As folhas apresentam a vulgar cor verde devido à clorofila, um pigmento encontrado nas células das plantas. A clorofila absorve a luz solar e usa a energia desta para fabricar alimento para a planta. Mas no Outono as folhas das árvores perdem o seu verde-vivo. As folhas do choupo tornam-se douradas, o açúcar do bordo cora de vermelho. Essas mudanças de cor significa que estão ocorrendo transformações químicas nas folhas: algo está a acontecer à clorofila. À medida que o Verão vai cedendo o lugar ao Outono, cada árvore começa a preparar-se para o Inverno. Os nutrientes vão saindo lentamente das folhas para os ramos da árvore, tronco e raízes, onde são armazenados e protegidos de forma segura do severo frio que se seguirá. Quando chega a Primavera, a árvore serve-se desses nutrientes para formar novas folhas.À medida que os nutrientes se afastam, as folhas param de fabricar clorofila. A clorofila ainda existente nas folhas vai-se desintegrando gradualmente, o que permite a outros pigmentos fazerem-se notar. Em algumas árvores emergem pigmentos amarelados e alaranjados. Assim, as folhas do vidoeiro e da nogueira americana tornam-se de um amarelo-amanteigado à medida que a clorofila se desvanece. As folhas de outras árvores adquirem umas lindíssimas sombras avermelhadas.
Quando nos encolhermos se reduz a área do nosso corpo que se encontra em contato com o exterior, o que faz com que diminua a perda de calor. O ar é menos condutor de calor que os tecidos com que normalmente nos vestimos. Como as roupas nos isolam?Entre os tecidos da nossa roupa se formam pequenas câmaras ocupadas por ar em repouso. Se evita desta forma as correntes de ar que roubariam o calor da nossa pele. Se não usássemos roupa perderíamos calor por um mecanismo chamado convecção. O ar em contato com a superfície da pele, ascenderia devido a sua menor densidade, deixando em seu lugar um ar a temperatura mais baixa, que ao se aquecer repetiria o processo. Se estas correntes se reforçam, por exemplo com um ventilador, a perda de calor é muito maior. Esse mecanismo se chama convecção forçada.
Por quê sentimos o mesmo frio a -20ºC sem vento que a 0ºC com uma forte ventania?
O calor pode ser transmitido de três formas diferentes: condução, convecção e radiação. Mesmo que as três ocorram simultaneamente, uma delas sempre tem maior relevância em cada situação. Sentimos frio quando nosso corpo perde calor. Quanto maior a velocidade com que perdemos calor, maior será a sensação de frio. Na perda de calor pela pele a convecção contribui de forma decisiva. Esta forma de transmissão de calor ocorre nos corpos fluidos (líquidos e gases) e supõe a presença de correntes no interior dos mesmos. Massas de fluido a baixa temperatura tomam o lugar das massas de fluido a maior temperatura que estão em contato com a fonte calorífica. Estes movimentos de fluido se produzem em geral como conseqüência da diferença de densidade que o fluido quente apresenta em relação ao fluido frio. Se em um recipiente transparente com água que está sendo aquecida colocarmos umas gotas de um corante, observamos as correntes de convecção. A água que está no fundo se aquece e sobe deixando em seu lugar a água fria que desce da superfície. Uma das funções da roupa com que nos vestimos é dificultar as correntes de convecção que facilitariam as perdas de calor. Os ventiladores que usamos no verão para nos refrescarmos se baseiam também na convecção forçada sobre o nosso corpo. Podemos perceber que a perda de calor devido a convecção forçada, depende da velocidade da corrente de ar. Na tabela acima você pode perceber como isto acontece.
Por que alguns oceanos são verdes e outros azuis?
Oceanos azuis, oceanos verdes. A água que bebemos é límpida e incolor. Mas, afinal, de que cor é a água? An resposta é surpreendente: a água é azul. Mas, como há tão pouca água no copo por onde bebemos, a cor é muito tênue para que a percebemos. Se enchermos um grande invólucro de vidro limpo com a mesma água, veremos que a sua tonalidade é verdadeiramente azul. A cor depende sobretudo do modo como as moléculas de água absorvem e refletem a luz. A luz branca, como a do Sol, é constituída pelo conjunto de cores do arco-íris, chamado espectro. As moléculas de água absorvem grande parte da banda do vermelho e verde do espectro que as atravessa. A parte azul é refletida. Por isso vemos o azul.Mas nem toda a água é da mesma cor. Às vezes no meio dos oceanos a água é azul-escura, quase púrpura. Todavia, perto da terra - ao longo da costa - a cor da água vai do azul ao verde e ao amarelo-esverdeado. Porquê a diferença? A resposta tem a ver com aquilo que flutua na água e com a profundidade desta. Perto da costa, a água do oceano está cheia de pequenas plantas e de pequenos pedaços de material de material orgânico que são varridos da terra. Tal como as plantas verdes terrestres, estas plantinhas, chamadas fitoplâncton, contêm clorofila. A clorofila absorve quase toda a luz vermelha e azul e reflete quase toda a luz verde. Por isso, a água do oceano perto da costa apresenta-se verde.
