domingo, 13 de abril de 2014

UM POUCO DE FÍSICA-CAPITULO IV-UM POUCO DE GEOMETRIA E OUTRAS COISAS-DE EUCLIDES A OUTRA DIMENSÕES



Este capítulo está adicado à boa escola da geometria, a qual vai mudando de axioma com os novos descobrementos da ciencia e o contemplar o ceu,o firmamento e demais rutinas própias de quem indaga na curiosidade universal.Assim, iniciamos a passagem com Euclides ea mal chamada ou mal considerada geometria plana
Os postulados de Euclides fazem referéncia ao tratado denominado Os Elementos escrito por ele  sobre o ano 300 a. C.. Cinco são os postulados, considerados os mais evidentes e singelos:

Image- "Euclid of Megara" (lat: Evklidi Megaren), Panel from the Series 'Famous Men', Justus of Ghent, about 1474,, Urbino, Galleria Nazionale delle Marche



1. Dois pontos quaisquer determinam um segmento de reta.

Ou seja.Estamos a falar de que entre dois pontos cualquer da terra há uma linha de separação reta.Bem..., suponho que todo começa assim,pensando desta maneira

 
2. Um segmento de reta pode-se estender indefinidamente numa linha reta.

Ou seja. Um mundo infinito de posibilidades...
 
 3. Se pode traçar uma circunferncia dados um centro e um rádio qualquer.

A uniformidade e harmonia comproba-se então nos corpos cirulares.Com o descobremento de que a terra não era plana aparecem outros conceptos

4. Todois os ângulos retos são iguais entre si.

equilibrio...

5. Postulado das paralelas.

 

Se uma linha reta curta a outras duas, de tal maneira que a soma dos dois ângulos interiores do mesmo lado seja menor que dois retos, as outras duas retas se cortam ao as prolongar  pelo lado no que estão os ângulos menores que dois rectos.


Este axioma é o que  satisfaz todos os axiomas e postulados de Euclides, inclusive o postulado quinto ou das paralelas.Já podem prolongarse a retas no infinito que tem que chegar um momento que dois corpos que estão separados na terra e que,como observamos no postulado primeiro, estão determinados num segmento de reta, e se esses dois corpos que somam angularmente ao traçar a suas dois trajetórias paralelas menos que dois ângulos retos,pelo mesmo chegará um momento por muito infinita que seja a vida de esses dois corpos...Chegarão a unir-se..., ou cruzar-se ..., quanto menos.Ou seja..., imos ver assim se melhor... Que se começa uma trajetória de dois pessoas em paralelo nesse movimento retilíneo uniforme que leva a própia existéncia humana, e se numa delas aplica-se uma força,ainda que seja desconhecida,mais que essa força tende a esse corpo a girar na direção que vai o outro corpo,por muito pequena que seja essa inclinação ou tendéncia e por muito eterna que seja a vida de essas dois pessoas,chegará um momento que vão coincidir no caminho. Ou seja...um lugar para a esperança de dois pessoas amadas, um lugar de esperança para a revolução,mais uma esperança numa determinda geometria um pouco plana, onde as possibilidades de éxito em mais corto praço dependam duma maior força giratoria na direção e no sentido desejado de essas duas pessoas, de esses dois órganos,de essas dois materias.





Galileo facing the Roman
Inquisition,
painting by Cristiano Banti
Estas coisas ocorrem imaginando à terra numa caixa de bolachas..., num ortoedro largo, longo e profundo no que as faces opostas são iguais entre si, numa geometria euclideana onde a terra era plana. Bem.Aqui cabe dizer que em tal caso não foi Galilleo quem descobreu que a terra era mau chamada redonda.Esto em certa maneira já se sabia por outr@s cientistas, e já falavam filósofos e matemáticos de esto desde a antiguedade clásica.O que  fixo Galileo foi dar-lhe autenticidade,com o que punha-se em total oposição à visão oficial da igreja,que considerava que a terra era plana, não tanto porque assim o considerava senão porque lhe ia bem aos seus intereses. Conhece-se agora que o universo,pois, não é só tridimensional,porque o universo, como a terra, não está encerrado numa caixa de bolachas. Porque um ortoedro ou cubóide é um paralelepípedo ortogonal, ou seja, cujas faces formam entre si ângulos diedros retos. São prismas retangulares retos conhecidos como caixas.  Já fae tempo que esto se sabe..., que o  mundo não está encerrado numa caixa de bolachas , pelo que as expectaitvas cientistas e matemáticas navegaram ate chegar agora na investigação ate oitras multi-dimensões onde o universo parece ser que se está a expandir.



