FISICA - 1- INTRODUÇÃO À FISICA - INTRODUÇÃO E ENTENDENDO A DIVISÃO DA FÍSICA

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INTRODUÇÃO À FÍSICA 03
Introdução à Física
Análise Dimensional
Algarismos Significativos
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SUMÁRIO
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INTRODUÇÃO À FÍSICA
A Física é uma ciência natural 
desenvolvida desde a Antiguidade. 
Porém era conhecida como filosofia 
natural, e seus estudiosos eram 
chamados de filósofos naturais e 
não físicos, como hoje em dia. Os 
primeiros estudos começaram com a 
contemplação do céu: o movimento 
das estrelas chamou a atenção dos 
seres humanos durante milhares de 
noites. 
Fenômenos naturais Aplicações
A Física está presente no cotidiano aplicada à muitas situações: tecnologias, fenômenos naturais, 
desde o estudo da menor parte da matéria (a nível subatômico) até o estudo das galáxias e o universo. 
Os físicos pesquisam muitas coisas que têm aplicações na indústria, na medicina, na engenharia.
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Área Subárea
Mecânica
Cinemática
Dinâmica
Estática
Hidrostática
Hidrodinâmica
Gravitação
Termodinâmica
Termometria
Calorimetria
Termodinâmica
Óptica
Óptica Geométrica
Óptica Física
Ondulatória
Acústica
Ondas Eletromagnéticas
Eletromagnetismo
Eletrostática
Eletrodinâmica
Magnetismo
Eletromagnetismo
Física Moderna e 
Contemporânea
Relatividade
Física Quântica
Física de Partículas
Cosmologia
A Física é dividida nas seguintes áreas: 
mecânica, termodinâmica, óptica, ondulatória, 
eletromagnetismo e física moderna e 
contemporânea. Cada área possui subdivisões: 
A mecânica estuda os corpos que se movem: 
pessoas, pássaros, aviões, satélites, corpos 
celestes. Além dos movimentos, também as 
trajetórias, o tempo e as causas dos movimentos 
são objetos de estudo da mecânica. 
A termodinâmica se desenvolveu através do 
estudo do calor (uma forma de energia) e da 
temperatura. O calor e o trabalho são conceitos 
essenciais para entender o funcionamento das 
máquinas térmicas.
A óptica é a área que estuda a luz: seus 
fenômenos, propriedades e características. 
A óptica geométrica envolve o estudo da luz 
considerando-a como partícula, ou seja, como 
um raio luminoso, representada por uma 
linha reta. Também envolve as aplicações em 
instrumentos ópticos, como óculos, espelhos, 
lentes, microscópio e telescópio, por exemplo. 
Já a óptica física encara a luz como sendo uma 
onda eletromagnética. Além da luz, existem 
outras ondas eletromagnéticas: as ondas de 
rádio (produzidas por uma corrente elétrica que 
varia rapidamente em uma antena), as micro-
ondas, a radiação infravermelha, ultravioleta, os 
raios X e os raios gama.
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AA ondulatória é mais precisamente o estudo 
das ondas, como as ondas eletromagnéticas e as 
ondas mecânicas. O som é um exemplo de onda 
mecânica e portanto, desenvolveu-se uma longa 
trajetória de estudos sobre o som: a acústica, 
envolvendo, inclusive, os instrumentos musicais. 
O eletromagnetismo originou dos estudos 
sobre a eletricidade, dos corpos condutores 
e isolantes, a formulação da lei da atração e 
repulsão. Descobriu-se que os corpos possuem 
natureza elétrica, oriunda da presença de 
elétrons. Aplicações importantes são motores 
e geradores elétricos, brinquedos, a lâmpada, e 
diversos aparelhos eletrônicos. Hoje a eletricidade 
é predominante na sociedade, existem diversas 
usinas geradoras de eletricidade para iluminar 
as casas e estabelecimentos do mundo inteiro. 
Uma incrível transformação da natureza ocorre 
para a produção de eletricidade nessas usinas: é 
a transformação da energia, na qual diferentes 
tipos de usinas transformam diferentes tipos 
de energia, como por exemplo, as usinas 
hidrelétricas transformam a energia potencial 
da água em energia elétrica, as termelétricas 
que transformam o calor por meio da queima do 
carvão, as usinas nucleares que transformam a 
energia proveniente dos núcleos atômicos, por 
meio da fissão do urânio e outros elementos 
químicos. E não para por aí! O eletromagnetismo 
