Física na Veia!

Reflexões no Dia do Professor
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

O único dia do ano que é só nosso! (Fonte)

 

Hoje, Dia do Professor, foi um dia de muita reflexão para mim.

Li no o perfil do Facebook do respeitabilíssimo colega prof. Francisco Caruso, físico, pesquisador e docente do CBPF – Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas, RJ, a seguinte reflexão:

 

''Nunca pensei que pudéssemos caminhar para onde estamos indo pela força do voto!''

 

E entendi que a democracia, um bem intangível e tão caro, pode sim ser paradoxal.

Refleti sobre onde errei/erramos como professor(es). Mas a verdade é que a própria educação também tem os seus paradoxos e limites.

Todo dia a gente que é professor levanta cedo para brincar de super herói na utopia de fazer um mundo melhor. Mas temos que reconhecer as nossas próprias limitações bem como a limitação do outro que recebe os nossos ensinamentos.

É da natureza da democracia e da educação, talvez da natureza humana, ser exatamente assim.

Meu caloroso abraço a todos os colegas professores pelo seu/nosso dia, a especial fração 1/365 do ano que é muito (e só) nossa! Todos os outros 364/365 são dos nossos alunos, futuros cidadãos deste país que é gigante e poderoso e ao mesmo tempo tão frágil.

 

 

Abraço do prof. Dulcidio. E Física na veia!

 


Nobel de Física 2018: invenções inovadoras no campo da física de laser
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

Laureados com o Nobel de Física 2018 [Fonte: nobelprize.org]

O Prêmio Nobel de Física de 2018 contempla “invenções inovadoras no campo da física a laser”.

Metade do prêmio vai para Arthur Ashkin (Bell Laboratories, Holmdel, USA) “pela pinça óptica e sua aplicação a sistemas biológicos”. Dividem a outra metade do prêmio Gérard Mourou (École Polytechnique, Palaiseau, France University of Michigan, Ann Arbor, USA) e Donna Strickland (University of Waterloo, Canada) pelo “método de geração de pulsos ópticos ultra-curtos e de alta intensidade”.

 

Antes de tudo, o que é laser?

Laser pointer, aquela manjada canetinha laser [Fonte]

Para muita gente hoje em dia laser é aquela luzinha que sai daquela canetinha que usamos para apontar coisas. Não está errado. Mas é uma simplificação extrema de um fenômeno físico fantástico e revolucionário.

Devemos começar a entender o laser pela ideia de que a própria palavra é uma sigla: Light Amplification  by Stimulated Emission of Radiation.  Em português, laser quer dizer amplificação da luz pela emissão estimulada de radiação. E isso já diz muito sobre o que é, de fato, um laser.

Sem complicações, laser é luz, ou seja, é radiação (ou onda) eletromagnética. Mas, pela Física Quântica, também podemos dizer que a luz é feita de partículas chamadas fótons. Logo, uma fonte laser é também uma fonte de fótons.

No entanto, os fótons de uma fonte laser apresentam três características peculiares nada comuns em fontes de luz com as quais estamos acostumados a lidar:

1. São monocromáticos, ou seja, possuem uma única cor. Sendo um pouco mais técnico, são todos de mesma frequência f e, portanto, carregam a mesma energia E dada pela Quantização de Planck (E = h.f onde h é a constante de Planck);

2. São coerentes pois são emitidos sempre com a mesma fase, o que sem maiores complicações significa que as oscilações ocorrem em perfeita sincronia.

3. Estão colimados pois propagam-se de forma unidirecional, ou seja, praticamente concentrados numa única direção.

O segredo por trás de um laser está na excitação quântica dos elétrons que, ganhando uma dose ΔE de energia, saltam para camadas ou estados quânticos mais energéticos. Quando retornam para estados de menor energia, devolvem a energia ΔE ganha na forma de um fóton, um quantum de energia ou ainda, se preferir, um pacotinho de energia ΔE = h.f. Note que cada um dos fótons terá a frequência exata f = ΔE/h e por isso mesmo todos os fótons terão a mesma cor.

Albert  Einstein está por trás dos lasers. Sim, ele de novo! Criativo, Einstein imaginou e teorizou que, além da emissão espontânea de luz — que é quando um elétron devolve na forma de um fóton a energia ΔE que ganhou saltando para um estado mais energético, fenômeno que acontece por acaso, deveria existir também uma emissão estimulada de luz pelos elétrons que interagissem um fóton. Desta forma seria possível que fóton vindo de um elétron estimulasse outro elétron a emitir outro fóton, criando um efeito em cascata para gerar uma luz especial composta de fótons monocromáticos e coerentes.

Na prática, a emissão laser funciona quando se consegue excitar um número mínimo de elétrons de determinado material para um estado de maior energia de modo a se obter uma situação peculiar no qual existem mais elétrons excitados do que elétrons no estado fundamental. Isso é conhecido na Física como inversão de população. A inversão de população é o ponto crítico que dá origem ao efeito em cascata de tal modo que o fóton emitido por um elétron estimula o elétron seguinte a emitir outro fóton e assim por diante. Essa reação em cadeia vai gerando um turbilhão de  fótons, a tal da luz amplificada por emissão estimulada, e todos monocromáticos e coerentes. Genial, não?

Em 1953, Charles Hard Townes, James P. Gordon e Herbert J. Zeiger produziram o primeiro maser, um laser que emitia ondas invisíveis na faixa de microondas, daí no nome maser que significa microwave amplification through stimulated emission of radiation. Em 1960, Theodore Harold Maiman produziu o primeiro laser com um cristal de de rubi.

Para manter um material emitindo laser, em geral é criada uma cavidade óptica com espelhos, o que acaba por permitir a emissão de luz colimada além de monocromática e coerente. Mas a tecnologia de laser evoluiu bastante e alguns lasers mais modernos conseguem o mesmo efeito sem o uso de espelhos.

 

Entenda os trabalhos vencedores do Nobel 2018

Arthur Ashkin inventou as pinças ópticas capazes de apanhar partículas, átomos, vírus e até células vivas com seus ''dedos'' de luz laser. E trouxe para a realidade uma ferramenta que, usando a pressão da luz, é capaz de mover objetos físicos.  Num ''truque'' genial, Ashkin conseguiu empurrar pequenas partículas para o centro do feixe e segurá-las por lá.

