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É próprio
do homem equivocar-se
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.
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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.
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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!
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