Apresentação do PowerPoint

Prof. Ismael Rodrigues Silva
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• Objetivos
• O que é Física?
• O que é Mecânica?
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• Entender o que é Física e quais seus objetos de estudo;
• Dissertar sobre o motivo pelo qual poucas pessoas gostam de
Física;
• Listar os pré-requisitos necessários para aprender Física;
• Definir Mecânica e, em particular, Mecânica Clássica;
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Não há uma definição absoluta para a Física. Podemos dizer que
a Física estuda a Natureza, mas a Química, a Biologia e a
Geologia, por exemplo, também fazem isso.
Quem sabe, podemos dizer que a Física estuda os chamados
fenômenos físicos, mas os fenômenos químicos e as ligações
químicas são explicados pela Física Quântica.
Uma boa definição é que a Física estuda a matéria, a energia, o
espaço, o tempo e as interações entre eles.
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A Física é uma Ciência
Como Ciência, a Física faz uso do método científico e utiliza a
matemática e lógica para formular seus conceitos. Não existe
verdade absoluta. As Leis da Física evoluem com o tempo e não
podem ser provadas, mas devem concordar com a experiência.
A Física tende a descrever o universo com apenas uma teoria, a
Teoria de Tudo, unificando as áreas da Física umas com as
outras, de modo a explicar o maior número de fenômenos com o
menor número de teorias.
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Divisões da Física
A Física é dividida em diversas área. Entre elas, podemos citar:
•
•
•
•
•
•
Mecânica;
Eletromagnetismo;
Astrofísica;
Óptica;
Termodinâmica;
Áreas da Física Moderna como Física de Partículas, Física de
Campos e Física Quântica.
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Por que Física é tão difícil?
Física não é difícil. Fácil ou difícil estão relacionados com saber
ou não saber.
Por outro lado, a dificuldade em aprender Física pode estar
relacionada a dois fatores: matemática, senso comum e
impulsividade.
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Matemática
A matemática utilizada na Física é básica. Se houver
dificuldades com matemática básica, deve ser dedicado tempo a
isso.
É importante, para resolver problemas de Física, estar
familiarizado com operações com números reais (soma,
multiplicação, potenciação, etc.), trigonometria (senos,
cossenos, ângulos, etc.), funções elementares e seus gráficos,
etc.
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Senso comum
O senso comum é o nosso modo de pensar caracterizado por
conhecimentos empíricos (experiência). A Física nem sempre
segue o senso comum. Por exemplo, é comum associar o
movimento a forças. É necessária força para haver movimento?
Não. Uma bola rolando no chão para a direita pode estar sujeita
a três forças: uma para baixo (peso), uma para cima (normal) e
uma para a esquerda (atrito). Ela se movimenta para a direita
mas sequer existe força para a direita!
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Impulsividade
A impulsividade está relacionada com tomar uma decisão sem
levar em consideração todos os aspectos de uma situação. É
claro que decisões precipitadas acarretam em erros.
Solução para nosso problema
Ao resolvermos um problema, o senso comum e a impulsividade
devem ser substituído pelo senso crítico, que é baseado na
crítica, na reflexão, na pesquisa, no pensamento. Após essa
etapa, a matemática nos permite obter resultados que devem,
então, ser interpretados.
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Responda
Em 2015, metade dos alunos que fizeram o ENEM tiveram nota
abaixo da média. Devemos nos preocupar com isso?
Você é a favor da pena de morte para redução da criminalidade?
Você é a favor de serem exigidos de motoristas exames
toxicológicos para redução dos acidentes de trânsito?
Um gato sempre mia antes de chover. Se o gato miar, vai chover?
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As respostas se baseiam em utilizar o senso crítico e a lógica.
Não existe problema algum em metade dos alunos do ENEM
tirarem nota abaixo da média. Na verdade, é esperado que isso
sempre aconteça.
Quem disse que pena de morte reduz criminalidade? Quem
disse que os acidentes de trânsito podem ser reduzidos através
de exames toxicológicos?
Se o gato mia, não necessariamente vai chover. Por outro lado,
se for chover, o gato irá miar.
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Nos problemas anteriores, a impulsividade, o uso do senso
comum e o mal uso de lógica podem ter acarretado respostas
precipitadas. Na Física, eles podem acarretar erros.
Abaixo, podemos ver que a carência de matemática básica pode
nos levar a absurdos. Na Física, ela pode acarretar respostas
erradas. Onde está o erro?
2=
2
22 =
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2
4=
2
(−2)2 = −2
(? ? ? )
A mecânica é a área da ciência que estuda o comportamento dos
corpos físicos sujeitos a forças ou deslocamentos. Estuda,
portanto, os fenômenos relacionados ao movimento e
equilíbrio dos corpos.
Mecânica Clássica
Será o nosso objeto de estudo. Originou-se no século XVII com
as leis do movimento de Isaac Newton, motivo pelo qual
também é chamada de mecânica newtoniana.
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A Mecânica Quântica foi descoberta em 1925. É a mecânica
dos corpos muito pequenos (partículas subatômicas).
A Mecânica Relativística foi formulada em 1905 por Albert
Einstein. É a mecânica dos corpos muito rápidos (com
velocidades próximas à da luz, velocidade com a qual é possível
serem dadas 7,5 voltas na Terra em um segundo).
A Mecânica Clássica, portanto, limita-se a estudar os corpos
macroscópicos com velocidades baixas quando comparadas à
velocidade da luz.
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Leis de Newton
As Leis de Newton são base para toda a Física Clássica,
incluindo, por exemplo, eletromagnetismo e termodinâmica.
Primeira Lei de Newton
A Primeira Lei de Newton, ou Lei da Inércia, afirma que, na
ausência de uma força resultante, um corpo em repouso tende a
permanecer em repouso e um corpo em movimento tende a
permanecer se movendo em linha reta com velocidade
constante.
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Segunda Lei de Newton
Havendo uma força resultante 𝐹 em um corpo, o corpo terá uma
aceleração 𝑎. Matematicamente, escrevemos 𝐹 = 𝑚𝑎, onde 𝑚 é
a massa do corpo. Não são necessárias forças para haver
movimento, mas podem alterá-lo.
Terceira Lei de Newton
É a lei da ação e reação. As forças sempre aparecem aos pares. Se
X faz uma força em Y, Y faz uma força em X com mesma
intensidade e sentido contrário.
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Lei da Gravitação Universal de Newton
Dois os corpos com massa se atraem com uma força dada por
𝐹 = 𝐺𝑀𝑚/𝑑², onde 𝐺 é a constante da gravitação universal, 𝑀 e
𝑚 são as massas dos corpos e 𝑑 é a distância entre eles.
Desse modo, a Terra e a Lua se atraem, e, pela lei da ação e
reação, a força que a Terra faz na Lua tem mesma intensidade
que a força que a Lua faz na Terra, embora a Terra tenha maior
massa.
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A Mecânica Clássica divide-se em cinemática e dinâmica.
Cinemática
Descreve o movimento sem considerar as suas causas. É a
“geometria do movimento”. Aqui, entenderemos conceitos como
posição, deslocamento, velocidade, aceleração etc.
Dinâmica
Estuda as forças e seus efeitos no movimento. Estudaremos
conceitos como trabalho, energia e quantidade de movimento.
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