A Gravidade é a Lei!

Foi excelente a discussão que tive nessa manhã com meus alunos da 8ª série sobre a Força da Gravidade.
Algumas das idéias que discutimos em aula são de um nível bem aprofundado, que apenas em alguns cursos superiores eles são abordados...Obviamente que em 1 aula (na verdade em 20 min) não dá para atingir um nível universitário... E nem é esse o objetivo de minhas aulas! Contudo, curiosidade nao tem limites, Por isso viajamos um pouco por alguns assuntos "pesados" (sem trocadilhos com a gravidade, ok?)

Muito bem: uma breve pesquisa na web revela que a gravidade, seu entendimento e efeitos fascina!
Para compreendermos seu significado e atuação, discutimos em sala inicialmente suas propriedades mais fundamentais. Relato-as resumidamente abaixo:

É uma força atrativa  (puxa e não empurra)

É uma propriedade da massa (matéria atrai matéria)

Atua a distância (não precisa de contato)

Tem a mesma intensidade em todas as direções  (aponta para o centro dos objetos)

Depende da “altura”  (distância até o centro)
    Quanto mais longe, menor a força

Depende da massa dos objetos
   Gravidade do Sol  é maior que da Terra

Essa idéias foram organizadas e apresentadas por Isaac Newton, pai da física moderna que viveu no século XVII. Como elas são aplicadas a quaisquer corpos no universo, chamou-a de Lei da Gravitação Universal. Dizem as lendas que ele teve essa compreensão quando uma maçã caiu em sua cabeça...

Experimentamos diariamente a força da gravidade pois ela é a força que nos mantêm presos ao planeta Terra. E ao soltar qualquer objeto, ele é atraido por ela (cai em queda "livre" = movimento em direção ao chão onde não há atuação de nenhuma outra força alem da Força da Gravidade - portanto, não é assim tão livre...).

Pense um pouco e responda abaixo: se todos os corpos possuem uma força que atrai outros corpos, porque não vemos o teclado de nosso computador ir em direção ao nosso corpo??
(SUS)PENSE!!!!

Para saber mais a fundo sobre a gravidade, clique aqui  e aqui (com contas!).

Recomendo assistir ao episódio Gravidade da série O Universo - segue o video (do youtube):



Bem, a partir dessas idéias a coisa começa a ficar boa: apesar de aparentemente simples, os físicos não compreendem até hoje o que origina a gravidade - e esse é um dos mistérios da Física que impulsiona o estudo de inumeros cientistas pelo mundo. Um dos "caras" a pensar sobre isso foi Einstein. Em 1905 ele apresentou ao mundo sua visão do que a gravidade é (e por esse trabalho, ganhou 1 dos 5 prêmios Nobel que conquistou):

A figura acima ilustra como Eintein entendia a gravidade: a massa de um corpo (como a Terra, acima) produz uma deformação no espaço-tempo (entenda isso como "o nosso universo"). A deformação é um tipo de "ralo cósmico" que aprisiona qualquer outro corpo que passar por perto... Abaixo tem a representação do que fizemos em sala, com um lencol e algumas bolinhas:

Pois bem: nosso universo (portanto) é todo deformado devido a presença de inumeros objetos massivos (como estrelas, planetas,etc). Até nós criamos essas deformações no espaço ao nosso redor (você consegue vê-las?? Falamos sobre isso na aula e esse é um dos truques que os físicos tentam descobrir....)

OBS.: Só para meus colegas físicos não me xingarem... tais deformações em nosso espaço-tempo de 4 dimensões só podem ser compreendidas se considerarmos um universo de 11 dimensões (algo inimaginável!!!! porem totalmente coerente com a "matemágica" envolvida e estudada pelos grandes centros de pesquisa...)

Tais deformações dependem da massa: quando maior a massa, maior a deformação. Seguindo essa idéia, um corpo com massa infinita irá deformar tanto o espaço ao seu redor que pode criar um "buraco" no universo - essa á definição de um buraco negro! E esse buraco é tão profundo que engole tudo o que passar por perto dele - inclusive a luz!

