Aprendizagem em Física

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1 Apendzage e Físca 0 de abl de 008 Moentos: conseações e aações Tópcos de físca: - enega de u sstea de patículas - conseação da enega Tópcos de ensno-apendzage - apas concetuas Apendzage e Físca 0/04/008 Refeêncas báscas Anold B. Aons Teachng Intoductoy hyscs ate III Capítulo 4 Enegy Maco Antono Moea Mapas concetuas e apendzage sgnfcata (texto apesentado no SEF X) Letuas obgatóas: Anold B. Aons Teachng Intoductoy hyscs ate III Capítulo 4 Seção 4.7 ocabulay: Wok and Knetc Enegy M. A. Moea Mapas concetuas e apendzage sgnfcata

2 Apendzage e Físca 0/04/008 oque a escolha desta foa de abodage? Capítulo 4 Enega 4. Mudança no undo ao nosso edo 4. Resão de pulso, oento e colsões 4.3 Aceleação hozontal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.4 Deslocaento etcal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.5 Deslocaento de ua patícula sob ação de foças aáes 4.6 Deslocaento de ua patícula conta a foça estauadoa de ua ola 4.7 ocabuláo: tabalho e enega cnétca 4.8 Enega potencal 4.9 Undades e densões 4.0 Colsões pefetaente nelástcas 4. Usando o noo ocabuláo Apendzage e Físca 0/04/ Mudança no undo ao nosso edo - o undo ao nosso edo exbe u ncessante fluxo de udanças: objetos e gupos de objetos nteage ente s e odfca contnuaente seu estado (posções, elocdades, tepeatuas, pessões, coposções, popedades elétcas e agnétcas, etc) - há ode nessas udanças, expessas ataés de les de conseação. o exeplo, a le da conseação da assa (a atéa não a apaece ou desapaece do nada de foa pesta), a le de conseação do oento lnea (quando objetos exece foças uns sobe os outos, coo e pocessos de colsão, as udanças e elocdade não são eátcas ne pesíes). - les que não são poadas no sentdo ateátco do teo; são conjetuas efcadas expeentalente.

3 Apendzage e Físca 0/04/ Mudança no undo ao nosso edo Exeplo: a le da conseação do oento lnea duas patículas e nteação, paa as quas ale as les de ewton: dp A RES dp B RES FA FB dt dt d dpa dp B RES RES FA F B dt dt dt d F d dt RES RES nt nt ext ext FA FB FA FB FA FB dt nt nt nt nt FA FA(B) FB(A ) FB FA FB 0 d RES RES RES,EXT FA FB F dt d RES,EXT RES, EXT F se F 0, const. dt RES,EXT Apendzage e Físca 0/04/ Mudança no undo ao nosso edo Exeplo: a le da conseação do oento lnea duas patículas e nteação, paa as quas ale as les de ewton: d RES,EXT RES, EXT F se F 0, const. dt a conseação do oento lnea pode se deonstada a pat das les de ewton paa o oento do sstea de patículas. o entanto, ela pecede as les de ewton: a conseação do oento se aplca e stuações paa as quas a tecea le de ewton pode não se álda. (suge coo conseqüênca de déas teócas as geas, coo conseqüênca de setas da natueza.) 3

4 Apendzage e Físca 0/04/ Mudança no undo ao nosso edo conseação da assa, conseação do oento lnea o entanto, les de conseação não conta toda a hstóa : - é possíel ecupea a enega pedda nua colsão nelástca (no sentdo de usá-la noaente coo enega ecânca) Questão 4..: Inente alguns otos pepétuos e descea o que ocoe na ealdade. - efca-se expeentalente que alguns efetos e udanças de estado na natueza ocoe espontaneaente e outos não (papel queado, stua de substâncas, ente outos) Questão 4..: ense e alguas outas udanças que só ocoe e u sentdo, eso que o sentdo netdo seja petdo pela conseação da assa e do oento lnea. Apendzage e Físca 0/04/ Mudança no undo ao nosso edo A conseação da enega Há u fato, ou se ocê pefe, ua le que ege todos os fenôenos natuas conhecdos até hoje. ão há exceção conhecda paa essa le até onde sabeos; ela é exata. A le é chaada conseação da enega. Ela afa que há ua ceta gandeza, que chaaos enega, que não uda duante as utas tansfoações sofdas pela natueza. Essa é ua déa uto abstata, poque é u pncípo ateátco; afa que há ua gandeza ateátca que não uda quando algo ocoe. ão é ua descção de u ecanso, ou de algo conceto; é apenas u fato estanho se podeos calcula algu núeo, e quando espeaos a natueza faze seus utos tuques e ao f calculaos o núeo noaente, ele é o eso... 4

