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FISICA-MEIO-AMBI-AULA1

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Prévia do material em texto

Ciclamio Leite Barreto
Gilvan Luiz Borba
Rui Tertuliano de Medeiros
Física e Meio AmbienteD I S C I P L I N A
O meio ambiente e a Física
Autores
aula
01
Todos os direitos reservados. Nenhuma parte deste material pode ser utilizada ou reproduzida
sem a autorização expressa da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
Divisão de Serviços Técnicos
Catalogação da publicação na Fonte. Biblioteca Central Zila Mamede – UFRN
Coordenadora da Produção dos Materiais
Célia Maria de Araújo
Coordenador de Edição
Ary Sergio Braga Olinisky
Projeto Gráfi co
Ivana Lima
Revisores de Estrutura e Linguagem
Eugenio Tavares Borges
Marcos Aurélio Felipe
Revisora das Normas da ABNT
Verônica Pinheiro da Silva
Revisores de Língua Portuguesa
Janaina Tomaz Capistrano
Sandra Cristinne Xavier da Câmara
Revisora Tipográfi ca
Nouraide Queiroz
Ilustradora
Carolina Costa
Editoração de Imagens
Adauto Harley
Carolina Costa
Diagramadores
Bruno de Souza Melo
Adaptação para Módulo Matemático
Thaisa Maria Simplício Lemos
Pedro Gustavo Dias Diógenes
Imagens Utilizadas
Banco de Imagens Sedis (Secretaria de Educação a Distância) - UFRN
Fotografi as - Adauto Harley
MasterClips IMSI MasterClips Collection, 1895 Francisco Blvd, East, San Rafael, CA 94901,USA.
MasterFile – www.masterfi le.com
MorgueFile – www.morguefi le.com
Pixel Perfect Digital – www.pixelperfectdigital.com
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Governo Federal
Presidente da República
Luiz Inácio Lula da Silva
Ministro da Educação
Fernando Haddad
Secretário de Educação a Distância
Ronaldo Motta
Reitor
José Ivonildo do Rêgo
Vice-Reitora
Nilsen Carvalho Fernandes de Oliveira Filho
Secretária de Educação a Distância
Vera Lucia do Amaral
Secretaria de Educação a Distância (SEDIS)
Barreto, Ciclamio Leite.
Física e meio ambiente / Ciclamio Leite Barreto, Gilvan Luiz Borba, Rui Tertuliano de Medeiros. 
– Natal, RN : EDUFRN, 2006.
316p. : il
ISBN 978-85-7273-334-2
1. Física. 2. Meio ambiente. 3. Sociedade. I. Borba, Gilvan Luiz. II. Medeiros, Rui Tertuliano de. 
III. Título.
CDD 53
RN/UF/BCZM 2006/87 CDU 579
1Aula 01 Física e Meio Ambiente
Apresentação
A o longo da disciplina Física e Meio Ambiente você terá oportunidade de desenvolver ou aguçar a sua curiosidade em relação aos fenômenos da natureza. Mais especifi camente, estaremos também interessados em compreender aspectos físicos envolvidos num 
ambiente de seca, particularmente na região Nordeste do Brasil, cujo clima é genericamente 
classificado como semi-árido, devido às peculiaridades que apresenta (temperaturas, 
precipitações de chuvas, insolação, umidade e tantos outros parâmetros), compondo um 
conjunto único no país. 
Nesse contexto, já nesta primeira aula, conversaremos sobre os signifi cados de meio 
ambiente e de Física, bem como das suas relações. Esperamos assim que você perceba a 
física como um corpo de conhecimento que propicia a compreensão de muitos dos aspectos 
do meio ambiente, visto como um sistema físico real.
Objetivo
Discorrer sobre o signifi cado das ciências físicas e do entendimento 
do que é o meio ambiente e de como este pode ser compreendido 
através dos conceitos, métodos e aplicações dessas ciências. 
2 Aula 01 Física e Meio Ambiente
Os signifi cados de meio ambiente 
e física
Vamos iniciar nosso estudo conceituando um pouco do que vem a ser meio ambiente 
e do que vem a ser física, cientes de que esta é uma primeira aproximação e que ao longo de 
nossas aulas teremos a oportunidade de aprofundar cada vez mais esses conceitos.
O signifi cado de meio ambiente
Em geral, entende-se ambiente como sendo o conjunto das substâncias, circunstâncias 
ou condições em que existe determinado objeto ou em que ocorre determinada ação. Porém, 
meio ambiente é uma expressão que tem signifi cados especializados em diferentes contextos, 
numa ampla diversidade de campos do conhecimento, tais como Biologia, Política, Literatura, 
História, Sociologia, Arquitetura, Química, Bioquímica, Engenharia e muito outros. 
No que diz respeito ao nosso estudo, estaremos mais diretamente interessados no meio 
ambiente terrestre, o qual é muito diversifi cado e depende inclusive de condições extraterrestres, 
tais como a posição da lua e a dinâmica solar. Abrange o ambiente natural, animado (seres 
vivos) e inanimado, bem como o artifi cial, ou seja, aquele ambiente que consiste dos artefatos 
tecnológicos, feitos de matéria, e dos seus efeitos. Oportunamente, em diversos momentos 
desta disciplina e ao longo do curso, expandiremos o conceito de matéria.
Figura 1 – Exemplos de ambientes típicos de nosso planeta
Matéria
Tradicionalmente 
entendida como qualquer 
coisa que tem massa e 
ocupa espaço.
3Aula 01 Física e Meio Ambiente
O signifi cado de Física
A palavra “física’’ originou-se do grego φúσιζ (physis) que signifi ca “natureza”, tem a 
mesma estrutura nas línguas portuguesa e espanhola; na língua inglesa, physics; na francesa, 
physique; e na germânica, physik. 
Em latim, physica, designa a ciência da natureza no mais amplo sentido, o que inclui, 
obviamente, além do conhecimento sobre o ambiente natural, também o conhecimento sobre 
o mundo artifi cial, aquele gerado pelas suas aplicações. Os métodos e resultados da Física têm 
infl uenciado quase todas as outras áreas de conhecimento nos últimos 400 anos, mas isso 
não a torna mais ou menos relevante que as outras, apenas nos indica que seus métodos de 
trabalho são sufi cientemente poderosos e importantes para serem estudados e compreendidos. 
A Física, enquanto ciência, lida com os constituintes elementares do mundo natural 
(matéria, energia, espaço, tempo) e suas interações, bem como com a análise de sistemas, 
visando encontrar leis e princípios gerais que permitam generalizações melhor compreendidas 
segundo esses princípios (WIKIPEDIA, 2006). 
