fisica ensino medio total

fisica ensino medio total

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Bem-vindo ou bem-vinda! Este Ø o seu segundo volume do curso de Físicacurso de Físicacurso de Físicacurso de Físicacurso de Física! Apresentamos os principais conceitos estudados em Física. A maioria deles aparece em situaçıes que podem ser observadas no seu dia-a-dia, em casa, na rua, no trabalho, no cØu...

Com isso, buscamos mostrar a vocŒ que os fenômenos físicos ocorrem em todo lugar e a todo momentotodo lugar e a todo momentotodo lugar e a todo momentotodo lugar e a todo momentotodo lugar e a todo momento, e que os conhecimentos da Física estªo acessíveis a todas as pessoas que tŒm curiosidade em relaçªo a eles, mesmo as pessoas que estejam fora das universidades ou dos laboratórios científicos.

Essa maneira de expor idØias - por meio de situaçıes comuns, observando o que ocorre ao nosso redor - facilita a compreensªo dos conceitos científicos, muitas vezes abstratos, e ajuda a explicar os mais diversos fenômenos que ocorrem na natureza.

Seu livro de Física estÆ dividido em dois volumes. No primeiro, vocŒ aprende um pouco mais sobre os fenômenos físicos e de que modo essa ciŒncia estuda tais fenômenos. Observar fenômenos relacionados aos movimentosmovimentosmovimentosmovimentosmovimentos, analisa forçasforçasforçasforçasforças, verifica que existem diferentes formas de energia energia energia energia energia na natureza, descobre fenômenos que ocorrem, por exemplo, quando mergulhamos objetos em líquidos, e muitas outras questıes. Nesta parte da Física, a maioria dos fenômenos estudados sªo macroscópicosmacroscópicosmacroscópicosmacroscópicosmacroscópicos, isto Ø, sªo visíveis para todos nós.

No segundo volume, vocŒ aprende mais coisas sobre o calorcalorcalorcalorcalor e a temperatu-temperatu-temperatu-temperatu-temperaturarararara, sobre o somsomsomsomsom, sobre a luzluzluzluzluz e como ela se comporta, e estuda fenômenos relacionados à eletricidadeeletricidadeeletricidadeeletricidadeeletricidade. AlØm disso, vŒ alguns temas de Física ModernaFísica ModernaFísica ModernaFísica ModernaFísica Moderna, como a tªo falada Física NuclearFísica NuclearFísica NuclearFísica NuclearFísica Nuclear. Nessa parte, vocŒ estuda a interpretaçªo microscópicamicroscópicamicroscópicamicroscópicamicroscópica dos fenômenos, isto Ø, interpretaçªo daquilo que nªo Ø diretamente observado a olho nu. Os livros estªo organizados da seguinte maneira.

Cada aula abre com a seçªo Para começarPara começarPara começarPara começarPara começar. Ali vocŒ vai encontar uma introduçªo ao principal assunto tratado na aula. Apresentamos uma situaçªo, ou uma pergunta, relacionada aos conceitos que serªo discutidos.

A aula, propriamente dita, tem início na seçªo Fique li-Fique li-Fique li-Fique li-Fique ligadogadogadogadogado. Aí Ø bom ficar bem atento, pois serªo discutidos e explicados os conceitos novos.

Apresentaçªo

Outras duas seçıes vªo aparecer com freqüŒncia:

Com a mªo na massaCom a mªo na massaCom a mªo na massaCom a mªo na massaCom a mªo na massa, na qual sugerimos atividades ou exercícios para serem feitos no decorrer da aula.

Passo-a-passoPasso-a-passoPasso-a-passoPasso-a-passoPasso-a-passo, em que apresentamos exemplos ou exercícios resolvidos detalhadamente.

Para terminarPara terminarPara terminarPara terminarPara terminar,na qual apresentamos, de forma reduzi-

No final da aula existem mais duas seçıes importantes: da, os principais conceitos discutidos.

