F01A001

Quebra-Gelo

  • Exibição de Experimento: Plano Inclinado
  • Do experimento criar duvidas e ver o que saí no debate como por exemplo:
    • O que existe por trás disso?
    • Relato sobre a existência de forças, alterações no movimento, noções de tempo, distância e massa.
    • Exibição de equações referentes ao plano inclinado e deixar uma pergunta no ar sobre como que está situação conseguiu ser “matematizada”.

A Ciência e o desenvolvimento da Sociedade

Ciência: A ciência pode ser genéricamente descrita como sendo o conhecimento profundo sobre alguma coisa e esse conhecimento é utilizado como fonte de informação, onde a ciência baseia-se no teste de ideias através de evidência obtida a partir do mundo natural.

Sociedade: Em geral consideramos que a sociedade trata-se da reunião de homens e/ou animais que vivem em grupos organizados, formando um corpo social, onde os membros de uma coletividade estão subordinados às mesmas leis ou preceitos. Cada um dos diversos períodos correspondes à evolução da espécie humana: sociedade primitiva, feudal, capitalista.

As sociedades sofreram alterações ao longo do tempo, e consequentemente, a ciência também as sofreu, onde um evoluíu apoiado no outro.

Durante a primeira metade do século XX, quando o mundo estava envolto em guerra, os governos disponibilizaram financiamento para que os cientistas fizessem investigação com vista a aplicações militares — pelo que a ciência progrediu nessa direção, desvendando os mistérios da energia nuclear.

Noutros tempos, forças de mercado têm impulsionado o progresso científico. Por exemplo, empresas modernas que procuram gerar rendimentos através do tratamento médico, da produção de fármacos, e da agricultura, têm dedicado cada vez mais recursos para investigação em biotecnologia, resultando em avanços significativos na sequenciação do genoma e em engenharia genética.

Em contrapartida, as fundações modernas, financiadas por particulares, podem investir o seu dinheiro em projetos que considerem ser socialmente responsáveis, encorajando a investigação em tópicos como as tecnologias de energias renováveis. A ciência não é estática; muda ao longo do tempo, refletindo as alterações que ocorrem nas sociedades em que está inserida.

De seguida, analisaremos brevemente algumas das muitas formas pelas quais a sociedade influencia a ciência:

  • Apoiando a ciência;
  • Satisfazendo as necessidades da sociedade;
  • Formando cientistas.

Apoiando a ciência

Alguma ciência pode ser feita mesmo sem muito dinheiro. Você pode fazer observações meticulosas de pardais no seu quintal e fazer verdadeira investigação científica com orçamentos muito limitados, mas muitos tópicos de investigação em ciência não podem ser investigados com poucos recursos. Por exemplo, cientistas aguardam ansiosamente respostas a questões fundamentais em física de partículas, que esperam que surjam através de um acelerador de partículas que custou milhares de milhões de euros. CÉ claro que a maioria da investigação científica não custa esses valores — mas também não é isenta de custos.

A ciência pode ser dispendiosa. Há salários para pagar, equipamento de laboratório a ser adquirido, espaços de trabalho que tem de ser pago, e pesquisa no terreno a ser financiada. Sem financiamento, a ciência como um todo simplesmente não consegue progredir, e esse financiamento, em última instância, provém das sociedades que irão beneficiar dos seus avanços. Consequentemente, essas sociedades ajudam a determinar como o seu dinheiro é gasto. Por exemplo, uma sociedade que aprove amplamente a investigação em células estaminais irá encorajar o apoio governamental, estimulando novos desenvolvimentos na área. Contudo, uma sociedade que amplamente reprove a investigação em células estaminais dificilmente apoiará políticos que atribuam financiamento para esse tipo de investigação. Neste segundo caso, irá ser realizada menos investigação em células estaminais, fazendo com que seja pouco provável que essa sociedade se torne líder na área.

