Lucrul mecanic

Lucrul mecanic este efectuat de o forţă care acţionează asupra unui corp şi îşi deplasează punctul de aplicaţie pe direcţia şi în sensul ei.

Formula de calcul a lucrului mecanic:

L = F * d

unde F este forţa ce acţionează asupra corpului, iar d este distanţa pe care aceasta îşi deplasează punctul de aplicaţie.

Când se face dimineaţa, vă urcaţi pe cântar şi speraţi ca acesta să indice un număr mai mic decât în ziua precedentă. Speraţi că aţi scăzut în greutate. Greutatea este dată împreună de cantitatea de masă din dumneavoastră şi de forţa de atracţie gravitaţională a Pământului. Dar oare ce dă masă corpului dumneavoastră?

Cu toţi am auzit de radiaţii X, radiaţii gama, unde radio, microunde, dar ştim exact ce sunt? Toţi avem măcar un telefon fix, mobil sau acces la internet wireless. Aceste dispozitive sunt surse de radiaţii, însă nimeni nu poate spune exact cât de periculoase sunt pentru sănătatea noastră.

Nu mai există nici un dubiu că suntem înconjuraţi de radiaţii peste tot. Studii efectuate în ultimii ani au pus în evidenţă numeroase efecte nedorite ale radiaţiilor. Se ştie că lumina vizibilă emisă în cantităţile obişnuite de la Soare sau, la fel, telefonul fix, nu prezintă nici un risc. Antenele telefoanelor mobile sau ale posturilor de radio prezintă un risc pentru sănătate dacă stăm prea mult în prezenţa lor, dar nu este demonstrat clar dacă radiaţiile emise de acestea sunt sau nu dăunătoare pe termen lung.


De unde a pornit totul?

În 1819, fizicianul danez Hans Christian Oersted a descoperit că un ac magnetic (similar cu cel al busolei) poate fi deviat cu ajutorul unui conductor conectat la o sursă de tensiune electrică. Acesta a observat astfel că orice corp parcurs de un curent electric generează câmp magnetic şi de aici a rezultat că orice câmp electric generează un câmp magnetic.

Mai târziu, în 1831, fizicianul englez Michael Faraday a obţinut un nou rezultat: un câmp magnetic variabil (şi nu constant, de aceea lui Faraday i-a luat 11 ani pentru a obţine acest rezultat, cu ajutorul căruia astăzi este creat curentul electric) generează un câmp electric, fenomen cunoscut azi sub numele de inducţie electromagnetică. Acesta a observat că un curent electric poate fi indus într-o sârmă, fără ca aceasta să fie conectată la o sursă de tensiune electrică.

Fizicianul scoţian James Maxwell este cel care, cu ajutorul unui set de ecuaţii, a demonstrat existenţa undelor electromagnetice în 1861, fiind influenţat de rezultatele lui Michael Faraday.

Un rezultat obţinut prin studiul acestor ecuaţii a fost unda electromagnetică – procesul de propagare (cu viteza luminii) a câmpului electromagnetic. Fizicianul german Heinrich Hertz a reuşit să producă unde electromagnetice în 1888, construind un oscilator cu putere de transmitere a undelor radio. Hertz a demonstrat că undele au capacitatea nu numai de a fi transmise în spaţiu, ci şi de a fi recepţionate, el detectând undele cu un arc metalic (antena hertz). Hertz nu a continuat însă transmisiunile, deoarece dorea să demonstreze teoria electromagnetismului, nu să dezvolte o cale de comunicare.

 

Mai mult decât nişte unde radio

Undele hertziene sunt unde artificiale (unde fabricate de om). Mărimea caracteristică a undelor este frecvenţa. Când ascultăm un post de radio ştim că acesta emite pe o anumită frecvenţă, în funcţie de oraş. Există însă o limită pe scara frecvenţelor pentru aceste unde hertziene, limită care poate fi remarcată în imaginea de mai jos.

 

spectrul electromagnetic

 

 

Radiaţiile vizibile sunt emise de Soare, stele, lămpi (sau becuri) cu filamente incandescente şi sunt percepute de ochiul uman. J.C. Maxwell spunea că are „motive temeinice să creadă că şi lumina e o formă de radiaţie electromagnetică”.  Motivele temeinice sunt viteza de propagare a luminii în vid (egală cu viteza de propagare a undelor electromagnetice – aproximativ 300 000 km/s), reflexia, refracţia, interferenţa şi difracţia luminii (fenomene specifice undelor).

Radiaţiile infraroşii au frecvenţe mai mici decât cele vizibile şi sunt produse în general de corpuri încălzite. Cu ajutorul lor poate fi măsurată temperatura.

