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:

Existem várias respostas que podem definir essa ciência…

Olhando pelo lado científico…

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

Olhando de uma forma mais elegante

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

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.

Vamos conhecer um pouquinho de cada área... E aprofundar esses conceitos, é só clicar!

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.

CONCEITOS MATEMÁTICOS IMPORTANTES

Antes de começar os estudos em física, que tal revisarmos alguns conceitos matemáticos importantes…

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

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.

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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.

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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;

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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.

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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);

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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.

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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.

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Estuda a influência da temperatura no tamanho dos corpos.

A Dilatação dos sólidos pode ser:

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

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Acesse a página de Conteúdos e Exercícios de Física

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

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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).

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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.

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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.

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  • 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.

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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

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Estuda o som e as fontes emissoras de ondas sonoras.

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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:

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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.

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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.

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