Contato Físico

A pergunta é "será possível um corpo tocar em outro?"

Êta, senta que lá vem história!!

A resposta a pergunta é NÃO.

Bem, irei usar aqui a visão micro da matéria, ou seja, pensarei a matéria formada de um conjunto de partículas que pode ser uma molécula, um átomo ou uma partícula subatômica.

Vejamos, se um objeto é feito de átomos, e sabendo que a periferia dos átomos são formados por elétrons, não podemos conceber que um objeto encoste em outro, apenas que os elétrons de um objeto aproximem-se dos elétrons do outro até que a repulsão impeça essa aproximação. Ora, se um elétron não toca em outro, então os objetos não se tocam, apenas o que percebemos é a interação (repulsão elétrica) entre os elétrons. Você pode até dizer "tocou" mas, de fato, não houve toque, apenas interação. Aqui, posso afirmar que o que houve foi a troca de informação entre os elétrons de um e do outro objeto. Essa troca de informação é percebida pelo que comummente chamamos de toque. Mas é só troca de informação. Ou seja, um elétron "enxergou" a presença do outro e foi isso que causou a repulsão elétrica. Em Física chamamos esse "enxergar" de Interação eletromagnética.

Veja, apresentei um modelo simples. Mas se for um pouco mais pretensioso, posso afirmar, também, que essa interação ocorre com uma troca de uma partícula, um fóton por exemplo. As ligações covalentes ocorrem depois que um elétron (a dita informação) é trocado com os átomos que formam a ligação. Isso cria estabilidade na ligação. Veja, estou dizendo, agora, que a partícula elétron é a responsável pela troca de informação entre os átomos. Nessa troca, os átomos se combinam para ficarem juntos, mediante a troca dessa informação. Um caso mais preciso ocorre com a troca de um píon pelos prótons e nêutrons do núcleo dos átomos. Nessa troca de um píon, os prótons e os nêutrons do núcleo combinam de ficarem juntos e isso dá a estabilidade de todos os átomos da natureza. A coisa é mais ou menos assim, um próton emite um píon e vira nêutron, o nêutron ao receber esse píon vira próton. A essa troca de informação damos o nome de Interação Forte. Alguns, para usar uma definição mais coloquial, dá o nome de Força Forte, definição que não me agrada e que não vou discutir o por quê.

Então, no mundo micro (ou visão micro) as partículas não se tocam. Elas trocam informação ou uma partícula. Do ponto de vista macro, você pode até acreditar no toque, mas o que se vê, quando batemos palmas por exemplo, é o efeito da repulsão elétrica entre os átomos da mão e do do som produzido pelo aumento rápido da velocidade do ar em volta. Percebemos também a transformação de energia potencial armazenada nas partícula em energia cinética das moléculas do ar. Esse efeito é percebido pelos ouvido com o que chamamos de som das palmas.

Mundo Concreto e Mundo Abstrato

Visão de Mundo

Mundo Concreto e Mundo Abstrato

Temos um problema grande no entendimento das teorias e modelos da Física. Tais modelos e teorias são representação da natureza. Contudo, alguns Estudantes acreditam que algumas idéias das teorias fazem, realmente, parte da natureza. O que vamos entender é que, sendo uma ideia, um objeto da Física newtoniana, por exemplo, não exite na natureza, somente nas nossas mentes.

Grosso modo, o mundo concreto é o mundo dos objetos que estão na natureza. Já o mundo abstrato, é composto pelos objetos (ideias) que estão na nossa mente.

Então vamos lá. O conceito de Força, não só faz parte da Física Newtoniana como também faz parte da linguagem cotidiana. Muitos Estudantes acreditam que existe força na natureza. De fato não existe. Força só existe na Teoria Newtoniana, portanto é um objeto do mundo abstrato. Ou seja, só existe nas nossas cabeças. O que tem que ficar claro é que a ideia de força se presta para explicar os fenômenos da natureza mas não existe na natureza.

Vou tentar expor as várias explicações (ou ideias) que existem para o comportamento de um objeto próximo a superfície da Terra. Por exemplo, a queda de uma caneta.

Teoria dos quatro elementos

• De acordo com os gregos (400ac) o mundo é composto por quatro substancias:

fogo, ar, água, terra (no sentido horário)

O Fogo é o elemento que fica na posição mais elevada e a terra o que fica abaixo de todos. A água fica sobre a terra e o ar sobre a água. Portanto, a queda da caneta deve-se ao fato de ela ter mais os elementos terra e água. Como todos os objetos (segundo essa teoria) tendem a voltar para seu lugar de origem, a caneta, na verdade está voltando para perto do elemento terra pois sua composição maior é de terra. Caso o objeto flutue, como um belão por exemplo, este fenômeno ocorre porque o objeto é formado mais por ar e fogo.

• De acordo com Galileu, todos os corpos que estão próximos a Terra, ficam sob o efeito da sua "aceleração da gravidade" ou "aceleração gravitacional". Portanto, como essa aceleração tem sentido para baixo, todos os corpos devem se deslocar nesse sentido quando estão próximos a superfície terrestre.

• Já Newton, afirma que o agente responsável por fazer os corpos caírem é a força gravitacional. Simples não?
• Pará Leibniz, existe uma diferença de potencial gravitacional entre o ponto mais alto e mais baixo. Como todo corpo tende a se deslocar de um ponto de potencial maior para um ponto de potencial menor, a caneta cai porque está indo para o ponto de potencial menor, ou seja, para o ponto de energia potencial mais baixo.
• Para Einstein, os corpos caem porque existe uma curvatura no espaço-tempo (um buraco) causado pela presença da Terra no espaço-tempo. O que realmente vemos é a caneta caindo nesse buraco pois a Terra cria essa curvatura em sua volta. Complexo não é?

