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Por que a maçã cai? Nome: André Luiz Moro Roos de Oliveira
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Primeira explicação "A maçã cai porque a maçã possui o elemento terra, e terra atrai terra. Como o planeta tem muito do elemento terra, ela cai na direção do planeta." - Aristóteles
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Primeira explicação "A maçã cai porque a maçã possui o elemento terra, e terra atrai terra. Como o planeta tem muito do elemento terra, ela cai na direção do planeta." - Aristóteles Problema: não é uma boa explicação, não nos diz porque terra atrai terra e não nos diz como essa queda ocorrerá.
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Por muito tempo, essa explicação acabou perdurando, não por mérito, mas por falta de uma explicação melhor.
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Por muito tempo, essa explicação acabou perdurando, não por mérito, mas por falta de uma explicação melhor. Até que, em 1687, um jovem inglês propõe um modelo que explica a queda da maçã e o movimento dos astros no céu.
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Segunda explicação Reza a lenda que, ao pensar sobre o movimento dos astros no espaço sob um pomar, uma maçã caiu na cabeça de Sir Isaac Newton, que fez a brilhante conexão entre os dois.
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Segunda explicação Reza a lenda que, ao pensar sobre o movimento dos astros no espaço sob um pomar, uma maçã caiu na cabeça de Sir Isaac Newton, que fez a brilhante conexão entre os dois. Para ele, uma força agia sobre os corpos, provocada pela massa, que atraía uns aos outros. Ele a chamou de força gravitacional.
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Newton publicou sua fórmula para a força gravitacional junto com as suas 3 leis de movimento, que contribuíram para uma revolução na ciência nunca vista anteriormente.
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Newton publicou sua fórmula para a força gravitacional junto com as suas 3 leis de movimento, que contribuíram para uma revolução na ciência nunca vista anteriormente. Com suas ideias, fomos capazes de entender a causa dos movimentos dos planetas, além de descobrir o planeta Netuno, entre outras descobertas.
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Mas Newton não explicava o que as massas causavam umas nas outras para provocar essa força, e ele nunca conseguiu explicar isso.
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Mas Newton não explicava o que as massas causavam umas nas outras para provocar essa força, e ele nunca conseguiu explicar isso. Além disso, nas leis de Newton, o espaço e o tempo eram imutáveis: dois observadores sempre concordariam sobre a duração de um evento e a distância percorrida naquele evento.
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Mas Newton não explicava o que as massas causavam umas nas outras para provocar essa força, e ele nunca conseguiu explicar isso. Além disso, nas leis de Newton, o espaço e o tempo eram imutáveis: dois observadores sempre concordariam sobre a duração de um evento e a distância percorrida naquele evento. Para Newton, a luz poderia viajar a qualquer velocidade, dependendo de quem estivesse observando.
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Pausa para a luz Newton estudou a natureza da luz, e propôs que a luz seria formada por partículas que poderiam formar as diversas cores que observamos.
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Pausa para a luz Newton estudou a natureza da luz, e propôs que a luz seria formada por partículas que poderiam formar as diversas cores que observamos. Porém, em 1861, um físico chamado James Maxwell propõe que a luz seria uma onda, composta por partes elétricas e magnéticas. Era a descrição mais detalhada desse fenômeno na época, e os experimentos confirmavam o modelo de Maxwell.
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Isso inspirou um outro jovem, algum tempo depois, a dar asas para sua imaginação e, com o seu conhecimento de física, propôs um experimento mental que mudou a nossa concepção da realidade.
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Isso inspirou um outro jovem, algum tempo depois, a dar asas para sua imaginação e, com o seu conhecimento de física, propôs um experimento mental que mudou a nossa concepção da realidade. Seu nome era Albert Einstein, e o ano era quando ele publicou seus resultados.
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A pergunta de Einstein Einstein pensou então: e se eu pudesse viajar com um raio de luz? Como eu veria as luzes ao meu redor? Eu seria capaz de ver alguma coisa?
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A pergunta de Einstein Einstein pensou então: e se eu pudesse viajar com um raio de luz? Como eu veria as luzes ao meu redor? Eu seria capaz de ver alguma coisa? Para responder essa pergunta, ele recorreu às equações que Maxwell propôs. E a resposta que ele chegou foi...
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Nada mudaria! Ele veria a luz como se estivesse parado. Não importava ele estar próximo à velocidade da luz, a luz passaria por ele como se ele estivesse parado.
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Nada mudaria! Ele veria a luz como se estivesse parado. Não importava ele estar próximo à velocidade da luz, a luz passaria por ele como se ele estivesse parado. Isso ia contra as raízes das teorias de Newton, que eram a base da física na época. Mas ele decidiu estudar a questão mesmo assim.
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Muitos experimentos tentaram medir a velocidade da luz, mas todos chegavam a mesma resposta: a velocidade não mudava, independente do observador, como Einstein dissera.
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Muitos experimentos tentaram medir a velocidade da luz, mas todos chegavam a mesma resposta: a velocidade não mudava, independente do observador, como Einstein dissera. Ele então adotou isso como uma base para suas teorias: dois observadores sempre vão concordar sobre a velocidade da luz.