é uma área vasta, que envolve, ainda, o estudo 
do magnetismo sobre as propriedades dos ímãs 
em atrair magneticamente outros corpos, a 
bússola que é um dispositivo inventado a partir 
do ímã. O magnetismo é importante também 
para estudar o núcleo da Terra, pois descobriu-
se que o planeta Terra possui um imenso pedaço 
de ferro no seu interior, comportando-se como 
um gigantesco ímã.
Espectro Eletromagnético
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A física moderna e contemporânea começou 
a ser desenvolvida apenas no século passado e 
até hoje ainda existem muitos estudos a serem 
realizados. É uma área extremamente recente e 
muito promissora. Envolve o estudo da mecânica 
quântica a partir do quantum: luz é quantizada e 
existe em quantidades de energia determinadas, 
que são chamadas de fótons. A mecânica 
quântica está relacionada com o estudo do 
mundo subatômico e explica fenômenos que 
ocorrem nos celulares e computadores, por 
exemplo. Já a Teoria da Relatividade procura 
responder perguntas como: a viagem no tempo 
é possível? Para o passado? Para o futuro? 
A velocidade da luz é o limite da natureza? A 
Teoria da Relatividade publicada pelo físico 
Albert Einstein é dividida em duas partes: 
Relatividade Especial (ou Relatividade Restrita) 
e Relatividade Geral. A primeira coisa que deve 
se ter em mente quando fala-se de Relatividade 
são os seus conceitos mais fundamentais, de 
que quando um objeto viaja na velocidade 
da luz ocorrem três fenômenos: sua massa é 
aumentada, seu comprimento é encurtado e seu 
tempo torna-se lento. E o valor da velocidade 
da luz é sempre o mesmo, qualquer que seja a 
posição do observador. Então você se pergunta: 
quanto vale a velocidade da luz? Ela é denotada 
pelo símbolo c, que significa celeridade. 
Celeridade é a rapidez da luz, cujo valor é de 
300.000 km/s. A física de partículas é um novo 
estudo sobre como se comportam as partículas 
ainda menores que o próton, o elétron e o 
nêutron. E por fim, a cosmologia é o estudo do 
universo, suas origens e teorias sobre o formato 
do universo, composição e evolução. 
ANOTAÇÕES
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EXERCÍCIOS
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(FATEC 2017) Leia o texto.
A polonesa Maria Skodovska Curie (1867–1934) é 
considerada a “mãe da Física Moderna” e a “patrona 
da Química”. Madame Curie, como é conhecida, 
é famosa por sua pesquisa inovadora sobre a 
radioatividade e pela descoberta dos elementos 
polônio e rádio. Ela teve influência na trajetória de 
muitas outras mulheres ao redor do mundo, que 
enfrentavam uma época repleta de preconceitos e 
dificuldades profissionais.
No Brasil, na primeira metade do século XX, tivemos 
pelo menos três representantes de destaque na área 
da Física. Yolande Monteux (1910–1998), primeira 
mulher formada em Física pela USP no Brasil (1938), 
trabalhou em pesquisas sobre raios cósmicos, 
tornando-se uma das pioneiras na área. Logo depois, 
em 1942, duas outras pesquisadoras seguiram os 
passos dela, graduando-se, também, em Física. Uma 
delas, Elisa Frota-Pessoa (1921– ), graduada pela 
UFRJ, trabalhou com Física Experimental. Dentre 
sua obra, destaca-se o artigo intitulado “Sobre a 
desintegração do méson pesado positivo”. A outra foi 
Sonja Ashauer (1923–1948), também graduada pela 
USP, e que se tornou a primeira mulher brasileira a 
concluir um Doutorado em Física, na Universidade de 
Cambridge (Inglaterra), com uma tese sobre elétrons 
e radiações eletromagnéticas. 
Podemos afirmar que algumas áreas da Física 
contempladas pelos estudos citados no texto são 
Termologia e Radioatividade, por estudarem a 
temperatura dos raios cósmicos e suas radiações. 
Magnetismo e Físico-Química, por terem pesquisado 
partículas atômicas e novos elementos. 
Acústica e Gases, pela descoberta do rádio e do polônio, 
que são gases à temperatura e pressãoambiente. 
Astrofísica e Física de Partículas, pelo estudo dos raios 
cósmicos, radioatividade e partículas subatômicas. 
Óptica Geométrica e Eletromagnetismo, pela 
observação astronômica realizada das radiações 
eletromagnéticas. 
 
