COMO RESOLVER PROBLEMAS DE FÍSICA (parte 1)

COMO RESOLVER PROBLEMAS DE FÍSICA (parte 1)

Quem começa a se preparar este ano para os vestibulares ou mesmo aqueles que estão iniciando os estudos no ensino médio, sempre me perguntam como estudar física. Você deve, com muita calma, estudar, seguir as orientações dos professores e o balizamento dado em aula.

O estudo, na verdade, depende de você. Isso é básico: na sala de aula você está sendo orientado, está aprendendo, mas o trabalho pesado deve ser feito em casa, estudando. Para isso você precisa do quê? Precisa ser organizado, ter disciplina e resolver exercícios. Mas qual a melhor forma de resolver problemas de física?

Segue então um roteiro para você seguir e fazer com que se torne uma rotina em suas resoluções:

1ª ETAPA: LER O PROBLEMA

É importante saber ler. Neste caso, saber ler, é ser capaz de imaginar o que está ocorrendo de acordo com o que descreve o enunciado.

Pode ocorrer de você não compreender todo o texto, mas é importante ficar atento aos detalhes para que seja possível "visualizar" o que está sendo dito.

2ª ETAPA: FAZER UM ESQUEMA

Da mesma forma que seu professor, faça um desenho simples da situação para facilitar a visualização da situação problema e a resolvê-la.

Indique no desenho os dados básicos fornecidos indicando o sentido e os valores envolvidos.

3ª ETAPA: MONTE AS EQUAÇÕES E FAÇA AS CONTAS

Observe que se você aplica uma equação sem saber o porquê não faz sentido algum. Então verifique os dados e qual a grandeza procurada para poder determinar qual a melhor forma, ou fórmula, para chegar à resposta correta.

4ª ETAPA: INTERPRETE OS VALORES (A ETAPA MAIS IMPORTANTE!)

Aparentemente você terminou a resolução do problema. Chegou a um valor numérico. Mas será que este número realmente está correto? É possível com ele chegar a alguma conclusão?

Atenção: Nem sempre os números obtidos estão corretos. Pode ocorrer erro nas contas, levando a resultados errados. Veja se o resultado obtido é razoável. Se achar que há um erro, confira suas contas e o seu raciocínio.

No próximo post, colocarei uma resolução de exercício passo a passo, de acordo com o que proponho aqui neste texto.

Referencial

Para descrever o movimento, o observador deve definir um sistema de referência ou referencial em relação ao qual o móvel será analisado.

Conceituando:

Referencial é o local onde um observador fixa um sistema de referência para, a partir do qual, estudar o movimento ou o repouso de objetos.

Observe a figura abaixo:

Observe que a visão que eu tenho do objeto que se move ou não dependerá de onde estou.

Como Assim? Digamos que você esteja andando de moto, ao observar os objetos ao seu  redor, você pensar que elas estão se movimentando, mas não elas estão paradas! Exemplo disso é a Lua.

Assim, quando vamos estudar o comportamento de um corpo, é conveniente estabelecermos alguns critérios. Em Mecânica, se quisermos descrever o seu movimento, é importante adotarmos um referencial. Isto significa que ao adotarmos um ponto como referência, poderemos descrever se o corpo (em relação ao referencial) está ou não em movimento, o tipo de trajetória que ele descreve, etc...

No exemplo a seguir, teremos três observadores em posições distintas. Veja como cada observador descreverá o tipo de trajetória realizada pelo ponto material. É um belo exemplo da importância do referencial.

Exemplo 01

(UFMG) João, Pedro e Marcos observem um ponto P na borda de um disco que gira em um plano horizontal (figura). João se encontra acima do disco, sobre seu eixo, Pedro está no mesmo plano do disco e Marcos entre João e Pedro. Faça um desenho de como seriam as trajetórias do ponto P observadas por João, Marcos e Pedro, respectivamente.

  

Solução:

Para termos uma idéia do que o problema nos pede, vamos construir uma figura para cada um dos observadores em separado:

João se encontra acima do disco !

 

Marcos entre João e Pedro !

Quando um observador, como Marcos, olha uma circunferência com uma inclinação, terá a impressão de ver uma elipse!

Pedro está no mesmo plano do disco !

No caso descrito para Pedro, quando ele olha uma circunferência no seu mesmo plano, terá a impressão de ver uma reta! 

Você notou como essa questão do referencial em Física é importnte!!