Desde sua formação, a Terra ficou mais pesada ou mais leve? O crescimento da população humana é um fator importante? A massa da Terra é avaliada em aproximadamente 6 x 1021 toneladas. Essa massa mudou nos últimos 4,6 bilhões de anos? Alguma coisa, mas é difícil afirmar com precisão. Por um lado, todos os anos, cai em nosso planeta entre 10.000 e 1.000.000 de toneladas de pequenos meteoritos que vem do espaço. Consideremos uma média de 500 mil toneladas por ano em um período de 4,6 bilhão de anos. Teremos aproximadamente 2,3 x 1015 toneladas, ou 0,0000004 da massa da Terra. Resumindo, observamos um pequeno ganho de massa. Por outro lado, a Terra perde peso. Os elementos leves da atmosfera terrestre, como hidrogênio e hélio, escapam para o espaço. E os elementos radioativos do núcleo da Terra se desintegram espalhando energia. Então, de acordo com a fórmula de E=mc2 de Einstein, perdemos uma massa equivalente. No dois casos é extremamente difícil calcular a quantidade de energia perdida.Quanto a contribuição da população humana no acréscimo da massa da Terra, poderíamos pensar que seis bilhões de seres humanos poderiam representa uma massa importante. Mas donde vem esta massa? De comidas (plantas e animais) que nós comemos. E todos os componentes das comidas vem da Terra. Ela recicla constantemente desde o começo dos tempos. É a lei da conservação da massa de Antoine Laurent de Lavoisier (1743-1794). "Nada se perde, nada se cria, tudo se transforma"
O que aconteceria sobre a superfície terrestres se a gravidade deixasse de existir?
Qualquer coisa prenderia os objetos ao nosso planeta e o menor impulso seria o bastante para lança-los ao espaço interplanetário. Não seria nem mesmo necessário esperar por este impulso, a própria rotação da Terra dispersaria pelo espaço tudo aquilo que estivesse solto na sua superfície. O escritor inglês Wells usou este tipo de idéia para descrever em um romance uma viagem fantástica à Lua. Neste trabalho ("Os primeiros homens na Lua ") o novelista propõe um procedimento muito original para se viajar de um planeta a outro. Este procedimento consiste no emprego de uma substância especial, inventada pelo cientista, herói do romance, que possui a propriedade de ser impenetrável à gravidade. Se uma camada desta substância é colocada debaixo de um corpo qualquer, este será liberado da atração da Terra e só estará sujeito à atração de outros corpos. Qualquer pessoa que possui um pouco de imaginação pode imaginar facilmente as possibilidades extraordinárias que se abririam usando-se uma substância semelhante. Se for necessário erguer um peso, mesmo que enorme, bastaria pôr debaixo dele uma folha desta substância para que este seja erguido sem esforço.Depois de se adquirir esta substância estupenda, seria fácil preparar uma viagem à Lua: O projétil seria revestido com a substância, o que o tornaria extremamente leve. Você deve saber que um corpo leve não para no fundo do oceano de ar; ele irá se comportar como uma cortiça no fundo de um lago e imediatamente subirá à superfície. Por isso nosso projétil subirá rapidamente até alcançar os limites da atmosfera, continuando seu caminho livremente pelo espaço. Quando os nossos viajantes estiverem no espaço cósmico, eles começarão a abrir algumas janelas e fechar outras, revestidas com a substância, expondo o interior do projétil à atração do Sol, da Terra ou da Lua, conforme a necessidade, até chegaram à superfície de nosso satélite natural. De uma forma semelhante retornariam à Terra.
Por que a nuvem de uma explosão atômica tem a forma de um cogumelo?
Ao contrário do que se pode acreditar, a famosa forma «nuvem em forma de cogumelo» não é específica das explosões nucleares. Na realidade, uma combustão volumosa provocada por explosivos químicos produziria precisamente o mesmo efeito. Quando uma bomba nuclear explodi, distribui muito raios de X que ionizam e aquecem o ar circunvizinho. Disto resulta uma enorme bolha de ar incandescente. A «bola de fogo» sobe rapidamente gerando uma forte corrente de ar ascendente que chupa o material pulverizado pela explosão. Esta coluna de ar é chamada de «talo do cogumelo». No caso das poderosas bombas H, a bola de fogo alcança o limite entre a troposfera e a estratosfera. A troposfera está situado aproximadamente a 15 km sobre o nível de mar. A esta altitude a bola de fogo se pôs fria razoavelmente e não tem mais energia suficientemente para se expandir na estratosfera. A expansão então ocorre para os lados, formando o «chapéu» do cogumelo.
