Baixe A física e sua importância para a sociedade e outras Notas de estudo em PDF para Física, somente na Docsity! A FÍSICA E SUA IMPORTÂNCIA PARA A SOCIEDADE META Introduzir e contextualizar a Física no mundo atual. OBJETIVOS Ao final da aula, o aluno deverá: reconhecer quais são os elementos essenciais para um estudante de Física conseguir uma boa compreensão do conteúdo da disciplina; conceituar a Ciência Física e algumas de suas possíveis aplicações; identificar elementos do cotidiano relacionados à aplicação da Física; relacionar e analisar a contribuição da Física para outras ciências; identificar as vantagens e desvantagens no uso da Física no mundo atual; e definir a importância da Física na sociedade. PRÉ-REQUISITOS O aluno deverá observar e anotar alguns dos vários objetos usados no seu dia-a-dia e manter essas anotações ao seu lado enquanto estuda. 1 aula Satélite em órbita (Fonte: http://www.inpe.br). 8 Introdução à Física INTRODUÇÃO lá! Seja bem vindo ao curso de Introdução à Física. Vamos lá. Vejamos se você está preparado para começar esse instigante curso novo, que pode se tornar em uma aventura emocionante, afinal o que pode ser mais atraente do que desvendar os segredos da natureza? Você precisará de uma boa porção de curiosidade, uma pitada de insatisfação, uma porção média de paciên- cia e perseverança e principalmente grande quantidade de imaginação. Todo grande avanço da Ciência é resultado de uma nova e au- daciosa idéia! Todos nós somos grandes cientistas quando crianças. A todo o momento estamos investigando o mundo, perguntan- do sobre tudo, experimentando o que po- demos (ou não), mas quando crescemos só alguns escolhem conservar um pouco dessa curiosidade, que é a criadora da verdadeira ciência. Reveja seus pon- tos de vista! Será que eles não estão baseados em pre- conceitos criados com o passar dos anos? O curso de Física, que embora muitas vezes pa- reça difícil, pode se tornar apaixonante. Mas por que em geral é considerado tão difícil? Este curso é consi- derado difícil, porque necessita que você redescubra aquela criança dentro de você, com sua natural curio- sidade, e, além disso, use mais seu raciocínio e lógica para desvendar os segredos da natureza. Quase todo estudante considera uma série de matérias difíceis, po- rém, o “bicho não é tão feio quanto se pensa”, basta querer aprender, concentrar-se e estudar que o assunto se tornará relativamente fácil. O “A causa real da maioria de nossos grandes problemas está entre a ignorância e a negligência”. Goethe “O que precisamos não é a vontade de acreditar, mas a vontade de descobrir”. Lord Bertrand Russel (Fonte: http://sora9n.files.wordpress.com). 1 aula 11 A Física e sua importância para a sociedade O QUE É FÍSICA? Física é a ciência do mundo natural que trata dos componentes fundamentais do universo, as forças que eles exercem, e os resulta- dos destas forças. Ela pretende entender e descrever os processos que ocorrem na natureza, e a partir desse conhecimento ajudar a humanidade a progredir. O estudo da Física está relacionado a várias situações da nossa vida. Como exemplo do que se pode entender por fenômenos natu- rais, podemos citar: — a ebulição da água — a queda de uma pedra — o movimento dos planetas — a luz e os sons — o vôo de um pássaro — o calor do Sol — a luminescência do filamento incandescente de uma lâmpada — os fenômenos magnéticos Tudo isso são exemplos de fenômenos físicos! A Física é uma das ciências mais antigas. Os primeiros físicos foram cientistas gregos que viveram vários séculos antes da nossa era. Foram eles quem, pela primeira vez, tentaram explicar os fenô- menos da Natureza. O maior de todos os cientistas da antiguidade foi Aristóteles (384 - 322 a.C.) que introduziu na Ciência a palavra “física”. Desde a Grécia Antiga o homem procura entender o funciona- mento das coisas e busca na ciência essas explicações. Hoje em dia, a Física moderna atua em vários ramos da indústria e da tecnologia, entre outros. A Física, na procura das razões fundamentais para o comporta- mento da Natureza, tenta responder algumas perguntas feitas como: Por que se juntam elétrons e núcleos para formar um átomo? Por que se agrega um enorme número de átomos para formar um sólido? O termo vem do grego ςσϕ iú (physis), que significa natureza. Física 12 Introdução à Física Por que é que elevando a temperatura, o sólido passa a líqui- do? Por que é que o Sol é brilhante? Por que é que a Terra gira em torno do Sol? Por que é que a Lua não cai em nossas cabeças? Por que se forma o arco-íris quando chove? Por que um objeto tão pesado como um avião pode voar? Como