menu_topo

Fale com o professor Lista geral do site Página inicial Envie a um amigo Autor
É próprio do homem equivocar-se
Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Esse é um provérbio latino. E, realmente, até eminentes homens da ciência cometeram seus equívocos. Imagine os outros!
Sobre os equívocos científicos citemos três (para começar):

1- Aristóteles
"Uma pedra cai com determinada velocidade sob a ação de seu próprio peso. Se colocarmos sobre ela outra pedra igual, a que se encontra por cima empurrará a debaixo e, como resultado, a velocidade da debaixo aumentará."
Em outras palavras, os corpos pesados caem mais depressa que os leves.

2- Galileu
Até o fim de sua vida Galileu (1564 - 1642) duvidou da existência da pressão atmosférica. A honra do 'descobrimento' coube a Evangelista Torricelli (1608 - 1647), aluno de Galileu. Galileu argumentava:
"Sobre certo volume de água --- ou qualquer outro líquido --- dividido mentalmente em seu interior, atuam duas forças de sentidos opostos: a força de atração por parte da Terra (o peso) e a força de empuxo. De acordo com a lei de Arquimedes, essas forças têm mesma intensidade. Por isso, o volume considerado mantém-se em equilíbrio, quer dizer, nem emerge nem afunda. Se pode dizer assim, que água não pesa nada dentro da água. Então, como pode exercer pressão sobre a capa subjacentes algo que não tem peso?"
Do mesmo modo Galileu argumentava em relação ao ar, dentro do ar, e assim sendo, por não ter peso não poderia pressionar as camadas dispostas mais abaixo e, ao fim e ao cabo, a superfície terrestre.

Nota: Galileu não duvidava da ponderabilidade do ar, visto que foi o primeiro a determinar sua densidade (1637).

3- Um físico
Esqueci o nome do eminente inglês. Como sabemos, no princípio do século XX os dirigíveis e aeróstatos eram preenchidos com hidrogênio. Durante as  batalhas da Primeira Guerra Mundial eles se mostravam como fáceis alvos para os projéteis os quais os levavam à explosão e à destruição do globo com sua tripulação. Porém, certa vez apareceu sobre Londres um dirigível excepcional; recebeu vários impactos e nenhuma catástrofe ocorreu. Isso se deveu ao fato de que, desde o ano de 1918, os alemães passaram a utilizar o hélio para preencher os dirigíveis.
Quando se soube disso, um eminente físico inglês disse: "O hélio é duas vezes mais pesado do que o hidrogênio e, portanto, a força de sustentação sobre o globo deverá diminuir pela metade."
 

Final- Todos os três argumentos citados acima são falsos, em particular, para o terceiro, sabemos que a força de sustentação praticamente não é alterada trocando-se hidrogênio por hélio ou outro gás menos denso que o ar.
Saberia explicar as 'gafes' nos raciocínios dos três eminentes sábios?

Após a tradicional 'matutada', clique aqui: gafe 1 ...... gafe2 ........ gafe 3 para ver as falácias.


gafe 1-
Aristóteles supunha que o papel da pedra colocada por cima se reduzia tão somente em empurrar a debaixo. Na realidade, ela deve não só (melhor dizendo, não tanto) colocar em movimento a pedra de baixo como iniciar seu próprio movimento. Em outras palavras, junto com o aumento (em duas vezes) da força que põe as pedras em movimento se incrementa, na mesma proporção a massa posta em movimento, enquanto que a aceleração permanecerá invariável, em plena concordância com a segunda lei de Newton: a = F/m.

Em suma, a pedra de cima não exerce ação alguma sobre a pedra de baixo durante a queda livre. Veja experimentos relativos na Sala 05 - Dinâmica.

