Medindo a velocidade da luz com… chocolate

“‘C’ é para chocolate! ‘c’ é também o símbolo usado para a velocidade da luz. Definido como sendo o valor 299,792,458 metros por segundo no vazio, e podes determinar esta velocidade usando um microondas, dois rolos, uma régua e uma tablete de  chocolate! Yum!” (Jefferson Lab – YouTube)

Bem, vamos ver como o fizeram:

 

E agora os cálculos:

Para calcular a velocidade da luz, usamos a expressão matemática da velocidade:

v = Dx/Dt

Para este caso, Dx = l e Dt = T e T = 1/f (T é o período e f é a  frequência da onda, e l é o comprimento de onda).

As covas que aparecem no chocolate corresponde aos máximos e mínimos de uma onda estacionária. Assim, o comprimento de onda será duas vezes a distância entre essas covas:

l = 2 x 7.1 cm = 2 x 7.1 x 10-2 m

A frequência pode ser obtida na parte de trás do microondas. Neste caso, o valor corresponde a

f = 2 450 MHz = 2 450 x 106 s-1.

Assim, a velocidade é:

v = l x f <=> v= (2 x 7.1 x 10-2 m) x (2 450 x 106 s-1) = 3.48 x  108 m s-1 .

Obtendo-se um erro relativo de:

e = |cv|/|c| x 100 = | 2.99 x  108 – 3.48 x  108|/|2.99 x  108| x 100 = 16 %

Nada mal!

Nota: Se quizeres fazer esta experiência em casa pede ajuda a um adulto.

5 comentários

Passar directamente para o formulário dos comentários,

  1. Tenho uma dúvida! Para isto funcionar, temos que admitir que a onda estará orientada no plano do chocolate.. Se não estiver, o que acontece é obtermos uma distância maior entre derretimentos, influenciando a medida para um valor mais elevado, certo? Se sim, então daria para, por sucessivas tentativas rodando ligeiramente a placa de chocolate, perceber em que direcção estaria colocado o magnetrão que gera as micro-ondas, ao acharmos a orientação a que corresponde o mínimo dessa distância entre derretimentos?

    Por outro lado, como é que um forno de micro-ondas funciona? Aquilo não é uma caixa metálica feita reflectir as ondas micro-ondas mantendo-as lá dentro, e causando a interferência que gera a onda estacionária?? Se for este o caso, o forno funciona como uma caixa de ressonância.. E se assim for, a frequência da radiação é ditada pela caixa e não pela etiqueta do micro-ondas. Isto é o que acontece com uma corda de uma guitarra em que a grossura da corda (etiqueta do micro-ondas) diz mais ou menos qual o som que vai sair, mas a posição do dedo (dimensão do espaço para ressonância) é que dá a nota. Isto pode influenciar as contas ao estarmos a usar a frequência errada, não?
    Mas quer isto dizer que idealmente um forno micro-ondas deveria ter as suas dimensões internas afinadas com a frequência?

  2. Bem, mas finalmente ouvi uma explicação convincente para meter uma coisa no micro-ondas que depois sai mais quente num sítio que noutro no prato.. 7 cm é bastante! Isto também esclarece as dúvidas sobre porque razão os micro-ondas mais recentes têm pratos giratórios, para homogeneizar o aquecimento!

  3. Eles não disseram “roller” disseram “ruler”, ou seja régua!! Como é que iam medir distâncias com um rolo? 😉

    1. Filipe,
      Eu sei que é régua. Mas referia-me aos rolos para pousar o chocolate dentro do microondas e não estar em contacto com a plataforma giratória. Assim, evita o que referes no comentário a seguir. 🙂

      1. Pronto, fiz umas modificações. Assim, deve estar melhor 😉

Deixe uma resposta

O seu endereço de email não será publicado.

Este site utiliza o Akismet para reduzir spam. Fica a saber como são processados os dados dos comentários.