Estudo de Física

Guias de estudo para olimpíadas de Física em geral.

"Physics is like sex. sure it may give some practical results but that's not why we do it", Richard P. Feynman

Competições

Algumas competições relacionadas à Física são: OBF, OBFEP, IPhO, WoPhO, OPF.

Guia de estudos sugerido pela equipe do OC

Termos de uso:

Caso você seja aluno, utilize extensivamente as dicas aqui presentes e consiga um bom resultado, tem o dever moral de enviar um agradecimento ou depoimento à equipe do site. Utilize o espaço de comentários abaixo.

Caso seja professor, utilize as dicas aqui presentes para fazer a preparação de seus estudantes, e eles consigam bons resultados, tem o dever moral de enviar um agradecimento ou depoimento à equipe do site. Utilize o espaço de comentários abaixo.

IPhO:

Tempo de preparo sugerido: 1 ano e 9 meses.
Tempo de preparo mínimo estimado: 1 ano e 4 meses (carga bem alta de estudos).

Estude o material de Física de um curso pré-vestibular (livros, apostilas, listas de exercícios, etc) à sua escolha (2 - 3 meses)
- Após e enquanto isso, treine resolvendo algumas provas passadas da OBF.
Estude o básico de cálculo 1 (o que é derivada, integral, derivadas e integrais polinomiais e exponenciais, regra da cadeia e do produto para derivadas). Caso você não tenha essa base básica de cálculo, será extremamente difícil e demorado entender os livros de teoria. É recomendado gastar esse tempinho pequeno antes de ir direto para a física. O resto do aprimoramento em cálculo será feito em conjunto com o resto do treinamento. (1 mês)
Aprenda lei dos senos e dos cossenos (1 - 2 dias).
Escolha um (ou mais) livro introdutório de Física básica (como Tipler, Halliday ou Sears, por terem uma abordagem mais prática, até mesmo focada para engenheiros. Pode também utilizar uma combinação de livros, como um mais avançado, como o Moysés, acompanhado de um dos outros). O mais importante é ser capaz de aprender toda a teoria, independente da forma como você o fez; esta recomendação é apenas uma das maneiras mais práticas de fazer isto. (recomendações completa dos livros abaixo)
- Estude o livro ou coleção de livros completamente, junto a livros como Irodov(Livros focados em exercícios) para treinar alguns exercícios (1 ano e 1 mês).
- Junta a isso, continue estudando cálculo conforme a necessidade. Será necessário saber coisas como derivadas e integrais polinomiais, exponenciais, e equações diferenciais ordinárias de primeira e segunda ordem. Mas coisas como integrais de linha, integral de área e volumétrica você provavelmente conseguirá aprender a partir dos livros de física. Aprenda série de Taylor e como fazer aproximações!
Estude termodinâmica em um livro de exercícios, como o Irodov, pois os livros introdutórios de engenharia possuem uma base muito fraca em termodinâmica (apenas o livro de teoria não será o suficiente para a prova na parte de termo!) (1 mês.)
Resolva exaustivamente provas téoricas de olimpíadas internacionais, como IPhO e APhO, e vários exercícios conceituais e variados de livros, para treinar velocidade e técnicas de resolução de problemas (3 meses) (isso é extremamente importante para conseguir velocidade. Apenas com teoria você não conseguirá ter um resultado bom. Repito, não importa saber tudo, é preciso prática para saber aplicar e não cometer erros).
OPCIONAL: caso queira se aprofundar ainda mais, utilize livros focados em resolução de exercícios, como os livros "There once was a Classical Theory…" - David Morin e Basic Laws of Electromagnetism - I.E. Irodov. (3 - 4 meses)
Aprenda a trabalhar com erros para a prova experimental: aprenda a estimar o erro por "reta máxima, reta mínima e reta média" nos gráficos, aprenda a propagar erros por derivada (1 mês, porém pode ser estudado em conjunto com qualquer uma das sessões acimas)
Veja as resoluções de provas experimentais passadas de IPhOs e APhOs (2 meses, em conjunto com o treinamento abaixo e algum treinamento teórico)
Treine fazer tabelas e gráficos, podendo, e devendo, inclusive utilizar os dados presentes nas resoluções dessas provas. Por mais que seja uma tarefa sistemática e com pouco uso de raciocínio, é muito importante treinar fazer tabelas e gráficos. Você irá fazer isso até que o tempo que você demora para fazer ambos caia pelo menos pela metade. Dessa forma você terá mais agilidade na experimental (2 meses. porém pode ser realizado em conjunto com qualquer um dos treinos acima; de preferência com a resolução de provas passadas.

Ao final do treinamento você terá lido cerca de 1200 - 1500 páginas de teoria, terá resolvido ao menos 15 provas teóricas passadas de IPhOs, e 5 de APhOs; terá resolvido pelo menos 500 exercícios conceituais e variados, terá feito pelo menos 15 gráficos e 20 tabelas, e visto as resoluções e enunciados de pelo menos 10 provas experimentais de IPhOs e 5 de APhOs.

