Física e Química - 8ª Série
Ciência Hoje das Crianças On-line
Gilbert achava que uma explicação para esse movimento da agulha de magnetita era que o planeta Terra devia ser um grande ímã. Para tentar comprovar sua teoria, construiu uma esfera usando magnetita. Ele a chamou de Terrela, isto é, a pequena Terra. Com sua Terrela, pôde verificar que, quando colocava uma pequena bússola sobre ela, a bússola se orientava numa certa direção, aproximadamente como o fazem as bússolas colocadas em qualquer lugar na Terra: mostram a direção Norte-Sul.
Esse procedimento de "mapear" a Terrela com auxílio de uma bússola, para saber em que direção estava apontando a força magnética, foi bastante importante para a construção do conceito de campo magnético. Se marcarmos todas as direções apontadas pela bússola em diferentes partes da Terrela, obteremos uma representação do campo magnético da Terrela.
Mas Gilbert também se interessava pelo estudo do campo magnético produzido por ímãs de outras formas. Por exemplo, ímãs em forma de barra. Ao lado está a figura que ele obteve a partir desse estudo.
Veja que, até agora, estamos falando de instrumentos parecidos com bússolas, ponteiros que giram em um plano. Gilbert queria conhecer mais sobre o campo magnético terrestre e se perguntou qual sua orientação espacial. Para isso, construiu uma bússola em três dimensões, ou seja, uma cujo ponteiro pode indicar qualquer posição no espaço. Quando colocada num certo lugar da Terra, ela vai apontar se o campo magnético naquele ponto está dirigido mais para cima, mais para baixo ou se, efetivamente, é horizontal. Tais bússolas são chamadas bússolas de declinação. Veja nas figuras abaixo dois desses tipos de bússolas.
A figura da esquerda é do próprio Gilbert. A outra é mais moderna, usada em laboratórios didáticos de física. Hoje em dia, esses instrumentos estão superados como guias para orientação. Todo barco -- e, na verdade, qualquer pessoa que se aventure em lugares desconhecidos -- pode usar o moderno sistema de GPS, no qual satélites medem qual é a posição exata da pessoa na superfície da Terra. Mas isso é só agora. Desde os chineses, há quase mil anos, até muito recentemente, a bússola foi o principal meio de os homens se orientarem sobre a Terra, com grande impacto sobre a história, as descobertas e a economia mundiais.
|
|||||||||||
|
Desde a Antigüidade, esses fenômenos de atração entre corpos eram conhecidos. Um mineral encontrado na natureza, a magnetita, exibia o poder de atrair pedaços de ferro, como o fazem os ímãs. Outra coisa também observada há muito tempo era que o âmbar -- uma resina vegetal seca e dura como pedra -- podia atrair pedaços de palha, depois de ser esfregado um pouco. 
Gilbert começou seus estudos com a construção de uma espécie de bússola, que chamou de eletroscópio – versorium. Com ela, pesquisou as atrações dos corpos carregados eletricamente. Seu versorium era uma espécie de flecha metálica bem leve, que podia girar livremente sobre uma ponta também metálica.
Na época em que Gilbert começou a trabalhar, acreditava-se que apenas objetos feitos de âmbar ou de azeviche (uma espécie de carvão) fossem capazes de ser eletrizados por fricção e, assim, atrair pequenos corpos. Mas acontece que, quando friccionados, os objetos esquentavam, e aí vinha a dúvida: será que era o calor que gerava a força de atração? Usando seu eletroscópio, ele conseguiu mostrar que não era o calor o responsável pelo aparecimento da força. Para isso, ele primeiro atritou um pedaço de âmbar, viu que o mesmo ficava quente e era capaz de atrair a ponta do versorium. Em seguida, ele aqueceu outro pedaço de âmbar numa chama, mas sem friccioná-lo. Quando o aproximou do versorium, não notou atração alguma.
Usando seu aparelho recém-inventado, Gilbert mostrou que muitas outras substâncias -- como laca, berílio, opala, safira etc. -- podiam ser carregadas eletricamente.