Finalmente, na seçªo Mªos à obraMªos à obraMªos à obraMªos à obraMªos à obra, vocŒ vai encontrar alguns exercícios que vªo ajudar a fortalecer seus estudos.

Esperamos que, a partir deste estudo, vocŒ, caro aluno ou cara aluna, passe a observar de outra forma a natureza que o[a] cerca, e mais do que isso, saiba que a ciŒncia Ø uma maneira mais organizada de estudar o que acontece na natureza, e que o conhecimento - que vem sendo acumulado durante sØculos e milŒnios - Ø fruto da curiosidade de vÆrias geraçıes de homens e de mulheres.

Compreendendo melhor a ciŒncia, Ø possível observar o mundo com outros olhos, com os olhos nªo apenas de um simples observador, mas de um cidadªo ou de uma cidadª que compreende muitas coisas e que pode participar da construçªo das transformaçıes que ocorrem no mundo de hoje e na nossa sociedade!

Desejamos a vocΠbons estudos!

AUTORIAAUTORIAAUTORIAAUTORIAAUTORIA Alberto Gaspar Cristiano Rodrigues de Mattos - coordenador Ernst W. Hamburger - supervisor Norberto Cardoso Ferreira Roberta Simonetti

APOIOAPOIOAPOIOAPOIOAPOIO Universidade de Sªo Paulo

1 AULA

“Para vermos inteiramente nosso rosto num espelho plano Ø suficiente que ele tenha metade do tamanho (altura) do rosto. Tente observar este fato.”

“A Lua energizaenergizaenergizaenergizaenergiza seu signo apesar de estar em fasefasefasefasefase com saturno com o qual apresenta tensªotensªotensªotensªotensªo. VocŒ deve aproveitar as vibraçıesvibraçıesvibraçıesvibraçıesvibraçıes de mercœrio que completa hoje seu ciclociclociclociclociclo. Assim, curta hoje os seus amigos. Nœmero de sorte 23.”

O mundo da Física 1

A curiosidade do homem pode ser compreendida de vÆrias maneiras: alguns dizem que vem de uma necessidade de sobrevivŒncia, outros dizem que Ø uma forma de prazer ou, ainda, no pensamento religioso, que Ø uma forma de conhecer a Deus. Mas uma coisa nªo podemos negar: o homem Ø curioso!o homem Ø curioso!o homem Ø curioso!o homem Ø curioso!o homem Ø curioso! lPor que as coisas caem? lO Sol Ø uma bola de fogo? lA Terra estÆ parada? E a Lua, como ela fica lÆ em cima? lQuando começou o tempo? lComo surge o pensamento? lComo surgiu a vida? Existe vida depois da morte?

Essas sªo perguntas que o homem vem se fazendo hÆ muito tempo. Algumas sabemos responder, outras nªo. Algumas tŒm mais de uma resposta, a diferença estÆ no mØtodo usado para respondŒ-las.

Alguns mØtodos permitem conhecer o mundo que nos cerca, outros nos levam a ilusıes sobre este mundo. Observe estes casos:

HORÓSCOPOHORÓSCOPOHORÓSCOPOHORÓSCOPOHORÓSCOPO:::::ESPELHOESPELHOESPELHOESPELHOESPELHO, , , , , ESPELHOESPELHOESPELHOESPELHOESPELHO MEUMEUMEUMEUMEU...............
VOCVOCVOCVOCVOCSABIASABIASABIASABIASABIA?????

Os trechos escritos nos quadros acima poderiam ser encontrados num jornal ou falados pela televisªo. Freqüentemente encontramos frases que propıem, sugerem, ou mesmo ordenam que façamos, ou nªo façamos, certas coisas: “Nªo fume no elevador. Lei Municipal nœmero tal”.

AULAEssa afirmaçªo tenta nos dizer que se fumarmos no elevador estaremos sujeitos às penas da tal lei. Voltemos aos quadros.

