segunda-feira, 17 de fevereiro de 2014

Introdução ao Movimento

1.1 – Medidas e Grandezas Fundamentais

Ao estudar um fenômeno físico, é necessário obtermos uma informação quantitativa, afim de  tornar o estudo completo. Obtemos essa informação fazendo-se uma medida física que pode ser direta, como por exemplo utilizar uma régua para medir um lápis ou indireta, como por exemplo a velocidade média de um automóvel viajando de Taubaté a São José, esta propriedade física pode ser obtida através do conhecimento da distância percorrida e do tempo que se leva para percorrê-la.

Existem grandezas físicas consideradas fundamentais e derivadas. Na Mecânica as grandezas fundamentais são: comprimento, tempo e massa. As grandezas que resultam de combinações dessas são consideradas derivadas.

O Brasil adota desde 1960 como padrão para unidades de medidas o Sistema Internacional de Unidades (SI).




1.2 - Grandezas Físicas
No estudo da física nos baseamos em discutir medidas de grandezas, as quais são chamadas grandezas físicas. Como exemplo podemos mencionar a velocidade de um carro que passa pela rua de nossa casa, a potência da luz que ilumina o quadro negro de nossa sala de aula, a temperatura do local onde estamos e muitas outras que estudaremos durante o nosso curso. Essas grandezas são divididas em escalares e vetoriais.

1.2.1 - Grandeza Escalar
Grandeza física que para o seu completo entendimento basta o seu módulo (valor numérico) acompanhado de uma unidade de medida. Podemos dar como exemplo: a massa, a temperatura, o tempo, etc.



1.2.2 - Grandeza Vetorial
Grandeza física que para sua completa descrição é necessário além do módulo acompanhado de uma unidade, da sua orientação, ou seja, direção (por exemplo: horizontal, vertical) e sentido (por exemplo: da direita para esquerda, de cima para baixo). São exemplos de grandezas vetoriais: a força, a velocidade, a quantidade de movimento e outras que estaremos estudando no nosso curso.




1.3 - O Estudo da Cinemática
A Mecânica divide-se em Cinemática, Dinâmica e Estática, em nosso curso nos estaremos estudando as duas primeiras partes. Iniciaremos os nossos estudos pela Cinemática que é o estudo do movimento sem se preocupar com suas causas.

1.4 - Partícula e Corpo Extenso
Um corpo é considerado partícula (ou ponto material) em física quando suas dimensões são desprezíveis na situação considerada. Por exemplo, um carro se movimentando na Via Dutra, neste caso podemos considerar este carro como sendo uma partícula, já que sua dimensão, quando comparada com a extensão da rodovia, é totalmente desprezível. Já um corpo extenso é aquele que não possui dimensões desprezíveis na situação considerada. O mesmo carro que na Via Dutra pode ser descrito como partícula, dentro de uma garagem não será mais desprezível, pois ocupará praticamente toda a garagem, neste caso ele passa a ser considerado um corpo extenso.




É importante ressaltar que essas definições nos trouxeram um importante conceito em física - Referencial. Um corpo pode ser considerado partícula ou corpo extenso, depende do referencial ao qual estamos comparando, no primeiro caso a Via Dutra e no segundo a garagem. A seguir descreveremos melhor a importância desse conceito em física.

1.5 – Referencial
Poderíamos iniciar este tópico perguntando: Neste instante você está em movimento ou parado (em repouso)
A princípio esta pergunta pode parecer sem importância e com resposta óbvia, mas se pararmos para pensar veremos que essa resposta não é tão óbvia.

Podemos estar parados em relação ao chão de nossa sala de aula, mas como todos estão na Terra, temos os movimentos que ela possui, ou seja, rotação e translação. Portanto, em relação a um outro planeta qualquer, Marte, por exemplo, estamos em movimento.
Afinal de contas, estamos parados ou em movimento ?




O problema é que a pergunta não está bem formulado, e portanto devemos modifica-la da seguinte forma:
Em relação à sala de aula estamos parados ou em movimento ?




