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Aulas do Prof.Hannes

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Para que serve a física ?

Prezados... para que serve a física! Boa pergunta ;)

O dicionário define física como:
Ciência que estuda as propriedades gerais da matéria e da energia e suas leis fundamentais.

Mas no fundo isto quer dizer que a física serve para fazer perguntas fundamentais e responder elas por observações e experimentos.

Os físicos fazem perguntas realmente complexas como por exemplo:
  • Como o universo iniciou?
  • O que vai acontecer com ele no futuro?
  • Porque o sol continua brilhando?
  • Quais são as peças fundamentais que compõe a matéria?
  • O que é luz, carga elétrica, gravitação, etc.?
Se você se interessa por perguntas deste tipo, então você vai amar física!!

Agora, o que físicos fazem?

Muitos físicos trabalham na pesquisa pura, tentando encontrar respostas a este tipo de perguntas. Muitas vezes, as respostas que encontram, acabam sendo incorporados nos mais diversos campos da tecnologia. Por exemplo, todos estes equipamentos que utilizamos e consideramos comuns como videogames, celulares, tablets, GPS são todos baseados no conhecimento teórico de elétrons que foi desenvolvido na virada do século XX.

Físicos não lidam somente com os aspectos téoricos. A física se encontra em todas as esferas da atividade humana o que inclui:
  • desenvolvimento de tecnologias de produção de energia sustentável (solar, eólica, nuclear, geotermal, etc...)
  • medicina (tratamento de câncer pela radioterapia, diagnóstico de doenças por técnicas de imagem como ultra-som, ressonância magnética nuclear, tomografica, etc... todos baseados em física);
  • desenvolvimento de jogos de videogames;
  • desenvolvimento e produção de equipamentos esportivos;
  • entendendo e prevendo terremotos, marremotos, tufões, etc...;
Ou seja, a física acaba servindo para:
  • projetar um avião, navio, trem, automóvel e até um brinquedo de criança; 
  • projetar uma casa, edifício, ponte, túnel, reator nuclear, acelerador de partículas, bateria, sensor de pragas, detector de metais, etc;
  • dimensionar as tubulações de água; fios elétricos, cabos telefônicos;
  • construir um motor elétrico e o respectivo ventilador que está resfriando seu computador agora; 
  • fabricar o monitor de seu computador e diminuir o consumo de eletricidade do mesmo melhorando os materiais semicondutores e cristais líquidos que nele se encontram;
  • desenvolver um forno de micro-ondas; uma lâmpada elétrica mais eficiente, etc. 
  • reprovar alunos de física ou aumentar o conhecimento de outros ;)
Ela se encontra em qualquer setor que você possa imaginar, ela permeia toda nossa sociedade, muitas vezes de forma super discreta, mas em sua vida, você já foi mais influenciado pela física que você é capaz de imaginar.

No fundo, na física você utiliza o método científico e aprenderá a:
  • classificar coisas (formas, números, objetos, etc...);
  • a correlacionar os mesmos (por exemplo a altura da planta com a quantidade de luz ou fertilizante ou água que recebeu, gerando gráficos e tabelas) e finalmente;
  • encontrar uma relação de causa e efeito entre elas (gerar uma teoria, equação que explica porque o aumento de luz solar até certo ponto acelera o crescimento de uma planta, etc...).
Tudo isto seguindo o método científico. E este conhecimento é de fundamental importância em qualquer profissão, não somente na de físico.

E quanto a matemática?

Bem, muitas coisas complicadas na natureza podem ser entendidas de forma relativamente simples com relações matemáticas (quando você chega a entender a relação causa e efeito entre coisas). Os físicos tentam descobrir estas relações de causa e efeito seguindo o método científico desenvolvendo assim modelos matemáticos e validando os mesmos com experimentos. Estas equações matemáticas utilizadas na física muitas vezes aparentam ser muito mais complexas que realmente são. Bem, paciência, se você irá estudar física, terás que aprender um pouco de matemática também!

