O céu e suas cores: fenômenos físicos

Durante o verão, especialmente na época das férias, podemos observar com bastante frequência os dias com céu azul e o pôr do sol, quando o céu se enche de tons vermelhos e alaranjados. Mas como essa mudança de cores acontece?

Ondas de luz

Essa mudança de cores no céu acontece, principalmente, por causa da forma como a luz se espalha na atmosfera. Isso porque a luz solar chega à Terra através de ondas eletromagnéticas de diferentes comprimentos de onda, sendo que as de menor comprimento de onda são azuis e as de maior comprimento de onda são vermelhas.

A luz solar é branca, no entanto ao encontrar as partículas presentes na atmosfera sofrem espalhamento. As radiações de menor comprimento de onda se espalham com maior facilidade ao passo que as de maior comprimento de onda são atravessam a atmosfera. A luz que atinge nossos olhos é a luz espalhada e por isso enxergamos o céu com a cor azul.

Mas e como o céu fica vermelho?

É simples. No final da tarde, quando o Sol está próximo do horizonte, a luz solar precisa atravessar muito mais atmosfera para chegar até nós. Dessa forma, as ondas azuis, de pequenos comprimentos de onda, sofrem espalhamento chegando até nos a luz que atravessou a camada atmosférica ou seja, as de maior comprimento de onda que correspondem às cores vermelho, laranja e amarelo.

Referência: 

http://azeheb.com.br/o-ceu-e-suas-cores-fenomenos-fisicos/

Tornados

A palavra tornado é originária do termo espanhol tornada, que significa tempestade. O tornado apresenta dimensões e duração bem menores que a de um furacão. Entretanto, esse fenômeno é capaz de promover grandes destruições por onde passa, como, por exemplo, o que atingiu Shaturia, Blagladesh, em 1989, matando aproximadamente 1.300 pessoas e deixando outras 50 mil desabrigadas.
Um tornado é um fenômeno meteorológico que se manifesta como uma coluna de ar que gira de forma violenta e potencialmente perigosa, estando em contato tanto com a superficie da Terra como com uma nuvemcumulonimbus ou, excepcionalmente, com a base de uma nuvem cumulus.A maioria dos tornados conta com ventos que chegam a velocidades entre 65 e 180 quilômetros por hora, mede aproximadamente 75 metros de diâmetro e translada-se por vários metros, senão quilômetros, antes de desaparecer. Os mais extremos podem ter ventos com velocidades superiores a 480 km/h, medir até 1500 m de diâmetro e permanecer no solo, percorrendo mais de 100 km de distância.

Processo de formação dos Tornados:

1 - A massa de ar frio forma uma “tampa” sobre a massa de ar quente próxima ao solo, impedindo a formação de nuvens. Com a entrada de uma frente fria ou pelo aquecimento excessivo da faixa de ar próxima ao solo, o ar quente rompe a tampa e invade a massa de ar frio.

2 - O ar quente sobe e se expande, com velocidade que pode chegar a 250 KM/h. A instabilidade na atmosfera pode fazer com que o movimento de expansão ocorra em forma espiral.

3 - Umidade condensada cai em forma de chuva. Com a evaporação, o tornado se forma abaixo da “tampa”, em área onde não há chuva. Ao contrário dos furacões, os tornados são compactos e de curta duração.

Classificação:

Os tornados são medidos pela quantia de estrago que eles causam, e não pelo seu tamanho físico. Também é importante lembrar-se de que o tamanho de um tornado não é necessariamente uma indicação de sua ferocidade. Tornados grandes podem ser fracos, e tornados pequenos podem ser violentos.

Referencias: http://pt.m.wikipedia.org/wiki/Tornado

http://naturezaemfuria.blogspot.com.br/2009/11/escala-fujita-classificacao-dos.html?m=1

http://m.brasilescola.com/geografia/tornado.htm

Algumas recomendações de segurança para o lançamento do foguete a água

• Só utilize garrafas de PET apropriadas para líquidos gaseificados (refrigerantes). Outros tipos de garrafas não suportam a pressurização usada nos foguetes. Prefira as de formato cilíndrico e de paredes lisas;
• Prepare-se para o pior, sempre. Garrafas podem explodir, a base de lançamento pode virar, o gatilho pode travar prendendo o foguete. Instale uma torneira de emergência em sua plataforma e ensaie abortar o lançamento;
• Não use qualquer outro tipo de garrafa que não seja de plástico de PET;
• Não carregue um foguete com mais pressão do que aquela em que ele foi testado;
• Lance seu foguete em áreas abertas, longe de casas, carros ou linhas elétricas e telefônicas;
• Não use uma garrafa que esteja danificada fisicamente;
• Verifique se a água dentro da garrafa está parada antes de disparar. Se ainda estiver balançando o foguete sairá desgovernadamente;
• Evite fazer lançamentos quando estiver ventando forte;
• Não use qualquer outro tipo de massa de reação que não seja a água comum.