O conceito de referencial é muito importante inclusive no que diz respeito a trajetórias de um movimento. Ilustraremos a seguir duas pessoas observando um mesmo fenômeno, mas cada uma delas assiste uma trajetória diferente. Este é o caso de um helicóptero em movimento horizontal soltando um objeto em campo aberto. Repare que para um observador fora do helicóptero verá o objeto caindo de forma curva (parábola). Já o piloto assiste o objeto caindo sempre abaixo de seu helicóptero e portanto assiste uma trajetória reta. Evidentemente que consideramos nula a resistência do ar.



A partir de agora devemos estar mais atentos com os fenômenos que nos cercam e passar a observar fatos que antes passavam desapercebidos.


1.6 - Posição na Trajetória ou Espaço na Trajetória (s)
Representaremos a grandeza física posição pela letra s minúscula. Essa grandeza indica a posição ocupada por um móvel ao longo de uma trajetória.


Depois de definida a posição de um móvel numa trajetória, passaremos a associar a esta posição um respectivo tempo, ou seja, construiremos uma função da posição ocupada pelo móvel com o tempo. Isso será de extrema importância para os próximos capítulos.


1.7 - Deslocamento ou Variação do Espaço
Imaginemos a seguinte situação: Em um certo instante t1, um garoto se encontra na posição s = - 10 m e no instante t2 ele se encontra em s = 10 m, o deslocamento ou variação do espaço desse garoto no intervalo de tempo  é igual a:

Δs = 10 - (-10) = 20 m

Importante:
Neste caso o deslocamento é igual a distância percorrida pelo garoto, mas nem sempre isto será verdade. O deslocamento apenas será igual a distância percorrida quando o movimento, considerado, é num único sentido. Caso exista inversão de sentido durante o movimento o deslocamento não será mais igual a distância percorrida.


Exemplo: Uma pessoa que dê a volta ao mundo, retornando ao ponto de partida terá deslocamento igual a zero.



Física - Por onde começar?

O Estudo da Física possui uma importância muito grande para o nosso dia a dia. Com esse estudo passamos a entender como funciona melhor o mundo que nos rodeia. Desde conceitos como movimento da Terra, relâmpagos, eletricidade, o funcionamento de um computador, uma rede wireless e muitos outros que poderão tornar nossa vida mais simples. Mas não é só isso, muitos não entendem que o estudo da Física faz com que nosso raciocínio lógico seja extremamente estimulado, fazendo com que até num momento de solução de problemas pessoais tenhamos mais capacidade de superá-los.


Mais um ano começa e iniciaremos o estudo através dos movimentos, nunca se esqueça que é apenas o começo, mas de grande importância para nosso crescimento no estudo da Física.

Vejamos um vídeo interessante sobre as primeiras ideias de movimento e sua evolução:




 Outro vídeo interessante é o do Telecurso 2000. Ele nos coloca algumas questões interessantes para mostrar o caminho que iremos trilhar no estudo da Física.



Em nossa próxima postagem já estaremos falando do estudo do movimento, conceitos iniciais.

domingo, 16 de fevereiro de 2014

Iniciando 2014

Começamos um novo ano com muita vontade de ensinar Física. Neste blog estaremos disponibilizando aulas, trabalhos, competições, vídeos e muito mais. Fique sempre atento, pois ele estará repleto de novidades.


Neste ano teremos as seguintes Iniciações Tecnológicas:

1º Trimestre: Carrinho com Bexiga


2º Trimestre: Avião de Papel


3º Trimestre: Catapulta


Teremos a Competição de sala com possibilidade de pontos extras em todos os trimestres, uma prova oficial por trimestre e nota de grupo no 3º Trimestre.

Os grupos de sala deverão indicar um elemento para a constituição do Comitê de Ética da sala. Este comitê irá regular a disciplina dos grupos e atividades de sala. Mensalmente o comitê realizará uma reunião na última aula de um dia em que a sala não têm aula prevista.