É possível aprender física com histórias em quadrinhos?

Professor utiliza super-heróis para motivar seus alunos a entenderem questões científicas

por Robin Lloyd

Jim Kakalios: nerds e geeks melhoram sua imagem Não se aprende muita física assistindo a filmes de ficção científica ou shows de TV. Mas ler um antigo livro de histórias em quadrinhos ou frequentar o seminário “Física de Super-heróis”, de Jim Kakalios, na University of Minnesota, pode inspirá-lo a entender se Flash (personagem da DC Comics) consumiria todo o oxigênio da Terra se corresse quase à velocidade da luz. “Histórias em quadrinhos frequentemente acertam sua física”, declarou Kakalios durante sessão de “Ciência de Super-heróis”, no encontro anual da Associação Americana para o Avanço da Ciência, realizado na semana passada. “Pelo menos uma vez que se aceite uma premissa inicial impossível, como a ideia de que um homem é capaz de voar como um morcego, ou é mais veloz que um projétil disparado”, acrescentou. Em 2001, Kakalios deu seu primeiro seminário sobre a física dos super-heróis, para calouros, em uma tentativa de estimular seus alunos. Agora, é possível comprar seu livro sobre o assunto. O truque é transmitir a ciência sem simplificá-la excessivamente, nem entediar sua audiência, disse ele. Explicações diretas da física geralmente intimidam uma pessoa leiga a fazer perguntas. “Ela pensa que não entende [a física] porque não é suficientemente inteligente”, declarou Kakalios. Mas se professores e cientistas falam em Homem-Aranha ou Super-Homem, os leigos tendem a perguntar e podem até se lembrar de alguns princípios de mecânica quântica ou da Segunda Lei de Newton. Um dos alunos de Kakalios calculou que Flash levaria vários milhões de anos para consumir todas as moléculas de oxigênio existentes da atmosfera da Terra, se corresse quase à velocidade da luz. Os epítetos, antes dolorosos e depreciativos, de “nerd” e “geek” (pessoa chata, incomum e impopular) estão perdendo as conotações negativas, afirmou Kakalios, e acrescentou não acreditar que os americanos sejam anti-intelectuais. “Ninguém quer um neurocirurgião burro. Ninguém quer um mecânico idiota. Você quer as pessoas mais qualificadas e inteligentes que puder ter”, frisou, embora acrescentasse que os americanos também detestam os esnobes e a condescendência. Professores têm o dever de ensinar ciências às massas curiosas de um modo que as pessoas consigam entender, declarou. No início da sessão, Sidney Perkowitz, da Emory University, conferiu a filmes de ficção científica notas variadas por sua precisão científica e informação, ao discorrer sobre os resultados de sua análise de 120 filmes (detalhados em seu livro “Hollywood Science”, de 2007). A maioria começa com uma migalha de ciência real, mas “eles simplesmente nem sempre tratam a ciência muito bem, para dizer o mínimo”, declarou ele. E os cientistas frequentemente são estereotipados como lunáticos ou loucos. O pior filme de ficção científica em termos de ciência? “O Núcleo – Missão ao Centro da Terra” (“The Core”), julgou ele. “Lunar” (“Moon”) é melhor. E “Abandonados” (“Marooned”) foi recomendado por Kakalios. Joe Pokaski, roteirista do seriado “Heroes”, da NBC, em que pessoas comuns, do cotidiano, descobrem e lidam com a aquisição de superpoderes, disse que nas sessões de redação, os autores do filme mantêm acalorados e intensos debates sobre tópicos como a invisibilidade, mas a realidade é que contar uma história tem de suplantar a ciência. “Nós de fato abastardamos termos científicos a um ponto que é realmente chocante”. Para escritores de ficção científica, as metas são autenticidade e fazer com que os espectadores se preocupem com os personagens, muito mais que uma ciência totalmente precisa, declarou Alex Tse, roteirista de “Watchmen”. “Eu não entendo a mínima de ciências”, confessou Tse. “Provavelmente sou a pessoa menos qualificada para estar nessa discussão. A razão pela qual eu quis vir para cá é que, se você for ver o trabalho que tento realizar e as coisas que aspiro fazer, existe uma plausibilidade na ciência. Para mim, pelo menos, ela acrescenta uma qualidade eterna a um filme: faz com que ele tenha um efeito duradouro. Existem alguns filmes que são meio ridículos. Eles são divertidos para assistir, mas não têm um efeito durador em mim.”    Todos os direitos reservados a Scientific American Brasil.

