física telecurso 2000

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  • 1. ApresentaoBem-vindo ou bem-vinda! Este o seu segun-do volume do curso de Fsica Apresentamos os principais conceitos estudados Fsica!em Fsica. A maioria deles aparece em situaes que podem ser observadas noseu dia-a-dia, em casa, na rua, no trabalho, no cu...Com isso, buscamos mostrar a voc que os fenmenos fsicos ocorrem emtodo lugar e a todo momento e que os conhecimentos da Fsica esto acessveis momento,a todas as pessoas que tm curiosidade em relao a eles, mesmo as pessoas queestejam fora das universidades ou dos laboratrios cientficos.Essa maneira de expor idias - por meio de situaes comuns, observandoo que ocorre ao nosso redor - facilita a compreenso dos conceitos cientficos,muitas vezes abstratos, e ajuda a explicar os mais diversos fenmenos queocorrem na natureza.Seu livro de Fsica est dividido em dois volumes. No primeiro, vocaprende um pouco mais sobre os fenmenos fsicos e de que modo essa cinciaestuda tais fenmenos. Observar fenmenos relacionados aos movimentos movimentos,analisa foras verifica que existem diferentes formas de energia na natureza,foras,descobre fenmenos que ocorrem, por exemplo, quando mergulhamos objetosem lquidos, e muitas outras questes. Nesta parte da Fsica, a maioria dosfenmenos estudados so macroscpicos isto , so visveis para todos ns.macroscpicos,No segundo volume, voc aprende mais coisas sobre o calor e a temperatu-ra sobre o som sobre a luz e como ela se comporta, e estuda fenmenosra,som,relacionados eletricidade Alm disso, v alguns temas de Fsica Modernaeletricidade. Moderna,como a to falada Fsica Nuclear Nessa parte, voc estuda a interpretaoNuclear.microscpica dos fenmenos, isto , interpretao daquilo que no diretamenteobservado a olho nu.Os livros esto organizados da seguinte maneira.Cada aula abre com a seo Para comear Ali voc vai comear.encontar uma introduo ao principal assunto tratado naaula. Apresentamos uma situao, ou uma pergunta, re-lacionada aos conceitos que sero discutidos.A aula, propriamente dita, tem incio na seo Fique li-gado A bom ficar bem atento, pois sero discutidos egado.explicados os conceitos novos.

2. Outras duas sees vo aparecer com freqncia: Com a mo na massa na qual sugerimos atividades massa, ou exerccios para serem feitos no decorrer da aula. Passo-a-passo em que apresentamos exemplos ou Passo-a-passo, exerccios resolvidos detalhadamente. No final da aula existem mais duas sees importantes: Para terminar na qual apresentamos, de forma reduzi-terminar, da, os principais conceitos discutidos. Finalmente, na seo Mos obra voc vai encontrarobra, alguns exerccios que vo ajudar a fortalecer seus estu- dos. Esperamos que, a partir deste estudo, voc, caro aluno ou cara aluna, passea observar de outra forma a natureza que o[a] cerca, e mais do que isso, saiba quea cincia uma maneira mais organizada de estudar o que acontece na natureza,e que o conhecimento - que vem sendo acumulado durante sculos e milnios- fruto da curiosidade de vrias geraes de homens e de mulheres. Compreendendo melhor a cincia, possvel observar o mundo com outrosolhos, com os olhos no apenas de um simples observador, mas de um cidadoou de uma cidad que compreende muitas coisas e que pode participar daconstruo das transformaes que ocorrem no mundo de hoje e na nossasociedade!Desejamos a voc bons estudos!AUTORIAAlberto GasparCristiano Rodrigues de Mattos - coordenadorErnst W. Hamburger - supervisorNorberto Cardoso FerreiraRoberta SimonettiAPOIOUniversidade de So Paulo 3. A UA U L A L A 11 O mundo da Fsica Acuriosidade do homem pode ser compre- endida de vrias maneiras: alguns dizem que vem de uma necessidade de sobrevivncia, outros dizem que uma forma de prazer ou, ainda, no pensamen- to religioso, que uma forma de conhecer a Deus. Mas uma coisa no podemos negar: o homem curioso! l Por que as coisas caem? l O Sol uma bola de fogo? l A Terra est parada? E a Lua, como ela fica l em cima? l Quando comeou o tempo? l Como surge o pensamento? l Como surgiu a vida? Existe vida depois da morte? Essas so perguntas que o homem vem se fazendo h muito tempo. Algumas sabemos responder, outras no. Algumas tm mais de uma resposta, a diferena est no mtodo usado para respond-las. Alguns mtodos permitem conhecer o mundo que nos cerca, outros nos levam a iluses sobre este mundo. Observe estes casos:HORSCOPO:ESPELHO, ESPELHO MEU... VOC SABIA? A Lua energiza seu signo apesar Para vermos inteiramente nosso de estar em fase com saturno com rosto num espelho plano sufici- o qual apresenta tenso Voc devetenso. ente que ele tenha metade do ta- aproveitar as vibraes de mer-manho (altura) do rosto. Tente crio que completa hoje seu ciclo ciclo. observar este fato. Assim, curta hoje os seus amigos. Nmero de sorte 23. Os trechos escritos nos quadros acima poderiam ser encontrados num jornal ou falados pela televiso. Freqentemente encontramos frases que propem, sugerem, ou mesmo ordenam que faamos, ou no faamos, certas coisas: No fume no