Noções de Física Básica!

Descobrindo as Noções Básicas de Física!

Atendendo muitos pedidos que foram formulados pelos leitores deste Blog, que se dizem carentes de conteúdos básicos de Física, resolvemos publicar algumas noções de física básica. Visualizamos na figura ao lado apenas um avião, mas não sabemos, por exemplo, para onde ele está sendo deslocado, sua altitude, que quantidade de carga ele carrega, etc. Ainda, ele pode percorrer uma determinada distância, ou também estar se deslocando numa certa velocidade, voando em baixa ou alta altitude, ter uma massa de x toneladas, etc. Sua direção e sentido também são importantes para sabermos de onde ele decolou e em que local deverá aterrizar. Por exemplo, esta aeronave pode estar se deslocando numa direção apontada para o Sul e voando no sentido horizontal. Todos estes detalhes são noções elementares que são estudadas em física, e que muitas vezes fazemos confusão. Veja que muitos acham equivocadamente que sentido e direção são a mesma coisa. O nosso objetivo com este estudo é para esclarecer algumas dúvidas e que vale muito a pena você conferir e acompanhar.  Se você quiser se aprofundar um pouco mais, sugerimos que acesse nosso marcador chamado: Física e Astronomia! e vai encontrar outros conhecimentos úteis envolvendo conteúdos da Física e da Astronomia.
Mas, nesta matéria vamos aprender apenas quatro noções básicas essenciais da Física.

1. Grandezas Escalares e Vetoriais





As grandezas estudadas em física são divididas basicamente em dois grupos: as escalares e as vetoriais. 

1.1) As que levam o nome de escalares são aquelas que têm apenas um valor numérico e podem ser dadas pelo comprimento, massa ou tempo. Por exemplo, se a massa de um livro é de 500 gramas ou se uma aula dura o tempo de 60 minutos, dizemos que a grandeza escalar vale respectivamente 500 gramas e 60 minutos. Então, esses dois valores numéricos, quando acompanhados das respectivas unidades de medida, bastam para nos fornecer uma ideia completa de cada uma dessas grandezas físicas.

1.2) Já, as grandezas vetoriais, além de um valor numérico acompanhado de uma unidade, necessitam também de uma direção e sentido para serem devidamente determinadas. Por exemplo, somente a informação de que o centro de certa cidade fica a 400 metros de distância de sua casa, não seria suficiente o bastante para uma pessoa que não conheça a cidade, poder localizá-lo corretamente. Seria necessário fornecer, além desta distância, a direção e o sentido que a pessoa deveria tomar para chegar ao centro da cidade. Então, teríamos que dizer que o centro está a 400 metros, indo na direção ao Norte e andando sempre no sentido indicado nas placas de sinalização.

As grandezas vetoriais são representadas por um segmento de reta orientado denominado vetor. Então, dizemos que um vetor possui três características: módulo, direção e sentido.

No caso ao lado, temos o exemplo de 3 vetores v1, v2, v3 e v4, supondo que todos tenham 4 unidades de medida.

   

Somente para entender, esclarecemos que:
a) Módulo de um número é o valor absoluto do mesmo e ele sempre é representado por barras. 
Ex.: Como sabemos que o vetor v1 tem 4 unidades, partindo da origem 0 para a direita e sabemos que |4| = 4 ou ainda, que o vetor v3 tem também 4 unidades partindo da origem 0 para a esquerda, ou |-4| = 4. Então, ambos tem valor absoluto 4. 
Nota: Se você quiser aprender ou revisar o conteúdo valor absoluto, acesse nosso post chamado Valor Absoluto-Demonstração e Exercícios!

b) Direção é a indicação que pode ser: horizontal, vertical, inclinado, norte, sul, leste, oeste,   ... 

c) Sentido é a indicação, por exemplo, da esquerda para direita, de baixo para cima, bairro-centro, centro-bairro, ... 

Observação: Reafirmamos que muitos confundem direção e sentido, ou dizem se tratar da mesma coisa, mas na verdade não o são, e podemos concluir que direção está ligada ao que diz respeito à posição horizontal, vertical, norte, sul, leste e oeste. Já o sentido se refere as características do vetor, ou seja, é a orientação dada pelo móvel. Unindo direção e sentido podemos determinar a posição de qualquer corpo ou objeto que esteja descrevendo uma trajetória qualquer. No caso acima, dizemos que os vetores v1 e v2 têm a mesma direção e sentido, enquanto que v3 e v4 têm a mesma direção e sentido contrários.

