segunda-feira, 17 de fevereiro de 2025
domingo, 2 de fevereiro de 2025
Boas-vindas aos estudantes de Física da Escola Estadual 13 de Maio!
Sejam todos muito bem-vindos a mais um ano letivo! É com grande entusiasmo que iniciamos este novo ciclo, e é uma honra tê-los como parte dessa jornada de aprendizado.
A Física, com sua capacidade de explicar o funcionamento do universo, nos convida a explorar e entender o mundo de uma maneira única. Ao longo deste ano, teremos a oportunidade de juntos aprofundar o conhecimento, descobrir novas formas de pensar e resolver desafios complexos.
Que este ano seja muito produtivo, repleto de conquistas, superação e aprendizado. Lembrem-se de que cada passo dado em direção ao conhecimento é uma vitória. Não tenham medo de questionar, de errar e de aprender com os desafios que surgirem. Estamos aqui para apoiar e incentivar vocês em cada etapa dessa caminhada.
Desejamos a todos um ano de muito sucesso, dedicação e curiosidade. Que a Física se torne não apenas uma disciplina, mas uma paixão que os impulsione a continuar explorando e descobrindo o incrível mundo que nos cerca!
Um excelente início de ano letivo a todos!
Atenciosamente,
Prof. Henrique Moura
sábado, 1 de fevereiro de 2025
terça-feira, 6 de dezembro de 2022
RESUMO DAS LEIS DE NEWTON COM APLICAÇÕES NO COTIDIANO.
Antes de
Galileu, pensava-se que uma força sempre presente, tal como um empurrão ou um
puxão, era necessária para manter um objeto em movimento com velocidade
constante. Mas Galileu, e depois Newton, reconheceram que, em nossa experiência
do dia-a-dia, os objetos acabam parando como consequência do atrito. Se o
atrito é reduzido, a taxa de freamento é reduzida. Uma lâmina de água, ou um
colchão de gás, são especialmente efetivos na redução do atrito, permitindo que
o objeto deslize por uma grande distância com pequena variação de velocidade.
Galileu raciocinou que, se pudéssemos remover todas as forças externas sobre um
objeto, incluindo as de atrito, então a velocidade do objeto nunca se alteraria
– uma propriedade da matéria conhecida como inércia. Esta
conclusão, que newton enunciou como sua primeira lei, também é chamada de lei
da inercia. Uma formulação moderna da primeira lei de Newton: Todo
corpo em repouso permanece em repouso a não ser que uma força externa atue
sobre ele. Um corpo em movimento continua em movimento com rapidez constante e
em linha reta ao não ser que uma força externa atue sobre ele.
1.1.1. APLICAÇÃO DA PRIMEIRA LEI DE
NEWTON NO COTIDIANO:
Se você é
o passageiro de um avião que voa em linha reta em uma altitude constante e
deposita cuidadosamente uma bola de tênis sobre a bandeja (que é horizontal),
então, em relação ao avião, a bola permanece se movendo com a mesma velocidade
que o avião (figura 1-a).
Suponha, agora, que o piloto
repentinamente acelere o avião para frente (em relação ao solo). Você irá,
então, observar que a bola sobre a bandeja começa repentinamente a rolar para
os fundos do avião, acelerando (em relação ao avião) mesmo que não haja força
horizontal agindo sobre ela (Figura 1-b). Neste referencial acelerado, o
enunciado da primeira lei de Newton não se aplica. O enunciado da primeira lei
de Newton se aplica apenas em referenciais conhecidos como referenciais
inerciais. De fato, a primeira lei de Newton nos fornece um critério para
determinar se um referencial é um referencial
inercial.
A
primeira lei de Newton nos diz o que ocorre quando não existe força atuando
sobre um corpo. Mas o que acontece quando há forças exercidas sobre
o corpo? Considere outra vez um bloco de gelo deslizando com velocidade
constante sobre uma superfície suave, sem atrito. Se empurra o gelo, você
exerce uma força F que faz com que varie a velocidade do gelo. Quanto mais
forte você empurrar, maior será a consequente aceleração A. A aceleração, A, de
qualquer corpo, é diretamente proporcional à força resultante Fres exercida
sobre ele, e o inverso da massa do corpo é a constante de proporcionalidade.
