FisicaBasicaVol I
205 pág.

FisicaBasicaVol I


DisciplinaFísica Básica I1.085 materiais10.594 seguidores
Pré-visualização44 páginas
com o planeta Terra se este foguete fosse lançado da Terra com esta 
velocidade no mesmo sentido que a Terra translada em torno do Sol? 
8 Considere o momento do strike no jogo de Boliche. Se o momento linear é uma grandeza que se 
conserva, que direção terá a soma de todos os momentos lineares das garrafas, após terem sido 
atingidas por uma bola de boliche? Considere que a bola de boliche, devido a sua grande inércia, 
não muda a direção de seu movimento após a colisão. 
9 Uma granada inicialmente em repouso explode em um solo plano, partindo-se em três pedaços 
iguais. Depois da explosão dois pedaços são localizados em posições separadas, descreva um 
procedimento para encontrar o terceiro pedaço, faça ilustrações. 
10 Considerando a época de crise de energia que estamos vivendo, discuta como esta crise 
poderia ser amenizada em uma academia de musculação? 
11 Explique porque um carro com rodas leves economiza mais combustível no tráfego que outro 
carro idêntico, mas de rodas pesadas? 
12 Explique a função dos grandes volantes existentes nos motores de combustão (e também nas 
máquinas para quebrar pedras, veja a Figura 48). 
Figura 48 
 
volantes 
pedras 
Curso de Física Básica \u2013 Volume I 
 
Prof Dr Paulo Ricardo da Silva Rosa 
Departamento de Física - UFMS 
84
Capítulo III - Sistemas de referência e movimento 
 
Curso de Física Básica \u2013 Volume I 
 
 
Prof Dr Paulo Ricardo da Silva Rosa 
Departamento de Física - UFMS 
85
Curso de Física Básica \u2013 Volume I 
 
Prof Dr Paulo Ricardo da Silva Rosa 
Departamento de Física - UFMS 
86
Introdução 
A natureza do espaço e do tempo é uma das mais antigas preocupações do Homem. Essa 
preocupação já aparece na Grécia antiga, nos mitos sobre a origem dos deuses. Para relembrar, 
em uma de suas formas, esse mito afirma que na origem era o Caos e do Caos surgiram a Terra 
(Gaia) e o Céu (Urano). Mal nascido do Caos, Urano começa a fecundar Gaia, gerando filho após 
filho, dentre os quais Cronos, o tempo. Cansado de tanto ver sua mãe fecundada, Cronos assassina 
Urano e casa-se com sua irmã, Réia. Temendo, como seu pai, ser destituído por um de seus filhos, 
Cronos os devora logo que nascem. Usando de um artifício, Réia engana Cronos e salva um de 
seus filhos, Zeus, que viria mais tarde a matar o pai, tomando o lugar de rei dos deuses no Olimpo. 
Nesse mito, vemos claramente a percepção de que o tempo ao mesmo tempo em que engendra 
todas as coisas, as devora, ou seja, as coisas existem no tempo e sua existência é destruída pelo 
tempo. No entanto, essa destruição pelo tempo acaba quando entra em cena, simbolizada por 
Zeus, a razão humana. É o fim do reino da desordem e o início da sociedade organizada. 
O leitor que se dedicar a estudar um pouco mais de mitologia verá que nesses mitos o tempo e o 
espaço são dados a priori, o que quer dizer que antes de todos os deuses, o tempo e o espaço já 
são. 
Outros mitos sobre a criação do mundo podem ser encontrados nos seguintes endereços 
eletrônicos: 
http://www.geocities.com/Athens/Olympus/7866/index.html. 
http://www.pegue.com/ 
http://www.geocities.com/Athens/Parthenon/8445/index.htm 
http://www.geocities.com/Athens/Acropolis/2093/main.html 
http://www.terravista.pt/ilhadomel/2359/mito2.htm 
Leia agora a transcrição abaixo: 
O tempo absoluto, verdadeiro e matemático, flui sempre igual 
por si mesmo e por sua natureza, sem relação com qualquer coisa 
externa, chamando-se com outro nome \u201cduração\u201d; o tempo 
relativo, aparente e vulgar é certa medida sensível e externa de 
duração por meio do movimento (seja exata, seja desigual) a qual 
Curso de Física Básica \u2013 Volume I 
 