Na procura por princípios fundamentais, os físicos – homens ou mulheres – interessam-se 
em estudar o comportamento e as propriedades da matéria numa ampla variedade de contextos, 
abrangendo desde a Física de Partículas, que se debruça sobre as partículas submicroscópicas 
das quais toda matéria ordinária é constituída, até o comportamento do Universo como um 
todo, objeto de estudo da Cosmologia Física. 
A física é certamente um dos mais vastos campos da ciência. Pode ser percebida em 
todos os objetos que nos cercam, tanto no âmbito deste planeta como fora dele, no cosmos, 
irrestritamente. Assim se insere naturalmente na compreensão do meio ambiente. 
Do ponto de vista clássico, oferece conhecimentos necessários a uma útil compreensão 
dos estados da matéria, dos movimentos, da energia e do calor, das ondas, do som, da 
eletricidade e do magnetismo, da luz e da óptica. 
Modernamente, a relatividade e a física quântica, duas teorias revolucionárias construídas 
no primeiro quarto do século XX, às quais você será respectivamente apresentado nas aulas 13 
(Relatividade) e 14 (Física moderna e meio ambiente) desta disciplina, ampliaram nossa visão 
de mundo e tiveram desdobramentos práticos que revolucionaram a história da humanidade 
de uma maneira inédita. A física, como já dissemos, é a mais fundamental das ciências da 
natureza, pois suas leis regem objetos e fenômenos dos quais se ocupam as outras ciências 
da natureza, tais como astronomia, biologia, geologia e química. 
As ciências da saúde, principalmente a medicina, não podem ser concebidas 
contemporaneamente em seus procedimentos de diagnóstico e tratamento sem o suporte 
da física.
4
Mudanças climáticas globais Biodiversidade
Negócios e indústrias Águas potáveis
Esportes e meio ambiente Grandes desastres naturais
Uso da terra Consumo sustentável
Produtos químicos Programa de direito ambiental
Questões urbanas Energia
Áreas marinhas ecosteiras Monitoramento ambiental
Atmosfera (especialmente ozônio) Pobreza e meio ambiente
Poluição Impactos ambientais de guerras
Atividade 1
Aula 01 Física e Meio Ambiente
Produção, distribuição e consumo de energia, seja qual for a fonte, não podem 
prescindir de conceitos e técnicas físicas. A utilização da física auxilia de modo fundamental 
e imprescindível a compreensão do meio ambiente. 
Assim, discutiremos nesta aula como foram desvendadas as compreensões mais diversas 
sobre os aspectos ambientais do ponto de vista físico.
Algumas grandes questões 
ambientais
Considere a seguinte lista de grandes e atuais questões ambientais que preocupam o 
mundo e, em particular, o Brasil e sua região do semi-árido nordestino. 
A Tabela 1 não contempla todas as questões ambientais, mas reúne questões ambientais 
representativas que podem dar uma idéia da sua natureza.
Tabela 1 – Algumas questões ambientais relevantes 
Elabore uma pequena lista de questões ambientais que você considera relevantes 
e que não foram contempladas na Tabela 1. 
Tente descobrir qual (ou quais) das questões ambientais listadas na Tabela 1 tem 
relevância para o ambiente onde você vive. Explique os motivos de sua escolha. 
5
Tempestade
Tromba d’água
Seca da Amazônia
Buraco na
camada de ozônio
Aula 01 Física e Meio Ambiente
Figura 2 – Alguns exemplos de problemas ambientais que têm como conseqüência desastres naturais 
Ao se debruçar sobre esse tema, verifi ca-se que foi a Física que forneceu, por exemplo, 
a metodologia e os conceitos necessários para que se chegasse a essa conclusão. Assim, os 
físicos foram capazes de explicar, através de vários modelos climáticos que incluem velocidade 
dos ventos, temperaturas na atmosfera (lembra da aula sobre atmosfera em Ciências da Natureza 
e Realidade?), medidas da taxa de variação de constituintes químicos existentes na atmosfera, 
que “de fato o clima está mudando’’; e também de elencar algumas causas e o peso relativo de 
cada causa; de prever algumas importantes conseqüências dessa mudança; e de sugerir, junto 
com outros profi ssionais, ações para reduzir as conseqüências danosas. 
Neste momento, estamos apenas e tão-somente listando questões ambientais relevantes 
(Tabela 1) sem aprofundar mais do que no exemplo anterior. Para incluir nesta lista um tópico 
de relevância ambiental para a região do semi-árido nordestino, citamos um tema transitório, 
mas extremamente representativo, tanto da conjuntura corrente, política, social, econômica, 
cultural etc., quanto do ponto de vista ambiental e científi co: a transposição das águas do 
rio São Francisco. 
Vamos escolher um dos tópicos da Tabela 1 e verifi car como a Física se insere nessa 
discussão. Por suas implicações e por ser um dos temas com que você teve contato durante a 
disciplina de Ciências da Natureza e Realidade (em que outros temas também foram abordados), 
escolhemos o tema Mudanças climáticas globais. 
No fi nal da década de 1990, com a sofi sticação dos nossos sistemas de medida, tanto na 
superfície terrestre quanto no espaço, foi possível verifi car que “alguma coisa estranha’’ está 
acontecendo com o clima do planeta, e uma série de problemas ambientais acabavam – e ainda 
acabam – repercutindo como desastres naturais que vão desde trombas d’água no Nordeste a 
buracos na camada de ozônio; seca na Amazônia; de tempestades em São Paulo à mortandade 
de peixes em lagoas e rios que recebem águas vindas de pólos industriais.
6 Aula 01 Física e Meio Ambiente
Mas, como a Física poderia fornecer elementos para essa discussão? Como você deve 
lembrar, quando estudamos Ciências da Natureza e Realidade, trata-se aqui de uma questão 
polêmica, causa de desdobramentos surpreendentes a partir de 2006 e que ainda não está 
resolvida para a sociedade brasileira e, particularmente, a nordestina. Mas, nessa polêmica, a 
Física pode subsidiar o debate fornecendo dados sobre a vazão do rio; quanto de água podemos 
ou não retirar dele; como será feita a elevação de suas águas quando tiver que passar por 
regiões mais altas; qual a energia necessária para manter a vazão e assim por diante.
A Física e as questões ambientais
Agora que você já viu dois exemplos simples de como Física e meio ambiente se 
relacionam intrinsecamente, vamos aprofundar conceitualmente nossa discussão. 
Importantes fenômenos naturais envolvem matéria e energia. Tais fenômenos podem, 
em sua grande maioria, ser explicados a partir do entendimento das interações entre corpos, 
os quais se manifestam na forma de forças e campos. As interações que os determinam, 
quando não são manifestações diretas das interações fundamentais da natureza, podem 
ser compreendidas como tais, geralmente quando a situação é tratada na adequada escala 
de espaço e tempo. Os físicos acreditam que existam quatro tipos de forças fundamentais 
na natureza: gravitacional, eletromagnética, nuclear forte e a nuclear fraca. São elas que 
determinam todas as ocorrências no meio ambiente do cosmos, incluindo todos os fenômenos 
naturais e artifi ciais que sucedem na nossa humilde e fascinante Terra. A seguir, trataremos 
da existência dessas forças fundamentais da natureza.