Ademais, o vetor aceleração e o vetor força resultante tem a mesma orientação.
Newton resumiu estas observações em sua segunda lei do movimento: A aceleração
de um corpo é diretamente proporcional à força resultante que atua sobre ele, e
o inverso da massa do corpo é a constante de proporcionalidade. Assim:
Uma força
resultante sobre um corpo faz com que ele seja acelerado. È uma questão de
causa e efeito. A força resultante é a causa e o efeito é a aceleração.
Uma força
resultante de 1 newton dá a uma massa de 1 Kg uma aceleração de 1 m/s², de
forma que: 1 N = (1kg).(1m/s²) = 1 kg.m/s².
A equação mais frequentemente
usada é expressa como: Fres = M.A
1.2.1. APLICAÇÃO DA SEGUNDA LEI DE NEWTON
NO COTIDIANO:
|
Força
maior para carrinho mais pesado: Se o carrinho do supermercado estiver vazio,
é muito fácil fazê-lo correr. Mas se o carrinho estiver cheio, você tem que
se esforçar muito para fazê-lo andar.  |
A
terceira lei de Newton descreve uma importante propriedade das forças: forças
sempre ocorrem aos pares. Por exemplo, se uma força é exercida sobre um corpo
A, deve existir um outro corpo B que exerce a força. A terceira lei de Newton
afirma que estas forças são iguais em magnitude e oposta em sentido. Isto é, se
o objeto A exerce uma força sobre o objeto B, então B exerce uma força de mesma
intensidade e sentido oposto sobre A.
Então a
terceira lei dá-se quando dois corpos interagem entre si, a força FBA exercida
pelo corpo B sobre o corpo A tem a mesma magnitude e o sentido oposto ao da
força FAB exercida pelo corpo A sobre o corpo B. Assim, FBA = - FAB.
1.3.1. APLICAÇÕES DA TERCEIRA LEI DE
NEWTON NO COTIDIANO:
|
1.3.1.1. CHUTANDO UMA BOLA Ao
chutarmos uma bola, os nossos pés aplicam uma força sobre a mesma. A força de
reação da bolsa age sobre o pé do jogador. O pé experimenta um movimento de
recuo ou para quase que instantaneamente. Experimente chutar uma bola leve e
outra pesada, para comparar a reação da bola sobre o seu pé.  |
|
1.3.1.2. Batendo um pneu:  Os
motoristas usam um pequeno martelo de madeira para testar a pressão dos pneus
dos caminhões. Ao batermos nos pneus exercemos uma força sobre os mesmos. A
força de reação dos pneus faz com que o martelo inverta a o sentido do
movimento. O motorista sente o retorno e sabe quando o pneu está bom. |
sexta-feira, 2 de dezembro de 2022
Qual é o formato da Terra? A Terra é plana? Qual é a medida da circunferência da Terra?
O mais absurdo que possa parecer, até
hoje no século XXI tem pessoas que apesar de todo conhecimento adquirido pela
humanidade ainda fazem esse questionamento. Hoje vocês irão conhecer
Eratóstenes, um filosofo que entorno do ano 200 a.C. utilizou uma informação, seu
conhecimento de geometria e uma vareta para responder
este questionamento, e ainda foi além medindo a circunferência da Terra.
Você ficou curioso? Tá bom, vamos
conhecer estas ferramentas tão poderosas que Eratóstenes utilizou.
Eratóstenes ao ler um papiro na
biblioteca de Alexandria teve a informação que em Siena, cidade ao sul de
Alexandria, possuía um poço bem fundo, a qual, no dia mais longo do ano, dia 21
de junho (solstício de verão no hemisfério norte), no horário de meio dia o sol
iluminava por completo o poço sem produzir sombras nas suas paredes. Para a
maioria das pessoas essa informação era somente muito interessante, mas para
Eratóstenes era a oportunidade de provar a circunferência da Terra.
