Biomembranas - Histórico

Magnetismo

Os primeiros usos de ímãs.

Há milhares de anos atrás, as pessoas descobriram que um mineral chamado magnetita (Fe₃O₄) atraia outros pedaços de magnetita. Essa rocha também era capaz de atrair pedaços de ferro. Quando se esfregava pequenos pedaços de ferro com magnetita, o ferro passava a agir como a magnetita, ou seja, adquiria aquela estranha propriedade de atrair ferro. Logo se percebeu que quando eles deixavam as pequenos pedaços de magnetita girarem livremente, elas invariavelmente apontavam para um mesmo lugar; para o norte.

Estes podem ter sido as primeiras bússolas.

As bússolas ajudaram marinheiros e exploradores, com elas ela sabiam em que direção estavam indo. Antes das bússolas, marinheiros e exploradores tinham de olhar para o Sol e para as estrelas para saber em qual direção estavam indo.

Um pedaço de magnetita é um imã. Ímãs atraem objetos feitos de ferro ou aço, como pregos e grampos de papel. Ímãs também podem atrair ou repelir outros ímãs. Repelir significa "afastar". Cada ímã tem duas extremidades. As duas extremidades são chamadas pólos. Uma das extremidade chama-se pólo norte, enquanto a outra extremidade é chamada de pólo sul. Dois pólos norte se repelem. Dois pólos sul também repelem. Mas um pólo norte e um pólo sul são atraídos um pelo outro. O que é campo magnético? Lembre-se que a força é um empurrão ou um puxão que pode fazer um objeto se mover. As forças gravitacionais e elétricas podem agir sobre um objeto, mesmo quando os objetos não estão se tocando. A força magnética também pode atuar em objetos distantes entre si. Observe que os ímãs não precisam se tocar para que uma força magnética aja sobre eles. Um ímã pode até mesmo fazer um objeto se mover sem tocá-lo. A força magnética fica mais fraca conforme os ímãs vão se distanciando. O campo magnético é o espaço em torno de um ímã onde a força magnética atua. Os campos magnéticos estão em torno de todos os ímãs. Se você jogar limalha de ferro perto de um ímã, a limalha de ferro vai mostrar as linhas do campo magnético do ímã. A figura abaixo mostra estas linhas curvas. As linhas começam em um pólo e terminam no outro. 

As linhas do campo magnético começam no pólo norte de um ímã e terminam no pólo sul. As linhas se são mais próximas onde o campo é mais forte e mais distantes onde o campo é mais fraco. O campo magnético é mais forte perto dos pólos magnéticos. Ele fica mais fraco quando longe dos pólos.

Como são produzidos os campos magnéticos?

Uma carga eléctrica em movimento produz um campo magnético. Todos os átomos têm partículas de carga negativa chamadas elétrons. Estes elétrons giram em torno do núcleo de um átomo. Cada elétron produz um campo magnético por causa da forma que se move. Os elétrons nos átomos que compõem os ímãs são como ímãs ainda menores. Um imã é quando os campos magnéticos produzidos pelos elétrons dos átomos de ferro e outros materiais apontam, todos, na mesma direção. Um grupo de átomos com os seus campos magnéticos apontando na mesma direção é chamado de domínio magnético.

Um material, como ferro ou aço, que tem a capacidade de tornar-se magnetizado, tem muitos domínios magnéticos. Quando o material não é magnetizado, estes domínios magnéticos apontam em todas as direções.

O material nesse estado não se comporta como um ímã. Isso ocorre porque os campos magnéticos produzidos pelos domínios se anulam mutuamente.

Um ímã tem um grande número de domínios magnéticos que estão alinhados e apontando na mesma direção. Suponha que você mantenha um forte ímã ao lado de um pedaço de ferro. O ímã faz com que o campo magnético, em muitos dos domínios magnéticos no ferro, se alinhem com o seu campo.

Os campos magnéticos dos domínios magnéticos do ferro, então, se somam ao invés de se anularem. Assim o ferro fica magnetizado.

É isso aí galera. 

Bons estudos!

As Leis da Dinâmica

Leis do Movimento

Você já viu uma ginasta de trave de equilíbrio dar um salto mortal para trás e cair no solo perfeitamente? Seu movimento pode parecer suave e simples. A ginasta, na verdade, faz muitos movimentos diferentes para que o salto aconteça de forma suave. O que faz com que esses movimentos aconteçam? Cada um dos movimentos da ginasta segue um conjunto de regras que foram explicadas pela primeira vez por Isaac Newton.

Essas regras são chamadas de leis do movimento de Newton.

O que é força?

