Física I ( FIS130) ( 2013.2) Prof. José Garcia Vivas Miranda vivasm@gmail

1. Física I (FIS130) (2013.2) Prof. José Garcia Vivas Miranda vivasm@gmail.com

2. Bibliografía complementarFundamentos de Física: Mecânica – Vol. 1. Robert Resnick, Jearl Walker e David Halliday. Ed.: LTC.Sears e Zemansky – Física I, Hugh D. Yong e R. A. Freedman, 10a edição. Adison Wesley.Física – Vol. 1. David Halliday, Robert Resnick e Kenneth S. Krane. Ed.: LTC.Curso de Física Básica: Mecânica. H. MoysésNussenzveig. Ed. EdgardBlücher LTDA. ALONSO, FINN, Física – Um Curso Universitário

3. Capítulo 1 Sobre a Ciência O que é ciência?

4. Capítulo 1 –Sobre a Ciência Ciência é o corpo de conhecimentos que descreve a ordem na natureza e a origem dessa ordem. Tem como finalidade reunir conhecimento sobre o mundo, organizá-lo e condensá-lo em leis e teorias testáveis.

5. Capítulo 1 –Sobre a Ciência • História da ciência: • Grécia • Império romano • Bárbaros (idade das trevas) • Século XIII surge a universidade na Europa

6. Capítulo 1 –Sobre a Ciência Medidas científicas: Uma boa ciência é feita com uma boa medida. (Lord Kelvin)

7. Precisamos de bons instrumentos para fazermos boas medidas? Capítulo 1 –Sobre a Ciência

8. Capítulo 1 –Sobre a Ciência Medida do tamanho da Terra: O bibliotecário de Alexandria: Eratóstenes, cerca de 235 a.C. Circunferência = 40.000km

9. Capítulo 1 –Sobre a Ciência Matemática: uma das linguagens da ciência. Idéias expressas com a matemática, não são ambíguas.

10. Capítulo 1 –Sobre a Ciência • Atitude científica: • Fato • Hipótese • Teoria

11. Capítulo 1 –Sobre a Ciência • Atitude científica: • Fato  Dados a respeito do mundo passíveis de revisão. • Hipótese  Idéia passível de ser testada. • Teoria (leis) conjunto de hipóteses testadas.

12. Capítulo 1 –Sobre a Ciência • Hipóteses : • Científicas • Não-científicas

13. Capítulo 1 –Sobre a Ciência Quais dessas hipóteses é científica? a)Os átomos são as menores partículas da matéria b)O espaço é permeado de uma substância não-detectável. c) Garcia é o melhor professor de todos os tempos.

14. O método científico (abordagem indutiva) Capítulo 1 –Sobre a Ciência

15. Ciência, Arte e Religião O que tem em comum e diferente? Capítulo 1 –Sobre a Ciência

16. Capítulo 1 –Sobre a Ciência Ciência, Arte e Religião Todas buscam um significado para o mundo em nossa volta. Contudo têm raízes diferentes: A ciência busca entender a ordem do cosmo A religião busca o porque da ordem. A arte é a interpretação pessoal e criativa dessa ordem.

17. Capítulo 1 –Sobre a Ciência Ciência e Tecnologia São a mesma coisa?

18. Capítulo 1 –Sobre a Ciência Ciência e Tecnologia A ciência reúne conhecimento e o organiza A tecnologia usa esse conhecimento para propósitos práticos.

19. Física: A ciência fundamental Movimento, força, energia, matéria, luz, calor, som e o interior dos átomos. Capítulo 1 –Sobre a Ciência

20. Estudar Física é observar a natureza. Capítulo 1 –Sobre a Ciência

21. Medição em FísicaA física está baseada na medição de grandezas físicas. Algumas grandezas físicas foram escolhidas como grandezas fundamentais (como o comprimento, o tempo e a massa); cada uma foi definida e termos de um padrão e recebeu uma unidade de medida (como o metro, o segundo e o quilograma). Outras grandezas físicas são definidas em termos das grandezas fundamentais e de seus padrões de unidades

22. Sistema Internacional de Unidades (SI)Em1971, na14ª ConferênciaGeralsobre Pesos e Medidas, foramselecionadassetegrandezascomofundamentais, as quaisformam a base do SI. Trêsgrandezasbásicas do SI são:Obs: várias unidades são definidas emrelaçãoem termos das unidades básicas.Ex: 1 watt = 1 W = 1 kg.m2/s3