Prof Dr Paulo Ricardo da Silva Rosa 
Departamento de Física - UFMS 
87
vulgarmente se usa em vez do tempo verdadeiro, como são a 
hora, o dia, o mês, o ano. 
O espaço absoluto, por sua natureza, sem nenhuma relação com 
algo externo, permanece sempre semelhante e imóvel; o relativo 
é certa medida ou dimensão móvel desse espaço, a qual nossos 
sentidos definem por sua situação relativamente aos corpos, e 
que a plebe emprega em vez do espaço imóvel, como é a 
dimensão do espaço subterrâneo, aéreo ou celeste, definida por 
sua situação relativamente a terra. Na figura e na grandeza, o 
tempo absoluto e o relativo são a mesma coisa, mas não 
permanecem sempre numericamente os mesmos. Assim, p. ex., 
se a terra se move, um espaço do nosso ar que permanece 
sempre o mesmo relativamente, e com respeito a terra, ora será 
uma parte do espaço absoluto no qual passa o ar, ora outra 
parte, e nesse sentido mudar-se-á sempre absolutamente.44 
Estas duas citações balizaram a Física Clássica e definiram o plano de fundo sobre o qual as 
concepções de Universo foram construídas por duzentos anos. No contexto da Física Clássica, o 
espaço e o tempo são dados a priori. Eles formam o palco no qual as ações se desenvolvem. Nesse 
contexto, o espaço e o tempo contêm tudo o que acontece no universo. 
Um aspecto importante dessa concepção de espaço e de tempo é que todos os entes do Universo 
percebem o mesmo espaço e o mesmo tempo (a duração de que fala Newton). Essa concepção é a 
que está por trás das transformações de Galileu e é no momento em que essa concepção é 
abandonada que ocorre a passagem da Física Relativística Clássica para a Física Relativística 
Contemporânea. Mas antes de analisarmos mais detidamente isto, precisamos definir o que se 
entende por um sistema de referência em Física. 
 
 
44
 NEWTON, Isaac. Princípios Matemáticos da Filosofia Natural. Trad. Carlos Lopes de Mattos e Pablo Rubén Mariconda. IN: Os 
Pensadores, Abril Cultural, São Paulo, 1978. 
Curso de Física Básica \u2013 Volume I 
 
Prof Dr Paulo Ricardo da Silva Rosa 
Departamento de Física - UFMS 
88
Sistemas de referência 
Definimos como sistema de referência a um conjunto de pontos que usamos para localizar todos 
os outros pontos do espaço. É claro que os pontos desse conjunto devem estar em repouso 
relativo uns em relação aos outros. 
Tomemos as paredes de uma sala como exemplo. Vamos tomar duas paredes laterais e o piso 
como mostra a Figura 49.a. Podemos localizar qualquer ponto dentro da sala a partir da sua 
distância às paredes laterais e ao solo. Por exemplo, consideremos um lustre que estivesse 
pendurado no teto como mostra a Figura 49.b. Se quiséssemos indicar a alguém qual a posição em 
que a base do ventilador está, como faríamos? Vamos esquematizar a situação mostrada nessa 
figura da seguinte maneira. Olhemos somente para as arestas45 entre as paredes e entre estas e o 
solo (as linhas pontilhadas na figura). Se desenharmos apenas estas linhas e simbolizarmos por um 
ponto a posição onde a base do ventilador está assentada, obteríamos a Figura 49.c. Nessa figura, 
batizamos a aresta entre as duas paredes de z e as arestas entre as paredes e o solo por x e y. 
Chamaremos de P o ponto onde o ventilador é preso ao teto. A cada uma das arestas chamamos 
de eixo do nosso sistema de referência. Deve ser observado que os nomes dados às linhas 
definem um sistema com rotação à direita: se executarmos uma rotação à direita (contra o 
sentido de movimento dos ponteiros do relógio) sobre o eixo z, o eixo x será levado sobre o eixo y. 
O ponto onde as três linhas se encontram chamamos de origem do nosso sistema de referência, 
normalmente assinalada pela letra O. 
Como podemos localizar o ponto da base do ventilador em relação às paredes? Uma solução é a 
seguinte: vamos medir a distância do ponto a cada uma das paredes e em relação ao solo. Essa 
medida deve ser feita segundo o procedimento a seguir: medimos a distância perpendicular