Equações de Maxwell

As Equações de Maxwell são um grupo de quatro equações, assim chamadas em honra de James Clerk Maxwell, que descrevem o comportamento dos campos elétrico e magnético, bem como suas interações com a matéria.

As quatro equações de Maxwell expressam, respectivamente, como cargas elétricas produzem campos elétricos (Lei de Gauss), a ausência experimental de cargas magnéticas, como corrente elétrica produz campo magnético (Lei de Ampère), e como variações de campo magnético produzem campos elétricos (Lei da indução de Faraday). Maxwell, em 1864, foi o primeiro a colocar todas as quatro equações juntas e perceber que era necessário uma correção na lei de Ampère: alterações no campo elétrico atuam como correntes elétricas, produzindo campos magnéticos.

Além disso, Maxwell mostrou que as quatro equações, com sua correção, predizem ondas de campos magnéticos e elétricos oscilantes que viajam através do espaço vazio na velocidade que poderia ser predita de simples experiências elétricas—usando os dados disponíveis na época, Maxwell obteve a velocidade de 310.740.000 m/s .

Maxwell (1865) escreveu:

Esta velocidade é tão próxima da velocidade da luz que parece que temos fortes motivos para concluir que a luz em si (incluindo calor radiante, e outras radiações do tipo) é uma perturbação eletromagnética na forma de ondas propagadas através do campo eletromagnético de acordo com as leis eletromagnéticas.

Maxwell estava correto em sua hipótese, embora ele não tenha vivido para ver sua comprovação por Heinrich Hertz em 1888. A explicação quantitativa da luz como onda eletromagnética é considerada um dos grandes triunfos da física do século XIX. Na verdade, Michael Faraday postulou uma descrição similar da luz em 1846, mas não foi capaz de dar uma descrição quantitativa ou predizer a velocidade. Além disso, serviu como base para muitos desenvolvimentos futuros na física, tais como a relatividade restrita e sua unificação entre os campos magnético e elétrico como uma única quantidade tensorial e a Teoria de Kaluza-Klein da unificação do eletromagnetismo com a gravidade e a relatividade geral.

Você Sabia ???

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Dois irmãos gêmeos estão lado a lado, em repouso, visto do referencial da Terra. Um deles corre com velocidade de 1 m/s, percorre 100 metros na ida e mais 100 metros na volta, sempre mantendo a velocidade constante. O gêmeo que correu terá envelhecido neste percurso 0,000000000000001 segundo a menos que o gémeo que ficou parado;

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A cada 3 dias uma nova galáxia é descoberta no universo.

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Porque é que as nuvens são brancas? Nas nuvens existem partículas (gotas de água) de tamanhos muito maiores que o comprimento de ondas da luz ocorrendo dispersão generalizada em todo o espectro visível e iguais quantidades de azul, verde e vermelho se juntam formando o branco;

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O que aconteceria se de repente a Terra parasse de girar ao redor do seu eixo? Ao parar a Terra inesperadamente, as casas, as pessoas, as árvores, os animais e tudo que não esteja ligado à Terra de forma inflexível, como a massa esfera terrestre, tudo sairá a voar pela tangente com a velocidade de um projéctil. A seguir tudo cairá novamente sobre a superfície na forma de milhares de pedaços. A origem dessa tragédia, que esperamos nunca acontecer, tem uma explicação simples, está na inércia dos corpos.
O ar, as casas, as pessoas, etc, e tudo aquilo que está sobre a superfície terrestre, giram junto com a Terra. Ao pararmos o planeta, esses corpos, por inércia, tendem a manter a sua trajetória com a mesma velocidade. Diante destas condições, criar-se-ia a desolação completa: uma forte ventania e desmoronamentos que varreriam a superfície do planeta.