ALTOS E BAIXOS DA INVESTIGAÇÃO EM ENERGIA

Os cientistas que fazem investigação em fontes de energia alternativas (por exemplo, energias eólica, solar e geotérmica, em oposição aos combustíveis fósseis) estão habituados a ver as suas fortunas aumentar e diminuir conforme o ambiente social, político e económico que é vivido. O financiamento disponível para investigação em energias alternativas frequentemente aumenta com o aumento do custo dos combustíveis fósseis e com o interesse da sociedade em procurar travar a poluição e em conservar os seus recursos naturais. A crise energética dos anos 1970s, por exemplo, despoletou um aumento abrupto do financiamento disponível para investigar alternativas ao petróleo. Irão as preocupações actuais com os combustíveis fósseis desencadear um aumento semelhante? As preocupações da sociedade evoluem lentamente, mas em muitos países as energias renováveis expandiram-se consideravelmente desde 2007 (quando o site Understanding Science apareceu), e a União Europeia destinou fundos consideráveis à investigação em energias alternativas.

O financiamento influencia o percurso da ciência, ao encorajar a investigação sobre determinados tópicos e dificultando outros. Essa influência pode ser indireta, como quando as prioridades políticas definem os contornos dos programas de financiamento das agências financiadoras governamentais (tais como o National Institutes of Health e o National Science Foundation nos EUA ou a Fundação para a Ciência e Tecnologia em Portugal ou o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico no Brasil). Essa influência também pode ser mais direta, como quando indivíduos ou fundações privadas ffazem donativos para apoiar a investigação em determinados tópicos, como o cancro da mama — ou quando um indivíduo ou instituição oferece um prémio monetário para a resolução de um problema científico em particular, como, por exemplo, o prémio de 25 milhões de dólares oferecido em 2007 para a invenção de uma técnica viável de remoção do dióxido de carbono da atmosfera. Como este exemplo demonstra, o financiamento pode influenciar o curso da ciência, incitando-a a prosseguir em determinadas direções — mas, em última análise, o financiamento não altera as conclusões científicas alcançadas através dessa investigação.

Satisfazendo as necessidades da sociedade

A ciência responde às necessidades e interesses das sociedades nas quais é feita. Um tópico que corresponda a uma necessidade social, ou que prometa captar a atenção da sociedade, tem frequentemente mais probabilidade de ser escolhido como tópico de investigação do que uma questão obscura, que tenha poucas perspetivas de causar um impacto maior. Por exemplo, nao longo dos últimos 15 anos, a ciência tem feito face à epidemia do HIV/SIDA com um enorme esforço de investigação na área. Esta investigação tem abordado o HIV em particular, mas tem também aumentado a nossa compreensão sobre as infeções virais em geral. O desejo da sociedade em abrandar a propagação do HIV e desenvolver vacinas e tratamentos eficazes tem focado a investigação científica, aperfeiçoando o nosso conhecimento sobre o sistema imunitário e a sua interação com vírus, fármacos e infeções secundárias. A ciência é feita por pessoas, e essas pessoas são muitas vezes sensíveis às necessidades e interesses do mundo que as rodeia, quer o impacto desejado seja mais altruísta, mais economicista, ou uma combinação dos dois, como demonstrado no exemplo que se segue.

A COR MALVA

Em 1856, ao tentar fazer uma versão sintética do fármaco anti-malária quinino, o jovem químico William Perkin apercebeu-se de um vestígio de cor violeta. Tinha encontrado acidentalmente um corante que produzia uma nova cor: malva. A cor foi um sucesso instantâneo, adornando as mulheres por toda a Europa e enriquecendo o seu inventor. Isso atraiu a atenção de outros químicos com esperança de causar um impacto semelhante (e de enriquecer) — e a área da química orgânica arrancou, sustentada por uma moda. a área da química orgânica arrancou, sustentada por uma moda. Os caprichos da sociedades podem, por vezes, parecer frívolos; contudo, mesmo mudanças tão triviais podem acabar por alterar o curso da ciência.

