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A Física estuda vários tipos de fenômenos da Natureza. Para facilitar o seu estudo costuma-se dividi-la. Até o início do século as principais partes da Física eram: a Mecânica, a Termodinâmica e o Eletromagnetismo.

No século X, a partir de grandes descobertas, surgiram novos ramos, entre eles:

Física Atômica e Nuclear Física Atômica e Nuclear Física Atômica e Nuclear Física Atômica e Nuclear Física Atômica e Nuclear, Mecânica Quântica Mecânica Quântica Mecânica Quântica Mecânica Quântica Mecânica Quântica, Relatividade. Os novos conceitos introduzidos neste século provocaram uma verdadeira revolução na Física. Hoje é comum também dividir a Física em Clássica (antes de 1900) e Moderna (após 1900).

O quadro a seguir mostra algumas perguntas que podem surgir no nosso dia-a-dia, e identifica qual o ramo da Física que trata de respondê-las.

- Por que somos jogados para frente do ônibus quando ele freia bruscamente? - Por que nos dias de chuva é mais difícil freiar um automóvel? - Como um navio consegue boiar?

MECÂNICA Força

Espaço Inércia Tempo Velocidade Massa Aceleração Energia Densidade

- Como funciona um termômetro? - Por que o congelador fica na parte superior da geladeira? - O que ocorre com a naftalina, que “some” do fundo da gaveta?

TERMODINÂMICA Calor

Energia térmica Pressão Volume Dilatação Temperatura Mudanças de estado

- Como vemos os objetos? - Como os óculos ajudam a melhorar a visão? - Como se forma a nossa imagem num espelho?

ÓPTICARaio de luz

Reflexão Refração Lentes Espelhos

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- O que é a corrente elétrica? - Como funciona um chuveiro elétrico? - Para que serve um fusível?

ELETROMAGNETISMO Carga elétrica

Corrente elétrica Campos elétricos Campos magnéticos Ondas eletromagnéticas

- O que é, de fato, a luz? - O que compõe todas as coisas?

- O que são microondas?

Átomos Núcleos Fótons Elétrons

Curso de Física do 2º grau - Capítulo 1 Telecurso 2000

Como resolver problemas de Física

1ª ETAPA: LER O PROBLEMA: É preciso saber ler, quer dizer, ser capaz de imaginar a cena que o enunciado descreve. Nem sempre entendemos tudo o que está escrito, mas podemos estar atentos aos detalhes para "visualizar" corretamente o que se está dizendo.

2ª ETAPA: FAZER UM ESQUEMA: Fazer um esquema ou desenho simples da situação ajuda a visualizá-la e a resolvê-la. Procure indicar em seus esquemas informações básicas como o sentido e os valores envolvidos. Preste atenção que uma frase como "dar ré" indica o sentido do movimento do objeto em questão.

3ª ETAPA: MONTE AS EQUAÇÕES E FAÇA AS CONTAS: Uma equação só faz sentido se você sabe o que ela significa. Sabemos que é possível resolver a nossa questão porque há a conservação da quantidade movimento total de um sistema. Quer dizer, a soma das quantidades de movimento antes e depois do choque deverá ter o mesmo valor. Com isso, você consegue montar as contas.

4ª ETAPA: INTERPRETE OS VALORES. (A ETAPA MAIS IMPORTANTE!) Muito bem, você achou um número! Mas ainda não resolveu o problema. Não queremos saber somente o número, mas também o que aconteceu. O número deve nos dizer isso. Olhando para ele você deve ser capaz de chegar a alguma conclusão. DESCONFIE DOS NÚMEROS!!! Existe uma coisa que se chama erro nas contas, que pode nos levar a resultados errados. Pense bem no que o número está lhe dizendo e avalie se é uma coisa razoável. Se achar que há um erro, confira suas contas e o seu raciocínio. Se o número insistir em lhe dizer coisas absurdas, considere a possibilidade de que aquilo que você esperava não ser realmente o que acontece na prática.

Leituras de Física - MECÂNICA - Capítulo 1 GREF - Grupo de Reelaboração do Ensino de Física Instituto de Física da USP - junho de 1998

Versão preliminar 6 de setembro de 2002

02. VETORES E ESCALARES2
UM POUCO DE TRIGONOMETRIA2
MÉTODO GEOMÉTRICO2
MÉTODO ANALÍTICO3
MULTIPLICAÇÃO DE VETORES3
Multiplicação de um vetor por um escalar4
Produto escalar4
Produto vetorial5
SOLUÇÃO DE ALGUNS PROBLEMAS7
027
067
328
398
459
469
4710

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02. Vetores e escalares

Algumas grandezas físicas ficam completamente definidas quando informamos um número e uma unidade. Quando dizemos que a temperatura de uma pessoa é 370C a informação está completa. A temperatura é uma grandeza escalar. Se dissermos que a velocidade de um automóvel é de 50km/h não definimos completamente a informação. Não foi dito em que direção e sentido esse corpo se movimentava. A necessidade dessa informação complementar - direção e sentido - caracteriza a velocidade como um vetor.

Os vetores são representados por setas, e costuma-se representar um vetor com módulo maior que outro por uma seta de tamanho maior. Usamos basicamente de dois modos de representar os vetores, o método geométrico e o método analítico.

Um pouco de trigonometria

Vamos considerar um triângulo retângulo com hipotenusa a e catetos b e c respectivamente. O teorema de Pitágoras diz que: a2 = b2 + c2

As funções seno e cosseno são definidas como:

αθ cossen == a αθ sencos == a

E do Teorema de Pitágoras, encontramos que: 1cossen 2 =+θ α ααθθθ sen coscottancos

ca

θ b

Método geométrico

A força é uma grandeza vetorial.

No método geométrico, a visualização dos vetores fica mais óbvia, mas não é adequado para a operações com diversos vetores.

Quando consideramos duas forças atuando sobre um dado corpo, o efeito resultante será igual à atuação de uma única força que seja a soma vetorial das duas forças mencionadas.

A soma desses dois vetores pode ser efetuada usando-se a regra do paralelogramo.

Método geométrico

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Método analítico

O método analítico consiste basicamente em definir um sistema de coordenadas cartesianas e decompor os vetores segundo as suas componentes nestes eixos.

Vamos considerar um sistema de coordenadas bidimensional, definido pelos eixos x e y , como mostrados na figura ao lado. O vetor a! tem compo- nentes cartesianas ax e ay que tem a forma:

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