Acendimento instantâneo de lâmpadas

Quando acendemos uma lâmpada, não notamos nenhuma demora entre o instante de acionamento do interruptor e o instante de demora do acendimento da lâmpada.

À primeira vista, poderíamos imaginar que os elétrons se deslocam rapidamente pelo fio, já que a corrente parece atingir a lâmpada instantaneamente.

No entanto, essa conclusão apressada é falsa: a velocidade média dos elétrons é da ordem de mm/s. A corrente elétrica se estabelece rapidamente no fio inteiro porque as forças elétricas atingem os elétrons com a velocidade da luz.

Assim, quando acionamos o interruptor, os elétrons livres do fio inteiro começam a se mover praticamente ao mesmo tempo. Os elétrons do filamento da lâmpada, do interruptor e dos fios entram em movimento quase simultaneamente. Tudo se passa como se os elétrons fossem bolinhas amarradas num barbante; puxando o barbante, todas as bolinhas entram em movimento juntas.

Na verdade, essa idéia das bolinhas funciona como uma descrição do movimento médio dos elétrons. Se pensarmos em cada elétron livre isoladamente, o movimento é mais complexo: devido à agitação térmica, eles já têm movimento mesmo antes de a lâmpada ser acesa.

Em qualquer metal, os elétrons livres se movem com velocidades muito altas, da ordem de milhares de km/s. Chocam-se continuamente com os átomos, percorrendo trajetórias caóticas em ziguezague, mas seu deslocamento médio é nulo.

Quando é aplicada no fio uma diferença de potencial, os elétrons passam a avançar entre um choque e o próximo.

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Como provocar chuva artificialmente?

Existem dois tipos de nuvens: frias, cuja maioria tem temperatura abaixo de 0^o C e quentes, quase todas acima de 10^o C. Por isso, recebem tipos diferentes de bombardeamento. 

As quentes são bombardeadas por aviões com uma solução bastante concentrada de água e cloreto de sódio, o sal de cozinha. É que ele tem propriedades higroscópicas, isto é, atrai água. Por isso, aglutina várias gotículas que, com o peso, caem em forma de chuva. 

Já as nuvens frias são bombardeadas por aviões com iodeto de prata. Quando essa substância toca as poucas gotículas de água existentes, elas viram gelo. Esse rápido congelamento libera calor. Com o aquecimento, o ar quente sobe, causando uma corrente de vento, de baixo para cima, que suga mais ar para a nuvem. A umidade presente nesse novo ar condensa-se, aumentando cada vez mais a nuvem e provocando fortes chuvas.

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Por que um objeto lançado de um veículo em movimento não cai onde foi lançado?

Imagine-se num avião no céu. Você olha para baixo e vê lugares familiares, você está se aproximando da casa de seu amigo. 

Pensa que não seria má idéia mandar-lhe uma mensagem. Você rabisca rapidamente algumas palavras em sua caderneta, destaca a folha de papel, embrulha-a com algum objeto pesado, que para maior conveniência, chamaremos daqui por diante de “peso”, e atira-a logo que a casa de seu amigo esteja bem em baixo. Se você julga que ela cairá no jardim de seu amigo, está completamente enganado. Você errará  tão certo como dois e dois são quatro, mesmo que a casa de seu amigo esteja diretamente abaixo. Se você observasse o peso caindo, veria algo estranho. Enquanto cai, o peso continuará viajando sob o avião, como se estivesse atado por um fio invisível. E quando cair ao solo, errará o alvo por uma grande distância.

É uma nova manifestação da mesmíssima lei da inércia. Enquanto estava no avião, o peso se movia com ele. Mas, ao cair e separar-se do avião, ele não perde sua velocidade inicial. 

Continua a mover-se na mesma direção do avião. Ambos os movimentos, o perpendicular e o horizontal, combinam-se e, conseqüentemente, a carga traça uma trajetória curva, que a conserva sob o avião com a condição evidente de que a aeronave não se desvie do curso original ou voe com maior velocidade. 

De fato, o peso segue a mesma trajetória de um corpo lançado horizontalmente: uma bala disparada de um rifle apontado horizontalmente, por exemplo, traçaria uma trajetória em forma de arco que terminaria no solo.

Observe que tudo que mencionei acima seria válido se não existisse a resistência oposta pelo ar. Na realidade, ela impede tanto o movimento horizontal como o vertical, e o resultado é que o peso gradualmente atrasa-se em relação ao avião.

Num dia sem vento, um peso lançado de um avião voando a 100 km/h a uma altitude de 1.000 m cairá a uns 400 m do ponto que estava diretamente abaixo do avião quando o peso foi solto.

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Por que sentimos mais frio quando há vento?

Uma geada não fere tanto quando o ar está calmo quanto o faz quando há vento. Mas, qual é o motivo?

Apenas os seres vivos sentem mais o frio quando há vento. Não provoca a queda do termômetro. 

A primeira razão por que sentimos o frio tão agudamente num dia de vento resulta do fato de que o vento expulsa muito mais calor da face e do corpo, de maneira geral, do que em clima calmo, quando a camada envolvente de ar aquecido pelo corpo não é desalojada tão rapidamente por nova porção de ar frio. 

Quanto mais forte o vento tanto maior a massa de ar que entra em contato com sua pele em cada minuto e, consequentemente, tanto maior a quantidade de aquecimento retirado de nosso corpo por minuto. Só isto já é suficiente para sentirmos o frio.

Mas há, ainda, outra razão. Nossa pele sempre elimina um pouco de umidade, mesmo quando o ar está frio. Para transpirar precisamos estar aquecidos. Este aquecimento deriva-se de nosso corpo e da camada envolvente de ar. Quando o ar está parado, a transpiração é lenta, pois a camada de ar adjacente à pele está ainda saturada de vapor e com ar úmido, a evaporação não é tão intensa. Mas quando o ar circundante está em movimento e novas porções sucessivas entram em contato com a pele, a transpiração não é abundante, requerendo muito calor, que retira do corpo.

Quanto atinge o efeito refrescante do vento?

Depende da velocidade do vento e da temperatura do ar. Falando de maneira geral, é muito superior ao que normalmente se julga. Eis aqui uma demonstração da extensão em que um vento reduz a temperatura do corpo. 

Suponha que a temperatura do ar seja de 4^o C e que por enquanto, não haja vento. A temperatura superficial do corpo será 31^o C. Uma ligeira brisa de 7 km/h, na qual nem as folhas chegam a balançar esfriará a pele em 7^o C. 

Um vento capaz de fazer uma bandeira tremular, cuja velocidade é de 21 km/h, esfriará a pele em 22^o C, o que deixaria a temperatura superficial a 9^o C!

Consequentemente, para calcular o quanto uma geada nos afetará, não é suficiente acompanhar apenas a temperatura; também a velocidade do vento deve ser levada em conta. 

É por isso que as famosas geadas orientais da Sibéria estão longe de serem tão inclementes como podemos pensar, se comparados aos ventos europeus relativamente violentos. Pelo contrário, a Sibéria Oriental distingue-se pela quase completa ausência de vento, especialmente durante o inverno.

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