Thursday, January 13, 2005

Diário da Turma II - Física



TOME NOTA

Participe no nosso concurso

Utilize nas aulas o Diário de Coimbra


Num país em que as taxas de insucesso escolar nas disciplinas relacionadas com as ciências exactas atingem proporções, preocupantes, urge encontrar estratégias capazes de fomentar nos alunos curiosidade e vontade de aprender. Considerando os vários momentos históricos por que passou o ensino das ciências e os modelos que daí resultaram, os quais comportam tantas virtudes como limitações, importa, no
mundo actual, prestar particular atenção às múltiplas oportunidades de contacto com as ciências.
Desta forma, a nossa proposta passa pela utilização da Imprensa, em particular do Diário de Coimbra, como instrumento didáctico para algumas actividades de aprendizagem das ciências.
Como uma actividade de aprendizagem implica uma participação activa dos alunos e tem como objectivo facilitar a transmissão e compreensão de alguns conteúdos, a sua elaboração deve estar ciente dos objectivos que se propõe alcançar, bem como das características e interesses dos seus destinatários.
Um jornal pode ser um instrumento de ensino-aprendizagem amplamente aplicável aos mais diversos ramos do saber e, consequentemente, a várias áreas curriculares. Neste sentido, importa salientar algumas notícias cujos temas possam ser
aproveitados para abordar as ciências.
Veja alguns exemplos:
1. “Hoje o Tempo”- a rúbrica de informação meteorológica pode ser utilizada para a aprendizagem das diferentes escalas de temperatura (Celsius, Kelvin, Fahrenheit), do ciclo lunar e influência da Lua nas marés, dos fenómenos atmosféricos geradores dos diferentes estados do tempo.
2. Através da informação da extracção do “Totoloto”, “Loto2”, “Euromilhões” e “Lotaria”, podem estudar-se temas como Probabilidade e Combinatória.
3. Uma notícia da actualidade - o “Rali Barcelona-Dakar” – pode ser abordada para além dos resultados de cada etapa. Por que não pegar num destes artigos para prender Física? Partindo do exemplo dos automóveis e das viagens pelo deserto surgem conceitos como: Velocidade/velocidade média, aceleração/aceleração média, distância, vectores, inércia, atrito, movimento de um objecto sobre uma superfície sólida/sobre um plano inclinado, energia cinética, tempo de reacção, tempo de travagem e lei da conservação do movimento.
4. Artigos sobre fenómenos naturais podem ser utilizados para facilitar a aquisição de inúmeros conceitos de Geografia, das Ciências Naturais e da Astronomia: Sismos e os fenómenos que lhes dão origem, escalas de magnitude e intensidade; vulcões, sua estrutura e funcionamento, tipos de actividade vulcânica; explicação de eclipses solares e lunares, cometas e meteoritos, descoberta de novos planetas, novas estrelas, o fenómeno das estrelas cadentes; o aquecimento global, suas causas e consequências.

Concorra com trabalhos
Se utilizou o Diário de Coimbra nas aulas e os trabalhos que resultaram dessa utilização lhe parecem interessantes para todos, envie-os para o Diário da Turma, redacção, Rua Adriano Lucas, 3020-264 Coimbra. Pode habilitar-se a um prémio de incentivo à inovação educativa.

De Newton a Hawking
Grandes físicos, grandes inventos


No século XVII, a Europa era um continente cansado. O racionalismo de
Descartes aparecia como uma saída fácil e alastrava a sua influência. Se aparentemente a lógica e a razão dominavam, na realidade, a maioria dos homens continuava a guiar a sua conduta pelo espírito utilitário. Alguns cientistas foram, entretanto, abrindo novos horizontes

ISAAC NEWTON (1642-1727)

Físico e matemático inglês, Isaac Newton ficou conhecido pela formulação das três leis do movimento, consideradas os princípios da Física moderna, de onde resultou a formulação da Lei da Gravitação (Universal).
Completou o primeiro telescópio de refracção, que lhe permitiu observar os satélites
de Júpiter. Na sua “Nova Teoria sobre a Luz e a Cor” defendeu que a luz branca é composta por muitas cores, tendo chegado a este resultado com a utilização de um prisma óptico.

