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Ignez Caracelli
São Carlos, 13 de agosto de 2018
Introdução ao
Curso
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Ciência: o início
observação
catalogação
ordenação
tentativas de explicar e correlacionar fatos
descrição dos fenômenos naturais
filosofia natural4
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quem era o cientista ?
conhecimentos universais
ciências
arte
idiomas filosofia
medicina
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especialização
subdivisões
Mais tarde...
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ciências físicas
coisas vivas
biologia
objetos inanimados
física
geologiaquímica
astronomia
ciências da vida
botânicazoologia
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ponto de vista global ?
Ciência
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subdivisões
compartimentação
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Ciência – século XXI
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ponto de vista global
solução de problemas
interdisciplinaridade
multidisciplinaridade
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A biologia e suas inúmeras divisões, têm usado os conhecimentos de
áreas da física e química, principalmente em nível molecular,
o que tem resultado no entendimento de questões tais como formafunção de organismos celulares, e
o funcionamento de vários sistemas biológicos.
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Alguns poucos exemplos:
como as células produzem energia,
o papel da luz na fotossíntese;
biofísica da visão;
transporte de oxigênio no sangue,
contração e movimento do músculo, bemcomo a fonte de energia para contraçãomuscular,
como as células recebem estímulos, semovimentam e se comunicam.
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constrói modelos que descrevem o fenômeno
objetivo: descrever os fenômenos da natureza
Se o modelo for bom, permitirá fazerprevisões sobre o futuro e tambémdescrever o passado, e não ser apenasuma descrição do fenômeno nopresente.
Física
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A metodologia e as ferramentas da física, servemde base para a metodologia em outras ciências.
Na observação:
é preciso saber o que observar,
o que pode ajudar na descrição de um fenômeno,o que não precisa ser considerado,
o que deve ser considerado.
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problema 1 quanto tempo leva a viagem de carro de São Carlos a São Paulo?
que parâmetros vamos usar para construir o modelo?
distância São Carlos São Paulo (235 km)
a velocidade máxima permitida (110 km/h)
uma estimativa da velocidade média que o carro pode desenvolver (cerca de 100 km/h)
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O modelo da física para descrever o movimento do carro nessa viagem, considera o carro como um ponto material.
O resultado obtido utiliza um modelo simples :
s é a distância percorrida,v a velocidade et o tempo gasto.
s = v t
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• movimento retilíneo uniforme
• apenas uma aproximação, mas os resultados obtidosserão muito próximos do que podemos obter
No modelo utilizado, não foi necessário saber:
• qual a marca do carro,
• se era um carro grande ou pequeno,
• qual o tipo de pneu usado.
E ainda assim, o resultado obtido é satisfatório.
modelo usado:
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problema 2
Se a pergunta fosse um pouco diferente, por exemplo,se houvesse necessidade de empurrar o carro, porquenão estava funcionando:
• seria necessário saber se o veículo era um automóvelou um caminhão,
• se uma pessoa seria suficiente para empurrar o carro,ou se seria necessário mais de uma pessoa.
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Aqui já estamos usando outro modelo, o modelo da dinâmica, que necessita da informação acerca da massa do corpo. Um modelo simples poderia relacionar a forçanecessária para empurrar o veículo (dando-lhe uma aceleração), e a massa do veículo. O modelo empregado usa o princípio fundamental da dinâmica:
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𝐹 = m ∙ 𝑎
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Se nosso objetivo fosse o de medir tempos e distância para um carro de Fórmula 1, o modelo simples utilizado no problema 1, não fornecerá, neste caso, resultados satisfatórios.
problema 3
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Será preciso melhorar o modelo, incluindo:• dados de aerodinâmica, • dos pneus utilizados, • da massa do carro, • da massa do piloto, •do combustível empregado, etc.
Será necessário desenvolver um modelo mais exato, que exigirá mais cálculos e a utilização de outras leis da física. Os cálculos serão mais complexos e exigirão software computacional avançado e específico.
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problema 3
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celli Mas se utilizamos o modelo físico do problema 3
desenvolvido para o carro de Fórmula 1, nasolução do problema 1, estaremos desperdiçandotempo e cálculos, porque os resultados não terãouma melhora significativa em relação ao primeiromodelo.
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utilização do
modelo
verificação;
ajustes do modelo;
análise e interpretação daaplicação do modelo
estabelecimento de hipóteses e construção de um ou mais
modelos
leis da física
extração de dados
obtenção de fatos
FENÔMENOS DA NATUREZA
observação
planejamento de experimentospara a obtenção de novosdados a partir do modelo;previsões sobre o futuro;
especulações sobre o passado
leis da física
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Temas
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• Forças, Trabalho e Energia
• Energia em Sistemas Biológicos
• Trabalho e energia
• Leis da Termodinâmica
• Eletricidade e Magnetismo em Sistemas Biológicos
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Referências
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Tipler, P. Física para Cientistas e Engenheiros. (Volumes I a IV). 3a. ed. LTC -Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro. 1995. 1360 p.
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Referências
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Halliday, D.; Resnick, R. & Walk, J. Fundamentos de Física. (Volumes I a IV). 8a. ed. LTC - Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro. 1995. 1400 p.
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Referências
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Okuno, E.; Caldas, I.L. & Chow, C. Física para Ciências Biológicas e Biomédicas. HABRA. São Paulo. 1982. 490p. Van Holde, K. E. Bioquímica Física. Editora Edgard Blücher Ltda. São Paulo. 1975. 194 p.
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Referências
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Lehninger, A.L. Bioenergetica. Fondo Educativo Interamericano, S.A. California, USA. 1975. 242 p.
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Referências
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Hewitt, P.G., Física Conceitual, 9a. ed., Ed. Bookman, Porto Alegre, 2002, 685 p.
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Referências
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Atkins, P. & Jones, L. , Princípios de Química - Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente -tradução Ignez Caracelli et al. - Bookman Editora, 2001
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Referências
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Introdução à biofísica estrutural
Autor: Ignez Caracelli e Julio Zukerman-
Schpector
Coleção: Apontamentos
ISBN: 978-85-7600-065-5
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www.ignez.com
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Conteúdo e provas
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1 Leis de Newton
2 Energia e Trabalho
P1 03-set-2018
3 Termodinâmica
P2 08-out-2018
4 Eletricidade e Magnetismo
P3 05-nov-2018
5 Energia, ciência e tecnologia
A 12 e 19 nov 2018
Sub 26-nov-2018