Bem.Devo dizer que conto com a ajuda inestimável de cientistas tanto do género masculino como femenino que percorrem diversas partes do mundo estabelecendo conferéncias e demais.Neste capítulo se trata de homens aos que se lhes dae o calificativo de professores pirados,embora em sucesivos capítulos também aparecerão professoras piradas..., é uma promesa então...Estas e estes deixaram seus trabalhos em videos e eu aqui não fago mais que narrar seus episódios, como este que vaia a continuação  que é exclusividade do professor Pichasilioux e que diz assim:


Agora imaginemos um gorila num deserto subindo umas escadas..., mas estas são umas escadas de cristal com seus degraus asimétricos um respeito do outro, onde o esforço para os subir é por tanto diferente, correspondendo à altura que existe entre degrau e degrau. Um obstáculo que o gorila tem que salvar, com muito cuidado de que não estoire o cristal.. Para saber a quantidade de energia ou magnitude derivada que precisa gastar na cada degrau o gorila, primeiro devemos saber a diferença numérica que há entre a altura de degrau e degrau, que não são senão magnitudes fundamentais, a longitude com as quais chegamos às outras, as derivadas. Por conseguinte, já temos ao gorila acima de tudo, no último degrau, na cume de seu propósito. Uma tremendo melancia duns trinta kilogramos na cúspide foi o que lhe impulsou a subir deixando um depois de outro os degraus de cristal. Uma escalada perigosa mas satisfatória. Agora é o momento de baixar. O lindo gorila sabe que têm sofrido muito os cristais e que tudo se pode vir abaixo em qualquer momento, mas tem que baixar. Está a duzentos metros elevado sobre a terra. Poderia saltar e deixar-se levar pelos duzentos metros de altura..., como quem se arroja desesperado a um abismo porque o fogo lhe acossa, mas este não é o caso. Sabe também o gorila da força da gravidade, de sua energia potencial em potencia  para baixar por lei natural, valha a redundância. Sabe destas coisas sem ter ido à academia. Cabe dizer aqui também que a vezes os galos de curral que há colados às escolas de porcos das vilas populares, sensívels com os porcos também se furam pela grade, e entram nas ecolas, e se põem muito asustados. Não tanto como o gorila, que está mais achegado as costumes humanas,ainda que a verdade  não se sabe de nenhum gorila que se matriculara em tais escolas. Bem, o importante em tal caso..., o importante..., de este exemplo..., o importamte..., esto..., o importante é que há que ter em conta a força da gravedade,suas ventagens e inconvenientes


 


 

                                                 
 
Ou este outro do professor Malaberiux:

 
Agora imaginemos uma orquestra reta e dinámica dentro dum corneto de gelado,dum cono.Não creio que seja esto difícil de imaginar... Embora... Uma diretriz diz-se daquilo que marca as condições em que se gera algo. O diretor ou diretora de orquestra do gelado que gira através de seu própio eixo.Embora é asim, pois em geometria a diretriz é aquela linha, superfície ou volume que determina as condições de geração de outra linha, a da própia orquestra, que gira ao redor do diretor ou diretora de orquestra.

 Esto é assim porque sabemos que se a diretriz é uma linha reta e a geratriz é outra linha reta que gira em torno dela conformara-se uma superfície cônica, o corneto de gelado onde está agora a orquestra, embora pode conformar outras, cilíndrica, etc. Outra coisa é comprender se é possível introduzir uma orquestra num corneto de gelado.Embora, se a geatriz é curva e não reta, é dizer, se é curva a materia do diretor ou diretora de orquestra, então...então o diretor ou diretora de orquestra gera uma esfera de orquestra, elipsoides, etc ...Já não falamos de corneto de gelado contentor de orquestra.A figura que se desenrola seria algo assim, agora, como uma orquestra numa superficie regrada.Assim pois, é a própia terra e a comprensão dela.Há pois que ter em conta o seu proceder giratório,as elipses,parabolas, as hiperbolas...
 

                                                


Ouvimos falar e trabalhamos mais com a geometria euclideana por praticidade, já que  se reflite num plano que se acomoda as exigéncias dum papel de anotações, um plano onde a reta poderia prologarse eternamente, um plano onde um triángulo é a soma de três ângulos internos que somam 180°. Uma concordancia num mundo como uma caixa que contem bolachas. Há muitas geometrias,pelo demais...,outras geometrias que incidem na oposição ao quinto postulado de Euclides e numa evolução cientista na explicação da terra, e por extensão do Universo como pano de fundo triunfal. Objetivo a terra e por extensão o universo, objeto da maior das paixões desbordadas para seu conhecimento pelos diferentes seres ou matérias que compõem a terra nos seus desejos de supervivéncia de quem tem aqui espaço habitável. Masas que estabelecem suas mais ou menos efémeras funções das suas vi
das.
 

