Aula de Véspera - Olimpíada AEC

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A Idade e o Olho

O olho humano é um sistema óptico composto por duas lentes espessas (a córnea e o cristalino), um diafragma (a íris) e um anteparo (a retina). Esses elementos estão representados na figura 1, que também apresenta alguns dados relevantes sobre eles.

Dados para a figura 1

	raio(mm)	espessura(mm)	índice de refração	meio
1	r1 = 7,8		1	ar
2	r2 = 6,5	e2 = 0,55	1,3771	córnea
3	r3 = 10,2	e3 = 3,05	1,3374	humor aquoso, íris
4	r4 = 6,0	e4 = 4,00	1,420	músculo ciliar, cristalino
5	r5 = 12,3	e5 = 16,60	1,336	humor vítreo, retina

Como as distâncias entre os elementos ópticos do olho são constantes, para se ter sobre a retina imagens nítidas de objetos observados a diferentes distâncias, devemos variar a distância focal do cristalino. Isto se dá através da sua compressão, por meio dos músculos ciliares. Assim, quando observamos um objeto infinitamente distante, como por exemplo, uma estrela, os músculos ciliares estão totalmente relaxados. E, ao contrário, quando observamos um objeto o mais próximo possível, os músculos ciliares estão em máxima tensão.

Com os dados apresentados na figura 1, vê-se que não há grande diferença entre os índices de refração do humor vítreo, do humor aquoso e do cristalino. Sendo assim, a luz que penetra no olho se refrata principalmente na córnea. O cristalino desempenha um papel de ajuste fino na focalização, mecanismo esse que chamamos de acomodação. À medida que o ser humano envelhece, o cristalino perde flexibilidade, fazendo com que os músculos ciliares tenham cada vez mais dificuldade para comprimi-lo. A perda da capacidade de acomodar com a idade chama-se presbiopia.

Chamamos de ponto próximo à distância mínima capaz de nos permitir visão nítida. Devido à perda de flexibilidade do cristalino com a idade, o ponto próximo aumenta durante a vida. A relação entre a idade e o ponto próximo está representada no gráfico da figura 2.

ACOMODAÇÃO

A convergência de uma lente é o inverso de sua distância focal. A unidade SI da convergência é a dioptria (1di = 1m-1). A acomodação pode ser determinada por meio da convergência do cristalino. Se tomarmos como referência para acomodação a convergência do cristalino não comprimido, a variação da convergência na acomodação pode ser vista no gráfico da figura 3. Por ele, vê-se que, para o olho humano, o "infinito óptico" a 6m é uma boa aproximação.

PRESBIOPIA

A presbiopia, representada por meio da relação entre a acomodação máxima e a idade, pode ser vista no gráfico da figura 4.

A presbiopia não deve ser confundida com defeito de visão. Ela ocorre em todas as pessoas. Começa a ser percebida na faixa etária dos quarenta, quando surge, por exemplo, a necessidade de se afastar um jornal para a leitura. A partir de então, o uso de lentes para visão de perto torna-se inevitável. Contudo, é importante destacar que, quem nunca tiver defeito de visão, também não terá dificuldade para ver à distância.

Fonte: FOLHEtim - O Jornalzinho da galera da Física (MAIO/1999)

Uma analogia para D.D.P. - Não confunda TPM com DDP

Ao explicar o conceito de voltagem ou diferença de potencial elétrico (DDP), bem como sua relação com a corrente elétrica, o professor em geral necessita de analogias e exemplos que facilitem para os alunos a compreensão  desses conceitos. É comum, por exemplo, traçar um paralelo entre as diferenças de pressão hidrostática das colunas de líquido e a voltagem num circuito elétrico. O escoamento de líquido devido à diferença de pressão (d.d.p.) ilustra o que acontece com a corrente elétrica quando uma diferença de potencial elétrico (ou de "pressão elétrica) é aplicada aos terminais de um elemento. A analogia, apesar de bastante esclarecedora, nem sempre é fácil de ser apresentada na prática, tornando-se apenas exercício  mental ou "experiência de quadro-negro". A seguir apresentamos uma sugestão de fácil montagem para ilustrar o conceito de DDP, baseado não somente na diferença de pressão das colunas de líquido mas também na pressão do ar.

De posse de tubos de plástico de diferentes diâmetros (tubos utilizados em aquários são ideais para esta experiência), uma certa quantidade de algodão (ou lã de vidro) e um copo d'água, podemos fazer a montagem que está esquematizada na figura que ilustra este artigo.