Sonda descobre depósitos de gelo no polo norte da Lua

A sonda identificou depósitos de gelo em mais de 40 crateras no polo norte da Lua
Foto: Nasa/Divulgação

A sonda lunar indiana Chadrayaan-1, equipada com um radar americano, identificou depósitos de gelo em mais de 40 crateras no polo norte da Lua, informou a Nasa durante uma conferência de ciência planetária no Texas, Estados Unidos.
Outros compostos, como hidrocarbonetos, estão misturados ao gelo lunar, segundo os resultados de uma missão da Nasa ao satélite chamada LCROSS.
As crateras contendo gelo têm diâmetro entre 2 km e 15 km, mas a quantidade de gelo em cada uma delas varia. A Nasa, no entanto, afirma que as camadas de gelo devem ter pelo menos dois metros de espessura para terem sido identificadas pelo radar Mini-Sar, da agência americana, a bordo da sonda indiana.
O cientista Paul Spudis, do Instituto Lunar e Planetário de Houston, estimou que haja pelo menos 600 milhões de toneladas de gelo nessas crateras.
Na sombra
Em comum, as crateras têm grandes áreas onde a luz do sol nunca chega. Em algumas delas, a temperatura pode chegar a 25 Kelvin (248ºC negativos) - mais frio do que a superfície de Plutão - permitindo que o gelo permaneça estável.
"Na sua maioria, é puro gelo", disse Spudis, que "pode estar sob alguns centímetros de regolito (camada de material solto que cobrem a superfície) lunar seco". Esta camada protetora de solo poderia evitar que blocos de puro gelo evaporassem, mesmo em áreas expostas à luz do sol, explicou ele.
Em fevereiro, o presidente americano Barack Obama cancelou o programa criado para levar os americanos de volta à Lua até 2020. Mas, segundo Spudis, "agora podemos dizer com alguma confiança que uma presença humana sustentável na Lua é possível. É possível usando os recursos que encontramos lá".
"Os resultados dessas missões, que vimos nos últimos meses, estão revolucionando totalmente nossa visão da Lua".
Sondas não tripuladas
A Chandrayaan-1 foi a primeira contribuição da Índia para a frota de sondas não tripuladas lançadas à Lua nos últimos anos. O Japão, a Europa, a China e os Estados Unidos também enviaram missões com equipamentos para explorar o satélite em detalhes sem precedentes.
Os cientistas também descobriram que o gelo encontrado na Lua tem procedências e características variadas. Um dos meios mais importantes de formação de água na Lua é pela interação com o vento solar, o fluxo de partículas que se move rápida e constantemente para fora do Sol.
A radiação espacial detona uma reação química na qual átomos de oxigênio já encontrados no solo adquirem núcleos de hidrogênio, formando moléculas de água e a molécula mais simples de hidrogênio e oxigênio (HO). Esta água "adsorvida" pode estar presente em finas camadas cobrindo o solo lunar.
A missão da LCROSS ainda identificou a presença, no solo lunar, de hidrocarbonetos, como etilenos. Segundo o cientista chefe da missão, Anthony Colaprete, do Centro de Pesquisas Ames, da Nasa, os hidrocarbonetos podem ter chegado à superfície lunar trazido por cometas e asteroides - outra fonte vital de água lunar.
Mas, ele acrescentou, algumas dessas formações poderiam ter surgido através de reações químicas entre grãos de poeira inter-estelar acumulados na Lua.

