor na forma de condução.

Vamos falar sobre convecção

Vamos falar hoje sobre Convecção.

Na Física que aprendemos no ensino médio, descobrimos que o calor que é a energia em trânsito e se propaga de três formas: Condução, Convecção e Radiação. No tópico de hoje falaremos em uma em específico, os demais ficam para uma próxima.

Mas afinal, como é essa propagação de calor por convecção? Onde ele ocorre? Onde relacionamos ele no dia-a-dia?

Primeiro, a peça central de nossos estudos hoje começa com os líquidos e gases. Ambos citados anteriormente tem como característica propagar o calor na forma de convecção. Você se perguntou do por que as bolhas de águas ficarem na parte de cima da panela? ou do por que a água da praia tem uma temperatura mais confortável a noite? 

Para entrar nesse mundo incrível da Física, devo explicar a vocês como a convecção funciona. A convecção que é um modo de transferir o calor, faz isso através do movimento do fluido em questão. 

Figura 1. Exemplo de convecção na água.

Fonte: Google Imagens

Na figura 1, encontramos um exemplo de como a convecção funciona nos fluidos, nesse caso em questão na água. De ínicio temos a água na parte de baixo em contato com fogo que por sua vez aquece a água, as moléculas presente na água começam a "correr" rapidamente, afastando uma das outras, que implica numa densidade menor. Então a água quente tem uma densidade menor do que a água fria. 

Você observa que em alguns casos objetos tendem a ficar boiando na água, e observa também que outros objetos não, e isso está relacionado com a densidade, corpos com menor densidade tende a subir, e corpos com uma maior densidade tende a descer. O que está acontecendo na água é exatamente isso, a água quente sobe e por isso você enxerga as bolhas, e a água fria tende a descer para que possa ser esquentada assim mantendo um processo cíclico.

Agora um pequeno experimento: Com sua boca aberta, sopre sobre sua mão! Notou algo morno? Agora repita isso, mas agora contraia seus lábios para deixar apenas uma pequena passagem de ar! Notou algo frio? O que você acha que está por trás disso? Uma coisa eu posso dizer: Expandindo-se, o ar esfria.

Agora o que acontece na praia?

Figura 2. Imagem mostrando as correntes de ar na praia.

Fonte: InfoEscola

Para começar tem mais uma coisinha de física que trataremos depois que é o calor específico. Cada material tem uma capacidade de absorver calor, o da areia é menor do que o da água, e com o sol durante o dia a areia fica bastante quente, então durante o dia cria-se uma corrente de ar, o ar sobre a areia é quente e sobre a ar água é fria, como dito antes, o ar quente vai para o lugar o do ar frio, e vice-versa, produzindo uma corrente de ar. Já durante a noite o processo ocorre o contrário, a areia fica fria e a água quente, e resultando numa clima mais confortável durante a noite na praia, por isso utilize a noite para fazer exercícios físico na praia.

Por fim temos outro fenômeno que tem por explicação a convecção, como sabemos do exemplo da água, o ar quente tende a subir por conta sua densidade ser menor do que o ar frio, isso resulta em correntes de convecção que é bastante utilizadas por pássaros para voar sem precisar bater as asas ou para saltadores de asa delta. Veja a figura abaixo mostrando as correntes:

Figura 3. Como as aves utilizam as correntes de convecção

Fonte: Google Imagens.

Na primeira parte á esquerda a ave está subindo em círculos aproveitando o ar quente que está subindo, e na parte central observamos a ave utilizando o ar frio para descer. 

No vídeo abaixo vemos uma ave utilizando  as correntes para voar.

Vídeo 1. Ave planando com as correntes de convecção.

Espero que tenham gostado deste tópico sobre a convecção. Poderíamos estender, mostrando o ar-condicionado, geladeiras, aquecedores e etc. Mas fica pra uma próxima. 