Ao soprarmos por uma extremidade do tubo, geramos uma corrente de ar, que tem o papel análogo ao da corrente elétrica. A coluna de água que se encontra no tubo inferior se desloca caracterizando uma diferença de pressão (DDP). Observe que esse barômetro de água funciona exatamente como se fosse um voltímetro conectado às duas extremidades de um resistor. Uma certa quantidade de lã colocada no interior do tubo superior resiste à passagem do ar, fazendo o papel do resistor. O ar que sai do tubo na extremidade que se encontra imersa num recipiente com água produz bolhas. Quanto maior a quantidade de bolhas por unidade de tempo,  maior a corrente produzida. Vejamos algumas semelhanças entre esse aparato e um circuito elétrico real:

• Se não houver diferença nas alturas das colunas de líquido (que equivale ao voltímetro estar marcando DDP nula) não haverá corrente de ar, analogamente à relação entre corrente e diferença de potencial.

• Aumentando-se a diferença de pressão, aumenta-se a quantidade de bolhas (corrente de ar), de modo análogo à relação entre a d.d.p. e a corrente elétrica.

• Não há corrente fluindo através do voltímetro. De fato, um voltímetro ideal possui resistência infinita, e apenas mede a diferença de potencial (pressão) entre dois pontos do circuito.

• O ar flui da região de alta pressão para aquela de baixo pressão, analogamente à corrente elétrica que se move da região de maior para a de menor potencial.

• As bolhas surgem no recipiente quase que imediatamente após o sopro na extremidade oposta, assim como a corrente elétrica responde quase que instantaneamente à aplicação da diferença de potencial.

Pode-se explorar ainda mais essa analogia, trocando-se o tubo com a lã por outros (com diferente características) e analisar a relação entre a resistência e as características do "condutor". Indo além, pode-se também explorar as ligações em série e paralelo de resistores diferentes.

Acreditamos que esse modelo, apesar de muito simples, pode ainda ser  utilizado para explicar outras propriedades de um circuito elétrico.

Fonte: FOLHEtim - O Jornalzinho da galera da Física (MAIO/1999)

Para refletir um pouco:

Fonte: Revista Construir Notícias

Uma moeda jogada do alto de um prédio pode matar?

Não, não pode. Nem nossa moeda mais pesada (a de R$ 0,50) atirada do prédio mais alto do mundo (o Burj Khalifa, em Dubai, com 828 m) poderia matar alguém. Isso porque a queda de um objeto está condicionada à aceleração da gravidade e ao atrito com o ar. Quando as duas forças se igualam, o objeto atinge uma velocidade terminal, a partir da qual a aceleração do corpo se torna constante.

A moeda, por exemplo, chega a 94,3 km/h – velocidade atingida a 160 m de altura. A energia produzida por seu impacto, de 2,3 joules, só causaria um machucado, já que para perfurar o crânio e matar uma pessoa seriam necessários 45 joules.

• MOEDA DE R$ 0,50

MASSA 6,8 g (0,0068 kg)

VELOCIDADE TERMINAL

94,3 km/h (26,2 m/s)

ENERGIA 2,3 J

MATA? Não

• CABEÇA DE ALHO

MASSA 60 g (0,06 kg)

VELOCIDADE TERMINAL

142 km/h (39,5 m/s)

ENERGIA 46,8 J

MATA? Sim

• MAÇÃ MÉDIA

MASSA 130 g (0,13 kg)

VELOCIDADE TERMINAL

144 km/h (40 m/s)

ENERGIA 104 J

MATA? Sim

• BOLA DE BILHAR

MASSA 150 g (0,15 kg)

VELOCIDADE TERMINAL

166 km/h (46 m/s)

ENERGIA 158,7 J

MATA? Sim

Fonte: Revista Mundo Estranho

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Por que Plutão não é mais um planeta?

Mapa de Plutão desenvolvido por Marc W. Buie, do Southwest Research Institute,
com auxílio de computador e utilizando imagens do Telescópio Espacial Hubble

Na coluna do último domingo, 20, descrevi que o nosso Sistema Solar passou a ter uma nova configuração – agora são oito planetas e não mais os nove, como a maioria dos nossos leitores aprendeu nos bancos escolares. A mudança deve-se à decisão da União Astronômica Internacional (IAU, sigla em inglês) de que Plutão não seria mais considerado como um planeta. Em assembleia realizada no dia 26 de agosto de 2006, em Praga, na República Checa, ficou definido que Plutão agora é classificado como “planeta anão” e passou a fazer parte do grupo chamado “pequenos corpos do Sistema Solar”.

