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Conexões 5G são prejudiciais à saúde?

Alguns programas de TV no Brasil noticiaram um caso em que centenas de aves foram encontradas mortas, caídas em um parque da Holanda, em 2018, provavelmente devido a um teste realizado com antenas que usavam a nova tecnologia de conexão 5G. Uma hipótese levantada por algumas pessoas foi que o coração das aves teria sido afetado pelas ondas eletromagnéticas emitidas durante o teste. Essa hipótese é no mínimo estranha. As ondas 5G operam realmente em frequências mais altas do que as usadas em conexões do tipo 3G ou 4G, mas será que isso poderia mesmo ter causado alterações no coração dos pássaros?
O que é 5G?
O 5G é o próximo passo evolutivo para a banda larga sem fio, que pretende elevar, e bastante, a velocidade de conexão e  a quantidade de usuários simultâneos, além de permitir uma taxa muito maior de transferências de dados.
As redes atuais no Brasil são capazes de fornecer uma velocidade média de conexão de aproximadamente 33 Mbps. Acredita-se que o 5G será capaz de fornecer velocidades 50 a 100 vezes maiores, podendo alcançar até 10 Gbps.

Morte dos pássaros
A misteriosa morte de pássaros ocorreu de fato em um parque da cidade de Haia, na Holanda, com comprovações de relatos e imagens. Veja uma das fotos de um site holandês na época do acontecimento.
O governo municipal de Haia, em seu site, afirmou que as aves começaram a morrer em 19 de outubro de 2018. Traduzi um trecho da nota. Leia:

“Entre sexta-feira, 19 de outubro e sábado, 3 de novembro de 2018, foram encontrados 337 estorninhos mortos... O município não descarta a possibilidade de que as aves tenham sido envenenadas..."

O teste 5G matou os pássaros?
Ainda é desconhecida a causa da morte das aves, mas o governo municipal de Haia descartou também a alegação de que as aves morreram devido ao teste 5G, e disse que nenhum teste desse tipo ocorreu no local nas datas em que se verificaram as mortes.

A Holanda de fato realizou um teste usando 5G em 28 de junho de 2018, mas nenhum pássaro morreu em decorrência das emissões das ondas durante ou logo após esse teste. Na verdade, as aves só começaram a aparecer mortas, como informa a nota do governo de Haia, 4 meses depois, em outubro de 2018.

Radiação Não Ionizante
As radiações não ionizantes estão a todo momento à nossa volta. São ondas eletromagnéticas como a luz, ondas de rádio, TV, celular, micro-ondas, e WiFi. No espectro eletromagnético, as ondas de 5G, com frequência de 3,5 GHz, estão próximas das micro-ondas, e bem distantes das radiações ionizantes, que são as ultravioletas, os raios X, e os raios gama (radiações nucleares), cujas frequências são bem maiores. Veja:    
Espectro eletromagnético, mostrando a localização das ondas 5G. 
Vamos proibir o 5G?
Eu entendo, pelo que li, que não há motivo para preocupação exagerada sobre os prováveis efeitos nocivos das ondas 5G à nossa saúde, mas não foi, por exemplo, o que pensaram os deputados Marcius Machado, e Nilso Berlanda, ambos do PL-SC, ao elaborarem um projeto de lei que, se fosse aprovado, iria fazer vigorar em todo o estado de Santa Catarina a proibição de testes com o 5G. Vejam a justificativa usada por eles:

Notem que há uma citação a Albert Einstein, sobre a importância das abelhas. A afirmação do grande físico é correta quanto ao futuro da humanidade, caso as abelhas sejam extintas, mas sabemos hoje que a maior causa da morte de abelhas se deve ao uso indiscriminado de agrotóxicos. Então penso que os nobres deputados poderiam elaborar projetos contra esse problema maior e real.
O texto do projeto de lei também cita o Dr. Lair Ribeiro, um médico envolvido em polêmicas discussões a respeito de seus métodos e conclusões pessoais sobre diversos assuntos de saúde. O mais recente deles foi sobre o jornalista Marcelo Rezende, que durante a luta contra o câncer, resolveu abandonar a quimioterapia e adotar a dieta cetogênica recomendada pelo Dr. Lair, segundo a qual, simplesmente cortando-se os alimentos com açúcar e carboidratos, as células com câncer também não teriam como se alimentar e morreriam.
O fato é que ao mesmo tempo em que os deputados provocam uma confusão de ideias, acabam chegando a conclusões no mínimo precipitadas e sem fundamentos científicos, com o suposto intuito de proteger os cidadãos catarinenses (e por que não dizer, do mundo). 
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O espectro de som audível