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Descoberto instrumento 'mais antigo do mundo'

Arqueólogos na Alemanha afirmam ter encontrado instrumento musical mais antigo do mundo. Uma flauta entalhada no osso da asa de uma águia.A descoberta revela que o homem da idade da pedra, famoso por suas habilidades de caça, também gostava de música.
“É o instrumento musical mais antigo de que temos notícia no mundo inteiro. Tem aproximadamente 40 mil anos, é da época em que os primeiros humanos chegaram à Europa,” diz o arqueólogo Nicholas Conrad.
O instrumento foi encontrado dentro de uma caverna, no sul da Alemanha, junto com fragmentos de três flautas de marfim.
A flauta será exibida em um museu na cidade de Stuttgart, no outono europeu.

CERN prepara computadores para esmagar mais átomos

Quando o Grande Colisor de Hádrons voltar a funcionar, dentro de alguns dias, os sistemas de TI do Cern terão de ser flexíveis para processar a torrente de informações

por Larry Greenemeier

Cortesia Cern LHC tem vários detectores de partículas, incluindo o Solenóide Compacto de Múons (foto), que capturam os dados produzidos durante as colisões Um dilúvio de informações da Física de altas energias deve chegar aos servidores de Genebra, na Suíça, possivelmente nos próximos dias. Isso porque a Organização Européia de Pesquisa Nuclear (Cern) porá em funcionamento seu Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês) para operar por até dois anos a uma energia de colisão de sete TeV (tera-elétron volts, 3,5 TeV por feixe). Enquanto o CERN reforça o acelerador de partículas mais poderoso do mundo para que opere muito além de seu melhor desempenho anterior, os sistemas de computador do laboratório também devem ser ajustados para que possam capturar e analisar adequadamente toda esse novo maná de informação. Em vez de adicionar um pelotão de novos computadores, e possivelmente extrapolar a infraestrutura de tecnologia de informação e sua capacidade de energia e resfriamento, o CERN está testando um ambiente de servidores virtuais que, espera-se, esteja funcionando até o fim do ano. A virtualização de servidores, que envolve a utilização de softwares para segmentar a capacidade de armazenagem e processamento de uma máquina, tornou-se uma técnica popular nos últimos anos para fazer melhor uso de máquinas subutilizadas e aumentar a eficiência em centros de dados. O CERN planeja dividir seus 4 mil servidores (que usam cerca de 32.500 processadores) em cerca de 35 mil servidores virtuais até o fim do ano e administrar o fluxo restante com a ajuda de um software elaborado pela Platform Computing Corp., de Markham, Ontário. Durante os próximos dois ou três anos, o laboratório poderá dividir seus servidores em até 80 mil máquinas virtuais. Simplesmente adicionar mais máquinas aos centros de dados do CERN não era uma opção. “Somos limitados pela quantidade de energia e resfriamento disponíveis”, afirma Tony Cass, líder do grupo de Infraestrutura e Operações do CERN. “Queremos extrair até a última gota dos recursos que temos para usar em Física. Mesmo uma capacidade 10% maior significa muito mais rumo ao aperfeiçoamento dessa ciência.” Além do próprio acelerador, o LHC tem vários detectores de partículas – incluindo o Atlas e o CMS – que capturam os dados produzidos durante as colisões. “Para produzir resultados físicos, primeiro os cientistas do Cern têm de transformar os 1s e 0s [referência aos códigos binários de computadores] produzidos pelos detectores em imagens significativas, que mostrem os rastros das diferentes partículas quânticas produzidas nas colisões”, informa Cass. “Então precisam analisar essas imagens para compreender o que significam.” A captura e análise por parte dos detectores requer um poder computacional imenso, mas nem sempre em quantidades iguais. Às vezes é necessário processar inúmeras operações de cálculo para criar as imagens, outras vezes isso é necessário para analisá-las. Para alocar e realocar recursos de processamento, Cass e sua equipe têm de determinar quantos servidores seriam necessários para realizar uma determinada tarefa – de análise, por exemplo. Se descobrirem que mais recursos computacionais são necessários em outro local, devem parar o trabalho de processamento de lote que está sendo feito nos servidores, reconfigurá-los e reiniciá-los. No entanto, os servidores virtuais podem ser alocados e realocados dinamicamente usando o software da Platform Computing, sem a necessidade de interromper um processamento já em progresso. O LHC, ligado pela primeira vez em setembro de 2008, foi projetado para acelerar prótons às energias mais altas já geradas por uma máquina, fazendo-os colidir de frente 30 milhões de vezes por segundo, com cada colisão gerando milhares de partículas quase à velocidade da luz. Se for bem sucedido, o LHC poderá ajudar os físicos a responder perguntas sobre a composição subatômica da massa e energia do Universo. Infelizmente, o primeiro funcionamento do LHC durou pouco mais de uma semana antes de ele ter de ser desligado por um problema com dois magnetos supercondutores. O dispositivo foi religado brevemente em novembro para conduzir uns poucos experimentos, mas esteve desligado desde dezembro, enquanto o Cern atualiza o equipamento. Mais de 10 mil pesquisadores em 85 países planejam usar o mais poderoso acelerador de partículas do mundo para testar as diferentes previsões que dizem respeito à Física de altas energias. Quando o LHC voltar a funcionar, espera-se que continue operando sem parar até o meio ou fim de 2011, o maior período de funcionamento de um acelerador na história do Cern, fundado em 1954. “Os computadores dedicados ao LHC, que executam por volta de 120 mil tarefas de computação por dia, precisarão rodar em sua eficiência máxima para assegurar que a enchente de dados dos detectores possa ser rapidamente convertida em resultados físicos”, diz Cass. Uma tarefa, nesse contexto, é um pedido para processar uma certa quantidade de dados – transformar a informação produzida por um detector em um dado período de tempo em imagens, por exemplo, ou examinar um grande número dessas imagens para analisá-las. “A pressão sobre as equipes de computação vai aumentar assim que os dados de verdade chegarem e os físicos começarem a competir para produzir artigos para periódicos e conferências, especialmente se houver qualquer indício de descoberta”, lembra Cass. “É um momento crítico para os detectores do LHC”.

