Física? Oh não!
A física - e a maioria dos assuntos científicos - pode ser muito complicada. Descrever nosso mundo nem sempre é intuitivo e, às vezes, requer um entendimento matemático e conceitual muito avançado. Isso pode explicar porque nem todo mundo vai para uma carreira de física. Isso e, bem, o salário.
Na física básica - material coberto em cursos de ensino médio e de nível Vestibular - a metodologia é direta. Não há necessidade de pânico. Muitas vezes, é o pânico em si que impede os alunos de lidar com o assunto com cuidado e tirar o máximo proveito desses cursos.
Qual é a estratégia?
Na minha experiência de lecionar aulas de física de baixo nível, eu tenho trabalhado algumas regras básicas que podem ajudá-lo a superar problemas. Isso ajudará se o problema estiver em uma tarefa de casa ou em um exame. Nós vamos passar por elas agora.
1. Não entre em pânico.
Soa óbvio, certo? E, no entanto, é mais difícil do que parece. Você olha para a questão e as frases ameaçam você, confundindo você infinitamente. Você não tem ideia por onde começar, mesmo que reconheça os conceitos básicos. De quem são os carros, em que direção? Que tipo de onda viaja na corda? Me ajude, você pensa horrores. Ajude-me…!
Esta é a sua hora de respirar fundo, fechar os olhos e contar até cinco.
Na física de nível inferior, a maioria das questões pode ser resolvida por fórmulas simples. Desde que você se lembre dessas fórmulas, você estará no caminho certo para uma resposta. De agora em diante, a única coisa em que você precisa se concentrar é converter o horrível e confuso pedaço de texto em bits legíveis que se encaixam em suas fórmulas. Você pode fazer isso.
2. Tente entender a situação
O que está acontecendo nesse problema? Isso é uma bola caindo de alguma altura? É a velocidade do Super-Homem ao voar para salvar Lois Lane a certa distância? Ou talvez seja uma questão sobre magnetismo? Eletricidade?
Descobrir o contexto primeiro. Você não precisa entender todos os pequenos detalhes, mas uma vez que você sabe com o que está lidando em geral, você saberá como formular sua resposta e quais equações usar.
3. Leia a questão com atenção
Então você entende a situação física agora e sabe a que assunto esta questão lida (ou múltiplos assuntos). Agora, leia a pergunta novamente e verifique se você está claro sobre o que ela realmente exige que você encontre. O mesmo tipo de problema - digamos, bola quicando - pode pedir para você encontrar velocidade inicial, altura máxima ou ângulo de lançamento. Cada um deles exigirá uma estratégia ligeiramente diferente. Certifique-se de saber o que você precisa fazer.
Outra boa dica para lembrar, neste ponto, também é que muitos problemas físicos têm informações cruciais no texto. Um carro a partir do repouso, por exemplo, significa que sua velocidade inicial é zero. Dois objetos caindo de uma janela podem se comportar de maneira diferente se estiverem ligados um ao outro.
Leia a questão com atenção - esta não é a hora de desanimar. Certifique-se de não perder informações cruciais.
4. Organize as Informações
Problemas com palavras são confusos apenas porque ocultam as variáveis reais dentro deles. Às vezes, você receberá informações extras que você realmente não precisará. Outras vezes, haverá variáveis cuja finalidade é revelada em uma parte posterior da questão.
Por exemplo, se a pergunta tiver um carro que começa a se mover do repouso e leva 5 minutos para atingir uma velocidade de 20 km/h, você deve anotar as variáveis básicas da seguinte forma:
- v (inicial) = 0 km / h
- t (final) = 5 minutos
- v (final) = 20 km / h
- a = ?
Faça isso com todas as informações que você tirar da questão. Isso ajudará você a ver claramente as variáveis à sua frente, encontrar a equação adequada a ser usada e ver o que está perdendo. Também tornará desnecessário o texto original e confuso. Se você organizar suas informações, seu cérebro estará livre para lidar com a física real em vez de compreender a leitura.