2. Deslocamento!

O deslocamento é a variação ou diferença entre duas posições ocupadas por qualquer corpo móvel, sendo uma inicial e a outra final. No caso abaixo, queremos saber o deslocamento entre os pontos A até C, que é calculado achando-se a distância ou perímetro conforme vemos na figura abaixo. Note que para este deslocamento, temos dois caminhos a percorrer, sendo que um deles apresenta o menor comprimento (diagonal) e o outro deslocamento é de valor maior(lados).

No caso de deslocamento, usando os lados do retângulo, devemos calcular a distância entre os pontos A a C, ou seja, bastando somente somarmos o semi-perímetro ou as distâncias AB + BC = 15 + 5 = 20 metros. No entanto, se quisermos calcular o valor do menor deslocamento ou a menor distância entre estes pontos A até C, deveremos calcular a diagonal AC, que vale a hipotenusa do triângulo retângulo ABC, usando do teorema de Pitágoras já estudado aqui em nosso Blog, ou seja: (AC)² = (AB)² + (BC)² → (AC)² = 15² + 5² = 225 + 25 = 250 → AC = Ö250 

= Ö10.Ö25 = 5.(3,16) = 15,81

Nota: Se tiver dificuldade no entendimento do teorema de Pitágoras acesse o post Teorema de Pitágoras Esférico, o qual trata deste assunto, inclusive aprofundando o assunto para aplicações no espaço.

3. Velocidade Média

A velocidade média é definida como a razão entre a distância percorrida e o tempo que foi gasto entre este deslocamento. A notação é dada por Vm = D/T. 

Por exemplo, se fui da cidade A para a B em 1 hora e sei que a distância é de 100 km, minha velocidade média Vm = 100/1 = 100 km/h. Se tivesse gasto a metade do tempo, ou seja 1/2 hora, então o cálculo seria Vm = 100/0,5 = 200 km/h.

Também dizemos que é um cálculo inversamente proporcional, pois quanto maior for a velocidade, menor será o tempo gasto no percurso.

Exemplo 2. Sabendo-se que a velocidade média entre duas cidades foi de 120 km/h e gastei 3 horas neste percurso. Quantos quilômetros separam estas cidades?

Usando a fórmula Vm = D/T → 120 = D/3 → D = 120.3 = 360 km

Observação: Conforme veremos abaixo, nem sempre a velocidade média é dada em km/h.

4. Velocidade Média Usando Transformações de Unidades de Medidas

Sabemos que um quilômetro mede exatamente 1000 metros e que uma hora tem 60 minutos ou ainda podemos transformar usando segundos, ou seja, uma hora vale: 60x60 = 3600 segundos. Então, para usarmos outras medidas será necessário transformar as unidades para o padrão solicitado. Veremos como isso se dá na prática usando alguns exemplos:

Exemplo 3. Se quisermos saber quantos metros percorri em 45 minutos de viagem, andando numa velocidade média de 80 km/h, como devo proceder?

Neste caso, devemos transformar as unidades km/ h em metros/minutos ou seja: 

Vm = 80 km/h = 80.000 metros /60 minutos → Vm = 1.333,33 m/min  → 1.333,33 = D/T → 1333,33 = D/45 → D = 1333,33 . 45 = 60.000 metros ou 60 km.

Outra forma mais fácil de solução é transformar 45 minutos em horas ou seja: Usando uma simples regra de três → 1 h = 60min e xh = 45 min, Logo: 45 min = 45/60 = 0,75h.

Então usando a fórmula conhecida: Vm = D/T → 80 = D/0,75 → D = 80.0,75 = 60 km.
Nota: Para aprender ou revisar o tema regra de 3 e outras regras importantes da Matemática, recomendamos que acesse nosso marcador chamado: REGRA DE TRÊS!

CONCLUSÃO:
Sabemos que o tema abrange muito mais do que o que foi publicado no artigo, mas o objetivo aqui foi mesmo dar uma noção bem elementar de Física e pretendemos numa próxima oportunidade aprofundar um pouco mais a matéria ora abordada se houver interesse dos leitores. Se gostou, deixe seu recado sugerindo a continuação deste estudo!

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