A força gravitacional
A força gravitacional é a força mútua de atração entre duas massas quaisquer. Por exemplo, 
um objeto maciço, tal como um bastão de giz, solto, cairá verticalmente, em direção ao centro da 
Terra por ser por ela atraído. Note aqui que a mesma intensidade com que a Terra atrai para si o giz, 
este atrai a Terra para si. Assim, a mesma força gravitacional com que a Terra atrai o giz, o giz irá 
atrair a Terra e este irá cair, pelo fato de a inércia da Terra ser muito maior que a do giz.
nuclear fraca
Essa crença foi abalada em 
1979, passando a ser em 
número de três os tipos 
de forças fundamentais 
da natureza, como você 
verá no tópico sobre força 
nuclear fraca nesta aula.
A força com que a Terra atrai o giz é igual e oposta à força com que o giz atrai a 
Terra. Cada força é o peso da massa sobre a qual atua, relativo à outra.
7Aula 01 Física e Meio Ambiente
A queda dos corpos – a atração gravitacional – como apresentada no parágrafo anterior é 
um fenômeno físico que ocorre de modo similar em qualquer lugar do planeta. Mais geral ainda, 
ocorre entre qualquer par de corpos, ou seja, a mesma força que fez com que o giz e a Terra se 
atraíssem, de modo que o primeiro caísse, mantém a lua em órbita da Terra, ao mesmo tempo 
em que elas se atraem mutuamente. Mantém também a Terra e os outros planetas girando em 
torno do Sol e, como você já sabe, mantém a atmosfera presa ao planeta. Esse fato é um dos 
que propiciaram o desenvolvimento da vida na Terra. 
A massa de um corpo, quando medida pela sua atração gravitacional por outros corpos, 
é chamada massa gravitacional. Alternativamente, existe o conceito de massa inercial, em 
geral distinto, que é a massa de um corpo como determinada pela segunda lei de Newton 
do movimento, a partir da aceleração do corpo quando sujeito a uma força que não é a da 
gravidade. Exploraremos oportunamente as condições em que massa inercial se confunde 
com a massa gravitacional. Além das três leis do movimento, que você já conhece desde o 
Ensino Médio, o físico e matemático inglês, Isaac Newton (1642-1727), também descobriu a 
lei universal da gravitação. 
Uma característica fundamental da força gravitacional existente entre quaisquer massas é 
que esta sempre é atrativa, e surge entre massas de qualquer dimensão. Além disso, se um corpo 
A atrai um corpo B, este irá atrair o corpo A com uma força gravitacional de igual magnitude. 
Ao pular, por exemplo, temos que fazer um signifi cativo esforço para nos afastarmos do 
solo, somos puxados de volta ao solo, sentimos essa atração, pois bem, dizemos que isso está 
relacionado ao peso. Ou seja, por peso entendemos “a força com que a Terra atrai um corpo para 
o seu centro’’, logo, essa é uma grandeza que depende de onde nos encontramos, pois a força de 
atração gravitacionaldepende das massas envolvidas e da distância entre elas. E a força com que 
a Terra atrai os corpos é chamada de força gravitacional (lembra?). Por outro lado, temos a massa 
que representa a quantidade de matéria de um corpo, assim, a massa, ao contrário do peso, não 
depende do lugar onde ela se encontra. Quando subimos em uma balança para nos pesarmos, 
estamos empurrando uma mola para baixo com a ajuda da gravidade, quanto maior é nossa massa, 
mais comprimimos a mola sob o piso em que nos apoiamos. Empurramos o piso para baixo e 
este comprime a mola; por outro lado, o piso nos empurra para cima e, no momento em que o 
ponteiro se estabiliza, as forças que agem sobre o sistema pessoa-balança-Terra estão em equilíbrio, 
conforme pode-se perceber na Figura 3.
Figura 3 – Balança mostrando a atração gravitacional entre a pessoa e a Terra 
8
Atividade 2
Aula 01 Física e Meio Ambiente
Você agora já conhece a força gravitacional e sua relação com o peso de um objeto, e sabe 
a diferença entre peso e massa. Reforçando um pouco mais, quando dizemos que a âncora de 
um barco pesa 25 quilogramas (kg), estamos tão-somente especifi cando a sua massa. Para 
obter seu peso, que é a força atrativa exercida pela Terra sobre a âncora, devemos multiplicar 
sua massa pela aceleração da gravidade no local, digamos 10 newtons por quilograma (N/kg). 
Assim, teremos como peso da âncora (25 kg)×(10 N/kg) = 250 N. 
A propósito, você pode ter estranhado o uso de N/kg como unidade de aceleração, mas 
equivale a m/s², unidade obtida da defi nição de aceleração, que você já estudou no Ensino Médio. 
Assim, 250 N é a magnitude da força gravitacional que a Terra exerce sobre a âncora. Sua direção é 
radial (ao longo do raio local), apontando para o centro da Terra. Para quem está em pé na superfície 
(chão), é equivalente afi rmar que se trata da direção vertical do local, de cima para baixo. Note que 
para caracterizar a força peso especifi camos, além da magnitude, a sua direção, o que é necessário 
porque a força é uma quantidade física de “caráter vetorial’’, assim como deslocamento e velocidade. 
O peso da âncora tem a mesma magnitude em dois locais da Terra ao nível do mar, por exemplo, 
mas tem direções diferentes, pois sendo uma força radial, apontar para o centro em localidades 
diferentes signifi ca estar ao longo da vertical em cada local. 
Exemplos similares aplicam-se a qualquer objeto na superfície da Terra ou em suas 
proximidades. Desde a lendária queda da maçã, eventualmente inspirando Newton a formular 
sua lei universal da gravitação, até fenômenos cotidianos, tais como o processo de irrigação 
utilizando as curvas de nível do terreno e a produção de energia através de usinas hidrelétricas, 
tais como Paulo Afonso e Sobradinho, ambas no rio São Francisco, vivemos sujeitos à 
gravidade do planeta.
Como você sabe, em 1969 astronautas norte-americanos pousaram na Lua, onde 
a força de atração gravitacional sobre os corpos é 1/6 (um sexto) da atração 
gravitacional da Terra. Com base nessa informação, marque a(as) opção(ões) 
correta(as): 
a) um corpo terá massa de 1/6 da que tinha na Terra; 
b) um corpo terá sua massa inalterada; 
c) um corpo terá seu peso reduzido de 1/6 em relação ao que tinha na Terra; 
d) um corpo terá seu peso inalterado. 