Formando cientistas

Todos somos influenciados pelas culturas em que crescemos e pelas sociedades em que vivemos. Essas culturas definem os contornos das nossas expetativas, valores, crenças e objetivos. Os cientistas também são modelados pelas suas culturas e sociedades que, por sua vez, influenciam o seu trabalho. Por exemplo, um cientista pode recusar-se a participar em certos tipos de investigação que entrem em conflito com as suas crenças e valores, como no caso de Joseph Rotblat, um físico nascido na Polónia, cujas convicções pessoais influenciaram profundamente a investigação que desenvolveu.

Em 1939, Joseph Rotblat tornou-se um dos primeiros cientistas a compreender as implicações da cisão dos átomos — que a energia que é libertada poderia ser usada para desencadear uma reação em cadeia, culminando numa libertação maciça de energia — por outras palavras, uma bomba atómica. Contudo, em vez de ficar entusiasmado com a possibilidade, Rotblat ficou preocupado com o enorme custo em vidas humanas que tais armas teriam, e evitou desenvolver a ideia. Nesse mesmo ano, Rotblat conseguiu, por muito pouco, sair da Polónia antes da invasão Nazi e acabou por perder a sua esposa para a ocupação alemã. Ele ficou então com receio que a Alemanha desenvolvesse as suas próprias bombas atómicas.

Compreendendo que uma potência rival com uma arma semelhante podia dissuadir Hitler de fazer uso de uma tal bomba, Rotblat começou a trabalhar afincadamente na ideia, e foi para os Estados Unidos ajudar o Projeto Manhattan a desenvolver uma bomba atómica. Mas então veio um outro ponto de viragem. Foi então que surgiu outro ponto de viragem. Em 1944, Rotblat tomou conhecimento que os cientistas alemães tinham abandonado a sua investigação em armas atómicas. Deixou de parecer provável que a bomba que Rotblat estava a ajudar a desenvolver fosse usada como um mero dissuasor. Em 1944, Rotblat tornou-se no único cientista a demitir-se do Projecto Manhattan — porque descobriu que a sua aplicação provável não era ética. Após a Segunda Guerra Mundial, Rotblat canalizou os seus conhecimentos em física para as aplicações médicas e, em 1995, ganhou o prémio Nobel da Paz pelos seus esforços contra a proliferação nuclear.

Rotblat evitou uma área de investigação particular, devido aos seus pontos de vista éticos; outros cientistas escolheram os seus tópicos de investigação com base nos seus valores ou nos seus compromissos políticos. Por exemplo, o cientista de Harvard Richard Levins era um fervoroso apoiante do socialismo. Após uma passagem por Porto Rico como agricultor e sindicalista, Levins voltou aos Estados Unidos para estudar zoologia, mas não para se focar num tema de pequena escala, como o comportamento de um organismo individual ou uma espécie. Em vez disso, Levins empenhou-se no estudo de biologia populacional e interações entre as comunidades — áreas com implicações para os assuntos que o interessavam: desenvolvimento económico, agricultura e saúde pública. Os pontos de vista políticos de Levins não alteram os resultados dos seus estudos científicos, mas influenciam profundamente os tópicos que ele escolheu para estudar

E, claro, as inclinações sociais dos cientistas individuais podem influenciar o curso da ciência de muitas formas — como demonstrado no exemplo que se segue …

