segunda-feira, 7 de maio de 2012

A Física no Filme Chuva de Fogo

Atenção alunos do terceiro ano. Aí vai o texto prometido. Leiam com atenção pois será conteúdo avaliativo





FILME CHUVA DE FOGO

Uma violenta tempestade atravessou rapidamente o meio-oeste dos Estados Unidos. Há 300 milhas dali, em Rutland, um garoto chamado Eric estava acordado, acompanhando a meteorologia no computador. Quando percebe que um raro fenômeno estava acontecendo. Duas fortes tempestades estavam para se encontrar, em cima de Rutland. Mas esta não é a única ameaça à cidade. Um ambicioso construtor está desenvolvendo um projeto que poderia destrir o lugar. Manifestantes foram para ruas as em protesto e o delegado pai de Eric, teve que prender seu cunhado para controlar a situação. Enquanto isso, Eric procurou o Serviço de meteorologia para alertar sobre a tempestade, mas foi ignorado. O pai dele, muito preocupado, também não deu atenção para sua explicação do fenômeno que estava para acontecer. Chegarem-se os poderosos raios, as águas violentas e fortes rajadas de vento que mergulham a cidade no caos. Muitas pessoas se feriram por não saber como agir em tal situação. Eric vai ao rádio e alerta a população sobre o que fazer para se proteger. Com um plano corajoso, ele convida seu pai para destruir a tempestade e ele agora vendo que o filho tinha razão aceita ajudá-lo e os dois salvam a pequena Rutland da total destruição.



O filme fala muito em raios. Mas, o que são os raios?
Ainda não há uma teoria definitiva que explique a eletrificação da nuvem. Há, no entanto, um consenso entre os pesquisadores de que a eletrificação surge em seu interior, da colisão entre partículas de gelo, água e granizo. Uma das teorias mais aceitas diz que o granizo, sendo mais pesado, ao colidir com cristais de gelo, mais leves, fica carregado negativamente, enquanto os cristais de gelo ficam carregados positivamente.
Um raio é uma descarga elétrica que se produz entre o contato de nuvens de chuva ou entre uma destas nuvens e a terra. O módulo da velocidade dos elétrons é altíssima, aproximadamente 100.000,00 m/s. Alguns elétrons podem se separar do trajeto principal, formando ramificações.
O relâmpago é o clarão muito intenso e rápido proveniente de uma descarga elétrica gerada pelo atrito dentro das núvens durante uma trovoada. O relâmpago, produzido pelo raio, precede ou acompanha o trovão.
O trovão é o ruído resultante da onda de choque provocada pelo aquecimento instantâneo do ar ao ser atravessado por um raio durante uma trovoada.
Dimensões de um Raio
O canal de descarga: Diâmetro estimado de 2 a 5 cm
Temperatura: É capaz de aquecer o ar até 30.000 °C
Corrente: Em torno de 10 a 80 kA, mas existem registros em torno de 250 kA.
Duração: Varia entre 0,1 a 1000  ms.
Carga elétrica: entre 1 a 40 C.
Tensão: 125 milhões de volts
O Brasil é o país no qual mais se registra o acontecimento de raios em todo o mundo. Por ano, cerca de 50 milhões de raios atingem o território brasileiro



O PODER DAS PONTAS
Os condutores que apresentam uma região pontiaguda em sua superfície geralmente não permanecem eletrizados, pois as cargas elétricas que chegam nesse condutor vão se acumulando na ponta e escapam através dela.
Objetos pontiagudos como árvores, postes, edifícios, são favoráveis ao aparecimento desse fenômeno e portanto, devem ser evitados durante tempestades. Baseado nesse fenômeno, Benjamin Franklin, realizou diversas experiências, comprovando que o raio é uma faísca resultante de uma descarga elétrica entre as nuvens e o solo e inventou o pararraios.
Como os corpos metálicos são bons condutores de eletricidade e que as pontas tem o poder de acumular cargas elétricas intensas, Franklin usou esses conhecimentos para desenvolver o pararraios.
Estudos estatísticos mostram que a ação protetora do pára-raios se estende a uma distância aproximadamente igual ao dobro de sua altura.
No filme fica bem evidenciado o poder das pontas quando os raios atingem  árvores,  pessoas de pé, postes de energia, antenas etc.






Benjamin Franklin, inventor do pararraios
Foi um dos líderes da Revolução Americana, conhecido por suas citações e experiências com a eletricidade. Foi um jornalista, editor, autor, maçom, filantropo, abolicionista, funcionário público, cientista, diplomata, inventor e enxadrista americano. Franklin realizou outro experimento com o mesmo propósito, seu famoso experimento com uma pipa. Ele usou uma pipa, pois ela poderia alcançar maiores altitudes e poderia ser usada em qualquer lugar. Faíscas saltaram de uma chave colocada na extremidade do fio preso a pipa em direção a sua mão. Usou um fio de metal para empinar a pipa de papel. Este fio estava preso a uma chave, também de metal, manipulada por um fio de seda. Franklin soltou o “brinquedo” junto com o filho e observou que a carga elétrica dos raios descia pelo dispositivo.
A perigosa experiência, realizada em 15 de junho de 1752, comprovou à comunidade científica da época que o raio é apenas uma corrente elétrica de grandes proporções. Como cientista voltado à praticidade e à utilidade de suas descobertas, Franklin demonstrou ainda que hastes de ferro ligadas à terra e posicionadas sobre ou ao lado de edificações serviriam de condutores de descargas elétricas atmosféricas. Estava inventado o pararraios.


Benjamin Franklin

Blindagem eletrostática
Condutor Oco
Michael Faraday descobriu e provou que, não importa se um condutor é maciço ou oco: o campo elétrico no interior do metal é sempre nulo e as cargas se distribuem na sua superfície externa. Michael Faraday foi um físico e químico britânico, sendo considerado um dos cientistas mais influentes de todos os tempos
Gaiola de Faraday foi um experimento conduzido por Michael Faraday para demonstrar que uma superfície condutora eletrizada possui campo elétrico nulo em seu interior dado que as cargas se distribuem de forma homogênea na parte mais externa da superfície condutora, como exemplo podemos citar o Gerador de Van de Graaff.
No experimento de Faraday foi utilizada uma gaiola metálica, que era eletrificada e um corpo dentro da gaiola poderia permanecer lá, isolado e sem levar nenhuma descarga elétrica. Esse fenômeno é denominado de blindagem eletrostática.
Com base nos dizeres cima, podemos firmar que toda cavidade no interior de certo condutor, é uma região, onde não será atingida pelos efeitos elétricos, que são produzidos internamente, portanto podemos concluir que em dias chuvosos, uma pessoa que estiver dentro de um carro, por exemplo, estará protegida dos raios.
No filme o casal, Ana e Gyles, não sofrem dano algum quando um raio atinge um poste de energia e o derruba em cima do carro onde estão. Eles ficam protegidos provando a blindagem eletrostática. Um raio  também atinge o carro do Xerife e este também não é afetado.





Michael Faraday





Entre no link abaixo e veja algumas experiências simples e fácil de fazer.

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