9
Terra
Lua
Aula 01 Física e Meio Ambiente
Figura 4 – Uma usina hidrelétrica é um bom exemplo da transformação de energia entre diferentes modalidades: 
potencial → cinética → elétrica etc. 
Graças à força gravitacional, podemos usar a água acumulada em um reservatório para 
gerar eletricidade. Esse é também um bom exemplo de como as diversas formas de energia estão 
correlacionadas; podemos transformar uma em outra. Na fi gura anterior, transforma-se energia 
potencial em energia cinética, depois convertida em energia elétrica. 
De fato, a confi guração física de todos os seres vivos se conformou à ação dessa força 
através da evolução biológica, ao longo do respectivo tempo evolutivo. Ou seja, eventuais 
formas de vida que venham a existir em planetas que tenham gravidade muito diferente da 
terrestre devem ter estrutura física também bastante diferente. A adaptação ao meio em nosso 
planeta é um fenômeno impressionante; observe, por exemplo, a diferença estrutural e a 
diversidade de características existentes entre os seres aquáticos e os terrestres. Existe uma 
área do conhecimento chamada exobiologia que trata, entre outras coisas, das formas de vida 
que poderiam se desenvolver em ambientes fora da Terra! 
Do ponto de vista ambiental, por exemplo, a força de atração gravitacional exercida 
principalmente pela Lua (mas também pelo Sol e outros planetas) sobre a Terra, ocasiona variação 
periódica no nível da superfície dos oceanos, baías, golfos, deltas e estuários, constituindo-se no 
espetacular fenômeno das marés! E estas são crucialmente determinantes da vida marinha, incluindo 
fauna e fl ora. Se não tivéssemos a lua, não existiria de modo tão notável e marcante esse fenômeno. 
Se tivéssemos mais de uma Lua, como é o caso de outros planetas do Sistema Solar, as marés seriam 
muito mais complicadas. Em qualquer caso, o meio ambiente seria muito distinto.
Figura 5 – Atração gravitacional entre a Terra e a Lua
10 Aula 01 Física e Meio Ambiente
Um efeito interessante da atração gravitacional entre a Terra e a Lua é a ocorrência das 
marés oceânicas, que se manifestam como um aumento do nível das águas, simultaneamente, 
do lado da Lua e do lado oposto ao da Lua, em cada instante. 
Embora a força gravitacional possa ser muito signifi cativa entre objetos macroscópicos – 
todos nós nos cuidamos para não sofrer uma queda – ela é, na verdade, a mais fraca dentre as 
quatro forças fundamentais que conhecemos. Tal afi rmação é baseada na intensidade relativa 
das quatro forças ao considerar a interação entre partículas elementares. 
Por exemplo, a força gravitacional entre o elétron e o próton no átomo de hidrogênio é somente 
cerca de 10–47 N, enquanto a força “eletrostática’’ (que corresponde aproximadamente à situação 
“eletrodinâmica’’ no átomo) entre essas duas partículas é cerca de 10–7 N, sendo assim maior por 
40 ordens de magnitude (cada ordem de magnitude corresponde a mais uma potência de 10 como 
fator multiplicativo)! Vemos assim que a intensidade da força gravitacional é insignifi cante em 
comparação com a da força eletrostática. Mesmo assim, a força gravitacional é de longo alcance 
e, embora o efeito da força gravitacional sobre partículas elementares seja desprezível devido às 
suas massas ínfi mas, essa força é responsável pela atração que o Sol exerce sobre os asteróides, 
cometas, satélites e planetas, e estes sobre suas luas, tudo compondo o Sistema Solar; e pela 
interação mútua das estrelas e suas vizinhanças, compondo galáxias, pela interação mútua entre 
galáxias, enfi m, pela estrutura dinâmica do Universo. 
Considere dois corpos interagentes de massas m
1
 e m
2
, separados pela distância r. A lei de 
Newton da gravitação universal especifi ca quantitativamente a força atrativa Fg entre eles.
Lei da Newton da gravitação universal
Dois corpos massivos interagem gravitacionalmente, atraindo-se mutuamente 
com uma força cuja magnitude é diretamente proporcional às suas massas 
(logo, ao produto delas) e inversamente proporcional ao inverso do quadrado 
da distância que as separa. 
FgFF = G
m1m2
r2
A direção da força situa-se ao longo da reta que une os centros de massa dos corpos 
interagentes. A constante de proporcionalidade G, chamada constante gravitacional, tem seu 
valor determinado experimentalmente em unidades do Sistema Internacional (SI) igual a 6,672 
x 10-11 N.m2.kg-2 e corresponde à magnitude da força atrativa em newton entre duas massas, 
cada uma de um quilograma, separadas por um metro.
11
Atividade 3
Aula 01 Física e Meio Ambiente
A força eletromagnética
A força eletromagnética consiste na atração ou repulsão entre dois objetos eletricamente 
carregados que estão em repouso ouem movimento relativo. Se em repouso temos o caso 
eletrostático que corresponde à primeira aproximação eletrodinâmica, nessa situação aplica-se 
a Lei de Coulomb, assim nomeada em homenagem ao engenheiro francês Charles Augustin de 
Coulomb (1736- 1806), que em 1785 estabeleceu a lei fundamental da força elétrica entre duas 
partículas carregadas estacionárias. A lei de Coulomb aplica-se exatamente apenas a cargas 
pontuais ou partículas carregadas estacionárias. Coulomb formulou essa lei empiricamente, 
utilizando uma balança de torção para medir a força elétrica entre cargas pontuais em função 
das cargas e da distância de separação entre elas. A dependência da força eletrostática na lei de 
Coulomb em relação às cargas interagentes e à distância que as separa é similar à da interação 
gravitacional entre duas massas.
Considere duas cargas pontuais estacionárias q
1
 e q
2
, separadas pela distância r. A lei de 
Coulomb especifi ca quantitativamente a força Fe entre elas:
Lei de Coulomb 
A força Fe de interação eletrostática entre duas cargas elétricas é diretamente 
proporcional ao produto das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da 
distância que as separa: 
FeFF = ke
q1q2
r2
A força é atrativa quando as cargas têm sinais opostos, mas é repulsiva quando têm sinais 
idênticos. A direção da força, em qualquer caso, situa-se sempre ao longo da reta que une as 
Para entender mais sobre o que é uma galáxia, acesse a Wikipedia. O site do 
Astronomy Picture Of The Day (APOD) traz imagens de galáxias; e, se você é 
um amante de temas espaciais e astronômicos, existem outros sites, como o da 
Nasa J-Track 3D, que apresenta gráfi cos indicando a posição e o tipo de satélites 
que orbitam nosso planeta.
