Física · 8.ª–12.ª classe
Como resolver problemas de Física passo a passo?
Resposta curta
Resolva um problema de Física em seis passos: ler e anotar os dados com unidades, identificar a incógnita, escolher a lei ou fórmula, isolar a incógnita, substituir em unidades SI e calcular, e por fim verificar a unidade, o sinal e a ordem de grandeza. Escrever cada passo evita a maior parte dos erros.
O método em seis passos
- Leia duas vezes e faça um esquema. Desenhe a situação (um carro, um bloco, um circuito) e marque as grandezas.
- Liste os dados e a incógnita, com símbolo e unidade. Inclua os dados escondidos: «parte do repouso» significa v0 = 0; «para» significa v = 0; «velocidade constante» significa a = 0.
- Escolha a lei ou fórmula que liga os dados à incógnita. Se faltar um dado, procure outra fórmula que o calcule primeiro.
- Isole a incógnita na fórmula, em símbolos, antes de substituir números.
- Converta para o SI e calcule. Metros, quilogramas, segundos, ampere, volt. Escreva a unidade em cada resultado.
- Verifique: a unidade é a esperada? O sinal faz sentido? O valor é realista (um carro não anda a 2 000 m/s)? Se possível, resolva por outro caminho.
Dica
Escreva sempre a fórmula em símbolos, depois a substituição com números e unidades, e só depois o resultado. Mesmo que se engane na conta, o professor vê que o método estava certo.
Como escolher a fórmula
| Se o enunciado fala de... | Pense em... |
|---|---|
| distância, tempo, aceleração | fórmulas da cinemática (v = v0 + a t; d = v0 t + ½ a t2) |
| força, massa, aceleração | F = m a (lei fundamental da dinâmica) |
| altura, velocidade, energia | energia cinética ½ m v2 e potencial m g h |
| tensão, corrente, resistência, potência | U = R I; P = U I |
| temperatura, calor, massa | Q = m c ΔT |
Exemplos resolvidos
Exemplo 1 — Cinemática: carro que acelera
Enunciado: Um carro parte do repouso e acelera a 2 m/s2 durante 8 s. Calcule a velocidade final e a distância percorrida.
Resolução:
- Dados: v0 = 0 (parte do repouso); a = 2 m/s2; t = 8 s. Incógnitas: v e d.
- v = v0 + a · t = 0 + 2 × 8 = 16 m/s.
- d = v0 · t + ½ · a · t2 = 0 + ½ × 2 × 82 = 1 × 64 = 64 m.
Resposta: v = 16 m/s e d = 64 m. Verificação: velocidade média = (0 + 16) / 2 = 8 m/s e 8 × 8 = 64 m.
Exemplo 2 — Dinâmica: bloco com atrito
Enunciado: Um bloco de 5 kg é puxado numa mesa horizontal por uma força de 20 N. O atrito é de 5 N. Calcule a aceleração.
Resolução:
- Dados: m = 5 kg; F = 20 N; força de atrito = 5 N (contrária ao movimento).
- Força resultante: FR = 20 − 5 = 15 N.
- FR = m · a, logo a = 15 / 5 = 3.
Resposta: a = 3 m/s2. Verificação: m · a = 5 × 3 = 15 N, igual à força resultante; N / kg = m/s2.
Exemplo 3 — Eletricidade: lâmpada ligada à rede
Enunciado: Uma lâmpada de 60 W funciona à tensão de 220 V. Calcule a corrente que a percorre e a sua resistência.
Resolução:
- Dados: P = 60 W; U = 220 V.
- P = U · I, logo I = 60 / 220 ≈ 0,27 A.
- R = U / I = 220 / 0,2727 ≈ 807 Ω (ou R = U2 / P = 48 400 / 60 ≈ 807 Ω).
Resposta: I ≈ 0,27 A e R ≈ 807 Ω. Verificação: os dois caminhos para R dão o mesmo valor; e U · I = 220 × 0,2727 ≈ 60 W.
Exemplo 4 — Nível de exame: queda livre
Enunciado: Larga-se uma pedra de uma altura de 45 m (use g = 10 m/s2, sem resistência do ar). Calcule o tempo de queda e a velocidade ao chegar ao solo.
Resolução:
- Dados: v0 = 0 (larga-se); h = 45 m; g = 10 m/s2.
- h = ½ · g · t2, logo t2 = 2h / g = 2 × 45 / 10 = 9, e t = 3 s.
- v = g · t = 10 × 3 = 30 m/s.
Resposta: t = 3 s e v = 30 m/s. Verificação: pela energia, v = √(2 g h) = √(2 × 10 × 45) = √900 = 30 m/s.
Erros frequentes
- Substituir números antes de isolar a incógnita. Isole primeiro em símbolos; evita contas repetidas e erros.
- Não converter unidades. Km/h com metros, g com kg ou minutos com segundos dão resultados absurdos.
- Usar a fórmula errada para o tipo de movimento. d = v · t só vale para velocidade constante.
- Ignorar os dados escondidos («parte do repouso», «para», «largado»).