Referência:Saiba como construir um foguete a água para praticar o espaço-modernismo - link acessado dia 19 de abril ás 18:14h 

Iniciação Tecnológica 2ºtrimeste: Foguete a água

Foguetes a água são modelos de foguetes caseiros que usam uma combinação de água e pressão para para obter um lançamento. Viraram uma “febre” em todo o mundo. Inventado pelos chineses há uma década atrás, ganhou popularidade mundial devido a sua simplicidade. Há competições de foguetes, onde o ponto principal é a inovação.

Com esse foguete podemos colocar em prática o que aprendemos em sala de aula, já que o objetivo desse experimento é levar o aluno a entender melhor os conceitos de quantidade de movimento e impulso.

Entretanto, para a conclusão de um trabalho bem feito e organizado, teremos que tomar algumas medidas de segurança e deveremos pesquisar como o grupo montará a base onde será colocada a garrafa e como a prenderemos. Diante disso, no decorrer do 2ºtrimestre postaremos frequentemente pesquisas relacionadas a este tema.

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Referências:

Foguete a água - Brasil Escola - link acessado dia 19 de abril ás 17:39h


Foguete a água - Wikipédia - link acessado dia 19 de abril ás 17:40h


Foguete a água - Cosmos Br - link acessado dia 19 de abril ás 17:40h

Exercícios para a avaliação do grupo

Teorema de Pascal
1- Cite três exemplos de dispositivos que fazem a multiplicação de forças.
2-Os ramos de uma prensa hidráulica tem áreas iguais a A¹=20cm² e A²=50cm². É exercida sobre o êmbolo menor uma força F¹=10N.
a)- Qual a forca transmitida para o êmbolo maior?
b)- A que altura se eleva o êmbolo maior, se o menor desse 0,6m?
3- Desenhe e explique o funcionamento de uma prensa hidráulica. 

Vasos comunicantes
1- Qual a fórmula para descobrir a altura ou a densidade de um liquido presente no vaso comunicante? 
2- Um liquido cuja a densidade é 1,8 g/cm3 foi colocado juntamente com uma grande quantidade de outro líquido cuja a densidade é de 0,9 g/cm³.
a)- Desenhe uma representação desse vaso comunicante.
b)- Qual a altura que está faltando? (Sendo que 10cm no lado A¹ e no lado A² tem 6cm, a altura x está logo acima dos 6cm)

Princípio de Arquimedes
1-a)- Qual a fórmula de EMPUXO?
b)- Significado das letras da fórmula no SI
c)- A fórmula para achar a densidade de um liquido
2- Quando tem a possibilidade de um objeto ficar flutuando, afundando e aflorando?
3-Um objeto com massa de 10 kg 3 volume de 0,002 m3 é colocado totalmente dentro da água (d = 1 kg/L).
a) Qual é o valor do peso do objeto ?
b) Qual é a intensidade da força de empuxo que a água exerce no objeto ?
c) Qual o valor do peso aparente do objeto ?
d) Desprezando o atrito com a água, determine a aceleração do objeto.
(Use g = 10 m/s2.)
4- A expressão "Isso é apenas a ponta de um iceberg" - muito usada conotativamente, hoje em dia, para mostrar que se vê apenas uma parte muito pequena de um problema, ficando o resto "escondido" - faz referência a uma situação física.

Assinale a alternativa cujos dados se relacionam corretamente com essa situação.

a) o Poder das Pontas e a Rigidez Dielétrica.

b) Arquimedes e o Teorema do Empuxo.

c) Pascal e o Princípio da Prensa Hidráulica.

d) Newton e o Princípio da Ação e Reação.

e) A Lei de Stevin e a Diferença de Pressão

Temperatura e calor
1- O que é temperatura?
2- O que é calor?
3- Têm-se dois corpos, com a mesma quantidade de água, um aluminizado A e outro negro N, que ficam expostos ao sol durante uma hora. Sendo inicialmente as temperaturas iguais, é mais provável que ocorra o seguinte:
(a) Ao fim de uma hora não se pode dizer qual temperatura é maior.
(b) As temperaturas são sempre iguais em qualquer instante.
(c) Após uma hora a temperatura de N é maior que a de A.
(d) De início a temperatura de A decresce (devido à reflexão) e a de N aumenta.
(e) As temperaturas de N e de A decrescem (devido à evaporação) e depois crescem.
4- É correto afirmar que calor e temperatura são sinônimos?