Por hoje é só!! Vamos algumas atividades proposta para fixar esse assunto! OK!!

 

INTRODUÇÃO a FÍSICA - Conceitos Iniciais

 INTRODUÇÃO À FÍSICA

Desde o início da infância, cada um de nós pode observar uma extraordinária variedade de fenômenos, ou seja, transformações que ocorrem continuamente no ambiente em que vivemos.

E tantas são as perguntas que cada um de nós é levado a se fazer, tantos são os "porquês" aos quais gostaríamos de poder dar uma resposta. Por que vemos nossa imagem refletida num espelho? Por que se formam as imagens na tela do televisor? Por que os objetos caem no chão? Por que um satélite não se precipita ao solo como uma pedra

Procurar respostas para essas e para outras infinitas perguntas constitui uma necessidade instintiva que é tão antiga quanto o homem.

A física (do grego physis, "natureza") é a ciência que se propõe a descrever e a compreender os fenômenos que se desenvolvem na natureza. Ela não é um conjunto de conhecimentos complexos e para sempre imutáveis; ao contrário, ela é algo que cresce e também se modifica.

Constantemente surgem novos campos de estudo, e fenômenos que aparentavam ser independentes, sem qualquer relação entre si, passavam a revelar-se como aspectos diferentes de um único fenômeno mais geral.

Nomes famosos como Aristóteles, Arquimedes, Copérnico, Galileu, Kepler, Torricelli, Pascal, Newton, Fahrenheit, Celsius, Watt, Coulomb, Ampére, Avogadro, Gauss, Ohm, Karnot, Joule, Kelvin, Maxwell, Bohr,Hertz, Planck, Einstein e muitos outros estão inscritos na história da evolução da física.

Os cientistas, cada qual com os métodos de pesquisa da época do lugar, observam sistematicamente os fenômenos da natureza, tomam dados sobre as grandezas físicas envolvidas e induzem as leis ou os princípios. Eles procuram estabelecer regras gerais para a explicação dos acontecimentos naturais.

Cientificamente, a palavra "fenômeno " significa acontecimento ou transformação, não possuindo o sentido de fato extraordinário ou algo incomum.

Os fenômenos que ocorrem com os corpos recebem a seguinte classificação.

a) Fenômeno físico: Não altera a natureza dos corpos.

b) Fenômeno Químico: Altera a natureza dos corpos.

A física, no início de seu desenvolvimento dedicava-se ao estudo de todos os fenômenos naturais e por isso era chamada de "Filosofia Natural".

A partir do século XIX, a física restringiu seu campo, limitando-se a estudar mais profundamente um menor número de fenômenos, denominados " fenômenos físicos" e os fenômenos que dela se destacaram deram origem a outras ciências naturais.

Ramos da Física

No início do desenvolvimento das ciências, os nossos sentidos eram as fontes de informação utilizadas na observação dos fenômenos que ocorrem na natureza.

Por isso mesmo o estudo da física foi se desenvolvendo, subdividido em diversos ramos, cada um deles agrupando fenômenos relacionados com o sentido pelo qual eles eram percebidos. Então, surgiram:

1) MECÂNICA: É o ramo da física que estuda os fenômenos relacionados com o movimento dos corpos.

A mecânica está subdividida em:

a) Cinemática - Estuda o movimento dos corpos, sem se preocupar com suas causas ou efeitos.

b) Estática - Estuda os corpos em repouso ou equilíbrio.

c) Dinâmica - Estuda o movimento dos corpos, considerando suas causas e efeitos.

2) TERMOLOGIA: Este ramo da Física estuda os fenômenos térmicos.

3) ONDULATÓRIA: É o ramo da física que estuda as ondas que se propagam em um certo meio e suas propriedades.

4) ÓPTICA: Estuda os fenômenos relacionados com a luz.

5) ELETRICIDADE: Estuda os fenômenos elétricos e magnéticos.

6) FÍSICA MODERNA: É o desenvolvimento da física alcançado no século XX, é a física atômica e a Física subatômica. Estuda o átomo, seu núcleo e o que se acredita ser os constituintes últimos do universo, leva o homem a analisar as estruturas mais íntimas da matéria e das radiações (estuda a estrutura do átomo, o fenômeno da radioatividade, a teoria da relatividade de Einstein, etc).

Esses ramos não constituem compartimentos estanques. Pelo contrário, os fenômenos estudados nos diversos ramos estão relacionados entre si através de um pequeno número de princípios básicos, sendo possível, então, encarar esses ramos como um todo, tornando a física uma estrutura lógica e consistente.

