Caro aluno. Para iniciar nossas atividades, apresentamos a seguir um artigo referente à visita de Albert Einstein ao Brasil.

Transcrição

1 Caro aluno A organização das Nações Unidas declarou 2005 como o Ano Internacional da Física. O motivo principal para essa decisão é a comemoração do centenário do ano em que Albert Einstein ( ) publicou seus principais trabalhos. Em 1905, há exatos 100 anos, Einstein, publicou uma série de trabalhos científicos que transformariam o ambiente da Física. No Brasil, foi definido o dia 19 de maio de 2005 como o Dia Nacional da Física ao longo do qual foram realizadas atividades pelos institutos e departamentos de Física de todo o país. Enfatizou-se a importância da Física para o desenvolvimento do país e a necessidade da renovação e melhoria de seu ensino em todos os níveis. Mas não foi apenas por causa das suas descobertas, feitas em 1905, que Einstein aparece associado ao Ano Internacional da Física. Até pelo menos, 1925, época em que visita o Brasil, ele deu grande e decisiva contribuição para o desenvolvimento deste ramo da ciência. A partir de 1919, oportunidade em que sua Teoria da Relatividade Geral foi confirmada empiricamente, ele passou a ser mundialmente conhecido; o seu nome e a sua figura atraíram a atenção de todos, fato que lhe permitiu desfrutar de fama digna de astros da música e do cinema. Tudo isso faz com que não seja exagero afirmar que o nome de Einstein está intimamente associado ao século XX ( ). Além de seus resultados científicos mais relevantes no trabalho com a Teoria da Relatividade, também fez importantes contribuições para uma outra parte da Física conhecida como Mecânica Quântica. Apesar de possuir características típicas dos gênios, foi um homem do seu tempo atuante enquanto cidadão, homem político e divulgador da ciência. O século XX foi um período em que a ciência passou a desfrutar de uma relevância sem precedentes. Não se pode, portanto, compreender o século passado sem avaliar o papel da ciência. Acreditamos que relembrar as descobertas de Einstein podem ser excelentes motivos para rever o que aconteceu no século passado, tentar compreender aquilo que nos espera no futuro e refletir sobre a importância dessas descobertas para a humanidade. Pretendemos com esta atividade refletir por que Einstein pode ser considerado o mais importante cientista de todo o século passado, conforme escolha da revista Time (veja fotos em anexo). Para iniciar nossas atividades, apresentamos a seguir um artigo referente à visita de Albert Einstein ao Brasil.

2 Uma aventura no Brasil Einstein (sentado, ao centro) no Observatório Nacional: "pessoas pouco interessantes" Ciências da Natureza I Ensino Médio Em maio de 1925, no auge da popularidade, Albert Einstein passou oito dias no Rio de Janeiro, última escala de uma viagem pela América do Sul que o levou também a Buenos Aires e Montevidéu. O físico já colhia os louros pela conquista do Prêmio Nobel e, antes disso, pelo sucesso experimental de sua teoria da relatividade geral, evento que curiosamente também teve participação brasileira. A seus anfitriões cariocas, cientistas e membros da comunidade judaica ele deixou a imagem de um homem cordial e sempre disposto a cumprir uma agenda apertada, que incluiu três palestras, almoço com vatapá e visitas ao Pão de Açúcar, ao Observatório Nacional e a vários outros órgãos de pesquisa. No diário em que fazia suas anotações, no entanto, Einstein registrou suas verdadeiras impressões do Brasil. Freqüentemente elas eram bem pouco lisonjeiras. A princípio, Einstein ficou deslumbrado com a natureza do Rio e espantado com sua população. "O Jardim Botânico, bem como a flora de modo geral, supera os sonhos das noites. Tudo vive e cresce a olhos vistos. Deliciosa é a mistura étnica nas ruas. Português, índio, negro com todos os cruzamentos", escreveu. Seu humor começou a mudar depois da primeira palestra, no Clube de Engenharia. "Auditório lotado, com barulho da rua. As janelas estavam abertas. A acústica não permitia o entendimento. Pouco científico", anotou. É fácil entender sua ranzinzice. A platéia da palestra era formada por uma maioria de leigos e de famílias inteiras, que observavam Einstein como um espécime raro numa gaiola o grande gênio europeu da ciência! mas não tinham a menor idéia do significado de suas teorias. Mais à frente em seu diário, Einstein faz uma espécie de resumo da viagem, comparando a vida no Brasil e na Europa. "O europeu precisa de um estímulo metabólico maior do que o oferecido por esse clima eternamente úmido e quente. Com relação a isso, beleza natural e riqueza são de pouca utilidade. Acho que a vida de um europeu que é escravo do trabalho é ainda mais rica e, acima de tudo, menos nublada e parecida com um sonho". Ao voltar à Alemanha, disparou no diário: "Cheguei da América do Sul. As pessoas lá não têm preconceitos, mas são, em sua maioria, vazias e pouco interessantes". De qualquer maneira, pelo menos um brasileiro deixou uma profunda impressão em Einstein: o marechal Rondon, que ele sugeriu para o Prêmio Nobel da Paz. "Seu trabalho consistiu na integração de tribos indígenas à civilização humana sem o emprego de armas nem qualquer tipo de coerção", justificou. O comitê do Nobel não se sensibilizou com os argumentos. Einstein deixou o Brasil para retornar à Europa no dia 12 de maio de Sua visita havia influenciado positivamente a pequena comunidade científica brasileira em sua luta pela afirmação da ciência no país. (Adaptado de Venturoli, 2005 e Moreira, 2005)

