Atravessando a rua

Há muitas coisas que "fazemos sem pensar". Uma delas é atravessar a rua. Na verdade não é que nós não pensamos, acontece que nossa mente consegue processar todas as informações necessárias "em paralelo", enquanto atravessamos a rua pensando em outra coisa e assoviando.

Atravessar uma simples rua não é algo muito fácil. Você tem que olhar para os dois lados e verificar se não está vindo nenhum carro, e se algum carro estiver vindo em sua direção, você precisará estimar a velocidade desse carro, a distância entre ele e você e o tempo que vai demorar para ele percorrer essa distância, com essa velocidade, até chegar onde você está; além disso, você também terá que fazer uma estimativa da largura da rua e do tempo você vai gastar para atravessá-la, considerando para isso a velocidade dos seus próprios passos. E, por fim, se você errar... Plóft! Catchup virou, catchup virou... (como diz uma certa musiquinha infantil).

Mas o que será que nosso cérebro "calcula" nessas horas? Embora ele processe todas as informações de forma paralela e quase instantânea, é possível "simularmos" esse pensamento oculto. Vamos fazer isso considerando um caso bem simples em que estamos parados na borda da calçada tentando atravessar uma rua de largura L e vemos um automóvel vindo pela rua, a uma certa distância "d", e com velocidade "Va". Será que vai dar tempo de atravessar a rua, considerando que você ande com velocidade Vp constante?

Vejamos: se você tem velocidade Vp, então o tempo Tp que você demora para atravessar a rua pode ser calculado como se segue:

 

Se você preferir ver isso com números, suponha então que a rua tenha uma largura L = 10 m e que você caminhe com velocidade de 1 m/s, então:

Nada mal! Você atravessará a rua em 10 segundos! Será que vai dar tempo? Bom, isso depende da velocidade e da distância do carro. Quanto mais rápido o carro estiver se movendo, menor será o tempo que ele levará para percorrer a distância d e chegar até onde você está atravessando. O tempo que o carro levará para chegar até você pode ser obtido de forma semelhante à maneira como calculamos o nosso próprio tempo de cruzamento da rua:

Mais uma vez, se você preferir usar números para ter uma idéia mais realista da situação, considere que um automóvel em uma rua comum (não em uma avenida, por exemplo) trafega geralmente com uma velocidade em torno de 36 km/h, o que dá 10 m/s. Vamos supor também que você o viu quando ele estava a 60 m de você. Então, nesse caso, o automóvel vai demorar um tempo de:

Oh não! Isso é péssimo! O automóvel chega até você em 6 s, mas você precisa de 10 s para atravessar a rua! Catchup virou, catchup virou...

Porém, o fim não seria tão trágico se o automóvel estivesse inicialmente mais distante de você, não é mesmo? Será possível obter a menor distância de segurança que o automóvel deve estar de você a fim dar um tempo suficiente para você atravessar a rua? Oh yes! É moleza. É só pensar um pouco...

Para você conseguir atravessar a rua sem risco de ser atropelado por esse automóvel ele precisa demorar, no mínimo, o mesmo tempo que você mesmo demora para atravessar a rua, certo? Dessa forma, quando o automóvel chegar até você, você já estará do outro lado da rua! Então veja como não é tão complicado:

Substituindo TA e VA na última expressão, e fazendo então as contas, temos:

Você só atravessá em segurança se esse automóvel estiver, no mínimo, a 100 m de distância quando você iniciar sua travessia.

Evidentemente há outras possibilidades... Quais são mesmo? 

(  ) aumentar sua própria velocidade?

(  ) diminuir a velocidade do carro?

(  ) encurtar a largura da rua?
(  ) pintar o carro de amarelo? :)

Se você assinalou alguma das três últimas sugestões, dançou né? Mas se assinalou a primeira você acertou em cheio! Então, que tal refazer o problema considerando agora a pergunta: qual a menor velocidade que eu devo ter para atravessar a rua de 10 m de largura sem ser atropelado pelo carro que está a 60 m, vindo na minha direção com velocidade de 10 m/s?

Ta aí uma boa questão para a prova, não? (A resposta é 6 km/h. Será que você consegue obtê-la?).

Boa sorte e espero que consiga!

Dica da semana

Enquanto vamos curtindo uma greve e não temos aulas presenciais, que tal dar algum alimento aos seus neurônios e visitar um blog muito bom e que aborda o ensino de física de uma perspectiva de assuntos do cotidiano?

O blog do meu amigo Prof. Dulcídio, "Fìsica na Veia!" (não é na velha não, é na veia mesmo, he he) está concorrendo a um prêmio internacional como um dos melhores blogs do Brasil. E olha que é um blog de física!