 

Helicóptero e o momento angular

O momento angular é um conteúdo abordado na física do primeiro ano. Onde, o mesmo se trata de movimento de rotações. Um exemplo prático para fixação desse conteúdo, para conseguimos entender como algo tipo resolveu o problema do helicóptero é o do ratinho numa gaiola. O exemplo escolhido é o de um ratinho junto com uma gaiola cilíndrica (Ver figura 1), ao passo que o rato começa a andar para frente, a gaiola compensa girando sentido contrário. ou seja, no momento angular, quando algo gira para um lado, existe outro giro de sentido contrário, como se um giro buscasse compensar o outro.

Visto um breve exemplo do conceito, podemos seguir em frente para entender o problema do helicóptero. Os helicópteros construidos antigamente tinha apenas uma hélice, veja que confusão. Ao passo que só tinha uma hélice, e como foi comentado antes sobre o momento angular, algo teria que compensar o giro da hélice, logo ao passo que hélice girava, a coisa tentava compensar esse giro era o corpo do helicóptero. Assim o corpo girava para o sentido oposto, provocando uma sensação de "efeito batedeira" nos pilotos. Para resolver esse problema, foi colocado uma pequena hélice traseira que girava, para compensar o giro da menor. 

 

Figura 1. Ratinho na roda.

A FÍSICA DA PIPA 

Como todos sabem deveriam saber, a física é umas da ciências mais importante para o ser humano, pois ela nos ensinar a como viver na natureza e consequentemente a sobreviver. No dia-a-dia de cada um, a física está presente, seja no voô de um avião ou em um carro em movimento.

O nosso objeto de estudo que certamente foi presente no dia-a-dia é a pipa(papagaio,raia...).Quase todos que tiveram infância brincaram com uma. Todos que brincaram com ela, já se perguntaram como algo tão pesado consegue se manter no ar. Bom, a física por trás da pipa é bastante interessante, onde as leis de Newton podem explicar como algo tão pesado se mantem no ar.

A pipa funciona como uma espécie de "escudo" no ar, mas como assim escudo? O vento ao se chocar na estrutura de papel da mesma, é defletido para baixo (Ver figura 1.1), ao passo que o ar bate na pipa ela consegue se manter no ar, pois ela deflete o mesmo para baixo, assim criando uma espécie de ação e reação, onde o vento exercer uma força na pipa e a pipa exercer uma força de intensidade e direção igual, mas com sentido oposto.

De acordo com a segunda lei de Newton, o módulo das forças (ação e reação) corresponde a variação de quantidade de movimento da massa da pipa no ar.

Em geral, algumas pipas necessitam de ter um rabo, em caso particular as pipas planas, para que consequentemente haja uma estabilidade da mesma no ar, pois sem o rabo ela iria girar em torno da linha. Assim como a hélice traseira do helicóptero que será o próximo assunto abordado aqui, o rabo da pipa funciona de sentido análogo, pois dificulta que a pipa gire. 

(Figura 1.1)

A idade média, cheia de terrores para ciências!

IDADE MÉDIA

Abu Ali Al Hasan

Al Hasan foi um matemático, físico e astrônomo. A grande contribuição do árabe, foi um chamado "Tesouro da óptica", onde tinha nova ideia sobre a visão. Esse grande revolucionário conduziu experimentos sobre a propagação da luz e das cores, reflexos e até ilusões de ótica. Também examinou a refração de raios claros, na água e ar, e descobriu as leis de refração. Outra coisa interessante sobre a Al Hasan foi o método cientifico proposto por ele, que onde a ideia devia ser provada por experimentos, seguindo um processo sistemático. E um fato curioso, é que a UNESCO declarou 2015 como o ano internacional da luz, por conta do famoso livro de Al Hasan, que completava 1 milênio.

Eventos importantes

A invenção do óculos feita por Roger Bacon, onde o mesmo foi um grande matemático que tentou entender a natureza, com a matemática e também descobriu com era a formação do arco-íris. Surgem os primeiros moinhos de ventos, onde os mesmo eram utilizados na agricultura. A torre de pisa, palco do experimentos de Galileu é construída. O relógio da Abadia de Westmister foi o marco para contagem do tempo na época. 