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A Juliana está num pequeno barco sobre a piscina da sua casa. O que acontecerá com o nível de água da piscina se ela deixar cair no fundo da piscina algumas pedras que levava dentro do barco? A) Subirá; B) ficará igual; C) baixará. De acordo com o princípio de Arquimedes, o peso da água deslocada é igual ao peso do barco com seu ocupante e o peso das pedras. Se lançarmos na água as pedras, cuja densidade é maior do que a da água, resulta que o volume ocupado por estas é menor que o volume da água deslocada, justamente por causa da diferença de densidades. Por tanto, o aumento de volume devido as pedras não compensa o volume de água deslocada inicialmente.

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Por que a água apaga o fogo? Em primeiro lugar, logo que entra em contato com o objeto em chamas, a água transforma-se em vapor e, assim, priva-o de parte do seu calor. Afinal, para transformar água a ferver em vapor, precisamos de pouco mais de cinco vezes o calor que é exigido para aquecer a mesma quantidade de água fria até o ponto de ebulição. Em segundo lugar, o vapor produzido assim ocupa um espaço centenas de vezes maior em volume do que a água que o produziu. O vapor envolve o objecto aceso e impede a renovação do ar. Sem o ar a combustão é impossível.



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Por quê nos encolhemos quando temos frio? Quando nos encolhemos reduz-se a área do nosso corpo que se encontra em contato com o exterior, o que faz com que diminua a perda de calor. O ar é menos condutor de calor que os tecidos com que normalmente nos vestimos. Como é que as roupas nos isolam?
Entre os tecidos da nossa roupa formam-se pequenas câmaras ocupadas por ar em repouso. Evita-se, desta forma, as correntes de ar que roubariam o calor da nossa pele. Se não usássemos roupa perderíamos calor por um mecanismo chamado convecção. O ar em contato com a superfície da pele ascenderia devido a sua menor densidade, deixando no seu lugar um ar a temperatura mais baixa, que ao se aquecer repetiria o processo. Se estas correntes se reforçam, por exemplo com um ventilador, a perda de calor é muito maior. Este mecanismo chama-se convecção forçada.
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Um dia terrestre não tem 24 h. Tem 23 h 56 min e 4,0996s.

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Sabia que o teu coração bate 100 000 vezes por dia e consome 1 Joule por batida?
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Bolas de sabão
O espectro de cores produzidas na superfície de uma bola de sabão é resultado da reflexão da luz visível que incide na bola. A luz visível contém luz de todas as cores dependendo do seu comprimento de onda. A espessura do filme da bola de sabão não é uniforme, verificando-se a existência de vales na sua superfície. Devido a este fato, na superfície da bola irão existir zonas com diferentes efeitos de cor. O resultado é espetacular!



FONTE: http://cienciamax.no.sapo.pt/curiosidadesfisica.htm

Teste seu qi com algumas perguntas !

1-Um avião cargueiro lotado cai sobre o oceano atlântico. Quantas pessoas estavam no avião na hora da queda?

2-Aonde nasceu o ilustre tupinicano que trouxe o futebol para o Brasil, Charles Miler?

3-Que dia vem antes de hoje?

4-Qual a diferença mais obvia de "eu tinha ganho", "eu tinha ganhado"?

5-Quantas pessoas normais podem dormir na pista de um aeroporto?

6-O ovo do peixeboi pesa quanto?

7-Quantos dinossauros (aqueles répteis nogentos) voavam?

8-Alguns meses tem 30 dias, outros tem 31. Quantos tem 28 ?

9-Se você olhasse dentro de uma caixa de fósforos e só tivesse um palito, e você estivesse dentro de um quarto escuro e frio com um galão de gasolina, lenha e um lampião, o que você acenderia primeiro ?

10-Um homem construía uma casa retangular apontando-a para o sul quando apareceu um urso polar. Qual era a cor do urso ?

