Apostia de-fisica-ensino-medio-total-varios-autores-apoio-Usp

Apostia de-fisica-ensino-medio-total-varios-autores-apoio-Usp

(Parte 2 de 14)

Espere alguns instantes e solte-as ao memo tempo. Qual dos dois objetos caiQual dos dois objetos caiQual dos dois objetos caiQual dos dois objetos caiQual dos dois objetos cai mais rÆpido?mais rÆpido?mais rÆpido?mais rÆpido?mais rÆpido?

Provavelmente uma das duas caiu mais rÆpido do que a outra. E se vocŒ repetir essa experiŒncia diversas vezes, em vÆrias tentativas, a da direita cairÆ primeiro e em outras a da esquerda cairÆ primeiro. Isso significa que essa experiŒncia nªo Ø conclusiva. Nªo podemos afirmar, antes de fazer a experiŒncia, qual folha cairÆ mais rÆpido.

Mas como podem dois corpos de mesmo peso nªo cairem juntos? O que estÆ atrapalhando?

Podemos fazer algumas hipóteseshipóteseshipóteseshipóteseshipóteses .

Talvez o ar esteja, de alguma forma, atrapalhando a descida das folhas e de maneira incontrolÆvel, pois a cada descida as folhas percorrem caminhos diferentes, e chegam em instantes diferentes. Podemos, e devemosdevemosdevemosdevemosdevemos testar essa hipótesehipótesehipótesehipótesehipótese :

Pegue duas folhas de papel, amasse uma completamente, atØ formar uma bola e segure-a com a mªo direita; com a palma da mªo esquerda, segure a outra folha sem amassÆ-la. Espere alguns instantes e solte-as. Faça novamente a pergunta: qual dos dois objetos cai mais rÆpidoqual dos dois objetos cai mais rÆpidoqual dos dois objetos cai mais rÆpidoqual dos dois objetos cai mais rÆpidoqual dos dois objetos cai mais rÆpido?

Nessa experiŒncia podemos ver claramente que o ar interfere na queda dos corpos, pois a folha amassada cai rapidamente, e em linha reta, e a outra nªo. SerÆ possível diminuir a influŒncia do ar sobre o movimento da folha de papel?

Pegue seu caderno novamente, sustentando-o sobre a palma da mªo direita.

E agora coloque a folha sobre o caderno. Espere alguns instantes e solte-os. QualQualQualQualQual dos dois objetos cai mais rÆpidodos dois objetos cai mais rÆpidodos dois objetos cai mais rÆpidodos dois objetos cai mais rÆpidodos dois objetos cai mais rÆpido?

Se vocŒ repondeu que os dois caem juntos, maravilha! O que fizemos? Nós controlamos a experiŒncia. Impedimos que o ar atrapalhasse a queda da folha de papel e tambØm pudemos ver que tantotantotantotantotanto a folha,a folha,a folha,a folha,a folha, quanto o caderno, caem juntos atØ o chªoquanto o caderno, caem juntos atØ o chªoquanto o caderno, caem juntos atØ o chªoquanto o caderno, caem juntos atØ o chªoquanto o caderno, caem juntos atØ o chªo. Com essa experiŒncia foi possível compreender que:

Nem sempre, os fenômenos naturais sªo observadosNem sempre, os fenômenos naturais sªo observadosNem sempre, os fenômenos naturais sªo observadosNem sempre, os fenômenos naturais sªo observadosNem sempre, os fenômenos naturais sªo observados com facilidade. Para estudar as leis da natureza, temos de criarcom facilidade. Para estudar as leis da natureza, temos de criarcom facilidade. Para estudar as leis da natureza, temos de criarcom facilidade. Para estudar as leis da natureza, temos de criarcom facilidade. Para estudar as leis da natureza, temos de criar condiçıes adequadas, que possam ser controladas.condiçıes adequadas, que possam ser controladas.condiçıes adequadas, que possam ser controladas.condiçıes adequadas, que possam ser controladas.condiçıes adequadas, que possam ser controladas.

Essa foi a grande “sacada” de Galileu ao criar o mØtodo experimental. Nas próximas aulas, voltaremos a estudar o movimento da queda dos corpos na superfície da Terra.

Demos um exemplo do mØtodo experimental, que Ø a base do mØtodo científico, utilizado pela ciŒncia, incluindo a Física. Mas, o que Ø mesmo Física?

AULAO que Ø a Física?

HÆ cerca de 200 anos, nªo precisaríamos nos preocupar com essa pergunta.