elevador. Lei Municipal nmero tal. 4. Essa afirmao tenta nos dizer que se fumarmos no elevador estaremos A U L Asujeitos s penas da tal lei. Voltemos aos quadros.O primeiro nos diz algumas coisas a respeito da situao dos astros em quepodemos, ou no, acreditar. Mais ainda, nos fala para curtir os nossos amigos,1o que bom, e, indiretamente, prope que joguemos no nmero 23. Dentro doquadro encontramos palavras que parecem cientficas: energizar vibraoenergizar, vibrao,tenso fase O texto usa essa linguagem para tentar nos convencer de que tudotenso, fase.que foi escrito verdade. Mas os horscopos so produtos da Astrologia que no uma cincia. Suas definies no so exatas e variam de astrlogo paraastrlogo. Na verdade o que foi dito a opinio de quem fez o horscopo e oastrlogo pode, ou no, acertar as suas previses.No segundo quadro estamos no campo da cincia. Ele procura nos descreverum fato Se uma pessoa, em qualquer lugar do mundo, seguir as instrues e sefato.olhar num espelho que tenha, pelo menos, metade da altura do seu rosto,conseguir ver o rosto por inteiro. No estamos mais diante de uma opinio mas opinio,sim de um fato, que pode ser verificado.Devemos ouvir o que as pessoas tm a dizer, porm devemos ser capazes dejulgar o que foi dito. No porque saiu no jornal ou deu na tv que verdade!Por outro lado, devemos ter cuidado, pois julgar no discordar de tudo, oimportante fazer perguntas ter curiosidade e ir em busca dos fatos e suasperguntas,explicaes. A cincia e seus mtodos podem nos ajudar a responder muitasperguntas, a tomar posies e a fazer julgamentos.Uma questo de mtodoA cincia uma forma de olhar o mundo, mas no a nica.Muitas pessoas imaginam que as perguntas religiosas esto completamenteseparadas das perguntas cientficas, mas isso nem sempre verdade. Por exemplo,Isaac Newton, quando criou o conceito de fora queria evidenciar a ao de Deus fora,no mundo: suas perguntas eram religiosas e se confundiam com as cientficas.O mtodo cientfico tem permitido humanidade construir conhecimentossobre o mundo, propiciando compreender e controlar a natureza em algunsaspectos.O mtodo cientfico busca uma verificao dos fenmenos por meio deobservaes e experincias (fatos), ou seja, busca na natureza a resposta parasuas perguntas e a confirmao de suas hipteses (opinies baseadas em fatos).Por exemplo, uma pergunta que vem sendo feita desde a Antigidade serefere queda dos corpos um corpo pesado e um leve, soltos ao mesmo tempocorpos:e de uma mesma altura, chegam juntos ao cho?Vrias pessoas deram solues para essa pergunta. Os gregos antigos acha-vam que o lugar natural das coisas pesadas era o solo, por isso caem, sendo queas de maior peso chegam primeiro. Assim como as coisas leves sobem para o cu,lugar natural do que leve, como o fogo ou os gases quentes. Essa forma de olhara queda dos corpos se manteve por muitos milnios, quase como uma afirmaosagrada, da qual no se podia duvidar, mas, por volta de 1500, cientistas criaramo mtodo experimental que a base do mtodo cientfico. Um fenmeno que experimental,ocorre em todos os lugares, como o reflexo de um rosto num espelho, chamadode um fenmeno natural. Galileu Galilei, o primeiro a escrever sobre esse mtodo,estudou o fenmeno da queda dos corpos fazendo observaes e medies dofenmeno, ou seja, ele comeou a observar como, quando e em que situao ofenmeno ocorria Galileu deixou cair uma bala de canho e uma de mosquete,ocorria.cem vezes mais leve, do alto da Torre de Pisa, na Itlia. 5. A U L A Isso permitiu a Galileu chegar seguinte concluso: 1Dois corpos abandonados, ao mesmo tempo, Homem dede uma mesma altura,esprito cientfico echegam juntos pesquisador, o (simultaneamente)italiano Galileuao solo, mesmo queGalilei (1564-1642)tenham pesosdeu muitas diferentes.contribuies cincia, principalmente no campo daAstronomia. Figura 1. Torre de Pisa primeira vista essa afirmao nos surpreende, porque raramente temos aoportunidade de ver uma formiga e um elefante caindo simultaneamente deuma mesma altura e verificar se eles chegam juntos ao cho! Ento usemos o mtodo cientfico, duvidemos dessa afirmativa!Vamos usaro mtodo experimental para verificar se ela correta!O mtodo experimentalO que voc vai fazer agora uma experincia simples para observar a quedados corpos na superfcie da Terra e conhecer um pouco mais sobre o mtodoexperimental.Pegue uma folha de papel do seu caderno. Segure a folha sobre a palma damo esquerda e o caderno sobre a palma da direita, mantendo os dois mesmaaltura do cho, como mostra a Figura 2. Espere alguns instantes e solte-os aomesmo tempo. Qual dos dois objetos cai mais rpidorpido? Voc deve estar pensando que aresposta bvia: o caderno chega pri-meiro! Afinal ele mais pesado. Pois bem, voc tem razo, mas so-mente na primeira parte da sua respos-ta. Realmente, nessas condies, o ca-derno cai mais rpido do que a folha depapel. Ou seja, apenas confirmamos oque j se esperava. Figura 2 6. Faamos outra experincia. A U L A Pegue duas folhas iguais de papel. Coloque cada uma na palma de cada mo.Espere a