Assim como ocorre com as ondas eletromagnéticas em que apenas uma estreita faixa do espectro de frequência pode ser vista pelos nossos olhos, no caso das ondas sonoras, um ser humano com audição normal pode escutar somente frequências entre 20 Hz e 20.000 Hz. Frequências menores são chamadas de infrassom, e maiores de ultrassom.
O infrassom pode se propagar por longas distâncias, pois é menos sujeito às perturbações ou interferências. Infrassons podem ser produzidos pelo vento e por alguns tipos de terremotos. Os elefantes são capazes de emitir infrassons que podem ser detectados a uma distância de 2 km.
O ultrassom é usado em muitos campos. Dispositivos ultrassônicos são usados para detectar objetos e medir distâncias. A ultrassonografia é usada na medicina, e em testes não destrutíveis, para detectar falhas em produtos e estruturas. 
É bom ter uma noção dos tipos de ondas, suas aplicações e seus possíveis efeitos sobre nosso corpo e nossa saúde. Em um mundo cada vez mais dependente destes recursos, é importante saber identificá-las e distinguí-las.

 O video a seguir mostra os sons que nossos ouvidos podem captar, iniciando com a frequência de 20 Hz e indo até 20.000 Hz. Aumente o volume e teste para ver se consegue ouví-las do começo ao fim. No teste que eu fiz, só usando o som do notebook, não consegui escutar as frequências iniciais, mas depois que adaptei uma caixinha com amplificador ficou mais fácil ouví-las. Por isso, não se preocupe se também não ouvir as frequências iniciais e finais, pois pode ser uma limitação do seu sistema de som. 

Fontes:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Infrassom
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ultrassom
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Práticas experimentais

Uma das coisas que tenho feito mais frequentemente no novo modelo de escola em tempo integral, na qual comecei a trabalhar este ano, são as práticas experimentais, essenciais para ajudar a entender melhor um determinado conceito de Física.
Galileu Galilei (figura) é considerado o precursor do chamado Método Experimental, que contribuiu para que muitas teorias ganhassem credibilidade. O que era visto e verificado na prática pelas pessoas era mais fácil de ser discutido, entendido e posteriormente aceito.
Alunos meus realizando experimento com gerador de pulsos com frequencímetro e luz estroboscópica, que pisca na mesma frequência do pulso, e ilumina de cima a cuba de água, projetando na placa abaixo a imagem da onda. A sincronicidade entre os pulsos e a luz permite que a imagem da onda fique estática, possibilitando desta maneira a medida do comprimento de onda, o cálculo da velocidade de propagação, a visualização de pontos de interferência destrutivas e construtivas, reflexão, refração e difração das ondas.
Nas outras escolas que lecionei eu ia raras vezes ao laboratório, privilegiando o conteúdo teórico exigido nos exames vestibulares.
Também de olho no que é cobrado nestes exames, a esmagadora maioria das escolas particulares acaba adotando procedimentos no ensino de Física que só contribuem para fazer com que esta disciplina se torne uma das matérias consideradas menos interessantes pelos alunos, resumindo-se a um amontoado de fórmulas que devem ser decoradas e aplicadas a exercícios muitas vezes desvinculados de um sentido prático evidente.
Alunos de minha escola realizando experiência com o Anel de Gravesande. Aquele em que uma esfera passa por um anel quando está fria, e não passa quando está quente. Conceitos de dilatação volumétrica.
Teorema de Tales na prática
Durante esta semana que se passou, resolvi realizar na aula de Práticas Experimentais, com os alunos da 2ª série do Ensino Médio, a experiência de medir sombras de objetos colocados na vertical, a fim de determinar a altura desconhecida de um deles, geralmente o daquele que seria mais difícil de medir diretamente, como por exemplo a altura de uma árvore. Aproveitei o dia ensolarado e falei primeiramente a eles sobre a teoria envolvida, e da aplicação do Teorema de Tales. Eles estavam interessados, pois iríamos logo sair da sala para realizar as medições, e então contei um pouco sobre a história que alguns livros se referem sobre um problema que teria sido proposto para ver quem conseguiria medir a altura de uma pirâmide do Egito. Diz a lenda que Tales teria usado seus conhecimentos de geometria para solucionar o problema.
Fiz na lousa um desenho de duas retas concorrentes e várias paralelas passando por elas, formando um ângulo de 90º com uma das concorrentes.
A seguir, conto para eles que Tales, em aproximadamente 600 a. C. teria medido várias distância e notado que havia uma proporção entre lados correspondentes dos triângulos formados. Coloco alguns valores fáceis de calcular, para que eles entendam bem (figura).