 

Agora imaginamos uma bola de râguebi, uma esfera elíptica que nos leva ate Johannes Kepler, uma esfera elíptica também inchada e com gas. Princípios de século XVII e sua primeira lei universal.

Primeira lei de Johannes Kepler: "Os planetas giram ao redor do Sol em órbitas elípticas nas que o Sol ocupa um dos focos da elipse"

Bem,o exemplo de elipse na bola de râguebi é muito exagerada para a representação da terra, mais o universo é a grande bola na que se encerram órbitas elípticas. Para saber o redonda e esticada para afora que é uma elipse, refere-se a ela em geral com o termo de excentricidade. Uma órbita perfeitamente circular indica um valor zero na excentricidade orbital, a qual é uma medida que representa o afastamento da órbita que gira aoredor duma forma mais ou menos circular como pode ser o Sol, ou a terra no caso da lua.


Ocorre-se-me pensar que na vida das pessoas também há outro tipo de órbitas que convém saber delas por se é possível se afastar ou por se são muito belas poder espalhar sua beleza para que as e os demais possam a compreender, e assim fazer mais fácil a boa predisposição para com elas.
 

                                                   

Assim pois, é normalmente representada por valores entre 0 e 1 a excentricidade, porém valores maiores que 1 são observados em algumas órbitas de cometas ou sondas espaciais Números maiores que o zero indicam órbitas elípticas,como a dos planetas que giram ao redor do Sol de Johannes Kepler na sua primeira lei já mencionada. Parece ser que estudos realizados pela Nasa através do satélite WMAP têm revelado que toda a superfície observável do Universo tem uma excentridade de 1%, o qual quer dizer que séria elíptico e não circular o universo,como parece em boa lógica

 

Uma elipse pode ser muito longa e delgada, também pode ser bastante redonda, quase como um círculo.  Se a excentricidade de uma elipse encontra-se para perto de 1 (como 0.8 ou 0.9), a elipse é longa e delgada. Se a excentricidade está para perto de zero, então a elipse é quase um círculo.
A Terra move-se ao redor do Sol numa órbita elíptica. A órbita da Terra é practicamente um círculo perfeito, ¡sua excentricidade é de só 0.0167! Plutão tem a órbita menos circular de todos os planetas do sistema solar. A órbit órbita cuma excentricidade de 0.2488.

Bem. Acho que um dos melhore exemplo para aclarar isto das órbitas circulares e elípticas é colocando um canhão nas grandes alturas, como fez Newton um dia de excursão.



Este é o grande canhão de Newton. Bem, em realidade não é de Newton senão que foi usado pelo exército do império espanhol na primeira década do século XX. Imaginava-se Newton um canhão situado no alto de uma montanha que disparava bolas de forma horizontal. Uma montanha enorme de alta, para evitar a atmosfera terrestre e ignorar os efeitos tendentes ao atrito ou o consiguiente desgate sobrSe o canhão dispara uma bola com uma velocidade inicial baixa, a trajectória da bola se curva e impacta contra o solo (A). Aumentando a velocidade inicial, a bola de canhão impacta no solo a cada vez mais longe (B) do canhão, devido que enquanto a bola segue caindo o chão também se curva. Todos estes movimentos são realmente órbitas em seu sentido técnico, já que descrevem uma trajectória elíptica ao redor de um centro de gravidade mas que se interrompem ao chocar contra a terra. Se dispara-se a bola com suficiente velocidade, o solo curva-se ao menos tanto como a bola ao cair, pelo que a bola de canhão nunca impacta contra o chão. Diz-se que está a realizar uma órbita sem interrupção ou de circum-navegação. Para a cada altura sobre o centro de gravidade há uma velocidade específica que produz uma órbita circular (C). Se a velocidade de disparo aumenta para além desta velocidade, produz-se órbitas elípticas (D). A uma velocidade maior, denominada velocidade de escape que de novo depende da altura onde se dispara se produz uma órbita infinita (E), primeiro do tipo parabólica e com velocidades mais altas do tipo hiperbólica. Em ambos tipos de órbitas infinitas significa que o objeto tem escapado da gravidade do planeta e marcha-se para o espaço.