23. A notação científica emprega potências de 10 para representar números muito grandes ou muito pequenos. Ex:1.450.000.000 m = 1,45×109 m0,000000567 m = 5,67×10-7 mSão exemplos de prefixos para unidades no SI:

24. Comprimento (metro) 1792 (França) – um décimo de milionésimo da distância entre o Pólo Norte e o Equador. Mais tarde, por razões práticas o metro foi definido como a distância entre duas linhas finas gravadas nas extremidades de uma barra de platina-irídio (barra do metro padrão).1960 - foi adotado outro padrão baseado no comprimento de onda da luz (1.650.763,73 comprimentos de onda da luz emitida por átomos de criptônio).1983 – O metro é o comprimento da trajetória percorrida pela luz no vácuo durante o inervalo de tempo de 1/299.792.458 de um segundo.

26. Tempo (segundo)13ª Conferência Geral sobre Pesos e Medidas (1967) adotou o segundo baseado no relógio de césio-133.Um segundo é o tempo tomado por 9.192.631.770 oscilações da luz (de um comprimento de onda especificado) emitida por um átomo de césio-133.Sinais de tempo precisos são enviados a outras partes do mundo através de sinais de rádio sincronizados com relógios atômicos em laboratórios de padronização.

28. Ver Scale-of-Universe

29. Distâncias • Imagine um transporte que viajasse a 3.000 Km/h (Concord). • Rápido não? • A essa velocidade demoraríamos apenas 1 minuto para sair da Ribeira e chegar em Itapoã.

30. Distâncias • A essa velocidade demoraríamos 13 horas para dar a volta no mundo.

31. Distâncias Distâncias • A essa velocidade demoraríamos 13 horas para dar a volta no mundo. • 5 dias para chagar na Lua.

32. Distâncias Distâncias • 3 anos para Marte.

33. Distâncias Distâncias • 6 anos para o Sol

34. Distâncias Distâncias 30 anos para Júpiter

35. Distâncias Distâncias a estrela mais próxima, Alfa Centaurium 7.700 anos

36. Grandeza temporal • Temos __ minutos que estamos conversando. • Faz 2013 anos que nasceu Jesus. • O primeiro homem surgiu aproximadamente a 3.200.000 anos atrás. • A Terra surgiu à 4.650.000.000 anos atrás. • O Universo à 15.000.000.000 anos atrás. 15.000 anos atrás

37. Grandeza temporal Se fossemos escrever um livro de 500 páginas sobre a história do Universo o homem estaria na última frase do último parágrafo da última página. Se o Universo tivesse sido criado em Janeiro, a terra apareceria em março e o homem faltando menos de um segundo para o ano novo.

38. O Pequeno Universo • Em um pequeno grão de arroz temos aproximadamente 2x1022 átomos. São 2.000.000.000.000.000.000.000 de átomos em Um pequeno grão de arroz! Número de habitantes no mundo 7.060.000.000 habitantes. Exemplo do copo de água nos oceanos.

39. O Pequeno Universo • Se a Terra fosse do tamanho de um átomo, em um grão de arroz teríamos aproximadamente 2.800 sistemas solares!!!

40. Grandeza temporal • Neste segundo que se passou, uma única partícula de ar se chocou aproximadamente 8.000.000.000 vezes com outras partículas de ar. • Tempo relativo de Einstein

41. A imensidão do minúsculo • “Eu poderia viver recluso em uma casca de noz e me considerar rei do espaço infinito...” Shakespeare, Hamlet, ato 2, cena 2. • Eu poderia viver recluso, por apenas um segundo em uma casca de noz e me considerar rei eterno do espaço infinito

42. Massa (quilograma)O padrão de massa do SI é um cilindro de platina-irídio mantído próximo a Paris, ao qual foi atribuída a massa de 1 quilograma.Um segundo padrão de massa é o padrão atômico. Foi atribuída a massa de 12 unidades de de massa atômica (u) ao átomo de carbono-12. A relação entre as duas unidades é:1u=(1,6605402±0,0000010)×10-27 kg

43. Cópia N°20 do Padrão Internacional do quilograma (de Sèvres,na França)

45. Grandezas complexas podem ser expressas por grandezas elementares UNIDADES DE BASE DO SI (sistema internacional de unidades) Ex: 1 N = 1 kg . m/s2