Material Extra de Física 1

Aqui vou tentar colocar links de simulações para vcs brincarem, videos e leituras extras que podem ser de interesse. Bem…coisas que vocês não vão encontrar no Halliday, e acho interessantes.

Se alguém tiver alguma sugestão, por favor, é só me enviar um e-mail!

Para se ter uma ideia do que é física, ou melhor ciência, sugiro a leitura do texto de Marcelo Gleiser sobre o método científico. https://profs1.if.uff.br/tro/wp-content/uploads/sites/7/2025/08/sobre-metodo-1.pdf

Também vale a pena ler o primeiro capítulo do livro de mecânica do Alaor Chaves (a biblioteca tem ele; um de capa vermelha)

Algumas simulações de mecânica podem ser encontradas em:

Alguns vídeos com experiências podem ser encontrados em:

Curso de Mecânica do MIT:

Mecânica antes de Newton

  • Física de Aristóteles
    • Universo é feito de quatro elementos: fogo, ar, terra e água
    • Cada elemento tem seu lugar natural: pedra cai para ocupar seu lugar natural
    • artigo introdutório sobre a Física de Aristóteles:http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/314602.pdf
    • Projéteis não descrevem uma parábola: tem uma trajetória retilínea ascendente até que a ação inicial se esgote, quando em seguida o corpo cai verticalmente. Veja uma ilustração:

Descrição do Movimento e Conceitos envolvidos

  • Introdução aos conceitos de Velocidade e aceleração média e de seus respectivos valores instantâneos
    • Tanto a velocidade como a aceleração instantânea são definidos com o uso de limites, derivadas e integrais.
    • Note que a introdução desses conceitos perturbou muitos gregos e do ponto de vista filosófico pode gerar uma boa(?) discussão: como definir a velocidade de uma partícula num dado instante de tempo se neste instante ela não está se movendo.
    • Parte destes paradoxos foram introduzidos por Zenão, o qual argumentava ser o movimento uma impossibilidade lógica; ou seja o movimento é uma ilusão: http://www.fflch.usp.br/df/opessoa/FiFi-09-Cap02.pdf
  • O conceito de vetor aceleração não é exatamente equivalente a idéia intuitiva que temos de “acelerar” e “frear” um carro: podemos estar freando o carro, mas ter a>0 ou estar “acelerando” o carro, mas ter a<0. Veja essa figura do livro do Moyses: grafico-pos-veloc-acel.pdf
  • Foto estroboscópica da queda livre: http://www.youtube.com/watch?v=xQ4znShlK5A&feature=PlayList&p=860B6886A47E5490&index=15
  • Vetores
    • conceito matemático que descreve a posição de objetos. Pode-se pensar que as regras de adição tem como origem o movimento dos objetos: elas foram feitas para descrever o movimento. Você poderia inventar um outra regra para somar dois vetores, mas ela serviria para alguma coisa?
    • Existem definições mais “rigorosas” do que é um vetor, além de: uma seta com magnitude, direção e sentido (curso de álgebra linear).

Movimento em 2 e 3 dimensões

  • Descrição do movimento em 2 e 3 dimensões utilizando vetores: derivação de vetores
    • Descrever o movimento é obter a função r(t) (o negrito indica que é um vetor). Conhecer r(t) é ter toda a informação disponível sobre o objeto
    • Conhecer r(t) é conhecer as suas componentes: temos três equações e não uma
  • Quando a(t) é constante o movimento ocorre numa plano definido por a e v0. Escolhendo um bom referencial podemos ter somente duas equações ao invés de três!
  • O vetor velocidade é tangente a trajetória
  • Pode-se decompor a em componentes paralelas e perpendiculares a v
    • A componente paralela é responsável por alterar a magnitude de v
    • A componente perpendicular é responsável por alterar a direção de v
Movimento de Projéteis
Movimento Circular
Movimento Relativo
  • Como referências distintos descrevem os movimentos?
  • Referênciais Inerciais

Leis de Newton

Aplicações das Leis de Newton

  • Força de Atrito
    • Leonardo da Vinci (1452 – 1519): um dos primeiros a reconhecer a importância do atrito no funcionamento das máquinas.
    • Guillaume Amontons (1663 – 1705): redescoberta das leis de da Vinci
    • Charles August Coulomb (1736 – 1806): atrito proporcional à força normal, não depende da área e independente da velocidade (aproximações!!!)
    • Apesar de as leis básicas da força de atrito serem conhecidas a muito tempo, é extremamente difícil explicar suas origens microscópicas (em termos das forças entre os átomos da superfície). Isso é pesquisa em andamento. Para saber mais de uma olhada nesse artigo: friction.pdf
    • Medida Microscópica das forças de atrito: atrito-microscopico.pdf
    • Atrito cinético é menor que o estático. Isso explica o porque dos freios ABS que evitam o travamento da roda: http://pt.wikipedia.org/wiki/Freio_ABS
    • Pneus possuem ranhuras não para aumentar o atrito, mas para remover a água entre o pneu e a superfície da rodovia.
    • Se a força não depende da área, porque usar pneus mais largos?
      • A princípio a ideia principal de pneus mais largos é diminuir o aquecimento e desgaste.
      • Porém, a não dependência com a área só é uma boa aproximação para superfícies rígidas: blocos de madeira descendo um plano inclinado. Para superfícies que podem se deformar e sofrer ranhuras, como a borracha, essa lei não é valida.
      • De qualquer modo existem, muitas outras questões técnicas que devem ser levadas em conta no projeto de um pneu.
  • Como puxar e cortar o papel higiênico só com uma mão: http://physics.wfu.edu/demolabs/demos/avimov/mechanics/toilet_paper_inertia/tpaper.mpg
  • Como puxar e toalha da mesa: http://physics.wfu.edu/demolabs/demos/avimov/mechanics/table_cloth_inertia/tablecloth.MPG

Gravitação

Trabalho e Energia

Conservação da Energia

Sistemas de Partículas

Colisões

Rotações

Oscilações