O movimento de um objeto muda por causa de uma força. A força é um empurrão ou um puxão. Uma força tem uma intensidade, uma direção e um sentido definidos. A intensidade, a direção e o sentido de uma força determinam o movimento de um objeto. Na figura abaixo, o aluno empurra a caixa. Esse impulso, ou força, move a caixa. 

Se ele empurrar com mais força, a caixa se move mais rápido. Quando você empurra algo, a força aplicada é chamada de força de contato. Isso porque você está tocando, ou entrando em contato com o objeto.

Que outras forças podem agir sobre um objeto?

Podem existir forças mesmo quando não há contato. Suponha que você coloque um ímã perto de um clipe de papel. O que acontece? O clipe de papel se moverá em direção ao ímã. O clipe de papel se move, mas o ímã não encosta nele. A força que age sobre o clipe de papel é uma força de longo alcance. Neste caso, é a força magnética.

O que acontece quando você solta uma bola? A bola cai no chão. A força de longo alcance agindo sobre a bola é a gravidade. Forças de longo alcance podem mudar o

movimento dos objeto sem tocá-los. A eletricidade, como o magnetismo e a gravidade, são forças de longo alcance.

A unidade do SI de força é o Newton, ou N.

Primeira Lei de Newton

Imagine que você está andando em um carro. O motorista repentinamente aperta os freios. Quando o carro para, você continua a avançar. Seu cinto de segurança impede o seu movimento para a frente e o puxa de volta ao seu lugar. Este é um exemplo da primeira lei do movimento de Newton.

O Princípio da Inércia de Newton afirma que um objeto em repouso permanecerá em repouso e um objeto em movimento retilíneo uniforme continuará a se mover em linha reta a uma velocidade constante, a menos que uma força altere essa condição.

Pense sobre o que acontece no carro. Quando o carro para, você segue em frente. Mas, o cinto de segurança aplica uma força que faz você parar de se mover. Se a sua mochila estiver no banco, ela irá seguir em frente até que algo interrompa seu movimento.

Inércia é a propriedade da matéria de resistir a qualquer variação em sua velocidade. A inércia depende da massa. Quanto mais massa um objeto tem, mais inércia ele possui, e assim, mais difícil será para mudar o movimento do objeto.

Somando Forças

A primeira lei do movimento de Newton afirma que o movimento de um objeto muda apenas se uma força atuar sobre o ele. Às vezes, há mais de uma força agindo sobre um objeto. Alguma vez você já tentou empurrar um carro? Por que é mais fácil empurrar um carro se

várias pessoas ajudarem a empurrá-lo? O movimento depende do tamanho, da direção e do sentido de todas as forças.

Forças Equilibradas

 

Se duas pessoas empurram um objeto com a mesma força e na mesma direção, mas em sentidos opostos, o objeto não se moverá. Estas forças estão equilibradas (estão se anulando). Forças em equilíbrio são forças que são iguais, mas em sentidos opostos. Quando as forças em equilíbrio agem sobre um objeto, tal como a carroça na figura abaixo, o movimento do objeto não muda. A força total atuando sobre o objeto é zero. Dizemos que a Força Resultante (F_R) é zero.

 

A Segunda Lei do Movimento

Você é capaz de dizer a rapidez que uma bola de futebol acelera quando você a chuta? Você pode descobrir com a segunda lei do movimento de Newton. A segunda lei de Newton afirma que um objeto que recebe a ação de forças em desequilíbrio, ou seja, cuja resultante é diferente de zero, vai acelerar na direção da força. Você pode usar esta equação para encontrar a aceleração:

 

onde,

a é a aceleração

F_R é a Força resultante

M é a massa

A Segunda Lei de Newton estabelece que a resultante das forças aplicadas a um corpo é igual ao produto de sua massa pela aceleração adquirida

 

A Terceira Lei do Movimento

A terceira lei de Newton afirma que as forças agem sempre em pares iguais, mas opostas. Esta ideia muitas vezes é dita como “para cada ação há uma reação igual e oposta.” Então, quando você empurra o chão com suas pernas para saltar, o chão o empurra também. Isso faz com que você acelere no ar.

 

Energia Escura

Há milhares de anos a ciência tenta compreender os mistérios do céu noturno.

Se pensarmos bem, foi uma impressionante conquista o que um certo tipo de primata (seres humanos, para os mais íntimos) foi capaz de desvendar: estamos vivendo em um planeta, e que esse planeta está girando em volta de uma estrela em uma galáxia! Que essa galáxia é apenas uma no vasto mar de galáxias em um universo quase infinito.

Mas agora parece que a ciência está prestes a dar um passo adiante com uma ideia que fará dos avanços anteriores da cosmologia, pálidas insignificâncias.

