Uma Visão Geral da Física...

A física é uma ciência que está presente nos mais variados aspectos e fenômenos que vivenciamos. Por vezes é desprezada pelos estudantes por acharem muito difícil, mas não é bem assim… Vamos ver um pouquinho mais:

Se quiser baixar o texto adiante em formato .PDF clique no link abaixo

AULA 01 – Uma visão geral da Física

TEXTO – EVOLUÇÃO DA FÍSICA

Nos povos que constituíram as civilizações pré-históricas até os gregos, sempre existiu a figura dos magos, sacerdotes, profetas… Que eram os líderes de cada povo.

Existia a ideia da PROFECIAS – afirmações que não tinham uma garantia científica que aconteceria.

Na Grécia, a Filosofia trazida entre outros por Sócrates, Platão e Aristóteles traz consigo o questionamento… “A filosofia interroga-se sobre a verdade das palavras, das coisas e do ser”

Existem várias respostas que podem definir essa componente da ciência.

O dicionário define

A ciência que investiga as leis do universo no que diz respeito à matéria e à energia, que são seus constituintes, e suas interações.

Uma definição um pouco mais generalista

A Física é uma ciência que estuda fenômenos físicos presentes na natureza.

Mas, se olharmos de uma forma mais elegante (chique!)

Física é a arte de explicar o universo usando equações matemáticas.

Mecânica – estuda os fenômenos relacionados ao movimento.

Termologia – estuda os fenômenos relacionados à propagação do calor, e a energia térmica.

Ondulatória – estuda os fenômenos relacionados as perturbações, oscilações e ondas em um determinado meio.

Óptica – estuda a natureza da luz e os fenômenos por ela produzidos.

Eletromagnetismo – estuda os fenômenos elétricos e magnéticos

Física Moderna – estuda a física nuclear (os átomos, o núcleo, as partículas subatômicas) e a física relativística.

Essa divisão é feita para uma linearidade pedagógica, mas na realidade está tudo entrelaçado, os conhecimentos se relacionam por exemplo:

Na mecânica aprendemos o que é energia cinética e aplicamos esse conceito para entender o que é energia térmica na termologia.

Na mecânica aprendemos o que é uma força e usamos essas definições em eletrostática e no magnetismo.

A velocidade que vemos na mecânica é importantíssima na ondulatória, acústica e óptica.

o trabalho que vemos na mecânica, depois será usado em termologia, na parte de termodinâmica; na eletricidade, na parte de eletrostática.

Como estes relatados acima, temos muitos outros exemplos… contudo, veja que a mecânica é parte fundamental da Física, sendo um conteúdo base para entender outros conhecimentos das demais áreas. Mas, antes de ir pra física propriamente dita, vamos conceituar algumas coisinhas…

O início do século XX foi um marco para a Física, pois a Física Moderna trouxe novas formas de pensar essa disciplina; eventos que ocorriam em dimensões atômicas e subatômicas começaram a ser explicados.

Na imagem adiante podemos compreender melhor como as áreas da Física estão distribuídas de acordo com o fenômeno a ser estudado.

Adiante iremos mostrar por área os conteúdos e ao clicar nos links você poderá acessar estes conteúdos explicados em um linguagem facilitada, ilustrações, animações, simuladores, video-aulas e o melhor de tudo… Exercícios resolvidos.

PUBLICIDADE

Introdução e conceitos básicos

Antes de começar os estudos nos conceitos físicos, que tal revisarmos alguns conceitos matemáticos importantes e olhar alguns conceitos que irão estruturar nosso conhecimentos para então conhecer melhor os conceitos físicos…

Pitágoras (570 A.C – 496 A.C)

A compreensão do método científico é fundamental para a produção de ciência de alto nível, mas esse conhecimento também pode ser utilizado em situações do seu cotidiano profissional, e até mesmo em situações pessoais.

Imagine, por exemplo, que ao chegar em casa após um dia cansativo na universidade, você decide ligar a televisão para assistir seu seriado preferido. Ao apertar o controle remoto para ligar a TV, entretanto, o aparelho não funciona.

Imediatamente, você começa a formular hipóteses que expliquem a origem desse problema.

Primeira hipótese: a(s) pilha(s) do controle remoto descarregou(aram).

Entretanto, você testa as pilhas em outro equipamento e esse funciona perfeitamente. Ou seja, a primeira hipótese é refutada.

Segunda hipótese: seu bairro está sem energia elétrica.

