Freio Eletromagnético

Essa experiência vai mostrar as forças eletromagnéticas envolvendo as Leis de Faraday e Lenz… O princípio da frenagem eletromagnética.
Material
1- Tubo oco de cobre ou alumínio com 50 cm de comprimento
2 – Tubo oco de acrílico ou PVC de mesmo tamanho e diâmetro do tubo de cobre
3 – ímã cilíndrico que caiba com folga dentro dos tubos. O imã de preferência, neodímio
4 – Porca de parafuso ou qualquer material metálico
5 – Um cronômetro (opcional)

Procedimento
Ponha o tubo de PVC na vertical e coloque o imã dentro do tubo e deixe-o cair, meça o tempo de queda do  imã com um cronômetro.
Faça a mesma coisa, substituindo o imã por uma porca de parafuso ou qualquer outro material metálico. Anote o resultado.
Agora utilizando o mesmo procedimento, desta vez com o tubo de cobre ou alumínio.
Anote o tempo de queda e observe os resultados.
Após essa verificação você perceberá que os tempos de queda do imã é totalmete diferente nos dois tubos.
Sabemos que o cobre ou o alumío não são materiais ferromagnéticos, isto é, não atrai o ímã e nem é atraído por ele, então porque o ímã caiu com velocidade bem inferior no tubo de cobre se comparado com o tubo de PVC ou acrílico…?
Nota: a porca de parafuso foi usada como comparação.
A explicação para esse fato tem como base as leis de Faraday e Lenz.

Quando o ímã é colocado no interior do tubo de cobre ou alumínio, ele faz com que um campo magnético passe por todo o interior do tubo. Desse modo, cada anel do tubo de cobre age como uma bobina ou uma espira.
Então é criado  um campo magnético variado  porque o ímã está descendo, isto é, esta em movimento gerando uma força eletromotriz induzida de acordo com a Lei de Faraday. Essa força eletromotriz induzida provoca uma corrente elétrica pelo fato de o circuito ser fechado e essa corrente elétrica induzida obedece à Lei de Lenz criando um campo magnético que se contrapõe com a que a originou, e uma força magnética puxando para cima. Teremos então uma a força puxando o ímã para baixo e uma força magnética puxando para cima e a resultante entre as duas forças será igual a zero. Isso faz com que o ímã caia com movimento uniforme e mais lentamente.
Assista o vídeo com todo procedimento desse experimento e as explicações.

A Velocidade da Luz

A velocidade da luz desempenha um papel central na astronomia e na física. De acordo com a Teoria da Relatividade de Einstein, nada no nosso universo pode exceder a velocidade da luz, portanto, é uma espécie de limite de velocidade cósmica. A luz é parte do que é chamado de espectro eletromagnético, que inclui a radiação infravermelha, ondas de rádio, raios gama, raios-X, radiação ultravioleta, e assim por diante. Todos estes são uma forma de energia, desta forma, as radiação eletromagnética viajam todos na velocidade da luz.

O que costumamos chamar de “velocidade da luz” é realmente a velocidade da luz no vácuo (ausência de matéria). Na realidade, a velocidade da luz depende do material em que a luz se move. Assim, por exemplo, a luz se move mais devagar no vidro que no ar, e em ambos os casos a velocidade é menor que no vácuo.

A primeira medição real da velocidade da luz foram feitas em 1676, por um astrônomo dinamarquês, Ole Römer , trabalhando no Observatório de Paris. Ele tinha feito um estudo sistemático de Io, uma das luas de Júpiter, que foi eclipsada por Júpiter em intervalos regulares.
Io tem uma órbita circular a uma taxa constante. Na verdade, Römer observando por vários meses e notou que os eclipses iam ficando mais e mais para trás no tempo. Em setembro de 1676, ele previu corretamente um eclipse em 09 de novembro teriam 10 minutos de atraso. E foi o que realmente aconteceu, para a surpresa de seus colegas céticos no Observatório Real em Paris.