ENCONTRAR INSPIRAÇÃO NOS DETALHES

No início do século XX, a sociedade americana não esperava que as mulheres tivessem carreiras, e muito menos que levassem a cabo estudos científicos. Consequentemente, mulheres que escolhessem trabalhar em ciência eram frequentemente relegadas para tarefas mais monótonas e mecanizadas. Tal foi o caso quando Henrietta Leavitt foi trabalhar para Edward Pickering no Observatório da Universidade de Harvard. Foi-lhe atribuída a tarefa de catalogar meticulosamente e comparar fotos de milhares de estrelas — meros pontos de luz. (De facto, naquela altura, eram preferidas mulheres para tarefas deste tipo devido aos seus temperamentos supostamente pacientes.) No entanto, mesmo dentro deste trabalho penoso, Leavitt encontrou inspiração — e um padrão surpreendente nas suas estrelas. Para estrelas cujo brilho varia — chamadas estrelas variáveis — o período de tempo entre o seu ponto mais brilhante e o seu ponto mais ténue está relacionado com a sua luminosidade: estrelas com ciclos mais lentos são mais luminosas. A sua descoberta tinha implicações vastas e iria, em breve, permitir aos astrónomos medir as dimensões da nossa galáxia e demonstrar que o universo se está a expandir. Mas Pickering não permitiu que Leavitt desse seguimento a esta descoberta. Em vez disso, ela foi mandada de volta para as suas medições, tal como era considerado apropriado para uma mulher na altura, e o estudo das estrelas variáveis foi entregue a outros cientistas para ser desenvolvido. Tivesse a visão das mulheres na sociedade sido mais aberta naquela altura e este capítulo da história da astronomia poderia ter tomado um rumo bastante diferente!

Resumindo a ciência e a sociedade

Nesta secção, vimos que a sociedade define o percurso da ciência de muitas formas diferentes. A sociedade ajuda a determinar como os seus recursos são aplicados no financiamento do trabalho científico, encorajando alguns tipos de investigação e desencorajando outros. Da mesma forma, os cientistas são diretamente influenciados pelos interesses e necessidades da sociedade, e muitas vezes direcionam a sua investigação para tópicos que a irão servir. E, num nível mais fundamental, a sociedade molda as expetativas, valores, crenças e objetivos dos cientistas — e tudo isto influencia os cientistas na escolha das questões que escolhem para investigar, e como investigam essas mesmas questões.

ENVOLVA-SE

Mesmo que não passe os seus dias a fazer a sequenciação do ADN, realizando experiências num acelerador de partículas, ou a analisar a composição de rochas, você pode, ainda assim, influenciar o percurso da ciência com as suas ações a cada dia. Como? Aqui estão algumas sugestões sobre como se envolver mais em investigação científica:

  • Altere a forma como as agências financiadoras distribuem os fundos disponíveis para investigação. Por exemplo, se você quiser incentivar a investigação em fontes de energia alternativa, você pode escrever aos seus representantes políticos (e às agências da União Europeia se for cidadão europeu) fazendo-lhex saber que estudos você gostaria de ver financiados.
  • Apoie a investigação. Por exemplo, se você quiser que a ciência encontre uma cura para a diabetes juvenil, poderia apoiar uma fundação que promove investigação sobre essa doença.
  • Ajude com a recolha e análise de dados. Alguns projetos científicos procuram ativamente a sua ajuda como voluntário. Por exemplo, nos períodos em que não estiver a usar o computador, pode oferecer a sua utilização a químicos de Stanford para ajudar a realizar cálculos sobre a forma das proteínas. Ou você pode ajudar astrónomos, fazendo observações de estrelas variáveis no seu quintal. Para mais informações sobre como se envolver em investigação científica como voluntário, veja organizações como (em inglês) DistributedComputing.info e Citizen Science.

O que a ciência fez por si?

Muito. Se você acha que a ciência não é muito importante para você, pense novamente. A ciência afeta-nos a todos, todos os dias do ano, desde o momento em que acordamos, durante todo o dia, e durante toda a noite. O seu despertador digital, a previsão do tempo, o asfalto onde você guia, o autocarro em que anda, a sua decisão de comer uma batata assada em vez de batatas fritas, o telemóvel, os antibióticos que tratam a sua garganta, a água limpa que sai da sua torneira, e a luz que você desliga no final do dia, foram todos trazidos até si graças à ciência. O mundo moderno não seria moderno de todo, sem a compreensão e a tecnologia possibilitadas pela ciência.