Ele ainda mostrou que, quando aproximava objetos eletrizados do ponteiro do versorium, ele girava, ao passo que a magnetita (que era seu ímã) era capaz apenas de atrair alguns tipos de materiais. Você poderá constatar a veracidade do que dizia Gilbert, realizando alguns experimentos. Não se esqueça de que Gilbert criticava os filósofos que não realizavam os experimentos e repetiam tudo que estava nos livros passivamente.
Gilbert e o magnetismo
Como dissemos, na antiga Grécia já era conhecido o fato de que a magnetita podia atrair pedaços de ferro. Mesmo os termos magnetismo e magnetita têm origem um tanto obscura. Ao que parece que estão ligados à região de Magnésia, lugar da Grécia onde, pela primeira vez, suas propriedades foram descobertas.
Uma outra propriedade de uma barra de magnetita era de orientar-se na direção Norte-Sul. A descoberta desse fato parece pertencer aos chineses, que usavam barras de magnetita, como as bússolas modernas, para a navegação. Como isso é importante para o comércio, seu estudo tinha grande importância econômica.
|
Gilbert achava que uma explicação para esse movimento da agulha de magnetita era que o planeta Terra devia ser um grande ímã. Para tentar comprovar sua teoria, construiu uma esfera usando magnetita. Ele a chamou de Terrela, isto é, a pequena Terra. Com sua Terrela, pôde verificar que, quando colocava uma pequena bússola sobre ela, a bússola se orientava numa certa direção, aproximadamente como o fazem as bússolas colocadas em qualquer lugar na Terra: mostram a direção Norte-Sul.
Esse procedimento de "mapear" a Terrela com auxílio de uma bússola, para saber em que direção estava apontando a força magnética, foi bastante importante para a construção do conceito de campo magnético. Se marcarmos todas as direções apontadas pela bússola em diferentes partes da Terrela, obteremos uma representação do campo magnético da Terrela. Mas Gilbert também se interessava pelo estudo do campo magnético produzido por ímãs de outras formas. Por exemplo, ímãs em forma de barra. Ao lado está a figura que ele obteve a partir desse estudo.
Veja que, até agora, estamos falando de instrumentos parecidos com bússolas, ponteiros que giram em um plano. Gilbert queria conhecer mais sobre o campo magnético terrestre e se perguntou qual sua orientação espacial. Para isso, construiu uma bússola em três dimensões, ou seja, uma cujo ponteiro pode indicar qualquer posição no espaço. Quando colocada num certo lugar da Terra, ela vai apontar se o campo magnético naquele ponto está dirigido mais para cima, mais para baixo ou se, efetivamente, é horizontal. Tais bússolas são chamadas bússolas de declinação. Veja nas figuras abaixo dois desses tipos de bússolas.
|
A figura da esquerda é do próprio Gilbert. A outra é mais moderna, usada em laboratórios didáticos de física. Hoje em dia, esses instrumentos estão superados como guias para orientação. Todo barco -- e, na verdade, qualquer pessoa que se aventure em lugares desconhecidos -- pode usar o moderno sistema de GPS, no qual satélites medem qual é a posição exata da pessoa na superfície da Terra. Mas isso é só agora. Desde os chineses, há quase mil anos, até muito recentemente, a bússola foi o principal meio de os homens se orientarem sobre a Terra, com grande impacto sobre a história, as descobertas e a economia mundiais.
| O Sistema de Posicionamento Global (cuja sigla, GPS, vem do inglês, Global Positioning System) é formado atualmente por um conjunto de 24 satélites. Com um aparelho especial, o navegador pode se comunicar com o sistema, que então emite um sinal que informa qual é a posição do aparelho. A precisão atual dessa rede de satélites de informação é dez metros. A idéia teve origem em um projeto militar norte-americano, em 1970. |
| Este texto foi originalmente publicado no volume 12 da coleção Ciência Hoje na Escola, sobre Eletricidade. |
Norberto Cardoso Ferreira
Ciência Hoje das Crianças
18/02/05
|
|
|
Instituto Ciência Hoje – Av. Venceslau Brás, 71 / casa 27 – 22.290-140 Rio de Janeiro/RJ – Fone: (21) 2109-8999
Instituto Ciência Hoje © 2008 |
Física-8ª série
Ciência Hoje das Crianças On-line
| ||||
Adaptado do artigo originalmente publicado
|
À proporção que acendemos e apagamos a lâmpada, o fio metálico vai gastando: ele vai evaporando com o calor até que se rompe e não deixa mais passar a corrente elétrica - e a lâmpada deixa de produzir luz. Muitas lâmpadas incandescentes são usadas no dia-a-dia, cada uma com sua diferença técnica e sua função (luz para geladeira, farol de carro, estúdio de foto e assim por diante). 
