Tópico: Perguntas sem-vergonha sobre física...

[Eremita]

Uma dúvida que me ocorreu, pensando em como os ventiladores fazem com que o ar que está relativamente quente num ambiente consiga nos refrescar mesmo assim.

O ar em si está esfriando ao ser soprado, ou o fluxo de ar em contato com um objeto permite a ele perder mais temperatura para o ar, com mais ar em um intervalo de tempo menor?

Na verdade, o ventilador esquenta o ar, por transformar energia elétrica em mecânica [e o atrito transforma a mecânica em térmica]. Só que esse ar bate na gente, faz o suor evaporar, o suor evaporando rouba energia da gente e nos refresca.

[Buckaroo Banzai]

Mas não ocorre esse resfriamento só com suor/quando estamos suados, mesmo objetos totalmente secos resfriam, ou não? O vento faz perder alguma umidade ínfima que estivesse no objeto, ou ainda, levando a umidade do ar e a removendo em seguida?

[D|V]

Eu acho que só objetos mais quentes do que a temperatura ambiente é que refrescam. Por exemplo, se pusermos um ventilador soprando vento num cubo de metal numa temperatura bem alta, 100º C por exemplo, o ar que vai entrar em contato com o objeto vai estar numa temperatura bem inferior a essa, e vai trocar calor com esse material, no caso vai receber energia, e o cubo vai se resfriar mais rapidamente do que se estivesse sem ventilador.

No nosso caso, mesmo que estejamos secos, na temperatura ambiente, a sensação de refrescamento deve se dar (estou chutando) pelo fato de que o vento batendo no nosso corpo deve arrastar uma grande quantidade de moléculas de ar que estão em contato conosco, diminuindo assim a energia total que o nosso corpo recebe devido a interação com essas moléculas, tendo em vista que a nossa sensação de temperatura vem justamente disso, quanto maior a energia cinética das moléculas que entram em contato conosco, maior vai ser a sensação de temperatura alta que iremos sentir.

[Dbohr]

Se você estiver num deserto horroroso com a temperatura do ar a 60º os ventos vão te cozinhar vivo...

Já os ventiladores funcionam por causa das razões expostas pelo César/ Eremita e mais ou menos pelo que o Diego Velloso falou. Corpos aquecidos esquentam o ar à volta deles; então um jato de ar a uma temperatura mais baixa vai fazer com o que o calor seja trocado mais rapidamente.

[Dbohr]

Veio a calhar essa discussão acima de vocês, de forma que minhas perguntas nem serão um desvio muito grande no assunto. Minhas dúvidas são: Nós, humanos, exercemos força gravitacional em relação à objetos menos massivos?

Sim, claro. Tudo exerce força gravitacional em tudo em volta, por mais ínfima que seja.

Imagino que pela ação da força gravitacional do planeta, então não verificamos nossa própria força por esta ser "anulada" pela força maior.

Não. Não verificamos nossa própria força porque esta é pequena demais. O planeta não "anula" nada, ele apenas domina nossas percepções.

Mas se estivéssemos fora do planeta, sem influências, conseguiríamos ver uma formiga sendo atraída por nós, e nos orbitando? Ou quem sabe, um piolho, ou grão de areia?

A força é pequena demais, então dificilmente seríamos capazes de perceber essa influência sem a ajuda de instrumentos delicados.

A gravidade não teria relação com o movimento de rotação dos corpos? Caso, um corpo não apresentasse movimento, ele teria força gravitacional? Já foi observado algo assim?

Todos os corpos estão em movimento em relação a alguma coisa

Seja como for, tudo indica que a gravidade é uma propriedade intrínseca da massa.

[D|V]

Essa questão da gravidade é interessante, e sempre me deixa com dúvidas.