Para deixar claro o quão profundamente a ciência está interligada com as nossas vidas, tente imaginar um dia sem progresso científico. Só para começar, sem a ciência moderna, não haveria:

  • maneira de usar a eletricidade. Desde os estudos de Ben Franklin sobre relâmpagos e estática em 1700, até à primeira bateria de Alessandro Volta, e à descoberta fundamental da relação entre eletricidade e magnetismo, a ciência tem vindo paulatinamente a desenvolver a nossa compreensão da eletricidade, que hoje transporta as nossas vozes através de linhas telefónicas, traz entretenimento às nossas televisões, e mantém as luzes acesas.
  • plástico. O primeiro plástico totalmente sintético foi feito por um químico no início de 1900 e, desde então, a química tem desenvolvido uma grande variedade de plásticos adequados a todos os tipos de utilizações, desde parar balas até fazer fio dental mais escorregadio.
  • agricultura moderna. A ciência transformou a forma como comemos hoje. Na década de 1940, os biólogos começaram a desenvolver variedades de alto rendimento de milho, trigo e arroz, que, quando combinadas com novos fertilizantes e pesticidas desenvolvidos por químicos, aumentaram drasticamente a quantidade de comida que poderia ser colhida de um único campo, dando início à Revolução Verde. Estas tecnologias baseadas na ciência desencadearam mudanças marcantes na agricultura, aumentando maciçamente a quantidade de alimentos disponíveis para alimentar o mundo, e transformando simultaneamente a estrutura económica das práticas agrícolas.
  • medicina moderna. No final da década de 1700, Edward Jenner foi o primeiro a mostrar de forma convincente que a vacinação funciona. Em 1800, os cientistas e os médicos estabeleceram a teoria de que muitas doenças são causadas por germes. E na década de 1920, um biólogo descobriu o primeiro antibiótico. Desde a erradicação da varíola, à prevenção de deficiências nutricionais, e a tratamentos bem sucedidos para infeções anteriormente mortais, o impacto da medicina moderna sobre a saúde global tem sido enorme. Na verdade, sem a ciência, muitas pessoas atualmente vivas teriam morrido de doenças que hoje em dia são facilmente tratadas.

O conhecimento científico pode melhorar a qualidade de vida em muitos níveis diferentes — desde o funcionamento rotineiro das nossas vidas quotidianas até questões globais. A ciência ajuda a formar políticas públicas e decisões pessoais em energia, conservação, agricultura, saúde, transporte, comunicação, defesa, economia, lazer e exploração. É quase impossível exagerar o número de aspetos da vida moderna que são afetados pelo conhecimento científico. Aqui vamos discutir apenas alguns desses exemplos. Você pode investigar:

  • Alimentando a tecnologia

  • Fazendo progressos na medicina

  • A nível pessoal

  • Moldando a sociedade

O que é Física?

Física: ciência que investiga as leis do universo no que diz respeito à matéria e à energia, que são seus constituintes, e suas interações.

Física é a ciência que estuda a natureza e seus fenômenos em seus aspectos mais gerais. Analisa suas relações e propriedades, além de descrever e explicar a maior parte de suas consequências. Busca a compreensão científica dos comportamentos naturais e gerais do mundo em nosso torno, desde as partículas elementares até o universo como um todo. Com o amparo do método científico e da lógica, e tendo a matemática como linguagem natural, esta ciência descreve a natureza através de modelos científicos. É considerada a ciência fundamental, sinônimo de ciência natural: as ciências naturais, como a química e a biologia, têm raízes na física. Sua presença no cotidiano é muito ampla, sendo praticamente impossível uma completíssima descrição dos fenômenos físicos em nossa volta. A aplicação da física para o benefício humano contribuiu de uma forma inestimável para o desenvolvimento de toda a tecnologia moderna, desde o automóvel até os computadores quânticos.