Quer mais tente resolver o teste de Einstein !!
http://rachacuca.com.br/teste-de-einstein/

Um pouco sobre Quântica

A mecânica quântica é a teoria física que obtém sucesso no estudo dos sistemas físicos cujas dimensões são próximas ou abaixo da escala atômica, tais como moléculas, átomos, elétrons, prótons e de outras partículas subatômicas, muito embora também possa descrever fenômenos macroscópicos em diversos casos. A Mecânica Quântica é um ramo fundamental da física com vasta aplicação. A teoria quântica fornece descrições precisas para muitos fenômenos previamente inexplicados tais como a radiação de corpo negro e as órbitas estáveis do elétron. Apesar de na maioria dos casos a Mecânica Quântica ser relevante para descrever sistemas microsópicos, os seus efeitos específicos não são somente perceptíveis em tal escala. Por exemplo, a explicação de fenômenos macroscópicos como a super fluidez e a supercondutividade só é possível se considerarmos que o comportamento microscópico da matéria é quântico. A quantidade característica da teoria, que determina quando ela é necessária para a descrição de um fenômeno, é a chamada constante de Planck, que tem dimensão de momento angular ou, equivalentemente, de ação.
A mecânica quântica recebe esse nome por prever um fenômeno bastante conhecido dos físicos: a quantização. No caso dos estados ligados (por exemplo, um elétron orbitando em torno de um núcleo positivo) a Mecânica Quântica prevê que a energia (do elétron) deve ser quantizada. Este fenômeno é completamente alheio ao que prevê a teoria clássica.

Teoria do Caos e Efeito Borboleta !!!

Os Fractais são representantes matemáticos de padrões aparentemente complicados mas que podem ser gerados por leis de evolução simples, como previsto pela Teoria do Caos

Teoria do caos, para a física e a matemática, é a teoria que explica o funcionamento de sistemas complexos e dinâmicos. Em sistemas dinâmicos complexos, determinados resultados podem ser "instáveis" no que diz respeito à evolução temporal como função de seus parâmetros e variáveis. Isso significa que certos resultados determinados são causados pela ação e a interação de elementos de forma praticamente aleatória. Para entender o que isso significa, basta pegar um exemplo na natureza, onde esses sistemas são comuns. A formação de uma nuvem no céu, por exemplo, pode ser desencadeada e se desenvolver com base em centenas de fatores que podem ser o calor, o frio, a evaporação da água, os ventos, o clima, condições do Sol, os eventos sobre a superfície e inúmeros outros.
Além disso, mesmo que o número de fatores influenciando um determinado resultado seja pequeno, ainda assim a ocorrência do resultado esperado pode ser instável, desde que o sistema seja não-linear.
A conseqüência desta instabilidade dos resultados é que mesmo sistemas determinísticos (os quais tem resultados determinados por leis de evolução bem definidas) apresentem uma grande sensibilidade a perturbações (ruído) e erros, o que leva a resultados que são, na prática, imprevisíveis ou aleatórios, ocorrendo ao acaso. Mesmo em sistemas nos quais não há ruído, erros microscópicos na determinação do estado inicial e atual do sistema podem ser amplificados pela não-linearidade ou pelo grande número de interações entre os componentes, levando ao resultado aleatório. É o que se chama de "Caos Determinístico"
Na verdade, embora a descrição da mecânica clássica e relativística seja determinística, a complexidade da maioria dos sistemas leva a uma abordagem na qual a maioria dos graus de liberdade microscópicos é tratada como ruído (variáveis estocásticas, ou seja, que apresentam valores verdadeiramente aleatórios) e apenas algumas variáveis são analisadas com uma lei de comportamento determinada, mais simples, sujeita a ação deste ruído. Este método foi utilizado por Einstein e Langevin no início do século XX para compreender o Movimento Browniano.
Pois, é exatamente isso que os matemáticos querem prever: o que as pessoas pensam que é acaso mas, na realidade, é um fenômeno que pode ser representado por equações. Alguns pesquisadores já conseguiram chegar a algumas equações capazes de simular o resultado de sistemas como esses, ainda assim, a maior parte desses cálculos prevê um mínimo de constância dentro do sistema, o que normalmente não ocorre na natureza.
Os cálculos envolvendo a Teoria do Caos são utilizados para descrever e entender fenômenos meteorológicos, crescimento de populações, variações no mercado financeiro e movimentos de placas tectônicas, entre outros. Uma das mais conhecidas bases da teoria é o chamado "efeito borboleta", teorizado pelo matemático Edward Lorenz, em 1963.

