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CAPÍTULO 1 - Introdução ao estudo da Física



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CAPÍTULO 1 - Introdução ao estudo da Física

LEGENDA: Satélites, naves espaciais, aviões cada vez mais velozes são exemplos da evolução científica.

CRÉDITO: Photodisc/Getty Images

LEGENDA: A descarga elétrica, o relâmpago e o trovão sempre assustaram o ser humano. Hoje, com o desenvolvimento das ciências, o fenômeno foi entendido.

CRÉDITO: Photodisc/Getty Images



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CAPÍTULO 1 - Introdução ao estudo da Física

1. O desenvolvimento da Física

Acreditamos que o homem pré-histórico, aquele que retratava cenas do seu cotidiano fazendo pinturas nas paredes das cavernas, tenha adquirido seu conhecimento sobre a natureza por meio da observação e da prática. Por exemplo, ele percebeu que era mais seguro e eficiente caçar lançando coisas sobre sua caça. Se o objeto a ser lançado fosse pontiagudo e mais pesado na frente, teria maior precisão no arremesso e maior facilidade de ferir a caça.

Na Idade Antiga, o conhecimento acerca da natureza e a produção tecnológica permitiram que povos como os egípcios e os mesopotâmios tivessem grande domínio da produção agrícola relacionada às estações do ano, irrigação por bombeamento, transporte de cargas pesadas, entre outros.

LEGENDA: Representação dos instrumentos utilizados por egípcios na Idade Antiga.

CRÉDITO: c. 1350 a.C. The Metropolitan Museum of Art, Nova York

Talvez por estarem fortemente vinculados à natureza, era comum que a explicação dos fenômenos estivesse relacionada à ação de divindades e seres mitológicos. Foi na Grécia, por volta de 600 a.C., que um grupo de filósofos se dedicou a buscar respostas independentes, que pudessem ser compreendidas apenas pelo emprego da lógica. Entre os temas estudados por esses filósofos estavam a concepção da matéria e a compreensão do Universo.

Aristóteles (384-322 a.C.), um dos principais filósofos do período clássico grego, contribuiu majoritariamente em várias áreas do conhecimento. Sua forma de pensar o movimento dos corpos e o movimento dos astros serviu de referência para o Ocidente por mais de 1500 anos.

LEGENDA: Aristóteles, filósofo grego, discípulo de Platão.

CRÉDITO: 384-322 a.C. Museu do Louvre, Paris. Foto: Hervé Lewandowski/RMN/Otherimages

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No início da Era Cristã, um grupo de pensadores se dedicou a estreitar os laços entre a filosofia aristotélica e a concepção religiosa. Essa relação dominou o pensamento do período conhecido como Idade Média, e as questões científicas não ficaram de fora dessa forma de pensar. É comum lermos que a Idade Média foi um "período de trevas" para o desenvolvimento da Ciência, mas essa interpretação é equivocada.

LEGENDA: Desde a Antiguidade e durante toda a Idade Média, prevaleceram as concepções de um Universo geocêntrico, propostas por Platão, Aristóteles e Ptolomeu, pensadores gregos.

CRÉDITO: Em Andreas Cellarius, Harmonia macrocosmica, 1660. Coleção particular

As transformações políticas, econômicas, sociais e religiosas entre os séculos XV e XVII também levaram a revoluções científicas, tecnológicas e artísticas. No período conhecido como Renascimento, filósofos naturais revisaram conhecimentos gregos clássicos sobre a natureza e também propuseram novas interpretações. Só para citar um exemplo, Nicolau Copérnico (1473-1543), astrônomo polonês, revisa o modelo de Universo vigente e propõe que os planetas giram ao redor do Sol e não, da Terra. Galileu Galilei (1564-1642), matemático e físico italiano, dá uma nova interpretação aos movimentos dos corpos descritos por Aristóteles por meio de experimentos e do emprego da linguagem matemática.

Foi Isaac Newton (1643-1727) quem propôs uma teoria que unificou o conhecimento da Física dos corpos terrestres e celestes, além de contribuir em outras áreas da Física e da Matemática. A fundamentação teórica dada por Newton possibilitou importantes inovações técnicas nos séculos XVIII e XIX, como relógios, teares mecânicos, telescópios, microscópios etc.