O Prof. Dulcídio é meu parceiro de autoria de material didático em várias coleções que escrevemos juntos para a Editora Companhia da Escola e tem um estilo de escrita muito gostoso e claro. Eu recomendo a visita ao blog e, se gostar tanto quanto acho que vai gostar, aproveite e vote no blog dele.

Para votar é só clicar aqui, rolar a página até encontrar a categoria Melhor Weblog em Português e seguir 5 passos rápidos:

1. Escolher o blog clicando no título na lista nomeados e selecionando "votar neste blog"

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Física: o que é isso mesmo?

Nesses inícios de curso para o Ensino Médio, especialmente para as turmas dos primeiros anos, é importante traçar uma panorâmica sobre o que é a física, de onde ela surgiu, como tem se desenvolvido, para que serve e o que podemos esperar dela para o futuro. Afinal, não faz muito sentido aprender física se não tivermos uma vaga noção do que aprenderemos.

Resumindo demais (senão não cabe em um post de blog), podemos dizer que a física, como é entendida hoje, é relativamente recente e começou a se parecer com uma ciência na época da Renasçença, com Galileu, Newton e outros. Até então a física era tida como Filosofia Natural e tinha mais a aparencia de um conhecimento filosófico do que de um conhecimento "científico" (como entendemos esse termo hoje em dia).

A diferença entre a Filosofia Natural e a Física que daí nasceu está basicamente fundamentada no método de pensar e agir da filosofia e da ciência. A Filosofia Natural consistia em um conjunto de conhecimentos sobre a natureza que fosse coerente com a forma filosófica de pensar e não dava importância excessiva à experimentação e à matemática.

Foi com Galileu e Newton que a matemática e a realização de experimentos de forma sistemática se incorporou aos conhecimentos da natureza que se tinha até então e os que foram descobertos nessa época, dando então origem ao que chamamos hoje de Fìsica e a uma nova maneira de enfrentar o estudo da natureza.

Hoje a física pode ser entendida como um conjunto coerente de leis e princípios que explicam o funcionamento dos fenômenos naturais e se fundamentam fortemente no uso da matemática como linguagem de expressão e na experimentação como forma de inspeção e verificação dessas leis e princípios.

Aquilo que não pode ser verificado experimentalmente deve, pelo menos, fazer sentido matematicamente e ser coerente com as leis e princípios que já temos estabelecidos. Quando algo absolutamente novo surge (é descoberto), o caminho percorrido pelos cientistas para tentar compreender essa nova descoberta consiste em formular hipóteses com bases em leis e princípios ja existentes e, se isso não permite compreender a descoberta ou se os experimentos apontam comportamentos "estranhos", então verifica-se novamente se essas leis e princípios já estabelecidos são realmente verdadeiros e válidos sempre.

Esses ir e vir, meio que tateando no escuro em busca de explicações, é o que às vezes chamamos de Método Científico, e que nada mais é do que a maneira com que os cientistas trabalham quando buscam explicações para fenômenos ainda não compreendidos.

Diferentemente da fílosofia, onde o pensamento é a única ferramenta de análise da realidade, a ciência como a praticamos hoje utiliza-se da matemática e da experimentação além, é claro, de um enorme esforço de pensamento.

A figura abaixo é uma mapa conceitual que tenta resumir algumas idéias sobre o que é e do se preocupa a física: (clique na imagem para ampliá-la)

Como uma ciência cuja preocupação é compreender como a natureza funciona, é claro que a física está ligada à várias outrras ciências. Da mesma forma, suas descobertas têm impactos profundos em todos os aspectos de nossas vidas. Assim, a física não é uma ciência "à parte" ou desvinculada do mundo e das coisas do cotidiano, mas muito pelo contrário! A física está presente em praticamente tudo que fazemos, usamos e, inclusive, na nossa forma de pensar.

Aprender física é compreender melhor o seu mundo e a si mesmo. Por isso, uma consequência natural quando se aprende um pouco mais sobre física é justamente a mudança da forma de pensar o mundo. Pessoas que aprendem física compreendem melhor o mundo à sua volta, são capazes de tomar decisões mais sábias e, no limite, se tornam cidadãos mais produtivos e conscientes de seus papéis e limitações.

Não é preciso aprender física com o mesmo nível de refinamento e detalhes com que os físicos aprendem física, mas é necessário que se conheça melhor s seu próprio mundo já que não existe outro mundo onde você possa morar, correto?

A figura abaixo é outro mapa conceitual que mostra um pouco da relação entre a física e outros campos do saber. Note também que a física influencia diretamente a economia, a cultura, a política e todas as relações humanas, pois não há nada mais humano do que a própria física! (clique na imagem para ampliá-la)

No seu livro didático você encontrará mais textos falando sobre a física, o seu método de trabalho e suas relações com as coisas do nosso cotidiano. Leia-o e explore mais o assunto com o professor. À propósito, professores de física adoram falar sobre física. ;)