Quando estamos pois a falar de elipses estamos a falar de  geometria no euclideana. Uma geometria que nasce desde o quinto postulado de Euclides , indagando nele, nas suas contradições, embora desde ele. Duma tridi-mensionalidade quasse plana a uma esférica.Uma abertura na multi-dimensionalidade. Um mundo onde a fantasia pode parecer-se à realidade se a fantasia deixa-se levar por essa multi-dimensionalidade...,um mundo de ciéncia ficção onde se uma ou um deixa-se levar um pouco pela épica pode levar-se à realidade, pois as vezes a ficção leva um componeto de intuição quanto menos considerável. Bem,pode ser esto exagerado, embora quem sabe. Assim pois, é a própia terra e a comprensão dela.Há pois que ter em conta o seu proceder giratório,as elipses....

As chamadas  geometrias não euclideanas .Falei já um pouco da elíptica, e o fixem como quem  deixa deslocar umas muito pequenas gotas ou pinceladas de tinta no meio do espaço inter-estelar, porque voa a través desse espaço em dita encomenda  ornamental.




“Não há ramo da matemática, por abstrata que seja, que não possa se aplicar algum dia aos fenómenos do mundo real.”

-Nikolai Ivanovich Lobachevski-

 
(Níjni Novgorod, 2 de Novembro de 1792 — Kazan, 24 de Fevereiro de 1856)

 


Nikolai Ivanovich Lobachevsky,
Portrait by Lev Kryukov (c. 1843)
Outra geometria no euclideana a destacar é a hiperbólica, à que Lobachevsky, matemático russo do seculo XIX  de quem dois terços da sua vida,mais o menos, aconteceram aoredor da Universidade de Kazan dedicou boa parte do seu trabalho. A primeira geometria não euclídea,e que junto ao matemático húngaro János Bolyai acercam-se  à questão da estrutura geométrica do Universo que conduziria à Teoria da relatividade geral de Einstein.
A geometria hiperbólica satisfaz só os quatro primeiros postulados de Euclides e ao igual que esta apresenta curvatura constante, igual que a elíptica também, mas não igual a zero, como a euclideana ou positiva como a eliptica, senão curvatura negativa.
Eo último video que deixo das minhas e meus colaboradores eo que me mandou o professor Colomeriux, e que como nos outros,deixo primeiro o guião narrativo e logo a ligação correspondente:

 Mas para ver bem as diferença entre circulo,parabola,elipse e hipérbola voltemos ao cone de gelado,embora melhor desta vez dois...,porque seguro que as mamães dos mais pequenos e pequenas aqui reunidos e reunidas vos deixam algum dinheiro para comprar dois gelados. ..Tiramos-lhes a bolas e apanhamos uma lâmina grande de barbear para assim cortar os cones....,bem...,isto...,isto fá-lo-ão com a supervisão dos maiores...,e com um pouco de paciência também. No que consiste é em pôr um cone sobre outro em sentido oposto, de maneira que se toquem os vértices e se mantenham em equilíbrio..., e assim apanhar a lâmina  se pôr a cortar.....Bem, está claro que não é fácil a coisa mas se pode tentar..., quiçá em outro momento da história possa-se conseguir este objetivo...O que aqui deixo agora, e já num voo de caráterer mais sério é um esquema feito com figuras cônicas. Porque como já dissemos, a trajectória de qualquer corpo submetido a uma força gravitatoria é cônica. Apolonio descobriu que se podiam classificar em três tipos aos que deu ou nome de: elipses, hipérbolas e parábolas.


 








As elipses são as curvas que se obtém cortando uma superfície cônica com um plano que não é paralelo a nenhuma de suas geratrizes.  As hipérboles são as curvas que se obtém ao cortar um superfície cônica com um plano que é paralelo a dois de seus geratrizes (Base e aresta), e as parábolas são as curvas que se obtêm ao cortar uma superfície cônica com um plano paralelo a uma soha geratriz (Aresta).


Quiçá as propriedades mais interessantes e úteis que descobriu Apolonio das cônicas são as chamadas propriedades de reflexão. Se recebe-se luz de uma fonte longínqua com um espelho parabólico de maneira que os raios incidentes são paralelos ao eixo do espelho, então a luz refletida pelo espelho se concentra no foco. Existe a lenda de que Arquimedes conseguiu incendiar as naves romanas durante a defesa de Siracusa usando as propriedades dos espelhos parabólicos. Na actualidade esta propriedade utiliza-se para os radares, as antenas de televisão e espelhos solares.




 

 

 
Assim pois, e rematando já, dizer que existem mais dimensões que as tridimensionais de Euclides, tais como a quarta dimensão do tempo ou a quinta dimensão, e na que algumas e alguns apontam a que se encontra o gravitão, que é uma partícula elemental hipotética de tipo bosónico que seria a transmissora da interacção gravitatoria,onde estariamos já a falar da teoria quántica de campos.Mais além existem outras teorias, como a de cordas de once dimensões...Ate outra,amigas e amigos.