Como sabemos, o ENEM mudou, deixando para trás a concepção de que alunos têm que decorar várias fórmulas, principalmente as de física, que para muitos estudantes são o terror dos vestibulares.

Em seu novo modelo, a prova procura abordar situações vivenciadas diariamente pelos estudantes e visa também a interdisciplinaridade. Tais mudanças fizeram com que o ENEM ganhasse peso nos processos seletivos das principais universidades do país. Em muitas delas, o ENEM serviu como fase única no vestibular.

As disciplinas não estão mais separadas por blocos, mas sim agrupadas em quatro grandes áreas de conhecimento. A física está incluída na área de “Ciências da Natureza e suas Tecnologias”.

Em relação às questões de física cobradas nas provas, o MEC (Ministério da Educação) tem por objetivo identificar algumas competências básicas dos alunos. São elas:

– Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade.

– Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos.

– Associar intervenções que resultam em degradação ou conservação ambiental a processos produtivos e sociais e a instrumentos ou ações científico-tecnológicas.

– Compreender interações entre organismos e ambiente, em particular aquelas relacionadas à saúde humana, relacionando conhecimentos científicos, aspectos culturais e características individuais.

– Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos.

– Apropriar-se de conhecimentos da física, da química e da biologia para, em situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.

De acordo com as competências abordadas acima vemos que a física não mais é cobrada somente através de cálculos e decorebas de fórmulas. As questões são interativas e interdisciplinares.

Assim, a prova exige diferentes habilidades, como: capacidade de interpretação, domínio de linguagens (matemática, científica, etc.), enfrentar situações-problema, além de ter a visível compreensão das ciências naturais e as tecnologias que a elas se associam na construção do conhecimento humano.

Existem, no que se refere à forma, dois tipos de aceleradores: lineares ecirculares.

Nos aceleradores lineares, também chamados de linacs, o feixe de partículas praticamente percorre uma trajetória retilínea de uma extremidade a outra do acelerador.

Já nos aceleradores circulares, também chamados de cíclotrons, o feixe de partículas percorre trajetórias circulares por várias vezes antes de colidir com o alvo. Em cada volta, as partículas são mais aceleradas, devido à presença de campos elétricos que dão novos impulsos às partículas. Nesse caso, ímãs gigantes são utilizados para manter o feixe de partículas em sua trajetória circular.

É importante lembrar que partículas carregadas em movimento estão associadas a um campo magnético ao seu redor e se tornam um ímã. Outros ímãs gigantes, estrategicamente colocados ao longo do acelerador circular, interagem com o campo das partículas carregadas, alterando sua trajetória.

Esses ímãs gigantes representam a força constante em direção ao centro do círculo, força essa que mantém o feixe de partículas em trajetória circular, sem aumentar ou diminuir a energia das partículas que compõem o feixe.

Nos aceleradores de partículas cria-se uma situação de vácuo de alta precisão, para evitar que as partículas carregadas colidam com outros tipos de partículas ou pedaços de matéria.

Comparações

Comparando-se os dois tipos de aceleradores, temos que os circulares são bem mais eficientes, pois, a cada volta, as partículas recebem novos impulsos, aumentando a sua energia, o que permite que os pesquisadores consigam partículas com energias altíssimas antes das colisões.

Outra vantagem dos aceleradores circulares é a de que não precisam ser muito compridos para atingir as altas energias, já que o feixe de partículas dá várias voltas. Esse número de voltas também aumenta a chance de colisões entre partículas que se cruzam.

Com relação aos aceleradores lineares, são bem mais fáceis de construir, pois não necessitam de ímãs potentes para manter a trajetória circular (como no caso dos aceleradores circulares) do feixe de partículas, já que elas percorrerão uma trajetória retilínea.

Os aceleradores circulares também precisam de um grande raio para que as partículas atinjam as energias necessárias, o que torna seu custo bem maior do que o de um linear.

Outro aspecto importante considerado pelos pesquisadores é que partículas carregadas irradiam energia quando aceleradas - e quando trabalhamos com altas energias a radiação perdida é maior para acelerações circulares.

Esses são alguns aspectos importantes, que devem ser considerados por pesquisadores e financiadores de pesquisas antes da construção de um acelerador de partículas.

Primeiro acelerador

Podemos dizer que o predecessor dos aceleradores circulares foi o cíclotron construído, em 1929, por Ernest Lawrence, ganhador do prêmio Nobel em 1939. No cíclotron temos uma geometria circular dividida ao meio, onde prótons são injetados em sua parte central e, graças à mudança de polaridade do campo elétrico existente entre as duas metades, são acelerados e vão percorrendo órbitas maiores até deixarem o acelerador.

As órbitas circulares são possíveis graças à presença de um campo magnético uniforme, disposto perpendicularmente à base. Aqui energias da ordem de 10⁶eV (1 Gev) são atingidas.

Esses princípios básicos foram de extrema importância para o desenvolvimento dos aceleradores circulares.

Superacelerador

O ano de 2008 representa um grande avanço na área da física de partículas, pois marca o início das pesquisas com um superacelerador de partículasque representa o maior empreendimento científico e tecnológico da atualidade.

Denominado LHC (Large Hadron Collider - Grande Colisor de Hádrons), com 27 km de circunferência, construído a 100 metros de profundidade e atingindo áreas da França e da Suíça, esse acelerador fará partículas nucleares (prótons, que são hádrons formados por dois quarks up e um down - uud) se chocarem com altíssimas energias.