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Velocidade Mas o que é a velocidade? É a medida de distância percorrida por tempo de duração. Em outras palavras, uma relação entre espaço e tempo.
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Velocidade Mas o que é a velocidade? É a medida de distância percorrida por tempo de duração. Em outras palavras, uma relação entre espaço e tempo. Logo, Einstein pensou, se o espaço e o tempo mudarem dependendo do observador, todos podem medir a mesma velocidade para a luz.
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Espaço e tempo Mas o que é espaço? Podemos definir como sendo algo que as coisas ocupam. Essa definição vai bastar para o que queremos.
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Espaço e tempo Mas o que é espaço? Podemos definir como sendo algo que as coisas ocupam. Essa definição vai bastar para o que queremos. E o tempo? Para nós, será o que um relógio "honesto" mede. Entendemos por relógio honesto aquele que não possui defeitos no seu funcionamento.
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E agora? Apesar de dois observadores não concordarem sobre a duração de um evento e a distância percorrida no evento, eles concordam sobre a velocidade da luz.
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E agora? Apesar de dois observadores não concordarem sobre a duração de um evento e a distância percorrida no evento, eles concordam sobre a velocidade da luz. Isso levou Einstein a formular a ideia de espaço-tempo: uma maneira de medir espaço e tempo de um evento em que todos concordem.
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Além disso, Einstein formulou uma ideia de que massa e energia seriam duas faces da mesma moeda, e deu origem à famosa equação E = mc²
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Além disso, Einstein formulou uma ideia de que massa e energia seriam duas faces da mesma moeda, e deu origem à famosa equação E = mc² A equação real é um pouco maior do que isso (E² = m²c⁴ + p²c²), e nos ajuda a entender alguns fatos curiosos sobre a luz (que não possui massa)
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Temos então a relatividade restrita:
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Temos então a relatividade restrita:
Nada pode viajar mais rápido que a luz no vácuo;
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Temos então a relatividade restrita:
Nada pode viajar mais rápido que a luz no vácuo; Dois observadores não concordam sobre espaço e tempo, mas sim sobre o espaço- tempo, uma entidade fixa que une duas entidades que variam;
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Temos então a relatividade restrita:
Nada pode viajar mais rápido que a luz no vácuo; Dois observadores não concordam sobre espaço e tempo, mas sim sobre o espaço- tempo, uma entidade fixa que une duas entidades que variam; Energia e massa são equivalentes.
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Um problema
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O problema da gravidade
Einstein então, depois de muito tempo, conseguiu conciliar as duas teorias por meio de mais um experimento mental. O cenário é o seguinte:
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O problema da gravidade
Einstein então, depois de muito tempo, conseguiu conciliar as duas teorias por meio de mais um experimento mental. O cenário é o seguinte: Um observador entra em um local como um quarto, mas sem possibilidade de ver o mundo externo.
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O problema da gravidade
Einstein então, depois de muito tempo, conseguiu conciliar as duas teorias por meio de mais um experimento mental. O cenário é o seguinte: Um observador entra em um local como um quarto, mas sem possibilidade de ver o mundo externo. O quarto é levado para cima com uma aceleração igual à aceleração provocada pela gravidade da Terra.
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Einstein propôs então o princípio da equivalência: Não há maneira do observador saber se está sendo levado para cima ou se ele está na Terra, as acelerações são equivalentes.
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Einstein propôs então o princípio da equivalência: Não há maneira do observador saber se está sendo levado para cima ou se ele está na Terra, as acelerações são equivalentes. Isso nos dá uma resolução incrível e inusitada sobre o problema da gravidade, e ela vem novamente com auxílio da luz.
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Um pouco de geometria Uma reta será para nós a menor distância entre dois pontos.
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Um pouco de geometria Uma reta será para nós a menor distância entre dois pontos. Duas retas serão paralelas se elas nunca se tocarem.
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Um pouco de geometria
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Combinando os resultados...
O que a Terra faz é distorcer o espaço- tempo, atraindo as linhas de mundo. Dessa forma, os objetos não estão "caindo", apenas seguem a trajetória normal deles, mas por um espaço que é curvado.
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Combinando os resultados...
O que a Terra faz é distorcer o espaço- tempo, atraindo as linhas de mundo. Dessa forma, os objetos não estão "caindo", apenas seguem a trajetória normal deles, mas por um espaço que é curvado. Uma consequência disso é a luz se curvar por causa da gravidade, apesar de não possuir massa.
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Eclipse de 1919
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Porém... Apesar de tudo, sabe-se que a relatividade possui alguns problemas. Porém, ela ainda é a nossa melhor explicação para o que observamos no universo macroscópico.
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Porém... Apesar de tudo, sabe-se que a relatividade possui alguns problemas. Porém, ela ainda é a nossa melhor explicação para o que observamos no universo macroscópico. Toda a cosmologia (estudo do Universo) e a astrofísica (estudo dos astros que compõem o Universo) se baseia na relatividade. É a nossa resposta atual para a queda da maçã.
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Referências O tecido do cosmo – Brian Greene
Gravitation – Misner, Thorne e Wheeler (legenda em inglês)
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Obrigado!