Um grande avanço veio em 1987 quando Ashkin usou as pinças para capturar bactérias vivas sem prejudicá-las. Imediatamente ele começou a estudar sistemas biológicos e a técnica das pinças ópticas está sendo amplamente utilizada para investigar o que está por trás da vida.

Gérard Mourou e Donna Strickland abriram o caminho para a geração dos pulsos de laser mais curtos e mais intensos já criados.

Num artigo revolucionário publicado em 1985, base da tese de doutorado de Strickland, uma abordagem engenhosa mostra como criar na prática pulsos de laser de alta intensidade e ultracurtos preservando o material amplificador.

A ideia consiste em esticar o pulso laser no tempo para reduzir o seu pico de potência. O feixe esticado é então amplificado e finalmente comprimido. Se um pulso é comprimido no tempo e se torna mais curto, então mais fótons são apertados num espaço minúsculo fazendo a intensidade do pulso
aumentar dramaticamente.

Esticar, amplificar e comprimir os pulsos. [Fonte: J. Jarnestad/Academia Real de Ciências da Suécia]

A técnica recém-inventada de Strickland e Mourou, chamada de CPA – chirped pulse amplification, logo se tornou padrão para lasers curtos de alta intensidade.

É na medicina que encontramos uma importante aplicação imediata desta luz pulsada que permite a realização de cirurgias oculares corretivas com feixes laser mais precisos. Na indústria os pulsos laser intensos e curtos também são importantes para realizar cortes mais precisos. Mas há inúmeras outras áreas de aplicação ainda não completamente exploradas.


Para saber mais

 


Já publicado aqui no Física na veia!

Confira os posts do blog sobre os trabalhos dos laureados com Nobel de Física desde 2006.

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(*) Posts na plataforma antiga do blog

Tags : Nobel 2018


Pocket Museum em São Paulo. Vamos experimentar a Ciência?
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

Ciência em Show em ação

 

De 29 de setembro a 21 de outubro, no Complexo Tatuapé, interligado à Estação Tatuapé de Metrô em São Paulo, capital, você e qualquer pessoa interessada em Ciência poderá participar gratuitamente de 12 experimentos incríveis de Física no Pocket Museum distribuídos em quatro estações temáticas: 1. Eletricidade, 2. Física Moderna, 3. Mecânica e 4. Ótica.

Sim, é na faixa! Ficou interessado? Confira detalhes a seguir.

Pocket Museum

O Pocket Museum é um projeto do Ciência em Show. Trata-se de um ambiente de experimentação com atividades científicas interativas destinado a toda família, mas com ênfase no atendimento de visitantes entre 6 e 15 anos.

A proposta é promover a vivência em experimentação. Por isso mesmo, no Pocket Museum tudo pode e deve ser tocado, mexido e experimentado, sempre com o apoio dos monitores treinados do Ciência em Show que garantem diversão e aprendizado com segurança.

O projeto arquitetônico do Pocket Museum é assinado pelo renomado arquiteto Rodrigo Ohtake que organizou o espaço priorizando a experimentação e a exploração com o objetivo claro de propiciar a aproximação de cada visitante com a Ciência.

Infelizmente, poucas escolas no Brasil dispõem de laboratório para trabalhar experimentos paralelamente à teoria. Desta forma, quase sempre as aulas são na lousa e os alunos são meros espectadores passivos. A Física, que começa a tomar forma enquanto Ciência justamente pela proposta inovadora de experimentação pelas mãos do italiano Galileo Galilei, acaba perdendo a sua essência. Neste sentido, muitos professores poderão aproveitar a oportunidade ímpar de levar os seus alunos para uma visita interativa no Pocket Museum.

__________
Sonho que um dia, quando tivermos governos mais sérios e focados na boa educação, seja feita uma reforma educacional de verdade que, na minha visão de professor há três décadas, deve partir antes tudo de uma análise criteriosa do extenso conteúdo teórico que é literalmente despejado nos alunos. Enxugado o conteúdo, e escolhendo os tópicos mais relevantes de cada ramo da Ciência, deve sobrar tempo para muita experimentação, atitude que certamente é capaz de mudar e enriquecer a maneira com que qualquer pessoa, particularmente um jovem estudante, vê e compreende a Ciência.

 

Estações temáticas e experimentos

1. Estação eletricidade. Experimentos: Gerador de Van de Graaff e Bobina de Tesla
2. Estação física moderna. Experimentos: Bola de Plasma, Ondas de Calor e Som Atrasado
3. Estação mecânica. Experimentos: Vórtice Toroidal, Ponte Romana e Bolinha Flutuante
4. Estação ótica. Experimentos: Imagens Sobrepostas, Figuras Anamórficas, Espelhos Curvos e Túnel Infinito.

 

Experimentos divertidos, com todo mundo botando a mão na massa

Horário de funcionamento das atividades

De segunda a sábado: das 10h às 22h.
Domingos e feriados: das 14h às 20h.
Consulte regulamento no site [complexotatuape.com.br](http://www.complexotatuape.com.br)

_________
Sou suspeito em falar do trabalho do Ciência em Show porque o Wilson, um dos três físicos do grupo, foi meu aluno no ensino médio. Mas acompanho o trabalho dele, do Daniel e do Gerson há 18 anos. E sei que é muito sério e esbanja competência. Falei recentemente sobre o trabalho bacana do Ciência em Show neste outro post (na versão do Física na veia! no Stemit). Vale a leitura se quiser conhecê-los melhor.

Fica a super dica para quem mora na grande São Paulo ou tem condições de se deslocar até a capital paulista!

O evento começa a funcionar hoje, 29 de setembro, às 19 h. Estou tentando me organizar para estar presente na inauguração do Pocket Museum prestigiando este lindo projeto dos meus queridos amigos do Ciência em Show.

 

Abraço do prof. Dulcidio. E Física na veia!

 


LHC: dez anos acelerando a Ciência
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

(Vídeo oficial do CERN no Youtube)

 

Em 10 de setembro de 2008, há exatos dez anos, dois pontinhos em uma tela do centro de controle do CERN – Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear sinalizaram a primeira vez em que prótons¹ circularam no LHC – Large Hadron Collider, encerrando a era de projeto e construção da grande máquina e marcando definitivamente a sua real funcionalidade.