vemos, a Física procura responder a um leque extrema- mente diversificado de perguntas. E PARA QUE SERVE A FÍSICA? Bem, vamos lá! A motivação básica da Ciência tem sido com- preender o Universo. Olhe ao seu redor, veja que a Ciência desempenha um papel muito importante no mundo contemporâneo. Nossa dependência do de- senvolvimento científico tem crescido com o passar dos anos. Todos dizem que vivemos agora em uma sociedade tecnológica, e aqueles cujo progresso é maior detém o maior desenvolvimento tecnológico. A presença de universidades e centros de pes- quisa de nível internacional, segundo a ONU (Or- ganização das Nações Unidas), torna uma região atraente para investimentos de empresas de alta tecnologia. Este é um resultado esperado, visto que em todo o mundo há uma escassez de mão-de-obra qualificada nos níveis mais altos de exigência. Atu- almente a riqueza é feita a partir de idéias e, portan- to, as empresas procuram se instalar em localida- des onde o acesso a “cérebros” qualificados seja di- reto. Além de atrair investimentos para a região, a presença dessas organizações também ajuda na cri- ação de novas empresas de base tecnológica que (Fontes: http://www.sauderiorj.gov.br; http:/ /www.cepa.if.usp.br/; http://www2.curso- objetivo.br; http://www.comprecar.com.br). 1 aula 13 A Física e sua importância para a sociedade geram mais riqueza no seu entorno. As grandes economias mun- diais, como Estados Unidos, Alemanha ou Japão, estão sempre preocupados em investir em pesquisas científicas, em gerar mais conhecimento para que este gere mais riquezas. Em geral, são nestes locais onde se encontra o melhor desenvolvimento soci- al, e consequentemente, melhor qualidade de vida do povo. A tecnologia depende crucialmente do desenvolvimento da Ciência. Sem ciência, a tecnologia não evoluiria. Por outro lado, a ciência também avança com melhor tecnologia, que providencia os equipamentos experimentais mais sensíveis e precisos para as no- vas descobertas. Mas, não se pode confundir a ciência com a tecnologia: são duas coisas distintas! Considere o caso do computador. Ele é sem dúvida um produto tecnológico, feito em série nas fábricas. Porém, todo seu funcionamento é baseado em conhecimentos que foram gerados por cientistas. Por outro lado, hoje em dia não se pode ima- ginar uma investigação cientifica sem uso de computadores. Nós falamos da ciência em geral, mas em muitos sentidos a mais fundamental das ciências naturais é a Física! HÁ RELAÇÃO DA FÍSICA COM OUTRAS CIÊNCIAS? Já dissemos que a Física é a ciência que estuda a natureza. Mas você pode dizer que existem também outras ciências que estudam a natureza como, por exemplo, a Astronomia, a Química, a Geogra- fia, a Botânica, a Biologia, etc. Sim, elas também estudam partes da natureza, porém todas estas ciências utilizam as leis da Física. Ve- jamos se há relações entre a Física e outras ciências: Os cientistas de todas as áreas usam idéias da Física, desde os químicos que estudam a estrutura das moléculas até os paleontólogos que estudam os dinossauros. A Física também está na base de toda engenharia e tecnologia. Sem entender as leis bási- cas da natureza, interpretados pela Física, ninguém pode construir 16 Introdução à Física ATIVIDADES Leia os textos a seguir. Em cada um deles identifique quais são as profissões a eles conectadas e encontre as palavras que os relacio- nam à Física. “As formas mais eficazes para detecção precoce do câncer de mama são o exame clínico da mama e a mamografia, que é uma radiogra- fia da mama.” “A datação por radiocarbono (carbono radioativo) é provavelmen- te a técnica mais conhecida e mais usada na obtenção de idade absoluta nos dias atuais, em arqueologia. Esta técnica foi desen- volvida na universidade de Chicago, por um grupo de cientistas liderados pelo Willard F Libby, em 1949.” “Em 07 de novembro de 1940, três meses após sua inauguração, ventos entre 62 a 74 km/h derrubaram uma ponte pênsil de 1.600 m de extensão, sobre o estreito de Tacoma, no estado de Washing- ton, EUA. A ponte desabou em conseqüência do fenômeno de res- sonância, que é a tendência de um sistema mecânico de absorver mais energia quando a freqüência de suas oscilações se iguala a freqüência de vibração natural do sistema.” “Acompanhar o mercado financeiro, a bolsa e o dólar não são sufi- cientes para torná-lo um expert no assunto: 30% da economia mun- dial depende dos conhecimentos de Mecânica Quântica”. 