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Saiba como se faz a datação arqueológica pelo Carbono 14.

Quando um ser vivo morre, deixa de absorver Carbono 14, um tipo de Carbono radioativo. Medindo sua radiação, cientistas ficam sabendo a data de sua morte e assim há quanto tempo essa vida existiu. A base para a datação através do Carbono 14 é essa. A morte é que revela o tempo de uma Vida na Arqueologia.  

O Carbono não é o elemento mais abundante da Terra, mas o que esteve ou está Vivo tem Carbono. Há uma química só para estudá-lo, a Química Orgânica. Existem cerca de 10 milhões de compostos de Carbono e a maioria é essencial para a vida. O Carbono ao natural é encontrado em três formas ou variedades alotrópicas: carvão(amorfa), grafite e diamante, o mineral mais duro do planeta. Descobriu-se que 98,9 % dos átomos do Carbono possuem seis prótons e seis nêutrons, sendo assim classificado como Carbono 12. Mas há outro isótopo do Carbono muito raro, radioativo e instável: é o Carbono 14, com 6 prótons e 8 nêutrons no seu núcleo. Somente um, em milhões de átomos de carbono, é do tipo Carbono 14. Ele é incorporado às células e tecidos de todas as plantas e animais na respiração e alimentação de compostos de Carbono (carboidratos).

Em 1952, o cientista norte-americano Willard Libby publicou uma descoberta chamada Datação pelo Radiocarbono. Em 1960 ele ganhou o Prêmio Nobel de Química por isso. Libby descobriu que através da contagem dos átomos do C14 ainda presente em plantas, carvões, ossos, conchas e fósseis, seria possível calcular a idade dos materiais coletados em sítios arqueológicos. Estava criada a datação pelo Carbono 14.

O Carbono 14 não existe ao natural na Natureza. Ele é produzido em alta altitude quando o Nitrogênio é bombardeado pelos raios cósmicos vindos do espaço. Por ser radioativo e instável, o Carbono 14 um dia volta a ser Nitrogênio. O tempo em que isso acontece é constante e independe do ambiente. Medições radioativas precisas revelam que depois de 5.730 anos o Carbono 14 perde metade de seus átomos. Esse tempo é chamado de meia-vida do Carbono 14 e serve como relógio marcador do tempo para a arqueologia.