(PUCCAMP 2016) Grandezas físicas são variáveis 
de um objeto ou de uma situação que podem ser 
medidas. Algumas dessas grandezas são relacionadas 
entre si de forma que podemos aplicar uma regra de 
proporção entre elas.
Há apenas grandezas físicas em: 
volume, velocidade, cor e deslocamento. 
força, tempo, pressão e forma. 
velocidade, aceleração, deslocamento e potência. 
tempo, temperatura, odor e quantidade de calor. 
energia, trabalho, aceleração e sabor. 
 
(UFSC 2018) Sobrevivendo com a Física
Pedro, Tiago e João vão para casa conversando 
sobre a aula do novo professor de Física, que possui 
conhecimento sólido e consistente sobre Física e a 
produção do conhecimento em Física.
– Até hoje eu pensava que 1a Física era coisa de um 
gênio que faz tudo sozinho, comenta Tiago.
– Não é bem assim!, fala João. O professor disse 
que a Física é construída coletivamente, com a 
contribuição de várias pessoas que buscam explicar 
os fenômenos físicos usando os conhecimentos 
acumulados historicamente.
Pedro pensa na aula e completa:
– Além disso, 2as explicações vão se modificando com 
o tempo, permitindo 3compreensão mais profunda 
dos fenômenos físicos.
Então Tiago fala em tom de brincadeira:
– Vocês prestaram bastante atenção na aula de hoje!
João, empurrando levemente o colega, diz:
– Quando o assunto é interessante, milagres acontecem!
Devolvendo o empurrão, Tiago responde:
– É mesmo. Lembrei que o professor disse que 4para 
a produção do conhecimento em Física interesse é 
fundamental.
Rompendo seu breve silêncio, Pedro fala:
– Eu gosto de Física, mas às vezes tem muitos 
cálculos... e não sabemos qual a utilidade dela. O que 
mais me encanta é ver a Física no mundo, explicando 
as coisas, como o rádio, a televisão, os furacões, até 
os esportes.
Tiago fala euforicamente:
– Lembra que o professor disse que podemos 
encontrar a Física em tudo, basta procurar?
No mesmo instante, João diz:
– Tive uma ideia!
– Qual?, perguntam em uníssono Tiago e Pedro.
– Podíamos usar o que sabemos de Física para 
reproduzir as situações daqueles programas de 
sobrevivência que sempre assistimos na casa do Pedro.
Pedro concorda:
– Boa ideia! Vamos montar um acampamento no 
sítio do meu avô em Santo Amaro da Imperatriz.
Podemos gravar o nosso reality e postar no Youtube 
para todos curtirem.
Interrompendo Pedro, João decide:
– O nome vai ser Sobrevivendo com a Física!
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Todos riem e vão para casa encher as mochilas com 
cordas, elásticos, garrafas, sacos, fios, hand spinner, 
Gravity Light e outros apetrechos úteis para a 
aventura.
Com base no texto “Sobrevivendo com a Física” e na 
visão atual sobre a produção do conhecimento em 
Física, é correto afirmar que: 
Pedro gosta de Física principalmente porque pode 
fazer muitos cálculos. 
o trecho “a Física era coisa de um gênio que faz tudo 
sozinho” (ref. 1) é inconsistente com a visão atual 
sobre a produção do conhecimento em Física. 
o trecho “as explicações vão se modificando com 
o tempo” (ref. 2) significa que o conhecimento 
produzido na Física tem pouca validade, pois muda 
constantemente. 
o trecho “compreensão mais profunda dos fenômenos 
físicos” (ref. 3) significa que o conhecimento produzido 
na Física é verdadeiro e imutável. 
o trecho “para a produção do conhecimento em Física 
interesse é fundamental” (ref. 4) significa que um dos 
motores fundamentais da produção do conhecimento 
em Física é o interesse do pesquisador em explicar 
determinado fenômeno físico. 
(ENEM PPL 2016) A telefonia móvel no Brasil opera 
com celulares cuja potência média de radiação é cerca 
de 0,6 W. Por recomendação do ANSI/IEEE, foram 
estipulados limites para exposição humana à radiação 
emitida por esses aparelhos. Para o atendimento 
dessa recomendação, valem os conselhos: segurar o 
aparelho a uma pequena distância do ouvido, usar 
fones de ouvido para as chamadas de voz e utilizar 
o aparelho no modo viva voz ou com dispositivos 
bluetooth. Essas medidas baseiam-se no fato de que 
a intensidade da radiação emitida decai rapidamente 
conforme a distância aumenta, por isso, afastar o 
aparelho reduz riscos. 
COSTA, E. A. F. Efeitos na saúde humana da exposição aos 
campos de radiofrequência. Disponível em: www.ced.ufsc.br. 
Acesso em: 16 nov. 2011 (adaptado).
Para reduzir a exposição à radiação do celular de 
forma mais eficiente, o usuário deve utilizar 
fones de ouvido, com o aparelho na mão. 
fones de ouvido, com o aparelho no bolso da calça. 
fones bluetooth, com o aparelho no bolso da camisa. 
o aparelho mantido a 1,5 cm do ouvido, segurado pela 
mão. 
o sistema viva voz, com o aparelho apoiado numa 
mesa de trabalho. 
 