Para testar sua nova proposição, você aperta o interruptor de luz ou tenta ligar algum aparelho elétrico. Você observa que não há problemas com a energia elétrica, e sua segunda hipótese também foi refutada.

Você pode não ter descoberto ainda o motivo pelo qual não consegue assistir o seu seriado favorito, mas acabou de aplicar o método científico em uma situação do seu dia-a-dia.

O método científico pode ser definido como um conjunto de regras básicas para realizar uma experiência, a fim de produzir um novo conhecimento, bem como corrigir e integrar conhecimentos preexistentes (Vianna, 2001).

De maneira geral, o método científico pode ser resumido da seguinte forma:

O bservação - Faz-se a observação do fenômeno
H ipótese - Elabora-se uma hipótese explicando o fenômeno
E xperimentação - Cria-se experimentos para poder comprovar a hipótese testada.
R epetição dos experimentos - Padroniza-se o experimento, de modo que se outra pessoa puder refazer o experimento sob as mesmas condições, possa encontrar
os mesmos resultados (ou muito próximos disso).
C onclusão - Elabora-se uma conclusão sobre a hipótese testada.

Fonte: UFRGS

É tudo aquilo que pode ser medido, mensurado, utilizando-se um instrumento adequado.

Medir uma grandeza física significa encontrar um número que indique quantas vezes ela contém uma determinada unidade de medida.
    Exemplos:
    distância:  30 metros;                
    tempo: 10 segundos;
    massa: 25 kg;       
    velocidade: 100 km/h.

Não são grandezas físicas, os sentimentos, uma vez que não podem ser medidos, isto é, não existe alguma unidade, algum parâmetro para comparação.
     Exemplos:
     medo;
     amor;
     paixão.

 

As grandezas podem ser classificadas em:

Grandezas primárias: São obtidas de forma independente, não dependem de outra grandeza
      Exemplos: espaço percorrido, tempo, temperatura

Grandezas secundárias: São obtidas de outras grandezas
     Exemplos: velocidade (obtida da razão entre o espaço e o tempo)

Mais adiante ainda veremos a diferença entre as grandezas escalares e vetoriais.

O Sistema Internacional de Unidades foi criado em 1960, na 11ª Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), com a finalidade de padronizar as unidades de medida das inúmeras grandezas existentes a fim de facilitar a sua utilização e torná-las acessíveis a todos.

Mas usamos também algumas unidades usuais por exemplo:

Comprimento / Distância – podemos usar metros, mas para distâncias muito grandes não é um número palpável, daí usamos quilômetros (km) ou anos-luz (para distância entre galáxias)

Tempo – podemos usar segundos, mas já pensou falar 1 dia em segundos, são 86 400 s, então para facilitar e não precisar usar números tão grandes, usamos também as unidades usuais no dia-dia.

As unidades padrão do SI são:

GRANDEZA DE BASEUNIDADE DO SI
 comprimentometro (m)
 massaquilograma (kg)
 tempo (duração)segundo (s)
 corrente elétricaampère (A)
 temperaturakelvin (K)
 quantidade de substânciamol (mol)
 intensidade luminosacandela (cd)

Nos cálculos, na maioria dos casos usaremos as unidades do Sistema internacional da Unidades (SI); porém, podemos usar também unidades usuais afim de facilitar a compreensão, por exemplo:

Energia consumida – podemos usar o Joule (SI), mas para evitar valores enormes nas contas de energia, que não seriam compreensíveis, usamos o kWh (quilowatt-hora)

  • Existem alguns prefixos que acompanham as unidades:
  EXPOENTE NEGATIVO
prefixo nome valorexemplo
ddeci10-1 2 dm    (2 decímetros) que equivale a:  2·10-1 m
ccenti10-2 42 cm  (42 centímetros) que equivale a:  42·10-2 m
mmili10-3 25 mL  (25 mililitros) que equivale a: 25·10-3 L
μmicro10-6 60 μm (60 micrômetros) que equivale a: 60·10-6 m
nnano10-9 1 ns (1 nanosegundo) que equivale a: 1·10-9 s
ppico10-12 6 pF (6 picofaradays) que equivale a: 6·10-12 F
  EXPOENTE POSITIVO
prefixo nome valorexemplo
kquilo103 25 km (25 quilometros) que equivale a: 25·103 m
Mmega106 2 MJ (2 megajoules) que equivale a: 2·106 J
Ggiga109 128 GB (128 gigabytes) que equivale a: 128·109 Bytes
Ttera1012 1 TB (1 terabytes) que equivale a: 1·1012 Bytes

ATENÇÃO AS REGRINHAS:

  • Os símbolos das unidades são geralmente representados em letras minúsculas;

Exemplos:

2 m (2 metros)

5 s (5 segundos)

  • Se o nome da unidade deriva de um nome próprio, a primeira letra do símbolo é maiúscula, todavia, os nomes das unidades são expressas em letras minúsculas mesmo quando derivado de nome próprio (exceção: graus Celsius).

