Física I

Nesta aula apresentaremos a disciplina de Física e sua importância para estudo de sistemas complexos entre eles aqueles de interesse da Biotecnologia.

Palavras-chave: Abordagem computacional; física; bioinformática; biologia computacional; biofísica computacional; descoberta de fármacos; modelagem molecular por homologia; docagem molecular; dinâmica molecular; pesquisa científica; pesquisa interdisciplinar; interdisciplinaridade; educar pela ciência

Nesta aula veremos os principais conceitos do método científico. Estudaremos a composição de um artigo científico e discutiremos algumas métricas científicas

Palavras-chave: Física; descoberta de fármacos; pesquisa científica; pesquisa interdisciplinar; interdisciplinaridade; educar pela ciência

Nesta aula veremos os principais conceitos da cinémática com foco no formalismo matemático baseado no cálculo diferencial e integral. Veremos a dedução da primeira e segunda equações básicas. Aplicaremos os conceitos na resolução de exercícios propostos.

Palavras-chave: Física; cinemática; partícula; posição; deslocamento; velocidade média; velocidade escalar média; velocidade instantânea; velocidade; aceleração média; aceleração instantânea; aceleração; equação do movimento; queda livre; aceleração da gravidade; modelo computacional; educar pela ciência

O foco desta aula está em vetores e suas aplicações no estudo do movimento de partículas. Estudaremos grandezas vetoriais e sua representação em vetores unitários e no sistema módulo-ângulo. Definiremos os produtos escalar e vetorial.

Palavras-chave: Física; vetores; grandezas vetoriais; soma geométrica de vetores; componentes de um vetor; notação dos vetores unitários; notação módulo-ângulo; produto escalar; produto vetorial; partícula; posição, deslocamento; velocidade média; velocidade escalar média; velocidade instantânea; velocidade; aceleração média; aceleração instantânea; aceleração.

O conteúdo desta aula trata do movimento em duas e três dimensões. Veremos os vetores posição, velocidade e aceleração. Definiremos a aceleração centrípeta. Estudaremos o movimento balístico e o movimento circular uniforme.

Palavras-chave: Física; movimento em duas dimensões; movimento em três dimensões; vetor posição; vetor deslocamento; vetor velocidade; vetor aceleração; movimento balístico; movimento circular uniforme; aceleração centrípeta.

Nesta aula apresentamos as três leis de Newton e vemos algumas aplicações.

Palavras-chave: Física; leis de Newton; força; força gravitacional; peso; massa; força de atrito.

Nesta aula descrevemos as forças de atrito e a força de arrasto. Estudaremos a velocidade terminal. Analisaremos o movimento circular uniforme e definimos a força centrípeta. Aplicamos os conceitos vistos a sistemas físicos simples com o uso da segunda lei de Newton.

Palavras-chave: Física; leis de Newton; força; força gravitacional; peso; massa; força de atrito; força de arrasto; força centrípeta; velocidade terminal; movimento circular uniforme.

O conteúdo desta aula tem foco nos conceitos de trabalho, energia cinética e potência. Veremos exemplos onde esses conceitos são aplicados a sistemas físicos simples. Estudaremos situações onde temos a força constante ou variável. Discutiremos o teorema do trabalho e energia cinética. Veremos o trabalho da força elástica.

Palavras-chave: Física; leis de Newton; energia cinética; trabalho; teorema do trabalho e energia cinética; trabalho de uma força constante; trabalho da força gravitacional; trabalho da força elástica; constante da mola; lei de Hooke; trabalho de uma força variável; potência; Joule; Watt.

Nesta aula o foco está no estudo da energia potencial de sistemas físicos, onde as forças envolvidas no sistema são conservativas. Estudamos a energia potencial gravitacional e a energia potencial elástica. Detalhamos princípio de conservação da energia mecânica e analisamos sua aplicação a sistemas físicos simples.

Palavras-chave: Física; Nesta aula o foco está no estudo da energia potencial de sistemas físicos, onde as forças envolvidas no sistema são conservativas. Estudamos a energia potencial gravitacional e a energia potencial elástica. Detalhamos princípio de conservação da energia mecânica e analisamos sua aplicação a sistemas físicos simples.

O sistema-massa mola é um paradigma para modelagem de sistemas mais complexos. Nesta aula veremos como podemos usar a série de Taylor para aproximar a função energia potencial de um sistema massa-mola. Demostraremos como podemos aproximar funções usando-se o recurso da série de Taylor. Iremos modelar a interação de fármacos com proteína como um sistema massa-mola e determinar sua energia potencial.

Palavras-chave: Física; força conservativa; energia potencial elástica; série de Taylor; função exponencial; função cosseno; função seno; sistema massa-mola; sistema molecular; interações intermoleculares; constante elástica; distância de equilíbrio; Taba; Tool to Analyze Binding Affinity.

Nesta aula de revisão iremos resolver quatro questões preparatórias para a prova 1. As duas primeiras questões tratam da demonstração das equações da posição para o movimento unidimensional e balístico, respectivamente. Na questão 3 resolvemos o problema de um paraquedista em queda livre, onde consideramos a resistência do ar. A última questão foca na energia potencial elástica do sistema massa-mola, onde obtemos a expressão por meio de uma série de Taylor.

Palavras-chave: Física; movimento unidimensional; movimento balístico; velocidade terminal; força de arrasto; segunda lei de Newton; força conservativa; energia potencial elástica; série de Taylor; constante elástica; distância de equilíbrio.

No dia 04 de outubro de 1957 a humanidade pela primeira vez colocou em órbita um satélite artificial: o Sputnik. Essa conquista só foi possível graças ao trabalho pioneiro do físico Konstantin Tsiolkovski. O lançamento do Sputnik deu início à corrida espacial entre os Estados Unidos e a antiga União Soviética, que culminou com o pouso na Lua do astronauta Neil Armstrong em 20 de julho de 1969. Nesta aula estudaremos o movimento do foguete. Na análise do movimento, consideramos a conservação do momento linear do sistema para chegarmos a uma equação diferencial ordinária da velocidade em função da massa do foguete.

Palavras-chave: Física; momento linear; conservação do momento linear; sistema de massa variável; velocidade relativa; equação diferencial; primeira equação do foguete; segunda equação do foguete; Konstantin Tsiolkovski; Sputnik.