- Não verificar o resultado. Uma pedra de 45 m que cai em 0,3 s ou uma lâmpada com 200 A deviam fazer soar o alarme.
- Esquecer a unidade ou o sentido (sinal) da resposta.
Exercícios propostos
1Exercício 1
Um carro a 72 km/h trava e para em 5 s, com aceleração constante. Calcule a aceleração e a distância de travagem.
Ver dica
Comece por converter 72 km/h para m/s.
Ver solução
72 km/h = 20 m/s. a = (0 − 20) / 5 = −4 m/s2 (o sinal negativo indica travagem). d = (20 + 0) / 2 × 5 = 10 × 5 = 50 m.
2Exercício 2
Duas resistências de 4 Ω e 6 Ω estão ligadas em série a uma fonte de 20 V. Calcule a corrente e a tensão em cada resistência.
Ver solução
R = 4 + 6 = 10 Ω. I = 20 / 10 = 2 A. U1 = 4 × 2 = 8 V; U2 = 6 × 2 = 12 V. Verificação: 8 + 12 = 20 V.
3Exercício 3
Uma bola de 2 kg é lançada verticalmente para cima com 10 m/s. Use g = 10 m/s2 e calcule a altura máxima (sem resistência do ar).
Ver solução
No ponto mais alto v = 0. Da conservação da energia, ½ m (v0)² = m g h, logo h = (v0)² / (2 g) = 100 / 20 = 5 m. (A massa não interfere.)
4Exercício 4
Quanta energia é preciso fornecer a 2 kg de água para aquecer de 20 °C a 30 °C? (c = 4 200 J/(kg·°C).)
Ver solução
Q = m · c · ΔT = 2 × 4 200 × (30 − 20) = 2 × 4 200 × 10 = 84 000 J (84 kJ).
5Exercício 5
Um aluno resolveu: «Uma força de 30 N atua num corpo de 6 kg; a = m / F = 0,2». Diga onde está o erro e corrija.
Ver solução
A lei é F = m · a, logo a = F / m = 30 / 6 = 5 m/s2. O resultado «0,2» tem unidade kg/N, que não é de aceleração; uma verificação de unidades teria detetado o erro.
Perguntas frequentes
Há exceções a este método?
O método aplica-se a todos os problemas, mas a forma varia. Em problemas conceptuais, sem números, o «cálculo» é um raciocínio escrito com as leis. Em problemas de várias etapas, repita o método em cada etapa.
Como se relaciona com outros temas?
Cada passo liga-se a uma competência: o esquema liga-se à geometria, isolar a incógnita à álgebra e converter unidades ao SI. Treinar este método melhora também a Matemática e a Química.
Que perguntas saem em exame?
Costumam pedir um cálculo com fórmulas do programa, a interpretação de um gráfico ou uma justificação. O formato depende da classe; confirme com o programa oficial e com exames anteriores.
O que faço se não sei por onde começar?
Escreva os dados e a incógnita, desenhe a situação e procure uma fórmula que ligue as duas. Só isso já pode valer pontos e muitas vezes destrava o problema.
Resumo
- Seis passos: ler e desenhar, listar dados e incógnita, escolher a lei, isolar, calcular em SI e verificar.
- Procure os dados escondidos no enunciado.
- Isole a incógnita em símbolos antes de substituir números.
- Converta sempre para o SI e escreva as unidades em cada passo.
- Verifique a unidade, o sinal e se o valor é realista; sempre que puder, confirme por outro caminho.
Onde aprofundar
- O manual de Física da sua classe e o programa oficial (INIDE / Ministério da Educação de Angola) — confirme a edição em vigor.
- O manual aberto OpenStax Physics (em inglês), que tem estratégias de resolução e exercícios resolvidos em cada capítulo.
- O Sistema Internacional de Unidades, descrito pelo Bureau Internacional de Pesos e Medidas (BIPM).
Continue a estudar
Como estudar Física de forma eficaz?
Para estudar Física de forma eficaz, resolva problemas todos os dias em vez de apenas ler, perceba cada lei em vez de a decorar, escreva sempre as unidades e guarde os…
3 exemplos5 exercícios com solução✓ Estudado
Que fórmulas de Física se devem decorar para o exame?
Decore poucas fórmulas, mas as fundamentais de cada tema: v = d / t, v = v0 + a t, d = v0 t + ½ a t2, F = m a, W = F d cos θ, Ec = ½ m v2, Ep = m g h, U = R I, P = U I…
3 exemplos5 exercícios com solução✓ Estudado
Como se interpretam os enunciados dos problemas de Física?
Para interpretar um enunciado de Física, leia-o duas vezes, passe os dados para símbolos com unidades, sublinhe a pergunta (a incógnita) e procure os dados escondidos…
4 exemplos5 exercícios com solução✓ Estudado
Como se escrevem as unidades corretamente em Física?
Em Física, as unidades escrevem-se com o símbolo do Sistema Internacional (SI), separado do número por um espaço, sem plural e sem ponto final: 5 kg, 20 m/s, 12 V…
4 exemplos5 exercícios com solução✓ Estudado
Ver tudo de Física · Capítulo: Estudar e preparar exames de Física