Na física também se utilizam 
computadores cada vez mais poderosos e linguagens de programação para solucionar problemas científicos, particularmente para modelar processos complexos. 



Plagiado e alterado do Prof. Farlei Roberto Mazzarioli   -   www.farlei.net

 

   

 

A física nasceu da filosofia natural, em grego filosofia significa amigo da verdade e física significa natureza. Isso aconteceu quando o italiano Galileu Galilei desenvolveu o método científico: observação, reprodução em laboratório, elaboração de leis e a comprovação experimental. Esta estrutura permite verificar as teorias com base na própria natureza, quando se faz previsões matemáticas das regularidades naturais estatisticamente confiáveis. Assim nós somos amigos da verdade natural.

 

         

 

O desenvolvimento do raciocínio lógico no aprendizado de física

 

O que é ser inteligente? Sabemos que há muitas coisa para se aprender e ser bom, tal que no início da década de 1980 pesquisas na Universidade de Harvard lideradas por Howard Gardner apontaram as múltiplas inteligências para melhor descrever as habilidades da mente. A física desenvolve a lógica, uma capacidade de lidar com dados e abstrações, definindo as suas relações e conseqüências. O exercício dessa habilidade na matéria de física promove o seu uso em várias outras funções.

 

A pessoa pode possuir níveis diferentes em cada uma das múltiplas inteligências

 

Além da lógica existem: lingüística no domínio de idiomas, musical na capacidade de distinguir, apreciar e compor, espacial em compreender o mundo visual com precisão de um escultor ou cartógrafo, corporal na coordenação e domínio do corpo como em atores e esportistas, intrapessoal na capacidade de se conhecer como em escritores e psicólogos, naturalista na capacidade de organizar dados da natureza como biólogos, e a existencial na capacidade de examinar a existência, como filósofos e religiosos. 

 

Na física você irá desenvolver as habilidades de leitura de gráficos e tabelas úteis em qualquer profissão, tal como uma visão mais profunda do texto devido ao exercício de identificar dados e relacioná-los na linguagem matemática. Se você consegue fazer isso em física então você será muito mais alfabetizado em ler qualquer texto. Desde os manuais de aparelhos até mesmo a Bíblia... Um funcionário competente entende aquilo que lê. Ele tem capacidade de usar os termos científicos corretamente. Como?

 

 



A capacidade investigativa com uso correto de conceitos permite fazer hipóteses mais confiáveis e testá-las. A diferença pode ser acertar ou errar e a conseqüência será ser promovido ou demitido. A física tem importante papel no sistema produtivo no uso das habilidades desenvolvidas ao se estudá-la na escola, tal como no uso competente da tecnologia que movimenta a nossa sociedade moderna. Se você não sabe como um aparelho funciona então você não será capaz de usá-lo direito em situações extremas e lembre-se de que essas coisas custam muito caro.

 

     

 

A teoria funciona? A gravitação universal de Isaac Newton não estava coerente com a nova precisão dos telescópios. Newton estaria errado? Fizeram as contas e se ele estivesse certo deveria haver um planeta num exato lugar do sistema solar, depois de Saturno. E ele estava lá! Foi descoberto Urano. Tempos depois a mesma história se repetiu e novamente Newton venceu: descobriram Netuno. A ciência não é perfeita, mas traz uma confiança extremamente valiosa, o suficiente para ser levada a sério.

 

Estudar física lhe permite conhecer melhor o universo em que você existe e desenvolve o seu raciocínio lógico, algo que lhe ajudará em qualquer profissão. É bom que pensar lhe seja de algum valor e isso lembra René Descartes: “Penso, logo existo”. A ciência nos serve para conhecer a criação de Deus e se a criação não te interessa, vá para o inferno então... Digo isso porque “navegar é preciso, viver [desse jeito] não” (Camões)já que uma vida sem pensar não é vida, fazendo da ignorância um inferno na terra.