Ao passar pelo filamento, a corrente elétrica provoca uma descarga no gás do interior do tubo, levando os elétrons do gás a colidir com os átomos de mercúrio. Quando voltam a um estado de equilíbrio, esses átomos emitem uma energia na forma de radiação ultravioleta. A luz é produzida pelo encontro dessa radiação com a superfície do tubo de vidro recoberta com pó fluorescente. As lâmpadas fluorescentes, para funcionar, precisam de um equipamento chamado reator, que controla e limita a corrente elétrica que faz a lâmpada funcionar. Coração-7ª Série
Ciência Hoje das Crianças On-line
|
|
Quem manda no coração? O coração pode continuar funcionando fora do corpo do animal por algum tempo se mantido em condições parecidas com as normalmente existentes no interior dos organismos: uma composição química semelhante à do meio interno dos animais, uma fonte de energia adequada -- que no caso do coração é principalmente a glicose --, além do oxigênio, que permite a utilização de energia por parte das células. Todo mundo já ouviu falar de eletrocardiograma: viu na TV, no cinema. Médicos acompanhando eletrocardiogramas de pessoas doentes, na tela de um monitor, com bip e tudo. O eletrocardiograma (de cardio, coração) é o registro da atividade elétrica do coração. Mas como essa atividade elétrica é produzida? Ela é gerada a partir de inversões temporárias na diferença de potencial elétrico entre o interior das células cardíacas e o meio que as circundam. No coração, que é um tipo muito particular de músculo, essa inversão funciona como um sinal para que suas células se contraiam. |
|
|
|
Instituto Ciência Hoje – Av. Venceslau Brás, 71 / casa 27 – 22.290-140 Rio de Janeiro/RJ – Fone: (21) 2109-8999
Instituto Ciência Hoje © 2008 |
Fungos em ação- Parte I - 6ª série
Ciência Hoje das Crianças
|
O pão, o vinho e fungos em ação
Uma bola de farinha e água vai ao forno e um pão fofo e saboroso é retirado quentinho após alguns minutos. Curioso, não? E o que você diria do suco de uva, que, descansando em contato com o ar, se transforma em vinho? Pois por muito tempo a origem desses alimentos foi atribuída aos deuses. Até que a ciência descobriu fungos em ação... Há muito e muito tempo, cerca de cinco mil anos antes do nascimento de Cristo, o vinho já existia. Não era produzido em vinícolas, como se faz hoje. A bebida simplesmente surgia depois de algum tempo que o suco de uva era deixado em contato com ar. Como os homens da época não sabiam explicar a transformação de um suco em algo que proporcionava uma grande sensação de alegria, achavam que a bebida era obra dos deuses. Os antigos egípcios diziam que era o deus Osíris que mandava aquela dádiva para aliviar o sofrimento dos homens na Terra. Mais tarde, os gregos diziam ser um néctar de seu deus Dionísio e os romanos, de seu deus Baco. Embora não envolvesse divindades, o pão era outro mistério para os povos da Antigüidade. Foram também os egípcios que o inventaram, deixando uma mistura de água e farinha ao Sol até formar bolhas para, depois, assar entre pedras aquecidas. Com o tempo, tiveram a idéia de guardar um pouco da massa com bolhas para juntar a uma massa nova, acelerando seu processo de crescimento. Assim, os anos foram passando e as pessoas que sabiam preparar um bom pão sempre tinham em casa um tasco da massa anterior para juntar a uma nova. Passou a ser costume na Europa que as mães dessem para as filhas que se casavam um pouco de sua massa de pão com a idéia de que elas fizessem o mesmo com suas filhas para que se comesse sempre um pão gostoso! Mas ao contrário do que pensavam os povos antigos, o pão e o vinho nunca resultaram de mágica e, sim, da ação de um ser microscópio, um fungo chamado levedura! A levedura é uma espécie microscópica de fungo que vive no ar e que, ao entrar em contato com alimentos, como a massa do pão e o suco de uva, provoca duas reações: a levedação e a fermentação.