Os conhecimentos que estªo incluídos no que hoje chamamos Física, Química, Astronomia (nªo confunda com Astrologia!), Engenharia etc. estavam todos dentro do que se chamava Filosofia NaturalFilosofia NaturalFilosofia NaturalFilosofia NaturalFilosofia Natural.

Mas as informaçıes sobre as substâncias, sobre o movimento dos astros, a construçªo de mÆquinas — sobre a natureza e os artefatos construídos pelos homens — foram crescendo tanto, que foi necessÆrio o estabelecimento de ciŒncias diferentes.

Com Galileu Galilei, houve um grande avanço na ciŒncia. Com a ajuda do mØtodo experimental, desenvolveram-se muitas tØcnicas que, cada vez mais, foram sendo aplicadas no dia-a-dia do homem.

A invençªo da mÆquina a vapor, em 1769, por James Watt e, mais as descobertas de AmpŁre e outros com relaçªo à eletricidade, fez com que surgissem pessoas interessadas tambØm em o que fazer com esses conhecimentos.o que fazer com esses conhecimentos.o que fazer com esses conhecimentos.o que fazer com esses conhecimentos.o que fazer com esses conhecimentos. Pessoas se preocupavam e se dedicavam a aplicar os conhecimentos da ciŒncia e sªo agora os engenheiros, mais interessados na tecnologia, que abandonaram a Filosofia Natural.

Daquele conjunto de conhecimentos que era a Filosofia Natural restou o estudo da Mecânica, do Calor, da Eletricidade, do Eletromagnetismo, da Luz, etc, que recebeu o nome de Física.

O escocŒs

James Watt (1736- 1819) aperfeiçoou a mÆquina a vapor.

Sua contribuiçªo para a Revoluçªo

Industrial foi decisiva.

AULAAs divisıes da Física

eram: a MecânicaMecânicaMecânicaMecânicaMecânica, a TermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmicaTermodinâmica,e o EletromagnetismoEletromagnetismoEletromagnetismoEletromagnetismoEletromagnetismo.

A Física estuda vÆrios tipos de fenômenos da Natureza. Para facilitar o seu estudo costuma-se dividi-la. AtØ o início do sØculo as principais partes da Física No sØculo X, a partir de grandes descobertas, surgiram novos ramos, entre eles: Física Atômica e NuclearFísica Atômica e NuclearFísica Atômica e NuclearFísica Atômica e NuclearFísica Atômica e Nuclear, Mecânica Quântica Mecânica Quântica Mecânica Quântica Mecânica Quântica Mecânica Quântica, Relatividade Relatividade Relatividade Relatividade Relatividade. Os novos conceitos introduzidos neste sØculo provocaram uma verdadeira revoluçªo na Física. Hoje Ø comum tambØm dividir a Física em ClÆssica (antes de 1900) e Moderna (após 1900). Alguns desses assuntos serªo abordados ao longo do nosso curso.

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 respondŒ-las.

PERGUNTASPERGUNTASPERGUNTASPERGUNTASPERGUNTASQUEMQUEMQUEMQUEMQUEM RESPONDERESPONDERESPONDERESPONDERESPONDE ALGUNSALGUNSALGUNSALGUNSALGUNS CONCEITOSCONCEITOSCONCEITOSCONCEITOSCONCEITOS

MECNICAMECNICAMECNICAMECNICAMECNICAlPor que somos jogados para frente do ônibus quando ele freia bruscamente? lPor que nos dias de chuva Ø mais difícil frear um automóvel? lComo um navio consegue boiar?

Força Espaço InØrcia Tempo Velocidade Massa Aceleraçªo Energia Densidade lComo funciona um termômetro? lPor que o congelador fica na parte superior da geladeira? lO que ocorre com a naftalina, que “some” do fundo da gaveta?

Calor Energia tØrmica Pressªo Volume Dilataçªo Temperatura Mudanças de estado

ÓPTICAÓPTICAÓPTICAÓPTICAÓPTICAlComo vemos os objetos? lComo os óculos ajudam a melhorar a visªo? lComo se forma a nossa imagem num espelho? lO que Ø a corrente elØtrica? lComo funciona um chuveiro elØtrico? lPara que serve um fusível?

ELETROMAGNETISMOELETROMAGNETISMOELETROMAGNETISMOELETROMAGNETISMOELETROMAGNETISMO Carga elØtrica

Corrente elØtrica Campos elØtricos Campos magnØticos Ondas eletromagnØticas lO que Ø, de fato, a luz? lO que compıe todas as coisas? lO que sªo microondas?

