quarta-feira, 27 de julho de 2011

Manuel Paiva. Como Respiram os Astronautas: Parte Ia. «… compreender o que se passa em sistemas que estão em aceleração relativamente a nós vai ajudar a compreender o que é a gravidade artificial, o peso efectivo e a imponderabilidade, ou melhor, a microgravidade, pois um peso efectivo rigorosamente nulo não existe»


Cortesia de dovestibapucpr e donajuremablackstar

Das leis de Newton à microgravidade.
«Claro que não se pode falar de física biomédica sem se falar de física e a física não é uma disciplina fácil e requer um esforço de reflexão. Em compensação, o esforço de memória não tem um papel preponderante. Os quatro exemplos seguintes mostram que mesmo a física clássica nem sempre é intuitiva. No entanto, descobrir a solução de um problema pode ser uma fonte de grande prazer e é de pequenino que se estimula o gosto da descoberta e se cultiva a curiosidade. Mas só se pode transmitir o gosto da investigação quando ele, de algum modo, faz parte de nós mesmos e é nessa descoberta que o professor do ensino básico continuará a ter um papel capital.

«O gelo no copo»: encha um copo com blocos de gelo e junte água de maneira a que o copo fique cheio a rasar. Claro que verá que alguns blocos de gelo ultrapassam a superfície da água, como os icebergues.


Cortesia de dreamstime e pausaparaumcaf

A pergunta é:
  • quando o gelo fundir, a água transborda?
A resposta não requer necessariamente a aplicação directa de uma fórmula ou equação, mas sim a compreensão de conceitos. Se fizer esta experiência, é necessário uma atmosfera com muito pouca humidade, senão a condensação da água presente no ar ambiente vai falsear o resultado. E se fizesse a mesma experiência no espaço? Se compreender as duas situações, compreenderá também porque é que o treino dos astronautas em imersão cria uma situação diferente da imponderabilidade.
«O balão com hélio»: se prender o fio de um balão com hélio no interior de um automóvel de maneira a que o balão se mova livremente, o que acontece quando acelera?
Claro que pensa que o balão recua em relação a si. Faça a experiência (de preferência sem ser o condutor!) e verá que o balão avança e que recuará quando travar! E se em vez de hélio, o balão tivesse sido cheio com um gás pesado (seria melhor dizer com massa volúmica superior à do ar) como o hexafluoreto de enxofre? Nesse caso, o balão recuará quando acelerar. Isto já o deve ajudar na busca da solução.
Cortesia de cybervida

Se falo nestes gases, é porque muitos astronautas os respiraram (em concentrações mínimas, claro) para fazerem as nossas experiências! Por outro lado, compreender o que se passa em sistemas que estão em aceleração relativamente a nós vai ajudar a compreender o que é a gravidade artificial, o peso efectivo e a imponderabilidade, ou melhor, a microgravidade, pois um peso efectivo rigorosamente nulo não existe.

«Um pássaro numa gaiola»: imagine um passarinho bem tranquilo, no seu poleiro, dentro de uma gaiola de vidro, toda fechada (para evitar correntes de ar), colocada em cima de uma balança com uma precisão muito superior ao valor do peso do passarinho.
Imagine ainda que a gaiola é de forma circular e que o passarinho se põe a voar com um movimento circular uniforme, isto é, o valor da sua velocidade é uma constante, mesmo estando sempre a mudar de direcção. Evidentemente que o passarinho é suficientemente bom piloto para não tocar com as asas nas paredes da gaiola. O que indicará a balança? Provavelmente, pensa que o peso vai diminuir dum valor igual ao do peso do passarinho. Pois estaria enganado». In Manuel Paiva, Como Respiram os Astronautas e os outros Problemas de Física Biomédica, Gradiva 2004, Dep. Legal nº 218229.

Cortesia de Gradiva/JDACT