JAMES WATT (1736-1819)

Inventor escocês, James Watt transformou-se num dos grandes impulsionadores da Revolução Industrial, depois de ter desenvolvido e aperfeiçoado um aparelho construído por Thomas Newcomen, que utilizava o vapor de água para fazer girar
uma bomba e constituiu por mais de meio século a forma mais eficaz de bombear água.
Para que os compradores pudessem ter uma ideia da sua capacidade, a potência deste aparelho era expressa pelo número de cavalos que podia substituir. Assim nasceu a expressão ‘horse power’ (potência de cavalos).

CHRISTIAN JOHANN DOPPLER(1803-1853)

Christian Johann Doppler, físico austríaco, é conhecido por ter descoberto, em 1842, o “Efeito de Doppler”. Doppler observou que o comprimento de uma onda sonora produzida por uma fonte em movimento se altera. Quando a fonte se aproxima do observador, o comprimento de onda diminui; quando se afasta, o comprimento de onda aumenta. Anos mais tarde, Fizeau provou que este efeito era também válido
para a luz, reforçando a Teoria do Universo em Expansão.

ANTOINE HENRI BECQUEREL (1852-1908)

Em 1896, Antoine Henri Becquerel, “engenheiro de pontes e calçadas francês”, descobriu a radioactividade dos sais de Urânio.
Inventou o primeiro instrumento para detectar reacções nucleares, que mais tarde o casal Currie iria utilizar na descoberta do Polónio e do Rádio.
Recebeu, juntamente com o Marie e Pièrre Currie, em 1903, o Prémio Nobel da Física.

HEINRICH RUDOLF HERTZ (1857-1894)

Heinrich Rudolf Hertz, físico alemão, provou a existência e compreendeu as possibilidades de utilização das ondas electromagnéticas, tendo sido dado o seu nome à unidade de frequência. Descobriu o efeito fotoeléctrico em 1887, e foi o primeiro a radiodifundir e a receber ondas de rádio. Foram as suas descobertas que permitiram
a evolução da rádio, da televisão, da videoconferência.

MAX KARL ERNST LUDWIG PLANCK (1858-1947)

Galardoado com o Prémio Nobel da Física em 1918, Max Karl Ernst Ludwig Planck postulou que as trocas de energia entre estas partículas envolviam quantidades bem determinadas.
Supôs também que o átomo emite toda a sua radiação de uma só vez, fenómeno que denominou de quantum.
Considerava que em qualquer ponto do universo, a relação entre a energia contida e a frequência da radiação emitida deveria ser uma constante.

NIELS HENRIK DAVID BOHR 1885-1962)

Estudando o átomo de hidrogénio, o mais simples de todos, e partindo do modelo proposto por Planck, Niels Henrik David Bohr criou um novo modelo para descrever o
átomo. Concluiu que o electrão desse átomo só seria capaz de emitir energia quando se
deslocasse de uma órbita mais afastada do núcleo (mais energética) para uma mais próxima, menos energética.

WERNER KARL HEISENBERG(1901-1976)

Apoiando o governo de Hitler, Werner Karl Heisenberg foi nomeado director científico
das pesquisas nucleares alemãs. Este cientista alemão recebeu o prémio Nobel da Física em 1932. Ficou conhecido por ter enunciado o Princípio da Incerteza, segundo o
qual «se não é possível determinar exactamente todas condições iniciais de um sistema, então também não é possível prever o seu comportamento futuro. Os fenómenos
não podem ser previstos exactamente; só é possível estabelecer a probabilidade que algo aconteça».

STEPHEN HAWKING (1942-…)

Considerado como um dos físicos teóricos mais brilhantes desde Einstein, Stephen
Hawking nasceu a 8 de Janeiro de 1942, ano do aniversário da morte de Galileu. Incapaz de falar, paralisado por uma doença degenerativa incurável, este físico britânico comunica com o mundo através de um computador especial, fixado na sua
cadeira de rodas. Os seus trabalhos no campo da mecânica quântica e da relatividade, com vista à compreensão do Universo são entendidos como uma das maiores proezas intelectuais do séc. XX.

