Introdução e objetivos

Texto extraído das notas produzidas pela Profa. Carmen Prado para a turma do período noturno.

O ensino de física básica, na licenciatura, se dá-se através de várias disciplinas. O conteúdo da mecânica, em particular, está dividido em 6 disciplinas diferentes. Nestas disciplinas o principal objetivo é familiarizar o estudante com uma ampla gama de fenômenos físicos, tratando-os de maneira intuitiva e elementar, sem uma grande sofisticação matemática. É importantíssimo frisar que, apesar dos assuntos estarem divididos em disciplinas, o que importa é o seu conjunto, já que os fenômenos da natureza exigem o uso de conhecimentos aprendidos em vários deles simultaneamente. Lembre-se que físicos e outros cientistas gostam de entender a natureza ao seu redor e não resolver exercícios simplesmente. O estudante deve ampliar não só o seu conhecimento de física, mas também desenvolver a sua intuição e raciocínio. Mais ainda, as disciplinas de física básica não são disciplinas de física teórica, isto é, eles são essenciais tanto para quem deseja tornar-se um físico teórico quanto para quem deseja ser experimental. E, claro, mais ainda para quem pretende ensinar física para estudantes do ensino médio.

A disciplina do último semestre, Introdução à Mecânica, é dada de forma especialmente lenta, pois, além de ensinar o conteúdo previsto na ementa, pretende oferecer uma oportunidade aos alunos ingressantes de se adaptarem a novas exigências e a um novo ritmo de estudo, além de se familiarizarem com os conceitos fundamentais do cálculo. O ritmo, nesse semestre, irá se acelerar um pouco. Nesse semestre, mecânica, vamos continuar o nosso estudo da mecânica newtoniana. Na disciplina de Introdução à Mecânica vocês estudaram as leis de Newton, tratando os corpos de forma bastante simplificada, como se fossem "pontos materiais". Podem ser considerados pontos materiais partículas tão pequenas que a sua estrutura interna não é importante para o movimento. Agora, na disciplina de mecânica, veremos as aplicações das leis de Newton a sistemas com muitos corpos ou a corpos mais complicados que um ponto material (sólidos). O domínio da cinemática e da dinâmica do ponto material são pré-requisitos essenciais a esse curso, bem como as noções básicas do cálculo diferencial e integral ensinadas no curso de cálculo 1.

Quando o mundo se torna mais complicado, ele também se torna mais interessante e vocês verão que alguns fenômenos associados com a mecânica de objetos mais complicados que uma partícula são bastante surpreendentes. O movimento desses corpos continuam governados e descritos pelas mesmas leis de Newton, mas as vezes é difícil acreditar que apenas “F = ma” está em jogo. Neste e no próximo semestre vocês estudarão objetos mais complicados: um líquido escoando, galáxias rodopiando no espaço, foguetes que perdem parte de sua massa enquanto sobem são alguns exemplos. O objeto "complicado" mais simples de ser analisado é o chamado corpo rígido, um objeto sólido que roda a medida que se move. Sua forma nunca muda. Porém, mesmo um objeto tão simples como um corpo rígido pode ter um movimento muito complexo. Essa disciplina (Mecânica) é essencialmente uma introdução a métodos e conceitos necessários ao estudo dos corpos rígidos e dos fluidos, de termodinâmica e da teoria cinética.

Para alguns alunos, esta disciplina pode apresentar uma dificuldade maior, devido ao fato dos resultados serem um pouco menos intuitivos, de alguns conteúdos novos e mais abstratos serem apresentados (não se trata mais de uma "revisão" da física do ensino médio) e de aumentarem um pouco as exigências com relação ao uso da matemática e do cálculo. Por isso, a dedicação constante à disciplina é muito importante, com a leitura do livro texto, a solução dos exercícios propostos e o uso dos plantões de dúvidas para que estas sejam esclarecidas sempre que surgirem. Teremos o maior prazer em orientar todos os alunos com dificuldades para que, com nosso apoio e, claro, com esforço extra da parte deles, possam se equiparar com os demais alunos.

O melhor ensino só pode acontecer quando existe uma interação forte entre o estudante e o professor, permitindo ao estudante discutir suas ideias, pensar sobre as coisas, e falar sobre elas. É quase impossível aprender apenas assistindo aulas, ou mesmo fazendo, mecanicamente, listas de problemas. Entender a física irá requer uma participação ativa de sua parte. Física não é uma estória, nem um conjunto de informações (leis ou fórmulas) a serem aprendidas e decoradas, mas uma ferramenta muito poderosa que lhe dará uma compreensão muito mais profunda do Universo do que a que você agora possui. Queremos que os conceitos sejam aprendidos de forma tão profunda que possam ser usados criativamente para desvendar novos aspectos da natureza. Um bom professor deve estar preparado para aprender sempre, além de ser capaz de julgar criticamente a exatidão e a relevância da quantidade enorme de informações disponíveis nos dias de hoje, principalmente na Internet. E para isso é fundamental uma sólida base.

A estrutura do curso foi pensada em função desse objetivo. Com aulas expositivas, onde a teoria será apresentada e exemplificada, e aulas de estudo dirigido, onde as dúvidas e idéias poderão ser melhor discutidas. Além do livro texto, e dos outros sugeridos como material de apoio, as listas de exercícios, trabalhos em grupo, provinhas e provas foram pensados de modo a favorecer e estimular uma dedicação constante ao curso.