Nesse momento, um aluno gritou la "Luz é massa!"
Excelente!!! (exclamei!)
Pois de fato pode ser... depende de como olhar a  luz, ela se comporta como uma partícula, chamada de fóton (e portanto, como se fosse matéria). A maior prova é seu comportamento em um buraco negro...Mas isso é uma outra (loooonga ) história...


A Imagem abaixo compara a deformação espacial causada pela gravidade de alguns astros celestes:

ATENÇÃO: há uma diferença (bem simples mas importante) entre MASSA e PESO!

Massa é uma quantidade de matéria que compõem um corpo. Ela ocupa um certo volume, em qualquer lugar do espaço.
Peso ou Força Gravitacional é uma força, definida pela 2ª Lei de Newton (F=ma):
Fg = P = m g    , onde g é a aceleração da gravidade, que depende de cada planeta - na terra ela vale 9,8m/s2.   Na Lua , um corpo celeste bem menor que a Terra, vale 1,6m/s2  e em Jupiter, 30m/s2.

Como massa e peso são grandezas físicas diferentes, devemos usar instrumentos físicos diferentes para medi-las. Massa medimos com uma balança (instrumento que COMPARA quantidades de matéria com um padrão, medidos em quilogramas - kg);  Peso é medido como uma força, com um dinamômetro, em Newtons.   Se você naão faz idéia do que sejam esses aparelhos, pergunte ai em baixo que eu respondo....)

Então, quando você sobe em uma balança para medir o seu peso,  você está comentendo um dos inúmeros erros de linguagem!!! Pois BALANÇA MEDE MASSA. Sendo assim, você não estaria se pesando, mas sim se "massando"...


Portanto responde ai: se voce quiser emagrecer, o que deve fazer?? (a resposta pode ser visitar um de seus colega que vive em outros planetas....)



Isso tudo parece uma grande "viagem" - de certa forma é pois não conseguimos comprovações de muitas das idéias necessárias para compreender a gravidade assim. A Gravitação é uma das 4 forças fundamentais da natureza, e reponsável por manter essa "Dança do Universo" (parafraseando Marcelo Gleiser)... sem ela talvez nosso universo nem existisse...

Eintein esteve me Sobral, no Ceará, em 1919 (ao lado) para observar a luz de estrelas conhecidas durante um eclipse solar para poder comprovar sua teoria. Adivinhem o que aconteceu... clique aqui para saber mais sobre essa história. (reportagem da Folha). Aqui também tem um resumo dessa ilustre visita.


As idéias de Einstein sobre gravidade influenciaram muitos contemporaneos, como Salvador Dalli, que captou essas idéias e as reproduziu na famosa obra abaixo "a persistência da memória", de 1931.

“A gravidade, deduziu, era uma deformação do espaço e do tempo, e ele apresentou as equaçoes que descrevem como a dinâmica dessa curvatura resulta da interação entre matéria, movimento e energia. Ela poder ser descrita recorrendo se a outro experimento mental. Visualize uma bola de boliche rolando sobre uma superficie bidimensional de uma cama elástica. Depois, role algumas bolas de bilhar. Elas se movem na direção da bola de boliche, não por exercer alguma atração misteriosa, e sim pelo modo como ela curva a superficie da cama elástica. Agora, imagine isso acontecendo no ambiente quadrimensional do espaço tempo.

Está bem, não é facil, mas por isso que não somos Einstein e ele era.”

Extraído de Einstein – Sua Vida, Seu Universo do escritor Walter Isaacson.

Recomendo, para finalizar, assistir ao vídeo "Mistérios do Universo  - Gravidade", da BBC, apresentada pelo físico Brian Greene - IMPERDÌVEL!!!



Só para "pegar leve" um pouco (heheh) ai vai uma brincadeirinha sobre a força da gravidade. MAS CUIDADO!! Sua reprodução em casa é extremamente perigosa e pode trazer efeitos não planejados! NAO FAÇA ISSO EM CASA!