Escalas termométricas
1- Como se constitui um termômetro?
2-a)-Quais são os três tipos de escalas?
b)- Há dois pontos de extrema importância nas escalas termométricas. Identifique quais são esses pontos.
3- Há uma nova escala se chamada Joplin, nessa escala o ponto de gelo é igual -13°Joplin e seu ponto de vapor é igual a 87° Joplin.
a)- Escreva a equação de conversão entre escala Joplin para Celsius.
b)- A temperatura em °Joplin que corresponde a 30°C
c)- A temperatura na escala igual ao valor numérico na escala °C

Extras
Calcule:
a)-1,3x17,8
b)- 273,45 - 177,39
c)- 987,30 ÷ 30,15
d)- 20% de 400 reais
e)- 75% de 250 reais
f)- 44,89 + 25,21

Estados Físicos da Matéria

Transformações Físicas: são as transformações que não envolvem mudança na constituição das substâncias. Por exemplo, um cubo de gelo derretendo.

Estados Físicos da Matéria

Estado Sólido: no estado sólido a matéria tem forma e volume definidos. Exemplo: ferro, ouro, alumínio, diamante, cloreto de sódio e outros.
Estado Líquido: a matéria não tem forma própria, mas o volume permanece constante, exemplo: água, acetona, gasolina, álcool e outros.
Estado Gasoso: a matéria não tem forma nem volume definidos, exemplo: oxigênio, nitrogênio, gás carbônico e outros.

As Mudanças de Estados Físicos

Fusão: é a transformação de uma substância do estado sólido para o estado líquido.
Solidificação: é a transformação de uma substância do estado líquido para o estado sólido.
Condensação: é a transformação de uma substância do estado gasoso para o estado líquido.
Sublimação: é a transformação de uma substância do estado sólido direto para o estado gasoso.
Vaporização: é a transformação de uma substância do estado líquido para o estado gasoso Pode ocorrer por meio da ebulição e da evaporação.
Ebulição: Ocorre quando fornecemos calor a um líquido
Evaporação: Ocorre de maneira lenta, espontânea e depende das condições ambientais.
Referência: http://quimicaw.blogspot.com.br/2011_02_01_archive.html?m=1

Escalas Termométricas

Escalas Termométricas

Para que seja possível medir a temperatura de um corpo, foi desenvolvido um aparelho chamado termômetro.

O termômetro mais comum é o de mercúrio, que consiste em um vidro graduado com um bulbo de paredes finas que é ligado a um tubo muito fino, chamado tubo capilar.

Quando a temperatura do termômetro aumenta, as moléculas de mercúrio aumentam sua agitação fazendo com que este se dilate, preenchendo o tubo capilar. Para cada altura atingida pelo mercúrio está associada uma temperatura.

A escala de cada termômetro corresponde a este valor de altura atingida.

Escala Celsius

É a escala usada no Brasil e na maior parte dos países, oficializada em 1742 pelo astrônomo e físico sueco Anders Celsius (1701-1744). Esta escala tem como pontos de referência a temperatura de congelamento da água sob pressão normal (0°C) e a temperatura de ebulição da água sob pressão normal (100°C).

Escala Fahrenheit

Outra escala bastante utilizada, principalmente nos países de língua inglesa, criada em 1708 pelo físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), tendo como referência a temperatura de uma mistura de gelo e cloreto de amônia (0°F) e a temperatura do corpo humano (100°F).

Em comparação com a escala Celsius:

0°C=32°F

100°C=212°F

Escala Kelvin

Também conhecida como escala absoluta, foi verificada pelo físico inglês William Thompson (1824-1907), também conhecido como Lorde Kelvin. Esta escala tem como referência a temperatura do menor estado de agitação de qualquer molécula (0K) e é calculada apartir da escala Celsius.

Por convenção, não se usa "grau" para esta escala, ou seja 0K, lê-se zero kelvin e não zero grau kelvin. Em comparação com a escala Celsius:

-273°C=0K

0°C=273K

100°C=373K

Representação:

Referências: 

http://www.sofisica.com.br/conteudos/Termologia/Termometria/escalas.php

http://www.alunosonline.com.br/upload/conteudo//esquema-das-escalas.jpg

Propagação de Calor

Calor é energia térmica em trânsito, ou seja, é energia que se transfere de um corpo de maior temperatura para um outro de menor temperatura.

