UNIDADES-GRANDEZAS FÍSICAS- MEDIDAS. 28 de julho de 2010

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1 UNIDADES-GRANDEZAS FÍSICAS- MEDIDAS. 28 de julho de 2010

2 INTRODUÇÃO Seria a Física a mais fundamental das Ciências? SEARS-vol.1 [1]: a Física é uma aquisição da mente humana na busca para compreender a nossa existência e o nosso mundo 1 A NATUREZA DA FÍSICA ciência experimental observamos fenômenos naturais para achar padrões e princípios que relacionam os fenômenos (queda dos corpos, descargas elétricas, etc.) formulação de teorias e de princípios; validade da teoria está presente nas mais diversas áreas do conhecimento (exemplos?)

3 2 MODELOS IDEALIZADOS para resolver problemas em física, formulamos um modelo apropriado para o problema MODELO: substituto para resolver o problema real e que permite a resolução do problema de modo mais simples se a previsão do modelo não concordar com o experimento, o modelo precisa ser renado ou substituído pro outro (ex. sem forças de atrito; tamanho e forma dos objetos irrelevante; etc.) modelo de partícula: o corpo extenso é substituído por um ponto. O tamanho do corpo pode ser desprezado quando comparado com outras dimensões (tamanhos) ou quando a forma geométrica do corpo é irrelevante

4 3 PADRÕES E UNIDADES grandeza física: qualquer número usado para descrever quantitativamente um fenômeno físico (ex. para descrever uma pessoa, usamos como grandezas físicas a sua altura e seu peso) medida de uma grandeza física: consiste em comparar (direta ou indiretamente) a grandeza que se está medindo com um padrão. Um padrão dene uma unidade de medida da grandeza. S.I. (Sistema Internacional de Unidades) [3]: é o sistema de unidades usado por cientistas e engenheiros em todas as partes do mundo. As unidades fundamentais são: segundo(s): é o tempo necessário para que ocorram ciclos da radiação emitida por um átomo de césio 133 metro(m): é o comprimento que a luz percorre no vácuo na 1 fração de do segundo

5 quilograma(kg): é denido como a massa de um cilindro especíco feito com uma liga de platina-irídio ampère(a): é a intensidade de corrente elétrica constante que, se mantida em dois condutores retilíneos e paralelos, de seção transversal desprezível e separados pela distância de 1 m, no vácuo, produz entre eles uma força de N/m 1 kelvin(k): é a fração da temperatura termodinâmica do 273, 16 ponto triplo da água mole(mol): é a quantidade de elementos de um sistema que contém tantas entidades elementares quando ao de carbono 12 em 12 g de carbono 12 candela(cd): é a intensidade luminosa, numa dada direção, de uma fonte que emite radiação monocromática de frequencia Hz e que possui uma 1 intensidade de radiação naquela direção de 683 lumens por watt

6 todas as demais unidades são obtidas destas sete unidades fundamentais ( m, N, J, N, etc) s C kg K A m sempre que necessário, usamos múltiplos e submúltiplos múltiplo kilo mega giga tera submúltiplo mili micro nano pico COERÊNCIA E CONVERSÃO DE UNIDADES usamos equações para relacionar grandezas físicas dimensão: representa a natureza física de uma grandeza toda equação deve possuir coerência dimensional, ou seja, deve ser dimensionalmente correta (argumentos de funções trigonométricas, hiperbólicas, logarítmicas e exponenciais devem ser adimensionais)

7 sempre que necessário, convertemos unidades usando relações simples (1 km = 1000 m, 1 min = 60 s, 1 lb = 4, 448 N, 1 cal = 4, 186 J) 5 INCERTEZAS E ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS quando medimos diretamente uma grandeza física cometemos erro devido à precisão limitada do instrumento usado para fazer tal medida toda medida apresenta algarismos signicativos que são aqueles que temos certeza, mais um algarismo duvidoso o número de algarismos signicativos e o número de casas decimais de uma medida dependem tanto da grandeza que se está medindo quanto do aparelho usado para tal medidas indiretas são acompanhadas de erros, por virem de operações matemáticas realizadas sobre outras medidas são necessárias operações e critérios de arredondamento para algarismos signicativos

8 soma/subtração: o resultado deve apresentar o mesmo número de casas decimais da medida mais pobre em casas decimais produto/divisão: o resultado deve apresentar o mesmo número de signicativos da medida mais pobre em algarismos signicativos i) se a parte a ser descartada for maior que 5, 50, 500, etc, o algarismo imediatamente anterior é acrescido de uma unidade ii) se a parte a ser descartada for menor que 5, 50, 500, etc, o algarismo imediatamente anterior permanece inalterado iii) se a parte a ser descartada for igual a 5, 50, 500, etc, o algarismo imediatamente anterior permanece inalterado, caso seja ímpar, senão é acrescido de uma unidade o número de algarismos signicativos de uma medida permanece inalterado quando ocorre mudança de unidade ou

9 quando o número for escrito na notação cientíca (X 1, X 2 X 3 X 4 10 n onde 1 X 1 9 e n = 0, ±1, ±2, ) 6 ESTIMATIVAS E ORDENS DE GRANDEZA podemos calcular a resposta aproximada de um problema, mesmo com pouca informação e/ou com considerações simples ordem de grandeza de uma quantidade é a potência de dez do número que descreve a quantidade (0, , ) Referências [1] YOUNG, Hugh D. e FREEDMAN, Roger A. Física I-Mecânica. Addison Wesley. [2] SERWAY, Raymond A. e JR, Jonh W. Jewett. Princípios de Física-vol.1-Mecânica Clássica. Cengage Learning. [3]