Física Aplicada A Aula 1. Profª. Me. Valéria Espíndola Lessa

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1 Física Aplicada A Aula 1 Profª. Me. Valéria Espíndola Lessa valeria-lessa@uergs.edu.br

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3 O que é Física? Física é uma ciência que procura descrever a natureza fundamental do universo e como ele funciona. É a ciência da matéria e da energia, do espaço e do tempo. (TIPLER,MOSCA, 2011)

4 É a base de outras ciências como: astronomia, biologia, química e geologia. É uma ciência que utiliza observações experimentais para comprovar suas teorias.

5 Método Científico ou Experimental Pode ser dividido em três partes: 1. observação dos fenômenos; 2. medida de suas grandezas; 3. indução ou conclusão de leis ou princípios que regem os fenômenos. O precursor deste método foi Galileu Galilei.

6 Alguns Campos da Física MECÂNICA -> Estuda os movimentos (Cinemática, Dinâmica e Estática) TERMODINÂMICA -> Estuda fenômenos relacionados com o calor ÓPTICA -> Estuda fenômenos relacionados com a Luz (Onda eletromagnética) ONDULATÓRIA -> Estuda as ondas mecânicas, como o som ELETROMAGNETISMO -> Estuda a eletricidade e o magnetismo

7 Física no Curso de Tecnólogo em Gestão Ambiental O estudo da Física neste curso visa dar subsídios para outras disciplinas que tratarão das propriedades e leis da física; E, visa mostrar algumas aplicações de leis e propriedades em questões ambientais.

8 Grandezas Físicas No estudo da física utilizamos muitos cálculos com números que representam quantidades e medidas; Os diferentes tipos de medidas que a Física estuda são as Grandezas Físicas; Exemplo de grandezas: comprimento, tempo, velocidade, temperatura, massa, força, etc. As grandezas físicas são divididas em escalares e vetoriais.

9 Grandeza Escalar É a grandeza física que necessita apenas de seu módulo (valor numérico) acompanhado de uma unidade de medida. Podemos dar como exemplo: Massa: 60kg Temperatura: 26 C Tempo: 30s

10 Grandeza Vetorial É a grandeza física que necessita, além do módulo acompanhado de uma unidade, da sua orientação, ou seja, direção (horizontal, vertical) e sentido (da direita para esquerda, de cima para baixo). Exemplos de grandezas vetoriais: Força: 12N Velocidade: 45m/s Utilizamos para representar este tipo de grandeza um vetor que é o símbolo matemático de uma grandeza vetorial.

11 Unidades de Medida Sempre que se usa um número para descrever uma grandeza física, o número deve estar acompanhado de uma unidade de medida. Medir significa comparar uma certa quantidade com uma quantidade padrão. Esta quantidade padrão é o que chamamos de unidade de medida. Por exemplo, para medir a distância entre dois pontos precisamos de uma unidade padrão como o metro, a polegada, o centímetro. Dizer que uma distância mede 25 não tem sentido.

12 Sistema Internacional de Unidades SI Em 1960, um comitê internacional estabeleceu um conjunto de padrões para a comunidade científica, chamado de SI ( Système International); Quantidades Básicas e suas unidades no SI: Tempo -> segundo (s) Comprimento -> metro (m) Massa -> quilograma (kg) Temperatura -> kelvin (K) Quantidade de matéria -> mol Corrente elétrica -> ampère (A) Intensidade luminosa -> candela (cd)

13 Prefixos de Unidades As vezes se torna necessário trabalhar com medidas que são muito maiores ou muito menores do que as unidades-padrão do SI. Assim, usamos outras unidades que são relacionadas às unidades-padrão SI por um múltiplo de dez (potências de 10). Por exemplo: Se tratando de medições de distâncias muito grandes, ao invés de usarmos metros é melhor usarmos quilômetros: m = 120 km