Se você enveredar pelos campos da Quântica e Física de Partículas, você lê que teorizam que existe uma partícula mensageira da força gravitacional, que chama de gráviton, que é responsável por 'comunicar' a força gravitacional entre dois corpos, da mesma maneira que o fóton 'comunica' a força eletromagnética entre duas partículas carregadas, por exemplo. Nesse caso, a atração gravitacional não seria uma propriedade intrínseca da matéria, e sim dependente de uma partícula comunicadora (pelo menos é isso que eu entendo).

Quando você volta pra Relatividade, você vê que a explicação relativística para a gravidade se dá pelo fato da matéria distorcer o espaço-tempo a sua volta, e isso faz com que os objetos 'escorreguem' nessa distorção, o que dá a impressão macroscópica de que estamos sendo atraídos por esses corpos.

São explicações interessantes, porém ao meu ver são opostas, ou uma ou outra estão corretas, porém aparentemente ambas parecem estar corretas, já que há realmente distorção no tecido do espaço-tempo por causa da matéria e apesar de não terem detectado ainda o gráviton, tudo leva a crer que ele exista. Portanto, como pode a gravidade ser causada por uma coisa E pela outra ao mesmo tempo?

[Dr. Manhattan]

Uma dúvida que me ocorreu, pensando em como os ventiladores fazem com que o ar que está relativamente quente num ambiente consiga nos refrescar mesmo assim.

Os ventiladores fazem a chamada convecção forçada: uma camada de ar atinge seu corpo, absorve calor e se afasta, sendo substituída por outra que absorve calor e assim por diante. Quando não há vento aparece uma camada de ar estagnado próximo à sua pele - como a condutividade térmica do ar não é lá grande coisa, ficamos com uma sensação térmica de maior temperatura. O ventilador faz essa camada de ar se movimentar, diminuindo a sensação de temperatura.

O ar em si está esfriando ao ser soprado, ou o fluxo de ar em contato com um objeto permite a ele perder mais temperatura para o ar, com mais ar em um intervalo de tempo menor?

Atenção: não confunda temperatura com calor! O fluxo de ar pode fazer com que o corpo perca calor, mesmo se sua temperatura permanecer constante.

[Dr. Manhattan]

Essa questão da gravidade é interessante, e sempre me deixa com dúvidas.

Se você enveredar pelos campos da Quântica e Física de Partículas, você lê que teorizam que existe uma partícula mensageira da força gravitacional, que chama de gráviton, que é responsável por 'comunicar' a força gravitacional entre dois corpos, da mesma maneira que o fóton 'comunica' a força eletromagnética entre duas partículas carregadas, por exemplo. Nesse caso, a atração gravitacional não seria uma propriedade intrínseca da matéria, e sim dependente de uma partícula comunicadora (pelo menos é isso que eu entendo).

Quando você volta pra Relatividade, você vê que a explicação relativística para a gravidade se dá pelo fato da matéria distorcer o espaço-tempo a sua volta, e isso faz com que os objetos 'escorreguem' nessa distorção, o que dá a impressão macroscópica de que estamos sendo atraídos por esses corpos.

Não é bem assim: os objetos não "escorregam" no espaço-tempo curvo (isso é um artefato da metáfora visual de uma folha de borracha deformada). Os objetos fazem o melhor possível para andar numa "linha reta" no espaço-tempo curvo. O motivo das aspas é que o nome correto é geodésica - a distância mais curta entre dois pontos, que no espaço plano é simplesmente uma linha reta. E é sempre bom ter em mente que é o espaço-tempo que é curvo, não o espaço apenas.

São explicações interessantes, porém ao meu ver são opostas, ou uma ou outra estão corretas, porém aparentemente ambas parecem estar corretas, já que há realmente distorção no tecido do espaço-tempo por causa da matéria e apesar de não terem detectado ainda o gráviton, tudo leva a crer que ele exista. Portanto, como pode a gravidade ser causada por uma coisa E pela outra ao mesmo tempo?