5 Apendzage e Físca 0/04/ Mudança no undo ao nosso edo A conseação da enega... quando estaos calculando a enega, às ezes ua pate dela sa do sstea e a eboa, ou às ezes chega. aa efca a conseação da enega, deeos te cudado ao efca se não ntoduzos ou etaos algo. Depos, a enega assue u gande núeo de dfeentes foas, e há ua expessão (fóula) paa cada ua delas. São: enega gataconal, enega téca, enega elástca, enega elétca, enega quíca, enega de adação, enega nuclea, enega-assa. Se soaos as fóulas paa cada ua dessas contbuções, o alo não a uda exceto se houe enega entando ou sando. Apendzage e Físca 0/04/ Mudança no undo ao nosso edo A conseação da enega É potante constata que na físca de hoje, não sabeos o que a enega é. ão teos ua age que a enega enha e pequenos blocos de u taanho defndo. ão é ass. o entanto, há expessões paa calcula algua gandeza nuéca e quando soaos todas, obteos [sepe]... o eso núeo. É ua cosa abstata no sentdo que ela não nos conta o ecanso ou as azões paa as desas fóulas. [Rchad Feynan, Lectues on hyscs ] 5

6 Apendzage e Físca 0/04/008 aos descob alguas dessas fóulas eexanando fenôenos sples Resão de pulso, oento e colsões 4.3 Aceleação hozontal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.4 Deslocaento etcal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.5 Deslocaento de ua patícula sob ação de foças aáes 4.6 Deslocaento de ua patícula conta a foça estauadoa de ua ola 4.7 ocabuláo: tabalho e enega cnétca 4.8 Enega potencal 4.9 Undades e densões 4.0 Colsões pefetaente nelástcas 4. Usando o noo ocabuláo Apendzage e Físca 0/04/008 Antes dsso... 6

7 Apendzage e Físca 0/04/008 Mapas concetuas são dagaas ndcando elações ente concetos não são oganogaas ou dagaas de fluxo... são dagaas de sgnfcados, de heaquas concetuas, de elações sgnfcatas... não há egas fxas o apa concetual é u nstuento capaz de edenca sgnfcados atbuídos a concetos e elações ente concetos no contexto de u copo de conhecento. Apendzage e Físca 0/04/008 Mapas concetuas see coo ecuso de apendzage... - paa oganza a nossa estutua concetual - paa toca sgnfcados co nossos paes - paa aala a estutua de concetos de ua pessoa - e outas é ua técnca que te coo fundaentação teóca a teoa de Ausubel, da apendzage sgnfcata. 7

8 Apendzage e Físca 0/04/008 Mapas concetual da apendzage sgnfcata segundo M.A. Moea Apendzage e Físca 0/04/008 oltando ao texto (Aons), 4. Resão de pulso, oento e colsões 4.3 Aceleação hozontal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.4 Deslocaento etcal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.5 Deslocaento de ua patícula sob ação de foças aáes 4.6 Deslocaento de ua patícula conta a foça estauadoa de ua ola 4.7 ocabuláo: tabalho e enega cnétca 4.8 Enega potencal 4.9 Undades e densões 4.0 Colsões pefetaente nelástcas 4. Usando o noo ocabuláo 8