5. Esboce a cena
Na física, desenhar uma imagem pode realmente facilitar as coisas. Por exemplo, obter uma ideia visual do seu quadro de referência, ou da diferença entre para cima (positivo) e para baixo (negativo), pode significar a diferença entre uma resposta certa e uma errada.
Você não precisa ser bom em desenhar. Desenhe um esquema grosseiro de acordo com a situação. Setas (vetores) são seus amigos em questões de física - eles mostram em que direção um objeto está se movendo ou qual é a soma possível de forças aplicadas a ele. Eles organizam as informações para você. Use-os.
Algumas perguntas já vêm com um desenho - use-o! Perguntas sobre forças, por exemplo, são melhor resolvidas por esquemas, e você pode perder algumas informações cruciais que você não vê imediatamente se não as esboçar.
Vá em frente, Picasso, dê o melhor de si e siga para a próxima etapa.
6. Verificar unidades
Às vezes, seu professor testará suas habilidades de conversão de unidades. Isso não é sem propósito - na física (e na ciência em geral), as unidades são cruciais. Você tem que garantir que suas unidades sejam as mesmas durante todo o exercício, caso contrário as fórmulas não funcionarão. Se você multiplicar a velocidade pelo tempo, você obterá a distância (assumindo aceleração constante), mas se o carro se mover a 10 km por hora por 5 minutos, multiplicar 10 por 5 não dará a resposta correta. Em vez disso, você precisará converter os quilômetros por hora em quilômetros por minuto ou (e provavelmente mais fácil) converter 5 minutos em unidades de horas.
A melhor maneira de fazer isso é por frações, mas existem guias de conversão de unidades suficientes que explicam esse conceito. Lembre-se de não entrar em pânico, faça-o com cuidado e você terá seus valores corretos.
Se continuarmos nosso exemplo da última parte, devemos converter o t (final) de minutos para horas. Isso não é muito difícil de fazer:
(Veja como as unidades de 'minutos' são canceladas com as unidades de 'minutos' no denominador, deixando as unidades de 'hora' com a resposta final? Essa é uma ótima maneira de verificar se sua conversão está correta)
Agora que todas as suas variáveis estão nas unidades corretas, você pode continuar resolvendo a questão.
7. Considere suas fórmulas
Isto é verdade para a maioria das questões de física, e absolutamente verdade no nível mais baixo da física. Como estudante de física básica, não se espera que você reinvente a roda - ou até mesmo entenda como a roda foi inventada em primeiro lugar. O que você deve fazer é entender os conceitos e usar as ferramentas disponíveis para você.
A mais importante dessas ferramentas são as fórmulas.
Alguns professores exigirão que você memorize fórmulas relevantes, enquanto outros lhe darão uma “folha de dicas”. De qualquer maneira, você tem o que precisa. Memorização pode parecer horrível, mas a maioria dos assuntos de física não tem tantas equações para memorizar. Lembro-me de fazer um curso avançado de eletromagnetismo onde tive que memorizar cerca de 20 fórmulas diferentes. No começo, parecia terrível, e continuei lembrando delas de forma errada. No entanto, quanto mais você usa as fórmulas, e quanto mais você entende o que elas significam e - se você se importa o suficiente para verificar - de onde elas vieram, mais fácil é lembrar delas.
Organize suas fórmulas. Se você tiver um conjunto de dicas, alinhe-a ao lado de suas variáveis. Qual fórmula você pode preencher, deixando a menor quantidade de variáveis ausentes? Qual fórmula pode ajudá-lo a resolver a questão?
Percebeu? Se a resposta for um sim. Use-a.
Mas espere, que fórmula eu uso ?!
Você olha para sua folha de fórmula e tem três diferentes que estão marcadas sob o assunto do problema. Como você sabe qual delas usar? Naturalmente, você começa a entrar em pânico novamente.
Não entre em pânico.