Na verdade o que acontece (e que estranhamente não vejo muito citado nos livros de divulgação) é que as duas descrições, embora tenham interpretações diferentes, são formalmente equivalentes, pois levariam às mesmas equações em certos limites. Só que a descrição em termos de trocas de partículas é na verdade falha pois envolve expressões que divergem (levam a resultados infinitos). Daí que se diz que essa é uma teoria "não-renormalizável". É justamente por isso que foram desenvolvidas outras teorias, como a de cordas, com o objetivo de evitar esse problema (e não sei de muito mais detalhes porque essa não é minha área). Mas essa sua dúvida leva a um ponto importante: esse tipo de teoria (até onde sei!) não trata a gravidade como resultante da curvatura, mas sim supõe um chamado "fundo plano". Uma alternativa a isso é a chamada Teoria Quântica da Gravidade de Loops (ou sei lá como se traduz "Loop Quantum Gravity"). Grosso modo, a teoria de cordas quantiza a gravidade "sobre" o espaço-tempo, enquanto a Loop Quantum Gravity quantiza "o" espaço-tempo. Essas duas teorias são fundamentalmente distintas, o que pode causar sérios problemas de relacionamento para os que trabalham com elas.

[Marcel]

        Já li algumas vezes que é impossível uma nave espacial alcançar a velocidade da luz. A explicação que eu li é que quanto mais próximo da velocidade da luz, maior fica a massa da nave, e mais difícil fica acelerá-la, até um ponto em que os propulsores da nave não
teriam mais condições de acelerar tamanha massa. Mas me vem uma dúvida: O combustível estocado nos tanques da nave está em
movimento junto com a nave certo? Logo, próximo a velocidade da luz, a massa do combustível nos tanques também está absurdamente
aumentada não? A queima desse combustível "massudo" não deveria gerar muito mais energia que o combustível em baixas
velocidades? Energia suficiente para acelerar a nave? Mesmo em velocidades muito próximas à da luz? Ajudem com essa minha dúvida
aí. Abraço.

[Derfel]

Por causa disso:





logo, a energia necessária para deslocar um corpo próximo à velocidade da luz tende a infinito.

[Marcel]

Tá derfel, entendi. Mas o combustível no tanque da nave tem massa tendendo ao infinito certo? Pois está em alta velocidade. Logo, a queima dele gera energia em quantidade que tende ao infinito não?

[Geotecton]

Tá derfel, entendi. Mas o combustível no tanque da nave tem massa tendendo ao infinito certo? Pois está em alta velocidade. Logo, a queima dele gera energia em quantidade que tende ao infinito não?

Não há como ter combustível que tenda ao infinito em termos de volume.

[Marcel]

Geotecton, o combustível tende ao infinito em massa, e não em volume. Ele tende ao infinito em massa por estar próximo à velocidade da luz.

[Marcel]

Até uma pessoa dentro da nave teria massa tendendo ao infinito. Até um pedaço de fezes tem massa tendendo ao infinito próximo à velocidade da luz.

[Geotecton]

Geotecton, o combustível tende ao infinito em massa, e não em volume. Ele tende ao infinito em massa por estar próximo à velocidade da luz.

Voce está certo, eu me expressei mal. Eu quis escrever que a "massa" de combustível tende ao infinito, embora seja a massa inercial e não a massa de repouso.

[D|V]

São dois tipos de massa, a massa de repouso ou inercial, que se traduz a grosso modo na dificuldade de por um corpo em movimento, e a massa que se dá pela soma das massas elementares das partículas que constituem o corpo. No caso de um objeto chegando próximo à velocidade da luz, o que aumenta é sua massa inercial, e não a quantidade de partículas que compõem esse corpo, nem a massa elementar dessas partículas. Nesse caso, a massa que irá aumentar do combustível será também sua massa inercial (se tornaria cada vez mais difícil movimentar esse combustível, por exemplo) e não a quantidade de átomos que ele contém, logo, a energia que essa quantidade de combustível pode fornecer vai ser exatamente a mesma estando ele em repouso ou em movimento relativo, porque ela depende da segunda massa, e não da primeira.

[Unknown]

Tópicos unidos.

