09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

1

Ignez Caracelli

São Carlos, 13 de agosto de 2018

Introdução ao

Curso

ignez@ufscar.br

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

SIRIUS

2 https://youtu.be/HO17Xo4pc3I

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

SIRIUS

3 https://youtu.be/HO17Xo4pc3I

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Ciência: o início

observação

catalogação

ordenação

tentativas de explicar e correlacionar fatos

descrição dos fenômenos naturais

filosofia natural4

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

quem era o cientista ?

conhecimentos universais

ciências

arte

idiomas filosofia

medicina

5

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

especialização

subdivisões

Mais tarde...

6

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

ciências físicas

coisas vivas

biologia

objetos inanimados

física

geologiaquímica

astronomia

ciências da vida

botânicazoologia

7

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

ponto de vista global ?

Ciência

8

subdivisões

compartimentação

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Ciência – século XXI

9

ponto de vista global

solução de problemas

interdisciplinaridade

multidisciplinaridade

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

A biologia e suas inúmeras divisões, têm usado os conhecimentos de

áreas da física e química, principalmente em nível molecular,

o que tem resultado no entendimento de questões tais como formafunção de organismos celulares, e

o funcionamento de vários sistemas biológicos.

10

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Alguns poucos exemplos:

como as células produzem energia,

o papel da luz na fotossíntese;

biofísica da visão;

transporte de oxigênio no sangue,

contração e movimento do músculo, bemcomo a fonte de energia para contraçãomuscular,

como as células recebem estímulos, semovimentam e se comunicam.

11

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

constrói modelos que descrevem o fenômeno

objetivo: descrever os fenômenos da natureza

Se o modelo for bom, permitirá fazerprevisões sobre o futuro e tambémdescrever o passado, e não ser apenasuma descrição do fenômeno nopresente.

Física

12

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

A metodologia e as ferramentas da física, servemde base para a metodologia em outras ciências.

Na observação:

é preciso saber o que observar,

o que pode ajudar na descrição de um fenômeno,o que não precisa ser considerado,

o que deve ser considerado.

13

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

problema 1 quanto tempo leva a viagem de carro de São Carlos a São Paulo?

que parâmetros vamos usar para construir o modelo?

distância São Carlos São Paulo (235 km)

a velocidade máxima permitida (110 km/h)

uma estimativa da velocidade média que o carro pode desenvolver (cerca de 100 km/h)

14

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

O modelo da física para descrever o movimento do carro nessa viagem, considera o carro como um ponto material.

O resultado obtido utiliza um modelo simples :

s é a distância percorrida,v a velocidade et o tempo gasto.

s = v t

15

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

• movimento retilíneo uniforme

• apenas uma aproximação, mas os resultados obtidosserão muito próximos do que podemos obter

No modelo utilizado, não foi necessário saber:

• qual a marca do carro,

• se era um carro grande ou pequeno,

• qual o tipo de pneu usado.

E ainda assim, o resultado obtido é satisfatório.

modelo usado:

16

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

problema 2

Se a pergunta fosse um pouco diferente, por exemplo,se houvesse necessidade de empurrar o carro, porquenão estava funcionando:

• seria necessário saber se o veículo era um automóvelou um caminhão,

• se uma pessoa seria suficiente para empurrar o carro,ou se seria necessário mais de uma pessoa.

17

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Aqui já estamos usando outro modelo, o modelo da dinâmica, que necessita da informação acerca da massa do corpo. Um modelo simples poderia relacionar a forçanecessária para empurrar o veículo (dando-lhe uma aceleração), e a massa do veículo. O modelo empregado usa o princípio fundamental da dinâmica:

18

𝐹 = m ∙ 𝑎

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Se nosso objetivo fosse o de medir tempos e distância para um carro de Fórmula 1, o modelo simples utilizado no problema 1, não fornecerá, neste caso, resultados satisfatórios.

problema 3

19

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Será preciso melhorar o modelo, incluindo:• dados de aerodinâmica, • dos pneus utilizados, • da massa do carro, • da massa do piloto, •do combustível empregado, etc.

Será necessário desenvolver um modelo mais exato, que exigirá mais cálculos e a utilização de outras leis da física. Os cálculos serão mais complexos e exigirão software computacional avançado e específico.

20

problema 3

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli Mas se utilizamos o modelo físico do problema 3

desenvolvido para o carro de Fórmula 1, nasolução do problema 1, estaremos desperdiçandotempo e cálculos, porque os resultados não terãouma melhora significativa em relação ao primeiromodelo.

21

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

utilização do

modelo

verificação;

ajustes do modelo;

análise e interpretação daaplicação do modelo

estabelecimento de hipóteses e construção de um ou mais

modelos

leis da física

extração de dados

obtenção de fatos

FENÔMENOS DA NATUREZA

observação

planejamento de experimentospara a obtenção de novosdados a partir do modelo;previsões sobre o futuro;

especulações sobre o passado

leis da física

22

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

23

Ignez Caracelli

Plano da

Disciplina

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Temas

24

• Forças, Trabalho e Energia

• Energia em Sistemas Biológicos

• Trabalho e energia

• Leis da Termodinâmica

• Eletricidade e Magnetismo em Sistemas Biológicos

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Referências

25

Tipler, P. Física para Cientistas e Engenheiros. (Volumes I a IV). 3a. ed. LTC -Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro. 1995. 1360 p.

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Referências

26

Halliday, D.; Resnick, R. & Walk, J. Fundamentos de Física. (Volumes I a IV). 8a. ed. LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro. 1995. 1400 p.

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Referências

27

Okuno, E.; Caldas, I.L. & Chow, C. Física para Ciências Biológicas e Biomédicas. HABRA. São Paulo. 1982. 490p. Van Holde, K. E. Bioquímica Física. Editora Edgard Blücher Ltda. São Paulo. 1975. 194 p.

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Referências

28

Lehninger, A.L. Bioenergetica. Fondo Educativo Interamericano, S.A. California, USA. 1975. 242 p.

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Referências

29

Hewitt, P.G., Física Conceitual, 9a. ed., Ed. Bookman, Porto Alegre, 2002, 685 p.

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Referências

30

Atkins, P. & Jones, L. , Princípios de Química - Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente -tradução Ignez Caracelli et al. - Bookman Editora, 2001

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Referências

31

Introdução à biofísica estrutural

Autor: Ignez Caracelli e Julio Zukerman-

Schpector

Coleção: Apontamentos

ISBN: 978-85-7600-065-5

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

32

www.ignez.com

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Conteúdo e provas

33

1 Leis de Newton

2 Energia e Trabalho

P1 03-set-2018

3 Termodinâmica

P2 08-out-2018

4 Eletricidade e Magnetismo

P3 05-nov-2018

5 Energia, ciência e tecnologia

A 12 e 19 nov 2018

Sub 26-nov-2018

09

60

59

-A

-FÍ

SIC

A P

AR

A B

IOTE

CN

OLO

GIA

1

Ign

ez C

ara

celli

Avaliação

34

Cálculo das médias:

MF = 0,90(P1+P2+P3)/2 + 0,10 A

MF: média finalP1: primeira provaP2: segunda provaP3: terceira provaA: média dos exercícios e/ou seminários feitos em sala e/ou em casa