Folhetim 09 - Galera da Física

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FOLHE FOLHE 10 FOLHE TIM TIM NOVEMBRO DE 1999 ca positiva e carga elétrica negativa. No caso das forças fortes, temos três cargas de cores distintas. A presença da carga de cor faz com que exista a interação forte. A escolha dos nomes das cores é arbitrária, e vamos aqui denominá-las de: verde, vermelho e azul. Os glúons, que são as partículas intermediárias da interação, aparecem como a combinação dessas três cores. Por isso os glúons existem em 8 tipos distintos, como mostrado no exemplo da figura 5. u azul u verde g d verde u azul = Troca de cores entre os q uarks figura 5 u azul u verde d verde d azul Podemos fazer a analogia entre glúon e fóton de muitas maneiras, pois ambos são bósons que não possuem massa, responsáveis pela interação entre partículas. Entretanto, uma característica os distingue: o fóton não possui a carga elétrica que é a carga responsável pela interação por ele mediada, enquanto que o glúon possui a carga de cor, que é a carga responsável pelas interações fortes. Aqui está toda a diferença que explica o fato de que, apesar do glúon não ter massa, a força forte que ele media é de curto alcance. Palavra Finais Muito já se sabe do mundo das partículas elementares, que são os tijolos da Natureza como Leucipo e Demócrito procuravam há mais de 2.400 anos atrás. Entretanto, muito ainda há por aprender sobre essas partículas e suas interações. Para isso os grandes aceleradores de altas energias como o CERN, Fermi Lab., SLAC, continuam trabalhando. Um sem número de físicos teóricos trabalha no sentido de ver quais são as previsões teóricas para compará-las com os resultados experimentais. Certamente esta é uma área da Física muito ativa e deverá continuar como tal, excitando a criatividade do pesquisador a desenvolver novas formas de se obter energias mais altas, de maneira a se poder penetrar cada vez mais nas partículas e verificar se objetos como o elétron e o quark são realmente pontuais ou possuem alguma estrutura. Acima de tudo isso, está a busca do sonho de Albert Einstein de que é possível unificar todas as forças da Natureza. Nesta unificação, que se espera ocorrer em distâncias da ordem de 10 -31 m, as quatro forças fundamentais seriam apenas diferentes manifestações de uma única força. Mas isto é um outro aspecto da Teoria Quântica de Campos e deixamos a sua discussão para uma próxima oportunidade. Maria Teresa Thomaz (Instituto de Física, Universidade Federal Fluminense, RJ) mtt@if.uff.br Bibliografia [1] MIGNACO, J.A. E SHHEL- LARD, R.C. (1984) Quarks, Léptons, Glúons, g, W, Z ...A Matéria Indivisível, Ciência Hoje, vol. 3, n o 14 (Setembro/Outubro), p. 42. [2] Abrindo o Coração da Matéria, Ciência Ilustrada, Novembro/ Dezembro (1982) pág. 58. [3] CARRERAS, R. e HENTSCH, G. (1988), Quando a energia se transforma em matéria...Um relance sobre o mundo das partículas, Publicação do CERN. [4] WEISSKOPF, V. F. (1981) The Development of Field Theory in the Last 50 years, Physics Today, November, p. 69. [5] GLASHOW, S. L. (1975), Quarks with Color and Flavor, Scientific American , vol. 233, n o . 4 (October), p. 38. [6] QUIGG, C. (1985), Elementary Particles and Forces, Scientific American, April, p. 64. [7] WICHMANN, E. H. (1971), Quantum Physics, Berkeley Physics Course, vol. 4, MacGraw-Hill: New York. [8] Particle Adventure - An Interactive Tour of the Inner Workings of the Atom and the Tools of Discovery. Home-page: http:// pdg.lbl.gov/cpep.html [9] Review of Particle Properties, Home-page: http://pdg.lbl.gov/ FOLHE FOLHE FOLHE TIM TIM Esta é uma publicação mensal da Galera Hipermídia Jornalista Responsável: Sandra Filippo - DRT /BA-739 Redação: Luiz Alberto Guimarães, Marcelo Fonte Boa, Mauro Santos Ferreira, Sandra Filippo e Ovidio Brito Desenvolvimento de software: Thiago Guimarães Ilustração: Marcelo Pamplona Diagramação: Ovidio Brito Apoio Operacional: Fernando Guimarães Folhetim é distribuído gratuitamente. A autoria das colaborações é identificada em cada artigo e as opiniões emitidas são de responsabilidade dos seus autores, não refletindo necessariamente a opinião da direção do jornal. Ao remeter uma colaboração, seu autor concorda que seja publicada, sem nenhum ônus, de qualquer espécie, para o Folhetim.
