Física Básica I - Licenciatura em Matemática

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Ministério da Educação - MEC
Coordenação de Aperfeiçoamento 
de Pessoal de Nível Superior
Universidade Aberta do Brasi l
Instituto Federal de Educação, 
Ciência e Tecnologia do Ceará
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
Universidade Aberta do Brasil
Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará
Diretoria de Educação a Distância
Fortaleza, CE
2011
Licenciatura em Matemática
Física Básica I
Gilvandenys Leite Sales
Marcilon Chaves Maia
Presidente
Dilma Vana Rousseff
Ministro da Educação
Fernando Haddad
Secretário da SEED 
Carlos Eduardo Bielschowsky
Diretor de Educação a Distância 
Celso Costa
Reitor do IFCE
Cláudio Ricardo Gomes de Lima
Pró-Reitor de Ensino
Gilmar Lopes Ribeiro
Diretora de EAD/IFCE e 
Coordenadora UAB/IFCE
Cassandra Ribeiro Joye
Vice-Coordenadora UAB 
Régia Talina Silva Araújo
Coordenador do Curso de 
Tecnologia em Hotelaria
José Solon Sales e Silva
Coordenador do Curso de 
Licenciatura em Matemática
Zelalber Gondim Guimarães
Elaboração do conteúdo
Gilvandenys Leite Sales
Marcilon Chaves Maia
Colaboradora
Lívia Maria de Lima Santiago
Equipe Pedagógica e Design Instrucional
Ana Cláudia Uchôa Araújo
Andréa Maria Rocha Rodrigues
Cristiane Borges Braga
Eliana Moreira de Oliveira
Gina Maria Porto de Aguiar Vieira 
Iraci Moraes Schmidlin
Jane Fontes Guedes
Jivago Silva Araújo
Karine Nascimento Portela
Lívia Maria de Lima Santiago
Luciana Andrade Rodrigues
Maria Irene Silva de Moura
Maria Vanda Silvino da Silva
Marília Maia Moreira
Regina Santos Young
Equipe Arte, Criação e Produção Visual
Ábner Di Cavalcanti Medeiros
Benghson da Silveira Dantas
Davi Jucimon Monteiro 
Diemano Bruno Lima Nóbrega
Germano José Barros Pinheiro
Gilvandenys Leite Sales Júnior
Hommel Almeida de Barros Lima 
José Albério Beserra 
José Stelio Sampaio Bastos Neto
Larissa Miranda Cunha 
Marco Augusto M. Oliveira Júnior 
Navar de Medeiros Mendonça e Nascimento
Roland Gabriel Nogueira Molina
Equipe Web
Aline Mariana Bispo de Lima 
Benghson da Silveira Dantas 
Fabrice Marc Joye
Igor Flávio Simões de Sousa
Luiz Bezerra de Andrade FIlho
Lucas do Amaral Saboya
Marcos do Nascimento Portela
Ricardo Werlang 
Samantha Onofre Lóssio 
Tibério Bezerra Soares
Thuan Saraiva Nabuco
Revisão Textual
Aurea Suely Zavam
Nukácia Meyre Araújo de Almeida
Revisão Web
Débora Liberato Arruda Hissa
Saulo Garcia
Logística
Francisco Roberto Dias de Aguiar
Virgínia Ferreira Moreira
Secretários
Breno Giovanni Silva Araújo
Francisca Venâncio da Silva
Auxiliar
Bernardo Matias de Carvalho
Carla Anaíle Moreira de Oliveira
Maria Tatiana Gomes da Silva
Wagner Souto Fernandes
Zuila Sâmea Vieira de Araújo
Créditos
https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
Sales, Gilvandenys Leite
 Física básica I / Gilvandenys Leite Sales; Marcilon Chaves 
Maia; Coordenação Cassandra Ribeiro Joye. - Fortaleza: UAB/IFCE, 
2011.
122p. : il. ; 27cm.
ISBN 978-85-63953-73-5
 1. FÍSICA 1 2.Mecânica (FÍSICA) 3. MOVIMENTO (FÍSICA). I. Joye, 
Cassandra Ribeiro. (Coord.) II. Maia, Marcilon Chaves III. Instituto Federal 
de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará - IFCE IV. Universidade 
Aberta do Brasil V. Título
CDD – 530
S163f
Catalogação na Fonte: Etelvina Marques (CRB 3 – Nº 615)
SUMÁRIOApresentação 7
Referências 122
Currículo 123
AULA 1 Medidas Físicas 8
Tópico 1 Introdução à Física 9
Tópico 2 Medidas 11
Tópico 3 Noções de Teoria dos Erros - Notação 
 científica – Ordem de Grandeza 14
Tópico 4 Relação entre grandezas físicas: 
 funções e gráficos 20
AULA 2 Cinemática da Partícula 24
Tópico 1 Movimento Unidimensional 25
Tópico 2 Movimento retilíneo 28
Tópico 3 Queda Livre e lançamento vertical 37
Tópico 4 Movimento em Duas e Três Dimensões 41
AULA 3 Leis de Newton 50
Tópico 1 Leis de Newton 51
Tópico 2 Interações Fundamentais 
 e Algumas Forças 61
AULA 4 Aplicações das Leis de Newton - II 71
Tópico 1 Revendo ideias básicas da 2ª lei 
 de Newton 72
Tópico 2 Aplicando a lei de Newton ao 
 plano inclinado sem atrito 79
Tópico 3 A máquina de Atwood 81
Tópico 4 Considerações sobre o atrito 86
Tópico 5 Leis de Newton aplicadas ao 
 movimento circular 90
AULA 5 Trabalho e potência 94
Tópico 1 O conceito de Trabalho em Física 95
Tópico 2 O conceito de Potência e Rendimento 103
AULA 6 A energia e sua conservação 109
Tópico 1 Aprofundando o conceito de trabalho 110
Tópico 2 Aplicações 117
7APRESENTAÇÃO
APRESENTAÇÃO
Nesta disciplina, trataremos de uma das partes da Física, mais precisamente a Mecânica. 