(UEG 2016) Recentemente, os noticiários divulgaram 
a descoberta de ondas gravitacionais, previstas 
teoricamente por Albert Einstein. Essa descoberta 
reforça a teoria 
da radiação de corpo negro. 
do efeito fotoelétrico. 
do efeito Compton. 
da relatividade. 
das cordas. 
(UEG 2010) Qual das afirmações a seguir é correta 
para a teoria da relatividade de Einstein? 
No vácuo, a velocidade da luz depende do movimento 
da fonte de luz e tem igual valor em todas as direções. 
Elétrons são expulsos de uma superfície quando ocorre 
a incidência de uma radiação eletromagnética (luz). 
Em determinados fenômenos, a luz apresenta natureza 
de partícula e, em outros, natureza ondulatória. 
Na natureza, não podem ocorrer interações de 
velocidades superiores à velocidade da luz c. 
 
(UEG 2005) Antes mesmo de ter uma ideia mais 
correta do que é a luz, o homem percebeu que ela 
era capaz de percorrer muito depressa enormes 
distâncias. Tão depressa que levou Aristóteles - 
famoso pensador grego que viveu no século IV a.C. 
e cujas obras influenciaram todo o mundo ocidental 
até a Renascença - a admitir que a velocidade da luz 
seria infinita.
GUIMARÃES, L. A.; BOA, M. F. Termologia e óptica. 
São Paulo: Harbra, 1997. p. 177
Hoje sabe-se que a luz tem velocidade de 
aproximadamente 300000 km/s, que é uma 
velocidade muito grande, porém finita. A teoria 
moderna que admite a velocidade da luz constante 
em qualquer referencial e, portanto, torna elásticas as 
dimensões do espaço e do tempo é: 
a teoria da relatividade. 
a teoria da dualidade onda - partícula. 
a teoria atômica de Bohr. 
o princípio de Heisenberg. 
a lei da entropia. 
 
(PUCMG 2003) 
A figura mostra o nascer do Sol. Dos pontos A, B, C e 
D, qual deles indica o Sul geográfico? 
A 
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D 
(UERJ SIMULADO 2018) Observe na imagem as 
áreas da Terra que se encontravam iluminadas e na 
penumbra em determinado dia do ano.
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Considerando a imagem e a dinâmica do movimento 
de rotação da Terra, a cidade em que irá amanhecer 
primeiro é: 
Berlim 
Seattle 
Sydney 
Moscou 
 
Qual das áreas da física é a mais recente?
Mecânica
Eletromagnetismo
Ondulatória
Física Moderna e Contemporânea
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GABARITO DJOW
INTRODUÇÃO À FÍSICA
ANOTAÇÕES
1: [D]
As áreas da Física citadas no texto são: Astrofísica e Física de 
Partículas, devido aos estudos dos raios cósmicos e sobre a 
desintegração do méson pesado positivo; Radioatividade, pelos 
estudos de Marie Curie e partículas subatômicas pelos estudos 
de Sonja Ashauer sobre elétrons e radiações eletromagnéticas. 
2: [C]
Cor, forma, odor e sabor não são grandezas físicas. 
3: 02 + 16 = 18.
[01] Falsa. Apesar de gostar de Física, Pedro reclamou do excesso 
de cálculos.
[02] Verdadeira. A ciência como um todo, assim como naFísica, 
é uma construção coletiva.
[04] Falsa. O conhecimento vai se aperfeiçoando com o tempo, 
permitindo uma visão mais profunda dos fenômenos da natureza.
[08] Falsa. O significado é de que a ciência vai sendo construída a 
partir de várias contribuições da comunidade científica mundial, 
procurando sempre esclarecer melhor e mais precisamente os 
fenômenos naturais.
[16] Verdadeira. A motivação para confirmar ou refutar uma 
teoria é o interesse científico em procurar explicar os fenômenos à 
luz do conhecimento já consagrado, mas também lançando mão 
de novas argumentações para corroborar os fatos observados. 
4: [E]
A forma mais eficiente é descrita pela alternativa [E], em que 
não há contato físico com o aparelho celular. 
5: [D]
Segundo Paul Tipler, em seu livro Física Moderna, 3ª edição, LTC: 
“Implícita na teoria da relatividade geral está a possibilidade 
de que uma massa acelerada emita ondas gravitacionais, da 
mesma forma como uma carga elétrica acelerada emite ondas 
eletromagnéticas.” 
6: [D]
A única que tem a ver com Einstein é a letra D. 
7: [A] 
8: [D] 
9: [C]
Como a luz solar percorre o sentido leste-oeste, as cidades 
de Berlim e Seattle irão presenciar o pôr do Sol, nesta ordem. 
Porém, o amanhecer em primeiro lugar será obtido mais ao 
extremo direito do mapa, isto é, em Sydney, depois em Moscou, 
Berlim e Seattle. Portanto, a alternativa [C] é a resposta. 
10: [D]