A propagação de calor pode se verificar através de três processos diferentes:Condução, Irradiação e Convecção.

O sentido de propagação de calor ocorre sempre do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura.


CONDUÇÃO
A Condução térmica é a propagação de calor em que a energia térmica é transmitida de partícula para partícula, mediante as colisões e alterações das agitações térmicas.

Na condução térmica não há transporte de partículas ou de matéria, existe somente transmissão de energia térmica.

A condução térmica é o fenômeno que ocorre quando corpos em temperaturas diferentes são postos em contato.

Exemplos: aquecimento de um objeto metálico, aquecimento de um objeto que se aquece através do contato com um líquido ou um sólido.


IRRADIAÇÃO
Irradiação é a propagação de calor feita por meio de ondas eletromagnéticas ( raios infravermelho ) que atravessam, inclusive o vácuo.

Não necessita de meio material para transmitir a energia térmica.

O dióxido de carbono e vapor d'água da atmosfera dificultam a propagação dos raios infravermelhos, com isso, a energia térmica emitida pela Terra fica, em parte, retida (efeito estufa).

Exemplos: o calor emitido pelo Sol a Terra; o calor emitido por uma fogueira, forno, lâmpadas, etc.


CONVECÇÃO
Forma típica de propagação de calor nos fluídos ( líquido e gases ), onde a própria matéria aquecida é que se desloca, ou seja, há transporte de matéria.

Quando aquecemos um recipiente sobre uma chama, a parte do líquido no seu interior em contato com o fundo do recipiente se aquece e sua densidade diminui. Com isso, ele sobe, ao passo que o líquido mais frio, tendo densidade maior, desce, ocupando seu lugar (correntes de convecção).

As correntes de convecção são validas também para o ar.

Exemplos: o ar fornecido por geladeira, exaustor, aquecedor, lareira, chaminé, etc; as inversões térmicas; as brisas marítimas e terrestre.


CONDUTIBILIDADE TÉRMICA
A tabela abaixo fornece o coeficiente de condutibilidade térmica de vários materiais. Os que têm alto valor K são bons condutores de calor ( por exemplo, os metais ) ; os que têm baixo valor K são maus condutores de calor, ou isolante térmicos ( por exemplo, a madeira ).



GARRAFA TÉRMICA
A garrafa térmica foi inventada por James Dewar, há um século aproximadamente. Ela é constituida de tal modo a evitar os três processos de transmissão de calor.


Condução - evitada pelo vácuo entre as paredes duplas e pela tampa isolante.

Irradiação - evitada pelas paredes espelhadas que refletem as radiações, tanto de dentro para fora como vice-versa.

Convecção - evitada pelo vácuo entre as paredes duplas.

Referênciahttp://www.grupoescolar.com/m/propagacao-de-calor.html

Como se formam os raios?

Para que surjam raios, é necessário que, além das gotas de chuva, as nuvens de tempestade tenham em seu interior três ingredientes: cristais de gelo, água quase congelada e granizo. Tais elementos se formam na faixa entre 2 e 10 quilômetros de altitude, onde a temperatura fica entre 0 ºC e -50 ºC. Com o ar revolto no interior da nuvem, esses elementos são lançados pra lá e pra cá, chocando-se uns contra os outros. Com isso, acabam trocando de carga entre si: alguns vão ficando cada vez mais positivos, e outros, mais negativos. Os mais pesados, como o granizo e as gotas de chuva, tendem a ficar negativos.

Por causa da gravidade, o granizo e as gotas de chuva se acumulam na parte de baixo, que vai concentrando carga negativa. Mais leves, os cristais de gelo e a água quase congelada são levados por correntes de ar para cima, deixando o topo mais positivo. Começa a se formar um campo elétrico, como se a nuvem fosse uma grande pilha. Essa dupla polaridade da nuvem é reforçada ainda por dois fenômenos físicos externos a ela. Acima, na região da ionosfera, os raios solares interagem com moléculas de ar, formando mais íons negativos. No solo, por outro lado, diversos fatores contribuem para que a superfície fique eletricamente positiva. Essa polarização da nuvem cria um campo elétrico descomunal: se as redes de alta tensão têm cerca de 10 mil W (watts) de potência, no céu nublado a coisa chega a 1 000 GW (gigawatts)! Tamanha tensão começa a ionizar o ar em volta da nuvem - ou seja, ele passa de gás para plasma, o chamado quarto estado da matéria.

