Pressão Atmosférica

No dia a dia ouvimos as pessoas usam com freqüência a seguinte expressão:

“Estou sob pressão”

Neste sentido, pressão significa estar muito assoberbado, muito atarefado. No entanto, para a ciência, pressão apresenta outro significado: é a relação entre uma força aplicada a uma dada superfície ou área. Ainda podemos dizer, para simplificar ainda mais seu sentido, que em termos matemáticos, a pressão é igual à força dividida pela área.

Sendo assim, quanto mais força, maior é a pressão, e quanto maior a área, menor é a pressão. É por isso que uma pessoa usando um sapato de salto alto exerce mais pressão sobre o chão do que um elefante. É claro que um elefante pesa muito mais que um ser humano, mas seus pés têm mais área de superfície do que o salto pontiagudo de um sapato. Sendo assim, o peso de um corpo, que á força exercida sobre o chão, está menos distribuído no caso do ser humano sobre o salto alto, do que no caso do elefante sobre suas quatro patas.

Outro exemplo de distribuição de força sobre uma área é a cama de pregos: se você pisar na ponta de um prego, seu pé vai exercer uma enorme pressão sobre a superfície pontiaguda. Como resultado, a ponta pode atravessar seu pé. Porém, uma cama de pregos tem muitas pontas juntas, assim existe uma grande superfície para o corpo cobrir. Centenas de pregos suportam o peso de seu corpo ao invés de apenas um único prego. Tipicamente, seu corpo não exerce grande pressão sobre qualquer um dos pregos a ponto de rasgar a pele. A força resultante é distribuída sobre todos os pregos; logo, você não ficará ferido.

Pensando agora em nossa atmosfera, já sabemos que estamos mergulhados em um oceano de ar. O ar, sendo uma mistura de gases, é um componente material e, portanto, possui peso. O peso do ar exerce força sobre as superfícies que se encontram imergidas nele. Esta força do ar exercida sobre as superfícies é chamada pressão atmosférica. Ela existe porque a Terra é recoberta por uma camada de ar com aproximadamente 900 km de espessura que exerce pressão sobre tudo que está no planeta. A chamada pressão atmosférica varia de acordo com a altitude, já a concentração de gases varia dentro da atmosfera. Essa camada modifica-se com a altitude e fica mais rarefeita em certos lugares, por exemplo, em regiões de grande altitude existe uma menor quantidade de partículas de ar por unidade de volume, sendo assim, a pressão sobre as superfícies diminui.

E por que esta pressão não esmaga o nosso corpo?

A resposta é simples: nosso corpo está cheio de ar, e a mesma pressão que atua de fora para dentro atua de dentro para fora. Estamos perfeitamente adaptados à enorme pressão externa, e não sentimos o seu efeito sobre o nosso corpo. Nosso corpo possui sensores que detectam muito melhor as pequenas variações de pressão que podem ocorrer na pressão externa, como o tato, por exemplo, do que a própria pressão externa. Por exemplo, sente-se uma pressão (na verdade uma pequena variação de pressão) na cavidade auditiva quando subimos ou descemos de alturas consideráveis rapidamente, como em estradas nas serras ou até mesmo em elevadores de prédios muito altos. Às vezes, nessas ocasiões, a passagem do ar é bloqueada por alguns instantes e a diferença de pressão entre o ar exterior e interior da cavidade auditiva pode provocar uma pequena deformação na membrana timpânica, devido ao efeito da diferença de pressão. A diferença de pressão entre dois compartimentos produz movimentação do ar do local onde a pressão é maior para onde a pressão é menor. Essa deformação do tímpano provoca alterações na audição e, em alguns casos, sensações dolorosas, que, no entanto, são rapidamente ajustadas pelo organismo.

Desta forma, podemos até reclamar que “estamos sob pressão”,

mas não devemos colocar a culpa sobre a pressão atmosférica!

Uma foto da nossa galáxia

Galáxia é uma aglomeração gigantesca de estrelas. Sendo corpos celestes iluminados, as estrelas de uma galáxia a tornam iluminada também. Nossa galáxia, por exemplo, foi denominada Via Láctea que em latim significa caminho esbranquiçado. O nome pode ser melhor entendido, para além de qualquer explicação científica, através da observação do céu em noites límpidas e em locais onde haja pouca iluminação de zonas urbanas.

A imagem acima é uma fotografia retirada do céu na Serra do Cipó, região central do estado de Minas Gerais, em uma noite límpida. Nela encontramos uma porção do céu na qual a luz das estrelas da Via Láctea formam um caminho claro no escuro espaço noturno. 

Este caminho é na verdade uma porção da galáxia que é visível da Terra, já que sua inteira visualização somente seria possível através de uma imagem externa, ou seja, uma imagem retirada de fora da Via Láctea, o que contudo ainda não se tornou possível, já que os equipamentos de pesquisas espaciais não conseguem atingir tal distância sem que o sinal seja perdido.   

Enquanto nossas tecnologias não nos permitem tal proeza, resta-nos contemplar e admirar a luz de nossas estrelas vizinhas neste imensurável universo. Como descreveu Olavo Bilac:

"Via Láctea"

"Talvez sonhasse, quando a vi. Mas via
Que, aos raios do luar iluminada,
Entre as estrelas trêmulas subia
Uma infinita e cintilante escada."

O ar e suas propriedades

            O ar é uma porção material não visível de nosso planeta. Apesar de não poder ser observado, sua movimentação pode ser sentida quando alguém sopra sobre o nosso rosto ou quando ficamos perto de um ventilador. Essa passagem de ar sobre a superfície de nosso corpo só é possível porque o ar é material, ou seja, é composto por matéria e essa matéria em agitação passa sobre a nossa pele, nos dando a sensação de brisa.