No vídeo acima, divulgado hoje pelo canal do CERN no Youtube, Lyn Evans, líder do projeto LHC, e Lucio Rossi, líder do projeto High-Luminosity² LHC, recordam este dia histórico e como a máquina, depois de algumas paradas técnicas para upgrades, progrediu nos últimos 10 anos e agora caminha uma atualização que vai torná-la ainda mais poderosa.

 

CERN_control_centre_fachada.jpg
Detalhe da fachada do CERN Control Centre (arquivo pessoal)

 

O vídeo foi feito no CERN Control Centre, um local que, como sugere o nome, centraliza o controle técnico de tudo o que acontece no CERN e que mostro na imagem abaixo que eu mesmo fiz em 2010 quando participei da Escola de Física do CERN 2010 como bolsitas da CAPES num programa da SBF – Sociedade Brasileira de Física. (Falo sobre esta incrível experiência pessoal em alguns posts do Física na Veia! no Steemit. Confira: post 1post 2 e post 3)

 

CERN_control_centre.jpg
Vista geral do interior do CERN Control Centre (arquivo pessoal)

 

Note no vídeo, aos 2:26, que um cientista abre uma garrafa de champagne, ato bastante comum entre os pesquisadorse em eventos de sucesso.

Na minha visita ao centro de controle do CMS – Compact Muon Solenoid, dentre toda a parafernália tecnológica, não pude deixar de notar sobre um armário um grande quantidade de garrafas de champagne vazias. Veja você mesmo na imagem abaixo feita através do vidro que isola a sala de controle.

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Interior do centro de controle do CMS e as garrafas vazias sobre o armário (arquivo pessoal)

 

Conseguiu ver as garrafas? Vou dar um zoom na imagem para facilitar.

Champagne_CMS.jpg
Interior do centro de controle do CMS e as garrafas vazias sobre o armário (arquivo pessoal)

 

As garrafas ficam ali como se fossem troféus pois foram abertas em momentos especiais onde algo importante para a Ciência aconteceu. Cada garrafa tem, portanto, uma história própria.

Vale lembrar que em 2012 dois experimentos do LHC confirmaram a existência do Bóson de Higgs que rendeu Nobel de Física logo em 2013. Conto melhor esta história neste post (também na versão do Física na veia! no Steemit).

 

Abraço do prof. Dulcidio. E Física na veia!

 


¹ No LHC, átomos de hidrogênio são a fonte de prótons a serem acelerados. Cada átomo de hidrogênio tem seu único elétron arrancado por uma descarga elétrica, restando apenas o núcleo, um caroço central que nada mais é do que um próton. Estes prótons od hidrogênio ionizado são então acelerados por um complexo de aceleradores até o quinto e último estágio que é o LHC propriamente dito. Na prática, dois feixes de prótons viajam no anel do LHC em sentidos opostos. Em quatro grandes experimentos, bobinas poderosas forças os feixes a se cruzarem, resultando em colisões que são registradas por detectores.

² O LHC passará por um severo upgrade e então passará a chamar-se High-Luminosity LHC. A máquina terá a sua luminosidade (a razão entre o número N de eventos detectados em um determinado intervalo de tempo t e a seção transversal de interação σ) aumentada por um fator 5 o que fará com que a quantidade de dados coletada seja cerca de 10 vezes maior que a atual. Estas melhorias permitirão estudos ainda mais profundos que pretendem testar diversas teorias que vão além do Modelo Padrão de Partículas Elementares. O High-Luminosity LHC está previsto para estar funcional em 2026.


Este texto também foi publicado no Física na veia! (no Steemit) neste link.

Duofel: música cinematográfica, e 40 bilhões de km de estrada cósmica!
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

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Fernando Melo e Luiz Bueno em figurino alusivo aos 40 anos de estrada (Fonte: divulgação)

 

No último domingo, 2/setembro, por dois eventos do Festival Assad 2018 – segunda edição, realizei um antigo sonho: conhecer bem de perto o trabalho do genial Duofel pelo qual eu já havia trafegado mas somente através de gravações (CDs, DVDs, e vídeos na internet).

Você conhece a obra deste incrível duo de violonistas brasileiros que, sem nenhum estudo formal em Música, faz um som instrumental incrível e que em 2018 completa 40 anos de estrada?

 

Oficina e Concerto

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Fernando Melo e Luiz Bueno, do Duofel, na oficina (arquivo pessoal)

Logo na manhã do domingo, das 10 h às 12 h, o Duofel nos brindou com uma oficina no CLAC – Centro Livre de Arte e Cultura.

Foi demais ver/ouvir Fernando Melo e Luiz Bueno, ídolos, logo ali na minha frente! E poder conversar com eles que, generosamente, estavam lá para compartilhar ideias e nos brindar com um suave som acústico dos seus violões ''desplugados''.

Enquanto Fernando contava a sua história pessoal, Luiz fez uma live no Facebook. E logo em seguida, em sua fala, referindo-se à longevidade do trabalho do Duofel, disse algo muito sério que, em minha memória, registrei mais ou menos assim:

“Todo mundo tem um talento especial. Quando você descobre esse talento e o compartilha com os outros, não tem erro. O Universo conspira em seu favor. E tudo sempre vai dar certo”.

Observação prá lá de perfeita! Nascemos para compartilhar o que temos de melhor! Sempre acreditei nisso! E o Física na veia! surfa bem nesta onda do compartilhar!

Eles, músicos, comprovam a tese acima ao compartilharem conosco há quatro décadas uma música hipnotizante que, pela variedade criativa de timbres e nuances harmônicas, vai passando por diversos cenários e, de carona, nos levando para deliciosas viagens do primeiro ao último acorde de cada peça. É isso que chamei lá no título de música ''cinematográfica''. O som do Duofel nos sugere imagens e cenários pelos quais vamos viajando. E não é um convite, é um delicioso sequestro!

E fica muito evidente que eles adoram o que fazem. Tanto que ao final da oficina Luiz sacou seu celular e fez uma selfie com os participantes que logo em seguida estava na fanpage do Duofel no Facebook.