Voltar
 


 

gafe 2-
A força de empuxo se manifesta ao submergir qualquer corpo em um fluido (líquido ou gás), inclusive nos casos da água em água ou do ar no ar. Sobre um determinado volume líquido separado mentalmente para efeito de estudo (estratificado), atuam duas forças que se equilibram mutuamente. Entretanto, temos que levar em conta que as forças, segundo a terceira lei de Newton, sempre surgem aos pares.
- O peso daquele volume líquido (força de atração de toda a Terra sobre aquela massa líquida, é vertical para baixo) 
- tem sua reação aplicada no centro da Terra (é vertical para cima); 
- o empuxo de Arquimedes aplicado sobre aquele volume líquido (vertical para cima) 
- tem sua reação (vertical para baixo) aplicada no restante do líquido. 

Todas essas forças citadas têm mesma direção (vertical) e mesma intensidade. Desse modo, ainda que 'água em água não pesa nada', esta, apesar de tudo, exerce pressão sobre a camada subjacente e sobre o fundo do recipiente que a contém. Esse mesmo raciocínio vale para o ar e justifica a pressão atmosférica.

Voltar
 


 
 

gafe 3-
A força de sustentação, Fs, que surge agindo sobre certo volume, V, de gás aprisionado e mergulhado no ar é igual à diferença entre o peso do ar deslocado, Par, e o peso próprio do gás, Pg. [ Fs = Par - Pg ].

Para o peso do ar deslocado pelo volume V de gás temos: Par = V.Dar.g
Para o peso do gás contido no volume V temos: Pg = V.Dg.g
logo, pelo conceito de força de sustentação, vem:  Fs = V.(Dar - Dg).g  (1)

Para o hélio (He) teremos: Fs = V.(Dar - DHe).g
Para o mesmo volume de hidrogênio (H2) temos: Fs = V.(Dar - DH2).g

Examinemos a razão dessas forças de sustentação: FHe/FH2 = (Dar - DHe)/(Dar - DH2(2)
Numericamente teremos: FHe/FH2 = (1,29 - 0,178)kg/m3/(1,29 - 0,089)kg/m3 = 0,92 !

Como se observa, a força de sustentação permanece 'praticamente' invariável.
Para confrontarmos um gás arbitrário de densidade Dg , com o hidrogênio, a (2) pode ser escrita assim:

Fg/FH2 = (Dar - Dg) / (Dar - DH2)  ou  Fg = {(FH2.Dar)/(Dar - DH2)} - [FH2/(Dar - DH2)].Dg (3)

Indicando-se a parcela entre chaves por A e o fator entre colchetes por B teremos: Fg = A - B.Dg   (4)

Da (4) se observa que, rigorosamente, a força de sustentação de um aeróstato (negligenciando o peso próprio do continente) diminui com o aumento da densidade do gás que preenche o globo.
Essa anula-se para um gás cuja densidade seja igual á densidade do ar (veja a (3)).
Por outro lado, supondo a existência de um gás de densidade zero, veremos que a força de sustentação sobre o globo será apenas 1,06 vezes maior que no caso do hidrogênio.
Disso decorre que a força de sustentação é 'praticamente'independente do gás utilizado.

Nota: Uma densidade igual a zero nos leva a pensar no vácuo 'preenchendo' o globo do aeróstato. Com relação a isso é interessante assinalar que no ano de 1670 o cientista italiano Francesco Lana (1631 - 1687) propunha empregar esferas "evacuadas" de paredes delgadas para elevar-se no ar.
Sem dúvida, o problema básico envolvido na construção dessas esferas 'de paredes delgadas' é o material empregado.
Tal material, aqui na superfície da Terra, teria que suportar a pressão externa de 1 atm (1 kgf/cm2) contra uma pressão interna nula. E isso leva-me a lembrar que um submarino nada mais é que uma 'bolha de vácuo' a 1000 metros de profundidade dentro da água!

Voltar

 

 

Copyright © Luiz Ferraz Netto - 2000-2011 ® - Web Máster: Todos os Direitos Reservados

Nova pagina 1