 

Conhecendo a natureza da matéria facilmente mal interpretada

 

Existe um fenômeno chamado ressonância, que faz o material ressoar, ou seja, vibrar junto com a onda sonora que o atinge se esta for no valor da sua freqüência natural. Assim quando um cantor emite uma onda sonora na freqüência natural do cristal, este vibra nessa mesma freqüência e a taça de cristal quebra mesmo em baixa intensidade. O forno de microondas funciona com base na ressonância de ondas eletromagnéticas nas moléculas de água, por isso só aquece o que possui água.

 

     

Ponte de Tacoma nos EUA que cai em 1940 devido a ressonância.

 

Você sabia que a ignorância mata? Quando eu estava no terceiro colegial o professor explicou de alguns engenheiros tendo dificuldade para resolver o problema de vibração do painel de um carro, depois eles perceberam que só ocorria quando o motor estava em uma certa vibração. Anos depois, já na faculdade, eu vi uma porta tremendo forte em menos de um segundo bem ao meu lado. Mas eu percebi um carro próximo dando a partida e lembrei de tudo naquele momento. Anos depois isso se repetiu.

 

A ignorância mata. Além disso tem ilusões de óptica muito boas... Eu já vi muitos vultos, mas observando melhor vi muitas lagartixas, mariposas e borboletas. Ou uma luz que vinha do quadro da minha falecida bisavó, mas eu repetia o movimento e sempre via o reflexo da porta de vidro nos meus óculos.

 

Outra situação facilmente mal interpretada é a questão da dilatação térmica, quanto mais quente está um material mais os seus átomos vibram e se afastam um dos outros, aumentando levemente o tamanho do objeto. Quando esfria se contrai. Por isso que trilhos, pontes e prédios possuem vãos para a dilatação, impedindo de se quebrarem quando a dilatação vencer a resistência do material. Assim um guarda-roupa ou mesa podem se dilatar durante o calor do dia e ninguém escutar o rangido da madeira por causa do barulho, mas provocar assombrosos gemidos a noite...

 

                 

"Isso nom ecxiste! É puro charlatanismo" (Pe. Oscar Quevedo)   A temperatura é a vibração dos átomos.

 

Lembro de ter assistido na televisão um mágico retirar um garfo da bolsa, colocá-lo sobra a mesa e tampá-lo com uma cúpula de cristal. Durante a encenação de seus“poderes paranormais” o garfo foi se entortando sozinho! Porém o câmera deu um close no garfo e notei gotículas de condensação da água, tal como em um copo com água fria. Imagino do garfo ter sido tirado de um lugar muito frio, tal como nitrogênio líquido, e ser feito de duas camadas de metal de coeficientes de dilatação diferentes, isto faz com que se entorte para um lado.

 

O mundo real supera qualquer loucura e assusta mais!

 

Quando as pessoas não conseguem entender algo elas dizem que trata-se de loucura, em sua ignorância e má vontade. Seria tudo isso coisa de louco? Porém louco é quem não tem noção da realidade e a física é o estudo justamente da realidade. Então não estudar física que é loucura! Você acha que conhece um mundo em que você existe? As experiências demonstram que ele é bem diferente disso... Por exemplo, o átomo, na verdade, é um pacotinho de ondas e justamente isso é ser uma partícula.

 

     

 

Desde o ano de 1924 nós já sabíamos que a órbita de um elétron é análoga a uma onda estacionária fechada em si mesma, por isso os orbitais eletrônicos estudados em química apresentam formas tão estranhas. Isso provou que o elétron é uma partícula-onda e entendemos que toda partícula é um pacotinho de ondas. Nessa dualidade podemos ver a luz, que é uma onda eletromagnética, mover objetos com a pressão de sua radiação como sendo um pacotinho de ondas eletromagnéticas.