Colombo resolveu de um modo fácil o problema de pôr um ovo em pé: simplesmente afundou a ponta da casca. Mas esta solução do problema não é correta, porque quando estragamos a casca estamos variando a forma do ovo e, por conseguinte, não colocamos o ovo em pé, mas um corpo diferente. Como na realidade a essência do problema está na forma que tem o ovo, Colombo resolveu o problema de outro corpo, mas não o que lhe foi mostrado. O problema do ovo de Colombo pode ser resolvido sem mudarmos a forma do ovo. Para isto basta aplicarmos a propriedade dos peões, ou seja, fazer com que o ovo gire ao redor do seu eixo maior. Deste modo o ovo ficará em pé durante certo tempo. O modo de mostrar isto pode ser visto na figura acima. O ovo é colocado a girar com os dedos. Ao tirar as mãos percebemos que ele gira durante algum tempo. Para que a experiência seja bem sucedida é necessário usar um ovo duro (cozido). Os ovos crus não podem ser girados de pé, porque a massa líquida dentro deles às vezes sai do controle. Esta peculiaridade, inclusive, ajuda a distinguir com facilidade os ovos cozidos dos ovos crus.
É fácil quebrar um ovo entre as palmas da mão apertando as suas pontas?
A casca de um ovo comum não é frágil, mesmo sendo fina. Quebrar um ovo entre as palmas das mãos, apertando as suas pontas, não é nada fácil; o esforço necessário não é pequeno. A resistência extraordinária da concha do ovo se deve exclusivamente a sua forma convexa e a explicação tem a mesma origem que a da resistência de qualquer tipo de abóbada ou arco. A figura acima mostra o arco de uma janela, feito de pedra. O peso S (ou seja, o peso da parte da parede que está sobre a janela) aperta as pedras em forma de cunha que estão na parte central do arco. Mas estas pedras não podem descer, elas só podem pressionar as pedras que estão ao seu lado. A força é distribuída lateralmente. Desta forma, mesmo que exista uma força muito grande acima, o arco não se rompe. Se a força fosse exercida de baixo para cima o arco se romperia facilmente.A concha do ovo também é um arco, mas contínuo, ou seja, uma abóbada fechada. A galinha que choca não precisa temer que o seu peso quebre os ovos. Não obstante, quando o filhote da galinha precisa deixar a sua prisão natural, ele quebra facilmente a casca do ovo pelo lado de dentro com o bico dele. Essa foi sem dúvida uma forma que a natureza encontrou para proteger o ser que se desenvolve no interior de um ovo.
O vento influi na temperatura que marca um termômetro que está na rua?
Não influi se o bulbo do termômetro estiver seco. Se o bulbo estiver molhado, ao evaporar-se a água toma o calor do bulbo e a temperatura diminui. O decréscimo na temperatura depende da velocidade de evaporação, que por sua vez depende da umidade do ar. Se o ar estiver saturado de umidade, não ocorre evaporação e por tanto não haveria decréscimo na temperatura como se o termômetro estivesse molhado.
Qual destes 2 jogos esportivos seria mais difícil de se jogar na Lua: Basquetebol ou Futebol?
Acho que o futebol seria o mais difícil e requereria muito controle dos jogadores. Porque os jogadores de futebol manipulam a bola com os pés, eles têm menos controle sobre a bola que no basquetebol. Na Lua, a bola em uma partida de futebol teria muitos movimentos descontrolados. A bola quase nunca entraria em contato com o chão. Também acho que os goleiros gostariam de jogar na Lua porque poderiam saltar para todos os lados. Basicamente, o futebol seria mais difícil porque controlar a bola com seus pés conduziria a movimentos mais inesperados.Penso que os jogadores de basquetebol teriam grande satisfação em jogar na Lua. Já que é um jogo de altura, e agora eles poderiam saltar facilmente. Assim nós veríamos uma grande partida. Os jogadores não teriam dificuldade para acertar a cesta. Eles pouco se moveriam para trás e o lançamento teria a força deles multiplicada por seis.
Seria possível voar na Lua utilizando-se aviões e helicópteros?
Os helicópteros e os aviões de hélice necessitam de ar para poder voar. As hélices, asas e o rotores fazem força sobre o ar. Segundo a terceira lei de Newton, o ar faz uma força de mesma direção e de sentido contrário que sustenta o movimento. Como praticamente não inexiste atmosfera na Lua estes aparelhos não podem voar nela. (Os motores de combustão utilizados também necessitam de ar para seu funcionamento).Poderíamos achar que os aviões a reação, por utilizarem o mesmo princípio dos foguetes que fazem viagens interplanetárias, poderiam voar na Lua. No entanto isto não é possível já que os aviões estão projetados para utilizar o ar: asas, flaps, aerons, etc.