Ele sabia que neste mesmo dia e
horário em Alexandria, se ele colocasse uma vareta na posição vertical os raios
solares produziriam uma pequena sombra, isto significa que um poço em
Alexandria não ficaria todo iluminado como ocorre na cidade vizinha.
Eratóstenes então pensou, se eu
pregasse varetas em diversas cidades e a Terra fosse plana a sombra produzida
pelas varetas deveriam ser todas iguais, mas, no entanto, não era o que ele
estava observando. Em Siena neste dia e horário nenhuma sombra enquanto em
Alexandria produzia sombras. Eratóstenes então concluiu, que para isso ocorra,
a Terra tem que ter uma curvatura, logo a Terra é redonda. Para uma melhor
compreensão observe a ilustração abaixo.
Vocês acham que ele ficou satisfeito? De forma
nenhuma, ele queria medir o diâmetro da Terra. Mas como isso é possível? Ele
pensou, preciso de duas informações, a distância entre as duas cidades e ângulo
que a sombra faz com a vareta em Alexandria no mesmo dia e horário que o sol
está a pino em Siena, iluminando todo o poço. A primeira informação, consta a
lenda que ele teria contratado um homem para fazer o percurso a pé para medir a
distância entre as duas cidades, confirmando a informação dos mercadores que essa
distância era de 800 quilômetros.
Para obter a outra informação ele teve que utilizar o
conhecimento de geometria básica, que ele adquiriu em sua formação na
biblioteca de Alexandria. Primeiramente, Eratóstenes determinou
experimentalmente o ângulo da sombra da vareta na vertical com os raios de sol
ao meio-dia em Alexandria. Considerando a linha da sombra como um segmento,
teremos um triângulo retângulo, no qual, a vareta e a sombra no chão são os
catetos e a linha da sombra a hipotenusa, como pode ser observado na figura.
O ângulo que o raio incidente do sol
(hipotenusa) faz com a vareta (cateto) é um dos ângulos do triângulo.
Eratóstenes verificou que esse ângulo correspondia a um cinquenta avos de uma
circunferência, ou seja 7,2 °.
Eratóstenes concluiu, se tivesse uma
vareta em Siena e outra na Alexandria e fizesse a projeção das duas elas se
encontrariam no centro do globo. Por tanto, utilizando a geometria básica, observaremos
que o ângulo formado pelos dois segmentos que saem do centro do globo e vão até
as duas cidades, é o mesmo ângulo determinado por Eratóstenes. Lembrando que ângulos
alternos internos possuem sempre a mesma medida.
Agora Eratóstenes já sabia que o
ângulo entre as duas cidades era de 7,2° e a distância entre as duas cidades
era de 800 quilômetros. Sabendo-se que um círculo possui 360° e que 7,2°
corresponde a 800 km podemos resolver este problema com uma regra de três
simples, conforme pode ser observado abaixo.
Portanto, ele chegou a um cálculo
muito próximo do que é considerado hoje em torno de 40.075 Km, tendo um erro de
menos de dois porcento.
Impressionante, vocês não acham? Um
homem com algumas informações, umas varetas e seu conhecimento em geometria
básica podem chegar a um resultado tão próximo do real, e isso a mais de 2200
anos atrás.
Um aluno mais atento pode ter ficado
curioso, como eles sabiam exatamente o horário para fazer as medições no mesmo
horário? Na verdade, nesta época eles usavam relógio de sol que em uma outra
oportunidade vamos conversar a respeito de seu funcionamento.
E agora vocês já sabem responder as
perguntas do início do texto?
Autor: Henrique Moura
segunda-feira, 1 de agosto de 2022
Vida e Obra de Isaac Newton (Terceiro bimestre)
ISAAC NEWTON
Nascido em 4 de janeiro de 1643, em Woolsthorpe, Inglaterra, Isaac Newton foi um físico e matemático e uma das grandes mentes da Revolução Científica do século XVII.