Radiaţiile ultraviolete au frecvenţe mai mari decât cele vizibile şi sunt produse generate de către moleculele şi atomii dintr-o descărcare electrică în gaze. O puternică sursă de radiaţii ultraviolete cunoscută este Soarele. Însă Soarele nu emite numai radiaţii ultraviolete, acestea sunt considerate periculoase pentru corpul uman atunci când stratul de ozon ar fi distrus.

Radiaţiile X, descoperite de Wilhelm Conrad Röntgen, au frecvenţe mai mari decât radiaţiile ultraviolete şi sunt folosite astăzi în medicină pentru a realiza radiografii. Când a bombardat un corp metalic cu electroni acceleraţi la viteze mari, Röntgen a descoperit că acesta emite radiaţii foarte puternice şi necunoscând tipul acestor radiaţii le-a denumit radiaţii X. Acestea sunt produse în tuburi speciale în care un fascicul de electroni accelerat cu ajutorul unei tensiuni electrice foarte mari bombardează un electrod (un conductor electric prin care intră sau iese curentul dintr-un mediu bun conducător de electricitate).

Cu ajutorul acestor radiaţii se poate fotografia interiorului unui corp opac. Astfel, radiaţiile X au o aplicaţie spectaculoasă în medicină, prin care medicii reuşesc să vadă interiorul corpului uman fără să apeleze la operaţie chirurgicală. Acest „proces” de fotografiere a interiorului unui corp opac poartă numele de radiografie.

Cu frecvenţe mai mari decât radiaţiile X sunt radiaţiile gama (radiaţiile γ), emise în procese nucleare, cum ar fi dezintegrarea radioactivă.

Ultimul tip de radiaţii, cu frecvenţele cele mai mari, îl constituie radiaţiile cosmice. Aceste radiaţii sunt emise de corpuri cereşti, cum ar fi pulsarii sau quasarii.

 

Un pericol pentru sănătate?

Dispozitive pe care oricine le are astăzi în casă, cum ar fi cuptorul cu microunde, telefonul fix sau cel mobil, aparatul de radio, televizorul sau chiar internetul wireless sunt surse importante de radiaţii. Undele emise de acestea induc curenţi turbionari în ţesuturile organismului, cu efecte negative, cum ar fi acutizarea bolilor cardiovasculare, slăbirea sistemului nervos, endocrin, imunitar sau chiar a celui de reproducere. Aceste efecte depind în mare măsură de cantitatea emisă, de intensitatea câmpului electromagnetic şi de durata de expunere, dar nimeni nu poate spune cât de periculoase sunt.

Televizoarele cu tub catodic sau monitoarele unor calculatoare emit radiaţii datorită tunurilor de electroni care actualizează ecranul. Aceste radiaţii, în cantităţi foarte mari, pot produce disfuncţii ale ochiului sau schimbări de metabolism.

Telefoanele mobile emit o cantitate mare de radiaţii (în special la nivelul capului) atunci când nu au semnal maxim şi când formăm un număr de telefon – aparatul mărindu-şi puterea de emisie de radiaţii în timpul apelării, pentru o scurtă perioadă de timp.

Telefoanele fixe moderne cu staţie de andocare şi receptor portabil sunt un emiţător continuu de radiaţii. De fapt, staţia de andocare este sursa cea mai puternică de radiaţii, emiţând radiaţii şi când e folosit telefonul şi când nu este.

Internetul prin cablu emite cantităţi nesemnificative de radiaţii, care nu sunt considerate periculoase, însă internetul wireless sau reţelele Bluetooth emit radiaţii continuu, chiar şi când conexiunea e inactivă.

În prezent se fac eforturi pentru limitarea efectelor radiaţiilor asupra organismelor vii, cum ar fi normarea intensităţii admisibile ale câmpului electromagnetic în funcţie de timpul de expunere la locul de muncă sau în locuinţă.

Este bine să fim prevăzători şi să nu ţinem telefonul mobil foarte des în buzunar, să nu dormim cu el la cap şi să îl utilizăm doar atunci când avem nevoie de el. De asemenea, este bine să stăm departe de antenele puternice de emisie de semnale radio şi de la televizor şi este bine să nu stăm foarte aproape de televizorul sau de monitorul care au tub catodic.

 

universuri paraleleÎn partea a treia a articolului lui Michael Brooks, autorul face o analiză a interpretării mecanicii cuantice cunoscută drept interpretarea istoriilor alternative (deseori denumită a universurilor paralele). Citiţi în continuare despre plusurile şi minusurile sale.

Marul lui NewtonRăspunsul complet la întrebarea “De ce Luna nu cade pe Pământ, iar merele cad?”, s-a lăsat aşteptat până la începutul secolului trecut, când Einstein a elaborat teoria generală a relativităţii. Un răspuns elementar provine de la legea  gravitaţiei  lui Newton.