EFEITO BORBOLETA

Ao efeito da realimentação do erro foi chamado mais tarde por Lorenz de Efeito Borboleta, ou seja uma dependência sensível dos resultados finais às condições iniciais da alimentação dos dados. Assim, qualquer que fosse a distância entre dois pontos diferentes, depois de um tempo os pontos estariam separados e irreconhecíveis.
Normalmente este efeito é ilustrado com a noção de que o bater das asas de uma borboleta num extremo do globo terrestre, pode provocar uma tormenta no outro extremo no intervalo de tempo de semanas.
É por esse motivo que as previsões meteorológicas não são perfeitas. Para serem, precisariam de medidas exatas de muitas variáveis (pressão, temperatura...) e isso é impossível de ser feito. Assim, há erros nas medidas e portanto nas previsões.

Teoria das Cordas

A Teoria das cordas (ou teoria das supercordas) é um modelo físico cujos blocos fundamentais são objetos extensos unidimensionais, semelhantes a uma corda, e não por pontos sem dimensão (partículas) que eram a base da física tradicional. Por essa razão, as teorias baseadas na teoria das cordas podem evitar os problemas associados à presença de partículas pontuais (entenda-se de dimensão zero) em uma teoria física tradicional, como uma densidade infinita de energia associada à utilização de pontos matemáticos. O estudo da teoria de cordas tem revelado a necessidade de outros objetos não propriamente cordas, incluindo pontos, membranas, e outros objetos de dimensões mais altas.
O interesse na teoria das cordas é dirigido pela grande esperança de que ela possa vir a ser uma teoria de tudo. Ela é uma possível solução do problema da gravitação quântica e, adicionalmente à gravitação, talvez poderá naturalmente descrever as interações similares ao eletromagnetismo e outras forças da natureza. As teorias das supercordas incluem os férmions, os blocos de construção da matéria. Não se sabe ainda se a teoria das cordas é capaz de descrever o universo como a precisa coleção de forças e matéria que nós observamos, nem quanta liberdade para escolha destes detalhes a teoria irá permitir. Nenhuma teoria das cordas fez alguma nova predição que possa ser experimentalmente testada.
Trabalhos na teoria das cordas têm levado a avanços na matemática, principalmente em geometria algébrica. A teoria das Cordas tem também levado a novas descobertas na teoria da supersimetria que poderão ser testadas experimentalmente pelo Grande Colisor de Hádrons. Os novos princípios matemáticos utilizados nesta teoria permitem aos físicos afirmar que o nosso universo possui 11 dimensões: 3 espaciais (altura, largura e comprimento), 1 temporal (tempo) e 7 dimensões recurvadas (sendo a estas atribuídas outras propriedades como massa e carga elétrica, por exemplo), o que explicaria as características das forças fundamentais da natureza.
O estudo da chamada teoria das cordas foi iniciado na década de 60 e teve a participação de vários físicos para sua elaboração. Essa teoria propõe unificar toda a física e unir a Teoria da relatividade e a Teoria Quântica numa única estrutura matemática. Embora não esteja totalmente consolidada, a teoria mostra sinais promissores de sua plausibilidade.

Saiba mais sobre buraco negro!

Apenas um outro sistema deste tipo foi previamente observado. No entanto, sistemas que comportem um buraco negro e uma estrela companheira não são desconhecidos dos astrónomos. Baseados nestes sistemas, os astrónomos deduziram uma ligação entre a massa do buraco negro e a química galáctica.