Mas por que isso? Por que Plutão não é mais classificado como planeta? No início do anos 2000 (século XXI), foram descobertos muitos objetos com características físicas similares às de Plutão, dentre eles: Haumea, Makemake, Éris, Quaoar, Sedna, entre outros. Esses corpos fazem parte do grupo chamado “planetas anões”, que também são chamados de objetos transnetunianos (pequenos corpos do Sistema Solar cujas órbitas estão além da órbita de Netuno e estão dentro de uma região do Sistema Solar chamada de Cinturão de Kuiper). 

Já existem mais de mil pequenos objetos transnetunianos catalogados e, fora do nosso Sistema Solar, já foram descobertos mais de 700 novos planetas. Essas novas descobertas impulsionaram a IAU a criar uma definição oficial de planeta. Para tanto, foram definidas três condições físicas para que um corpo seja considerado um planeta:

1.O corpo deve estar em órbita em torno do Sol. 

2. O corpo precisa ter massa e gravidade suficiente para manter forma esférica e em equilíbrio hidrostático.

3. O corpo precisa ser dominante em sua órbita, ou seja, tem que ter gravidade suficiente para atrair corpos menores ao longo de sua trajetória em torno do Sol.

Plutão não satisfaz à terceira condição e, por isso, foi reclassificado como planeta anão.

Na mitologia grega, Plutão era conhecido como Hades, o deus dos infernos. Conta-se que seu império era uma tristeza sem fim e, por isso, nenhuma deusa quis casar-se com Plutão. Insistente em conseguir uma companheira, ele raptou a jovem Prosérpina, filha de Ceres e Júpiter. Ao voltar de uma viagem, Ceres soube do rapto e pediu ao todo-poderoso Zeus (Júpiter) que fizesse sua filha retornar do inferno. Zeus consentiu, desde que Prosérpina não tivesse comido nada no inferno. Prosérpina, entretanto, foi flagrada comendo grãos de romã e, por isso, ficou para sempre nas profundezas dos infernos

como esposa de Plutão.

Um pouco de história

Plutão foi o primeiro planeta descoberto através da fotografia astronômica, e não foi pelo acaso. O astrônomo Percival Lowel, suspeitando de perturbações nas órbitas de Urano e Netuno, dedicou vários anos a calcular a órbita do objeto transnetuniano, deduzindo que deveria haver um outro planeta além dessas órbitas. Lowel publicou seu trabalho em 1915, logo em seguida o observatório americano que leva seu nome passou a vasculhar uma certa região do céu. 

Percival Lowel morreu em 1916. Em janeiro de 1930, 14 anos após sua morte, o jovem astrônomo Clyde Tombaugh, contratado para trabalhar no Observatório Lowel, recebeu a tarefa de fotografar o céu durante vários dias e observar se algum objeto se movimentava entre as estrelas. E foi assim que, através de fotografias tiradas nas noites de 23 e 29 de janeiro de 1930, Tombaugh confirmou o movimento de Plutão. 

O Observatório Lowel recebeu centenas de sugestões de nomes para o novo planeta de várias partes do mundo. Mas o que vingou foi o sugerido por uma criança - uma menina inglesa de 11 anos chamada Venetia Burney. Por coincidência, no nome Plutão estão as iniciais de Percival Lowel.

Controvérias

Em várias partes dos Estados Unidos, sobretudo no estado de Illinois, onde Clyde Tombaugh nasceu, aconteceram várias manifestações e até mesmo petições e resoluções dirigidas à IAU para que a mesma volte atrás na sua decisão. Por razões sentimentais e/ou científicas, alguns cientistas ainda não concordam com a decisão da IAU. Plutão agora é classificado como “planeta anão” e passou a fazer parte do grupo chamado “pequenos corpos do Sistema Solar”.

Sobre Plutão

Plutão possui cinco satélites naturais: Caronte, Hix, Hidra, Cérbero e Estige. Caronte é o maior deles, com a metade do tamanho de Plutão.

Ele está a uma distância média de 5,9 bilhões de quilômetros do Sol e leva 248 anos para dar uma volta em torno da nossa estrela.

Seu dia dura seis dias e nove horas e sua temperatura chega aos 218 graus abaixo de zero. Tem um diâmetro de 2.350 quilômetros sendo menor do que a nossa Lua. 