 

Nós sabemos que a luz é uma onda eletromagnética, mas quando a estudamos como partícula a chamamos de fóton. Então um fóton é uma quantidade dessa onda. O interessante é que a órbita do elétron foi imaginada como uma onda estacionária fechada em si mesma. Qual a semelhança e a diferença entre essas ondas? O bonito da ciência é que nós admitimos que ainda não sabemos e damos a chance de explorar dentro do método científico. Porém, você que se vire para provar as suas idéias absurdas...

 

Até onde isso vai? As estranhas conclusões da física quântica, que estuda as pequenas quantidades, também mostram uma forma de telepatia entre partículas. Esse fenômeno foi previsto por Einstein em 1935, mas como ele mesmo não acreditou chamou o fenômeno de “ação fantasmagórica à distância”, porém a teoria foi comprovada experimentalmente em 1980, em casos muito especiais. O fenômeno é conhecido em partículas como os fótons e a dificuldade é manter a ligação entre estas partículas.

 

A ação fantasmagórica da física quântica e o físico Oscar Jimenez da UFJR.

 

Quando um fóton passa por um cristal e se divide em dois outros fótons, estes fótons resultantes ficam emaranhados. Nesta ligação ambos possuem a mesma velocidade e vibram no mesmo eixo (spin), mas que apenas será definida quando observados. Assim na observação ambos adotam as mesmas características instantaneamente. Essa é a telepatia quântica. O emaranhamento é facilmente perdido, mas o experimento da  UFRJ demonstrou leis matemáticas para a resistência desse emaranhado.

 

A física dos desenhos animados e a engenharia

 

Nos desenhos animados as leis da física não são respeitadas, mas isto é porque não seria tão engraçado se erros conceituais não fossem testados com humor. Não se trata de ignorância, mas de inteligência na construção da percepção da nossa realidade por uma lógica própria da engenharia. Um pouco diferente são os filmes de ficção científica em que som se propaga no vácuo e feixes de luz são visíveis e lentos para serem vistos. Não são as leis da natureza, mas as leis do entretenimento lucrativo.

 

 

Pense bem, uma vez que você conheça as leis da física, tais como inércia, atrito, força centrípeta, centro de gravidade e outras, você estará mais seguro de acidentes fatais e dos engraçados que se passam na televisão. Preste atenção para isso não acontecer com você, pois pode salvar a sua vida. Como exemplo, em uma torre nos EUA um garoto viu os cabelos da irmã levantando, tirou uma foto por achar engraçado e logo que saíram caiu um raio que matou as pessoas que estavam lá. O que aconteceu?

 

Quando um raio está prestes a cair em um lugar a eletricidade se acumula no ponto mais alto, nesse caso a torre, podendo fazer os fios de cabelo se repelir. Não se deve ficar em lugares altos ou abaixo das árvores por estes serem o caminho mais curto para a eletricidade do raio. Dizem que o lugar mais seguro é em um carro por causa dos pneus que são isolantes, mas se o raio pula 2 km entre o chão e a nuvem isso não é problema algum. O carro protege, mas pela blindagem metálica que permite ao raio passar por ela e não por você. Desde que não seja um conversível...

 

Agora seja um pouco mais esperto do que o coiote.

 

Uma boa pergunta de teste seria se uma armadura medieval completa protegeria de um raio também. Para entender isso precisamos ver o metal e o ser humano como dois resistores em paralelo, assim a corrente elétrica passará muito mais pelo metal devido a baixa resistência do que pelo humano de resistência elétrica mais alta. Ou seja, o dano na pessoa será muito menor usando a armadura, mas não será desprezível e também haverá o aquecimento do metal devido à eletricidade. Melhor é ficar em casa.