Durante as colisões são esperadas energias em torno de TeV (trilhões de elétrons - volt). Comparem com a energia obtida com o cíclotron de Ernest Lawrence e vejam o avanço obtido!

O LHC está abrigado no CERN (Conseil Européen pour La Recherche Nucléaire - Conselho Europeu para Pesquisas Nucleares), hoje denominado European Laboratory for Particle Physics - Laboratório Europeu para Física de Partículas. 

Física

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Paulo Augusto Bisquolo*
Especial para a Página 3 Pedagpgia & Comunicação

Ao falarmos sobre reflexão da luz, mostramos como esse fenômeno podia se manifestar de maneira regular e ou difusa. Como foi dito naquele artigo, a reflexão difusa é responsável pelo fato de enxergarmos os objetos a nossa volta e a reflexão regular é aquela que ocorre principalmente quando a luz incide em uma superfície polida.

Um objeto que todos temos em casa e que se utiliza da reflexão regular é oespelho plano. Ele é feito de uma superfície muito lisa, onde se deposita uma película de um material prateado, como por exemplo, a prata.

Quando ocorre a reflexão no espelho plano, podemos observar que na superfície desses objetos termos a formação de imagens nítidas, como ocorre, por exemplo, quando nos arrumamos para sair numa noite de fim de semana.

Vamos aprender um pouco mais sobre a formação e a construção de imagens nesse objeto que está sempre tão presente na nossa vida.

Construção da imagem de um ponto objeto

Quando nos olhamos através de um espelho plano, somos capazes de observar uma imagem nítida de nós mesmo. Se olharmos com mais atenção, poderemos ver que tanto nós quanto a nossa imagem nos encontramos à mesma distância da superfície do espelho. É bem simples entender isso: se você está escovando os dentes a 40cm do espelho, a sua imagem estará a 40cm dentro do espelho.

Esse fato é provado através da construção de imagens e, para entendê-lo, primeiramente considere um objeto pontual diante de um espelho plano. Um objeto pontual seria um objeto luminoso cujas dimensões não são importantes. Observe a figura abaixo.



É importante assinalar que um objeto luminoso emite luz em todas as direções na representação de infinitos raios de luz. Mas inicialmente, para construirmos a imagem do objeto da figura acima, iremos utilizar apenas dois raios de luz.

Primeiramente, vamos construir dois raios de luz que partindo do objeto luminoso, incidam em dois pontos diferentes do espelho. Esses dois raios, ao incidirem na superfície do espelho, irão refletir obedecendo a segunda lei da reflexão que nos ensina que o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão. Observe a figura a seguir.



Em seguida, iremos prolongar os raios refletidos para dentro do espelho. Observe que esses raios irão se encontrar em um ponto. Esse ponto é que define a imagem do objeto.



O ponto objeto em questão é definido como ponto objeto real e a sua respectiva imagem é definida como ponto imagem virtual. A imagem é assim definida porque - apesar de os raios refletidos pelo espelho aparentemente estarem se originando dela -, ela mesma não pode ser projetada em um anteparo, como por exemplo, uma tela.

Observe também que a construção anterior mostra realmente que o objeto e a imagem se encontram à mesma distância em relação ao espelho.

Nesse exemplo, por motivos didáticos, utilizamos somente dois raios de luz para efetuarmos a construção da imagem, mas, se tivéssemos usado mais raios, todos os seus respectivos prolongamentos refletidos para dentro do espelho convergiriam para o ponto onde esse encontra a imagem.

Imagem de objeto extenso

A construção da imagem de um ponto objeto nos mostra de maneira bem clara o mecanismo que a natureza utiliza para a formação das imagens em um espelho plano. Dessa construção ficou provado que imagem e objeto são simétricos em relação ao espelho plano, e da simetria entre eles podemos entender a formação da imagem de objetos extensos.

Considere um objeto extenso em frente a um espelho plano como mostra a figura a seguir.



Aplicando a simetria entre objeto e imagem fica muito simples construir a imagem do objeto em questão. Para isso basta medir a distância da extremidade superior do objeto até o espelho e reproduzir essa distância atrás do espelho, e depois fazer o mesmo com a extremidade inferior. Observe a construção a seguir.



Para finalizar, vamos observar uma conseqüência interessante desse assunto. Você já deve ter notado que quando está defronte a um espelho plano e vestindo uma camiseta com alguma mensagem, essa mesma frase aparece de modo estranho na imagem refletida. Para entender como isso ocorre, vamos tomar como exemplo a letra "F" colocada em frente a o espelho.

Para construir a sua imagem, vamos novamente utilizar a relação de simetria entre objeto e imagem, ou seja, vamos desenhar para cada ponto extremo da letra "F" a sua respectiva imagem atrás do espelho.



Esse fenômeno se chama enantiomorfismo, ou seja, no espelho plano objeto e imagem são enantiomorfas. Isso explica porque quando levantamos o braço direito a nossa imagem levanta o esquerdo, e também o fato das ambulâncias e carros de bombeiro terem os seus dizeres escritos de dessa forma na sua frente. Observe que o que está escrito nesses veículos é para ser lido pelo motorista, que fará isso através do espelho retrovisor. Desse modo, para o motorista, a mensagem aparecerá de maneira correta.

Neste segundo artigo sobre o tema, aprenderemos um pouco mais sobre osespelhos planos, como a determinação do seu campo visual, o que ocorre quando executamos a sua translação e a determinação do número de imagens quando esses objetos são associados.