Fundamentos de Fisica I
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Fundamentos de Fisica I


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a velocidade dos corpos, o que é incompatível 
com a experimentação. A teoria de Newton também não leva em conta fenômenos na 
escala atômica, para os quais a própria noção de trajetórias fica comprometida. Nesse 
caso teremos de recorrer à mecânica quântica.
Então, é importante saber que mesmo as teorias mais consagradas têm seu limite de 
validade. A unificação de todas as teorias em todas as escalas é um sonho dos físicos e 
norteia muitas pesquisas atuais.
Outro aspecto importante é que as teorias nos permitem fazer previsões. Por 
exemplo, com a lei da gravitação de Newton, que descreve a interação gravitacional 
entre os corpos, podemos explicar desde o movimento de um carro até a translação 
dos planetas. Por si só isso já seria algo de muita valia. Contudo, você ainda pode fazer 
mais e desenvolver tecnologia. Por exemplo, com um pouco de engenhosidade, você 
será capaz de colocar um satélite em órbita em torno da Terra. Agora, nem é preciso 
dizer o quanto você já deve ter se beneficiado da tecnologia de comunicação via saté­
lite.
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FUNDAMENTOS DE FÍSICA I
1.3 A COMPREENSÃO DA NATUREZA E A EXPERIMENTAÇÃO
Os trabalhos de Tycho Brahe e de Kepler foram, sem dúvida, fundamentais para 
Newton. Porém, muito antes de Newton formular sua teoria, Galileu já havia desco­
berto importantes propriedades do movimento, sem, no entanto, se preocupar com o 
porquê das coisas serem do jeito que ele observava.
Galileu resolveu quantificar a queda dos corpos. Ele não estava interessado, como 
Newton, em saber por que os corpos caíam como caíam, mas queria responder, por 
exemplo, a questões como: \u201cQuais são as propriedades essenciais para a descrição da 
queda dos corpos? Será que o movimento depende da massa? Da forma do objeto? Do 
seu tamanho? Da sua cor?\u201d. É claro que, nesse contexto, isso pode parecer quase uma 
brincadeira, mas o sucesso das ideias de um cientista depende fundamentalmente de 
se descobrir quais são as propriedades cruciais para aquele dado fenômeno. O que, 
frequentemente, está longe de ser uma tarefa simples e direta.
Se você tivesse de analisar um dado fenômeno e considerasse todos os fatores envol­
vidos, desde os mais significativos até os menos relevantes, tudo de uma só vez, não 
conseguiria estudá­lo. Geralmente utiliza­se o bom senso para avaliar quais fatores 
são significativos e quais podem ser desprezados na análise de determinado problema. 
Desse modo, a análise inicial do problema fica relativamente simples e lhe permite 
avaliar como os diversos fatores afetam o experimento em questão.
1.3.1 Entendendo um experimento
Vamos tentar fazer, esquematicamente, o que Galileu fez para quantificar a queda dos 
corpos. Execute a Atividade 1.1, como indicado abaixo.
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AULA 1
ATIVIDADE 1.1
Para que você possa ter uma ideia do trabalho de um físico, vamos escolher um tema bem 
simples: \u201cO tempo de queda dos corpos\u201d. Pode parecer meio sem sentido, mas imagine que você 
esteja passando tranquilamente por uma rua, quando um vaso de flores cai da sacada de um 
prédio na direção de sua cabeça. Será que saber sobre o tempo de queda dos corpos seria útil 
nesse momento? E se fosse um piano?
Para começar estamos lhe propondo deixar cair da mesma altura diferentes objetos, para que 
esses experimentos lhe forneçam a base para formular hipóteses acerca do que foi observado. 
Finalmente você poderá tirar conclusões a partir de suas hipóteses, refinar suas ideias e, certa­
mente, poderá perceber algo que identifique um comportamento geral da natureza.
Vai aqui uma sugestão inicial: o tempo de queda dos corpos depende do seu peso?
Materiais utilizados
\u2022 Um livro, folhas de papel e uma bolinha de gude (ou algo similar, como uma borracha ou 
uma pedra).