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Selfie do Duofel com os oficineiros

Mas a grande viagem, o concerto, foi às 18 h no Theatro Municipal aqui em São João da Boa Vista. Fernando e Luiz, pilotando os seus instrumentos com a alegria de compartilhar o melhor do melhor que eles sabem fazer, bem diferente do clima intimista da oficina da manhã, ligaram as máquinas a pleno vapor e mandaram ver no som eletroacústico turbinado por pedaleiras que destacavam e amplificavam as nuances dos timbres dos violões de aço (Fernando) e de nylon (Luiz) tomando conta do espaço que virou fácil uma nave que nos levou longe. Experiência difícil de explicar em palavras! Só quem viu/viveu saberá do que estou falando!

E tem ainda um outro lado bom nesta história! A família de CDs do Duofel cresceu. E ganhou autógrafos!

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Três CDs e DVD que eu já tinha. E outros dois que adquiri. Agora devidamente autografados.

Uma outra viagem ao redor do Sol

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Quanto comecei a escrever este texto, lembrei-me de que nosso planeta, em sua outra viagem ao redor do Sol, percorre a sua órbita com uma velocidade média de 30 km/s. Parece loucura, mas não é! Estamos todos numa esfera de cerca de 12.000 km de diâmetro que rasga o espaço a incríveis 30 km/s, rapidez suficiente para ir de São Paulo ao Rio de Janeiro em meros 13 s!

E logo me veio à mente a ideia de calcular quantos quilômetros Fernando e Luiz já viajaram juntos com o Duofel em torno do Sol de carona com o ''Pálido Ponto Azul'', nosso planetinha. Coisa de físico, sabe como é?

A conta é simples. Aproximando a órbita elíptica da Terra ao redor do Sol para um circunferência, já que a excentricidade¹ é pequena, podemos estimar quantos quilômetros a Terra viaja ao redor da nossa estrela a cada ano. Basta lembra que o perímetro L de uma circunferência mede L = 2πr e aproximar π = 3,14 e usar o valor r = 150.000.000 km para o raio orbital. E teremos:

L = 2 . π . r = 2 . 3,14 . 150.106 = 942.106 km

Conclusão: a cada ano a Terra viaja cerca de 942 milhões de quilômetros em torno do Sol, quase 1 bilhão de quilômetros. Logo, em 40 anos de estrada, o Duofel já viajou quase 40 bilhões de quilômetros em torno da nossa estrela que, por orbitar o centro da nossa Galáxia, também viaja pelo Cosmos arrastando a Terra e todos os outros planetas! São 40 bilhões de quilômetros, somente no referencial do Sistema Solar, espalhando boa música e compartilhando ideias!

Para ver/ouvir

Ouça, a seguir, Espelho das Águas, uma das músicas apresentadas no concerto do Festival Assad, composição do Duofel e aqui gravada no programa Instrumental Sesc Brasil.

Veja/ouça também o arranjo originalíssimo para “Eleanor Rigby”, standarddos Beatles, também apresentada aqui no Festival.

Note, em ambas as músicas, o uso do Zigzum², uma haste de madeira que, atritada na corda do violão, produz um timbre semelhante ao dos instrumentos de arco (violino, viola, violoncelo). Em” Eleanor Rigby” o Fernando Melo também usa um arco de rabeca.

Se quiser saber mais sobre o Duofel, veja entrevista concedida para a jornalista Patrícia Palumbo que comanda o Instrumental Sesc Brasil em janeiro de 2015.

E, a seguir, o concerto para o Instrumental Sesc Brasil.

 

Abraço do prof. Dulcidio. E Física (e boa Música) na veia!


Em tempo: se você estranhou um post tão musical aqui no Física na veia!, saiba que também sou músico. Nas raras horas vagas. Mas sou! Estudei violão erudito em Piracicaba, interior de São Paulo, com o excelente professor Sérgio Belluco, dos 10 aos 18 anos de idade. Mas a vontade de compreender melhor a Física, e m uito em particular a acústica, levou-me ao IFGW – Instituto de Física ''Gleb Wataghin'' da Unicamp. Depois de físico formado, físico e músico conviveram pacificamente por uns anos. Tive estúdio, fiz muitas trilhas para rádio, tv e teatro. Mas por conta do meu envolvimento com educação, sendo professor e coordenador de escola além de autor de material didático, a música perdeu o protagonismo que já teve em outras épocas na minha vida. Em 2018, por total síndrome de abstinência, voltei a estudar música e, em particular, a estudar e tocar mais violão, uma grande e eterna paixão. 


¹ Excentricidade é um parâmetro que mede o quanto uma elipse é excêntrica, ou seja, quão oval ela é. A excentricidade orbital de uma circunferência é zero (e = 0). A excentricidade da órbita solar da Terra mede apenas e = 0,0167. Logo, trata-se de uma órbita ligeiramente oval, mas quase circular.

² Inventando pelo irmão do Paulinho Nogueira, célebre violonista brasileiro, o Zigzum foi parar nas mãos do Duofel e ganhou vida no universo de timbres da dupla. Para gerar um melhor atrito, importante para fazer a corda vibrar, a madeira do Zigzum sempre recebe uma camada de breu, uma resina também usada em arcos de violino, viola e violoncelo.


Este texto também foi publicado no Física na veia! (no Steemit) neste link.


A Pizza e a Inércia
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

A pizza chegou em casa com o recheio nitidamente deslocado para um lado. Por que?

 

De casa, pelo telefone, peço pizza. O motoboy a entrega. Pego a embalagem de papelão e sinto na mão que a pizza está quentinha! Maravilha!

Mas, quando abro a embalagem, surpresa! Como se pode observar na foto acima, que mesmo com fome fui fazer antes de comer a pizza, o recheio está nitidamente deslocado para um lado do disco!

O que houve? Por que tal assimetria? Descuido do pizzaiolo? Ou será que a Física tem uma explicação melhor?

 

A tal da inércia

Lembra da Lei da Inércia? A Primeira Lei de Newton? É ela quem pode nos dar uma melhor noção do que houve com o recheio da pizza.

Galileo Galilei (1564-1642) plantou a semente do conceito de inércia. E Isaac Newton (1643-1727) deu a ele o seu formato definitivo. Confira abaixo o enunciado informal da Primeira Lei de Newton, a Lei da Inércia:

Somente uma ou mais forças, tal que a força resultante não seja nula, pode “quebrar” a tendência inercial de um corpo de permanecer em repouso ou em MRU.

