HISTÓRICO. Como fazia o homem, cerca de 4000 anos atrás, para medir comprimento?

Transcrição

1 INTRODUÇÃO A palavra física vem do grego physiké, que significa natureza. No seu sentido mais amplo, o estudo da Física deveria compreender os fenômenos naturais e assim ocorreu no início da história da ciência. Porém, com o passar dos anos, ela foi dividida em vários ramos, como biologia, química, etc. Atualmente, a Física estuda principalmente o movimento dos corpos e suas causas (mecânica), o calor (termologia), o som (acústica), a luz (óptica), a eletricidade (eletrologia), a estrutura do átomo, a radioatividade, a teoria da relatividade, etc. (física moderna).

2 GRANDEZAS FÍSICAS Em física, uma grandeza ou quantidade é o conceito que descreve qualitativa e quantitativamente as relações entre as propriedades observadas no estudo da natureza. Grandeza é tudo aquilo que envolve medidas. Medir significa comparar quantitativamente uma grandeza física com uma unidade através de uma escala pré-definida. Nas medições, as grandezas sempre devem vir acompanhadas de unidades. Exemplos de grandezas: comprimento, massa, temperatura, velocidade, aceleração. Fundamentos da Mecânica Modulo Básico Instrutor Jeferson Oliveira

3 HISTÓRICO Como fazia o homem, cerca de 4000 anos atrás, para medir comprimento? As unidades de medição primitivas estavam baseadas em partes do corpo humano, que eram referências universais, pois ficava fácil chegar-se a uma medida que podia ser verificada por qualquer pessoa. Foi assim que surgiram medidas padrão como a polegada, o palmo, o pé, a jarda, a braça e o passo. Fundamentos da Mecânica Modulo Básico Instrutor Jeferson Oliveira

4 Fundamentos da Mecânica Modulo Básico Instrutor Jeferson Oliveira

5 Algumas dessas medidas-padrão continuam sendo empregadas até hoje. Fundamentos da Mecânica Modulo Básico Instrutor Jeferson Oliveira

6 O antigo Testamento da Bíblia é um dos registros mais antigos da história da humanidade. E lá, no Genesis, lê-se que o Criador mandou Noé construir uma arca com dimensões muito especificas, medidas em côvados. O côvado era uma medida-padrão da região onde morava Noé, sendo equivalente a três palmos, aproximadamente, 66cm. Fundamentos da Mecânica Modulo Básico Instrutor Jeferson Oliveira

7 Em geral, essas medidas eram baseadas nas medidas do corpo do rei, sendo que tais padrões deveriam ser respeitados por todas as pessoas que, naquele reino, fizessem medições. Há cerca de anos, os egípcios usavam, como padrão da medida de comprimento, o Cúbito - nome de um dos ossos do antebraço, que é a distância do cotovelo à ponta do dedo médio. Fundamentos da Mecânica Modulo Básico Instrutor Jeferson Oliveira

8 Como as pessoas têm tamanhos diferentes, o cúbito variava de uma pessoa para outra, ocasionando as maiores confusões nos resultados nas medidas. Para serem úteis, era necessário que os padrões fossem iguais para todos. Diante desse problema, os egípcios resolveram criar um padrão único: em lugar do próprio corpo, eles passaram a usar em suas medições, barras de pedra com o mesmo comprimento. Foi assim que surgiu o cúbito -padrão. E com o passar dos anos novos modos de medição fora surgindo até o que o metro fosse estipulada como padrão e chegando nos dias atuais em sua quarta definição como sendo o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo, durante o intervalo de tempo de 1 do segundo Fundamentos da Mecânica Modulo Básico Instrutor Jeferson Oliveira

9 Sistema Internacional de Unidades (SI) Sistema Internacional de Unidades (sigla SI do francês Système international d'unités) é a forma moderna do sistema métrico e é geralmente um sistema de unidades de medida concebido em torno de sete unidades básicas e da conveniência do número dez. É o sistema mais usado do mundo de medição, tanto no comércio todos os dias e na ciência. O SI um conjunto sistematizado e padronizado de definições para unidades de medida, utilizado em quase todo o mundo moderno, que visa a uniformizar e facilitar as medições e as relações internacionais daí decorrentes. Fundamentos da Mecânica Modulo Básico Instrutor Jeferson Oliveira