O QUE É FÍSICA?

Desde o início da infância, cada um de nós pode observar uma extraordinária variedade de fenômenos, ou seja, de transformações, que ocorrem continuamente no ambiente em que vivemos. E tantas são as perguntas que cada um de nós é levado a se fazer, tantos são os " porquês" aos quais gostaríamos de poder dar uma respostas. Por que vemos nossa imagem refletida num espelho? Por que os objetos caem no chão? Por que um satélite não se precipita ao solo como uma pedra?

Procurar respostas para essas e para outras infinitas perguntas constitui uma necessidade instintiva que é tão antiga quanto o homem.
A Física (do grego physis, ‘natureza’) é a ciência que se propões a descrever e a compreender os fenômenos que se desenvolvem na natureza. Ela não é um conjunto de conhecimentos completos e para sempre imutáveis; ao contrário, ela é algo que cresce e também se modifica. Constantemente surgem novos campos de estudo, e fenômenos que aparentavam ser independentes, sem qualquer relação entre si, passam a revelar-se como aspectos diferentes de um único fenômeno mais geral.

Os Primórdios da Física

Sendo que as idéias sobre o mundo físico remontam a antigüidade, a física não surgiu como um campo de estudo bem definido até princípios do século XIX. Antigüidade Os chineses, os babilônios, os egípcios e os maias observaram os movimentos dos planetas e conseguiam prever os eclipses, mas não conseguiram encontrar um sistema aceitável que explicasse o movimento planetário. As especulações dos filósofos gringos introduziram duas idéias fundamentais sobre os componentes do Universo, opostos entre si: o atomismo, proposto por Leucipo no século IV a.C., e a teoria dos elementos, formulada no século anterior.

Originalmente, chamavam-se "Físico" todos aqueles que se dedicavam ao estudo da natureza. Mais tarde, com o desenvolvimento do conhecimento, o campo de atuação subdividiu-se em várias partes, que se tornaram capítulos separados da Ciência. Assim, a Astronomia estudo os corpos celestes, a Biologia tem por objeto o estudo dos seres vivos, a Química estuda as transformações das substâncias, e assim por diante.

E a Física, mais precisamente, do que se ocupa?
É difícil definir com precisão seu campo de ação, porque ela não tem contornos bem delimitados e se encontra em contínua evolução. Há algum tempo, dizia-se que a Física estudava os fenômenos da natureza não-viva, nos quais não houvesse grande participação dos aspectos químicos (que regem as transformações das substâncias) nem astronômicos (que dependem do movimento e das propriedades dos corpos celestes). Essa, porém é uma definição muito aproximada e um pouco simplista.
O que caracteriza a Física não são tanto seus conteúdos, mas sim seu método, que se chama método experimental. Ele se baseia nas observações e nas experiências, e permite formular as leis físicas, habitualmente expressas por fórmulas matemáticas.

Então,a física é a ciência das propriedades da matéria e das forças naturais. Ela estuda a matéria nos níveis molecular, atômico, nuclear e subnuclear. Estuda os níveis de organização, ou seja, os estados sólido, liquido, gasoso e plasmático da matéria.Pesquisa também as quatro forças fundamentais:
a gravidade (força de atração exercida por todas as moléculas do Universo)
a eletromagnética (que liga os elétrons aos núcleos)
a interação forte (que mantém a coesão do núcleo)
a interação fraca (responsável pela desintegração de certas partículas).

Percebe-se, assim, que a Física preocupa-se com o estudo dos fenômenos que ocorrem no Universo, desde aqueles no nível atômico até os que ocorrem numa escala de distância maior (como estrelas e galáxias) e, finalmente, do Universo como um todo.



Divisão de Estudo da Física
Tradicionalmente costuma-se dividir o estudo da Física em diversas partes:

A Mecânica, que estuda os fenômenos do movimento;
A Acústica, que estuda os fenômenos sonoros;
A Termologia, que estuda os fenômenos térmicos;
A Óptica, que estuda a natureza da luz e os fenômenos por ela produzidos;
O Eletromagnetismo, que estuda os fenômenos elétricos e magnéticos;
A Física atômica (também chamada de Física Moderna)
A Física sub-atômica, que , estudando o átomo, seu núcleo e o que se acredita serem os constituintes últimos do universo, levam o homem a analisar as estruturas mais íntimas da matéria e das radiações.