3 Feita a leitura reflita sobre os seguintes pontos: Ciências da Natureza I Ensino Médio 1. Por quais outros países da América Latina, Einstein passou durante sua viagem? 2. Que impressões o físico alemão teve do Brasil e do povo brasileiro? 3. Qual brasileiro Einstein sugeriu para o Prêmio Nobel da Paz? Você já ouviu falar dele? Quem foi ele? 4. Que movimento artístico estava ocorrendo no Brasil na época da visita do físico alemão? 5. Que movimento político também ocorria no Brasil nessa mesma época? A teoria da Relatividade Especial A famosa teoria elaborada por Albert Einstein, chamada de Teoria da Relatividade, possui duas partes. Uma delas chamada de Teoria da Relatividade Especial que trata, basicamente, das aplicações das leis da Física, quando um corpo se movimenta com velocidade constante em relação a um outro corpo. Já a Teoria da Relatividade Geral refere-se aos sistemas acelerados e, envolve questões relacionadas à gravitação. No dia a dia, o espaço e o tempo nunca variam: 1metro é 1metro e 1minuto é 1 minuto para todas as pessoas em qualquer lugar do mundo. Einstein propôs uma idéia contrária a essa: o espaço e o tempo variam dependendo da velocidade em que o observador está. Só o que nunca muda é a velocidade da luz. E qual é o valor da velocidade da luz. No vácuo a luz possui velocidade de km/s, que também corresponde a m/s e também pode ser escrita na forma m/s. Na Física esta velocidade é representada pela letra c. Observe a situação a seguir que mostra um carro com os faróis acesos e que vem em direção a um guarda parado no acostamento. O guarda, utilizando um aparelho, resolve medir a velocidade do veículo.

4 vcaminhão = 80 km/h vluz = km/s O motorista lê no velocímetro, a velocidade de 80 km/h. O guarda ao medir a velocidade do carro também obterá o valor 80 km/h. Caso tenha condições de medir a velocidade da luz que sai dos faróis obterá o valor km/s. Einstein parte do princípio que a velocidade da luz não muda, ou seja é constante. Ele concluiu que, em velocidades próximas à da luz ( km/s) o tempo se dilata e o espaço encolhe? Imagine que o caminhão viaja a uma velocidade próxima à velocidade da luz. O guarda observa esse movimento. Aos poucos, para o guarda, o relógio do caminhoneiro está atrasando. Isso porquê o tempo se dilata dentro do caminhão. Além disso, o guarda vê que o caminhão está menor, o espaço está se comprimindo. Para o motorista do caminhão nada mudou dentro do seu veículo. Ele não percebe o tempo mais lento nem a contração do espaço. Mesmo que o carro conseguisse viajar a km/s, a luz dos faróis continuaria à sua frente, nos mesmos km/s. Esse é o ponto central da Relatividade Especial: a velocidade da luz nunca varia, não interessa a velocidade do carro. Vamos entender melhor essa idéia de contração do espaço. Einstein mostrou que caso o caminhão se movimente com uma velocidade v próxima à velocidade da luz, o guarda verá um caminhão com um tamanho menor. O tamanho do caminhão (que chamaremos de L) visto pelo guarda pode ser determinado através da equação apresentada a seguir: Lo = comprimento do caminhão quando está parado L L. 1 o v c 2 2 v = velocidade do caminhão c = velocidade da luz no vácuo = km/s

5 6. Quais conteúdos de Matemática podemos perceber que estão presentes nessa equação? Vamos praticar essa equação: 7. Observe a ilustração abaixo do ônibus espacial Discovery que se dirige para uma estação espacial: Imagine que o ônibus espacial Discovery que tem, para os 38m astronautas que estão dentro dele, um comprimento de 38 m, consiga se movimentar com velocidade de km/s (o que para os dias de hoje é impossível!). Preencha o quadro abaixo e utilizando a equação de Einstein descubra qual será o comprimento do Discovery para um astronauta na estação espacial que vê a aproximação do ônibus. L =? Lo = v = c = Comparemos os resultados: 8. Tamanho do Discovery para o astronauta que está dentro da nave: 9. Tamanho do Discovery para um astronauta que, da estação espacial, vê a nave se aproximando: 10. Os comprimentos são os mesmos? ( ) sim ( ) não

6 Isso é o que chamamos na Teoria da Relatividade de contração do espaço!! É claro que não pára por aí, existem equações para o tempo, para a massa etc. Nosso objetivo aqui é iniciar uma reflexão sobre essa nova visão de mundo que Albert Einstein nos proporcionou. Quando Einstein morreu, um tributo memorável a seu status global veio de um cartunista americano Herblock. Ele desenhou a Terra vista de longe. E ela exibe uma placa que diz: Albert Einstein morou aqui Disponível em: < Acesso em: 05 fev h05min.

7 Cartaz de divulgação do Ano Internacional da Física

8 Capa da revista Time com Albert Einstein, eleito o homem do século Disponível em: <ttp:// Acesso em: 05 fev h07min. Bibliografia MOREIRA, I. Einstein X Bohr, o fóton e o Brasil. Revista Ciência e Ambiente n o 30, jan/jun VENTUROLI, T. 100 anos das teorias que mudaram nosso modo de ver o Universo. Revista Veja, edição 1915, 27/07/2005.