E de antigo só temos a China.

CHINA ANTIGA

É interessante notar que o chineses em si viam o mundo de outra maneira, dos gregos e romanos. Os Gregos criaram a ideia do átomo, mas o chineses não estavam nem aí para essa idealização de como matéria era formada. Para eles, matéria era algo sem sentido, onde eles davam enfase na energia das coisas, questão essa abordada pela a mecânica quântica. Outra diferença dos chineses era seus elementos, onde tinha cincos: água, ar, fogo, metal e terra.

BÚSSOLA

Sim, foram os chineses a desenvolverem esse precioso objeto. Diferentes das bússolas de hoje, as dos chineses antigo apontavam para o sul. Com ajuda do ferro magnético, ou melhor a magnetita, que ao ser atingida por uma forte descarga elétrica, se tornavam magnetizada, assim podendo virar a matéria prima da bússola.

SISMÓGRAFO

Apesar da escala Richert só ser invetada no século 20, um astrônomo imperial teve uma magnífica ideia. O astrônomo Heng, pegou um receptáculo de bronze e entalhou nove dragões de cabeça para baixo, separados a uma distância igual do dragão ao lado, e também tinha um sapo de boca aperta para cima, para cada dragão existente. Dentro desse receptáculo, tinha um pêndulo suspenso para que detectasse o tremor. Quando o pêndulo balançava, ele acionava umas alavancas que soltariam mas bolas que caíram nas bocas dos sapos. (Ver figura 1) 

(Figura 1, Sismógrafo de Heng.)

Estacionamos na Roma antiga.

ROMA ANTIGA

A Roma antiga as contribuições não foram do romanos, e sim dos Gregos com sua influência, que foi construída no passado, ou seja, as contribuições dos romanos em si foram bastante limitadas. A exemplo da medicina, que não vem ao caso, mas matemática, física e astronomia tiveram-lá seus ganhos nessa época.

ASTRONOMIA

A começar pela astronomia, que no tempo da romana desenvolveram o calendário Juliano, que foi usado até o século XVI (Século dezesseis). Uma coisa feita pelos romanos, foi a construção de um relógio, que usava a sombra do sol para ser norteado. Ele era dividido por 12 horas noturnas e 12 horas diurnas. Na astronomia da época, há um cara que se destaca, que foi Hiparco, com suas grandes ideias. Apesar de ser contra contra o heliocentrismo, ele também foi contra a astrologia. Hiparco na sua época, melhorou bastante constantes astronômicas , e não só isso, também desenvolveu um catálogo estelar, que por ventura seria o primeiro, com 850 estrelas catalogadas. Também introduziu o conceito de magnitude das estrelas, assim sendo divididas por "primeiras grandezas" as mais brilhantes, e "segunda grandeza" as menos brilhantes, ou seja, as que olhos humanos quase não viam. Além do mais ele também criou um instrumento do astrolábio (Ver figura 1), instrumento esse que era usada para medir a distância angular dos astros em relação ao horizonte. Visto isso, podemos considera Hiparco como o pai da astronomia.

(Figura 1, astrolábio)

FÍSICA

Na física em si, tivemos o desenvolvimento da primeira máquina térmica, ou chamada de máquina de Heron (Ver figura 2), que consistia em uma esfera oca, que recebia água de uma bacia, que por sua vez era aquecida para gerar vapor, e fazer a esfera movimentar. O aparelho que tem uma câmera com tubos curvados, por onde o vapor seria expelido. A força resultante implica que o objeto gire.O vapor que por ventura sai da eolípila por ambos furos tem a pressão com o mesmo valor, já que estão em equilíbrio, se os furos fossem tampados; logo o que movimentaria seria a pressão do vapor sobre o corpo - como a causada pelos ventos.

(Figura 2, Eolípila)