“Observámos que a maioria dos buracos negros tende a ser descoberta em galáxias pequenas que contêm menos elementos químicos ‘pesados’ [elementos mais pesados que o hélio]”, observa Crowther , acrescentando que “galáxias maiores e mais ricas nestes elementos pesados, tais como a Via Láctea, apenas conseguem produzir buracos negros de menor massa.”
Os astrónomos acreditam que uma maior concentração de elementos químicos pesados influencia a evolução das estrelas, aumentando a quantidade de matéria expelida, o que resulta num buraco negro mais pequeno quando o resto finalmente colapsa.

Daqui a menos de um milhão de anos será a estrela Wolf-Rayet que explodirá como uma supernova, dando origem a um buraco negro. “Se o sistema sobreviver a esta segunda explosão, dar-se-à a fusão dos dois buracos negros, processo que libertará enormes quantidades de energia sob a forma de ondas gravitacionais”, explica.

No entanto, demorará ainda alguns milhares de milhões de anos até que a fusão esteja completa. “O nosso estudo mostra que tais sistemas poderão existir e que os que já evoluíram para um buraco negro binário poderão ser detectados por sondas de ondas gravitacionais, tais como as LIGO ou Virgo”, conclui Crowther.

Buracos negros estrelares

Os buracos negros estelares são os restos finais, extremamente densos, que resultam do colapso de estrelas de grande massa. Estes buracos negros têm massas que vão até vinte vezes a massa solar, em oposição aos buracos negros supermassivos, que se observam no centro da maioria das galáxias, os quais apresentam massas compreendidas entre o milhão e o milhar de milhão da massa do Sol. Até agora, foram encontrados 20 buracos negros estelares.

Cientistas detectam maior buraco negro descoberto até hoje

O Very Large Telescope, telescópio do Observatório Europeu do Sul (ESO), detectou o buraco negro estelar mais distante e mais maciço (com uma massa quinze vezes maior à do Sol) descoberto até hoje. Além disso, o objecto encontra-se em interacção com uma estrela que, em pouco tempo, irá dar origem, também ela, a um buraco negro.

Este buraco negro encontra-se numa galáxia espiral chamada NGC 300, situada a seis milhões anos-luz de distância. “Este é o buraco negro estelar mais distante descoberto até hoje para o qual foi possível calcular a massa. É também o primeiro que observamos fora da nossa vizinhança galáctica, o Grupo Local", diz Paul Crowther, professor de Astrofísica na Universidade de Sheffield e primeiro autor do artigo.

O buraco negro tem uma “companheira”, uma estrela Wolf-Rayet, também com uma massa 20 vezes superior à do Sol. As estrelas Wolf-Rayet encontram-se no final das suas vidas e expelem a maior parte das suas camadas exteriores para o meio interestelar antes de explodirem sob a forma de supernovas, altura em que os seus núcleos implodem dando origem a buracos negros.

As novas observações obtidas pelo instrumento FORS2, montado no Very Large Telescope do ESO, mostram que o buraco negro e a estrela Wolf-Rayet dançam em volta um do outro com uma periocidade de 32 horas. Os astrónomos descobriram igualmente que o buraco negro se encontra a arrancar matéria da estrela à medida que os dois objectos orbitam em torno um do outro. “São realmente um 'casal muito íntimo'”, refere o colaborador Robin Barnard, acrescentando que ainda não se sabe como surgiu esta ligação.

Terremoto do Chile encurtou os dias na Terra

O terremoto chileno aconteceu nas latitudes abaixo do equador, o que o torna mais eficaz na mudança do eixo do planeta.

Cientistas da Agência Espacial Americana (Nasa), afirmam que o terremoto de magnitude 8,8 que atingiu o Chile no dia 27 pode ter reduzido a duração dos dias na Terra. Segundo a Nasa, o terremoto deve ter encurtado a duração de um dia a Terra por cerca de 1,26 microssegundos (um microssegundo é a milionésima parte de um segundo). Os responsáveis pelo estudo fazem parte da equipe do cientista Richard Gross e realizaram um cálculo por meio de complexo modelo computadorizado sobre como o abalo teria modificado a rotação do nosso planeta.