O primeiro nos diz algumas coisas a respeito da situaçªo dos astros em que podemos, ou nªo, acreditar. Mais ainda, nos fala para “curtir” os nossos amigos, o que Ø bom, e, indiretamente, propıe que joguemos no nœmero 23. Dentro do quadro encontramos palavras que parecem científicas: energizarenergizarenergizarenergizarenergizar, vibraçªo vibraçªo vibraçªo vibraçªo vibraçªo, tensªotensªotensªotensªotensªo, fase fase fase fase fase. O texto usa essa linguagem para tentar nos convencer de que tudo que foi escrito Ø verdade. Mas os horóscopos sªo produtos da Astrologia que nªo Ø uma ciŒncia. Suas definiçıes nªo sªo exatas e variam de astrólogo para astrólogo. Na verdade o que foi dito Ø a opiniªoopiniªoopiniªoopiniªoopiniªo de quem fez o horóscopo e o astrólogo pode, ou nªo, acertar as suas previsıes.

No segundo quadro estamos no campo da ciŒncia. Ele procura nos descrever um fatofatofatofatofato. Se uma pessoa, em qualquer lugar do mundo, seguir as instruçıes e se olhar num espelho que tenha, pelo menos, metade da altura do seu rosto, conseguirÆ ver o rosto por inteiro. Nªo estamos mais diante de uma opiniªoopiniªoopiniªoopiniªoopiniªo, mas sim de um fato, que pode ser verificado. fato, que pode ser verificado. fato, que pode ser verificado. fato, que pode ser verificado. fato, que pode ser verificado.

Devemos ouvir o que as pessoas tŒm a dizer, porØm devemos ser capazes de julgar o que foi dito. Nªo Ø porque “saiu no jornal” ou “deu na tv” que Ø verdade! Por outro lado, devemos ter cuidado, pois julgar nªo Ø discordar de tudo, o importante Ø fazer perguntasfazer perguntasfazer perguntasfazer perguntasfazer perguntas, Ø ter curiosidadeter curiosidadeter curiosidadeter curiosidadeter curiosidade e ir em busca dos fatos e suas explicaçıes. A ciŒncia e seus mØtodos podem nos ajudar a responder muitas perguntas, a tomar posiçıes e a fazer julgamentos.

Uma questªo de mØtodo

A ciŒncia Ø uma forma de olhar o mundo, mas nªo Ø a œnica. Muitas pessoas imaginam que as perguntas religiosas estªo completamente separadas das perguntas científicas, mas isso nem sempre Ø verdade. Por exemplo, Isaac Newton, quando criou o conceito de forçaforçaforçaforçaforça, queria evidenciar a açªo de Deus no mundo: suas perguntas eram religiosas e se confundiam com as científicas.

O mØtodo científico tem permitido à humanidade construir conhecimentos sobre o mundo, propiciando compreender e controlar a natureza em alguns aspectos.

O mØtodo científico busca uma verificaçªo dos fenômenos por meio de observaçıes e experiŒncias (fatos), ou seja, busca na natureza a resposta para suas perguntas e a confirmaçªo de suas hipóteses hipóteses hipóteses hipóteses hipóteses (opiniıes baseadas em fatos). Por exemplo, uma pergunta que vem sendo feita desde a Antigüidade se refere à queda dosqueda dosqueda dosqueda dosqueda dos corposcorposcorposcorposcorpos: um corpo pesado e um leve, soltos ao mesmo tempo e de uma mesma altura, chegam juntos ao chªo?

vam que olugarlugarlugarlugarlugar naturalnaturalnaturalnaturalnatural das coisas pesadas era o solo, por isso caem, sendo que