Em outras palavras, o que a Lei da Inércia prega é que só precisamos de uma ou mais forças para MODIFICAR um movimento, ou seja, para alterar o vetor velocidade prévio de um corpo. Para manter um movimento retilíneo e uniforme, aquele em que o vetor velocidade não se modifica em nenhum dos seus aspectos vetoriais¹, não precisamos de força(s) porque tal movimento persiste por inércia!

Assim, se um corpo estiver livre da ação de forças ou, o que é mais comum, estiver sofrendo várias forças que se anulam, ele (corpo), sob força resultante nula, irá:

  • I) permanecer em repouso caso já se encontre parado, ou
  • II) continuar se movendo na mesma direção e no mesmo sentido em que já se movia e com a mesma rapidez, ou seja, com a mesma velocidade escalar.

Fica evidente pela imagem da pizza com recheio assimétrico que numa freada brusca, ou quem sabe talvez em várias freadas bruscas sucessivas, o motoboy sempre apressadinho sem querer acabou fazendo o recheio deslocar-se por inércia para frente em relação ao disco da pizza. Assim, a cada freada brusca da moto, o recheio apenas tentava seguir o seu movimento retilíneo e uniforme adiante enquanto o disco de pizza brecava solidário à moto. Dá para entender a ideia física?

O recheio assimétrico na imagem acima aponta que, neste ponto de vista, o movimento (velocidade) da pizza carregada pela moto era para a direita enquanto a freada (aceleração) contrária foi para a esquerda

 

E vale reforçar ainda que a base de queijo quente e, portanto, maleável, só favoreceu o deslizamento do recheio em relação ao disco! O recheio tinha a tendência de manter seu movimento para frente enquanto a moto, ao brecar, acelerava para trás.

 

Aposto que você já sentiu a inércia na própria pele

Passageiros em pé dentro de um ônibus, um excelente laboratório para testarmos a Lei da Inércia. (Fonte: Pixabay)

 

Tenho certeza que você já sentiu a inércia na própria pele ao andar de carro ou, melhor ainda, de ônibus.

Especialmente nos ônibus urbanos nos quais muitas vezes viajamos em pé, o efeito da inércia é ainda mais perceptível.

Quando andamos de ônibus, podemos observar três situações distintas:

Situação 1: O ônibus freia
Numa freada do veículo você tem a impressão de ter sido empurrado para frente. Na verdade, não houve empurrão algum sobre você, mas apenas a sua tendência de continuar seguindo para frente em MRU, exatamente o mesmo que aconteceu com o recheio da pizza.

Situação 2: O ônibus inicialmente parado arranca e adquire velocidade
Você, previamente em repouso em relação ao chão, tal qual o ônibus, tende a continuar em repouso. A sensação, ao contrário, agora é de ser empurrado para trás. Mas, mais uma vez, não há força alguma, apenas a manifestação da inércia, ou seja, da tendência de permanecer em repouso em relação ao chão.

Situação 3: O ônibus faz uma curva
Numa situação de curva também temos a tendência de continuar em MRU pela tangente à trajetória. Neste caso, de dentro do ônibus, nos sentimos empurrados lateralmente. Mais uma vez atesto a ausência de qualquer força e a manifestação da inércia que provoca uma sensação de força mas não é força. Do ponto de vista newtoniano, uma força real só existe quando existem dois corpos envolvidos sendo que um faz a força e o outro a recebe. Temos uma ação entre corpos, ou seja, uma interação.

Em cada uma das três situações acima, de dentro do ônibus, o passageiro vai sentir-se empurrado. Na situação 1, no referencial do ônibus, o passageiro é capaz de jurar que foi empurrado para frente. Na situação 2, ao contrário, sente-se empurrado para trás. E na situação 3 sente-se jogado para fora da curva. Mas trata-se apenas de uma ''sensação'' de força² causada pela aceleração tangencial e/ou radial do veículo. Logo, no fundo, é tudo manifestação da inércia, uma propriedade fundamental da matéria.


Encerro o meu texto observando que a Física está presente em tudo! Basta saber olhar o mundo à sua volta e reconhecê-la! Concorda?


Já publicado aqui no Física na Veia!

* Post publicado ainda na plataforma antiga do blog

Este post também foi publicado no Física na Veia! (no Steemit) neste link.


Quantas voltas no mundo você já deu de carro?
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

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Completei hoje 3/4 de volta na Terra com meu carro

 

Quantas voltas no mundo você já deu de carro? Se respondeu nenhuma, é bem provável que você não tenha entendido o ''espírito'' da minha pergunta.

Também é muito provável que você nunca tenha parado para pensar no verdadeiro tamanho da Terra, nosso planeta.

Acompanhe o raciocínio abaixo e vai entender onde eu pretendia (e continuo pretendendo) chegar com a minha pergunta aparentemente sem sentido e que mais parece coisa de ''físico maluco''.

 

O verdadeiro tamanho da Terra


A Terra tem diâmetro equatorial de 12.800 km aproximadamente

O nosso planeta, exceto para os terrachatos de plantão, é uma esfera. Ligeiramente achatada nos polos por conta da rotação. Mas uma esfera com excelente aproximação. E de raio equatorial bem próximo de 6.400 km.

O equador, portanto, é uma circunferência imaginária de raio 6400 km. Logo, usando geometria básica e aproximando o valor de pi para 3,14, o comprimento (ou circunferência) C do equador mede:

C = 2.π.r = 2.3,14.6400 = 40.000 km (valor aproximado)

Logo, a cada 40.000 km que você anda com o seu carro, seja por onde for, é ''como se'' você tivesse dado uma volta completa na Terra sobre a linha do equador. Concorda?

Se parar para pensar, o nosso planeta nem é tão grande quanto parece! Certamente você já deu várias voltas nele de carro, pelo menos voltas virtuais, exatamente no contexto da minha pergunta. Entendeu o ''espírito'' da coisa?

Lembrei dessa ideia hoje às 8h54 min quando estacionei na concessionária da gelada Poços de Caldas, MG, para fazer a revisão de 30.000 km do meu carro. E o hodômetro, mostrado na foto abaixo, marcava 30.005 km.

Hodometro_30005km.jpg
Hodômetro do meu carro marcando 30.005 km, 3/4 de volta na Terra(Fonte: arquivo pessoal)

Logo pensei: já andei 30.000 km (de 40.000 km) com este meu carro adquirido no começo do ano passado. Portanto, já percorri com ele o equivalente 3/4 de volta na Terra! E estimo que no começo de 2019 complete com ele a minha primeira volta no planeta.