Com descobertas em óptica, movimento e matemática, ele desenvolveu os princípios da física moderna. Em 1687, publicou seu trabalho mais aclamado: “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” (“Princípios Matemáticos da Filosofia Natural”), que foi nomeado como o livro mais influente da física. Newton morreu em Londres em 31 de março de 1727.
Primeiros anos
O que sabemos é uma gota, o que ignoramos é um oceano.
Em 4 de janeiro de 1643, Isaac Newton nasceu na vila de Woolsthorpe, Lincolnshire, Inglaterra. Ele foi o filho único de um fazendeiro, morto três meses antes de seu nascimento. Sua mãe casou-se novamente e foi viver com seu marido, deixando Newton, aos três anos, com sua avó materna. Esse abandono imprimiu uma extrema em segurança em Isaac, tempos depois.
Aos 12 anos, Newton se reuniu com sua mãe, após seu segundo marido morrer. Ela trouxe consigo três filhos do segundo casamento. Newton entrou na escola, onde se fascinou pela química, mas sua mãe o fez sair para que se tornasse fazendeiro, profissão na qual ele falhou terrivelmente. Assim, voltou à escola e terminou sua educação básica.
Seu tio, percebendo as habilidades intelectuais do sobrinho e sendo ele próprio graduado na Universidade de Cambridge, convenceu a mãe de Newton a colocá-lo na graduação. Quando o garoto chegou à Cambridge, a Revolução Científica do século XVII estava com força total. A visão heliocêntrica do Universo – teorizada pelos astrônomos Nicolau Copérnico e Johannes Kepler, e depois refinada por Galileu – era conhecida em todo o circuito acadêmico europeu. O filósofo René Descartes tinha começado a formular um novo conceito de natureza como uma máquina inerte e impessoal. Mesmo assim, a Universidade de Cambridge apoiava a filosofia de Aristóteles, de uma natureza que repousa em uma visão geocêntrica do universo.
Revolução Científica
Eu consigo calcular o movimento dos corpos celestiais, mas não a loucura das pessoas.
Seus primeiros anos em Cambridge foram dedicados a matérias básicas, mas Newton lia filósofos modernos. Nessa época, ele escreveu uma segunda série de anotações, "Quaestiones Quaedam Philosophicae" ("Certas Questões Filosóficas"), que revelava um novo conceito de natureza, formando a base da Revolução Científica.
Em 1665, Cambrigde foi fechada por conta da Grande Praga por 18 meses, e Newton voltou para casa para estudar. Nesse tempo, ele concebeu o método do cálculo infinitesimal, construiu as bases para sua teoria das cores e teve alguns insights sobre as leis do movimento planetário. A lenda diz que foi durante esse período que ele teve a famosa inspiração da gravidade, com a maçã em queda.
Ao fim da praga, Newton retornou para Cambridge e conquistou seu Mestrado em Artes antes dos 27 anos. Nessa época, ele escreveu De Analysi, baseado no livro de Nicholas Mercator sobre métodos para a resolução de séries infinitas, e expondo seus próprios resultados. Com esse trabalho, Newton ficou conhecido no meio matemático e ocupou a cadeira de professor lucasiano em Cambridge.
Vida profissional
Se fiz descobertas valiosas, foi mais por ter paciência do que qualquer outro talento.
Muitos estudos de óptica de Newton foram auxiliados por um telescópio que ele mesmo projetou e construiu em 1668. Essa invenção o ajudou a comprovar a teoria das cores. Porém, nem todo mundo estava entusiasmado com Newton, e uma dessas pessoas era Robert Hooke, um renomado cientista. Newton não foi capaz de lidar com a crítica e seu ódio por Hooke durou a vida toda.
Em 1678, Newton sofreu um completo colapso nervoso. A morte de sua mãe no ano seguinte o fez ficar ainda mais isolado e, por seis anos, ele se afastou do meio intelectual. Nesse meio tempo, ele retornou seus estudos sobre a gravidade e seus efeitos nas órbitas dos planetas. Ironicamente, o ímpeto que colocou Newton na direção certa nesse estudo, veio de Robert Hooke. Em 1679, em uma carta generalizada para os membros da Sociedade Real, Hooke sugeriu a Newton que, na questão do movimento planetário, uma fórmula envolvendo o inverso dos quadrados poderia explicar a atração entre os planetas e a forma de suas órbitas.
