Defina modelo em ciência, ou seja, modelo científico. Exemplifique.

Passo 1

O enunciado pede para definirmos o que é um “modelo” em ciência (ou modelo científico) e dar um exemplo. Vamos precisar apresentar o conceito de representação simplificada da realidade usada para entender, explicar ou prever fenômenos, e ilustrar com um caso concreto.

Passo 2

Um modelo científico é uma construção (física, matemática ou computacional) que captura aspectos relevantes de um sistema real, abstraindo detalhes desnecessários. Essa abstração permite focar nas variáveis e relações que mais importam para o problema em estudo, tornando possível formular hipóteses, fazer cálculos ou simular comportamentos.

Passo 3

Na prática, um modelo deve:
  1. Identificar as variáveis-chave do sistema;
  2. Definir as leis ou equações que relacionam essas variáveis;
  3. Especificar condições iniciais e de contorno;
  4. Ser testável (comparar previsões do modelo com dados experimentais ou observacionais).

Passo 4

Existem vários tipos de modelos:
– Modelo físico (p.ex. maquete de ponte);
– Modelo matemático (p.ex. equações de Lotka–Volterra para presas e predadores);
– Modelo computacional (p.ex. simulações de clima e previsão meteorológica).

Passo 5

Para exemplificar, podemos usar o modelo matemático do pêndulo simples. Ele considera um corpo pontual de massa m preso a um fio sem massa de comprimento L. A equação de movimento, obtida pela segunda lei de Newton, é
d^2thetadt^2 + gL,sin(theta) = 0,
onde theta(t) é o ângulo de deflexão e g a aceleração da gravidade. Esse modelo permite prever o período de oscilação e entender como a amplitude e o comprimento influenciam o movimento, mesmo sem reproduzir cada detalhe real (atrito, rigidez do fio etc.).

Resposta

Um modelo científico é uma representação simplificada de um sistema real—por meio de equações, diagramas ou simulações—que abstrai detalhes menos relevantes para explicar, prever ou testar hipóteses sobre fenômenos.
Exemplo: o modelo do pêndulo simples, descrito por
d^2thetadt^2 + gL,sin(theta) = 0,
permite estimar o período de oscilação de um pêndulo sem levar em conta atrito ou elasticidade do fio.

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