Exemplos:

1 A (1 ampère)

3 V (3 volts)

Note que mesmo no plural (3 V) o símbolo permanece da mesma forma, sem estar no plural.

  • A pronúncia e a escrita dos nomes das unidades são feitas de acordo com os padrões da norma culta da língua portuguesa

Exemplos:

quilograma (kg), quilômetros (km)

  • Deve-se  manter a diferença clara entre os símbolos das grandezas, das unidades e dos prefixos. A importância do uso preciso das letras minúsculas e maiúsculas é mostrada nos exemplos adiante:

Exemplos:

K para kelvin (unidade) e k para quilo (prefixo)

N para Newton (unidade) e n para nano (prefixo)

S para Siemens (unidade) e s para segundos (unidade)

G para giga (prefixo) e g para grama (unidade)

M para mega (prefixo), m para mili (prefixo) e ainda… m para metro (unidade) e M para a grandeza massa

T para tera (prefixo),  t para tonelada e T para a grandeza tempo.

São os algarismos corretos e o primeiro algarismo duvidoso em uma medição.

Exemplo: Medição de uma barra de ferro

 

 

Se medirmos a barra acima…

 

 

 

 

 

Ao utilizar uma régua para medir uma barra de ferro, vemos que a medição está entre 5,9 e 6,0 cm.

Se nós estimarmos 5,93 cm, podemos ver que

 

 

 

 

Note que se colocássemos 5,934 teríamos dois números duvidosos e, portanto, estaria errado

 Na contagem de algarismos significativos não devemos contar:

– Potências de 10

– Zeros a esquerda

EXEMPLOS

NÚMERONº de algarismos Significativos
 708  3 algarismos
54,9  3 algarismos
3,6  2 algarismos
8,04  3 algarismos
980,4  4 algarismos
0,0007  1 algarismo (zero a esquerda não conta)
0,7 × 10-3  1 algarismo (zero a esquerda e potência de 10 não contam)

 

A explicação detalhada você confere em nossa página de notação científica (explicação, videoaula e exercícios)

Cinemática – Notação Científica e Ordem de Grandeza

A explicação detalhada você confere em nossa página de notação científica (explicação, videoaula e exercícios)

Cinemática – Notação Científica e Ordem de Grandeza

PUBLICIDADE

Mecânica Clássica

É a área matriz que dá embasamento as demais, está ligada aos movimentos.
É dividida nas seguintes frentes…

 

Isaac Newton (1643-1727)

A Cinemática estuda os movimentos sem importar as causas do movimento, apenas analisa a posição, o tempo, a velocidade, a aceleração,

Vamos começar vendo alguns conceitos básicos:

  1. Notação Científica e Ordem de Grandeza;
  2. Conceitos Básicos de Cinemática (Movimento, Repouso, Deslocamento, Trajetória, Intervalo de Tempo e Referencial);
  3. Velocidade;
  4. Aceleração;

Os conteúdos enfocados na Cinemática são:

  1. Movimento Uniforme (MU);
  2. Movimento Uniformemente Variado (MUV);
  3. Aplicações de MU e MUV;
  4. Movimento Horizontal;
  5. Movimento Vertical (Queda Livre e Lançamento Vertical);
  6. Lançamento Horizontal
  7. Lançamento Oblíquo;
  8. Vetores;
  9. Cinemática Vetorial;
  10. Movimento Circular.

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

A Dinâmica é a área da Física que analisa as causas do movimento… quais forças atuam no corpo para que ele se mova.