As equações físicas não apenas caíram do céu para os cientistas, todas bem embrulhadas em formulação matemática. Elas são derivadas de propriedades físicas e estão todas interconectadas. Na maioria dos problemas físicos, há mais de uma maneira de se chegar a uma solução, geralmente significando que mais de uma equação pode funcionar. De fato, na grande maioria das questões, não importa qual equação você use - supondo que seja relevante para o assunto, e que você insira as variáveis apropriadas - você chegará a uma solução.
A maneira de saber qual equação usar depende de duas questões principais: as variáveis dadas a você na equação e sua experiência. Quanto mais problemas você resolver, mais você se familiarizará com estratégias para escolher a fórmula correta. Até que isso aconteça, procure a fórmula que tem a variável que você já conhece (da sua lista de variáveis) e conecte-a à variável que você está perdendo. Se você tiver duas variáveis ausentes, provavelmente precisará de duas equações.
Diminua a velocidade, olhe para sua lista de variáveis e encontre as corretas. É como um quebra-cabeça, e quanto mais você faz isso, melhor você consegue.
8. Resolva
Você tem suas variáveis, você tem seu esboço, você sabe o que está acontecendo - conecte, resolva e obtenha sua resposta.
Apenas lembre-se: você pode acabar com uma equação relativamente longa para resolver, ou às vezes duas (ou mais). Não esqueça seu objetivo. Continue olhando para sua lista de variáveis. Veja aquela pequena variável marcada com um ponto de interrogação, observou a que você está perdendo? Essa é a que você precisa resolver. Foco. Mantenha o objetivo em mente. Resolva as equações.
Agora respire.
9. Verifique seus resultados
Este é um passo que muitos estudantes pulam e depois pagam. Verificar os resultados pode ser tão fácil quanto passar por suas equações e levar 15 segundos para pensar na resposta que você recebeu.
Isso pode fazer a diferença entre 100% e 70%, e às vezes pior.
O que quero dizer ao verificar o resultado? Bem, se a resposta que você obteve para a velocidade do seu carro for maior que a velocidade da luz, provavelmente você está errado. Se as unidades de aceleração saírem como nada além das unidades de distância / tempo adequadas, você cometeu um erro. Se a sua pergunta pedir minutos e a sua resposta for em segundos, você perdeu um passo.
Leia as instruções cuidadosamente e verifique seu método. É realmente importante.
10. Pratique. Pratique. Pratique.
Sim, sim, sim, você pensa consigo mesmo agora, aposto. Todo mundo diz isso. A prática leva à perfeição. Pratique para se tornar melhor. Como ... óbvio.
Mas isso não parece ser propriamente óbvio para muitos estudantes.
Às vezes, fico impressionado com os alunos que ensino como resolver uma pergunta que acabaram de passar meia hora tentando resolver. “Eu nunca teria pensado nisso!” Exclamam, admirados com o meu gênio. Bem, por mais que meu ego adorasse aceitar esse elogio, eu não sou um gênio. A razão pela qual vejo a solução rapidamente é geralmente porque tenho experiência - fiz tantas dessas perguntas que já antecipo qual método provavelmente funcionaria melhor.
Estou certo o tempo todo? Claro que não. Às vezes eu começo com um método e acho que foi o caminho errado. Mas esses "erros" servem apenas para ensinar-lhe como abordar diferentes conjuntos de perguntas. Quanto mais você as faz, menos tempo leva para reconhecer a maneira efetiva de solucioná-las.
É tudo sobre experiência. Não entre em pânico e não desista. A física é menos difícil do que você pensa (na maioria das vezes).
Exemplo de problema e solução
Então, tentamos construir um método para atacar problemas gerais de física. Vamos ver como isso funciona na prática.
O problema
Um homem arrasta uma caixa pelo chão com uma força de 40 N fazendo um ângulo com a horizontal. A massa da caixa é 10 kg. Se a aceleração da caixa é de 3,5 m/s² (e o atrito pode ser desprezado) em que ângulo com a horizontal o homem puxa?