Albert Einstein
O físico prodígio


O Ano Internacional da Física surge no âmbito da comemoração centenária do “Ano Milagroso” da produção de Einstein, o físico que foi considerado um louco, acabou por revelar-se um prodígio e por se tornar num dos cientistas mais célebres

O físico alemão Albert Einstein nasceu em Ulm, em 1879, mas cedo se mudou com a sua família para Munique. Considerado um estudante medíocre, foi-se, no entanto, afirmando como um autodidacta na compreensão do Universo. O ano de 1905 acabou por ficar conhecido como o “Annus Mirabillis” da sua produção científica publicada num dos jornais mais relevantes da época - o “Anais da Física”.
A explicação do efeito fotoeléctrico, a descrição do movimento browniano, e a obra intitulada “Electrodinâmica dos Corpos em Movimento” foram os trabalhos publicados nesse ano que lançaram as bases da Teoria da Relatividade, deixando adivinhar a sua genealidade, mesmo aos olhos daqueles que o consideravam um louco.
Reconhecendo-lhe o mérito, a comunidade científica atribuiu-lhe o grau de Doutor pela Universidade de Zurique e, em 1921, distinguiu-o com o Prémio Nobel da Física. Evidenciando que, para além do físico, havia um homem preocupado com a Humanidade, Albert Einstein, então professor no Instituto de Física Kaiser Guilherme, mudou-se para os EUA quando Hitler subiu ao poder.

Teoria da Relatividade
Em clima de ruptura com os paradigmas do século XIX, Einstein fundamentou a Teoria da Relatividade Restrita na incompatibilidade entre o electromagnetismo maxweliano e a mecânica de Galileu. A teoria que pretendeu reconciliar o electromagnetismo e a mecânica clássica baseou-se em dois postulados: O princípio da relatividade (leis da Física são as mesmas em todos os sistemas de referência inerciais) e a constância da velocidade da luz propagada num espaço vazio. Este postulado gerou controvérsias, pois contrariava a experiência diária e as concepções em que os físicos acreditavam, tais como a noção de tempo e espaço.
Mais tarde, Einstein questionou se a medida da inércia de um corpo depende da quantidade de energia contida nesse corpo e apresentou a relação E=mc2, em que a energia era igual ao produto da massa pelo quadrado da velocidade da luz, o que demonstrava que o uso da energia atómica é possível.
Em 1915, Einstein apresentou a Teoria da Relatividade Geral e abandonou a noção newtoniana, pois considerou que não havia movimentos absolutos no Universo, apenas relativos. Defendeu também que o Universo não era plano e ainda que o tempo não é absoluto.


QUEM CONTA UM CONTO

O Coelhinho aventureiro


Quando chega a época das chuvas os riachos ficam cheios, a força das águas arrasta tudo à sua passagem. Alguns animais procuram abrigo mas muitos não sabem nadar.
Foi o que aconteceu ao Coelhinho cinzento. A sua toca ficou inundada e, por isso, procurou outra casinha. Já há alguns dias que estava sozinho, os seus pais tinham sido apanhados mas ele, porque era pequenino, conseguira esconder-se.
Agora, completamente só, queria atravessar o rio. Tinha medo, frio e fome. Sentia-se perdido no meio do bosque.
Apesar do seu pêlo se confundir com a cor da terra e da folhagem todos os cuidados eram poucos. Esperou pela noite para começar a sua caminhada até à margem, ouvia as corujas e os mochos em tons ameaçadores. Fez-se ao caminho entre as árvores, sempre atento, olhando em todas as direcções para se proteger dos cães caçadores.
O vento era forte e impedia-o de escutar os ruídos vindos da floresta, por isso, parava e escondia-se sempre que se sentia ameaçado. Durante a viagem até ao rio ia pensando como passaria para a outra margem mas não lhe ocorria qualquer ideia. Talvez essa boa ideia chegasse durante a caminhada até ao rio. Ao longe podia ouvir os lobos e as raposas mas o que mais assustava o coelhinho cinzento era o escuro.
Depois de percorrer uma grande distância, de atravessar montes e vales, finalmente, avistou o rio. O sol começava a nascer e os passarinhos procuravam o pequeno-almoço.
Aproximou-se e logo reparou como seria difícil passar para a outra margem. Começou a olhar e, de repente, viu um tronco de árvore aproximar-se. Teve a ideia de aproveitar a boleia. Ainda pensou se seria um crocodilo, mas logo compreendeu tratar-se do tronco de uma velha árvore.
Esperou que ele se aproximasse e quando estava bem perto de si perguntou-lhe:
- Posso ir consigo?
- Eu vou para muito longe – disse-lhe o tronco.
Depois de lhe contar o que lhe aconteceu, o coelhinho pediu-lhe para o levar até ao outro lado. O tronco torceu o nariz porque o coelhinho não sabia nadar. Mas depois de uma grande conversa o tronco disse-lhe:
- Salta para as minhas costas e segura-te.
Rapidamente as correntes fortes do rio arrastaram o tronco enquanto o coelhinho, apoiado nas suas patas traseiras, ia olhando para o nascer do Sol. Talvez tivesse pensado como seria a sua nova casa, como gostaria de ter vizinhos e amigos para brincar.
De repente, apercebeu-se que estavam a chegar, a viagem tinha sido rápida. O tronco aproximou-se da margem e o coelhinho cinzento saltou para terra firme. Mas antes, agradeceu:
- Muito obrigado e boa viagem.
Por sua vez, o tronco, com voz grossa, disse-lhe:
- Boa sorte. E não te esqueças de aprender a nadar.
O coelhinho rapidamente foi procurar uma nova casinha, o mais longe possível do rio, junto de uma rocha. Foi preciso fazer um grande buraco com duas entradas e duas saídas. Trabalhou muito durante o resto do dia e, quando a noite chegou, adormeceu cansado. Agora estava sozinho nesta aventura e tinha de aprender muitas coisas, principalmente, a nadar para ir visitar os seus amiguinhos.

