Fundamentos By Henrique Cruz / Share 0 Tweet Suponho que alguns leitores lendo os meus trabalhos devem se perguntar: “Para que é que isto serve?”. Pois bem: a Física é um vasto campo de aplicação da matemática não sendo difícil escolher casos interessantes. Vejamos por exemplo os princípios da Física, isto é, as leis de caráter geral que se verificam em conjuntos de fenômenos afins pela exatidão das suas conseqüências. Começo pelo mais simples de todos, o “princípio dos vasos comunicantes”. Imaginem vários tubos de vidro iguais, fixados verticalmente numa placa rígida perfeitamente horizontal e cheios de água com alturas diferentes. Os tubos estão ligados nas bases entre si, por uma mangueira com registros fechados de maneira a isolar cada tubo. Se abrirmos os registros tornando “comunicantes” todos os “vasos”, a água se desloca de tal forma que no final todos os tubos indicam a mesma altura do nível de água. Esta altura final do nível de água é exatamente a média das alturas dos níveis iniciais, ou seja, é a média aritmética dos valores iniciais. A água desloca-se devido às diferenças de peso da água na base dos tubos. Podemos, portanto dizer que a água se desloca devido às diferenças de altura das colunas de água já que os tubos são todos iguais. Assim a média aritmética é o quociente da soma das alturas das colunas de água dividida pelo número de colunas. Se os tubos apresentarem escalas de alturas obtemos de imediato o valor da média aritmética. Eis um exemplo muito simples de aplicação de um conceito matemático a um experimento físico. Passemos a outro exemplo mais complicado. A massa de ar da atmosfera exerce um peso contínuo sobre a superfície terrestre. Por se tratar de um fluido essa força é sempre perpendicular à superfície qualquer que seja a sua orientação, como ficou constatado pela experiência. Portanto podemos quantificá-la por umidade de área. Quer dizer, podemos obter a pressão atmosférica em qualquer ponto da superfície terrestre. Estamos, portanto lidando com um princípio da Física, o “princípio da pressão atmosférica”. Evangelista Torricelli, (1608-1647) físico e matemático italiano foi quem descobriu o princípio do barômetro, um instrumento destinado a medir a pressão atmosférica num ponto. O primeiro barômetro foi construído em 1643 utilizando mercúrio no enchimento de um tubo de vidro. Torricelli criou vários modelos, mas o mais conhecido foi o de um tubo reto de vidro fechado no topo, cheio de mercúrio, colocado verticalmente num recipiente contendo também mercúrio. A colocação do tubo é feita fechando com um dedo a base do tubo na posição horizontal e colocando-o depois na vertical, fixando a base no recipiente sem que se verta algum mercúrio. Retirando o dedo o mercúrio desce um pouco no tubo criando vácuo no topo. A altura da coluna de mercúrio acima da superfície do mercúrio no recipiente representa a pressão atmosférica no ponto da instalação. A pressão atmosférica num ponto é um valor relativo cuja referência é a pressão atmosférica ao nível do mar. As pressões atmosféricas variam de um ponto para outro na superfície terrestre, provocando movimentos de massas de ar. Os movimentos destinam-se a equilibrar as pressões entre os dois pontos, o de alta pressão no início e o de baixa pressão no fim, obedecendo a algo semelhante ao princípio dos vasos comunicantes. O movimento da massa de ar torna-se complicado por se realizar na superfície da Terra. Acontece que durante o movimento do ar o ponto final de baixa pressão desloca-se devido ao movimento de rotação da Terra, ao passo que a massa de ar movimenta-se sempre em linha reta dirigindo-se para o ponto final. Resulta desses movimentos que a massa de ar vai girando num movimento de rotação, indo atrás do ponto final que se desloca lateralmente. O movimento da massa de ar torna-se cada vez mais forte em rotações completas formando um fenômeno atmosférico chamado ciclone. Os ciclones são acompanhados de ventos fortes, queda da pressão atmosférica e precipitações. A massa de ar em rotação gera ventos convergindo das bordas para o centro tornando-se ascendentes. No centro do turbilhão, o “olho do furacão”, é uma coluna tranqüila de pequena área transversal. No hemisfério Sul os ciclones têm rotação no sentido horário e no sentido inverso no hemisfério Norte. Este exemplo é um simples caso da meteorologia, um campo extremamente diversificado de definição do clima do planeta Terra. Fico por aqui. Até a próxima.