| |||
|
No caso do pão, é a levedação -- ou respiração da levedura -- que faz a massa crescer. E a massa cresce porque a levedura se alimenta de componentes dela; nessa ingestão, absorve oxigênio presente na massa; e, como nós, elimina gás carbônico. Resultado: as bolhas formadas por esse gás vão fazendo a massa aumentar de volume.
Logo, antigamente, ao misturar um pouco de massa descansada a uma massa nova, as pessoas estavam acrescentando mais levedura à massa e, com mais levedura eliminando gás carbônico, mais depressa a massa cresce. Sabia que foi da observação desse fenômeno que surgiu o fermento?
Conta-se que os irmãos Fleishmann, da Áustria, ao visitarem, em 1865, uma irmã que morava nos Estados Unidos, ficaram horrorizados com a
qualidade do pão daquele país. E que dois anos depois, quando também se mudaram para lá, levaram no bolso um pouco da massa de pão -- ou da levedura, podemos dizer assim -- usada em casa pela mãe. Resultado: criaram uma indústria para produzir levedura -- o fermento! -- e passaram a vendê-lo em pó ou prensado para o mundo inteiro!Ciência Hoje das Crianças 138, agosto 2003
Anita D. Panek,
Departamento de Bioquímica,
Universidade Federal do Rio de Janeiro.
|
Fungos em ação-parte II- 6ª Série
Ciência Hoje das Crianças
Mais tarde foi descoberto que, por ação da levedura, era o açúcar da uva que passava por vários estágios até se transformar em álcool. Portanto: os deuses não tinham nada a ver com isso!
|
Por trás do vinho...
A fermentação, reação provocada pela levedura no caso do vinho, não faz a bebida aumentar de volume e, sim, dá a ela um teor alcoólico. A maneira como isso acontece permaneceu misteriosa até 1860, quando o cientista francês Louis Pasteur demonstrou que não eram os deuses e, sim, a levedura que estava por trás da transformação do suco de uva em vinho. Sabe o que ele fez para provar isso? Simplesmente pegou um pouco de suco de uva deixado em contato com o ar por algum tempo e observou-o ao microscópio, percebendo a presença dos fungos, ou melhor, da levedura. Aí, ele ferveu esse suco e observou que a fermentação cessava, porque a levedura morria com o calor. Pronto: estava provado que esses fungos microscópicos eram os responsáveis pela transformação do suco de uva em vinho.
A fabricação de um bom vinho começa com a extração do suco da uva. Para isso, a fruta precisa ser bem amassada. Depois, o suco vai descansar em contato com o ar para a levedura entrar em ação e começar a transformá-lo em vinho. Esse processo pode levar meses ou anos, dependendo do vinho que se pretenda fabricar. Mas diz aí: será que uva branca só produz vinho branco e uva vermelha, vinho tinto? Tchan! Tchan! Tchan! Tchan! A resposta certa é: o vinho branco pode ser obtido tanto da uva branca quanto da vermelha, pois o que dá a cor ao vinho é a presença da casca da uva vermelha. Assim, o suco da uva vermelha fermentado sem a casca fornece um vinho branco. |
Se o suco de uva passa a vinho, este também passa a vinagre. Aí, a transformação não é mais obra da levedura e, sim, de uma bactéria trazida aos ambientes pela mosquinha das frutas, a Drosophila. Essa bactéria atua no vinho deixado em contato com o ar e transforma o álcool em vinagre.
Mais uma vez foi Pasteur o ator da descoberta. Em 1862, ele foi chamado no palácio do imperador Luiz Napoleão para saber por que o vinho que a França ia vender a outros países estava azedando -- passando a vinagre -- dentro da garrafa. Sua pesquisa começou com o recolhimento de amostras de vinhos e com a observação delas ao microscópio. O que ele percebeu? Que essas bactérias só sobreviviam e se multiplicavam na presença de oxigênio. Provou isso isolando um pouco de vinho dentro de um tubo de ensaio, sem contato com o ar, e mostrando que ele não alterava seu sabor.