Uma reflexão

Este post, antes de tudo, propõe uma reflexão sobre a pequenez e a fragilidade do nosso planeta:

  • A Terra é bem menor do que nos parece. Afinal, daria para dar voltas nela de carro!
  • Dos 12.800 km de diâmetro aproximadamente, somente uma fina camada de 100 km é a atmosfera. E nesta ''casquinha'' de ar que vai ficando cada vez mais rarefeita na medida em que nos distanciamos da superfície do planeta, só podemos respirar com certa facilidade até uns 5 km (5.000 m) de altitude.
  • A Terra é a nossa casa. Melhor chamarmos logo de nossa nave nesta incrível jornada cósmica ao redor do Sol. Já parou para pensar que este planetinha azul é a única casa/nave que temos!

 

Todos dependemos, para existirmos e sobrevivermos, da frágil e pequena Terra, um mero Pálido Ponto Azul!

 

Antes que me pergunte ''por que Pálido Ponto Azul?'', veja a imagem abaixo.

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Pale Blue Dot Fonte: NASA

Esta fantástica e histórica fotografia foi feita pela sonda Voyager 1 em 1990. Ela ficou conhecida como Pale Bue Dot (Pálido Ponto Azul) e ratifica de forma contundente a pequenez da Terra. O termo Pálido Ponto Azul foi cunhado pelo astrônomo e genial escritor e divulgador científico americano Carl Sagan (1934-1996) e o inspirou para escrever livro de mesmo nome.

Nosso planeta, visto de longe (cerca de 6,4 bilhões de quilômetros), é aquele pontinho sobre a terceira faixa de luz solar, a faixa dourada, à direita? Conseguiu encontrar a Terra?  Olhe bem, procure-a com atenção!

Abaixo dou uma ajudinha…

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Pale Blue Dot (destacado) Fonte: NASA

Acredite se quiser: é bem aí neste pálido pixel da foto, ou nesta minúscula e frágil rocha que de longe mais parece um grão de poeira, onde estamos todos nós! Assustador, não?!

Está mais do que na hora de cuidarmos melhor do nosso Pálido Ponto Azul, não está? Afinal, a vida de cada um de nós está por um fio pixel!


Este texto também foi publicado no Física na veia! (Steemit) neste link.

Eclipse lunar e aproximação de Marte: registros astrofotográficos
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

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A Lua Cheia totalmente eclipsada no início das observações (arquivo pessoal

 

Ontem tivemos eclipse lunar total e aproximação de Marte. Escrevi, antecipando o fenômeno, neste post onde também falo sobre a aproximação de Marte que na noite de ontem estaria visualmente próximo da Lua Cheia.

Consegui alguns registros fotográficos interessantes. Mas não postei as imagens logo em seguida porque aqui em São João da Boa Vista, interior de São Paulo, está acontecendo o Festival Assad (confira detalhes no site do evento).

Como sou apaixonado por Astronomia e por Música, tão logo terminei de fotografar o espetáculo astronômico, tomei um banho rápido, troquei de roupa voando e corri para o nosso Theatro Municipal para assistir ao espetáculo musical. Só posso dizer que ambos foram lindos! Valeu a pena toda a correria!

Somente hoje, sábado, 28 de julho, com mais tempo e calma, estou vendo e tratando as imagens. Escolhi algumas para mostrar para você caro(a) leitor(a) do Física na veia!.

O começo do fenômeno foi um pouco desesperador para mim. Já havia dado o horário da Lua Cheia eclipsada despontar por trás da serra mas eu não via nada! É que havia uma camada baixa de nuvens que me impedia de ver e fotografar a Lua nascendo.

Mas, com pelo menos uns 15 minutos de atraso, a Lua Cheia cor de tijolo deu as caras. A primeira imagem do eclipse que consegui é a que está lá no topo. A Lua ascendeu e saiu de trás da faixa baixa de nuvens. Por sorte a nuvem rala estava bem baixa e o resto do céu acima razoavelmente limpo. Este foi o nascer da Lua Cheia eclipsada para mim!

A Lua Cheia estava, como esperado, da cor de tijolo. Veja-a em close abaixo.

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A Lua Cheia totalmente eclipsada no início das observações (arquivo pessoal)

 

Aos poucos a Lua Cheia foi saindo da umbra (vermelha) da Terra. Na parte inferior do nosso satélite o brilho normal da Lua Cheia foi voltando enquanto na parte de cima ainda prevalecia o efeito da Lua vermelha.

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A Lua Cheia começando a sair do cone de umbra (vermelho) da Terra

 

O legal de um eclipse lunar é observamos a evolução temporal do fenômeno. Como já começamos a ver a Lua Cheia totalmente eclipsada, pudemos acompanhar a saída dela do cone de umbra (vermelho) da Terra.

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Aos poucos a Lua Cheia vai perdendo o tom avermelhado e voltando a ser uma Lua Cheia prateada (arquivo pessoal)

 

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O fenômeno progride e a Lua Cheia vai deixando o cone de umbra da Terra (arquivo pessoal)

 

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Agora falta pouco! A Lua Cheia tem só um pedacinho dentro do cone de umbra da Terra (arquivo pessoal)

 

E finalmente temos uma Lua Cheia quase normal. Ela ainda está dentro da penumbra da Terra. Mas já ''recuperou'' quase que totalmente o seu brilho natural. Daqui para frente, a olho nu, quase não percebemos diferença alguma.

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Fim da fase da totalidade. A Lua Cheia ainda está na penumbra da Terra. (arquivo pessoal)

Participação mais do que especial de Marte

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Ainda está claro. Mas Marte, no canto superior direito, já brilhava intenso no céu (arquivo pessoal)

 

O dia ainda estava claro. A Lua Cheia não aparecia por conta das nuvens baixas. Mas Marte, um pouco acima da Lua, já havia vencido a camada de nuvens. O brilho, por conta da aproximação com a Terra, era tão intenso que, ainda com um pouco de luz solar, Marte já era bem visível.

O pontinho luminoso ''colado'' na serra é a iluminação artificial do Pico do Gavião, local que fica na divisa São Paulo/Minas Gerais e bastante conhecido pela rampa de decolagem para praticantes de voo livre e também por ser um local bastante alto do qual podemos ver de cima toda a região. Neste post publiquei uma foto da Lua Cheia nascendo por trás da serra há dois meses. Por pura sorte, cruzava o disco lunar um praticante de voo livre. Eu não o via pelo display da câmera. Mas sua silhueta saiu na foto.