Bohr si Heisenberg. Interpretarea CopenhagaCea mai populară dintre interpretările mecanicii cuantice pe care le-am pomenit în prima parte a articolului este interpretarea Copenhaga, care îşi are originile în efortul unit al lui Niels Bohr şi Werner Heisenberg de a lega teoria şi experimentele de viaţa de zi cu zi.

Interpretarile mecanicii cuanticeStrania lume a teoriei cuantice a inspirat o multitudine de interpretări care conţin idei pe de o parte fascinante, iar pe de alta de-a dreptul excentrice. Consultantul New Scientist Michael Brooks face o trecere în revistă a celor mai importante dintre acestea.

David PeatÎn episodul nr.33 din istoria ştiinţei şi a ideilor în secolul  al XX-lea, continuăm să vorbim despre limbaj, despre căutarea unui limbaj care să răspundă nevoii de a vorbi clar, concis şi fără ambiguităţi despre natură. Este limba capabilă de claritatea ultimă?

CopertaSuntem cu toţi filozofi. Într-un anume moment în viaţă punem cele mai profunde întrebări posibile pentru o fiinţă umană. Cine suntem? De unde venim? Încotro mergem? Care este sensul vieţii? Are timpul un sfârşit? Care este acţiunea corectă?

De la certitudine la incertitudine. Coperta cartiiÎn acest episod David Peat face o trecere în revistă a similarităţilor care există în opinia sa între concepţia despre univers, lume şi viaţă a populaţiilor indigene nord-americane din statele Montana şi Alberta (indienii Blackfoot) şi ordinea implicită a lui David Bohm.

Coperta cartiiContinuăm traducerea lucrării "De la certitudine la incertitudine" a filozofului şi fizicianului David Peat cu partea a doua a capitolului dedicat noii ordini în fizică şi lămuririi conceptelor de "ordine explicită" şi "ordine implicită" introduse de fizicianul David Bohm.

Coperata cartii De la certitudine la incertitudineContinuăm traducerea lucrării "De la certitudine la incertitudine" a lui David Peat cu episodul 29, prima parte a prezentării noii ordini din fizica postmodernă. Veţi afla despre distincţia pe care David Bohm o face între "ordinea implicită" şi "ordinea explicită" a universului.

Coperta cartii În acest nou episod al lucrării sale, David Peat vorbeşte despre principiile de simetrie din fizica modernă - un posibil fundament al realităţii, despre dificultăţile legate de marile teorii unificate, dar şi despre raportarea fizicii la un context nou, postmodern.

De la certitudine la incertitudine. CopertaAl douăzeci şi şaptelea episod al cărţii lui David Peat realizează o trecere în revistă a descoperirilor din lumea particulelor fundamentale: de la modelul atomic al "budincii cu stafide", până la teoriile moderne ale corzilor. Filozofic vorbind, mai stă în picioare atomul vechilor greci?

De la certitudine la incertitudine. CopertaÎn acest al 26-lea episod al lucrării lui David Peat, autorul face o analiză a evoluţiei ideilor despre structura fundamentală a materiei, plecând de la prima teorie atomică, a lui Leucip şi Democrit, trecând prin elementele din filozofia greacă şi ajungând la teoria atomică modernă.

CopertaÎncepem astăzi să publicăm cel de-al treilea capitol al cărţii lui David F. Peat, intitulat "De la obiect la proces", cu o întrebare privind natura ultimă a realităţii: este Universul supus unei perpetue schimbări ori, dincolo de aceste transformări, există o esenţă a lucrurilor?

Invizibilitate pe fibra opticaCel de-al 14-lea membru al echipei de hoţi profesionişti a lui Danny Ocean ar putea fi chiar un fizician care să utilizeze un dispozitiv de camuflare a evenimentelor imaginat de echipa lui Martin McCall de la Imperial College din Londra.

Dominaţia logiciiTeorema lui Gödel este specifică matematicii, vorbind despre inconsistenţa acestui domeniu care pentru o vreme a reprezentat ultimul bastion al perfecţiunii pentru savanţi. Dar această teoremă vorbeşte şi despre natura umană ori funcţionarea societăţii.

SimetrieToată lumea ştie ce este simetria, însă în acest articol, Mario Livio de la Institutul Ştiinţific de Cercetare Spaţială Baltimore, SUA, ne demonstrează faptul că nu numai formele, dar şi legile naturii pot fi simetrice. Citiţi mai departe pentru a afla detalii surprinzătoare!

Inteligenta artificialaInteligenţa artificială a stârnit minţile creatoare ale scriitorilor şi scenariştilor. Cărţile şi filmele science-fiction descriu o lume dominată de maşini care sunt mai inteligente şi mai eficiente decât omul. Dar, în fapt, inteligenţa artificială are limitele ei intrinseci...


 



Ar fi util dacă ne-ai sprijini cu o donație!
Donează
prin PayPal ori
Patron


Contact
| T&C | © 2021 Scientia.ro