Texto de António Vilhena

SABIA QUE...

* Ptolomeu, um astrónomo, filósofo e matemático grego, registou num calendário as horas do nascimento e do ocaso de várias estrelas. Além disso, em “Tetrabíblia” desenvolveu a mais completa doutrina astrológica da antiguidade, consolidando as regras básicas para a elaboração
dos horóscopos.

* Os meios de comunicação escrita resultam de uma invenção de Gutemberg por volta de 1440: A impressão por caracteres móveis.

* Se atribui a Blaise Pascal – matemático, físico e filósofo religioso francês – a invenção do primeiro calculador digital.

* Gabriel Fahreneit criou, em 1741, o primeiro termómetro de mercúrio.

* Anders Celsius construiu, em 1742, uma escala de temperatura em que os pontos de referência eram as temperaturas de solidificação (0ºC) e de ebulição (100ºC) da água, que se tornou quase universal.

* Alessandro Giuseppe Volta, um autodidacta italiano nascido em 1745, conseguiu gerar electricidade através de reacções químicas. Construiu um estranho aparelho
com moedas de cobre, discos de zinco e de feltro, banhados numa solução ácida, capaz de produzir continuamente um movimento de cargas eléctricas – a pilha.

* Foi Jaques Charles o primeiro a utilizar o hidrogénio para encher balões aerostáticos, que anteriormente apenas utilizavam ar quente. Ao efectivar esta descoberta com o seu irmão, no ano de 1783, conseguiu voos de mais de 1600 metros de altura.

* Thomas Alva Edison registou mais de 1300 invenções e colocou a si próprio o desafio de produzir luz a partir da electricidade. Em 1879, uma lâmpada constituída por filamentos de algodão parcialmente carbonizado instalado num bulbo de vidro, com vácuo, que aquecia com
a passagem da corrente eléctrica até ficar incandescente, brilhou por mais de 48 horas.

* Samuel Morse, físico e pintor norte-americano, concebeu em 1835 o primeiro sistema de telégrafo eléctrico e inventou o Código Morse para enviar mensagens.

* A 10 de Março de 1876, Alexander Graham Bell, enquanto estava sozinho no seu laboratório a experimentar um modelo de telefone que nunca tinha conseguido pôr a funcionar, derrubou acidentalmente uma pilha. Os fortes e corrosivos ácidos caíram sobre as suas roupas, ameaçando queimá-lo. Aflito, gritou para o seu assistente: «Sr. Watson, venha cá, preciso de si!». Qual não foi o espanto de ambos ao verificar que Watson conseguiu ouvir a mensagem através dos fios de telefone que ligavam os dois aposentos.

* Foi graças a uma “mulher-computador” – Henrietta Swan Leavitt – que Hubble conseguiu medir a distância entre as estrelas. Naquela época (início do séc. XX) apenas
era permitido às mulheres que se interessassem por astronomia estudar chapas fotográficas de estrelas e fazer computações, daí o nome de “computador”.


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