Aplicações e Áreas de Pesquisa

Pode-se dividir a física em Mecânica (que envolve Cinemática, Dinâmica, Estática, Hidrostática, Hidrodinâmica, Aerostática e Aerodinâmica), Termologia (com Termodinâmica e Calorimetria), Ondulatória, Acústica, Óptica, Electromagnetismo (contendo Magnetismo, Eletricidade e Física de Semicondutores), Física Moderna, Teoria da relatividade (Relatividade geral e Relatividade restrita), Física de Partículas (incluindo Física Subatômica), Física Atômica, Física Molecular, Física Nuclear, Mecânica Quântica e Mecânica Estatística. Entre suas aplicações tecnológicas estão a Eletrônica e Física computacional. Há ainda as áreas de Física de Materiais, Mecânica estatística, Física Matemática, Física de Plasmas, Oceanografia, Econofísica e Física atmosférica e aplicações em outras ciências, como Físico-química (na química), Astrofísica (na astronomia), Geofísica (na geologia), Biofísica (na biologia), Física Médica (na medicina) e Agrofísica (na agronomia).

Conteúdo Programado

  • Mecânica: Movimentos
  • Astronomia: Espaço
F01A000 – Conteúdo Programado e Objetivos

F01A000 – Conteúdo Programado e Objetivos


1. Movimentos: variações e conservações

  1. Fenomenologia cotidiana
  • Identificar diferentes movimentos que se realizam no cotidiano e as grandezas relevantes para sua observação (distâncias, percursos, velocidade, massa, tempo, etc.), buscando características comuns e formas de sistematizá-los (segundo trajetórias, variações de velocidade etc.).
  • Caracterizar as variações de algumas dessas grandezas, fazendo estimativas, realizando medidas, escolhendo equipamentos e procedimentos adequados para tal, como, por exemplo, estimando o tempo de percurso entre duas cidades ou a velocidade média de um entregador de compras.
  • Reconhecer que as modificações nos movimentos são conseqüência de interações, por exemplo, identificando que, para um carro parado passar a deslizar em uma ladeira, é necessária uma interação com a Terra.
  1. Variação e conservação da quantidade de movimento
  • A partir da observação, análise e experimentação de situações concretas como quedas, colisões, jogos, movimento de carros, reconhecer a conservação da quantidade de movimento linear e angular e, por meio delas, as condições impostas aos movimentos.
  • Reconhecer as causas da variação de movimentos, associando as intensidades das forças ao tempo de duração das interações para identificar, por exemplo, que na colisão de um automóvel o airbag aumenta o tempo de duração da colisão para diminuir a força de impacto sobre o motorista.
  • Utilizar a conservação da quantidade de movimento e a identificação de forças ou torques para fazer análises, previsões e avaliações de situações cotidianas que envolvem movimentos.
  1. Energia e potência associadas aos movimentos
  • Identificar formas e transformações de energia associadas aos movimentos reais, avaliando, quando pertinente, o trabalho envolvido e o calor dissipado, como, por exemplo, em uma freada ou em uma derrapagem
  • A partir da conservação da energia de um sistema, quantificar suas transformações e a potência disponível ou necessária para sua utilização, estimando, por exemplo, o combustível gasto para subir uma rampa ou a potência do motor de uma escada rolante.
  • Acompanhar a evolução dos processos de utilização de potência mecânica e as implicações sociais e tecnológicas a eles associadas ao longo dos tempos (como, por exemplo, na evolução dos meios de transportes ou de máquinas mecânicas).
  1. Equilíbrios e desequilíbrios
  • Diante de situações naturais ou em artefatos tecnológicos, distinguir situações de equilíbrio daquelas de não-equilíbrio (estático ou dinâmico).
  • Estabelecer as condições necessárias para a manutenção do equilíbrio de objetos, incluindo situações no ar ou na água.
  • Reconhecer processos pelos quais pode ser obtida amplificação de forças em ferramentas, instrumentos ou máquinas.

