Não voltamos do outro lado do mundo de mãos vazias. Diferente da nossa Seleção de futebol, que não conseguiu chegar à semifinal na Copa, outros craques, um pouco mais jovens, ganharam lugar de destaque para o Brasil frente no torneio internacional de física.
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Na última semana, cinco estudantes brasileiros conquistaram a medalha de prata no IYPT (Torneio Internacional para Jovens Físicos, em inglês International Young Physicists’ Tournament) que aconteceu em Pequim na China entre os dias 19 e 26 de julho. Eles trouxeram o Brasil para o quinto lugar no ranking internacional da competição, ficando a uma posição de disputar a final, que é realizada entre os quatro melhores: neste ano, a delegação de Singapura, da China, da Alemanha e da Coreia.
O Brasil ficou à frente de competidores tradicionais como a Suécia em 6o lugar, a Polônia em 8o, a Rússia em 21o e os Estados Unidos em 29o. Já é a quarta vez que o Brasil consegue destaque na competição ao ser premiado com a medalha de prata.
Não vale copiar do coleguinha!
Os conteúdos que os nosso estudantes precisaram responder não são para qualquer um.
As questões, que representam problemas extremamente complexos, podem até ter uma cara cotidiana, mas eles não são nada disso. O professor de física Ibraim Rebouças e monitor de Olimpíadas no Colégio Objetivo dá as resoluções de alguns problemas que os alunos tiveram de responder:
É sabido popularmente que o mostrador de uma balança muda se houver no prato uma ampulheta em funcionamento. Como?
Resposta: «Na verdade, a balança mede a força normal que um corpo aplica sobre ela. A conversão é feita uma vez que se conhece a aceleração da gravidade local e assume-se que os corpos sejam sustentados apenas pelo prato da balança. No caso de uma ampulheta, quando a areia começa a fluir, a porção em queda livre não é mais sustentada pela balança. Logo, o valor da massa indicado será menor que o real. Quando o fluxo de areia chega ao fundo, ele transfere momento ao sistema. As forças voltam a se equilibrar até que a última porção deixe o recipiente superior: situação na qual a transferência de momento não é mais balanceada pelo desacoplamento de areia, portanto, o valor indicado será maior que o real. Desse modo, surgem dois picos no valor mostrado pela balança: um logo no início, de valor menor que a massa do sistema e um ao final, de valor maior que a massa real.»
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Quando um canudo é posicionado em um copo com bebida gaseificada, ele pode se movimentar para cima, às vezes
chegando a cair do copo. Como isso acontece e quais são as condições para que ele caia?
Resposta: «A concetração de gás dissolvido em um líquido é função da sua temperatura e pressão. Quando um líquido em recipiente fechado, como, por exemplo, uma bebida carbonada, tem a sua tampa aberta, a pressão cai e a concentração de gás suportada diminui. Assim, formam-se pontos de nucleação de onde surgem bolhas que flutuam até a superfície. Essas bolhas podem se prender a objetos por meio de forças de adesão. Caso o canudo tenha um número de bolhas, cujo empuxo somado seja maior que seu peso e eventuais forças de atrito com o recipiente, ele irá se erguer. Durante esse movimento, é preciso levar em conta outras forças atuantes, como a viscosidade, por exemplo.»
A recente mania da internet, conhecida popularmente como ‘desafio da garrafa’, refere-se ao lançamento de uma garrafa plástica parcialmente preenchida com água, de modo que ela realize um ‘salto mortal’ e pouse sobre uma superfície horizontal em posição vertical e estável. Quais são as condições para um lançamento bem sucedido?
Resposta: «Quando uma garrafa, parcialmente preenchida com líquido é lançada, ela pode cair na posição vertical desde que o centro de massa do líquido esteja alinhado com o centro de massa da garrafa e seu eixo principal no momento da queda – e que eventuais reflexões do líquido e da garrafa não sejam suficientes para desequilibrá-la.»
Pegue uma garrafa fortemente resfriada e coloque uma moeda em seu gargalo. Ao longo do tempo, você poderá ouvir um barulho e ver a moeda se movimentar. Explique o fenômeno e investigue como os parâmetros afetam a “dança” da moeda
Resposta: «Pressão volume e temperatura são variáveis interdependentes em um gás. Um gás resfriado, sob mesma pressão, terá densidade maior. Desse modo, quando uma garrafa aberta é resfriada, há um fluxo de ar para seu interior. No momento em que essa mesma garrafa é posta a temperatura superior, haverá um fluxo de calor para a garrafa e seu conteúdo. Assim, a densidade de gás em seu interior irá aumentar. Se a garrafa estiver aberta, a pressão não varia e parte do gás irá escapar. Como a saída do ar é bloqueada por um objeto, no caso é uma moeda, ele não consegue escapar e a pressão começa a subir. Quando a pressão do gás supera aquela exercida pelo peso da moeda, ela começa a se mover, dando início à ‘dança’. Durante o movimento da moeda, o fluxo de ar faz com que a pressão não seja mais capaz de equilibrar o peso da moeda e ela retorna para a posição inicial. Esse movimento se repete com um período cada vez maior até que cesse, em decorrência do fluxo de calor do meio externo ser incapaz de elevar a pressão o suficiente para mover a moeda. «
A equipe foi formada pelos garotos das cinco melhores equipes na competição nacional. Vinicius de Alcântara, do Colégio Arena em Goiânia, Gabriel Trigo e Bruno Piazza do colégio Etapa em Valinhos, Victor Cortez do Colégio Ari de Sá Cavalcante em Fortaleza e Guilhermo Costa do Colégio Objetivo Integrado em São Paulo foram os bravos estudantes que representaram o Brasil.
Para o professor de física do Colégio Objetivo, Ibraim Rebouças, “essa disputa é o que há de mais próximo do trabalho científico e da engenharia para os alunos do ensino médio”. Segundo o professor, “Eles trabalham em problemas que muitas vezes não foram solucionados, e devem não apenas explicar, mas também serem capazes de reproduzir e tirar dados conclusivos dos experimentos. Além disso, precisam desenvolver capacidade de oratória e debate em inglês, frente a uma bancada de jurados de vários países. Não é fácil, mas eles conseguiram preencher todos esses requisitos de maneira impressionante.”
A preparação começa um ano antes, quando é definida a equipe a partir do torneio nacional e são publicadas as questões do torneio internacional, para o qual os alunos devem apresentar as suas soluções. Para Guilhermo, uma das principais dificuldades foi conseguir encontrar o tempo para treinarem juntos. Uma vez que a comissão brasileira reuniu estudantes de diversos estados, foi difícil encontrar o tempo e o treino era todo feito pela internet.
Victor Cortez lembra que “a principal forma de estudo são artigos científicos publicados pelo mundo inteiro sobre o tema que estamos investigando. Como são problemas da física que ainda estão em aberto, é muito raro encontrar algo nos livros. Os livros são utilizados, principalmente, para fundamentar os argumentos”