[D|V]

Jamais serão vencidos. (não resisti)

[Buckaroo Banzai]

Uma dúvida que me ocorreu, pensando em como os ventiladores fazem com que o ar que está relativamente quente num ambiente consiga nos refrescar mesmo assim.

Os ventiladores fazem a chamada convecção forçada: uma camada de ar atinge seu corpo, absorve calor e se afasta, sendo substituída por outra que absorve calor e assim por diante. Quando não há vento aparece uma camada de ar estagnado próximo à sua pele - como a condutividade térmica do ar não é lá grande coisa, ficamos com uma sensação térmica de maior temperatura. O ventilador faz essa camada de ar se movimentar, diminuindo a sensação de temperatura.

Então seria possível, mesmo sem suor ou um análogo, resfriar um objeto abaixo da temperatura ambiente usando vento?

Eu também estava imaginando se o vento em si não seria inerentemente um pouco mais "frio" pelos átomos ficarem algo mais "organizados", ou o vento não chega a ter efeito nesse nível? (Talvez para que "tivesse" teria que ser um vento forte a ponto de ter o efeito contrário...)

O ar em si está esfriando ao ser soprado, ou o fluxo de ar em contato com um objeto permite a ele perder mais temperatura para o ar, com mais ar em um intervalo de tempo menor?

Atenção: não confunda temperatura com calor! O fluxo de ar pode fazer com que o corpo perca calor, mesmo se sua temperatura permanecer constante.

Em física não seria exatamente correto dizer que a temperatura "diminui" ou "aumenta", ou você está apenas enfatizando que pode ser uma coisa que anulada/equilibrada?

[Marcel]

São dois tipos de massa, a massa de repouso ou inercial, que se traduz a grosso modo na dificuldade de por um corpo em movimento, e a massa que se dá pela soma das massas elementares das partículas que constituem o corpo. No caso de um objeto chegando próximo à velocidade da luz, o que aumenta é sua massa inercial, e não a quantidade de partículas que compõem esse corpo, nem a massa elementar dessas partículas. Nesse caso, a massa que irá aumentar do combustível será também sua massa inercial (se tornaria cada vez mais difícil movimentar esse combustível, por exemplo) e não a quantidade de átomos que ele contém, logo, a energia que essa quantidade de combustível pode fornecer vai ser exatamente a mesma estando ele em repouso ou em movimento relativo, porque ela depende da segunda massa, e não da primeira.

Na prática existe mesmo essa diferenciação? Eu achava que massa é massa, inercial ou elementar, tanto faz.

[Marcel]

Tô vendo que meu conhecimento de relatividade é extremamente superficial. Alguém pode me indicar um livro não tão pesado pra eu aprender relatividade?

[Tupac]

Aos que contribuíram na minha questão sobre a gravidade, meu muito obrigado.

Eu pensei que por sermos extremamente mais massivos que uma formiga, um acaro etc., então faríamos os bichinhos se aproximar por nossa força gravitacional. Sabia que a força que exercemos é muito pequena, mas achei que pra coisinhas microscopicamente minúsculas ainda fizesse efeito (como vemos o Sol, em relação aos planetas).

Outra pergunta, em proporção (preguiça de calcular), qual a relação Sol/Planetas para Humanos/Grãodepoeira-acaro-formiga, em termos de massa.

Exemplo, o Sol tem massa x e jupiter tem massa -5x, enquanto um ser humano tm massa y e uma formiga tem massa -7y.

Eu sempre achei que quanto maior a massa, maior a força gravitacional em relação aos outros corpos. Poxa, nossa massa é absurdamente maior que a de um acaro... enfim...

obs.: Como eu queria ser bom em fisica/matematica/etc...

[Rocky Joe]

Tô vendo que meu conhecimento de relatividade é extremamente superficial. Alguém pode me indicar um livro não tão pesado pra eu aprender relatividade?

ABC da Relatividade, do Bertrand Russell. Evolução da Fisica, Einstein, Infold, para uma visão geral da física, incluindo a relatividade.