Também provoco os alunos, dizendo a eles que provavelmente naquela época já deveria haver aquelas pessoas que adoravam ficar pensando e falando:
Mas para que vai servir isso?

 Na verdade, quando fazemos a relação do que Tales havia descoberto, com o problema do cálculo da altura da pirâmide, temos um belo exemplo de como uma descoberta teórica pode ser usada até mesmo bem posteriormente para decifrar um problema prático.
Eu sempre ensino este assunto no começo de Óptica Geométrica, pois está relacionado com a propriedade da propagação retilínea da luz, um dos fundamentos da Física Clássica. Como sabemos, pela pequena dimensão de nosso planeta em relação ao sol, os raios de luz solar chegam à Terra paralelamente uns em relação aos outros. Tales, sabendo disso, teria ido ao deserto e montado o esquema indicado na figura ao lado.

 Após contar a história e explicar o método aos alunos, saímos no estacionamento da escola onde havia uma grande árvore, e cuja sombra estava inteira no solo, sem obstruções para que pudéssemos medir seu comprimento. Medimos antes o comprimento e a sombra de uma caneta colocada na vertical, e através de cálculos obtivemos a altura da árvore.

 A prática em si é muito simples, mas acredito que o fato de ter levado os estudantes a executá-la é um recurso didático que faz com que eles gravem melhor até mesmo a fórmula que eu passo para que eles também resolvam alguns exercícios. Veja:
 Normalmente a variável desejada é aquela mais difícil de ser medida diretamente (H)
Conteúdo de vestibulares: um inimigo da boa Física 
Os vestibulares, e as estruturas que definem os conteúdos programáticos de Física a serem ensinados e seguidos nas escolas de Ensino Médio, não poderiam continuar exigindo que os professores ficassem presos a métodos tão desestimulantes de ensinar esta matéria. Não sei como poderia ser feito, mas se a maneira de cobrança nos exames fosse alterada de algum modo, privilegiando outras formas de medida do conhecimento prático adquirido pelos alunos, a Física talvez pudesse ser considerada como uma das mais interessantes de serem aprendidas.  
Falo isso por experiência própria. No laboratório da minha escola, um dos melhores e mais bem equipados dentre os que conheci nas escolas onde dei aulas, durante um tempinho do intervalo do almoço, quando aproveito para testar experimentos de óptica, mecânica, eletricidade, ondas, ou termologia, alguns alunos, muitas vezes do Ensino Fundamental, entram e ficam querendo saber e entender o que estou fazendo, e quando eu explico de maneira simplificada, eles se interessam bastante, e outro dia notei até que alguns ficaram maravilhados quando viram uma simples imagem de uma pequena lâmpada de um canhão de luz projetada por mim na parede. A curiosidade é inerente às crianças, e isso deve ser sempre incentivado por quem gosta de ensinar.
Alunos meus, do Ensino Médio, durante o experimento de estudo de uma esfera de aço em queda livre. Os sensores fotoelétricos captam os instantes em que a esfera passa pelas marcações de posição, e através de uma interface ligando os sensores ao notebook, os dados de tempo são coletados em um cronômetro.
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Uma boa questão sobre Efeito Doppler