Duas semanas mais tarde, disse-lhes o que estava acontecendo: Como a Terra e Júpiter mudam suas órbitas, a distância entre eles variava. A luz de Io (luz solar refletida) levou um tempo para chegar a terra, e levou mais tempo quando a terra foi mais longe em sua órbita. Quando a Terra estava mais longe de Júpiter, havia uma distância extra para a luz viajar igual ao diâmetro da órbita da Terra em comparação com o ponto de maior aproximação. Os eclipses observados foram mais longe nos tempos previsto quando a Terra foi mais longe de Júpiter. De suas observações, Römer concluiu que a luz levou cerca de 22 minutos para cruzar a órbita da Terra. É claro que, para encontrar a velocidade da luz era também necessário conhecer a distância da Terra ao sol.

Como a luz viaja a uma velocidade grande, mas finita, é preciso um tempo para que a luz viaje a grandes distâncias. Assim, quando vemos a luz de objetos muito distantes no universo, na verdade estamos vendo a luz emitida por eles há muito tempo: nós vemos, literalmente, como eram no passado distante.
Lembrando que a velocidade da luz é de 299.792,458 km/s.
Assista o vídeo,eu recomendo.

Astrônomos australianos conseguiram dobrar o número de explosões de rádio transitórias

Os Fast Radio Bursts (FRBs) tornaram-se um foco importante de pesquisa na última década. Na radioastronomia, esse fenômeno se refere a pulsos de rádio transitórios vindos de fontes cosmológicas distantes, que tipicamente duram apenas alguns milissegundos em média. Desde que o primeiro evento foi detectado em 2007 (o “Lorimer Burst”), foram observados trinta e quatro FRBs, mas os cientistas ainda não têm certeza do que os causa.

Com teorias que vão desde explosões de estrelas e buracos negros a pulsares e magnetares, e até mesmo, acredite, mensagens vindas de inteligências extraterrestres (ETIs). Os astrônomos e astrofísicos estão determinados a aprender mais sobre esses estranhos sinais. E graças a um novo estudo realizado por uma equipe de pesquisadores australianos, que usaram o Australia Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP), o número de fontes conhecidas de FRBs quase dobrou.
O estudo que detalha sua pesquisa, que apareceu recentemente na revista Nature, foi conduzido pelo Dr. Ryan Shannon, um pesquisador da Universidade de Tecnologia de Swinburne e do Centro de Excelência ARG OzGrav, e incluiu membros do Centro Internacional de Pesquisa em Radioastronomia. (ICRAR), o Australian Telescope National Facility (ATNF), o Centro de Excelência ARC para Astrofísica em Todo o Céu (CAASTRO) e várias universidades.

Como afirmam em seu estudo, as tentativas de entender FRBs como um todo foram prejudicadas por vários fatores. Por um lado, pesquisas anteriores foram realizadas com telescópios que variam em termos de sensibilidade, em uma gama de diferentes frequências de rádio e em ambientes com diferentes níveis de interferência de radiofrequência, que são o resultado da atividade humana.
Em segundo lugar, as pesquisas anteriores foram complicadas pela natureza transitória das fontes e pela má resolução angular dos instrumentos de detecção, o que resultou em incerteza quando se trata das fontes de FRBs e seu brilho. Para resolver isso, a equipe realizou uma pesquisa de rádio de campo amplo e bem controlada para uma série de explosões que foram descobertas em 2016 e rastreadas até uma galáxia anã localizada a 3,7 bilhões de anos-luz de distância.
A equipe conduziu essa pesquisa usando o array ASKAP, o telescópio de pesquisa de rádio mais rápido do mundo, localizado no oeste da Austrália. Projetado pela Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth (CSIRO), o conjunto ASKAP é composto de 36 antenas parabólicas que estão espalhadas por um trecho de terreno com 6 km de diâmetro.