12
40.000km
20.000km
10.000km
Cinturão interno Cinturão externo
40.000km30.000km
Aula 01 Física e Meio Ambiente
cargas. A constante de proporcionalidade ke, chamada de constante de Coulomb, tem seu valor 
determinado experimentalmente em unidades SI igual a 8,9875 x 109 N.m2.C-2 e corresponde 
à força eletrostática entre duas cargas pontuais, cada uma de um coulomb, separadas por um 
metro de distância.
Posteriormente, nesta disciplina, você aprenderá que forças elétricas e magnéticas são 
estreitamente relacionadas. De fato, a força magnética pode ser vista como uma força elétrica 
adicional que atua sempre que as cargas elétricas envolvidas acham-se em movimento. No 
meio ambiente terrestre, os “cinturões de radiação de Van Allen’’ e as “auroras austrais e 
boreais’’ são exemplos de aprisionamento magnético de cargas elétricas, conforme mostra 
a Figura 6. Isso ocorre quando os raios cósmicos – partículas eletricamente carregadas 
originárias principalmente do Sol, mas também de outras estrelas e objetos celestes – tornam-
se magneticamente aprisionados pelo campo magnético terrestre (lembre das aulas de Ciências 
da Natureza e Realidade). A grandes distâncias do planeta, além da atmosfera, tais cargas 
aprisionadas sob a ação do campo magnético não uniforme da Terra, espiralam em torno das 
linhas desse campo de pólo a pólo, exceto eventualmente nas suas anomalias localizadas, 
compondo os cinturões de radiação de van Allen, descobertos em 1958 por uma equipe 
chefi ada pelo físico americano James Alfred Van Allen (1914- ), usando dados obtidos por 
instrumentos, especialmente contadores Geiger, detectores de partículas carregadas, a bordo 
dos satélites Explorer I e Explorer III. Quando essas partículas atingem a atmosfera, sobre os 
pólos magnéticos da Terra, e colidem com outros átomos, resultando na emissão de luz em 
todo o espectro visível, se dá o fabuloso fenômeno das auroras austrais e boreais.
Figura 6 – Exemplos de aprisionamento magnético de cargas elétricas
Na Figura 6, podemos perceber que os cinturões de radiação de Van Allen são formados 
de partículas carregadas (principalmente elétrons e prótons) aprisionados pelo campo 
13
Atividade 4
Aula 01 Física e Meio Ambiente
É interessante notar que essencialmente todas as forças que ocorrem em nosso 
mundo macroscópico (exceto a força gravitacional) são manifestações da força 
eletromagnética quando examinadas na proximidade adequada. Por exemplo, 
forças como os empurrões e puxões entre objetos, forças de atrito, forças de 
contato, forças de tensão, e a força elástica em molas comprimidas ou distendidas, 
ou em outros corpos deformados, são essencialmente a conseqüência de forças 
eletromagnéticas entre partículas carregadas (átomos, moléculas etc.) em estreita 
proximidade. 
magnético não uniforme da Terra e as trajetórias helicoidais das partículas têm como eixos 
as linhas do campo.
Embora, como vimos, a força elétrica entre duas partículas elementares eletricamente 
carregadas seja muito mais forte do que a força gravitacional entre elas, a força elétrica é de 
intensidade intermediária. A força que um ímã exerce sobre uma agulha de ferro (como a de 
uma bússola), assim como a força com que um pente atritado atrai pequenos pedaços de papel, 
são exemplos de forças eletromagnéticas. Você aprenderá inicialmente nesta disciplina e depois 
numa disciplina específi ca – Eletromagnetismo – que as leis da eletricidade e do magnetismo 
desempenham um papel central na operação de uma variedade de dispositivos, tais como 
rádios, televisores, motores elétricos, computadores, aceleradores de partículas e uma gama de 
dispositivos eletrônicos usados, por exemplo, na Medicina. Entretanto, mais fundamentalmente, 
temos aprimorado desde as primeiras décadas do século XX o conhecimento de que as forças 
interatômicas e intermoleculares que são responsáveis pela formação de sólidos e líquidos 
são elétricas em origem!
Tente ir além dos exemplos citados no texto e cite dois outros exemplos de 
fenômenos eletromagnéticos presentes no seu meio ambiente.
O meio ambiente terrestre é um locus por excelência de ocorrência de fenômenos 
regidos pela força eletromagnética. Para deter-nos em uns poucos exemplos manifestamente 
eletromagnéticos, restringindo-nos apenas a fenômenos naturais, citamos as sinapses 
cerebrais, auroras austrais e boreais, relâmpagos (que ilustram rupturas elétricas atmosféricas), 
fotossíntese, insolação, combustão etc.
14
Fonte de 
partículas alfa
Caixa de 
chumbo
Feixe de
partículas alfa
Folha
de ouro
Tela
fluorescente
NúcleosPartículas alfa
Átomos da
folha de ouro
Aula 01 Física e Meio Ambiente
A força nuclear forte
A força nuclear forte é responsável pela estabilidade dos núcleos atômicos. Como você 
já tem conhecimento, os átomos possuem um minúsculo núcleo, no qual se concentram suas 
partículas constituintes: prótons (de carga elétrica positiva) e nêutrons (de carga elétrica nula). 
Os elétrons, que também são constituintes dos átomos, não integram o núcleo, mas “bailam’’ 
ao seu redor. Você também aprendeu alguns conceitos relacionados ao átomo nas aulas de 
Ciências da Natureza e Realidade, bem como de Arquitetura Atômica e Molecular, os quais 
serão muito úteis nesta disciplina. 
Relembrando: toda a carga elétrica positiva e simultaneamente quase a totalidade da 
massa do átomo acham-se concentradas no minúsculo espaço central, o seu núcleo, enquanto 
o restante da massa é dos elétrons de carga negativa. Essa representação atômica resultou das 
célebres experiências de espalhamento de partículas carregadas (partículas alfa, emitidas por 
materiais radioativos) por fi nas folhas metálicas, empreendidas na Universidade de Manchester 
pelo físico neo-zelandês Ernest Rutherford (1871- 1937) em 1911, a partir das quais elaborou 
a teoria nuclear do átomo. Por não portarem carga, os nêutrons não atuam eletricamente. 
Com isso, os prótons deveriam se repelir uns aos outros, pois todos eles têm uma mesma 
carga positiva, entretanto, não é o que acontece em condições ordinárias! Nessas condições, 
a matéria apresenta-se estável.
O experimento de Rutherford
Em seu laboratório na Inglaterra, Rutherford bombardeou uma chapa de ouro muito 
fi na (de espessura da ordem de micrometro)com partículas alfa – as quais são, na verdade, 
núcleos de Hélio – e colocou um detector de partículas para verifi car a direção segundo a qual 
elas eram espalhadas. A Figura 7 mostra esse experimento.