Tudo o que sabemos sobre o universo é que não sabemos nada... Ao que parece temos um bom entendimento da matéria. Mas essa não representa nem 4% do universo observável. A maior parte do universo é composta por algo tão sombrio que recebeu o nome de energia escura. Cerca de 73% do universo é composto de energia escura.

Mas o que é energia escura???

Vamos falar do nosso universo. Aparentemente nosso universo tem por volta de 13,8 bilhões de anos e está fazendo algo bem estranho;

Quando observamos as galáxia de nosso universo, de forma geral, percebemos que elas estão se afastando umas das outras. Até aí tudo bem, o universo está expandindo, então era de se esperar que o espaço entre as galáxias também estivessem aumentando. O estranho, porém, é que não só as Galáxias estão se afastando, como estão aumentando a velocidade com que se distanciam (ou seja estão acelerando).

Você pode dizer: "ok, o universo está acelerando, e daí?"

E daí que, se pensarmos nas "coisas" que existem no universo, como radiação, matéria (prótons, neutrons e elétrons) e matéria escura (sabe-se lá o que é isso...) era de se esperar que a força de atração gravitacional destes objetos desacelerasse seu distanciamento... De forma que algo está indo contra a gravidade. Podemos inferir que algum tipo de energia esta causando a aceleração da expansão do Universo. A esse tipo de energia foi dado o nome de dark energy, ou energia escura.

A energia escura domina nosso universo (cerca de 70% dele é energia escura)! Nós não fazemos ideia do que seja ou como  funciona seu efeito antigravidade... 

Só sei que nada sei... Essa frase faz realmente sentido!

Querida, destruí o Universo

Por Salvador Nogueira (disponível em <http://mensageirosideral.blogfolha.uol.com.br/2014/09/11/querida-destrui-o-universo/>)

11/09/14 05:54

Stephen Hawking ataca novamente. O famoso físico britânico lançou um alerta à humanidade ao destacar que a manipulação do bóson de Higgs — a tal “partícula de Deus”, descoberta em 2012 no maior acelerador de partículas do mundo — pode levar à destruição do próprio Universo.

“Great Scott!” O físico Stephen Hawking agora diz que podemos desestabilizar o continuum espaço-tempo!

OK, todos sabemos que o bom e velho Hawking é mesmo dado a afirmações grandiosas. Recentemente ele disse que talvez buracos negros não existissem. Mas esta bateu todos os recordes. Poderia mesmo um experimento de física levar ao fim do cosmos como o conhecemos?
O físico delineia a ideia não num trabalho científico, mas no prefácio de um novo livro chamado “Starmus”, um apanhado de artigos de astrônomos e astronautas renomados, reunidos num festival científico de mesmo nome realizado em Tenerife, na Espanha, em 2011 (a segunda edição acontecerá em duas semanas).
“O potencial de Higgs tem a preocupante característica de que possa se tornar metaestável em energias acima de 100 bilhões de giga-elétronvolts (GeV)”, escreveu o cientista britânico. “Isso significa que o Universo poderia sofrer um decaimento catastrófico do vácuo, com uma bolha do vácuo verdadeiro se expandindo à velocidade da luz. Isso poderia acontecer a qualquer momento, e não veríamos o que nos atingiu.”
É de apavorar, não? Mas calma, não priemos cânico. Vamos primeiro tentar entender a história, e depois perceber que não é tão ruim quanto parece.
DICA: Stephen Hawking deu dois grandes alertas à humanidade antes. Quer saber quais? Eu conto tudo no meu novo livro, “Extraterrestres: Onde eles estão e como a ciência tenta encontrá-los”
O SEGREDO DA MASSA
O bóson de Higgs, talvez você se lembre, causou muito alarde em 2012, quando foi finalmente descoberto, após meio século de busca. Os experimentos conduzidos no LHC, o Grande Colisor de Hádrons, confirmaram que essa partícula — a peça que faltava no quebra-cabeças da física de altas energias — de fato existe e é a responsável pela massa de todas as outras partículas.
Talvez não soe tão grandioso posto dessa forma, mas lembre-se: a massa é o que gera a gravidade. E, se não houvesse gravidade no Universo, estrelas não poderiam se formar, nem planetas, nem nós. Não é à toa que o físico ganhador do Nobel Leon Lederman deu a ela esse apelido imponente, “partícula de Deus” (ou “partícula-Deus”, como queira).
Um detalhe importante: não é a partícula em si que produz a massa. É o campo associado a ela — uma entidade real que permeia o espaço. Em essência, o campo de Higgs é como uma gosma pegajosa que existe em toda parte. As demais partículas, ao atravessá-lo, sofrem resistência. E com isso ganham suas massas. Cada partícula interage de forma diferente, e por isso tem massa diferente. Já uma partícula que parece indiferente ao campo de Higgs é o fóton, que faz a luz. Por isso a luz viaja pelo espaço na velocidade máxima permitida — ela não sente a gosma pegajosa e, portanto, não tem massa.
Certo. O que Hawking está dizendo é que alguns cálculos sugerem que nem sempre esse campo de Higgs se comporta dessa maneira — o potencial é “metaestável”. Se você colocar energia suficiente nele, talvez ele se torne outra coisa. E aí é como desligar a massa das partículas, reajustá-la ou invertê-la. A gravidade para de funcionar do jeito tradicional e o espaço se expande violentamente. A própria matéria se dissipa, com seus componentes todos subitamente acelerando à velocidade da luz, sem ter mais as amarras da gosma pegajosa.
Não bom.
SEM RISCO IMEDIATO
A única coisa que nos deixa tranquilos é a energia envolvida para que isso — talvez, apenas talvez — aconteça. Hawking fala em 100 bilhões de gigaelétron-volts. É um montão. Para que se tenha uma ideia, o Higgs foi descoberto no LHC com uma energia de 4.000 gigaelétron-volts. De 4.000 para 100.000.000.000 tem um bocado de zero a mais.