Usando esse conjunto, que é o precursor do futuro telescópio Square Kilometre Array (SKA), a equipe de pesquisa pesquisou as explosões vindas dessa fonte cosmológica distante. Além de encontrar mais FRBs em um único ano do que qualquer pesquisa anterior, eles também observaram que os sinais vinham de fontes muito mais distantes do que se pensava anteriormente. Como o Dr. Shannon explicou em um comunicado de imprensa do ICRAR.
Graças a este último grupo de descobertas, os cientistas agora entendem que os FRBs que detectaram até agora se originaram no outro lado do cosmos, ao invés de dentro da nossa galáxia. No entanto, ainda não estamos mais perto de determinar o que os causa ou de quais galáxias eles vêm. Mas com uma amostra de pesquisa que agora consiste de 48 detecções, os pesquisadores provavelmente aprenderão muito mais nos próximos anos.
Fonte: Revista Nature/Universe Today

Refringência e Refração da Luz

As miragens que aparecem em desenhos animados ou filmes não são alucinações, como pensam muitas pessoas. Miragem é um efeito ótico real que ocorre na atmosfera e que pode inclusive ser fotografado.
Esses fenômenos óticos ocorrem por causa da variação do índice de refração do ar atmosférico com a temperatura. Um exemplo muito comum talvez seja a de uma imagem a distância que aparece como que refletida no asfalto, dando a nítida impressão de que o asfalto está molhado e que essa imagem foi refletida por uma poça d’água. No caso do asfalto, o ar próximo ao solo fica muito quente e por essa razão, menos refringente do que nas camadas acima dele. Os raios de luz ao descerem, passam de regiões mais refringentes para outras sucessivamente menos refringentes, até sofrerem reflexão total em uma camada próxima ao solo. Um observador que recebe essa luz refletida tem a impresão de que há uma imagem do objeto no solo.Em outras palavras, quando a temperatura do solo torna-se muito elevada, o ar aquecido junto ao solo torna-se menos denso e, consequentemente, menos refringente que o ar que se encontra um pouco mais acima. Por esse motivo, um raio de luz que desce obliquamente de encontro ao solo pode sofrer reflexão total antes de atingi-lo. Vamos a explicação mais detalhada:
Quando a luz passa de um meio material para outro meio ocorre duas coisas. A primeira é que a velocidade da luz muda. A segunda é que quando a incidência não é oblíqua, a direção de propagação também muda.
O desvio que a luz sofre quando passa de um meio para outro, depende da velocidade da luz nos dois meios. A grandeza física que relaciona as velocidades nos dois meios, é o índice de refração relativo, que é definido como sendo a razão entre a velocidade da luz no primeiro meio e a velocidade da luz no segundo meio.

A velocidade da luz no vácuo é de 300 000 km/s e em outro meio qualquer é menor do que este valor. Portanto, o valor do índice de refração em qualquer meio, exceto o vácuo, é sempre maior que a unidade (n > 1).
Índica de refração de alguns meios em ralação ao vácuo:
Vácuo: 1.0
Ar: 1.03 (apróx. 20°C)
Água: 1.3 (pura, apróx. 20°C)
Álcool: 1.36
Glicerina: 1.47
Vidro: 1.50 a 1.9
Quartzo: 1.54
Diamante: 2.4
Acrílico: 1.49
Ex: Colocando um lápis com uma inclinação dentro de um copo com água, você observará pela lateral do copo que parece que o lápis está quebrado. Isso se chama refração, isto é, o lápis atravessa dois meios diferentes,  o AR e a Água (figura abaixo).

Refringência
Um meio é mais refringente que outro quando seu índice de refração é maior que do outro. Ou seja, o etanol é mais refringente que a água.
Podemos dizer também que, um meio é mais refringente que outro quando a luz se propaga por ele com velocidade menor que no outro.
Quando a luz das estrelas entra na atmosfera terrestre, encontra camadas de ar cada vez mais densas e, como consequência, índices de refração também cada vez maiores, fazendo com que enxerguemos as estrelas mais elevadas, isto é, para que a luz de uma estrela chegue até os nossos olhos, ela tem que passar por vários meios diferentes, o vácuo do espaço, as camadas mais elevadas da atmosfera até a camadas inferiores, portanto na verdade nós não estamos vendo a posição real dessa estrela. Assista o vídeo…