Estratégia
- Não entre em pânico.
- Tente entender a situação
Neste caso, é bastante simples. Um homem está puxando uma caixa no chão, ele está puxando fazendo um ângulo com a horizontal. A caixa é acelerada para frente. Como só nos é dito sobre a aceleração para a frente, precisaremos considerar as forças horizontais (ou a projeção horizontal) - a projeção vertical não parece ser relevante para este problema por enquanto. - Leia a questão com cuidado
Neste caso, a pergunta é curta e é difícil perder dados. Ainda assim, reconhecemos que temos alguma força na caixa e esperamos encontrar o ângulo dessa força. Agora sabemos o que precisamos fazer e podemos passar para a próxima etapa. - Organize as informações
Aqui está uma lista de nossas variáveis:- Força (homem) = 40N
- m (caixa) = 10 kg
- a (caixa) = 3,5 m / s²
- Esboce a cena
Tente esboçar por conta própria. Nós temos uma caixa, uma força puxando-a em um ângulo com a horizontal. Assim:
6. Verificar unidades
Todas as nossas unidades cabem neste caso. Não há necessidade de conversões.
7. Considere suas fórmulas
Bem, estas são as principais fórmulas que lidam com as forças básicas:
- F = ma
Fórmulas # 2 e # 3 são a decomposição do vetor força (se você não sabe o que isso significa, você deve recorrer a sua folha de fórmulas) - estas são as fórmulas que ligam a força (que nós conhecemos) ao ângulo (que nós queremos descobrir).
8. Resolva
Lembre-se da nossa parte “Entenda o Problema”? Nós dissemos que, como a aceleração está na horizontal, precisaremos considerar a força horizontal ou a projeção dessa força. E sabemos que F = ma, o que significa que a aceleração é um resultado direto da força. Qual é a força na caixa, então?
Esta é a força responsável pela aceleração - e como a única força em jogo é aquela feita pelo homem que puxa, esta tem que ser a projeção horizontal da força daquele homem. Lembra de nossa fórmula trigonométrica para a projeção? Vamos pegar o componente horizontal e conectar o que temos:
Esta é a força responsável pela aceleração - e como a única força em jogo é aquela feita pelo homem que puxa, esta tem que ser a projeção horizontal da força daquele homem. Lembra de nossa fórmula trigonométrica para a projeção? Vamos pegar o componente horizontal e conectar o que temos:Qual é a nossa resposta?
9. Verifique seus resultados
Bem, vamos pensar sobre isso por um momento. O homem puxa a corda com um ângulo. Mas a projeção (35 N) não está muito longe da força real que ele usa (40 N) - é bastante lógico, então, que o ângulo seja relativamente pequeno - até menor que 45 graus.
Psiu… você fez isso!
Resumo
Não deixe que o assunto o atinja antes mesmo de enfrentá-lo. A física parece terrivelmente complicada, mas a maioria de suas questões de nível básico são semelhantes - assim que você adquire o conceito, você obtém a solução.
Então, para resumir:
- Não entre em pânico.
- Tente entender a situação.
- Leia a questão com cuidado.
- Organize as informações.
- Esboce a cena.
- Verificar unidades.
- Considere suas fórmulas.
- Resolver.
- Verifique seus resultados.
- Prática. Prática. Prática.
É sobre experiência, confiança e organização. Estude bem o material para entender os conceitos (mesmo que você odeie a matemática) e entenda as equações que você precisa usar. Enfrente os problemas com paciência e organização, e você verá como de repente você se torna bom em física. Talvez até muito bom. Ainda mais, talvez você vai fazer o seu curso universitário em física! :)
Você tem mais conselhos sobre como abordar questões de física? Você se depara com certos tipos de problemas? Qual a sua maior dificuldade? Me procure se caso você precisa de mais orientações. Adicione comentários no espaço devido ao mesmo ou sugestões.
Um abraço e um beijo no coração de todos.
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