Pasteur, então, propôs que as garrafas fossem aquecidas, antes de receber o vinho, para eliminar qualquer microrganismo, e arrolhadas logo depois de cheias, para evitar que a bebida entrasse em contato com o ar. O processo de descontaminar e vedar as embalagens foi aplicado para conservar outros produtos, como o leite e, em homenagem a Louis Pasteur, ficou conhecido como pasteurização.
Ciência Hoje das Crianças 138, agosto 2003
Anita D. Panek,
Departamento de Bioquímica,
Universidade Federal do Rio de Janeiro.
|
Grandes Cientistas- 6ª série
Ciência Hoje das Crianças On-line
| ||
|
Em mais um dia de inverno na França -- 27 de dezembro de 1822 --, numa pequena aldeia na cidade de Dôle, nascia Louis Pasteur. Filho de um curtidor de couro, o menino tinha uma infância simples e não demonstrava sinais de que seria, no futuro, um dos mais brilhantes químicos do mundo. Pasteur realizava as tarefas escolares com dificuldade e nas horas vagas, para se distrair, pintava quadros. Ao completar vinte anos, concluiu os estudos no Colégio Real de Besançon, com uma nota medíocre em química. 
Ao longo dos seus 73 anos de vida, Pasteur realizou experimentos que o levaram a descobertas científicas brilhantes, como vacinas contra a cólera de galinhas, contra o antraz (doença que exterminava todo tipo de rebanhos) e contra a raiva. Entre outras realizações importantes, o químico provou que a teoria da geração espontânea não estava correta e, é claro, descobriu os benefícios da pasteurização. |
|
|
Instituto Ciência Hoje – Av. Venceslau Brás, 71 / casa 27 – 22.290-140 Rio de Janeiro/RJ – Fone: (21) 2109-8999
Instituto Ciência Hoje © 2008 |
Recifes de corais- 6ª Série
Ciência Hoje das Crianças
|
||||||||||
|
|
Instituto Ciência Hoje – Av. Venceslau Brás, 71 / casa 27 – 22.290-140 Rio de Janeiro/RJ – Fone: (21) 2109-8999
Instituto Ciência Hoje © 2008 |
Placas Tectônicas - 5º Série
Ciencia Hoje das Criancas
As placas tectônicas
A crosta do nosso planeta é dividida em cerca de 20 pedaços, conhecidos como placas tectônicas. Essas placas encontram-se sobre o manto, a camada interior da Terra que é formada por material gelatinoso. O núcleo da Terra aquece o material do manto, que se torna mais leve e sobe. Ao subir, ele esfria, fica mais pesado e desce. Assim acontece a movimentação do material aquecido no interior do nosso planeta, as chamadas correntes de convecção. Elas movimentam as placas tectônicas, que podem se afastar uma das outras ou chocar-se. Como os continentes encontram-se sobre as placas tectônicas, acompanham o movimento.
No hemisfério Sul, há cerca de 150 milhões de anos, no período chamado Jurássico, as correntes de convecção dividiram em pedaços o megacontinente Gondwana. Elas fraturaram a crosta terrestre e separaram a América do Sul, África, Austrália, Antártica e Índia. Nas regiões de Gondwana, que hoje são Brasil e África, as correntes de convecção formaram fissuras e fraturas na crosta terrestre, o que gerou derramamento de lava. A ação contínua dessas forças também rompeu completamente a crosta terrestre e formou o oceano Atlântico. Porém, ele não parecia o vasto mar que é hoje: a fragmentação de Gondwana formou apenas um pequeno oceano, que só cresceu quando Brasil e África começaram a se afastar de forma gradual há, aproximadamente, 135 milhões de anos.
Quem pensa que Brasil e África já encontraram sua posição no globo terrestre depois de tantos milhões de anos em movimento, engana-se! As placas tectônicas sobre as quais os dois países estão localizados continuam a se afastar com velocidade média de dois centímetros por ano. Como o movimento das placas tectônicas é bastante lento em relação às dimensões da Terra, nós não percebemos a movimentação dos continentes. Mas equipamentos sensíveis comprovam que eles se movem.