Bem gente, só ai acabamos de ver 5 (cinco) ideias completamente diferente para explicar o mesmo fenômeno (a queda da caneta). Então? Qual das cinco é a mais "verdadeira"? A resposta é nenhuma. Afinal são ideias, ideias servem para explicar os fenômenos, não fazem parte da natureza e sim do mundo das ideias, do mundo abstrato. Entendeu? Existem várias ideias para explicar os fenômenos da natureza. A termologia e a Teoria Cinética, grosso modo, estudam os mesmos fenômenos, mas são teorias diferentes, são ideias diferentes. O problema é que os livros didáticos não separam as duas teorias. Explicam os temas usando as duas teorias ao mesmo tempo e isso confunde os Estudantes. Um exemplo típico disso é o conceito de temperatura. Na Termologia, temperatura é a medida da energia térmica, já na Teoria Cinética é a medida da energia cinética média das partículas que formam o corpo. Claro que percebemos que o conceito de energia térmica (visão macro) nada mais é do que a energia cinética médias das partículas do gás (visão micro). Mas se o autor do livro não separa esses conceitos, o estudante que está entendendo a termologia pode usar o conceito de temperatura da teoria cinética sem se dar conta desse fato. E isso é alienante, apavorante!

Ok, vamos continuar com o nosso bla bla bla café!

Não podemos afirmar que força existe na natureza. Podemos afirmar que ela existe dentro da Mecânica Newtoniana (ou mecânica clássica) e dentro do mundo abstrato.

Modernamente, aceitamos que o mundo é feito de partículas (átomos, moléculas, partículas subatômica, fótons etc.). Assim, esse modelo da matéria parece pertencer ao mundo concreto. Posso afirmar então que a Teoria Cinética (que trata o mundo como formado por partículas) é mais próximo da realidade da natureza do que a Termologia (que trata a matéria de forma macro, cuja energia é vista como um fluido). Por isso a discussão sobre o conceito de calor na postagem abaixo.

Tratamento Macro e Micro da Matéria

Formas Macro e micro de  tratar a matéria

Podemos afirmar que a Física trata a matéria de duas formas: macro ou micro.

Na visão macro da matéria, tratamos as grandezas de forma fluida. Por exemplo, na termologia, a energia é tratada como se fosse um fluido. Assim, quando dizemos que energia (calor) passou de um corpo para outro, estamos tratando a energia (calor) como um fluido. No caso das onda eletromagnéticas, quando dizemos que ela transporta energia, estamos considerando a energia transportada pela onda como um fluido.

Na visão micro, quando falamos em transmissão de energia por condução, devemos pensar que a energia de movimento das partículas (energia cinética) é transmitida de uma partícula para outra por interação. Já na transmissão por irradiação (ou simplesmente radiação) é transmitida de um corpo para outro através da radiação infravermelha. Ou seja, os fótons de energia (visão micro da matéria que a trata como sendo formada por partícula), são os portadores da energia transmitida. A teoria cinética dos gases trata a matéria como partículas, portanto é uma visão micro da matéria.

Para esclarecer mais o tema veja:

Considerando a água, do ponto de vista macro, ela é um fluido. Do ponto de vista micro, ela é formada por partículas que chamamos de moléculas de água ou H2O.

O Problema com o Conceito de Calor

O conceito de calor é útil, inútil ou complexo?

O calor é definido, na Termologia, como "energia térmica em transito". Portanto, toda forma de energia em transito é calor.

Observe a figura que apresenta o espectro eletromagnético ou radiação eletromagnética.

Vamos lá para o problema em questão.

Podemos afirmar que só existem duas formas de energias no universo a cinética e a potencial (visão micro da matéria).  Assim, a definição de calor (visão macro da matéria), na verdade, é uma nova denominação para a energia cinética. Cabe pensar se essa nova denominação é necessária ou confusa.

Antes de começar, vamos entender como as radiações solares interagem com a atmosfera terrestre:

O Sol emite no espaço as seguintes radiações:

1. Ondas de rádio
2. microondas
3. Infravermelho (IV)
4. visível
5. Ultravioleta (UVA, UVB e UVC)
6. Raios x
7. Raios gama

• As radiações ionizantes (raio gama, raio x, UVC e UVB) são absorvidas pela atmosfera gerando a camada denominada ionosfera (camada de gás ionizado pela radiação ionizante).
• As radiações UVA, visível e um pouco da IV atravessam a atmosfera chegando ao solo. Portanto são estas as radiações responsáveis pelo aumento de temperatura do solo terrestre
• As Ondas de rádio e microondas são refletidas na atmosfera e voltam para o espaço.
• Mais um detalhe importante a se notar é: toda matéria do universo emite, no mínimo, radiação infravermelha. Toda! Quanto maior é a temperatura do corpo, mais radiação IV é emitida pelo corpo.

Apos tais considerações, vamos usar, por exemplo, o caso do Efeito Estufa. As radiações eletromagnética que chegam ao solo (na sua maioria radiação visível) após serem absorvidas pelo solo, aumentam a sua temperatura. Então, o solo começa a devolver esta radiação na forma de IV para o espaço. Se, ao atravessar a atmosfera, a radiação encontra gás carbônico, ela é absorvida pelo gás e aumenta a temperatura dessa massa gasosa.

Agora vamos explicar o Efeito Estufa usando a definição de calor:

O calor que vem do sol atravessa a atmosfera, é absorvido pelo solo e é devolvida para  o espaço. Se o calor encontrar uma massa de gás carbônico, ele será absorvido e a massa gasosa sofrerá aumento de temperatura. 

Agora, de posse das duas explicações, comente tomando partido por uma ou outra.