9 Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4. Resão de pulso, oento e colsões ua colsão, a quantdade de oento se consea. F RES F RES a dt adt ( ) Questão 4..: Intepetação das expessões F x pulso da foça aação no oento F x F RES t ( ) t t t Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4. Resão de pulso, oento e colsões ua colsão, a quantdade de oento se consea. A enega cnétca ne sepe se consea; as colsões são classfcadas e função do quanto de enega cnétca é pedda (ou ganha). A enega cnétca é apenas ua das desas foas que a enega pode assu. Huygens: e colsões pefetaente elástcas, conseado ídeo hys.de. são coscópca de pocessos nelástcos 9

10 Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4.3 Aceleação hozontal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.4 Deslocaento etcal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.5 Deslocaento de ua patícula sob ação de foças aáes 4.6 Deslocaento de ua patícula conta a foça estauadoa de ua ola hpótese anpulação algébca F d a d F a a ( adt) ( d) dt ( ) d Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4.3 Aceleação hozontal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.4 Deslocaento etcal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.5 Deslocaento de ua patícula sob ação de foças aáes 4.6 Deslocaento de ua patícula conta a foça estauadoa de ua ola F a hpótese anpulação algébca F d d ( ) conclusão OTAÇÃO: F d F F RES 0

11 Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4.3 Aceleação hozontal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.4 Deslocaento etcal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.5 Deslocaento de ua patícula sob ação de foças aáes 4.6 Deslocaento de ua patícula conta a foça estauadoa de ua ola conclusão F d OCABULÁRIO OO W F d E CI atenção: lnguage cou, sgnfcados dfeentes... COCLUSÃO W E CI Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4.3 Aceleação hozontal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.4 Deslocaento etcal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.5 Deslocaento de ua patícula sob ação de foças aáes 4.6 Deslocaento de ua patícula conta a foça estauadoa de ua ola F a const W F d a d a E CI W E CI E f CI E CI f a f a f

12 Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4.3 Aceleação hozontal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.4 Deslocaento etcal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.5 Deslocaento de ua patícula sob ação de foças aáes 4.6 Deslocaento de ua patícula conta a foça estauadoa de ua ola a x const x 0x x 0x ax t t ax x x 0x t ax t 0x ax ax 0x x ax 0x x a x 0x W E CI a x x 0x x Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4.3 Aceleação hozontal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.4 Deslocaento etcal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.5 Deslocaento de ua patícula sob ação de foças aáes 4.6 Deslocaento de ua patícula conta a foça estauadoa de ua ola foça peso W peso g d gy const ( g) dy g y y e W ( g) dy g y g y 0 peso aba

13 Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4.3 Aceleação hozontal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.4 Deslocaento etcal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.5 Deslocaento de ua patícula sob ação de foças aáes 4.6 Deslocaento de ua patícula conta a foça estauadoa de ua ola foça de atto atto W fa d ( f ) dx f x a a as... W atto aba fa d ( f ) dx f x f x f d 0 a f a const f f ˆ a a a ab a ba a f a f a x Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4.3 Aceleação hozontal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.4 Deslocaento etcal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.5 Deslocaento de ua patícula sob ação de foças aáes 4.6 Deslocaento de ua patícula conta a foça estauadoa de ua ola F d F F xˆ X W F d F X dx RES F F x W E CI x 3

14 Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4.3 Aceleação hozontal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.4 Deslocaento etcal de ua patícula sob ação de foças constantes 4.5 Deslocaento de ua patícula sob ação de foças aáes 4.6 Deslocaento de ua patícula conta a foça estauadoa de ua ola ídeo hys.de. aco e flecha tocas de enega Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4.7 ocabuláo: tabalho e enega cnétca 4.8 Enega potencal 4.9 Undades e densões 4.0 Colsões pefetaente nelástcas 4. Usando o noo ocabuláo W F d E CI W E CI tabalho dfee de tabalho... não é ua edda de nossa exaustão o tabalho suge co snas que não te nada a e co a foça são postos quando a foça e o deslocaento tê o eso sentdo... tabalho feto pelo sstea ( enega cnétca sa ) tabalho feto sobe o sstea ( enega cnétca enta ) 4

