Adolescente recria “raio da morte” de Arquimedes e ganha medalhas em feira de ciências

Todo mundo aprendeu sobre Arquimedes, o brilhante matemático e inventor grego antigo, na escola. Ele nos apresentou conceitos fascinantes como alavancas, polias e até determinou a densidade enquanto tomava banho. No entanto, uma das criações mais intrigantes de Arquimedes permaneceu no reino da lenda por séculos – o raio da morte. Um jovem entusiasta decidiu provar como ele poderia ter funcionado e agora ganhou duas medalhas por sua engenhoca.

Nos anos 200 a.C., relatos históricos sugerem que Arquimedes usou uma série de espelhos para focar a luz do sol e incendiar navios inimigos durante o cerco de Siracusa. Avançando para hoje, Brenden Sener conquistou duas medalhas por sua versão miniaturizada da máquina solar da morte. Este projeto fez parte da Feira de Ciências Anual Matthews Hall de 2023.

Sener levantou a hipótese de que, à medida que os espelhos concentravam a energia luminosa no papelão, a temperatura do alvo aumentaria com cada espelho adicionado. Ele conduziu três testes usando lâmpadas de diferentes potências – 50 e 100 watts. Essas lâmpadas foram equipadas com pequenos espelhos côncavos para concentrar feixes de luz em um alvo marcado.

À medida que adicionava mais espelhos, inclinando-os para convergir no mesmo ponto, a temperatura no ponto focal continuava subindo. Somente com a lâmpada sozinha, o alvo manteve-se em amenos 27°C. No entanto, após posicionar o quarto espelho, o calor se concentrou em mais de 53°C. Sener descreveu os resultados como “remarkables”, ilustrando como espelhos curvos intensificavam os raios solares em um único ponto escaldante.

Embora o experimento não tenha incendiado o papel (esse não era o objetivo), Sener demonstrou como sua configuração refletia e concentrava luz para aumentar a temperatura em um ponto focal. Ele observou em seu trabalho científico que, para incendiar um navio de madeira, a configuração exigiria uma fonte de luz muito poderosa, como o sol, e vários espelhos grandes.

Um cientista do Sandia National Labs elogiou o projeto, observando que, embora não tenha revolucionado a física, as descobertas confirmaram de maneira interessante a primeira lei da termodinâmica sobre a transferência de energia.

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Então, o raio da morte original de Arquimedes foi uma invenção real ou uma lenda exagerada que cresceu ao longo dos milênios?

Embora nunca possamos saber com certeza, o experimento em miniatura de Sener sugere que a ideia central poderia ter funcionado. Arquimedes era um gênio certificado à frente do seu tempo. Concentrar o calor solar com espelhos para derrotar inimigos não parece absurdo vindo da mente que nos deu conceitos como alavancas, polias e deslocamento.

No entanto, o ‘raio da morte’ permanece um tema altamente debatido devido à falta de evidências arqueológicas de sua existência. Incendiar navios em movimento, mesmo com espelhos superdimensionados, parece improvável, como demonstrado pelo experimento da lupa – leva vários segundos para inflamar um pedaço de papel. Mesmo que Arquimedes pudesse transformar espelhos em armas dessa forma, os cientistas argumentam que os navios precisariam estar ancorados para que fosse eficaz.

No mínimo, Sener demonstrou que a física por trás do suposto raio da morte de Arquimedes era legítima. Nada mal para um projeto de feira de ciências de um aluno do ensino médio.