10 Sistema Internacional de Unidades (SI) O sistema tem sido quase universalmente adotado. As três principais exceções são a Myanmar, a Libéria e os Estados Unidos. O Reino Unido adotou oficialmente o Sistema Internacional de Unidades, mas não com a intenção de substituir totalmente as medidas habituais. Fundamentos da Mecânica Modulo Básico Instrutor Jeferson Oliveira

11 Sistema Internacional de Unidades (SI) Definiram-se sete grandezas físicas postas como básicas ou fundamentais. Por conseguinte, passaram a existir sete unidades básicas correspondentes as unidades básicas do SI descritas na tabela, a partir delas, podem-se derivar todas as outras unidades existentes. As unidades básicas do SI. Fundamentos da Mecânica Modulo Básico Instrutor Jeferson Oliveira

12 Fundamentos da Mecânica Modulo Básico Instrutor Jeferson Oliveira

13 Nesta aula estudaremos tópicos de metrologia aplicada à mecânica. Para dar início ao estudo da metrologia, é necessário a compreensão de grandezas físicas e unidades de medida. Mas antes disso, você sabe qual é o objetivo de se estudar metrologia? É o de conhecer as características do processo de medição, os sistemas métrico e inglês, e saber como converter as unidades. A metrologia é aplicada em todas as grandezas determinadas e, em particular, às dimensões lineares e angulares das peças mecânicas.

14 Ei você ai, me responde uma coisa. Tudo pode ser medido? Nem tudo o que conhecemos pode ser medido. Quanto amor você sente por outra pessoa? Qual a intensidade da saudade? Veja comoéfácilacharexemplosdecoisasquenãopodemsermedidas... Para a Física, coisas que podem ser medidas e padronizadas se constituem em grandezas. O termo grandeza pode referir-se a uma grandeza em um sentido geral ou a uma grandeza específica. Grandeza física é aquela que pode ser medida. É através das grandezas físicas que nós medimos ou quantificamos as propriedades da matéria e da energia. Assim as grandezas podem ser classificadas como: Físicas e Não físicas:

15 Conceituando grandeza física Atributo de um fenômeno, corpo ou substância que pode ser qualitativamente distinguido e quantitativamente determinado. (InstitutodepesosemedidasdoEstadodeSãoPaulo IPEM).

16 Distâncias, tempo, massa, força... Tudo isso pode ser medido. Para organizar e uniformizar estas medidas foi constituído, em 1875, um acordo internacional (BIPM - Bureau Internacional de Pesos e Medidas), mantido e atualizado por conferências internacionais periódicas. Em 1960 foi instituído o Sistema Internacional de Unidades (SI), adotado em todo o mundo, com exceção dos Estados Unidos. UNIDADES DE MEDIDA Unidades de medidas são padrões utilizados para avaliar grandezas físicas. São definidas arbitrariamente e têm como referência um padrão material. As grandezas podem ser mecânicas, ópticas, geométricas, acústicas ou luminosas. Medir significa comparar uma grandeza com uma unidade de referência da mesma espécie e estabelecer o número (inteiro ou fracionário) de vezes que a grandeza contém a unidade. Assim nasce a METROLOGIA:

17 Sistema Internacional de Unidades (Si) No SI distinguem-se duas classes de unidades: unidades de base; unidades derivadas.

18 Além das sete unidades de medidas de base existem outras que são as derivadas destas. Veja, na tabela a seguir:

19

20 SISTEMA INGLÊS Os países de língua inglesa utilizam um sistema de medidas baseado na jarda imperial (yard) e seus derivados não decimais em particular, a polegada inglesa(inch). Em razão da influência inglesa na fabricação mecânica, emprega-se frequentemente, para as medidas industriais, à temperatura de 20ºC, a polegada, que equivale a 25,4 mm. ALeitura de medida em polegada se dá em frações ordinárias de denominadores iguais a: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, etc. Apresentam-se, portanto, as seguintes divisões da polegada:

21 1/2" meia polegada 1/4" um quarto de polegada 1/8" um oitavo de polegada 1/16 um dezesseis avos de polegada 1/32" um trinta e dois avos de polegada 1/64" um sessenta e quatro avos de polegada 1/128" um cento e vinte e oito avos de polegada Os numeradores das frações devem ser números ímpares. 1/2 ; 3/4 ; 5/8 ; 15/16

22 Medidas em polegadas fracionárias Pode-se dividir a polegada em frações ordinárias de denominadores a 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128 Equivalente à 25.4 mm

23 : 2 :

24 O sistema inglês é ainda muito utilizado na Inglaterra e nos Estados Unidos, assim como no Brasil, por causa do grande número de empresas procedentes desses países. Porém, aos poucos esse sistema vem sendo substituído pelo sistema métrico. Sempre que uma medida estiver em uma unidade diferente da dos equipamentos utilizados, devemos convertê-la (ou seja, mudar a unidade de medida). Para converter polegada fracionária em milímetro, devemos multiplicar o valor em polegada fracionária por 25,4. Exemplos: 2 = 2 x 25,4 = 50,8 mm 3/8 = 3x 25,4/ 8 = 9,525 mm

25 A conversão de milímetro em polegada fracionária é feita dividindo-se o valor em milímetro por 25,4 e multiplicando-o por 128. O resultado deve ser escrito como numerador de uma fração cujo denominador é 128. Caso o numerador não dê um mero Inteiro, deve-se arredondá-lo para o número inteiro mais próximo

26 Regra prática para converter milímetro em polegada ordinária, basta multiplicar o valor em milímetro por 5,04, mantendo-se 128 como denominador. Arredondar, se necessário. Para converter polegada fracionária em polegada milesimal, divide-se o numerador da fração pelo seu denominador.

27 Para converter polegada milesimal em milímetro, basta multiplicar ovalorpor25,4. Exemplo: Converter.375 x25,4=9,525mm. Para se converter milímetro em polegada milesimal, basta dividir o valor em milímetro por 25,4.

28 TABELAS DE CONVERSÃO Na física, o comprimento é a grandeza física que expressa a distância entre dois pontos. Na linguagem comum se acostuma diferenciar a altura(quando se refere a um comprimento vertical) e a largura(quando se fala dum comprimento horizontal). Também na física, e na engenharia, a palavra comprimento é sinônimo de "distância", e se acostuma a utilizar osímbololoulpararepresentá-la. O comprimento é considerado habitualmente como uma das grandezas físicas fundamentais; por isso não pode ser definido em termos de outras magnitudes que se podem medir.

29 Massa é um conceito usado em ciências naturais para explicar vários dos fenômenos observados na natureza, e no uso cotidiano é comum a associação entre os resultados destes fenômenos e o conceito de massa. Em particular, a massa é frequentemente associada ao peso dos objetos.

30 Área é um conceito matemático que pode ser definida como quantidade de espaço bidimensional, ou seja, de superfície. Existem várias unidades de medida de área, sendo a mais utilizada o metro quadrado (m²) e os seus múltiplos e sub-múltiplos. São também muito usadas as medidas agrárias: are, que equivale a cem metros quadrados; e seu múltiplo hectare, que equivale a dez mil metros quadrados.outrasunidadesdemedidadeáreasãooacreeoalqueire

31 O volume de um corpo é a quantidade de espaço ocupada por esse corpo. Volume tem unidades de tamanho cúbicas(por exemplo, cm³, m³, in³, etc.)

32 A pressão ou tensão mecânica (símbolo: p) é a força normal (perpendicular à área) exercida por unidade de área. O termo pressão hidráulica (embora na origem relacionado com sistemas utilizando-se ou baseados em água) refere-se a pressões transmitidas por fluidos, como óleos, em especial, em máquinas hidráulicas, em cilindros hidráulicos (como nos macacos hidráulicos e freios hidráulicos de veículos), em fenômenos relacionados com o princípio depascal,etc.,emquevariaçõesdepressãosofridosporumvolumedeum líquido são transmitidos integralmente a todos os pontos deste líquido e às paredes do recipiente onde este está contido.