15 Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4.7 ocabuláo: tabalho e enega cnétca 4.8 Enega potencal 4.9 Undades e densões 4.0 Colsões pefetaente nelástcas 4. Usando o noo ocabuláo W F d foças do tpo peso: o tabalho ndepende do canho foças conseatas E OT F d foças do tpo atto: o tabalho depende do canho W W E COS E CI OT W W COS COS E E W CI E OT W COS COS Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4.7 ocabuláo: tabalho e enega cnétca 4.8 Enega potencal 4.9 Undades e densões 4.0 Colsões pefetaente nelástcas 4. Usando o noo ocabuláo W F d foça x dstânca ewton x eto Joule 5

16 Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4.7 ocabuláo: tabalho e enega cnétca 4.8 Enega potencal 4.9 Undades e densões 4.0 Colsões pefetaente nelástcas 4. Usando o noo ocabuláo u sstea de utas patículas, de assas,,..., e nteação, as solados do eo exteno CM Apendzage e Físca 0/04/008 CM ua são, 4.0 Colsões pefetaente nelástcas 4. Usando o noo ocabuláo u sstea de utas patículas, de assas,,..., e nteação, as solados do eo exteno CM * 6

17 7 4.0 Colsões pefetaente nelástcas 4. Usando o noo ocabuláo ua são, Apendzage e Físca 0/04/008 u sstea de utas patículas, de assas,,..., e nteação, as solados do eo exteno M CM ( ) 0 M * * * 4.0 Colsões pefetaente nelástcas 4. Usando o noo ocabuláo ua são, Apendzage e Físca 0/04/008 u sstea de utas patículas, de assas,,..., e nteação, as solados do eo exteno M CM ( ) ( ) M * K * * * * * * K *

18 8 4.0 Colsões pefetaente nelástcas 4. Usando o noo ocabuláo ua são, Apendzage e Físca 0/04/008 u sstea de utas patículas, de assas,,..., e nteação, as solados do eo exteno M CM M K * M K * K * udanças e enega: se o sstea é solado, só se houe udança e K*!!!! 4.0 Colsões pefetaente nelástcas 4. Usando o noo ocabuláo ua são, Apendzage e Físca 0/04/008 u sstea de utas patículas, de assas,,..., e nteação, as solados do eo exteno M CM duas patículas: 0 * * * * * ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) REL ` K* µ ( ) *

19 Apendzage e Físca 0/04/008 ua são, 4.0 Colsões pefetaente nelástcas 4. Usando o noo ocabuláo as colsões, se o sstea está solado, o oento lnea se consea a enega cnétca não se consea necessaaente, pos as foças ntenas, que não são capazes de odfca o oento lnea, pode faze tabalho nteno, odfcando a enega ntena do sstea, a que pode se odfca pos a outa caega a enega necessáa paa ante o oento global do sstea... Apendzage e Físca 0/04/008 O que sea u apa concetual desta aula? LEIS DE EWTO MOMETO LIEAR TRABALHO DE UMA FORÇA EERGIA CIÉTICA EERGIA OTECIAL FORÇA RESULTATE ITERA FORÇA RESULTATE EXTERA 9

20 Apendzage e Físca 0/04/008 Taefas: Faze todos as questões do Capítulo 4 da ate 3 do Aons. Faze todos os execícos da apostla. Faze u apa concetual da aula. Le o texto sobe apendzage sgnfcata do Moea. Apendzage e Físca 0/04/008 Taefas: Faze todos as questões do Capítulo 4 da ate 3 do Aons. Faze todos os execícos da apostla. Faze u apa concetual da aula. Le o texto sobe apendzage sgnfcata do Moea. 0

21 Apendzage e Físca 0/04/008 Taefas paa entega:. Le o capítulo sobe Apendzage Sgnfcata (M. A. Moea, Teoas da Apendzage, EU). Faze u esuo ou u apa concetual deste capítulo.