1 aula 17 A Física e sua importância para a sociedade COMENTÁRIO SOBRE AS ATIVIDADES No primeiro texto você deve ter notado a palavra mamografia, que é uma técnica desenvolvida por físicos, largamente utilizada em Medicina. No segundo texto atente para as palavras “radiocarbono” e “carbono radioativo”. Este é um elemento estudado pelos físicos, e suas propriedades são utilizadas em arqueologia para medir a idade de materiais orgânicos, como fósseis. O terceiro texto fala sobre um exemplo clássico dado em livros de Física aplicada à Engenharia, no qual uma ponte desabou devido a um efeito provocado pelo vento chamado ressonância que você irá estudar em Física. O quarto texto talvez seja o mais difícil de ser identificado. Porém, observe as palavras “mecânica quântica” que é uma parte muito importante da Física e, claro, “economia mundial” que conecta a economia. Todos estes textos nos dão exemplo de como a Física está presente nas mais diversas atividades. A FÍSICA E A SOCIEDADE Você já deve ter identificado muitos exemplos do bom uso co- tidiano da Física em sua vida, seu celular, seu computador, seu condicionador de ar, seu carro ... Mas, da mesma forma que a infor- mação gerada pelos cientistas é usada para o bem, como no caso de uma radiografia, que pode auxiliar no diagnóstico de doenças, tam- bém pode ser utilizada para o mal. As armas nucleares, por exem- plo, surgiram também do conhecimento científico sobre a radiação. Lembre-se da poluição ambiental, das guerras por petróleo, das ar- mas modernas, do aquecimento global. Evidentemente, pode não ter sido o objetivo inicial dos cientistas criarem esses efeitos, mas 18 Introdução à Física como eles surgiram a partir do conhecimento científico, pode-se dizer que fazem parte da cultura científica, em última instância. Nosso conhecimento do mundo físico atual foi construído com base nos fundamentos estabelecidos por vários cientistas, como Galileu, Newton, Maxwell e Einstein (e muitos outros que não co- nhecemos o nome), e sua influência se estendeu para muito além da ciência, afetando profundamente nossa maneira de viver e pen- sar. Porém, diante do quadro contraditório do mundo de hoje, com o uso dos resultados científicos em aspectos positivos, mas tam- bém em negativos, torna-se necessário interrogar o papel e o signi- ficado da ciência. Será que ela é realmente a principal responsável pela opressão e miséria existente no planeta, como dizem algumas pessoas? Ou será que ela é a esperança de uma sociedade verdadei- ramente democrática como falam outras? Não temos uma resposta satisfatória para estas questões! Mas lembrem-se do que já foi dito aqui: Os locais onde há mais investimento em ciência apresen- tam as melhores condições de vida da população. Hoje em dia, o progresso da ciência tornou-se tão rápido que a sociedade tem cada vez mais dificuldade em acompanhá-lo e, principalmente, compreendê-lo. Por isso é maior a cada dia a necessidade de se promover a conscientização da população sobre os riscos e benefícios que resultam da atual revo- lução científica e tecnológica. A transparência nas pesquisas é funda- mental. Uma comunidade científica também deve estar preparada para comunicar-se com a sociedade, solucionando suas dúvidas, in- formando sobre as novidades, aproximando a Ciência do povo. Novos conhecimentos, como a denominada “engenharia ge- nética”, em que tudo parece possível, até a imortalidade biológi- ca, devem ser expostos claramente, debatidos com a sociedade, para sabermos dela o que é esperado da ciência. Mas também temos que ter cuidado com as reações negativas por causa de pre- conceitos. A reação anticientífica existe desde os primórdios da história da Ciência. Exemplos de grandes cientistas, com idéias Henri Poincare Matemático, físico e fi- lósofo francês (1854/ 1912). Interessou-se por mecânica e publicou Os novos métodos da mecâ- nica celeste (1892/1899). “Duvidar de tudo ou acreditar em tudo: essas são duas estra- tégias convenientes. Com qualquer uma delas, no entan- to, nós dispensamos a necessi- dade de refletir”. Henri Poincare 1 aula 21 A Física e sua importância para a sociedade COMENTÁRIO SOBRE AS ATIVIDADES 1. Você deve saber que o Brasil já passou por um “apagão” alguns anos atrás (ou seja, o país teve necessidade maior de energia do que a disponível), um dos primeiros efeitos foi o aumento das tarifas de energia elétrica. O consumo teve que ser diminuído drasticamente, com isso, algumas das facilidades modernas a que estamos acostumados tiveram que ser deixadas de lado. Por exemplo, condicionadores de ar foram utilizados nuclear de grandes proporções. É algo assustador e que por certo induzirá o sertanejo ao medo. O ideal seria a abertura de amplos debates sobre o tema envolvendo políticos, ONGs, técnicos especializados na área e o povo