 

O volume de uma vaca. Fizeram o desafio de calcular o volume de uma vaca para um matemático, um físico e um engenheiro. Primeiro foi o matemático, em um dia ele demonstrou por vários teoremas que a vaca existia, depois aplicou um programa que tratava a vaca como infinitesimais figuras geométricas e por fim integrou o volume destas. Depois foi a vez do físico, em uma simples aproximação ele considerou a vaca gordinha como uma esfera e em 15 segundos fez as contas. Por último foi o engenheiro que jogou a vaca na água de um tambor graduado e mediu o volume.  

 

A física é a base de toda a engenharia, assim todo voluntário a professor pardal deve entender bem de física se quiser ter uma longa carreira... Acidentes acontecem. O inventor Benjamim Franklin demonstrou que a eletricidade dos raios era a mesma já estudada em laboratórios ao usar uma pipa com uma chave em uma tempestade, mas ele viu as faíscas no começo da tempestade e parou. Porém um russo entusiasmado pelo artigo ficou mais tempo se maravilhando com o efeito e morreu eletrocutado.

 

O porquê a física é tão insuportável para tantas pessoas?

 

A única forma de ser realmente livre é ser disciplinado, ou você será mais um escravo dos seus instintos, como um animal. Sem liberdade não há felicidade. Na nossa cultura o jovem acha bonito ser bobo e nesse mal gosto está destruindo o seu futuro, pois perde o verdadeiro gosto pela vida e pela sua liberdade. Sempre é necessário cortar a língua dos fofoqueiros para ajudar a pessoa a escolher de que lado ela está. Então saberemos como a termos: como amigo ou inimigo. A escolha é sua! 

     

 

Hoje temos como mais gostoso ser folgado, mas logo isso já se torna o gosto do inferno na terra. Disciplina leva à competência e nós queremos isso? Imagine se você fosse fazer uma operação e pudesse escolher entre dois médicos que foram seus colegas de escola. Um era o cara legal que trocava cola com você, enquanto o outro era o nerd da turma que não conversava com ninguém. Qual seria a sua escolha? Há em você a bondade de querer ser o competente para os outros também?

 

Antigamente se obrigava o aluno a estudar, mas nós queremos ensinar a ser livre de verdade e conscientizar é mais difícil.  O professor está aprendendo a domar serpente quando ele pesca ignorantes indóceis com a suculenta isca da sabedoria. Porém a serpente é livre para morder a isca ou não. Todos nós devemos ter a humildade e ver o quanto o próprio Deus nos pesca assim em nossa má vontade. Nós aprendemos com Ele. Não posso coagir, mas posso advertir e apertar, o resto é com você.

As vezes parece que é culpa do professor por não preparar uma aula mais interessante e com novas tecnologias. Mas quando alguém  faz uma super apresentação em PowerPoint que seria o seu sonho como aluno receber uma dessa, aqueles anjinhos” nem se interessam, dormem ou reclamam. Isso é falta de caráter. A raiz da falta de disciplina está no desdém para com a escola, o professor, os colegas e, em especial, para consigo mesmo. Se pelo menos gostasse de si mesmo agiria diferente.

 

 

Eu já dei a mesma aula em salas diferentes com resultados diferentes. Se a turma gosta da bagunça, então alimentam os palhaços da sala, mas se um bom número realmente quer ser gente eles não acham graça na bagunça. Quando todo mundo apóia o mal comportamento é a hora de punir a sala inteira com um trabalhinho que só será fácil para quem ficou quieto. E tem outra coisa, não basta não atrapalhar, todos nós temos a obrigação de ajudar a manter a ordem, inclusive os “bons alunos”.

 

    

 

A disciplina não surge a ferro e fogo, mas na motivação ao estudo com a perspectiva de sua utilidade. A questão é que somente se abre ao sentimento da motivação quem tem um objetivo na vida além de uma vidinha fútil de curtição a curto prazo. Por mais que um professor venha a se esforçar por fazer a aula ser interessante o aluno tem a obrigação de ter uma tolerância ao tédio suficiente. Sem essa resistência psicológica não haverá competência, pois os obstáculos não serão superados. 


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