587 O que é a Física? Física vem do termo grego physis, que significa Natureza. A Física é o conhecimento da Natureza, onde se encontra uma grande variedade de fenómenos que obedecem a leis de expressão matemática (por exemplo, a lei da gravitação universal de Newton, segundo a qual todos os corpos se atraem uns aos outros). De uma maneira geral, os físicos estudam a matéria e a energia que ocupam o espaço e o tempo. Especificando, estudam os movimentos e as forças que os determinam (na mecânica, que pode ser clássica, à maneira de Newton, ou relativista, à maneira de Einstein), os movimentos dos astros (na astrofísica), os fenómenos elétricos e magnéticos (no eletromagnetismo), a luz (na ótica), os corpos à nossa escala (na termodinâmica), os fenómenos às escalas molecular, atómica, nuclear ou das partículas (na física quântica), etc. Embora o conhecimento em Física derive da curiosidade humana, o certo é que ele tem encontrado numerosas aplicações: se hoje dispomos de satélites, televisões, computadores, raios X, etc., é porque houve avanços substanciais nessa ciência. Embora o ser humano sempre se tenha interrogado a respeito da natureza de que faz parte e tenha encontrado desde a Antiguidade respostas, ainda que parciais, a algumas dessas questões, só no século XVII, com a chamada Revolução Científica, a Física se au-
tonomizou como disciplina. O italiano Galileu Galilei é considerado o “pai da Física” por ter desenvolvido o método científico, baseado na observação, na experiência e no raciocínio lógico. Para ajudar a observação e a experiência usou instrumentos que ampliavam muito o poder dos sentidos – os mais notáveis foram o telescópio, para descobrir os céus, e o plano inclinado, para estudar os movimentos de queda dos corpos na Terra. Em apoio do raciocínio lógico serviu-se da matemática: escreveu que “o livro da Natureza está escrito em caracteres matemáticos”, uma frase que abriu toda uma vida comum, que prossegue hoje, entre a Física e a Matemática. Vale a pena lembrar como Galileu chegou à primeira lei física – a lei da queda dos graves. É sabido desde tempos imemoriais que todos os corpos caem para a Terra. Usando o plano inclinado, pode-se tornar lenta a queda dos corpos. Galileu mediu as distâncias percorridas por uma bola que rola ao longo de um plano inclinado. Se essas distâncias eram fáceis de medir com uma régua, já o mesmo não se podia dizer dos tempos, dado que não existiam relógios com boa precisão. Usando relógios de água, que mediam o tempo pela quantidade de líquido acumulado, Galileu encontrou uma relação entre distância e tempos, traduzida por uma expressão matemática simples: as distâncias são
proporcionais aos quadrados dos tempos. Esta lei, que vale para quaisquer objetos, só não é exata por existirem resistências ao movimento (atrito na rampa e resistência do ar). Com o inglês Isaac Newton, que “subiu aos ombros” de Galileu para ver mais longe, a Física avançou na compreensão do mundo. Newton percebeu que o movimento da Lua em volta da Terra e a queda de um corpo na Terra eram regidos pela mesma lei, a lei de gravitação universal. O génio de Newton residiu nessa sua perceção pioneira de que as leis da Física valem não apenas na Terra mas também no céu. O poder da Física alicerçou-se extraordinariamente com essa universalidade alargada. Newton começou por concluir que uma força mais não é do que a grandeza que descreve a variação de velocidade. Na Terra, a força da gravidade faz aumentar uniformemente a velocidade de um corpo em queda, o que leva a que a distância aumente com o quadrado do tempo. No espaço, é também a força da gravidade que puxa a Lua para a Terra. Por que razão então a Lua não cai sobre a Terra tal como qualquer corpo próximo da superfície? A Lua está em órbita circular em torno da Terra porque a força da gravidade a desvia da linha reta, quer dizer, a Lua está sempre a ser puxada pela Terra sem, porém, nunca cair sobre nós. Podemos colocar um qualquer corpo perto da
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Terra a imitar a Lua, seguindo uma órbita circular à volta do nosso planeta. Se lhe imprimirmos uma certa velocidade, o corpo não cairá de início, nem depois, nem nunca, porque voltará ao ponto de partida com a mesma velocidade que tinha quando partiu. Conhecendo a lei de gravitação universal, a indicação das condições iniciais de um projétil ou de um astro, isto é, a sua posição e velocidade no instante inicial, podemos saber a sua trajetória. Os físicos conseguem, assim, adivinhar o futuro, o que, convenhamos, não é coisa pouca! Einstein veio, no século XX, completar Newton, explicando o que é a força da gravidade. Hoje em dia, “aos ombros” de Galileu, Newton e Einstein, procuramos ver ainda mais longe. Os físicos interrogam-se sobre o Big Bang, o início do Universo, e sobre o futuro do mundo, o que passa por saber de que são feitas todas as coisas – as partículas fundamentais – e como se “aguentam” as coisas – as forças fundamentais. O mundo parece complicado, mas os físicos procuram explicações simples e universais. Carlos Fiolhais (Professor de Física da Universidade de Coimbra) Ciência na Imprensa Regional / Ciência Viva
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A não perder!