14 Múltiplo Prefixo Abreviatura Exa E Peta P Tera T 10 9 Giga G 10 6 Mega M 10 3 Quilo k 10 2 Hecto h 10 1 Deca da 10-1 Deci d 10-2 Centi c 10-3 Mili m 10-6 Micro μ 10-9 Nano n Pico p Femto f Ato a

15 Comprimento: Outras Unidades e suas equivalências Milhas: 1 mi = 1,609 km Ano-luz: 1ano-luz = 9, m Massa Específica: 1g/cm³ = 1000 kg/m³ = 1 kg/l Volume Litros: 1 L = 1 dm³ = 1000 cm³

16 Notação Científica A representação de números muito grandes ou muito pequenos é facilitada pela notação científica. Assim, deve-se escrever o primeiro algarismo, uma vírgula, os demais algarismos e a potência de 10. Costuma-se deixar um número inteiro e os demais ficam na forma decimal. Números Grandes -> Expoente positivo a) = 3, = b) = 7, = 7, c) =

17 Notação Científica Números pequenos -> expoentes negativos a) 0, = 6/ = 6/10 6 = b) 0, = 1, c) 0,04561 = 4,

18 Notação Científica - Operações - Adição e Subtração: Para somar ou subtrair os números, devemos ter as potências com os mesmos expoentes. Escolher os expoentes maiores. a) , = , = = 6, b) 1, , = 1, , = 1,

19 Notação Científica - Operações - Multiplicação e Divisão: usar as propriedades da potenciação. Podemos realizar as operações com qualquer expoente. a) (2, ). ( ) = 2, = 11, = 1,

20 Notação Científica - Operações - b) (1, ). ( ) = 1, , , c) ( ) (3, ) = , , , ,

21 Notação Científica - Operações - d) (2, ) (1, ) = ,4 10 2, ( 5) 9 4, , ,8 10 1,8 10

22 Conversão de Unidades a) Converter 123 km em m: 123 km = = m ou 1, m b) Converter m em km: m = 12,3 km c) Converter 245 mg em g: 245 mg = g = 0,245 g ou 2, m

23 Conversão de Unidades d) Converter 75Kg em miligramas (mg): 75kg = g = mg = mg e) Converter 450 h em s: 450 h = s = s Ou 1, Tempo: 1h = 60 min 1 min = 60 s 1h = 3600 s

24 Pode-se usar Regra de Três para a conversão: Exemplo: Converter 123 km em m: 1 km m 123 km x x = = = 1,

25 Conversão de Grandezas com duas unidades de medida Veremos o caso da Velocidade. Exemplo: Converter 80 km/h para m/s: 80km m 80000m 80km/ h h 3600s 3600s 22,22m / s 80m 3,6s 80 3,6 m / s 22,22m / s Para converter de km/h para m/s basta dividir por 3,6

26 Converter de 45 m/s para Km/h: 45m / s m km km s 1 h h ,6 10 km 45 3,6km/ h 162km/ h h Para converter de m/s para km/h basta multiplicar por 3,6

27 Unidade de Comprimento, Área e Volume km hm dam m dm cm mm metros Km 2 hm 2 dam 2 m 2 dm 2 cm 2 mm 2 metros hectare are Km 3 hm 3 dam 3 m 3 dm 3 cm 3 mm 3 metros Litro

28 Conversões Converter 120km² em m² 120km² = m² = 1, m² Converter 10 hectares em m² 10 hectares = 10 hm² = m² = 10 5 m² Converter 200 hectares em km² Sabendo que 1 hm² = 10-2 hm² 200 hectares = 200 hm² = km² = 2 km² Converter 200 litros em m³ 200 litros = 200 dm³ = m³ = 0,2 m³

29 Lista 1 de Exercícios

30 Referências TIPLER, P.; MOSCA, G. Física para cientístas e engenheiros, 6ed. v1. Rio de Janeiro: LTC, RAYMOND, A.S.; JEWET, W. Princípios de Física. 6ed. V1. São Paulo: Cengage Learning, 2011.