Publicação do livro mais influente de física
Construímos muros demais e pontes de menos.
Em 1687, após 18 meses de intenso trabalho, Newton publicou “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” (“Princípios Matemáticos da Filosofia Natural”). Tido como o livro mais influente de física de toda a ciência, ele é mais conhecido como “Principia” e contém informações sobre quase todos os conceitos essenciais da física, exceto energia.
Após a publicação, Robert Hooke acusou Newton de plágio. Mas a acusação era infundada, já que a maioria dos cientistas sabia que Hooke havia apenas teorizado sobre a ideia e nunca a provou sob quaisquer circunstâncias. Newton ficou furioso e defendeu fortemente suas descobertas.
Fama internacional
Nenhuma grande descoberta jamais foi feita sem um palpite ousado.
“Principia” imediatamente elevou Newton ao renome internacional. Assim, Newton não estava mais satisfeito com sua posição em Cambridge e começou a se envolver com outros assuntos, como a resistência às tentativas do Rei James II de reinstituir o ensino católico em Cambridge. Em 1689, ele foi eleito para representar Cambridge no Parlamento.
Em Londres, Newton se aproximou de um grupo de intelectuais. Embora muitos dos cientistas do continente continuassem ensinando o mundo mecânico de acordo com Aristóteles, uma jovem geração de cientistas britânicos ficou cativada com a visão de Newton sobre o mundo da física e o reconheceram como seu líder. Newton entrou em outro colapso nervoso, em 1693, mas se recuperou estranhamente rápido e voltou a trabalhar em poucos meses.
Carreira política
Se vi mais longe foi por estar de pé sobre ombros de gigantes.
Em 1696, Newton alcançou a posição política que tanto queria: guardião da Casa da Moeda. Em 1699, foi promovido a mestre da Casa da Moeda. Para não parecer que o cargo era uma mera posição honorária, Newton deu o seu melhor, reformando a moeda corrente e punindo severamente os falsificadores.
Em 1703, Newton foi eleito presidente da Sociedade Real. Em 1705, foi condecorado pela Rainha Ana, da Inglaterra. Nesse ponto de sua vida, sua carreira de cientista havia sido substituída pela carreira política.
Anos finais
Em seus últimos anos de vida, Newton viveu em Canbury Park, perto de Winchester, Inglaterra. Nessa época, ele se tornou um dos homens mais famosos da Europa. Ele também ficou rico, investindo sabiamente seu dinheiro. Apesar da grande fama, sua vida estava longe da perfeição: ele nunca se casou ou teve amigos.
Aos 80 anos, Newton enfrentou problemas digestivos e mudou radicalmente sua dieta. Em março de 1727, ele teve uma forte dor abdominal e não voltou à consciência, falecendo no dia seguinte, 31 de março de 1727, aos 85 anos.
A fama de Isaac Newton aumentou ainda mais após sua morte, já que muitos de seus contemporâneos o proclamaram o maior gênio da história. Talvez seja um pouco de exagero, mas suas descobertas tiveram um grande impacto no pensamento Ocidental, levando a comparações com Platão, Aristóteles e Galileu.
Mas algumas declarações de Newton se provaram erradas. No século XX, por exemplo, Albert Einstein retrucou o conceito de Newton sobre o Universo, pontuando que espaço, distância e movimento não eram absolutos, mas relativos, e que o Universo era muito mais fantástico do que Newton havia concebido.
Newton não ficaria surpreso, já que no fim de sua vida, quando perguntado sobre suas conquistas, ele declarou: “Eu não sei o que eu aparento para o mundo; mas para mim eu sou um garoto que viveu brincando na beira do mar e, me desviando um pouco, encontrava aqui e ali algum cascalho mais macio ou uma concha mais bonita que o normal, enquanto o grande oceano da verdade permanece totalmente obscuro perante mim”.
Fonte: https://seuhistory.com/biografias/isaac-newton
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