O Carbono 14 faz entra na composição química dos seres vivos através das plantas pelo CO2 (dióxido de Carbono) absorvido na fotossíntese. Animais que se alimentam de plantas (herbívoros/vegetarianos) ou animais comedores de animais (carnívoros) também incorporam C14 diariamente.

O Carbono é o elemento básico da Vida. Mas, na arqueologia, ele é a informação viva após a morte. Isso acontece porque com a morte de um animal ou planta, cessam a absorção de novos átomos de C 14 radioativos. Quando a Vida termina, então começa a contagem regressiva da radioatividade do Carbono 14 presente. Sem a reposição natural de mais Carbono radioativo pelo metabolismo, a datação é um relógio atômico que começa a contar o tempo em que a Vida terminou, quer dizer, a existência de uma Vida para a arqueologia é contada a partir da sua morte.

O método de datação pelo Carbono 14 é muito seguro. Mas tem restrições. Funciona bem em datações que estejam entre 50 mil ou 70 mil anos. Motivo: passados 50 mil anos da morte de uma espécie ou de uma substância orgânica associada a ela, a radioatividade de Carbono 14 que resta é muito baixa e torna-se difícil medi-la. Feita a medição da radioatividade, a datação é uma resposta direta. Por exemplo: um achado arqueológico em que o C14 tenha completado dez ciclos de sua meia-vida (10 x 5.730 anos) significa que existiu há 57 mil e 300 anos. É assim que se faz a datação com os achados arqueológicos da Serra da Capivara e de qualquer lugar do mundo. Laboratórios ingleses, americanos e franceses são os mais respeitados nessa área. São eles que confirmam as datações da maioria dos achados arqueológicos.

DESAFIO RESOLVIDO!

kleber kilhian, nosso parceiro e dono do blog Baricentro da Mente, resolveu o nosso desafio!

 

Parabéns!

Segue a resolução dele. (Destaque para a organização e clareza do raciocínio.)

 Em breve novo desafio!

Como os maias sabiam tanto sobre astronomia?

Eles conheciam mais do que os europeis na época. Como é que chegaram lá?

Por Tiago Cordeiro

Enquanto estiveram no auge, entre os anos 200 e 900, os maias, que habitaram a América Central, foram uma das civilizações mais cabeças do planeta. Seus conhecimentos matemáticos e de astronomia estavam não apenas à frente de todos os outros povos vizinhos, mas também dos chineses e dos europeus.

Eles eram craques da matemática e foram os únicos, em todas as Américas pré-descobrimento, que desenvolveram um sistema completo de escrita. No ano 325, eles já dominavam o conceito de zero, coisa que os europeus só descobriram e começaram a usar cerca de 700 anos depois.

Eles também eram excelentes observadores do céu. Em várias cidades maias, como Palenque, Sayil e Chichén Itzá, os centros astronômicos ocupavam áreas centrais. O Caracol, de Chichén Itzá (à direita), foi construído por volta do ano 1050, tinha 22,5 metros de altura e era dedicado ao deus da chuva, Chaac.

Cruzando a matemática com a observação, os maias conseguiram conhecer, com uma precisão espantosa, a duração dos ciclos lunar, solar e do planeta Vênus. Eles calcularam que Vênus passa pela Terra a cada 583,935 dias – algo espantosamente próximo do número considerado correto hoje, que fica entre 583,920 e 583,940. Também definiram que o ciclo lunar dura 29,53086 dias (atualmente os astrônomos falam em 29,54059).

Os maias registraram que o Sol completa seu ciclo em 365,2420 dias, enquanto que na atualidade esse número está definido em 365,2422. Com base nesses conhecimentos, eles criaram um conjunto de calendários complexos e interligados que, juntos, formavam um dos sistemas de contagem do tempo mais precisos de sua época.