para avaliar vantagens e desvantagens. Não se deve levar a questão de forma sentimental. É providencial também colocar na mesa de discussão a possibilidade de se construir uma nova hidrelétrica no rio São Francisco, nas proximidades de Ilha das Flores e Brejo Grande. Mas aí surge um novo problema. O “Velho Chico” suportaria tal iniciativa? Isso também não causaria problemas ambientais? Ou seria melhor a utilização das poluidoras e degradantes usinas termelétricas? As opções eólica e solar também não são problemáticas? Por tudo isso, o debate se faz necessário. Agora responda as questões: 1. Se houver uma crise energética no Brasil dê exemplos de proble- mas que você teria que enfrentar.. 2. Identifique no texto aspectos positivos e negativos para a cons- trução de uma usina nuclear em Sergipe. 3. Comente a importância da informação da população sobre al- guns temas de Física, como energia nuclear. 22 Introdução à Física somente em dias de calor extremo, vários eletrodomésticos não puderam ser utilizados pelas donas de casa que tiveram que fazer economia forçada, aparelhos que ficam em “stand by” foram desligados da tomada para evitar o mínimo gasto desnecessário, etc. Porém, no futuro, em casos mais graves, poderemos ficar com cidades inteiras sem energia elétrica, o que ocasionaria um caos nestes locais. Por exemplo, os semáforos não funcionariam, cirurgias seriam canceladas, comida estragaria por falta de refrigeração, aumentariam os casos de assaltos e roubos por falta de iluminação. 2. Dentre os aspectos positivos podemos identificar que a energia nuclear é considerada mais limpa do que a baseada em combustíveis fósseis, a mais usada no mundo atualmente (cerca de 80% de toda a energia produzida); a geração de empregos e renda para centenas de pessoas no local da instalação; atração de mão-de-obra qualificada para o local, o que o transforma num pólo de desenvolvimento e estudos científicos na área. Dentre os aspectos negativos você deve ter localizado a possibilidade de um acidente nuclear; a não determinação exata de um local para deposição do “lixo” nuclear produzido; a necessidade de grandes investimentos na construção de uma usina nuclear. Mas será que você viu também que a população pode ser manipulada? Algumas pessoas manipulam a opinião popular alimentando o medo das pessoas, que por falta de informação, fazem um julgamento despreparado. 3. Apesar de muitas vezes parecer distante da população em geral, as ciências, e em particular a Física, fazem parte do nosso cotidiano. Devemos muitas vezes tomar decisões sobre nosso futuro, o que por ignorância pode nos conduzir a um erro grave. Os debates científicos são muito importantes, pois permitem que a população tenha acesso a informações sobre temas que poderão afetá-la diretamente. O exemplo do texto, com a possível instalação de uma Central Nuclear em qualquer lugar do mundo mexe com os ânimos de muita gente. Alguns são a 1 aula 23 A Física e sua importância para a sociedade favor pensando no desenvolvimento que pode ser proporcionado; outros são contra em defesa do meio ambiente. A sociedade se manifesta, em geral, contraria com base apenas no medo, o que alguns utilizam para manipulá- la. A comunidade científica deve se preocupar em informar a população sobre todas as alternativas possíveis, com suas vantagens e desvantagens. Uma sociedade bem informada é muito mais difícil de ser manipulada! AFísica estuda a natureza para entendê-la e descrever os processos que nela ocorrem, e apartirdesseconhecimen- to tenta ajudar a humanidade a progredir. Porém, o curso de Físi- ca é, em geral, considerado difícil, pois necessi- ta que você aguce sua curiosidade e use mais seu raciocínio e lógica. Se preparando bem, ele se tornará apaixonante. A Física desempenha um papel muito importante no mun- do contemporâneo e está presente em quase todas as áreas, sen- do considerada a mais fundamental das Ciências Naturais. Po- rém a Matemática é a grande ferramenta da Física. Sem ela a na- tureza não pode ser descrita pelas outras Ciências. A sociedade contemporânea depende imensamente de equi- pamentos tecnológicos, que surgiram devido as pesquisas na área de Física. Mas estes estudos também podem ter mal uso, como em armas, ou gerar poluição e degradar nosso planeta. O cien- tista tem grande responsabilidade com a sociedade. Um bom fí- sico deve se comunicar com a população com clareza, solucio- nando suas dúvidas, aproximando a Ciência do povo. Uma so- ciedade bem informada tem opiniões mais bem formuladas so- bre todas as questões que lhe são impostas, podendo decidir melhor sobre sua vida. CONCLUSÃO