Figura 7 – Experimento de Rutherford 
15Aula 01 Física e Meio Ambiente
Para a surpresa de Rutherford e, em seguida, de todo mundo, ele verifi cou que a maioria 
das partículas atravessava facilmente a placa e algumas eram refl etidas de volta, entre estas, 
algumas eram refl etidas praticamente na mesma direção em que foram lançadas. Para explicar 
as observações que colheu em seu experimento, ele argumentou que o espaço entre os átomos 
na placa de ouro era grande o sufi ciente para permitir que as partículas a atravessassem 
sem sofrerem colisão, por outro lado, a existência do núcleo explica a refl exão de algumas 
que retornaram. Calculando a razão entre as que atravessaram e as que foram refl etidas, ele 
calculou a seção de choque – área efetiva de colisão por átomo – dos átomos de ouro e com 
isso conseguiu mostrar que praticamente toda a massa do átomo está concentrada em seu 
núcleo e que ele é muito pequeno.
Sabemos que a matéria existe. Você existe: os núcleos dos seus átomos não explodem, 
nem implodem. Portanto, teríamos de encontrar na Física um modelo que explicasse como é 
possível existir a repulsão entre cargas elétricas de mesmo sinal ao mesmo tempo em que, no 
interior do átomo, cargas de mesmo sinal (positivas) mantêm sua estabilidade sem que essa 
repulsão venha a inviabilizar a existência da matéria. 
Das suas experiências, Rutherford conjecturou que, superando a repulsão elétrica dos 
prótons, existe a força nuclear forte de natureza atrativa nas curtas distâncias envolvidas no 
tamanho nuclear, a qual é responsável por manter prótons e nêutrons reunidos compondo 
o núcleo dos átomos. Atrativa entre quaisquer nucleons (termo que designa indistintamente 
prótons e nêutrons), ela é “a mais forte’’ dentre todas as forças fundamentais. Por outro lado, 
seu raio de ação não ultrapassa o tamanho nuclear, de modo que nem os elétrons que envolvem 
o núcleo estão sujeitos a ela. Por isso, é chamada uma força de curto alcance. 
Em separações típicas do tamanho nuclear (cerca de 10–15 m), a força nuclear forte é de uma 
a duas ordens de magnitude (de dez a cem vezes) mais intensa do que a força eletromagnética.
A partir de tais separações, decresce rapidamente, tornando-se desprezível em separações 
maiores do que cerca de 10–14 m. Toda matéria que compõe o meio ambiente, o ar, pingos 
de chuva, grãos de areia, células vivas, rochas, os elementos naturais etc., é constituída de 
átomos que possuem seus núcleos, nos quais vigora a força nuclear forte. Aprofundaremos 
nosso estudo sobre estrutura e propriedades nucleares na aula 15 – A energia nuclear e seus 
usos sociais.
Breve retrospectiva histórica
A descoberta da força nuclear forte inclui-se numa seqüência de grandes descobertas 
científi cas iniciadas pelo trabalho de Coulomb sobre as cargas elétricas e de William Crooks 
que, em 1895, realizou experiências em tubos com gases à baixa pressão e encontrou os 
chamados raios catódicos, precursores dos raios X, descobertos logo depois pelo físico 
alemão Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) em 1895, (pronuncia-se “Róentguen’’), vindo 
a aperfeiçoar os experimentos de Crooks. Em seguida, tem-se a descoberta do fenômeno da 
radioatividade natural (espontânea), em 1896, pelo físico francês Antoine- Henri Becquerel 
16
Atividade 5
Aula 01 Física e Meio Ambiente
(1852-1908), a partir de suas investigações sobre o urânio e outras substâncias; e a do 
elétron, em 1897, pelo físico inglês Joseph J. Thomson (1856- 1940), por meio de sua famosa 
experiência pensada para investigar a natureza dos raios catódicos.
Figura 8 – A ampola de raios catódicos (conhecida por ampola de Crooks), precursora dos modernos tubos de 
imagem de TV. 
Em 1903, o físico-químico francês Pierre Curie (1859-1906), já então conhecido pela 
descoberta da piezoeletricidade (a capacidade de certos cristais produzirem uma voltagem 
quando sujeitos a uma tensão mecânica), juntamente com a física naturalizada francesa, 
Marie Curie (1867-1934, nascida polonesa com o nome de Maria Sklodowska), casados 
em 1895, partilharam com Becquerel o Prêmio Nobel de Física por suas investigações sobre 
os fenômenos de radiação descobertos por este. Em especial, Marie Curie descobriu dois 
elementos extremamente radioativos, o rádio e o polônio, esse último assim batizado em 
homenagem a sua terra natal.
Desde a época das experiências de espalhamento de Rutherford, uma 
multiplicidade de outras experiências tem mostrado que muitos núcleos são 
aproximadamente esféricos e têm um raio médio dado por r = r
0
A1/3,em que A 
é o número de massa do núcleo (a soma do número de prótons, Z, com o número 
de nêutrons, N: A = Z + N) e r
0 é uma constante igual a 1,2 x 10
–15 m. Supondo 
que a massa do próton é aproximadamente igual à do nêutron, indistintamente 
designadas por m, a massa do núcleo é aproximadamente igual ao produto de 
A por m, ou seja, Am.
17Aula 01 Física e Meio Ambiente
a) Obtenha uma expressão para o volume desse núcleo em termos do seu 
número de massa. 
b) Ache um valor numérico para sua densidade (= massa/volume). Compare com 
a densidade da água, 10³ kg/ m³. Verifi que que, se a matéria não fosse tão 
vazia, os corpos seriam fantasticamente massivos. Por exemplo, se o átomo 
em que você fez os cálculos anteriores fosse de ouro (procure Z e N para esse 
átomo), qual seria o peso de um volume de 1,0 cm³ de ouro?
A força nuclear fraca
Finalmente, a força nuclear fraca é uma força nuclear de curtíssimo alcance que tende a 
produzir instabilidade em certos núcleos, tornando-os radioativos. Ou seja, a radioatividade é a 
propriedade que alguns elementos químicos apresentam de, naturalmente, mesmo sem serem 
estimulados, emitir radiação e partículas subatômicas. Nesse processo, eles se transmutam, 
ou seja, se transformam em um outro elemento químico de A menor. Um caso típico é o do 
urânio que decai e se transforma em tório. 
A maior parte das reações nucleares de decaimento radioativo, tais como os decaimentos 
beta (emissão de elétrons ou de pósitrons que correspondem, respectivamente, a β�, e β+ é 
causada pela força nuclear fraca. Sua magnitude é cerca de cinco a seis ordens de grandeza 
mais fraca do que a força nuclear forte. Seu raio de ação efetivo é cerca de um milésimo 
(10–³) do tamanho nuclear. 