LEGENDA: Galileu Galilei. Seus experimentos revolucionaram as ciências. Alguns exemplos são o telescópio, a bússola militar, o relógio de pêndulo e o termômetro.

CRÉDITO: Séc. XVII. Gravura. Biblioteca da Universidade de Oklahoma

A Termologia, a Eletricidade e o Magnetismo desenvolveram-se nos séculos XVIII e XIX, impulsionados pelas necessidades políticas e econômicas europeias. As máquinas térmicas aumentaram a produtividade das indústrias e a Revolução Industrial incentivou que cientistas se dedicassem a essas áreas. Por volta de 1830, a maioria das potências europeias possuía uma rede de ferrovias ligando as fábricas às grandes concentrações urbanas.

LEGENDA: Locomotiva movida por um motor a vapor.

CRÉDITO: Corel Stock Photo

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Em seguida, vieram as instalações elétricas e gradativamente a ciência da eletricidade substituiu a ciência do calor em importância e aplicações.

No final do século XIX e início do século XX, a forma de pensar a Física sofreu uma mudança significativa, pois os modelos teóricos vigentes não eram capazes de explicar os fenômenos experimentados, por exemplo, da interação da matéria nas altas energias produzidas pelo eletromagnetismo ou de observações feitas por grandes telescópios. Max Planck (1858-1947) e Albert Einstein (1879- 1955) são os representantes dessa nova Física: a Quântica e Relativística, respectivamente. A Mecânica Quântica tenta explicar fenômenos que ocorrem no mundo das partículas atômicas e subatômicas. Os conceitos de posição e energia já não seguem as leis propostas por Newton. Por sua vez, a relatividade procura descrever o movimento com velocidades próximas à velocidade da luz, substituindo os conceitos newtonianos de tempo e espaço.

LEGENDA: Os conhecimentos sobre fenômenos elétricos e magnéticos foram fundamentais para o ser humano controlar a produção e a utilização da energia elétrica.

CRÉDITO: Photodisc/Getty Images

LEGENDA: Aceleradores geram colisões de partículas a altíssimas energias. Esse conhecimento permite decifrar as leis que regem o comportamento da matéria e compreender o próprio Universo. Na foto acima, o maior acelerador de partículas do mundo, em Steinberger, Suíça.

CRÉDITO: DIOMEDIA/Science Museum London

LEGENDA: O aparelho de ressonância magnética é resultado das pesquisas em Física atômica.

CRÉDITO: Dana Neely/The Image Bank/Getty Images

Infelizmente, o conhecimento científico também foi empregado para fins bélicos, e o mundo assistiu em agosto de 1945 ao ataque nuclear americano às cidades de Hiroshima e Nagasaki, no Japão. Ações diplomáticas de vários líderes políticos, religiosos e sociedade civil em campanhas pró-desarmamento ajudaram a mudar o foco do emprego da energia atômica, e hoje reconhecemos a importância dessa energia na geração de energia elétrica e também nas aplicações em doenças como o câncer, na Medicina.

Revisitar esses fatos históricos, que tiveram influência direta dos conhecimentos da Física, é reconhecer que essa ciência é, legitimamente, uma construção humana das mais relevantes. Estudar Física é também estar em contato com aspectos culturais, sociais, tecnológicos, políticos e econômicos.

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2. Sistema Internacional de Unidades

Até meados do século XX, eram usadas diferentes unidades de medida ou padrão para determinar o comprimento ou a massa de um corpo. Por exemplo, na Inglaterra, a unidade de comprimento era a jarda (1 jarda = 0,914 m) e a unidade de massa era a libra (1 libra = 0,45 kg).

Como cada país fixava seu próprio padrão, as relações comerciais e as trocas de informações científicas entre os países tornavam-se muito difíceis. Para resolver os problemas decorrentes disso, foram estabelecidos padrões internacionais. Surgiu, assim, o Sistema Internacional de Unidades (SI).

Tabela: equivalente textual a seguir.

Unidades do SI


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