6. Universo, Terra e vida

  1. Terra e sistema solar
  • Conhecer as relações entre os movimentos da Terra, da Lua e do Sol para a descrição de fenômenos astronômicos (duração do dia e da noite, estações do ano, fases da lua, eclipses etc.).
  • Compreender as interações gravitacionais, identificando forças e relações de conservação, para explicar aspectos do movimento do sistema planetário, cometas, naves e satélites.
  1. O Universo e sua origem
  • Conhecer as teorias e modelos propostos para a origem, evolução e constituição do Universo, além das formas atuais para sua investigação e os limites de seus resultados no sentido de ampliar sua visão de mundo.
  • Reconhecer ordens de grandeza de medidas astronômicas para situar a vida (e vida humana), temporal e espacialmente no Universo e discutir as hipóteses de vida fora da Terra.
  1. Compreensão humana do Universo
  • Conhecer aspectos dos modelos explicativos da origem e constituição do Universo, segundo diferentes culturas, buscando semelhanças e diferenças em suas formulações.
  • Compreender aspectos da evolução dos modelos da ciência para explicar a constituição do Universo (matéria, radiação e interações) através dos tempos, identificando especificidades do modelo atual.
  • Identificar diferentes formas pelas quais os modelos explicativos do Universo influenciaram a cultura e a vida humana ao longo da história da humanidade e vice-versa.

Objetivos Complementares da Disciplina

Movimentos: Momentum e inércia / Conservação da quantidade de movimento (momentum) / Variação da quantidade de movimento = Impulso / 2ª Lei de Newton / 3ª Lei de Newton e condições de equilíbrio

  1. Compreenda a grandeza “quantidade de movimento” como uma propriedade física de um corpo e a massa inercial, um de seus parâmetros de medida, como uma grandeza que expressa a propriedade física de resistência à mudança de estado de movimento, ou de outra forma, à aceleração.
  2. Conheça as grandezas físicas que determinam a quantidade de movimento de um corpo (massa e velocidade), bem como suas unidades de medidas, e realize cálculos da quantidade de movimento de um corpo.
  3. Compreenda os modelos como ferramentas elaboradas para explicar fenômenos físicos utilizando-os para explicar movimentos cotidianos, como por exemplo o ato de caminhar, fundamentando-os por meio do conjunto das leis de Newton.
  4. Compreenda a concepção de referencial inercial, no qual são válidas as leis físicas, entre as quais, as leis de Newton, de acordo com a relatividade galileana.
  5. Compreenda a força, do ponto de vista clássico, como uma interação entre corpos capazes de alterar a quantidade de movimento destes, ou seja, uma ação que produz aceleração em relação a um referencial inercial identificando as grandezas físicas que envolvem o conceito de força, suas unidades e a capacidade de efetuar cálculos.
  6. Compreenda a massa inercial, do ponto de vista clássico, como uma resistência à variação da quantidade de movimento de um corpo.
  7. Associe a variação da quantidade de movimento (Impulso) de um corpo à força externa que age sobre ele e ao intervalo de tempo gasto nessa variação, identificando as grandezas físicas envolvidas, bem como suas unidades de medidas, e efetue cálculos envolvendo essas grandezas (Força, Impulso, Intervalo de tempo, etc.).
  8. Interprete movimentos em situações cotidianas por meio do conhecimento das leis de Newton, em que a relação entre força e aceleração é de causa e efeito.
  9. Identifique as diferentes forças (atrito, normal, peso, centrípetas etc.) atuando sobre um ou mais objetos em condições dinâmicas ou estáticas.
  10. Compreenda as forças de contato como devidas às interações de natureza eletromagnética.
  11. Identifique os pares de forças de ação e reação como resultado da interação entre objetos, na interpretação de movimentos reais em situações cotidianas.
  12. Utilize as leis do movimento para explicar situações cotidianas, como por exemplo, veículo em trajetória curva.
  13. Compreenda o momento de inércia em torno de um eixo como uma medida de resistência inercial de um objeto ao sofrer rotação em torno desse eixo, associando seu papel na rotação ao papel da massa nas translações.
  14. Associe a mudança no estado de movimento de um corpo a forças e torques agindo sobre ele, utilizando as leis de Newton para explicar tanto a translação como a rotação de um objeto qualquer.
  15. Compreenda o papel da distribuição de massa em torno de um eixo no momento de inércia rotacional.
  16. Estabeleça as relações entre velocidade e aceleração angular e o torque de uma força em relação a um eixo, demonstrando conhecer a segunda lei de newton para as rotações.
  17. Identifique a conservação da quantidade de movimento angular em situações cotidianas, por exemplo, o movimento de um objeto ou pessoa em uma cadeira giratória.
  18. Demonstre conhecimento da condição de equilíbrio de um objeto em termos do cancelamento das forças e dos torques agindo sobre ele.
  19. Perceba a influência da dimensão de um corpo no seu comportamento perante a aplicação de uma força em pontos diferentes desse corpo, assim como a utilização do conceito de centro de massa para prever situações de equilíbrio ou desequilíbrio de objetos