Vamos inicialmente definir alguns conceitos básicos:

  1. O que é uma Força?

Adiante listamos os conteúdos e exercícios, que na Dinâmica são:

  1. Leis de Newton – 1ª Lei – Inércia;
  2. Leis de Newton – 2ª Lei – Princípio fundamental da Dinâmica;
  3. Leis de Newton – 3ª Lei – Ação e Reação;
  4. Principais Forças da Dinâmica  – Força Peso;
  5. Principais Forças da Dinâmica –  Força Normal;
  6. Principais Forças da Dinâmica  – Força de Tração;
  7. Principais Forças da Dinâmica – Força Elástica;
  8. Principais Forças da Dinâmica – Força de Atrito;
  9. Plano Inclinado;
  10. Trabalho e Potência Mecânica;
  11. Energia Mecânica (Energia Cinética, Energia Potencial);
  12. Conservação da Energia Mecânica;
  13. Impulso;
  14. Quantidade de Movimento;
  15. Teorema do Impulso;
  16. Colisões.

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

A Gravitação é a área que estuda o movimento e os efeitos de corpos celestes.

Os conteúdos enfocados na Gravitação Universal são:

  1. Evolução dos modelos cosmológicos e planetários (Geocêntrico e Heliocêntrico)
  2. Leis de Kepler;
  3. Lei da Gravitação Universal de Newton;
  4. Energia Mecânicas orbitais;

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

A Estática é a área que estuda os corpos em equilíbrio

os conteúdos enfocados na Estática são:

  1. Ponto Material e Corpo Extenso;
  2. Baricentro ou Centro de Gravidade;
  3. Movimento de Rotação e Translação;
  4. Equilíbrio do Ponto material;
  5. Momento de uma Força (ou Torque);
  6. Equilíbrio do Corpo Extenso.

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

A Hidrostática é a área que estuda as forças e o equilíbrio nos fluidos, especificamente nos líquidos.

Os conteúdos enfocados na hidrostática são:

  1. Introdução a Hidrostática;
  2. Massa Específica e densidade volumétrica;
  3. Pressão (Atmosférica e em Fluidos);
  4. Lei de Stevin;
  5. Princípio de Pascal;
  6. Princípio de Arquimedes (Empuxo);

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

A Hidrodinâmica é a área que estuda o fluxo (movimento) de fluidos, especificamente os líquidos.

Os conteúdos enfocados na hidrodinâmica são:

  1. Vazão;
  2. Fluxo.

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

Termologia

É a área que está ligada ao estudo da energia térmica, suas transformações, interações e o seu comportamento…

O que é temperatura? O que é Calor? Quais avanços essa área trouxe a humanidade?

William Thomson (1824-1907), também conhecido como Lord Kelvin

Estuda as escalas termométricas, a conversão entre as escalas e as variações térmicas entre as escalas. As escalas mais comuns são:

Celsius, Fahrenheit e Kelvin.

  1. Temperatura e Escalas Termométricas (Introdução);
  2. Conversão entre escalas;
  3. Variação entre as escalas.

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

Estuda a influência da temperatura no tamanho dos corpos.

A Dilatação dos sólidos pode ser:

  1. Introdução a Dilatação Térmica;
  2. Dilatação Linear (1 Dimensões);
  3. Dilatação Superficial (2 Dimensões);
  4. Dilatação Volumétrica (3 Dimensões);

Existe também a Dilatação de líquidos e especialmente a água tem uma característica especial que torna anômala a Dilatação da água.

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

Estuda o calor e seus efeitos.

Então podemos estudar a Propagação do Calor, que pode ser por:

 Estuda quais são os Estados Físicos ou Fase de Agregação, da matéria e suas transformações.

E por fim o Fluxo de calor

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

Os gases são fluídos e facilmente manuseados. Eles tem três variáveis de estado: Pressão, Volume e Temperatura.

Estudamos:

  • Equação de Clapeyron;
  • Lei Geral dos Gases;
  • Transformações Gasosas (Isotérmica, Isométrica, Isobárica).

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

Calor se convertendo em trabalho e vice-versa.

Estudamos:

  • Energia Interna de um Gás;
  • Trabalho de um Gás;
  • 1ª Lei da Termodinâmica;
  • Transformações cíclicas;
  • 2ª Lei da Termodinâmica;
  • Máquinas Térmicas;
  • Máquinas Refrigeradoras.

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

PUBLICIDADE

Ondulatória

É a área que está ligada ao estudo das ondas, suas definições, os fenômenos e o seu comportamento.

O que é uma onda? Quais os tipos? Como elas propiciaram o desenvolvimento tecnológico que hoje vivenciamos?

 

Johann Christian Doppler (1803-1853)

  • O que é uma onda?