Procedimentos
a) Deixe cair da mesma altura uma bolinha de gude e uma folha de papel (sem dobrar, na hori­
zontal e segura por uma das extremidades). Qual chega ao chão primeiro? Faça suposições 
razoáveis do por quê.
b) Amasse bem a folha fazendo uma bola de papel e repita o item a. Qual chega ao chão 
primeiro, a bolinha de gude ou a bolinha de papel?
c) Confronte as observações dos itens a e b e faça algumas suposições acerca do que acon­
teceu.
d) Solte agora a bolinha de papel e a bolinha de gude de alturas próximas de 1 m e 2 m. Repita 
esse procedimento várias vezes para ambas as alturas. Observe atentamente o que ocorreu. 
Isso poderá lhe ajudar a descartar algumas hipóteses e refinar outras.
e) Escreva suas hipóteses sobre o tempo de queda dos corpos.
f) Solte agora da mesma altura e ao mesmo tempo uma folha de papel e um livro. Você já sabe 
qual dos dois chegará ao chão primeiro? Explique.
g) Coloque então a folha sob o livro (ou seja, embaixo do livro) e antes de soltá­los diga o que 
vai ocorrer. Por quê?
h) Com base nas suas hipóteses feitas para o tempo de queda dos corpos até o momento, o que 
você acha que irá ocorrer se colocar a folha de papel sobre o livro e soltá­los de certa altura?
i) Faça então o experimento colocando uma folha de papel em cima do livro e soltando­os de 
uma altura qualquer. Sua previsão está de acordo com o que você observou?
j) Levando em consideração tudo o que foi feito, o que você pode dizer sobre o tempo de 
queda dos objetos?
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FUNDAMENTOS DE FÍSICA I
Figura 1.1 \u2013 Tempo de queda dos corpos. Acima, um pequeno objeto e uma folha de papel (sem dobrar, na horizontal, e 
segura por uma de suas extremidades) são soltos ao mesmo tempo por Hugo. Abaixo, a situação se repete, mas a folha agora 
foi amassada na forma de uma bola. A sequência de fotos tem um intervalo de 0,03s entre cada exposição. Pelas ideias de 
Galileu, em uma região onde a resistência do ar fosse desprezível, a folha (aberta ou amassada) e o objeto chegariam ao chão 
no mesmo instante de tempo.
Como já foi dito, você deve estar ciente de que toda teoria física tem um limite de 
aplicação ou limite de validade no qual, fora desse limite, ela não pode ser aplicada 
diretamente. Isso se deve ao fato de as leis e os princípios físicos serem baseados em 
modelos. Um modelo físico é utilizado na tentativa de tornar a compreensão de um 
dado fenômeno mais clara e sua análise mais simples.
Por exemplo, quando você diz que o tempo de queda de um corpo não depende do 
peso do corpo, você está utilizando um modelo no qual se desprezou a resistência 
do ar (veja a Atividade 1.1). Mas você sabe que, no entanto, soltando uma bolinha 
de gude e uma folha de papel da mesma altura, a bolinha de gude cai primeiramente. 
Sabe também que se a folha de papel for amassada, fazendo uma bolinha de papel, as 
duas bolinhas chegarão praticamente juntas ao chão, quando soltas de uma pequena 
altura.
Obviamente o uso de modelos não tira a importância das teorias físicas. Ao contrário, 
isso mostra um grande avanço no pensamento humano. Aristóteles foi um dos 
maiores pensadores da humanidade e não conseguiu definir de forma precisa o movi­
mento por não abstrair algumas ideias importantes. Ele não acreditava na existência 
do vácuo e por isso não concebia o movimento dos corpos sem a resistência do ar. 
Galileu foi o primeiro a dar esse grande passo.
Segundo Galileu, se pudéssemos remover todo o ar de uma sala, por exemplo, e deixás­
semos cair em seu interior uma pena e uma pedra, elas cairiam simultaneamente. Ao 
contrário de Aristóteles, Galileu propôs um modelo no qual os corpos caiam sem a 
resistência do ar, e esse era o limite de validade de sua teoria.
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AULA 1
Desse modo Galileu fez da física uma ciência experimental. A última palavra é 
sempre da natureza. Qualquer teoria, independentemente da quantidade de dados 
que tenha sido capaz de descrever, se falhar ao explicar um único experimento, dentro 
da precisão dos aparelhos de medida, deve ser revista. 
Aristóteles (384­322 a.C)
SAIBA MAIS
Filósofo grego, Aristóteles foi um dos maiores pensadores