Despreze o atrito e a resistência do ar

Ausência de atrito e de resistência do ar (plenamente atingida no vácuo): é isto que vem dito em muitos exercícios de Física. Mas, e se um físico tivesse mesmo que se deparar com estas condições?

Do genial Randall Munroe (xkcd.com) Fonte.

Foram encontrados os fragmentos do grande meteorito que, no passado dia 20 de Novembro, iluminou o céu de parte do Canadá.

Na continuação deste artigo, volto a falar do meteoróide que, agora posso dizê-lo, caiu no Canadá.


Foram encontrados os fragmentos do grande meteorito. Cientistas da Universidade de Calgary disseram ter localizado vários fragmentos. O cientista Dr. Alan Hildebrand e a estudante de graduação Ellen Milley acreditam que milhares de fragmentos que pertenciam ao meteorito de 10 toneladas, se encontram dispersos por uma área de 20 quilómetros quadrados. Fonte (encontrei os links aqui)

Na primeira imagem é possível observar Ellen Milley da Universidade de Calgary junto a um fragmento do meteorito. (AP Photo/The Canadian Press, Geoff Howe)

Na segunda imagem é possível observar em maior pormenor esse fragmento. (AP Photo/The Canadian Press, Geoff Howe)

Consultar também: Meteoritos Canadianos e DiárioIOL

Meteoróide sobre o Canadá

No passado dia 20 de Novembro, os habitantes da zona oeste do Canadá depararam-se com um espectáculo que tem tanto de belo como de assustador: a entrada de um meteoróide na atmosfera terrestre.





É extraordinário a forma como iluminou a atmosfera: da noite se fez dia!

Já neste vídeo é possível observar, praticamente no final, a desintegração do meteoróide.

"Paul Delaney, um astrónomo da Universidade de York, afirmou que o objecto era um meteoro que se deve ter desintegrado antes de atingir o solo. Mas, se for encontrado, pode oferecer-nos um fascinante olhar sobre a história do nosso sistema solar. É um laboratório maravilhoso. É um pedaço no nosso passado. Estamos a falar de um objecto que tem, potencialmente, 4,5 mil milhões de anos e que pode revelar-nos muito sobre o "ambiente" em que o nosso sistema solar se formou. Ainda mais fascinante, é se o meteoróide fizer parte de um planeta, como Marte." Tradução livre de um artigo encontrado aqui.

Não estamos livres de ver um destes, esperemos que não muito maior, aqui por Portugal. É estar com atenção.

Ás vezes é necessário que aconteçam fenómenos destes para nos recordarmos que estamos num planeta, que orbita uma estrela, num sistema planetário, que está numa .... (alguém se oferece para continuar?)

Portugueses na próxima missão a Marte, forças, Newton e atrito. Qual a relação?

Para que serve a Física? Ora deixa ver...

"Uma empresa portuguesa está a desenvolver tecnologia para a próxima missão a Marte. A HPS Portugal vai coordenar o desenvolvimento de um material para protecção térmica dos veículos a serem utilizados na próxima missão da Agência Espacial Europeia (European Space Agency-ESA) ao planeta vermelho.
A próxima missão da ESA a Marte tem como objectivo recolher amostras do solo marciano, que posteriormente serão enviadas para a Terra. Durante a reentrada atmosférica, a sonda necessita de material resistente às altas temperaturas.
A empresa portuguesa que está com este projecto é detida pelo Instituto de Engenharia Mecânica e Gestão Industrial (INEGI) e pela empresa alemã HPS – High Performance Space Structure Systems, GmbH. (...) de momento “não existe tecnologia na Europa que permita proteger o veículo das temperaturas de reentrada. Nesse sentido vamos desenvolver alternativas diferentes, mas só uma é que vai ser seleccionada para desenvolvimento final e ensaios em túnel de vento de plasma”." Ler mais no Público online

Como é bom de ver, o título não implica a existência de astronautas portugueses, mas sim do envolvimento de conhecimento e tecnologia portugueses.

Os engenheiros e cientistas portugueses envolvidos estiveram, como muitos dos que frequentam este blogue actualmente estão, no ensino básico e secundário. O seu esforço compensou. Precisamos de muitos mais.

Desafios:
(Procure no blogue artigos anteriores sobre forças e atrito antes de responder. Leia, veja, pense. Pondere primeiro na sua resposta, pense "fisicamente" e consulte o manual ou outras fontes de informação)

1) Durante a reentrada atmosférica, a sonda necessita de material resistente às altas temperaturas. Por que razão? Relacione com o conceito de atrito?
2) Relacione a questão anterior com as 2ª e 3ª Leis de Newton.
3) Quais as forças aplicadas na sonda durante a sua reentrada? Aplicadas por "quem"?
4) Quais as forças que a sonda está aplicar durante a sua reentrada? Aplicadas em "quem"?
5) Caracterize o movimento da sonda durante a a sua reentrada.

Bom trabalho!

Estudo das forças: simulação

A seguinte aplicação (clique na imagem) possibilita estudar as forças e seus efeitos. Nota: Necessita de ter Java instalado no seu computador)

A aplicação representa automaticamente o gráfico força(s)-tempo, aceleração-tempo, velocidade-tempo e posição-tempo.

Podemos modificar os coeficientes de atrito estático e cinético (podemos mesmo eliminar o atrito), a gravidade e a massa dos corpos.
Repare que, havendo atrito, não basta aplicar uma força qualquer para que haja imediatamente movimento. À medida que aumentamos a intensidade da força aplicada, enquanto esta for inferior à força de atrito máxima entre as superfícies, não haverá movimento pois a força aplicada será anulada pela força de atrito.

Sendo assim, se o corpo estiver inicialmente em repouso, apenas quando a força resultante deixar de ser nula é que passará a existir movimento.

Nota: Para modificar certas propriedades como a gravidade e os coeficientes de atrito, clique na opção "mais controlos".

Desafios:

1) Com um coeficiente de atrito estático de 0,3 e um coeficiente de atrito cinético de 0,1, qual a intensidade da força que é necessário aplicar sobre o arquivo para que se inicie o movimento?
2) Qual é, então, a força de atrito máxima entre a superfície e o arquivo?
3) Depois de entrar em movimento, qual a intensidade da força de atrito?
4) Com esta configuração, é mais fácil manter em movimento o arquivo ou fazer que o movimento de inicie?
5) Por quem e sobre quem, é aplicada a força vertical com a cor rosa?
6) Por quem e sobre quem, é aplicada a força vertical com a cor amarela?
7) As forças mencionadas em 5) e 6) formam um par acção-reacção? Justifica.

Bom trabalho.

Simulador: Atrito, temperatura e agitação corpuscular

Aprenda como o atrito causa o aumento de temperatura e a fusão dos materiais. Ao esfregar dois objectos, estes aquecem. Quando um deles atinge o ponto de fusão, o material derrete.

Clique na imagem para correr a aplicação.

E não, não é erro no programa que no final não seja possível mexer o livro. Confesso que, quando experimentei inicialmente, também pensei que era falha. O que terá acontecido?

É também útil para relacionar a temperatura com a agitação corpuscular.


Nota: Mais uma vez alerto, necessita de ter Java instalado no seu computador.

A importância do atrito

Pois é, o atrito às vezes é uma chatice. Dificulta-nos a vida quando queremos empurrar ou puxar qualquer coisa, mas se não existisse nem andar podíamos. Reparem o que acontece quando, devido à existência de gelo na estrada, o atrito é reduzido a níveis que tornam impraticável a condução.