É uma energia radiante proveniente de uma perturbação que se propaga em um meio.

Onda não transporta matéria.

Dentro da ondulatória estudamos:

  • Os tipos de Ondas;
  • Classificação quanto a direção de vibração;
  • Classificação quanto a direção de propagação.
  • Características físicas das ondas

Também vemos os principais fenômenos da Ondulatória:

  • Reflexão;
  • Refração;
  • Difração;
  • Polarização;
  • Interferência;
  • Ressonância.

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

  • O MHS é um movimento cíclico (que é composto por ciclos) em que uma mola ou um pêndulo está oscilando e analisamos esta oscilação.

Nele estudamos:

  • Função Horária da Elongação;
  • Função Horária da Velocidade;
  • Função Horária da Aceleração;
  • Força no MHS;
  • Período no MHS;
  • Análise Energética no MHS.

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

Estuda a luz e a interação com meios e corpos.

a Óptica pode ser dividida em:

  • Óptica Geométrica: Estuda os fenômenos ópticos, fundamenta-se na noção de raio de luz e nas leis que regulamentam seu comportamento
  • Óptica Física: Estuda os fenômenos ópticos que exigem uma teoria sobre a natureza constitutiva da luz.

Classificamos dos corpos quanto:

  • A emissão de luz (Primária, Secundária);
  • A passagem de luz (Transparente, Translúcido, Opaco);

Raio de luz e suas caracterizações;

Princípio da Independência dos raios de luz;

Princípio da Propagação Retilínea da Luz;

Princípio da Reversibilidade na propagação da luz.

Sombra, Penumbra Eclipses;

Câmara escura de orifício;

Fenômenos Físicos fundamentais na Óptica Geométrica.

  • Reflexão – Cores dos objetos, Espelhos Planos, Espelhos Esféricos;
  • Refração – Dioptro Plano, Prismas, Lentes;
  • Difração

Instrumentos Ópticos e Óptica da visão

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

Estuda o som e as fontes emissoras de ondas sonoras.

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

ELETROMAGNETISMO

É a área que está ligada ao estudo da eletricidade e do magnetismo, suas transformações, interações e o seu comportamento.

A energia não é criada nem destruída, é transformada e a energia elétrica é o meio que o ser humano conseguiu usar energia para atender suas necessidades.

Charles Augustin de Coulomb (1736-1806)

A eletricidade é dividida em duas grandes frentes:

  • Eletrostática (cargas em repouso)
  • Eletrodinâmica  (cargas em movimento)

Dentro da Eletrostática estudamos:

Dentro da Eletrodinâmica estudamos:

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

Estuda o campo magnético, suas aplicações e os efeitos.

  • Magnetismo Terestre;
  • Campos Magnéticos gerados por: imãs, condutores retilíneos, espiras e solenóides.
  • Forças Magnética em cargas elétricas, em condutores retilíneos, espiras e solenóides
  • Indução eletromagnética.

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

Física Moderna

Albert Einstein (1879 – 1955)

É a denominação dada ao conjunto de teorias surgidas no começo do século XX, elaboradas durante o século XX por:

  • Albert Einstein,
  • Niels Bohr
  • Max Planck entre outros..

Abrange conteúdos como:

  1. Relatividade;
  2. O Efeito Fotoelétrico;
  3. A Física da Matéria Condensada;
  4. A Física Nuclear e a Astrofísica;
  5. O estudo das partículas Elementares e da Estrutura Atômica.

Quer se aprofundar nesses conteúdos?
É só clicar nos links (em alaranjado) do conteúdo que você quer saber mais!

PUBLICIDADE

Quer mais? Conheça nosso cursos.

Curso de Física

Uma sequência didática desenvolvida pelo professor Ítalo Guedes (Ítalo Vector), para te ajudar a aprender física.

– Materiais de apoio;

– Videoaulas;

– Exercícios com resolução;

– Listas de exercícios com exercícios dos principais vestibulares do Brasil.

Logo - Cérebros

Um curso preparatório para o ENEM COMPLETO….

Aborda os conteúdos mais recorrentes nos últimos anos das provas com dicas, aulas online, simulados com questões inéditas, materiais em PDF, professores formados e qualificados. 

150 Aulas e 50 horas de conteúdo exclusivo. 

Garantido pela plataforma HOTMART.

Curso de Biologia

APRENDENDO BIOLOGIA COM NETFLIX, elaborado pelo professor Luiz Carlos Primandade