Física é uma ciência em grande expansão, repleta de desafios intelectuais e que apresenta inúmeros problemas de pesquisa sobre tópicos cobrindo das maiores galáxias às menores partículas subatômicas. Os físicos conseguiram trazer entendimento, ordem, consistência e previsibilidade ao nosso universo e continuarão esse esforço em um promissor futuro.Porém, quando abrimos a maioria dos livros de introdução à física, constatamos que uma história distinta está sendo contada. A física é apresentada como uma ciência completa, em que os principais avanços ocorreram na época de Newton, ou talvez no início do século XX. Apenas próximo ao final dos livros padrão é que a física “moderna” é abordada, e mesmo essa cobertura geralmente inclui somente descobertas feitas na década de 1960.Nossa principal motivação ao escrever este livro foi alterar essa percepção ao entrelaçar, de forma adequada, a estimulante física contemporânea ao longo do texto. A física é uma disciplina emocionante e dinâmica – continuamente à beira de novas descobertas e aplicações que trazem mudanças à nossa vida. Para ajudar os alunos a verem isso, precisamos contar a história completa e empolgante de nossa ciência, adequadamente integrando a física contemporânea no curso baseado em cálculo do primeiro ano. Mesmo o primeiro semestre oferece muitas oportunidades de fazer isso por meio da inclusão de resultados recentes de pesquisas sobre dinâmica não linear, caos, complexidade e física de alta energia no currículo introdutório. Como estamos ativamente realizando pesquisas nessas áreas, sabemos que muitos de nossos resultados atualizados estão acessíveis em sua essência ao estudante do primeiro ano.Autores de muitas outras áreas, como biologia e química, já incluem pesquisas contemporâneas em seus livros, reconhecendo as mudanças significativas que estão afetando as bases de suas disciplinas. Essa integração de pesquisa contemporânea dá aos alunos a impressão de que a biologia e a química são os temas da pesquisa mais atuais do momento. As bases da física, por outro lado, estão sobre bases muito mais firmes, mas os novos avanços são da mesma forma intrigantes e empolgantes, se não mais. Precisamos encontrar uma maneira de compartilhar os avanços em física com nossos alunos.Acreditamos que falar sobre o amplo tópico de energia oferece um ótimo movimento de abertura para capturar o interesse dos alunos. Os conceitos de fontes de energia (fóssil, renovável, nuclear, e assim por diante), eficiência energética, fontes alternativas de energia e efeitos ambientais de escolhas de fornecimento de energia (aquecimento global) são muito mais acessíveis no nível de introdução à física. Verificamos que discussões sobre energia despertam o interesse de nossos alunos como nenhum outro tópico atual, e lidamos com diferentes aspectos de energia no decorrer do livro.Além de estarem expostos ao estimulante mundo da física, os alunos obtêm enormes benefícios da capacidade de solucionar problemas e pensar de forma lógica sobre uma situação. A física baseia-se em um conjunto central de ideias que é essencial a toda a ciência. Reconhecemos isso e oferecemos um método útil de resolução de problemas (esquematizado no Capítulo 1) que é usado em todo o livro. Esse método envolve um formato de vários passos desenvolvido por nós com alunos de nossas aulas.Com tudo isso em mente, combinado com o desejo de escrever um livro cativante, criamos o que esperamos ser uma ferramenta para despertar a imaginação dos alunos e prepará-los melhor para cursos futuros em suas áreas de estudo (é preciso admitir que esperamos converter pelo menos alguns deles em estudantes de física ao longo do caminho).
Wolfgang Bauer, Gary D. Westfall e Helio Dias.
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