As Férias de verão com ciência chegaram ao fim! A última semana contou com um programa repleto de atividades dedicadas ao Planeta Terra, tendo sido um dos dias passado na Universidade de Aveiro. Os Guardiões do Planeta Terra visitaram o Herbário, foram aos laboratórios do Departamento de Ambiente e Ordenamento e descobriram a biodiversidade da marinha Santiago da Fonte. De 3 a 14 de setembro repetem-se os dois programas das Férias de verão com ciência. As inscrições estão abertas!
No dia 29 de julho, das 11h às 12h, a Hora do Conto da Fábrica vai explorar a “História de Um Lançamento”, para visitantes a partir dos 3 anos de idade. A Fábrica receberá público familiar em pleno “Domingo de Manhã na Barriga do Caracol”, numa sessão que começa com a fantasia do “era uma vez…” e termina com o maior rigor científico, convidando os participantes a inscreverem-se para acompanhar a “pequena Maria” nos preparativos de uma viagem à Estação Espacial Internacional... sem descuidar a 3ª Lei de Newton, que assegura o sucesso dos foguetões!
Experimentandum Encontra o centro de gravidade O que preciso? - Régua - Lápis - Cartolina - Parafuso - Cordel - Furador
Como fazer? 1 - Pegue num pedaço de cartolina e corte-o fazendo várias curvas a seu gosto. 2 - Prenda o cordel no parafuso. 3 - Faça um furo com o furador num ponto da cartolina, enfie o cordel nesse ponto e suspenda-a (Fig. 1). 4 - Marque com um lápis, na sua cartolina, a linha que fica na continuação do fio de suspensão (Fig. 1). 5 - Suspenda a cartolina por um outro
ponto qualquer, e faça o mesmo (Fig. 2). 6 - Procure o lugar em que se cruzam as duas linhas que ficam na continuação do fio de suspensão. 7 - Retire o cordel, pegue na cartolina e apoie-a sobre o dedo naquele ponto em que as duas linhas traçadas se encontram. 8 - Experimente suspender a cartolina por outros pontos diferentes daqueles que escolheu e trace as respetivas linhas na cartolina. 9 - Proceda do mesmo modo para pedaços de cartolina com outras formas. O que acontece? O centro de gravidade é só um, portanto, todos os caminhos verticais das suspensões hão de passar por ele. Se o centro de gravidade de um pedaço de cartolina, de forma irregular tem de estar num certo ponto da continuação da primeira linha de suspensão e também tem de estar num certo ponto da segunda linha de suspensão, só poderá estar ao mesmo tempo nas duas se ficar no sítio em que elas se cruzam. Por mais complicado que seja o formato do objeto, é sempre assim que deverá proceder para encontrar o centro de gravidade.■
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Ciência na Agenda
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30 set EXPOSIÇÃO DE FOTOGRAFIA “REVELAÇÕES - VIDA NA AREIA VIDA NA ROCHA”
11 15 jul jul 19
até
30 set até
30 set
> 16h00
A Fábrica vai ao Festival dos Canais, com a atividade “Não me toques que me eletrificas”, em Aveiro.
Aniversário da Fábrica, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.
jul
29 jul
10h30
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Domingo de manhã na barriga do caracol – História de um lançamento, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.
10h00
Exposição de fotografia “Revelações - vida na areia vida na rocha”, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.
10h00
Exposição de Hologramas “Art in Holography: Light, space & time”, no Museu da Cidade de Aveiro.
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> 17h30
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03 14 set set
09h00 > 17h45
Férias de verão com ciência, na Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro.
Fábrica Centro Ciência Viva de Aveiro 2018