Então, fica combinado: quando você for à praia, lembre-se que lá do outro lado do Atlântico encontra-se o continente africano. Não dá para avistá-lo, mas é possível pelo menos imaginar que ele afasta-se bem devagar do Brasil. Se por um momento você desequilibrar... Levanta, sacode a areia e não inventa que é o Brasil avisando que também está em movimento, distanciando-se da África. Esse afastamento é impossível de ser sentido por nós, viu?
Ciência Hoje das Crianças 116, agosto 2001
Alexandre Uhlein,
Instituto de Geociências,
Universidade Federal de Minas Gerais.
|
|
|
Instituto Ciência Hoje – Av. Venceslau Brás, 71 / casa 27 – 22.290-140 Rio de Janeiro/RJ – Fone: (21) 2109-8999
Instituto Ciência Hoje © 2008 |
Cadeia Alimentar 5 série
Ciência Hoje das Crianças On-line
|
Quando chega à superfície da Terra, a energia é fixada pelos vegetais, através da fotossíntese. Depois, a energia passa para os insetos ou outros herbívoros que se alimentam das plantas; dos insetos, a energia vai para os camundongos ou outros carnívoros inferiores que se alimentam de herbívoros; dos camundongos, a energia passa para cobras, que deles se alimentam e, assim por diante, vai se formando uma cadeia alimentar - em que matéria e energia vão passando de ser vivo a ser vivo até chegarem aos carnívoros superiores, como as águias, os tigres e os tubarões brancos. Ocupando o ponto extremo da cadeia alimentar, essas espécies só são consumidas por parasitas - as bactérias e os fungos especializados em decompor cadáveres. |
|
|
Instituto Ciência Hoje – Av. Venceslau Brás, 71 / casa 27 – 22.290-140 Rio de Janeiro/RJ – Fone: (21) 2109-8999
Instituto Ciência Hoje © 2008 |
Vulcões
Ciência Hoje das Crianças On-line
| ||||
|
Na Itália, os famosos vulcões Vesúvio e Etna causaram enormes prejuízos e mataram muitas pessoas. Agora, o solo por onde a lava passou tornou-se tão fértil que produz as melhores uvas do mundo! Já na Islândia, pequeno país europeu com muitos vulcões, os engenheiros furam o solo, colocam canos e injetam água neles. A água em contato com as rochas quentes vira vapor, que sai por outros canos. Esse vapor é usado para acionar turbinas e gerar eletricidade, enquanto a água quente é usada nas casas das pessoas porque lá faz muito frio!
Que tal falar um pouco agora sobre os vulcões brasileiros? Calma! Não precisa ter medo! Os vulcões do Brasil não estão mais soltando fumaça, cuspindo pedras e escorrendo lavas. Suas atividades se encerraram há muitos milhões de anos, porque, com o passar do tempo, as rochas do nosso solo esfriaram. Outro fator que contribuiu para tirar nossos vulcões da ativa foi a erosão. As chuvas, os ventos e também o gelo foram desgastando as montanhas, fazendo com que elas ficassem cada vez mais baixas, até se tornarem superfícies planas. Os cientistas conseguem saber que esses vulcões existiram e de que tipo eles eram pelo estudo de pedaços de rochas e pelos fósseis de animais e plantas, que ficaram preservados.
Em 1979, por exemplo, foi descoberto um vulcão na serra de Madureira, no estado do Rio de Janeiro. As pesquisas mostraram que ele foi do tipo explosivo, porque em torno de seu conduto vulcânico - abertura de onde vem o material trazido de suas profundezas para a superfície - foram encontradas brechas vulcânicas, ou seja, fragmentos de rochas explodidas de tamanhos que variavam de um caroço de feijão a uma geladeira! Outros lugares do Rio de Janeiro apresentam rochas do mesmo tipo das encontradas em 1979, e os cientistas estão tentando descobrir se também existiram vulcões por lá. Sabia que já se descobriram pedacinhos de outros vulcões? Mas não espalha, é segredo!
|
adaptado do artigo de Victor de Carvalho Klein |
|