Eu sempre achei que quanto maior a massa, maior a força gravitacional em relação aos outros corpos. Poxa, nossa massa é absurdamente maior que a de um acaro... enfim...

Na verdade, Tupac, a força gravitacional  sobre um corpo é proporcional à sua massa. E como a força por sua vez é proporcional à massa (F=ma), as massas se cancelam*. Se tivéssemos massa o suficiente para fazer uma formiga mover-se ao redor de nós, também teríamos para coisas maiores.

* É o que se chama a identidade entre a massa gravitacional (o que nos corpos "gera" a força gravitacional) e a massa inercial, da segunda lei de Newton.

[Feliperj]

Assisti no Universo do History que ainda não existe uma explicação satisfatória para o eletromagnetismo.

No sentido de não sabermos o que é spin, ou por que as partículas têm as cargas que têm? Não, não sabemos, mesmo. Mas a descrição dos fenômenos eletromagnéticos está satisfatoriamente desenvolvida.

Ola Dbhor,

Não lembro onde, mas li algo falando que o Eletromagnetismo de Maxwell dá problema qdo associado a TR. Isto é verdade ?

Abs
Felipe

[Feliperj]

Essa questão da gravidade é interessante, e sempre me deixa com dúvidas.

Se você enveredar pelos campos da Quântica e Física de Partículas, você lê que teorizam que existe uma partícula mensageira da força gravitacional, que chama de gráviton, que é responsável por 'comunicar' a força gravitacional entre dois corpos, da mesma maneira que o fóton 'comunica' a força eletromagnética entre duas partículas carregadas, por exemplo. Nesse caso, a atração gravitacional não seria uma propriedade intrínseca da matéria, e sim dependente de uma partícula comunicadora (pelo menos é isso que eu entendo).

Quando você volta pra Relatividade, você vê que a explicação relativística para a gravidade se dá pelo fato da matéria distorcer o espaço-tempo a sua volta, e isso faz com que os objetos 'escorreguem' nessa distorção, o que dá a impressão macroscópica de que estamos sendo atraídos por esses corpos.

São explicações interessantes, porém ao meu ver são opostas, ou uma ou outra estão corretas, porém aparentemente ambas parecem estar corretas, já que há realmente distorção no tecido do espaço-tempo por causa da matéria e apesar de não terem detectado ainda o gráviton, tudo leva a crer que ele exista. Portanto, como pode a gravidade ser causada por uma coisa E pela outra ao mesmo tempo?

Ola Diego,

Eu postei isso, a pouco tempo na cienclist, da seguinte forma :

"Na TGR a gravidade é causada pelo espaço-temp, na MQ pelos grávitons. Existem tentativas de unificação das duas, mas eu tenho uma dúvida : elas são "ontologicamente excludentes", não ? Ou seja, a TR fala da "existencia de um espaço curvo", a MQ da existência de uma partíclua que é trocada entre os corpos. Assim, se uma tá certa sobre o que causa a gravidade, a outra está errada. Como pode-se unificar teorias tão diferentes com relação a exsitência de algo que seja a causa de um fenômeno ?"

A melhor resposta que me deram foi essa :

"O insucesso da unificação da TGR e da MQ não reside na diferença tão grande entre as duas, mas sim no fato de que a TGR não é renormalizável. Em outras palavras, se uma massa for comprimida até r=0, aparecerá um infinito que não pode ser removido dos cálculos. Na MQ os infinitos são removidos meio por mágica (a tal renormalização), mas na TGR eles persistem. Se a renormalização da TGR for algum dia conseguida, talvez se conclua que os grávitons são os causadores da curvatura do espaço-tempo. "

O que me gerou outra dúvida : atualmente considera-se a massa como a responsável pela curvatura do espaço-tempo. Caso em uma futura unificação isto passe a ser "culpa" dos grávitons, que propriedade eles deverão ter  (ou qual das propriedades que sabemos que eles devem ter) para causar a curvatura do espaço, dado que eles não possuem massa (ou possuem?)?

Abs
Felipe