ATÔMICAATÔMICAATÔMICAATÔMICAATÔMICA/////NUCLEARNUCLEARNUCLEARNUCLEARNUCLEAR `tomos Nœcleos

Fótons ElØtrons

Raio de luz Reflexªo Refraçªo Lentes Espelhos

AULAAplicaçıes da Física

Desde tempos imemoriais homens e mulheres investigam os fenômenos dafenômenos dafenômenos dafenômenos dafenômenos da naturezanaturezanaturezanaturezanatureza para poderem viver melhor. Sua curiosidade os fez aprofundar em seus conhecimentos sobre os ciclos do dia e da noite, sobre as fases da Lua, as estaçıes do ano; sobre como se desenvolvem plantas e animais, para melhorar a agricultura e as criaçıes, e assim produzir mais alimentos; sobre como produzir e controlar o fogo, e inventar ferramentas que facilitam o trabalho.

A construçªo de casas, represas, pontes; a utilizaçªo da roda, de carros e dos diferentes tipos de mÆquinas, tudo isso foi sendo incorporado ao conhecimento da humanidade.

Nos œltimos sØculos, a ciŒncia vem avançando muito rapidamente, assim como a tecnologia, que aplica os conhecimentos científicos a situaçıes prÆticas. Tornou-se possível fazer mÆquinas muito pesadas - os aviıes - voarem, facilitando, depois, a construçªo de outras - as naves espaciais, que levaram o homem à Lua e que nos ajudam a desvendar os mistØrios do universo.

JÆ se conhece muita coisa sobre o universo e as estrelasestrelasestrelasestrelasestrelas, mas as pesquisas ainda nªo se esgotaram. Sabemos que o Sol, a estrela mais próxima da Terra, Ø essencial para a existŒncia da vida em nosso planetaplanetaplanetaplanetaplaneta.

Praticamente toda energiaenergiaenergiaenergiaenergia utilizada na Terra provØm do Sol: ele nos fornece luzluzluzluzluz e calorcalorcalorcalorcalor, que sªo fundamentais para a manutençªo da vida. E, hoje, existem equipamentos que permitem aproveitar mais e melhor essa energia.

Um ramo importante da Física Ø a Física Nuclear, que deu origem a reatores nucleares que produzem energia elØtricaenergia elØtricaenergia elØtricaenergia elØtricaenergia elØtrica. Com os conhecimentos desse ramo da Física tambØm foi possível construir bombas nucleares, que sªo as armas de destruiçªo mais ameaçadoras, para a humanidade e para nosso planeta, jÆ construídas.

No entanto, graças a esse mesmo conjunto de conhecimentos, foram desenvolvidos equipamentos e tØcnicas para a Medicina que salvam muitas vidas, pois permitem saber como estªo funcionando os órgªos no interior do corpo humano. Exemplo disso sªo as radiografias (chapas de raios Xraios Xraios Xraios Xraios X), as tomografias e as ultra-sonografias.

Os conhecimentos adquiridos no ramo da Física Atômica nos permitiram construir lâmpadas especiais que produzem o laserlaserlaserlaserlaser - um tipo de luzluzluzluzluz dotada de certas características que permitem fazer microcirurgias (como as realizadas nos olhos), abrir cortes e fechÆ-los em cirurgias diversas, dispensando, em algumas situaçıes, o uso do bisturi. O laser tem tambØm muitas aplicaçıes na indœstria, como em dispositivos para cortar metais, em aparelhos de somsomsomsomsom que fazem as chamadas “leituras digitais” e em outros equipamentos.

AULAA invençªo dos computadores tambØm ocorreu em conseqüŒncia da aplicaçªo de conceitos da Física à Eletrônica e à Microeletrônica. A utilizaçªo de

computadores vem revolucionando as indœstrias com a automatizaçªo dos processos de produçªo, como, por exemplo, nas fÆbricas de automóveis, de tecidos e de alimentos. TambØm estÆ presente em bancos e lojas: os cartıes magnØticos de bancos e de crØdito sªo usados como substitutos do dinheiro.

Nossa sociedade estÆ aproveitando cada vez mais os avanços científicos e tecnológicos que possibilitam uma melhor qualidade de vida para um nœmero cada vez maior de pessoas. O resultado desses avanços aparecem na maior quantidade e na melhor qualidade de alimentos, na melhoria da saœde, numa vida mais longa, na maior comunicaçªo entre as pessoas (livros, jornais, rÆdio, televisªo, informÆtica), entre outras coisas.

Na próxima aula, vamos dar o primeiro passo dessa longa caminhada pelo mundo da Físicamundo da Físicamundo da Físicamundo da Físicamundo da Física.

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