PRÁTICA DE ENSINO DE FÍSICA MODERNA
Física Clássica
Pensou sobre a situação inicial proposta na pagina inicial?
Agora vamos imaginar outra situação...
Uma família está viajando, e, de repente, tem que parar
pois alguém está se sentindo mal.
Você já passou por isso?
Já teve algum problema ao viajar de carro, ônibus, avião ou navio?
Você consegue verificar o estado de movimento em cada um desses meios de transporte?
Algumas pessoas sentem-se mal enquanto estão viajando. É chamado de Cinetose quando nosso cérebro não consegue entender se estamos parados ou em movimento, resultando em um mal estar. Para entendermos melhor esse efeito, vamos pensar como o nosso corpo mantém o equilíbrio.
Os sistemas que auxiliam no equilíbrio do nosso corpo são: o sistema visual (olhos), auditivo (labirinto) e proprioceptivo (receptores sensoriais das articulações e músculos)
Estes recebem estímulos externos de diferentes maneiras e se comunicam com o cérebro, enviando informações através de impulsos nervosos que vão dizer o estado do corpo (parado, sentado, velocidade, entre outras). A alteração de um deles, como o labirinto que fica na parte interna da orelha, pode no dia a dia causar sintomas, tais como náuseas, vômitos, tonturas, dor de cabeça, entre outros.
No caso da família em viagem, a pessoa que está passando mal, é provável que o cérebro receba informações diferentes. Por exemplo, a orelha interna e nossos músculos percebem quando o carro faz uma curva, quando há alteração de velocidade e transmitem a informação de que ela está em movimento. Porém, se observa os objetos e pessoas dentro do carro, e elas não se movem, estão sentadas na mesma posição o que indica aparente repouso.
Mas o estado de movimento ou repouso se dá em relação a que? A quem? Uma pessoa que está na estrada vendo o carro passar pode ter uma interpretação diferente de quem está no carro?
Um estado de movimento ou repouso precisa ser definido com relação ao que chamamos de referencial.
Referencial é um sistema de coordenadas que utilizamos para descrever fenômenos, indicando a partir de onde estou analisando.
A partir de um referencial é possível afirmar se um objeto encontra-se em movimento ou repouso. Não existe, portanto, apenas uma descrição possível para o estado de movimento ou repouso de um objeto, não há um único referencial possível ou verdadeiro. Se considerarmos referenciais distintos, podemos descrever a mesma situação de maneira diferente.
Uma pessoa que está dentro do carro, em movimento uniforme está em repouso em relação ao carro, mas percebe que as coisas de fora estão em movimento. Já uma pessoa sentada à beira da estrada, observando os carros passarem, percebe que o carro e seus passageiros estão em movimento, e sabe que ela se encontra em repouso. A diferença na descrição feita pela pessoa que está no carro e por aquela que está fora é definida pela diferença nos referenciais a partir dos quais elas estão analisando a situação.
Sabemos que o movimento é, portanto, relativo ao referencial adotado, mas o evento que acontece é o mesmo. No caso da charge do Cascão e o Cebolinha, quando vamos descrever o acontecimento a partir de conceitos físicos, tais como, velocidade de um corpo e deslocamento, em ambos os referenciais – do Cebolinha ou do Cascão - deve-se chegar a uma mesma conclusão. Ou seja,
As Leis Físicas devem permanecer as mesmas, independem do referencial adotado!!!
No video abaixo podemos analisar o estado de repouso e movimento relativo ao referencial que estou observando. Assista e pense um pouco sobre o assunto.
Gostou do vídeo? vamos pensar um pouco sobre ele..
- Você pensou que no primeiro exemplo que a pessoa estava em movimento?
- Conseguiu perceber a diferença de observarmos o fenômeno de maneiras diferentes?
Vamos assistir a outro vídeo, mais um exemplo sobre o assunto.
O vídeo abaixo foi feito por um satélite. Nele conseguimos perceber a terra em movimento, e, aparentemente, o satélite parado. Como podes perceber, o referencial faz diferença na observação dos fenômenos.
Se vamos analisar a partir da superfície da Terra, por exemplo, o movimento de um satélite, ele parece deslocar-se rapidamente. Porém, quando assistimos a um vídeo, feito a partir do satélite, visualizamos a Terra em movimento. Neste sentido, independente de qual referencial estou utilizando, as leis físicas que descrevem os fenômenos devem ser válidas para ambos, não existindo um referencial privilegiado.
O movimento relativo pode ser determinado para além do exemplo citado. Não visualizamos diretamente o movimento da Terra, mas está constantemente em movimento de rotação sobre seu próprio eixo e translação ao redor do Sol. Todo nosso sistema solar também está em movimento ao redor da Via Láctea, que, por sua vez, também se movimenta no universo. Assim como quando estamos no carro, em Movimento Uniforme, estamos em repouso em relação a ele, também quando estamos parados na beira da rodovia estamos em repouso em relação a Terra. Ou seja, quando se faz a análise de um evento, deve-se informar com relação a que referencial esta se tratando.
Para aprofundar o assunto vamos fazer a leitura de um texto sobre a evolução histórica da Física, que pode nos auxiliar a compreender melhor como foram construídos alguns conceitos como os de movimento e referencial.
Conseguiu compreender o que são referenciais? vamos agora destar um tipo de referencial específico Referenciais Inerciais, que Newton usou para descrever suas leis, onde suas leis seriam válidas. Faz também a relação entre espaço e tempo, que ajuda a explicar o movimento dos astros no Universo
Referenciais Inerciais: Um referencial que se encontra em repouso ou em movimento linear uniforme. Onde as leis de Newton são válidas.
As leis que são formuladas a partir de um Referencial inercial, são válidas independente de qual referencial inercial diferente possa ser analisado. Porém, estamos em um referencial da superfície da Terra, pensamos então.
A Terra poderia ser considerada um referencial inercial
Para ser considerado um referencial inercial, a Terra teria que apresentar um movimento uniforme, o que não acontece, pois ela possui um movimento de rotação em torno de seu próprio eixo, e de translação em torno do Sol.
Devido ao movimento da Terra não ser circular, com o Sol bem no centro, a velocidade dela vai variar conforme a distância a esta estrela, além disso, como os outros astros, nosso planeta possui uma força gravitacional que atrai os objetos para o seu centro e sofre com a atração de outros astros, como o Sol.
É possível, porém construir um referencial que esteja em repouso com relação à Terra. Se considerarmos um instante de tempo muito pequeno, estaria praticamente em movimento retilíneo uniforme e considerar constante a força gravitacional em todos os pontos da superfície. Assim, por instantes e para alguns fins podemos aproximar a Terra como um referencial inercial.
Agora, proceguindo nos estudos para a Física Moderna onde vamos envolver a Relatividade Restrita