Estudaremos o movimento dos corpos e os fenômenos a ele relacionados, indo da Cinemática 
à Dinâmica, passando pelas leis que regem tais fenômenos e aplicando-as nas soluções de 
situações-problema.
Entretanto, como estamos em um curso de formação de professores, nossa preocupação 
também reside em um aspecto muito importante: como ensinar Física? Este ponto tem se 
revelado uma tarefa difícil. Além disso, reconhece-se que, do lado dos alunos, aprender Física 
ainda é um desafio. 
Este fato tem levado os atores do processo educacional a buscar caminhos para desmitificar 
o ensino de Física. Normas, orientações e diretrizes vêm sendo traçadas nas últimas décadas. 
Materiais didáticos, como livros, estão cada vez mais bem apresentados e o uso de recursos 
multimídia interfaceados pelos computadores tem sinalizado uma via de motivação na busca 
da aprendizagem.
Deseja-se, assim, que os conteúdos didáticos digitais apresentados em nosso curso 
estimulem a aprendizagem por meio da descoberta e compreensão, priorize a fenomenologia 
ao permitir a discussão conceitual do fenômeno físico e desse modo sirvam como antídoto 
ao formulismo, deixando de dar tratamento puramente matemático na interpretação de um 
fenômeno físico.
Esperamos que vocês possam aprender na colaboração entre pares e na interação constante 
no ambiente virtual, reforçando a ideia de um ser coletivo. Não nos esqueçamos dos 
ensinamentos de Paulo Freire: “conhecer que é sempre um processo, supõe uma situação 
dialógica. Não há, estritamente falando, um ‘eu penso’, mas um ‘nós pensamos’”. 
É possível que este seja o caminho para um fazer pedagógico mais próximo do aluno que do 
professor, mais próximo da aprendizagem que do ensino, mais construtivista que tradicional.
Desta forma, depositamos em vocês nossas esperanças de transformar a sala de aula de 
Física em algo mais motivador.
Boa disciplina a todos e a todas! 
F ís ica Bás ica I8
AULA 1 Medidas Físicas
Olá! 
Nesta disciplina iremos estudar um pouco de Física, mais especificamente as 
Leis do Movimento. Nossas aulas serão apresentadas de forma contextualizada, 
com foco na fenomenologia e na interdisciplinaridade, de modo que você possa 
entender os conceitos físicos que cercam seu cotidiano.
Objetivos
• Delimitar o que é Física e suas aplicações
• Apresentar o valor da medida de uma grandeza física
• Aplicar noções de Teoria dos Erros
• Compreender a importância de Algarismos Significativos
• Entender as relações matemáticas entre grandezas físicas
9AULA 1 TÓPICO 1
Começaremos o estudo da nossa disciplina conhecendo um pouco 
do que é a Física e suas aplicações tecnológicas a partir da leitura 
do texto de Paulo A. Nussenzveig e Renata Zukanovich Funchal, 
docentes do Instituto de Física de São Paulo, disponível na web. O texto faz parte 
de um informativo elaborado pela Sociedade Brasileira de Física (SBF), que trata 
dessa ciência antiga e ao mesmo tempo contemporânea.
TÓPICO 1 Introdução à Física
ObjetivOs
• Identificar as principais definições sobre os 
números inteiros e suas consequências
• Estabelecer o conceito de divisibilidade e 
as relações entre os divisores de um número 
inteiro
F ís ica Bás ica I10
Como vimos no texto, a Física está muito presente na nossa vida e por isso 
faz-se indispensável a compreensão, mesmo que emparte, dos seus conceitos 
básicos. A apropriação desses conceitos pode ser feita por meio da experimentação 
e da observação de fenômenos físicos. Para explicar essas experimentações e 
observações, usamos a Matemática, que atua dentro da Física como uma ferramenta 
que descreve, traduz ou, até mesmo, cria uma linguagem padrão para certos 
fenômenos físicos. 
Reconhecendo a importância do cálculo na Física, retomaremos agora alguns tó-
picos de Matemática.