O dado mais impressionante levantado no estudo é sobre o quanto o eixo da Terra foi deslocado pelo terremoto. Gross calcula que o abalo sísmico deve ter movido o eixo do planeta (o eixo imaginário sobre o qual a massa da Terra se mantém equilibrada) por 2,7 milisegundos (cerca de 8 centímetros). Esse eixo da Terra não é o mesmo que o eixo norte-sul.

O cientista afirma que o mesmo modelo computadorizado foi usado para estimar que o terremoto de magnitude 9,1 que atingiu Sumatra em 2004 deve ter reduzido a duração do dia de 6,8 microsegundos e deslocado do eixo da Terra em 2,32 milisegundos (cerca de 7 centímetros).

Segundo o cientista, apesar do terremoto chileno ter sido muito menor do que o terremoto de Sumatra, prevê-se que ele tenha alterado mais a posição do eixo da Terra por dois motivos. Primeiro, ao contrário do terremoto de Sumatra localizado perto do equador, o terremoto chileno aconteceu nas latitudes abaixo dele, o que o torna mais eficaz na mudança do eixo do planeta. Em segundo lugar, a falha responsável pelo terremoto Chileno foi mais profunda e em um ângulo ligeiramente mais acentuado do que a falha responsável pelo terremoto de Sumatra. Isso faz com que a falha no Chile seja mais eficaz para deslocar verticalmente a massa da Terra e, portanto, mais eficaz na sua mudança de eixo.

Os cientistas afirmam, porém, que devem aguardar maior refinamento dos dados para que ter resultados definitivos.

A relatividade Geral

Na Teoria da Relatividade Especial (também chamada de Relatividade Restrita), Einstein analisa as leis da Física em referenciais inerciais. Em 1915, ele publica sua Teoria da Relatividade Geral em que analisa as leis da Física em referenciais acelerados e desenvolve uma nova teoria da gravitação.
Vamos aqui comentar apenas alguns aspectos da teoria da gravitação. Para explicar a atração gravitacional entre corpos, Einstein abandona a noção newtoniana de força e introduz a noção de espaço curvo.
Para Einstein, os corpos produzem em torno de si uma curvatura do espaço, sendo que, quanto maior a massa do corpo, maior será a curvatura. Podemos fazer uma analogia com a situação representada na figura 16. Nela temos uma bola de ferro (B) colocada sobre uma superfície elástica. A bola de ferro deforma a superfície de modo que o corpo C vai em direção a B não porque haja uma força de atração, mas sim porque segue a linha do espaço curvo.
A teoria de Einstein previa que a luz também seria atraída pelos corpos, mas esse efeito seria pequeno e, assim, só poderia ser observado quando a luz passasse perto de corpos de grande massa, como por exemplo o Sol.
A confirmação dessa teoria aconteceu em 19 de maio de 1919. Nesse dia ocorreu um eclipse do Sol que propiciou a obtenção de fotos de estrelas durante o dia. Comparando-se a posição obtida da estrela (posição aparente) com a posição em que ela deveria estar, seria possível constatar se o raio de luz sofre desvio ao passar perto do Sol.
Para garantir bons resultados da observação do eclipse, uma equipe de astrônomos ingleses foi enviada para a cidade de Sobral, no Ceará, e outra para a ilha de Príncipe (África Ocidental). A equipe de Sobral foi mais feliz, pois na ilha de Príncipe o céu estava um pouco encoberto, com nuvens. Desse episódio ficou famosa uma frase pronunciada por Einstein algum tempo depois: "O problema concebido por meu cérebro foi resolvido pelo luminoso céu do Brasil".

Fonte: atomico.no.sapo.pt

http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/teoria-da-relatividade/teoria-da-relatividade-geral.php