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Coursera

Análise do Movimento

Universidade Estadual de Campinas via Coursera

Overview

O movimento dos objetos ao nosso redor tem intrigado as pessoas desde a Antiguidade. Já naquela época, os gregos tinham hipóteses para explicar porque as pedras caem no solo e a fumaça sobe. No século XVI, as observações experimentais de Galileu ajudaram a introduzir princípios gerais para descrever o movimento dos objetos. Neste mesmo período, foram inúmeras as contribuições vindas da Astronomia. Mas foi Isaac Newton, um dos grandes pensadores da história da humanidade, quem resumiu a explicação do movimento dos corpos em apenas 3 (três!) leis no fim do século XVII. Estas leis são validas até hoje, e só não são apropriadas para descrever o movimento de objetos muito pequenos (com dimensões microscópicas) ou de corpos com velocidades muito altas, próximas da maior velocidade que podemos ter: a velocidade da luz. (Para estas situações, precisamos recorrer à mecânica quântica ou à formulação de movimento descrita por Einstein em 1905.)

Neste curso, você vai estudar a evolução do pensamento sobre o movimento dos objetos. Ao final, você deverá ser capaz de entender porque as ideias formuladas por Aristóteles são equivocadas (embora pareçam muito intuitivas no nosso dia-a-dia!), e porque Newton de fato enxergou longe (apoiado no ombro de gigantes!). Você também será capaz de entender a contribuição de Einstein (totalmente não intuitiva) para descrever o movimento em velocidades altas. Ao longo do caminho, você aprenderá a analisar e discutir diferentes formulações físicas para explicar como o movimento acontece, descrever o movimento dos corpos considerando situações reais (incluindo até mesmo a resistência do ar!) com a ajuda de computadores, e comparar os modelos físicos com os movimentos reais na natureza (afinal, a física é uma ciência experimental!).

Ao final deste curso, você deverá ser capaz de responder perguntas como: por que os objetos se movem? Por que nossa intuição sobre o movimento as vezes é totalmente diferente das previsões dos modelos usados na Física? Como prever a posição de um objeto depois de um certo tempo? É possível descrever (e resolver) o movimento dos objetos em situações reais no nosso dia-a-dia? O que significa força? Qual a relação entre movimento e energia? O que é e quando se usa a teoria da relatividade?    

Syllabus

Este curso tem duração de 4 semanas, que são planejadas da seguinte forma: 

Semana 1: vamos viajar de volta no tempo e entender como diferentes pensadores formularam explicações sobre o movimento dos corpos. O principal objetivo será fazer você entender porque o pensamento de Aristóteles durou tanto tempo (e até hoje está presente no nosso dia-a-dia). Nossa primeira parada será em 1687, data da publicação das leis de Newton. 

Semana 2: você aplicará os princípios descritos por Newton para estudar o movimento de vários objetos que encontramos na natureza. No entanto, ao contrário da abordagem matemática tradicional, vamos analisar o movimento dos objetos usando ferramentas computacionais modernas, bastante intuitivas e fáceis de usar. 

Semana 3: na terceira semana vamos aprofundar o conceito de referencial. Discutiremos o princípio de relatividade estabelecido por Galileu, que mais tarde foi modificado por Einstein. Discutiremos os princípios da relatividade restrita, estendendo nossa análise de movimento para corpos com velocidades próximas da velocidade da luz. 

Semana 4: por fim, encerraremos nosso curso apresentando uma forma alternativa (e mais geral) para descrever o movimento: a ideia de energia. Veremos como podemos utilizar esta grandeza para descrever o movimento dos objetos, e terminaremos apresentando um dos princípios mais fundamentais da natureza: o fato de que a energia se conserva. 

Taught by

Rickson Mesquita and

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