Hoje sabemos que os maias estavam certos em seus cálculos. Mas como foi possível que eles avançassem tanto sem usar nenhum tipo de lente?

Entre os europeus, a astronomia só começou a avançar mais rápido lá pelo século 17, quando Galileu Galilei se apropriou da invenção do telescópio, registrada pelo fabricantes de lentes holandês Hans Lippershey, para olhar para o espaço. É difícil saber como os maias chegaram a essas conclusões porque, enquanto Galileu localizava manchas no Sol e identificava o planeta Júpiter, os espanhóis se empenhavam em destruir a civilização maia.

Como os maias não tinham um reino unificado, foi um processo lento, em que cada cidade-Estado caiu sozinha. A última, Tayasal, foi derrotada em 1697. Todas elas foram saqueadas e tiveram bibliotecas e templos queimados. “Não conhecemos as pesquisas deles em detalhes, porque os espanhóis destruíram tudo o que encontraram pela frente. É certo que o que sobrou é apenas um resíduo do conhecimento que eles tinham construído”, diz o antropólogo americano Marcello Canuto, professor da Universidade Yale, nos EUA.

Poucos documentos resistiram. O mais importante deles é o Código Dresden, um manuscrito que reúne praticamente tudo o que sabemos sobre os conhecimentos matemáticos e astronômicos deles. Nesse texto de 39 folhas, escritas dos dois lados, encontram-se não só a descrição de rituais religiosos mas também os cálculos para a previsão de eclipses e as conclusões a respeito do ciclo de Vênus – que funcionava como uma referência para a data das colheitas e para a escolha

da época mais favorável para guerrear.

Curosidade: Calendários marcavam datas de festas e sacrifícios

Os maias tinham uma maneira curiosa de registrar o tempo. Mais do que simplesmente contar os dias, seus calendários tinham a função de identificar as datas propícias para cada atividade. Os pesquisadores sabem que, a partir de combinações matemáticas, eles faziam uma espécie de prognóstico astrológico para prever o que iria acontecer numa determinada data. Dependendo dessa previsão, o dia podia ser reservado para o trabalho na colheita ou para rituais religiosos, quase sempre acompanhados de sacrifícios aos seus deuses.

Desafio - Envolvendo Geometria

Sejam dois círculos de raios R e r tangentes no ponto A, e ambas tangente ao quadrado, conforme a figura abaixo. Se o lado do quadrado mede 1 cm, então r é igual a:

Boa Sorte!

Envie a resolução para: clavedepi@gmail.com.
Quem conseguir resolver primeiro terá a sua foto exposta aqui no blog!

NOTA OFICIAL - DESAFIO

Nosso blog possui um desafio. E devido ao longo tempo que este desafio está no ar, e sem a resolução correta, decidimos substituí-lo.

Agradecemos a todos que tentaram fazê-lo!

Em breve estaremos postando o novo desafio.

Abaixo segue a resolução do desafio atual:

Ranking das 20 maiores Invenções dos últimos 30 anos.

Oito acadêmicos da escola de negócios Wharton School, da Universidade da Pensilvânia, fizeram uma lista com as 20 melhores invenções dos últimos 30 anos. Segundo o jornal “New York Times”, a pesquisa foi patrocinada pela publicação Knowledge@Wharton, da própria universidade, e pelo programa “Nightly Business Report”, da PBS.

1 – Internet banda larga
2 – Computadores pessoais e laptops
3 – Telefones celulares
4 – E-mail
5 – Teste e sequenciamento de DNA
6 – Ressonância magnética
7 – Microprocessadores
8 – Fibra óptica
9 – Software para escritório
10 – Cirurgia a laser/robótica
11 – Software de código aberto
12 – Diodos de emissão de luz
13 – Tela de cristal líquido
14 – Aparelhos GPS
15 – Comércio eletrônico e leilões on-line
16 – Compressão de arquivos
17 – Microfinança
18 – Energia solar fotovoltaica
19 – Turbinas de vento de grande escala
20 – Redes sociais na internet

Quais delas você acha que foi a melhor? Comente!