Movimentos: Gravitação

  1. Compreenda o movimento dos planetas em torno do sol, interpretando-os através de leis empíricas, as leis de Kepler.
  2. Entenda o peso de um corpo como uma força de atração gravitacional que depende da localização desse corpo, mas que essa força não é uma propriedade do corpo.
  3. Diferencie as grandezas físicas peso e massa, bem como suas unidades de medida .
  4. Compreenda a Lei da Gravitação Universal como uma síntese clássica que unifica os fenômenos celestes e terrestres, associando-a com as leis de Kepler.
  5. Compreenda a relação da força peso com a aceleração gravitacional da Terra e interprete os movimentos de objetos celestes, naturais ou artificiais, com a atração entre massas, através da Lei da Gravitação Universal.
  6. Identifique, do ponto de vista da física clássica, a massa gravitacional, diferenciando-a da massa inercial.

Movimentos:Energia, Princípio da conservação da Energia, Trabalho e Potência

  1. Compreenda a energia como uma entidade física que pode se manifestar de diversas formas, e que está relacionada à capacidade de produzir trabalho.
  2. Compreenda a energia mecânica como uma soma de dois tipos de energia: a energia cinética, que depende da velocidade do objeto e a energia potencial, que depende da posição que este objeto ocupa.
  3. Compreenda a energia potencial como resultado do trabalho realizado por um campo de forças, e que este indica a sua potencialidade em possibilitar movimento.
  4. Compreenda o trabalho, do ponto de vista da física, como uma grandeza física relacionada à transformação/ variação de energia.
  5. Identifique situações em que o trabalho de uma força externa não altera a energia cinética do sistema, mas faz variar a energia potencial (energia associada à posição de um objeto).
  6. Entenda a potência fornecida a um sistema como a taxa temporal do trabalho realizado por uma força sobre esse sistema.
  7. Compreenda e analise fenômenos físicos relativos aos movimentos, à termodinâmica e ao eletromagnetismo, utilizando-se do Princípio da Conservação da Energia.
  8. Compreenda que a conservação da energia mecânica de um sistema físico envolve, em seu balanço energético final, outras formas de energia, por exemplo: as perdas energéticas por aquecimento ou atrito e que é preciso fornecer energia ao sistema para repor essas perdas.
  9. Compreenda a potência como uma medida de eficiência de um sistema físico, ou seja, uma medida que identifica a rapidez com que um sistema físico realiza trabalho.
  10. Analise o rendimento de máquinas reais, por exemplo, do motor de um carro, considerando a degradação de energia, isto é, a dissipação de energia por atrito e aquecimento.
  11. Compreenda a energia potencial elétrica como uma das muitas formas de manifestação de energia, como a nuclear e a eólica, percebendo o trabalho elétrico como uma grandeza física relacionada à transformação, transferência ou variação de energia potencial elétrica.
  12. Estabeleça as relações entre energia e potência, distinguindo suas unidades de medidas, e utilize esses conhecimentos para efetuar cálculos do consumo de energia elétrica em residências ou energia em motores.
  13. Utilize a definição de rendimento para cálculo de consumo energético a partir do conceito de potência mecânica.
  14. Compreenda e utilize a formulação matemática para o cálculo de energia cinética ou potencial, utilizando esses modelos em aplicações práticas e reconhecendo seus limites de validade para cada situação em análise.

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