08/08/2009

A FÍSICA E O MÉTODO EXPERIMENTAL

A Física é uma ciência que procura descrever os fenômenos da natureza e prever resultados em prol da humanidade. É por esta razão que chamamos a Física de ciência exata. Mas como prevemos resultados futuros? Simples, através do método científico que basicamente se dá através de observações e coleta de informações, a partir daí podemos analisar as respostas e procurar adequar a uma fórmula.
A grosso modo podemos dizer que existem duas espécies de físicos, o teórico e o experimental, o teórico é responsável por criar equações que expressem um determinado problema físico, ou seja, este se preocupa em harmonizar a Física com a Matemática, por outro lado o físico experimental é aquele que fará experiências e listará os resultados obtidos fornecendo assim informações preciosas ao ramo teórico.
Houve diversos físicos que dedicaram-se as duas áreas, tanto à teórica quanto à experimental.
Nem sempre é fácil expressar um fenômeno natural através de fórmulas pela simples razão de que há muitas variáveis envolvidas na situação e como consequência sempre haverá uma margem de erros nas medições, chamamos isto de grau de incerteza.
Posso citar como exemplo um corpo em queda livre sofrendo atração gravitacional, se considerarmos todas as influências que o corpo sofrerá em seu movimento o problema físico tornar-se-ia extremamente complexo então desconsideramos certas condições como a resistência do ar, o movimento de rotação terrestre, a atração gravitacional de outros corpos, etc...
Os fenômenos naturais são classificados em aleatórios e determinados, qual a diferença?
O fenômeno aleatório é aquele que não podemos prever futuros resultados mesmo coletando informações, um bom exemplo seria o lançamento de um dado, por mais que anotemos os resultados de cada lançamento não saberíamos prever com certeza eventos futuros.
Estes eventos estão ligados ao acaso daí provém o nome aleatório, incerto, os ramos da Matemática responsáveis por seu estudo são a Estatística e a Teoria das Probabilidades.
O evento determinado sob certas condições é aquele cuja resposta podemos obter com um certo grau de precisão como já afirmei antes desconsiderando certas influências.
Um exemplo seria a ebulição de uma determinada massa de água em uma chaleira, sabendo a potência térmica da fonte de calor e conhecendo o ponto de ebulição da água, a temperatura inicial, a massa, etc... poderíamos prever em quanto tempo a água transformar-se-ia em vapor.
A dificuldade maior de um físico ao formular a equação de um problema natural é harmonizar as constantes e variáveis.
Gostaria de que ficasse bem claro a vocês alunos a seguinte idéia sobre equações matemáticas, é fundamentalmente importante que saibam interpretar uma equação, vamos exemplificar inicialmente com a função horária das velocidades que descreve o movimento uniformemente variado.
V = Vo + a.t
Observem que em Matemática dizemos que a equação ou fórmula acima possui dois membros:
1º Membro=> V
2º Membro=> Vo+a.t
O primeiro membro é constituído de um só monômio ( Chamado também de termo algébrico) que é V ( Velocidade determinada em um instante t).
O segundo membro da equação possui dois monômios ( Termos) que são Vo e a.t onde:
O primeiro termo é a velocidade inicial do corpo móvel Vo.
O segundo termo é o produto entre a aceleração (a) e um instante qualquer (t).
Vamos agora dar um exemplo numérico ou seja com valores determinados para Vo e a.
Imaginem um móvel cuja velocidade inicial é 20 m/s e a aceleração seja 2m/s² ( Falarei em outro tópico sobre as unidades de medida em Física). Podemos prever qual sua velocidade em um instante qualquer pois conhecemos sua velocidade inicial, sua aceleração e possuímos a fórmula que prevê os resultados futuros.
Se quisermos saber qual a velocidade da partícula no instante t=3s só teríamos que substituir na fórmula.
V(t)=20+2t
V(3s)=20+2.3
V(3s)=20+6
V(3s)=26m/s

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