Um assunto que eu considero muito interessante na Física é o Efeito Doppler. Não é difícil encontrar alguém que já tenha notado a diferença entre a frequência do som ouvido quando uma fonte sonora está se aproximando, e quando está se afastando de nós. Um exemplo são os carros de Fórmula 1. Um observador que se encontra na arquibancada percebe nitidamente que o ruído se modifica após o carro ter passado por ele. Ouça no vídeo:


Simulação do Efeito Doppler. Fonte: Wikipedia
As frentes de onda, quando estão se aproximando, chegam mais compactadas, fazendo com que se perceba um ruído mais agudo, e quando se afastam, chegam mais espaçadas, e aí percebemos um ruído mais grave.

Parte matemática
A explicação do efeito é relativamente simples. O que é um pouquinho complicado de entender é quando entramos na parte dos cálculos, para determinar o valor das frequências no caso em que somente a fonte sonora ou somente o ouvinte se movimenta, ou no caso mais difícil, quando ambos, fonte e ouvinte se movimentam. A fórmula geral é esta:


Em que:

Fo = Frequência percebida pelo ouvinte
Ff = Frequência da fonte sonora
V  = Velocidade do som
Vo = Velocidade do ouvinte
Vf = Velocidade da fonte sonora

Os sinais de + ou de -  da fórmula devem ser escolhidos seguindo uma convenção em que se considera a orientação positiva SEMPRE no sentido do ouvinte para a fonte sonora. 

Uma boa questão
Recentemente fiz uma prova do Governo do Estado de São Paulo, elaborada pela Vunesp, que serve como parte do processo de Promoção por Mérito do Magistério Paulista.  
Uma das questões envolvia o Efeito Doppler. Veja:

Vou mostrar aqui minha solução. 
Considere duas situações:

Situação 1)
Móvel (fonte sonora) F se aproximando do Caminhão (ouvinte) O:

Neste caso, como comentei acima, a orientação positiva é adotada no sentido da direita para a esquerda da figura abaixo, isto é, do caminhão para o móvel. (SEMPRE do ouvinte para a fonte)


Sabendo que 72 km/h corresponde a 20 m/s,  a fórmula fica:
      (Equação 1)


Situação 2)
Móvel (fonte sonora) F se afastando do Caminhão (ouvinte) O:

A orientação positiva é agora adotada no sentido da esquerda para a direita na figura. (SEMPRE do ouvinte para a fonte)
Como a questão informa que neste caso a frequência percebida pelo ouvinte (Fo) é a metade da frequência da situação 1, a fórmula fica:
   (Equação 2)

Dividindo-se a (Equação 1) pela (Equação 2), obtêm-se:







Assim sendo, a alternativa correta da questão é a (E).

Fontes:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Efeito_Doppler
Física, Ciência e Tecnologia. Vol 2. Editora Moderna
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Skimboard e a reflexão de ondas na Praia de Sununga

O Skimboard é um esporte que está evoluindo muito no Brasil e no mundo. Trata-se de uma modalidade de surf, mas as pranchas são um pouco menores e mais leves e sem as quilhas (foto). Os surfistas partem correndo da areia em direção ao mar, e quando atingem as ondas realizam as manobras.  Uma praia brasileira está se tornando famosa por ser considerada um dos paraísos mundiais deste esporte, devido às ondas grandes que apresentam uma formação curiosa. É a praia de Sununga, em Ubatuba, litoral norte de São Paulo. Existe lá um grande paredão de rochas do lado direito da praia, onde as ondas batem e refletem, e acabam se juntando às outras ondas em formação, criando uma rede de interferências em que há várias sobreposições de umas sobre as outras. 
Foto do Mundial de Sununga - 2013  
Quando estas interferências são do tipo construtiva, criam-se ondas de grandes amplitudes e muita força, o que proporciona o deleite dos surfistas mais radicais. Na foto mostrada, tirada em abril de 2013, durante a realização de um torneio mundial, que aconteceu em Sununga, dá para perceber o encontro das ondas em duas direções diferentes, a da esquerda, proveniente diretamente do alto mar, e a da direita, proveniente da reflexão no paredão de rochas.

