01sem fisica 1 aula1 espaco tempo materia resenha

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1 Gustavo Luigi Martin do Amaral - Acadêmico do Curso de Engenharia da Universidade Virtual 
do Estado de São Paulo / UNIVESP (Polo Jaú). 
FÍSICA 1 – AULA 1 
Espaço tempo e matéria 
Gustavo Luigi Martin do Amaral ¹ 
COSTA MARQUES, Gil da. Física 1 – Aula 1. Espaço tempo e matéria. 
Disponível em: <https://cursos.univesp.br/courses/20/wiki/semana-1-pagina-
inicial>. Acesso em: 25 out. 2014. 
Síntese: Iniciemos falando de espaço, distância, tempo e matéria. Espaço é 
um conceito indefinível em palavras. É o palco onde todos os fenômenos 
ocorrem e o caracterizamos através dos atributos onde ele ocorre 
(Dimensionalidade do espaço, Geometria do espaço, Absolutismo ou 
relativismo, Homogeneidade e isotropia e Tridimensionalidade – altura, largura 
e profundidade). 
O ESPAÇO, O TEMPO E A MATÉRIA 
Newton via o espaço de forma absoluta – espaço independente da matéria. 
Hoje, só faz sentido com a presença de pontos materiais o que, como dito 
acima, Newton assim não considerava – este tipo de espaço se chama relativo. 
Podemos pensar também na definição, para a física, de que espaço-tempo é o 
sistema de coordenadas utilizado como base para o estudo da relatividade 
restrita e relatividade geral. O tempo e o espaço tridimensional são concebidos, 
em conjunto, como uma única variedade de quatro dimensões a que se dá o 
nome de espaço-tempo. Um ponto, no espaço-tempo, pode ser designado 
como um "acontecimento". Cada acontecimento tem quatro coordenadas (t, x, 
y, z); ou, em coordenadas angulares, t, r, θ, e φ que dizem o local e a hora em 
que ele ocorreu, ocorre ou ocorrerá. 
Pontos no espaço-tempo são chamados de eventos e são definidos por quatro 
números, por exemplo, (x, y, z, ct), onde c é a velocidade da luz e pode ser 
considerado como a velocidade que um observador se move no tempo. Isto é, 
eventos separados no tempo de apenas 1 segundo estão a 300.000 km um do 
outro no espaço-tempo. 
Assim como utilizamos as coordenadas x, y e z para definir pontos no espaço 
em 3 dimensões, na Relatividade restrita, utilizamos uma coordenada a mais 
para definir o tempo de acontecimento de um evento. 
Da mesma forma que em geometria em 3 dimensões os valores para as 
coordenadas x,y,z e t dependem do sistema de coordenadas escolhido e isto 
inclui escolher a direção do eixo de tempo. Isto porque dois observadores em 
sistemas de referência em movimento possuem eixos de tempo em direções 
diferentes. O que para um observador em repouso em um dos referenciais é 
apenas direção temporal, para o outro em movimento relativo é uma mistura de 
espaço e de tempo. Este é um dos pontos fundamentais da relatividade 
especial. No entanto esta mistura não é percebida no dia a dia devido a escala 
de velocidades a que estamos acostumados. 
Mecânica Newtoniana 
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Na mecânica estudamos os movimentos de objetos de corpos rígidos, pontos 
materiais. Esta se dedica essencialmente ao movimento do ponto material. O 
conceito de Ponto Material nos diz que são objetos tratados de tal forma que 
suas dimensões são desprezíveis frente aos outros fatores de um problema. 
O movimento consiste no deslocamento de objetos e pontos materiais pelo 
espaço à medida que o tempo passa. 
São necessários conceitos geométricos para trabalharmos este quesito em 
física e, na mecânica clássica, trabalhamos a Geometria Euclidiana. 