Durante o eclipse, e por toda a noite, Marte foi um guardião da Lua, acompanhando-a bem de perto¹.

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Animação: Lua e Marte ascendendo no céu. (arquivo pessoal)

 

Encerro este papo com uma foto especial que mostra a tão esperada cena da Lua Cheia avermelhada durante a totalidade do eclipse ao lado de Marte que é o planeta sempre vermelho-alaranjado.
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A Lua Cheia totalmente eclipsada e Marte (arquivo pessoal)

 

Gostou? Deixe seus comentários e divulgue este post para que mais pessoas possam ver as imagens deste lindo duplo fenômeno astronômico!


Para ver

  • Álbum do UOL mostrando o eclipse lunar ao redor do mundo

Hoje tem eclipse lunar total e máxima aproximação de Marte
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

Hoje, 27 de julho, temos dois eventos astronômicos curiosos ocorrendo simultaneamente.

E o melhor: ambos podem ser observados a olho nu!

Siga as minhas dicas. E aproveite-os!

 

1. Eclipse Lunar Total

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Registro do eclipse lunar total de 16/08/2008, parecido com o de hoje (arquivo pessoal)

 

Quando a Lua Cheia mergulha no cone de penumbra da Terra iluminada pelo Sol, temos um eclipse lunar penumbral. O efeito prático é um ligeiro escurecimento da Lua Cheia sempre muito brilhante. A olho nu este fenômeno é muito difícil de ser percebido

Mas, se a Lua Cheia penetra por inteiro no cone de umbra (ou sombra) da Terra, o eclipse é total. É o que ocorrerá hoje. Este fenômeno é bem perceptível a olho nu e vale a pena ser observado. Quando apenas uma parte da Lua entra na umbra da Terra, o eclipse é parcial, menos interessante que o total mas, ainda assim, bonito de se ver.

Num eclipse lunar total vemos a Lua Cheia se apagando por uma das bordas, e escurecendo aos poucos, como se estivesses sendo ''comida'' pela beirada. No ápice do fenômeno, quando seria esperado que a Lua Cheia desaparecesse por completo ao mergulhar integralmente no cone de sombra da Terra, por um ''capricho cósmico'' ligado à atmosfera terrestre, um pouco de luz vermelha e alaranjada mergulha para dentro do cone de sombra que, portanto, deixa de ser sombra ao pé da letra e ''tinge'' a Lua Cheia tradicionalmente prateada de um tom vermelho tijolo bem característico. Confira o efeito nas diversas imagens aqui publicadas, todas de registros fotográficos que fiz de alguns eclipses lunares ao longo do tempo.

Certamente você vai ver/ouvir manchetes do tipo ''Hoje tem eclipse lunar total com Lua de Sangue''. Em primeiro lugar, não tem nada de sangue. Esqueça a desnecessária dramaticidade. E aproveite a beleza do fenômeno astronômico que vai ''tingir'' a Lua Cheia de vermelho-alaranjando. Em segundo lugar, em qualquer eclipse lunar do tipo total a Lua Cheia fica avermelhada. Logo, é praticamente um pleonasmo astronômico dizer que teremos eclipse ''E'' a Lua vai ficar vermelha pois uma coisa leva à outra inequivocamente.

Hoje, aqui no Brasil, quando a Lua Cheia nascer, logo depois das 18h, o eclipse já terá começado. Terá, inclusive, atingido o seu ápice ou totalidade e a Lua Cheia (ainda com uma parte avermelhada/alaranjada) já estará saindo do cone de umbra. Veremos, portanto, boa parte da segunda metade do evento, o que já é muito bonito e instigante. Vai ser divertido acompanhar a transformação visual da Lua desde o seu nascimento já eclipsada até mais tarde quando voltará a ser a linda Lua Cheia prateada de sempre. O que poderemos observar será algo bem parecido com o eclipse lunar que registrei em 16/08/2008 quando a Lua Cheia já nasceu eclipsada. As imagens você confere lá no topo do post.

Veja abaixo uma didática animação de Larry Koehn do site shadowandsubstance.com que simula a passagem da Lua Cheia pela penumbra e pela umbra da Terra exatamente da forma como o fenômeno será visto hoje a partir do hemisfério sul terrestre. Mas, como eu já disse, dasqui do Brasil só veremos boa parte da segunda metade do fenômeno.

 

Anote aí: a parte observacional mais legal do fenômeno será do nascer da Lua Cheia (pouco depois das 18h) até por volta das 19h30min. Este é o período que você deve procurar pela Lua Cheia (horizonte leste) e tentar observar o fenômeno! Aproveite!

Para aguçar ainda mais a sua vontade de observar o fenômeno, abaixo você vê outro registro que fiz da primeira metade de um eclipse lunar total na madrugada de 21 dezembro de 2010, bem perto do Natal. Depois o Sol nasceu e, com o dia claro, não deu para ver a segunda parte do eclipse.

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Registro do eclipse lunar total na madrugada de 21/dez/2010 (arquivo pessoal)

Em 03/03/2007, com mais sorte, deu para registrar um eclipse lunar total do começo ao fim. O resultado você vê abaixo.

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Registro completo do eclipse lunar total em 03/03/2007 (arquivo pessoal)

 

Se quiser aprofundar o tema eclipses lunares, neste post o fenômeno está bem detalhado.

2. Marte em aproximação com a Terra

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Registro astrofotográfico de Marte que fiz em 25 de julho deste ano. (arquivo pessoal)

 

O planeta Marte caminha para oposição, situação em que se encontra em relação à Terra do lado oposto do Sol. Na oposição um planeta nasce justamente no momento em que o Sol está se pondo. No caso da Terra e de Marte, na prática, no dia 31/julho, eles estarão em oposição e assim ficarão lado a lado em suas órbitas ao redor do Sol, o que significa que Marte estará em máxima aproximação com a Terra. Logo, estará visualmente maior e mais brilhante. Para observá-lo, é o melhor momento. Mas hoje, uns dias antes, assim como uns dias depois da oposição, a olho nu a diferença de tamanho e brilho aparentes de Marte é desprezível. Aproximações Terra-marte acontecem a cada 26 meses. Vamos aproveitar estes próximos dias!