Fonte: Jonal OPovo

O destino das águas do Nordeste

A seca do Nordeste, conforme especialistas, é determinada por fatores
climáticos globais e agravada por condições locais, como a capacidade de
 armazenamento e distribuição da água

A condição natural de se localizar no semiárido é o fator principal para que o Nordeste seja caminho de estiagens. Mas não é o único elemento que influencia na falta d´água para a região. “A seca do Nordeste é determinada por fatores climáticos globais e agravada por condições locais”, observa Maria Assunção Faus da Silva Dias, professora do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo. “A questão da falta de água depende de vários fatores, passando pela condição climática como pano de fundo e envolvendo o uso da água, seu armazenamento e a capacidade de distribuição”, atenta.

“Se você já tem pouca disponibilidade de água, tem que trabalhar com a melhor gestão possível”, orienta Frederico de Holanda Bastos, professor adjunto do Departamento de Geografia da Universidade Estadual do Ceará e mestre em Desenvolvimento e Meio Ambiente pela Universidade Federal do Ceará (UFC). Ações em conjunto, pondera, dão mais fôlego à convivência com o semiárido. E o Estado, exemplifica, “tem conseguido avanços significativos a partir da adoção dos comitês de bacias hidrográficas. Mas, historicamente, no Nordeste, não é (verificado) bom exemplo de gestão”.

Na avaliação da professora Maria Assunção Faus, “é mais fácil e eficiente resolver o problema de distribuição de água nas cidades, pois a população está concentrada. Nos sertões, a população é mais difusa, há pequenas comunidades espalhadas por grandes regiões que tornam a logística e o custo de distribuição de água muito mais complexos”.

Ações

As secas impactam, diretamente, as reservas hídricas que garantem o abastecimento das sedes urbanas. “Este ano, chegamos, em algumas áreas do Estado, com reservas da ordem de 3%. Isso fez com que o Estado inovasse na resposta emergencial, adotando o sistema de adutoras de engates rápidos (adotado durante a guerra no Iraque) para dar maior garantia a este abastecimento”, equilibra Eduardo Sávio Passos Rodrigues Martins, presidente da Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (Funceme).

Mas as ações emergenciais não podem ser a regra em uma situação recorrente. Com a implementação do Monitor das Secas do Nordeste, pretende-se renovar a convivência com o semiárido, aprofundar o relacionamento. “Um dos eixos da convivência com o semiárido é a adaptação e preparação ao evento crítico da seca, que é uma realidade da região. É preciso investir em planos de preparação para as secas, desde o regional até o local, já que são ferramentas de gestão que avaliam as vulnerabilidades, fazem um monitoramento específico das secas e estabelecem ações de curto, médio e longo prazo para serem efetivadas à medida que a seca avança e aumenta em severidade”, indicam Erwin De Nys, especialista sênior em Recursos Hídricos/Banco Muncial e Carmen Molejón, especialista em Recursos Hídricos. (Ana Mary C. Cavalcante)

NÚMERO

3% Foi a reserva hídrica registrada em algumas regiões do Ceará em 2014 

Fonte: Jornal OPovo

Aprovados 1ª fase - Olimpíada Brasileira de Física (OBF)

LISTA DE APROVADOS

Texto - Reflexão

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Mostra Brasileira de Foguetes - MOBFOG (1ª e 2ª Série EM) - CNSG

Gabarito (OBF e OBA)

PROVA 1 - PROVA 2 - PROVA 3

Olá alunos(as) olímpicas! Seguem-se os gabaritos oficiais da olimpíada brasileira de astronomia e astronáutica, bem como da olimpíada brasileira de física.

Bons estudos.

COMENTÁRIO SIMULADO UECE - 3ª SÉRIE EM

Simulado: BAIXAR

Vídeos: Mundos Invisíveis e Poeira das Estrelas

Olá apoixonados e apaixonadas por física, se você quer conhecer um pouco mais sobre a história da Física e da Química segue-se o link no canal do YouTube sobre uma série transmitida pelo Fantástico e apresentada pelo astrofísico brasileiro Marcelo Gleiser chamada Poeira das Estrelas(em homenagem a Carl Sagan) e mundos invisíveis, vale a pena conferir lá você encontrar explicação para alguns equipamentos tecnológicos que hoje faz parte de nosso dia-a-dia, mais que foi criado a um bom tempo.

CHÁS - De casa para os laboratórios (Texto)

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COMENTÁRIO SIMULADO UNIFOR – 3ª SÉRIE EM (12/05/2014)

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Dia do Físico!

OBA - Provas (2013 e 2011/12)

2011/12 BAIXAR
2013 BAIXAR

INFORMAÇÕES: Olimpíada Brasileira de Física