As leis de Newton no dia dia.

O físico inglês Issac Newton enunciou três leis que descreve de forma satisfatória as causas dos movimentos. Essa parte da mecânica que se preocupa com as causa do movimento é conhecida como dinâmica.

Para Newton: "A chave para o entendimento dos diferentes tipos de movimentos que um corpo pode realizar está nas forças que atuam sobre ele".

As forças podem ser classificadas em forças de interação e força de contato. Mas a classe de força que nos interessa nesse estudo são as forças de contatos, que são forças que aparece quando há contato entre os corpos.

Exemplos:

Ao chutar uma bola, o jogador exerce uma força sobre ela.
Ao abri a garrafa, aplica-se uma força para segurar e outra força para remover a tampa.

Uma pessoa aplicando uma força F para empurrar um carro.

 

Primeira lei de Newton:

A primeira lei de Newton é conhecida como lei da Inércia. E é apresentada pelo seguinte enunciado:

“Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento retilíneo uniforme, a menos que nele seja aplicado um conjunto de forças fazendo-o mudar seu estado inercial.”

Mas o que inércia?

Para Newton os corpos possuem uma propriedade de resistir a mudanças ao seu estado de movimento. Isso significa que os corpos resistem a mudanças de velocidade, e a essa propriedade dá se o nome de Inércia.

• Se um corpo estiver em repouso, ele tende a continuar em repouso.
• Se um corpo estiver em movimento retilíneo uniforme, ele tenderá a continuar em movimento.

Exemplos:

Os passageiros de um ônibus tende a continuar em movimento após o mesmo acionar os freios.

O mesmo acontece com o piloto de uma moto em movimento que freiando bruscamente.

Segunda lei de Newton:

Enunciado:

“Um corpo sob ação de uma força adquire uma aceleração”.

O valor da força que atua no corpo e diretamente proporcional á aceleração a que a ele produz.

Exemplos:

Uma mulher aplica uma força que produz uma aceleração proporcional a essa força para mover o carro.

A aceleração produzida aumenta quando adicionada ao sistema a força aplicada pelo garoto.

Terceira lei de Newton:
È a chamada leia da ação e reação.

Enunciado:

“Se um corpo A aplicar uma força sobre um corpo B, receberá deste uma força de mesma intensidade, mesma direção e sentido oposto à força que aplicou em B”.

Ao aplicarmos a terceira lei de Newton, não podemos esquecer que as forças de ação e reação:

• Estão associadas a uma única interação, ou seja, correspondem às forças trocadas entre apenas dois corpos;

• Têm sempre a mesma natureza (ambas de contato ou ambas de campo), logo, possuem o mesmo nome (o nome da interação);

• Atuam sempre em corpos diferentes, logo, não se anulam.

A lei da ação e reação pode ser observada em varias situaçoes da vida cotidiana.

Exemplos:

Quando uma pessoa caminha sobre uma superfície, ela é direcionada para frente graças à força que ela aplicou sobre o chão.

Um foguete para entrar em órbita aplica uma constante ação de forças, sobre o ar atmosférico, e em reação à esta força o foguete é impulsionado para cima. Note que quando já em órbita o foguete só necessita de propulsão para alterar sua rota, pois como prevê a 1º Lei de Newton o corpo irá permanecer em movimento, para mudar sua rota no espaço o foguete aplica uma força para o lado oposto que necessita ir, e pela 3º Lei de Newton é direcionado para o outro lado.

Muitas outras situações do nosso dia-dia descrevem não só a terceira lei de Newton, mas como também as demais leis da física. Fica a critério do aluno observar fenômeno do nosso cotidiano e descreve as aplicações das leis de Newton.

Referencias:
SAMPAIO, Jose Luiz e CALÇADA, Caem Sergio. Física: ensino médio Atual. Volume único. São Paulo: editora Atual, 2003.
LUZ, Antonio Maximo Ribeiro da e ALVARES, Beatriz Alvarenga. Física: De olho no mundo do trabalho. Volume único. São Paulo: editora Scipione, 2003.

Energia

Diariamente fazemos uso de algumas das diversas formas de energia existentes em nosso planeta. A energia é uma grandeza de muita importância tanto na física quanto em muitas atividades da nossa vida cotidiana e profissional.