Desde o mês passado venho observando Marte a olho nu e também com o telescópio. E a evolução no tamanho e no brilho aparentes do planeta é notável. Infelizmente, uma tempestade de areia (confira neste post) em escala planetária cobriu Marte com um verdadeiro véu de pó, prejudicando a observação de detalhes em sua superfície.

O mais legal de tudo é que Marte estará visualmente próximo da Lua Cheia, um pouco acima e para a direita dela. Assim, se você for observar o eclipse lunar, de brinde verá Marte.

Vai ser uma cena linda e inusitada: A Lua Cheia e parcialmente vermelha ao lado do sempre vermelho Marte.

Confira abaixo simulação que fiz para São João da Boa Vista, SP, minha cidade, mostrando a Lua Cheia eclipsada j(vermelha) mas já deixando a totalidade por volta da 18h30min e acompanhada de Marte em máxima aproximação com a Terra.

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Lua e Marte por volta das 18h30min. Simulação com o software Stellarium

 

Mesmo depois do fim do eclipse lunar, você continuará vendo Marte visualmente próximo da Lua Cheia e poderá observá-lo ao longo de toda a noite. 

Deixe suas impressões pessoais sobre os fenômenos e suas próprias observações nos comentários!

BOAS OBSERVAÇÕES!


Este texto também foi publicado no Física na veia! (Steemit) neste link.

Para saber mais

  • Entrevista na rádio CBN com o prof. Paulo Bretones (UFSCar) sobre o eclipse lunar.

Já publicado no Física na veia! 


Alô alô Marciano!
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Prof. Dulcidio Braz Júnior

Conversa com Bial exibido em 25 de julho de 2018. (Fonte: Globo Play)

 

Ontem saiu uma notícia espetacular: encontraram água líquida sob a calota polar em Marte! Confira aqui.

Coincidentemente, Marte está em aproximação com a Terra. A menor distância será atingida amanhã, sexta-feira, 27 de julho. Aproveitei que deu céu bom para, da janela do meu apartamento, terceiro andar, fazer alguns registros astrofotográficos do planeta vermelho com uma webcam adaptada ao telescópio.

Postei uma prévia de uma das capturas no Facebook e logo os amigos começaram a curtir e a comentar. Dentre eles, Salvador Nogueira, jornalista científico ''dos bons'' da Folha de São Paulo e do blog Mensageiro Sideral.

A TV estava ligada de fundo. Eu estava tratando as imagens de Marte no notebook. Conversando com o Salvador no Facebook, ouço a chamada para o programa ''Conversa com Bial'', olho para a TV e quem está lá? O próprio Salvador! Perguntei para ele no ato: ''Você de novo no Bial? Virou sócio? Acabei de ver chamada na TV''. E Salvador confirmou a nova participação no programa do qual virou uma espécie de consultor para assuntos ligados ao espaço.

Fiquei acordado brincando com as capturas de Marte e aguardando para ver o programa. E só posso dizer: foi E S P E T A C U L A R!

Tudo bem que sou suspeito. Adoro o tema exploração espacial e exobiologia. E, por conta da aproximação de Marte com a Terra, eu já estava mais do que no clima! Mas estavam em cena três feras no assunto.

O programa contou com a participação do cientista Ivair Gontijo, brasileiro, engenheiro da NASA, e que fez parte, dentre outros, do projeto do rover Curiosity que atualmente anda em solo marciano. Ivair, como bom mineiro, num dado momento do programa (olha o spoiler!) chama o jipinho de ''trem''. Só isso, com a linda história de vida do cientista, já valeria o programa!

Mas teve mais. Na segunda parte entrou em cena Douglas Galante, jovem cientista envolvido com Astrobiologia, ou seja, com a origem da vida e com a busca de vida em qualquer lugar, em especial fora da Terra. Neste post passei o link para um livro gratuito sobre Astrobiologia que teve Douglas Galante como um dos organizadores. Imperdível! Para baixar ''na faixa'', em PDF.

Como se não bastasse a capacidade de entrevistador do Bial, o tempo todo Salvador Nogueira estava por ali atento e,  com habilidade jornalística e sempre muito perspicaz,  ia pontual e cirurgicamente costurando os temas e agregando valor ao papo com informações relevantes.

Só posso dizer que foi nível ninja! Fico feliz e esperançoso, como professor e divulgador científico, que na  TV aberta do nosso Brasil tão carente de Ciência & Tecnologia possam cada vez mais existir programas de alto nível que abordem os temas ligados à C&T com qualidade e profundidade!

Como o programa passa tarde, já no início da madrugada, é provável que muita gente não o tenha visto. Vou indicá-lo  para meus alunos e para meus amigos nas redes sociais. E indico para você, caro leitor do Física na Veia! Reitero: vale muito a pena! O link é este: Globo Play.

Lembro ainda que o Salvador Nogueira já participou de outro ''Conversa com Bial'' junto com o astronauta Marcos Pontes. Também foi incrível! E, é claro, virou post aqui no blog!

 

Einstein, por Salvador Nogueira

Einstein para entender de vez (capa)

Salvador também escreveu um fantástico livro sobre Einstein . Tive a honra de ser leitor/crítico da obra ''Einstein – para entender de uma vez'' em primeira primeira mão.

O Bial, segundo me contou Salvador, elogiou o livro sobre Einstein no ar durante a gravação. Mas a edição, cuidadosa em manter o foco do tema do programa, limou este momento.

Confira detalhes deste livro super bacana neste post do Física na Veia!. Como aqui quem faz edição sou eu e tudo é motivo para termos cada vez mais Física na veia, reforço a dica!

 

E a minha astrofoto de Marte?

Ah… sim… você ficou curioso sobre o meu registro astrofotográfico de Marte? Já ia me esquecendo…

Marte

 

Não vou me aprofundar no tema astrofotografia hoje. A técnica que usei está discutida neste post caso tenha interesse.

Em breve, num post dedicado somente à astrofotografia, publico outras capturas de Marte que fiz e que ainda estou tratando.

E falo mais sobre esta delicada arte de registrar planetas com pouco recurso mas, tentando ''tirar leite de pedra'', com bons resultados.

Combinado?


Já publicado aqui no Física na veia!