NOVEMBRO DE 1999 ALERTA “O megaiceberg B10A, que se desprendeu das geleiras Thwaites na Antártica em 1992, deve se aproximar das ilhas Malvinas no próximo mês. A gigantesca montanha de gelo se ergue a 90 metros acima da superfície do mar. Sua superfície é de 77km por 38km e a velocidade de 12km por dia. À medida que ingressa em águas mais quentes, o iceberg está derretendo, pois em 1995 media 110km por 50km. Os cientistas dizem que a massa principal de gelo não ameaça pois sua trajetória é acompanhada por satélite e à sua volta foi declarada uma zona de exclusão. O temor é quanto aos blocos que dele se soltam.” Aplique seus conhecimentos 1. Considerando que o iceberg possui - e tenha mantido ao longo dos anos - uma forma prismática de base retangular, e os seguintes dados numéricos: - massa específica da água: 1,0 . 10 3 kg/m 3 ; - massa específica do gelo: 0,9 . 10 3 kg/m 3 a) Qual é atualmente o valor da sua altura submersa? E da sua altura total? b) Quanto vale o seu volume total, em m 3 ? E sua massa, em kg? c) Considerando que um edifício de apartamentos “grande” possui dimensões de 40m x 50m x 50m, quantos destes “caberiam” no iceberg? 2. Considere que a altura atual do iceberg seja hoje 60% do que era em 1995, quando possuía, segundo o jornal, uma superfície de FOLHE FOLHE FOLHE TIM TIM DEU NO JORNAL - JB/23/10/99 Megaiceberg está perto das Malvinas 110km x 50km. a) Nestes quatro anos, qual o valor aproximado (em kg) da massa de gelo que derreteu? b) Considerando apenas a fusão desse gelo, qual a quantidade de calor, em joules, envolvida no processo? Considere que: L FUSÃO = 80 cal/g = 3,4 . 10 5 J/kg. c) Considerando que o consumo energético diário de uma cidade de porte médio é de 10 7 kWh, durante quanto tempo a cidade seria mantida com a energia calculada em (b)? 3. Para responder esta pergunta e a próxima, consulte o mapa da figura. Considere que o iceberg tenha partido da posição marcada com um X no mapa, e está hoje atingindo o ponto Y, próximo das Ilhas Malvinas. Considere também que sua trajetória tenha sido a linha sinuosa representada no mapa. 11 a) Determine o seu deslocamento escalar. b) Determine o módulo do seu deslocamento vetorial. c) Determine o valor de sua velocidade escalar média e o módulo de sua velocidade vetorial média, em km/dia, nos 7 anos de deslocamento (de 1992 a 1999). 4. Vamos imaginar que a velocidade de 12km/dia de que fala a notícia fosse a velocidade média do iceberg desde que se soltou da geleira, em 1992. Que distância ele teria percorrido nesses sete anos? Esse valor é razoável, considerando a localização das Ilhas Malvinas em relação ao continente Antártico? 5. Para responder a essa questão, considere os seguintes dados numéricos: - massa atual do iceberg: 2,3 . 10 15 kg - velocidade atual: 1,2 km/dia Imagine agora que, para duplicar a velocidade do bloco de gelo (em trajetória retilínea), fossem utilizados mil rebocadores, cada um sendo capaz de exercer uma força de 1tf (ou seja, cerca de 1,0 . 10 4 N). Quanto tempo esse processo levaria? Que distância seria necessária? Obs.: Informações super recentes sobre a Antártica podem ser obtidas no site: http://www.svs.gsfc.nasa.gov/ imagewall/antarctica.html Respostas 1. a) 810m; 900m. b) 2,6 .10 12 m 3 ; 2,3 . 10 15 kg c) 26 milhões de edifícios!!! 2. a) 5,1 . 10 15 kg
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