Reflexão de Ondas
Veja a figura. Quando as ondas incidentes (em azul) se chocam com uma superfície reta (em verde), as ondas refletidas (em vermelho) retornam em uma direção que vai depender do ângulo de incidência. A parte em que formam os quadradinhos com linhas azuis e vermelhas se misturando, é a região onde ocorrem as interferências.
No caso de Sununga, o obstáculo é formado pelo paredão de rochas, que não é reto. Assim podem ser formados complexos padrões de interferência. Junte-se a isso o fato de que deve ocorrer também na praia de Sununga o fenômeno ondulatório conhecido como difração, que é quando a onda passa por algum obstáculo, como uma pequena ilha ou elevação rochosa no mar. Veja a foto aérea de uma região da costa da Noruega, que dá uma boa noção do que ocorre com as ondas.

Selecionei um vídeo muito bom com cenas do Mundial de Skimboard UST - Sununga 2013, mostrando belas imagens que explicam melhor o que ocorre com as ondas neste paraíso brasileiro do Skimboard. Curtam:

Crédito da foto:
 http://www.almasurf.com/news.php?id=3306&pagina=2&search=fot%F3grafo
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O Pré-Sal e a Geofísica

Em 2006, a Petrobras descobriu indícios de petróleo em uma camada do subsolo marinho situada a mais de 6000 metros do nível do mar, que ficou conhecida como Pré-Sal. A reserva se estenderia entre as costas dos estados de Santa Catarina e Espírito Santo, e sua existência foi confirmada em 2007. Em 2008, pela primeira vez, a companhia extraiu petróleo do Pré-Sal.
Veja a figura. Ela compara as profundidades das perfurações realizadas antes do Pré-Sal, e o poço Tupi, perfurado em 2007, já na camada do Pré-Sal.

Antes de realizar as perfurações, a Petrobras utiliza uma tecnologia que indica a possível presença de petróleo em uma determinada região de interesse. Um dos métodos aplicados é conhecido pelos geofísicos como Sísmica.

O que é Sísmica?
Semelhante ao ultra-som, bem conhecido da maioria das pessoas, a Sísmica baseia-se em um método acústico, no qual ondas de som são geradas a partir de uma fonte transportada por um navio. Estas ondas, ao atingirem o fundo do mar, são refletidas, e os ecos são captados por sensores (hidrofones), puxados por cabos ligados ao mesmo navio, e posicionados um pouco mais atrás, sustentados por bóias.
A energia captada pelos hidrofones é convertida em sinais digitais que serão interpretados posteriormente por especialistas, e servirão para desenhar um mapa do relevo do fundo do mar. Veja a figura acima que mostra um esquema, em que se pode ver a posição da fonte de energia, e a linha dos hidrofones, que captam os ecos das ondas, e abaixo uma foto de um navio puxando os hidrofones (pontos brancos).
Cálculos
Sabemos através da Física, que a distância total ( D ) percorrida pela onda sonora, desde sua emissão até a receptação do eco, no hidrofone, pode ser calculada por:
D = V . T
onde V representa a velocidade da onda, e T , o tempo gasto para percorrer esta distância.

A partir destes cálculos, desenha-se uma imagem virtual do fundo do mar.
Na figura abaixo, as duas fatias cruzadas mostram imagens que são denominadas Sísmica 2D (duas dimensões), sobrepostas a uma Sísmica 3D, (em cores).

Sísmica 2D e 3D
As buscas e descobertas de petróleo estão se direcionando às regiões de grande profundidade no mar, e e a cada dia há maior necessidade de desenvolvimento destas tecnologias no Brasil.
  
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