De modo geral, o conceito de energia estar relacionado ao potencial inato para executar trabalho ou realizar uma ação. E por conta de sua diversidade, ate hoje a física não possui uma definição satisfatória de energia.

O conceito de energia surgiu no século XIX, e pode ser usado em todos os ramos da Física (mecânica, termodinâmica, eletromagnetismo, mecânica quântica, etc.) assim como em outras disciplinas, particularmente na Química. Ela se apresenta na natureza de varias formas, tais como:

1. Energia química: É a energia que está armazenada num átomo ou numa molécula, por exemplo, os seres vivos só utilizam a energia química, os alimentos que nos proporciona a energia calórica para nosso corpo.

A Energia Química está presente nas ligações químicas. Existem ligações pobres e ricas em energia. A água é um exemplo de molécula com ligações pobres em energia.

2. Energia térmica: é uma forma de energia que está diretamente associada à temperatura absoluta T de um sistema, exemplo: a combustão de gasolina que libera calor.

A energia térmica de um corpo macroscópico corresponde à soma das energias cinéticas de seus constituintes microscópicos. À transferência de energia térmica de um sistema termodinâmico a outro se dá o nome de calor.

A energia térmica (e o calor) medem-se em unidade de energia: o Joule no sistema SI, ou de forma habitual a caloria.

A definição de caloria é a quantidade de calor (energia) necessária para elevar em 1 grama de água de 14,5 graus Celsius (oC) para 15,5oC.

3. Energia mecânica: é, resumidamente, a capacidade de um corpo produzir trabalho. é a energia que pode ser transferida por meio de força. A energia mecânica total de um sistema é a soma da energia potencial com a energia cinética. Se o sistema for conservativo, ou seja, apenas forças conservativas atuam nele, a energia mecânica total conserva-se e é uma constante de movimento. A energia mecânica "E" que um corpo possui é a soma da sua energia cinética "c" mais energia potencial "p".

a) Energia cinética: É definida como energia de movimento, porque ela está associada ao estado de movimento de um corpo. Exemplo: um carro em movimento.

b) Energia potencial: é a forma de energia que se encontra em um determinado sistema e que pode ser utilizada a qualquer momento para realizar trabalho. A energia potencial é o nome dado a forma de energia quando está “armazenada”, isto é, que pode a qualquer momento manifestar-se. Por exemplo, sob a forma de movimento. A energia hidráulica e a energia nuclear, são exemplos de energia potencial, dado que consistem em energias que estão "armazenadas".

4. Energia elétrica: é uma forma de energia baseada na geração de diferenças de potencial elétrico entre dois pontos, que permitem estabelecer uma corrente elétrica entre ambos. Mediante a transformação adequada é possível obter que tal energia mostre-se em outras formas finais de uso direto, em forma de luz, movimento ou calor, segundo os elementos da conservação da energia. É uma das formas de energia que o homem mais utiliza na atualidade, graças a sua facilidade de transporte, baixo índice de perda energética durante conversões.

A energia elétrica é obtida principalmente através de termoelétricas, usinas hidroelétricas, usinas eólicas e usinas termonucleares, que é utilizada por diverso aparelhos transformando-se em luz, som, calor e etc.

5. Energia sonora: é um tipo de energia que pode ser detectada pelo ouvido. O som é uma forma de energia que, à semelhança da luz, é transportada por meio de ondas. Quando produzir-mos um som, pela fala ou de outro modo qualquer, provocamos uma vibração nas moléculas do ar; essas vibrações chegam aos nossos ouvidos*, fazendo-os também vibrar. No interior do ouvido, as vibrações sonoras transformam-se em impulsos elétricos que, levados aos cérebro, são identificados como sons. A vibração das cordas da guitarra e dos pratos da bateria produz, no ar sua volta, uma onda quee chega aos nossos ouvidos.

6. Energia luminosa: forma de energia relacionada com a luz.A luz é uma onda eletromagnética que se propagam no vácuo com a mesma velocidade c com o valor de 3x108 m/s (velocidade da luz). Além do Sol existemoutras fontes de luz como as lâmpadas elétricas, velas e fogo que sao bastente aproveitadas pelo homem e sua vida diaria.

