instituto de educação beatíssima virgem maria

INSTITUTO DE EDUCAÇÃO BEATÍSSIMA VIRGEM MARIA
INTRODUÇÃO À FÍSICA
ALUNO:
ANO: 9° ano
PROFESSOR: Rosana
Nº:
DATA:
NOTA:
Desde os primórdios da humanidade, o homem tenta compreender a natureza, o seu destino e a
utilidade de tudo o que nela existe. Os gregos foram os primeiros a criar uma teoria concreta sobre este
assunto que tanto interessava os grandes pensadores da época. Atualmente, a física, ou filosofia natural
como era chamada, é de interesse de todos e está presente em praticamente tudo o que nos cerca.
“A mente que se abre a uma nova idéia jamais voltará ao seu tamanho original” Albert Einstein
Durante um longo tempo, acreditava-se que as leis que regiam a natureza estavam associadas
apenas à Terra e suas proximidades, e que nada que não pudesse ser visto a olho nu poderia estar sendo
regido pela lei da mecânica macroscópica, por exemplo. Hoje em dia, tal pensamento está
desmistificado.
Alguns dos muitos passos dados em direção ao conhecimento da natureza estão fundamentados
nas grandes descobertas de inúmeros estudiosos. A física não é só interessante para aqueles que gostam
ou para os que vão encaminhar para as ciências exatas, ela é importante para todo ser humano, pois
explica muitos aspectos do Universo em que vivemos.
É a física que nos permite entender, por exemplo, a flutuação de um navio, o movimento dos
planetas e dos satélites, as descargas elétricas na atmosfera, o arco-íris, a coloração do céu, o sentido das
brisas litorâneas, as vantagens da panela de pressão e da garrafa térmica, as miragens, o funcionamento
de motores, alto-falantes e tantas outras coisas.
O programa de física compreende:
 mecânica
 termodinâmica
 ondulatória
 óptica
 eletricidade
 magnetismo
Iniciaremos nosso curso falando de Mecânica.
Mecânica é a parte da física que estuda os movimentos dos corpos, tanto em movimento quanto
em repouso. Não é de hoje que o homem procura explicações para os fenômenos ocorridos na natureza,
essa busca vem desde a Antiguidade, principalmente no que diz respeito à explicação para os
movimentos que os corpos executam. Talvez seja por isso que a mecânica é o ramo de estudo mais
antigo da física. Homens famosos como Aristóteles, Galileu, Ptolomeu foram alguns dos muitos
cientistas que estiveram na busca por explicações sobre os movimentos, além de serem os responsáveis
por estabelecer muitas das leis que hoje conhecemos.
A mecânica em si estuda os seguintes movimentos:
- Movimento uniforme e uniformemente variado;
- Movimento circular;
- Lançamento vertical e oblíquo.
A mecânica, além de estudar os movimentos que acontecem diariamente (cinemática, uma parte
da mecânica que descreve um movimento sem considerar como foi provocado), busca a explicação para
as suas ocorrências, fazendo análises das forças que atuam sobre os corpos em repouso ou em
movimento. Essa é a dinâmica, outra parte da mecânica que tem como principal estudo a explicação de
como um corpo em repouso é capaz de entrar em movimento e como é possível alterar o estado de
movimento de um corpo.
Para o desenvolvimento do estudo da mecânica, bem como o de todas as outras áreas de estudo,
é necessário ter o domínio de alguns conceitos específicos .
Movimento e Repouso
Imagine que você esteja sentado dentro de um ônibus. Já imaginou ??? Será que você está em
repouso ou em movimento? Pense bem antes de responder !!!
Vou fazer a pergunta de maneira diferente. Em relação ao passageiro sentado ao seu lado você
está em repouso ou em movimento ? É claro que sua resposta será: "...estou em repouso."
Mas e em relação aos postes de iluminação pública, na calçada, você está em repouso ou em
movimento? É claro que agora sua resposta certamente será: "...estou em movimento".
Ora, afinal de contas você está em repouso ou em movimento ???
Pois é, sempre que você ouvir falar que algo está em movimento ou em repouso, este movimento
ou repouso será em relação a algum outro corpo, adotado como referência. Um corpo pode muito bem
estar em movimento em relação a algum objeto e em repouso em relação a outro, e em Física chamamos
este corpo, adotado como referencia, de referencial .
No seu caso, sentado no ônibus, se o referencial for o poste da rua você estará em movimento ,
mas se o referencial for a pessoa sentada ao seu lado, você estará em repouso . Lembre-se: todo
movimento é relativo, ou seja, depende de um referencial !!!
Logo. repouso é quando a posição no espaço, em relação a um referencial, de determinado
objeto não muda com o passar do tempo e movimento, essa posição muda com o tempo.
Movimento e Velocidade
Antes de conhecermos o que é velocidade, vamos nos familiarizar com os conceitos de posição,
deslocamento e intervalo de tempo.
Posição
Posição é a localização de um móvel em relação ao referencial adotado. É um termo bastante
utilizado no futebol. Por exemplo, cada jogador é associado a uma determinada função em uma partida,
e ao se referir a essa função, está implícito sua posição (lugar) no campo. É claro a diferença em posição
entre o defensor e o atacante, um joga mais na primeira metade de seu campo, o outro mais na segunda
metade.
Na física, costumamos nos referir com mais detalhes à posição de um corpo do que
simplesmente dizer "na primeira metade do campo". Para tanto, associamos números para se referir à
posição em que o corpo está.
metros
Em linguagem matemática, a posição costuma ser representada pela letra S. Trajetória é o caminho percorrido por um móvel. Para definir a posição de um móvel é preciso marcar em sua trajetória:

um ponto inicial, que é chamado de origem;

uma escala (de 10 m em 10 m, de 10 km em 10 km, etc.);

uma direção (horizontal ou vertical, por exemplo).
Assim, a trajetória passa a ter um referencial, que é a origem. Na figura acima, a bicicleta ocupa a
posição 30 m. Indicamos S= 30 m.
Deslocamento
É a diferença entre duas posições ocupadas pelo móvel: a posição final (S) e a posição inicial
(S0), ou seja, é a variação da posição de um móvel. Matematicamente, o deslocamento é representado:
∆S = S – S0
Ainda utilizando a figura da bicicleta, temos:
∆S= 30 – 0 = 30 m
Intervalo de tempo
É o tempo percorrido entre dois instantes considerados e é representado por ∆T (t – t0).
Vamos imaginar uma trajetória retilínea de 400 km, percorrida por um ônibus que vai da posição A para
a posição B, como mostra a figura acima. O intervalo de tempoé obtido pela diferença do instante
considerado )t) e o instante inicial (t0). Assim temos:
∆T= 9-5 = 4 h
Velocidade média e instantânea
Velocidade média é uma medida de quão rápido um corpo se move e pode ser calculada como o
deslocamento dividido pela variação do tempo.
Por exemplo, o recorde mundial da corrida de 100 metros é de menos de 10 s. Quer dizer, a
velocidade média (média porque não estamos considerando as variações da velocidade durante a
corrida) do corredor é 100/10 = 10 m/s, isto é o corredor consegue correr 10 m em apenas um segundo.
Podemos usar, também, kilômetros por hora (mais comum para falar em velocidade de carro).
Aprenderemos a fazer a conversão mais tarde.
Na figura anterior, qual seria a velocidade média do ônibus ao percorrer 400 km em 4 h?
Vm = ∆S = 400 = 100 km/h
∆T
4
Velocidade instantânea
Todos os carros, trens, ônibus e mesmo os aviões têm um instrumento que mede a velocidade: é
o velocímetro. Se você olhar para o velocímetro de um carro em movimento e ele estiver marcando 60
km/h, você estará lendo uma velocidade instantânea, ou seja, a velocidade que o veículo tem no instante
em que você olha para o velocímetro.
Assim, a velocidade instantânea é diferente da velocidade média. A velocidade instantânea é a
velocidade do veículo a cada instante, enquanto a velocidade média é uma velocidade calculada para
qualquer intervalo de tempo.
Aceleração
De forma análoga, aceleração é uma medida de quão rápido varia sua velocidade de um corpo e
pode ser calculada como a variação da velocidade dividida pela variação do tempo; e em forma de
equação é dada por:
a = (v 2 - v 1) / (t 2 - t 1),
ou
onde 1 e 2 significam diferentes instantes. Por exemplo, se a velocidade de um carro varia de 10 m/s
para 20 m/s em apenas 2 segundos, a aceleração do carro foi de (20-10)/2 = 5 m/s2, e lê-se 5 metros por
segundo ao quadrado. O "segundo ao quadrado" surge porque a velocidade variou 5 m/s em 1 segundo.
Com esses conceitos faça os seguintes exercícios das páginas 48 e 49 do livro de ciências:

exercícios 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8 e 10