Caso queira melhorar ainda mais sua preparação (medalha de ouro), aumente a quantidade de provas passadas resolvidas, procurando fazer acima de 25; e resolva mais exercícios (mais 300 exercícios).

Habilidades adquiridas: você saberá utilizar todas as fórmulas da lista de fórmulas da IPhO, saberá resolver equações diferenciais de segunda ordem, resolver integrais e derivadas polinomiais, exponenciais e algumas trigonométricas. Saberá fazer cálculo de área e volumes simples, possivelmente saberá usar rotacional, divergente e gradiente. Terá o seu senso "físico" aprimorado (olhar para as questões e já saber como será aproximadamente a resposta, embora ainda não tenha chegado a ela), aumentará sua velocidade de resolver problemas simples de matemática (resolver sistemas e equações). Aprenderá de onde surgiram diversas das fórmulas utilizadas, e, provavelmente melhorará sua organização.

Dica:

Resolva no papel apenas os exercícios que você não consiga fazer "de cabeça", ou seja,

resolvê-lo inteiro mentalmente sem utilizar papel
ser capaz de dizer passo a passo como resolver o exercício.

Caso passe por um exercício que já saiba dessa forma, pule ele e automaticamente considere como resolvido. Dessa forma você melhora seu raciocínio e deixa o treinamento menos entediante.

OBF:

Tempo de preparo sugerido: 4 meses.
Tempo de preparo mínimo estimado: 2 meses e meio (carga bem alta de estudos).

Estude o material de Física de um curso pré-vestibular (livros, apostilas, listas de exercícios, etc) à sua escolha ( 3 - 4 meses)
- Após e enquanto isso, treine resolvendo provas passadas da OBF. (continue resolvendo por pelo menos mais um mês após terminar a teoria)
Veja algumas provas passadas de experimentais (2 semanas - 3 semanas)

Ao final do treinamento você terá lido cerca de 300 - 500 páginas de teoria, e resolvido pelo menos 5 provas passadas de segunda fase, e 8 provas passadas de terceira fase da OBF.

Material OC

Material contribuído pela equipe do Olimpíadas Científicas.

Tabela de Fórmulas para a IPhO
(Lista de fórmulas feita para o Physics Cup 2012, traduzida para o Português)

Fórum do OC sobre Física

Links e livros recomendados

Livros

Alguns livros que recomendamos ou que nos foram recomendados.

Básico

Livros de exercícios da OPF (Olimpíada Paulista de Física), de qualquer ano.

Médio

(O nível de aprofundamento dos livros teóricos desta sessão é praticamente o mesmo)

Física para Cientistas e Engenheiros

Vol. 1 - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica
Vol. 2 - Eletricidade e Magnetismo, Ótica
Vol. 3 - Física Moderna: Mecânica Quântica, Relatividade e a Estrutura da Matéria
Autores: Paul A. Tipler, Gene Mosca

Fundamentos da Física

Vol. 1 - Mecânica
Vol. 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica
Vol. 3 - Eletromagnetismo
Vol. 4 - Óptica e Física Moderna
Autores: David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker

Princípios de Física

Vol. 1 - Mecânica Clássica
Vol. 2 - Movimento Ondulatório e Termodinâmica
Vol. 3 - Eletromagnetismo
Vol. 4 - Óptica e Física Moderna
Autores: Raymond A. Serway, John W. Jewett Jr.

Avançado

Curso de Física Básica:

Vol. 1 - Mecânica
Vol. 2 - Fluídos, Oscilações e Ondas, Calor
Vol. 3 - Eletromagnetismo
Vol. 4 - Ótica, Relatividade, Física Quântica
Autor: Herch Moysés Nussenzveig

(Muito bom se acompanhado de um dos livros intermediários, por ser menos didático que eles)

"There once was a Classical Theory…" - David Morin

(após estudar mecânica, esse livro pode reforçar ainda mais sua base)

Basic Laws of Electromagnetism - I.E. Irodov.

(boa complementação para eletromagnetismo, com uma abordagem focada em exemplos)

Livros I. E. Irodov e Saraeva para exercícios.

Provas

Básico

Médio

OBF: 2010, 2009, 2008, 2007, 2006, 2005, 2004, 2003, 2002, 2001, 2000, 1999 – 1ª Fase, 1999 – 2ª Fase

Other Physics Olympiads - Provas de olimpíadas nacionais e seletivas de outros países. Confira a seletiva americana, por exemplo.

Seletiva Americana 2007 -2010

Avançado

The International Physics Olympiad- by Martin Swift.
(Lista de problemas da IPhO organizados por tipo, em Inglês)

Past IPhO Problems and Solutions
(Problemas passados das IPhOs organizados por data)

APhO, past problems and solutions
(Problemas passados das APhOs organizados por data, até 2012)