VÆrias pessoas deram soluçıes para essa pergunta. Os gregos antigos achaas de maior peso chegam primeiro. Assim como as coisas leves sobem para o cØu, lugar natural do que Ø leve, como o fogo ou os gases quentes. Essa forma de olhar a queda dos corpos se manteve por muitos milŒnios, quase como uma afirmaçªo sagrada, da qual nªo se podia duvidar, mas, por volta de 1500, cientistas criaram o mØtodo experimentalmØtodo experimentalmØtodo experimentalmØtodo experimentalmØtodo experimental, que Ø a base do mØtodo científico. Um fenômeno que ocorre em todos os lugares, como o reflexo de um rosto num espelho, Ø chamado de um fenômeno natural. Galileu Galilei, o primeiro a escrever sobre esse mØtodo, estudou o fenômeno da queda dos corpos fazendo observaçıes e mediçıes do fenômeno, ou seja, ele começou a observar cccccomo, quando e em que situaçªo oomo, quando e em que situaçªo oomo, quando e em que situaçªo oomo, quando e em que situaçªo oomo, quando e em que situaçªo o fenômeno ocorriafenômeno ocorriafenômeno ocorriafenômeno ocorriafenômeno ocorria. Galileu deixou cair uma bala de canhªo e uma de mosquete, cem vezes mais leve, do alto da Torre de Pisa, na ItÆlia.

1 AULAIsso permitiu a Galileu chegar à seguinte conclusªo:

Dois corposDois corposDois corposDois corposDois corpos abandonados, aoabandonados, aoabandonados, aoabandonados, aoabandonados, ao mesmo tempo,mesmo tempo,mesmo tempo,mesmo tempo,mesmo tempo, de uma mesma altura,de uma mesma altura,de uma mesma altura,de uma mesma altura,de uma mesma altura, chegam juntoschegam juntoschegam juntoschegam juntoschegam juntos (simultaneamente)(simultaneamente)(simultaneamente)(simultaneamente)(simultaneamente) ao solo, mesmo queao solo, mesmo queao solo, mesmo queao solo, mesmo queao solo, mesmo que tenham pesostenham pesostenham pesostenham pesostenham pesos diferentes.diferentes.diferentes.diferentes.diferentes.

À primeira vista essa afirmaçªo nos surpreende, porque raramente temos a oportunidade de ver uma formiga e um elefante caindo simultaneamente de uma mesma altura e verificar se eles chegam juntos ao chªo!

Entªo usemos o mØtodo científico, duvidemosduvidemosduvidemosduvidemosduvidemos dessa afirmativa!Vamos usar o mØtodo experimental para verificarverificarverificarverificarverificar se ela Ø correta!

O mØtodo experimental

O que vocŒ vai fazer agora Ø uma experiŒncia simples para observar a queda dos corpos na superfície da Terra e conhecer um pouco mais sobre o mØtodo experimental.

Pegue uma folha de papel do seu caderno. Segure a folha sobre a palma da mªo esquerda e o caderno sobre a palma da direita, mantendo os dois à mesma altura do chªo, como mostra a Figura 2. Espere alguns instantes e solte-os ao mesmo tempo. Qual dos dois objetos cai mais rÆpido Qual dos dois objetos cai mais rÆpido Qual dos dois objetos cai mais rÆpido Qual dos dois objetos cai mais rÆpido Qual dos dois objetos cai mais rÆpido?

VocŒ deve estar pensando que a resposta Ø óbvia: o caderno chega primeiro! Afinal ele Ø mais pesado.

Pois bem, vocŒ tem razªo, mas somente na primeira parte da sua resposta. Realmente, nessas condiçıes, o caderno cai mais rÆpido do que a folha de papel. Ou seja, apenas confirmamos o que jÆ se esperava.

Homem de espírito científico e pesquisador, o italiano Galileu

Galilei (1564-1642) deu muitas contribuiçıes à ciŒncia, principalmente no campo da

Astronomia.Figura 1. Torre de Pisa

Figura 2

AULAFaçamos outra experiŒncia.

Pegue duas folhas iguais de papel. Coloque cada uma na palma de cada mªo.

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