            Sendo matéria, o ar é composto por uma mistura de gases e se pensarmos em termos da atmosfera terrestre, essa mistura é formada pelos seguintes gases: nitrogênio, oxigênio, carbônico, metano, hidrogênio e hélio.

            O gás mais abundante é o nitrogênio e ele é constantemente impregnado, ou seja, agregado ao solo e aos vegetais através da ação de bactérias que vivem próximas às raízes das plantas. Esse nitrogênio chega até os demais seres vivos, incluindo nós, os humanos, através da alimentação. Nos seres humanos, o nitrogênio está na constituição das proteínas musculares, no material genético, nas nossas unhas, na pele e nos cabelos.

            O gás oxigênio é o segundo mais abundante em nossa atmosfera. A grande maioria dos seres vivos utiliza esse gás em seu processo de respiração e, indiretamente, o utiliza também no processo de obtenção de energia a partir dos nutrientes de sua alimentação.

            O gás carbônico está presente em pequenos traços que, no entanto, são essenciais para a manutenção da temperatura do planeta, sem que haja grandes variações entre os dias e as noites. Esse é um processo denominado “efeito estufa” natural. Esse efeito tem sido intensificado pelas ações humanas que tem devolvido à atmosfera grande quantidade de gás carbônico que estava armazenado em outras partes materiais do planeta, a saber, no petróleo que compõe o solo. Além disso, grande quantidade do carbono do planeta esta sob a forma de matéria orgânica, formando o corpo dos seres vivos. Assim, quando desmatamos e utilizamos a queima da madeira como fonte de energia, estamos devolvendo o gás carbônico para o ar. O efeito estufa tem sido então intensificado, fato que tem contribuído para a elevação das temperaturas médias do planeta.

Além de poder ser sentido, o ar também pode ser utilizado, já que suas propriedades são aproveitadas em diversas atividades humanas. Uma destas propriedades é a capacidade de exercer atrito sobre os movimentos. Isso é visível quando observamos uma pessoa saltando de um avião em queda livre e outra com um paraquedas aberto. A superfície do paraquedas bate nos gases que compõem o ar e nesse choque, o movimento de queda é amortecido, realizando-se de forma mais vagarosa. A relação entre o ar e o movimento é muito estudada nas linhas de produção de veículos automotores. O formato externo dos carros deve ser considerado para que esse choque ou atrito com a matéria presente no ar não seja capaz de diminuir a estabilidade e a velocidade do veículo de forma considerável.

Outra propriedade do ar que é utilizada para gerar movimento é a sua capacidade de ser comprimido em um espaço pequeno e de expandir para um espaço maior assim que a força de compressão termina. Essa propriedade foi muito utilizada no século XVIII, na Revolução Industrial, na qual muitas máquinas foram criadas baseadas no mecanismo de comprimir e em seguida liberar o ar comprimido, gerando o movimento a partir da força com que o ar saia do compartimento menor para o maior. Um exemplo disso é a Maria Fumaça, um tipo de trem no qual a força com que o ar passa pelas engrenagens e sai pelas chaminés da máquina impulsiona o veículo para frente.



Essas propriedades nos provam a existência do ar, que enquanto componente material do planeta ocupa todos os espaços da atmosfera, ainda que não seja possível vê-lo. Enquanto matéria é formada por uma mistura equilibrada de gases. Neste sentido, é bom pensarmos nas atitudes que podemos assumir a fim de minimizar os impactos das atividades humanas sobre esse equilíbrio que é natural do planeta.



Fases da Lua

A Lua é o satélite natural da Terra e, sendo assim, não possui luz prória. Sua iluminação vem do reflexo da luz do Sol que bate sobre sua superfície. No entanto, sua face iluminada varia de forma cíclica, dentro de um período de tempo de aproximadamente um mês.

As quatro fases principais do ciclo são:


Lua Nova: Lua e Sol, vistos da Terra, estão na mesma direção, com a Lua no centro. Nenhuma parte do satélite é vista iluminada da Terra. A Lua nasce 6h e se põe 18h.

Lua Quarto-Crescente: Lua e Sol, vistos da Terra, estão separados por um ângulo de 90°. Apenas uma parte da metade iluminada da Lua é vista da Terra. A Lua está a leste do Sol e, portanto, sua parte iluminada tem a convexidade formando uma letra C.  A Lua nasce meio-dia e se põe meia-noite.

Lua Cheia: Lua e Sol, vistos da Terra, estão em direções opostas, separados de 180°, ou 12 horas. Toda a metade iluminada da Lua pode ser vista de Terra. A Lua nasce 18h e se põe 6h do dia seguinte.

Lua Quarto-Minguante: A Lua está a oeste do Sol, que ilumina seu lado voltado para o leste, de forma que a convexidade é agora oposta à letra C. Apenas uma parte da metade iluminada da Lua pode ser vista da Terra. A Lua nasce meia-noite e se põe meio-dia.

Através do estudo deste satélite, pode-se compreender alguns fenômenos observados aqui da Terra, como, por exemplo, o fato de a Lua poder ser vista, em certos dias, durante alguns horários do período iluminado do dia, quando a luz do Sol não está tão forte.

Para enteder melhor o movimento de translação da Lua ao redor da Terra, assista ao vídeo a seguir:

http://www.youtube.com/watch?v=057yscJjUUg

Curiosidade: o lado iluminado da Lua é sempre o mesmo lado voltado para a Terra. Isso por que o tempo de rotação da Lua é igual ao tempo de translação do satélite em torno do planeta, de forma que quando a metade escura da Lua está voltada para o nosso planeta, é fase nova e este lado não se encontra visível. Fica uma pergunta que sempre intrigou inúmeros pensadores, desde astrônomos até músicos: O que existe no lado escuro da Lua?