O que é Física?

O conceito de física tem se tornado cada vez mais amplo e útil em nossas vidas, e por isso, tornou-se cada vez mais difícil defini-la sem correr o risco de ser impreciso. No entanto se conhecermos suas principais características tais como seus métodos, conceitos e suas relações com o nosso dia – dia e com outras ciências, para a parti daí, podermos construir o nosso próprio conceito sobre a física.

Definir a física como “a ciência que estuda os fenômenos da natureza”, é um pouco impreciso para uma ciência tão ampla como a física. Pois para definir a física, é preciso entender seu significado no dia-dia e compreender seu papel histórico e sua influencia no desenvolvimento da vida social das pessoas.
A Física (do grego physis, ‘natureza’) é uma das ciências que investigam os fenômenos da natureza, destacadamente nos aspectos da matéria, da energia e do movimento, estudando os fenômenos mecânicos, térmicos, elétricos, luminosos e magnéticos. Além de seu próprio campo de investigação, a física também auxilia outras ciências da natureza, como a química, a astronomia, a geografia e a biologia.
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 revelarem-se como aspectos diferentes de um único fenômeno mais geral.
O estudo da Física pode ser dividido em diversas partes:

• A Mecânica, que estuda os fenômenos relacionados ao 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 quântica, que estuda e analisar as estruturas mais íntimas da matéria e das radiações:

Como surgiu a física

Eram chamados de "físico" todos aqueles que se dedicavam ao estudo da natureza. Só que mais adiante, com o desenvolvimento do conhecimento, o campo de atuação de quem estudava a natureza, ficou subdivido em várias Ciências. Assim, o campo de estudo dos corpos celestes era chamado de a Astronomia, a ciência que estudava os seres vivos seria chamada de biologia, a que estuda as transformações das substâncias passou a ser chamada Química, e assim por diante.

Assim a física se destacou mais com o estudo dos movimentos e a estrutura da matéria que compõe o universo. Os primeiros "físicos" que surgiram foram os filósofos gregos que viveram entre 650 a 250 a.C. Eles foram pioneiros na tentativa de explicar os fenômenos que aconteciam na natureza por meio de observação. Ela se desenvolveu como uma ciência específica a partir dos estudos astronômicos realizados por Giordano Bruno, Copérnico, Tycho Brake, Kepler até mesmo Galileu, com seus estudos sobre a queda dos corpos.

Como trabalha os físicos.

Definir a física como “como a ciência que estuda os fenômenos da natureza”, não é errado, é apenas uma definição insuficiente. Pois na realidade o trabalho de um físico, cientista em geral, consiste em observar a natureza, tentar explicar seus fenômenos e quando possível aplicar suas conclusões em outras descobertas. No entanto, a natureza é o maior mistério para os físicos e ao mesmo tempo constitui uma infinita fonte de pesquisa para a física, por isso, é muito difícil desassocia a física da natureza.

Quando os físicos observam a natureza, os mesmos buscam em seus estudos as suas regularidades, ou seja, fenômenos repetitivos, e depois teorizar uma explicação satisfatória para esses fenômenos, eles tenta generalizar essa explicação para outros fenômenos ainda não ainda não compreendidos.

Na física, qualquer explicação sobre algum fenômeno só será aceita se tiver argumentos consistentes e se for comprovada cientificamente. Se não passará de mera especulação. Mas como uma teoria ou uma explicação pode ser comprovada cientificamente? Para ser aceita com credibilidade no meio cientifico, uma teoria deve passar por método cientifico que consiste basicamente nas seguintes etapas:
a) Observação de um fenômeno na natureza: onde o físico observa fenômenos com um olhar amplo e cientifico no intuito de detectar suas regularidades.
b) Explicação cientifica: o físico propõe uma explicação para esse fenômeno observado.
c) Formulação de hipóteses: as hipóteses são formuladas no intuito de testar a explicação proposta.
d) Comprovação: as hipóteses são comprovadas por meio de experimentos científicos.