O LHC encontrou o bóson de Higgs. Não tente isso em casa.

“Um acelerador de partículas que atinja 100 bilhões de gigaelétron-volts teria de ser maior que a Terra, e é improvável que seja financiado no atual clima econômico”, brinca o físico britânico.
A grande pergunta é: o potencial do Higgs é mesmo metaestável? Ou seja, é possível em tese bagunçá-lo e zoar o Universo? Ninguém sabe. Contudo, não parece absurdo.
Afinal, alguma coisa muito parecida com isso deve ter acontecido lá atrás, 13,8 bilhões de anos atrás, para dar início à expansão do Universo. Em seu texto, Hawking sugere que a melhor forma de investigarmos essa questão cientificamente é justamente olharmos para trás, para o Big Bang, onde talvez tenha havido a energia necessária para desestabilizar o Higgs.
UMA IMODESTA ESPECULAÇÃO
Permita-me, caro leitor, compartilhar um voo da minha imaginação diante dessas observações de Hawking.
Imagine por um momento que houvesse um outro universo antes do nosso — antes do familiar Big Bang, ocorrido 13,8 bilhões de anos atrás. Nesse antigo cosmos hoje inacessível, talvez até destruído ou sobreposto pelo nosso, havia uma civilização tão curiosa quanto a humana. Eles gradualmente galgaram os degraus do avanço tecnológico, indo de paus e pedras a bombas atômicas e aceleradores de partículas, como nós fizemos.
Então eles excederam nossas atuais capacidades. Em muito. E descobriram, com certo espanto, que seu Universo não era tão confortável quanto poderia ser. Talvez tenham identificado que ele fosse acabar num Big Crunch, esmagado pela própria gravidade, ou quiçá consumido pelo frio e inexorável avanço da entropia, destruindo toda e qualquer estrutura que pudesse nutri-los. Mas esta civilização não queria morrer, nem queria ver o cosmos encontrar seu fim.
Decidiram então aplicar todos os seus conhecimentos avançados em um experimento final — a desestabilização do campo de Higgs e a consequente ressurreição do Universo. A iniciativa produziria uma imensa bolha de espaço-tempo, crescendo a uma velocidade espantosa e convertendo energia do vácuo em matéria. Um novo cosmos nasceria. Talvez eles pudessem adentrá-lo no instante exato para sobreviver em seu interior. Talvez não. De toda forma, tomaram todo o cuidado, em seus cálculos, para produzir a quantidade exata de matéria e energia no processo de expansão cósmica, de forma que o novo cosmos não só fosse duradouro e hospitaleiro, como também plano e infinito até onde se pudesse ver. Amigável à vida. Nascia daí o nosso Universo, cuja sintonia fina é aparente e espanta os cosmólogos, mas somos hoje incapazes de compreender por quê.
Será que algo assim pode ter acontecido? Deixo ao leitor a inglória tarefa de julgar a verossimilhança.
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P.S.: Um ano atrás, escrevi um conto baseado numa premissa parecida, que foi publicado numa edição especial da “Superinteressante” e indicado ao Prêmio Abril. Você pode lê-lo aqui.

 Teto disponível em:
http://mensageirosideral.blogfolha.uol.com.br/2014/09/11/querida-destrui-o-universo/

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Aquecimento global e o frio nos EUA.