A radioatividade desempenha um relevante papel em relação ao meio ambiente. O 
homem sempre conviveu com a radioatividade, tendo inclusive explorado economicamente 
as chamadas estâncias hidrominerais, algumas das quais instaladas em ambientes com 
alguma atividade radioativa. 
Na superfície terrestre, pode ser detectada energia proveniente de raios cósmicos e da 
radiação solar ultravioleta. Nas rochas, encontramos elementos radioativos na forma de uma 
variedade de isótopos (átomos de um mesmo elemento contendo diferentes números de 
nêutrons em seus núcleos e reconhecidos pelo número de massa, A = Z + N), como urânio 
238, urânio 235, tório 232, rádio 226 e rádio 228. Até mesmo em vegetais, pode ser detectada 
a radioatividade: as batatas, por exemplo, contêm o isótopo radioativo potássio 40. As plantas, 
assim como os seres humanos, contêm o carbono 14. No nosso sangue e ossos, encontram-se 
também potássio 40, carbono 14 e rádio 226. 
A presença do isótopo carbono 14 em animais e plantas serviu para desenvolver um 
método de datação arqueológica de esqueletos e dispositivos de madeira, que têm contribuído 
18
Atividade 6
Aula 01 Física e Meio Ambiente
para a compreensão sobre antigas civilizações e sobre o processo de evolução das espécies, 
principalmente da espécie humana. 
A Fundação Museu do Homem Americano, sediada no município de São Raimundo Nonato, 
no estado do Piauí, em pleno semi-árido nordestino, é um local de fundamental importância para a 
cultura regional. Foide pesquisas lá realizadas, lideradas pela arqueóloga brasileira Niède Guidon 
que saíram resultados essenciais para o conhecimento sobre o povoamento da região. A pesquisa 
arqueológica revelou dados novos sobre o povoamento das Américas. Demostrou-se que, ao 
contrário do que afi rmava a teoria clássica, o homem penetrou no continente americano muito antes 
de 30.000 anos. Uma década de escavações no sítio Toca do Boqueirão da Pedra Furada permitiu 
estabelecer uma crono-estratigrafi a da presença humana no sítio. A seqüência estratigráfi ca foi 
datada por uma série de 63 datações pelo carbono 14 e pelos métodos da termoluminescência, 
consistindo estes da determinação da data em que os materiais foram formados pela mensuração 
da energia luminosa liberada ao aquecê-los. O que queremos deixar claro, entretanto, é o papel 
desempenhado pela força nuclear fraca em tudo isso, pois é ela a responsável pelos processos 
de instabilidade que conduzem à radioatividade.
Se a força nuclear fraca é cerca de um milionésimo (10–6) e a força eletromag-
nética é aproximadamente 1/137, ambas em relação à força nuclear forte, então, 
como se comparam as forças nuclear fraca e eletromagnética? Das informações 
sobre a força nuclear fraca, qual a abrangência típica do seu raio de ação?
Em 1979, os físicos teóricos norte-americanos Sheldon Lee Glashow (1932- ) e 
Steven Weinberg (1933- ), e o paquistanês Abdus Salam (1926-1996) foram contemplados 
com o Prêmio Nobel de Física por desenvolverem uma teoria que unifi cou as interações 
eletromagnética e nuclear fraca das partículas subatômicas. Esta, chamada teoria eletrofraca, 
postula que as interações fraca e eletromagnética são de mesma intensidade para partículas 
de energias muito altas. Desse modo, as duas interações são vistas ordinariamente como 
manifestações diferentes de uma só interação eletrofraca unifi cadora. Essa teoria faz muitas 
previsões concretas, mas talvez a mais espetacular seja a previsão das massas de duas 
partículas elementares específi cas, conhecidas como W e Z. Físicos experimentais – o holandês 
Simon Van Der Meer (1925- ) e o italiano Carlo Rubbia (1934- ) – trabalhando no CERN (Centre 
Européen pour la Recherche Nucléaire), laboratório europeu de pesquisas nucleares, situado na 
divisa entre França e Suíça, descobriram tais partículas justamente com a massa prevista pela 
19Aula 01 Física e Meio Ambiente
teoria eletrofraca. Por esse trabalho, eles foram agraciados com o Prêmio Nobel de Física de 
1984. Assim, a visão corrente é a de que existem somente três forças fundamentais na natureza. 
Físicos e cosmologistas acreditam que as forças fundamentais da natureza são estreitamente 
relacionadas à origem do Universo. A teoria do Big Bang afi rma que o Universo surgiu de uma 
singularidade pontual, uma grande explosão, há cerca de 15 bilhões de anos. De acordo com ela, 
que é a teoria mais abrangente, os primeiros momentos (até décimos de nanosegundo, 10–10 s) 
depois do big bang presenciaram condições tão extremas de energia que todas as quatro forças 
estariam unifi cadas. Ainda hoje, os cientistas continuam a buscar uma possível conexão entre as 
quatro forças fundamentais, uma teoria de tudo, como foi o sonho de Einstein.
Leituras complementares
CONVITE À FÍSICA. Disponível em: <http://www.conviteafisica.com.br>. Acesso em:
26 maio 2005. 
Site direcionado para alunos, professores e curiosos. Disponibiliza material para pesquisa, 
ensino e divulgação da Física.
FUNDAÇÃO JOAQUIM NABUCO. Disponível em: <http://www.fundaj.gov.br>. Acesso em: 26 
maio 2005.
INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS (INPE). Disponível em: <http://www.inpe.
br>. Acesso em: 25 maio 2005.
SALA DE FÍSICA. Disponível em: <http://www.geocities.yahoo.com.br/saladefi sica.com.br>. 
Acesso em: 25 maio 2005. 
Recursos didáticos para estudantes e professores de Física do Ensino Médio.
UM PORTAL focado em meio ambiente. Disponível em: <http://www.ambientebrasil.com.br>. 
Acesso em: 25 maio 2005.
Nesta disciplina e no curso de Licenciatura você poderá aprofundar cada um dos tópicos 
listados na Tabela 1. Um bom ponto de partida para esse aprofundamento são os endereços 
indicados a seguir.
AGÊNCIA BRASILEIRA DO PROGRAMA DAS NAÇÕES UNIDAS PARA O MEIO AMBIENTE. 
Disponível em: <http://www.onu-brasil.org.br>. Acesso em: 10 ago. 2006.
COMITÊ BRASILEIRO DO PROGRAMA DAS NAÇÕES UNIDAS PARA O MEIO AMBIENTE. 
Disponível em: <http://www.brasilpnuma.org.br>. Acesso em: 26 maio 2005. 