Começa então a se formar um caminho de plasma em direção ao solo. Por ter elétrons livres, o plasma é um bom condutor de eletricidade. Com isso, acaba fazendo a ponte até a superfície para que a tensão da nuvem possa ser descarregada. Enquanto o tronco principal desce rumo ao solo, surgem novos ramos tentando abrir passagem. Quando um tronco principal está próximo do solo, começa a surgir uma massa de plasma na superfície. Essa massa vai subir até se conectar com o veio que desce e, então, fechar o circuito. É por isso que, se alguém estiver perto de onde o fenômeno está rolando, vai perceber os pelos do corpo se eriçando. Quando o caminho se fecha, rola uma troca de cargas entre a superfície e a nuvem e - zap! - temos o relâmpago! A espetacular faísca é fruto do aquecimento do ar, enquanto o ribombar do trovão vem da rápida expansão da camada de ar. Desde o surgimento do tronco de plasma até rolar o corisco, se passa apenas cerca de 0,1 segundo.

Referênciahttp://mundoestranho.abril.com.br/materia/como-se-formam-os-raios

Por que as mariposas são atraídas pela luz?

Louca atração

Mariposas são insetos positivamente fototáxico, por isso vão em direção à luz. Provavelmente, você não deve conhecer o termo ‘fototáxico’ que significa o grau de atração pela luz. Resumindo, os animais positivamente fototáxico são atraídos pela luz, enquanto outros, como as baratas, que corre dela, é negativamente fototáxica. O movimento causado pela fototaxia é involuntário. 

Existem varias teorias sobre essa característica das mariposas, que variam desde “a luz é fator de orientação noturna” até “a luz é rota de escape contra os predadores”, mas a mais interessante é a que diz que a mariposa tem maior sensibilidade à certos comprimentos de onda. Um exemplo dessa tese é o fato que mariposas preferem luz branca em relação a luz amarela.

Referência:http://papofisico.tumblr.com/post/45673299943/por-que-as-mariposas-sao-atraidas-pela-luz

Leis da termodinâmica

As três leis da termodinâmica

As principais definições de grandeza termodinâmicas constam de suas leis: Lei Zero é o que define a temperatura. A primeira lei (calor, trabalho e energia interna) é a do principio de conservação da energia. A segunda lei define entropia e fornece regras para a conservação de energia térmica em trabalho mecânico. A terceira lei aponta limitações para a obtenção do zero absoluto de temperatura.

Lei Zero: Temperatura 

Lei zero da termodinâmica: embora a noção de quente e frio pelo contato com a pele seja de uso corrente, ele pode levar à avaliações erradas de temperatura. De qualquer forma é da observação cotidiana dos corpos quentes e frios que se chega ao conceito de temperatura.

1ª lei: Lei de Conservação de Energia

Ela dá a equivalência entre calor e trabalho e pode enunciar-se da seguinte maneira: “em todo sistema quimicamente isolado em que há troca de trabalho e calor com o meio externo e em que, durante essa transformação, realiza-se um ciclo (o estado inicial do sistema é igual a seu estado final), as quantidades de calor (Q) e trabalho (W) trocadas são iguais.

Assim, chega-se à expressão W = JQ, em que J é uma constante que corresponde ao ajuste entre as unidades de calor (usada na medida de Q) e Joule (usada na medida de W). Essa constante é empregada na própria definição de caloria (1 cal = 4,1868J).

2ª lei: Entropia e regras para conservação de energia térmica

A tendência do calor a passar de um corpo mais quente para um mais frio, e nunca no sentido oposto, a menos que exteriormente comandado, é enunciada pela segunda lei da termodinâmica.

Essa lei nega a existência do fenômeno espontâneo de transformação de energia térmica em energia cinética, que permitiria converter a energia do meio aquecido para a execução de um movimento (por exemplo, mover um barco com a energia resultante da conversão da água em gelo).

3ª lei: O zero absoluto

O conceito de temperatura entra na termodinâmica como uma quantidade matemática precisa que relaciona calor e entropia. A interação entre essas três quantidades é descrita pela terceira lei da termodinâmica, segundo a qual é impossível reduzir qualquer sistema à temperatura do zero absoluto mediante um número finito de operações. De acordo com esse princípio, também conhecido como teorema de Nernst, a entropia de todos os corpos tende a zero quando a temperatura tende ao zero absoluto.

Referência: http://papofisico.tumblr.com/post/32328645210/as-leis-da-termodinamica