A física em nossas vidas

Sabemos que a ciência ( principalmente a física) tem interferido diretamente ou indiretamente em nossas vidas, pois algumas descobertas da ciência tem possibilitado o surgimento de varias novidades que interferem em nossas vidas.
Embora muito antiga a física, com seus conceitos tem sido muito utilizada em novas invenções no mundo atual. Essas novas invenções nada mais é que tecnologia que surge para intervir ou alterar a nossa realidade.
A tecnologia é bastante diferente da ciência, que por sua vez, é uma forma de compreender o mundo, e a tecnologia como vimos altera a realidade do mundo, utilizando-se da ciência para criar e construir novos aparelhos capazes de servir a humanidade. Um exemplo que podemos ter são os satélites, onde o estudo sobre os movimentos da lua, possibilitou o uso dos satélites. Basta olharmos ao nosso redou e perceberemos que o estudo da está presente em tudo.
A física esta presente em nossas desde as coisas mais simples ate os aparelhos mais complexos como os aparelhos elétricos e eletrônicos. Ela estar presente nos meios de comunicação, de transportes, meios de produção e outros, ate mesmo na medicina ajudando os médicos a salvar vidas.

Miragen: Um fenômeno Óptico.

Quando falamos em miragem a primeira imagem que nos vem na cabeça é a de um desenho animado no qual um viajante sedento do deserto ao ver uma imagem de oásis no meio do deserto se atira na areia ou engole grandes quantidades da própria imaginando que ela seja água.

Ilustração: Barbara Mello

As miragens não são alucinações, muito menos ilusões. Trata-se de um fenômeno óptico real que também ocorre nas rodovias e estradas em dias ensolarados e de temperatura muito elevadas, por causa da refração da luz. Apesar de muitas pessoas o considerarem irreal, Fenômenos como esse pode ser fotografado.

Miragem numa rodovia

Assim como num deserto, A miragem numa rodovia, ocorre porque num dia muito que, em que as camadas de ar proximas ao asfalto estao muito mais quentes do que as camada de que ficam acima, fazendo com que o indice de regração aumente com a altitude, assim os raios de luz se encurva em sentido oposto, fazendo-nos ver simultaneamente, como mostra a figura abaixo, a luz vinda diretamente de um carro e a luz “refretida” pelo asfalto, como se ele fosse a superficie de um lago.

Figura Ilustrativa dos raios de luz se encurva em sentido oposto.

Referencias:

http://www.invivo.fiocruz.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=756&sid=9.


NUSSENZVEIG, H. Moysés. Curso De Física Básica - Vol.4. 4ª Ed. São Paulo: Edgard Blücher. 2002.

Imagens em espelhos esféricos.

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Para a construção gráfica da imagem de um objeto em espelhos esféricos devemos considerar três raios básicos (observe a figura baixo):

Observação: Os espelhos esféricos podem ser de dois tipos, como mostra a figura:

a) espelho esférico côncavo ( Figura a)

b) espelho esférico convexo ( Figura b)

RAIOS NOTÁVEIS:

1) Raio que incide paralelo ao eixo principal, reflete passando pelo foco.

2) Raio que incide passando pelo foco, reflete paralelo ao eixo principal.

3) Raio que incide passando pelo centro de curvatura, reflete sobre si mesmo.

ESPELHO CONCAVO:

1. QUANDO O OBJETO ESTIVER LOCALIZADO ANTES DO CENTRO DA CURVATURA:

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A imagem é:

- Real

- Invertida

- Menor.

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2. QUANDO O OBJETO ESTIVER LOCALIZADO SOBRE O CENTRO DA CURVATURA:

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A imagem é:

- Real

- Invertida

- Mesmo tamnaho.

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3. QUANDO O OBJETO ESTIVER ENTRE O CENTRO DA CURVATURA E O FOCO:

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A imagem é:

- Real

- Invertida

- Maior.

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QUANDO O OBJETO ESTIVER SOBRE O FOCO:

A imagem será dita impropria.

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. QUANDO O OBJETO ESTIVER ENTRE O FOCO E O VERTÌCE:

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A imagem é:

- Virtual

- Direta

- Maior.

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ESPELHO CONVEXO:

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A imagem é:

- Virtual

- Direta

- Menor