Nesta, a soma dos ângulos internos de um triângulo é 180º. Outro conceito é o 
de que a menor distância entre dois pontos (p1 e p2) é a linha reta e esta 
questão nos remete ao contexto da medida da distância entre 2 pontos. Medir é 
comparar. Ao efetuarmos uma medida de altura de algo, estamos comparando 
uma unidade de medida em termos de um valor. 
O metro, por exemplo, é hoje definido como comprimento do caminho 
percorrido pela luz, no vácuo, num intervalo de tempo pequeno que pode ser 
assim descrito pelo 1/velocidade da luz. 
Quando expressamos uma grandeza física numa determinada unidade de 
comprimento, dizemos que esta medida tem uma intensidade de grandeza [L] 
ou [L]². 
Tempo e medida de tempo 
O tempo é subjetivo? Alguns defendem que sim... mas sabemos que o tempo 
pode ser caracterizado por algumas questões, algumas propriedades. 
Newton nos dizia que o tempo é absoluto. Na verdade, sabemos que o tempo é 
relativo, contudo, na mecânica clássica, o tempo é o mesmo para qualquer 
referencial. 
Existe um conceito interessante chamado Homogeneidade que nos diz que se 
as coisas acontecem hoje como aconteciam no passado, como uma pedra que 
no passado fora jogada de determinada altura, chegara ao solo num 
determinado tempo e, se acontecer da mesma forma hoje, existe, então, uma 
conservação de energia. 
O tempo vai sempre à frente. Não é possível voltar no tempo. É uma flecha 
lançada. Medições do tempo com precisão cada vez maior é extremamente 
necessário. Medir o tempo é comparar um intervalo de tempo com uma 
unidade de medida. Hoje a unidade padrão é o segundo, que é um certo 
número de período da radiação de um átomo de Césio, de acordo com o 
Sistema Internacional de Medidas. Antigamente, um segundo era 1/86400 
sobre o dia solar médio, a pique. 
Análise dimensional 
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Se uma grandeza física é expressa por alguma unidade de tempo, dizemos 
então que esta grandeza física tem tempo [T] ou [T²]. Massa e Matéria são 
conceitos importantes da mecânica, conceitos estes que são abordados na 2ª 
lei de Newton. 
Segundo esta lei: 
“A força resultante que atua sobre um corpo é proporcional 
ao produto da massa pela aceleração por ele adquirida”. 
Essa relação pode ser descrita com a equação: 
Fr = m . a 
sendo: Fr – Força resultante; m – massa; a – aceleração. 
Por definição, massa é um atributo de um objeto que lhe permite exercer 
interações gravitacionais. Medir massa é comparar uma unidade de massa. 
Essa é uma forma de definirmos massa. O quilograma é a unidade de medida 
de massa no Sistema Internacional. 
A título de curiosidade, um quilograma padrão é um objeto cilíndrico, metálico, 
é uma unidade que fica guardada no Instituto de Pesos e medidas em Paris, 
França. 
Se uma grandeza física utilizar uma unidade de massa, esta mesma grandeza 
terá dimensão de massa [M] ou [M²]. 
Na mecânica é essencial que façamos uma análise dimensional de cada 
grandeza física, podendo ter a dimensão de tempo, comprimento, massa, 
tempo/comprimento, etc. 
 
Sobre: Prof. Dr. Gil da Costa Marques possui graduação em Física pela 
Universidade de São Paulo (1969), mestrado em Física pela Universidade de 
São Paulo (1972), doutorado em Física pela Universidade de São Paulo 
(1975), pós-doutorado pela European Center For Nuclear Research (1980), 
pós-doutorado pela Texas A&M University System (1993). Tem experiência na 
área de Física, com ênfase em Física das Partículas Elementares e Campos. 
Atua principalmente nos seguintes temas: Campo de Renormalização, 
Comportamento Assintótico, Equação de Callan-Symanzik, Quebra 
Espontânea de Simetria, Restauração de Simetria e Transição de Fase. 
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Gustavo Luigi Martin do Amaral - Acadêmico do Curso de Engenharia da 
Universidade Virtual do Estado de São Paulo / UNIVESP (Polo Jaú).