PROGRAMA DAS NAÇÕES UNIDAS PARA O MEIO AMBIENTE. Disponível em: <http://www.
unep.org.br>. Acesso em: 25 maio 2005.
20
Resumo
1
2
3
Aula 01 Física e Meio Ambiente
Nesta primeira aula, discutimos a respeito dos signifi cados de meio 
ambiente e das ciências físicas e, baseados nessas ciências, discutimos 
também uma compreensão do meio ambiente. Nesse sentido, você foi 
conduzido a aprender um pouco sobre as interações fundamentais da 
natureza (que se dão através de quatro tipos forças) e o modo como elas 
aparecem em algumas situações específi cas.
Auto-avaliação
Nesta seção, você deverá responder a questões e treinar a resolução de problemas 
representativos dos temas discutidos nesta aula. 
Faça uma redação de 10 a 20 linhas sobre a Figura 1. 
Na Figura 2, foram apresentados alguns problemas ambientais frutos da ação 
humana. Dê algum exemplo (se existir) de problema ambiental decorrente da ação 
humana presente em sua região. 
Leia o texto a seguir. 
Cláudia, ginasta e estudante de Física, está encantada com certos apelos estéticos 
presentes na Física Teórica. Ela fi cou fascinada ao tomar conhecimento da possibilidade de 
uma explicação unifi cadora para todos os tipos de forças existentes no universo, isto é, que 
todas as interações fundamentais conhecidas na natureza (gravitacional, eletromagnética, 
nuclear fraca e nuclear forte) poderiam ser derivadas de uma única espécie de superforça. 
Em suas leituras, ela pôde verifi car que, apesar dos avanços obtidos pelos físicos, o desafi o da 
grande unifi cação continua até os dias de hoje. Cláudia viu, em um de seus livros, um diagrama 
ilustrando a evolução das principais idéias de unifi cação ocorrida na Física.
21
4
5
6
Força nuclear
forte
Possível
unificação
final?
Possível
unificação?
Força 
eletrofraca
Força
eletromagnética
Força nuclear
fraca
Gravitação
universal
Gravidade
celeste
Gravidade
Terrestre
Força 
elétrica
Força
magnética
Aula 01 Física e Meio Ambiente
Face à interligação existente entre a eletricidade e o magnetismo, um observador, ao 
analisar um corpo eletricamente carregado que está em movimento, com velocidade constante, 
em relação a ele constatará a presença de: 
a) campos elétrico e magnético cuja resultante é nula. 
b) campo elétrico nulo e campo magnético não nulo. 
c) campo elétrico não nulo e campo magnético nulo. 
d) campos elétrico e magnético não nulos.
Obtenha a densidade média (massa/volume) da Terra. Cite pelo menos um material 
mais denso do que a Terra. 
Quais são as similaridades e diferenças entre a lei universal da gravitação, de Newton, 
e a lei de Coulomb? E entre as forças nucleares forte e fraca? 
O fenômeno da radioatividade é descrito por uma lei de decaimento exponencial, do 
tipo N = N
0
e–λt, em que N
0
 representa o número de núcleos radioativos, constituindo 
uma amostra radioativa no instante inicial, t = 0; N representa o número desses 
núcleos num instante t > 0 genérico; e λ é uma propriedade característica chamada 
constante de decaimento ou de desintegração. Se uma amostra tem λ = 1,4 x 10–¹¹ 
s–¹ e contém inicialmente N0 = 3 x 1016 núcleos, quantos conterá decorridos 1,6 x 
103 anos? Que porcentagem corresponde da quantidade inicial?
22 Aula 01 Física e Meio Ambiente
Referências
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Acesso em: 24 out. 2006.
EMBRAPA: semi-árido. Meio ambiente. Disponível em: <http://www.cpatsa.embrapa.br/
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HEWITT,P. G. Física conceitual. 9. ed. Porto Alegre: Bookman, 2002.
LANDULFO, E. Meio ambiente e física. São Paulo: Ed. SENAC/SP, 2005. (Série Meio Ambiente, 
v. 4).
MENEGAT, Rualdo (Coord. Geral). Atlas ambiental. Porto Alegre: Editora da UFRGS, 2004. 
(Encadernado com ou sem CD).
MENEZES, L. C. A matéria: uma aventura do espírito. São Paulo: Editoria Livraria da 
Física, 2005. 277p.
NASA. J-Track 3D. Disponível em: <http://www.science.nasa.gov/Realtime/jtrack/3d/JTrack3D.
html>. Acesso em: 24 out. 2006.
TRIGUEIRO, A. (Org.). Meio ambiente no século XXI. São Paulo: Sextante, 2003.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL. instituto de Física. [Experimento de 
Rutherford]. Disponível em: <http://www.if.ufrgs.br/historia/rutherford01.jpg>. Acesso em: 
24 out. 2006.
WIKIPÉDIA. A enciclopédia livre. Física. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/
F%C3%ADsica>. Acesso em: 24 out. 2006.
______. Galáxia. Disponível em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Gal%C3%A1xia>. Acesso em: 
24 out. 2006.
Disponíveis na biblioteca do pólo:
YOUNG, H.; FREEDMAN, R. A. Física I: mecânica: Sears e Zemansky. 10. ed. São Paulo: 
Addison-Wesley, 2003a.
______. Física II: termodinâmica e ondas: Sears e Zemansky. 10. ed. São Paulo: Addison-
Wesley, 2003b.
23Aula 01 Física e Meio Ambiente
______. Física III: eletromagnetismo: Sears e Zemansky. 10. ed. São Paulo: Addison-Wesley, 
2003c.
______. Física IV: óptica e física moderna: Sears e Zemansky. 10. ed. São Paulo: Addison-
Wesley, 2003d.
24
Anotações
Aula 01 Física e Meio Ambiente
EMENTA
> Ciclamio Leite Barreto
> Gilvan Luiz Borba
> Rui Tertuliano de Medeiros
Física e mensuração. Movimentos e conceitos da mecânica. Relatividade. Temperatura, calor e termodinâmica. 
Ondas, som e audição. Eletricidade e magnetismo. Ondas, luz e visão. Meio ambiente e Física Moderna. 
Aplicações tecnológicas contemporâneas
FÍSICA E MEIO AMBIENTE – INTERDISCIPLINAR
AUTORES
AULAS
01 O meio ambiente e a Física
02 Física e mensuração
03 Movimentos: conceitos fundamentais e descrição
04 Força e movimento
05 Leis da conservação da mecânica I
06 Leis da conservação da mecânica II
07 Teoria cinética dos gases
08 Calor e termodinâmica
09 Ondas, som e audição
10 Eletricidade e magnetismo I
11 Eletricidade e magnetismo II
12 Ondas, luz e visão
13 Relatividade
14 Física moderna e meio ambiente
15 Energia nuclear e seus usos na sociedade
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