Introdução à física/Conceitos introdutórios

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A metrologia é a ciência que estuda as medidas. Suas teorias são constantemente utilizadas pela física. Uma medida nunca está totalmente certa, pode ocorrer erros de medidas e variações de valor. As medidas são mais eficientes quando a precisão é maior.

Definição de unidade de medida[editar | editar código-fonte]

Toda unidade de medida tem uma definição. As primeiras unidades criadas, eram definidas como o tamanho do pé do governante, o volume dos jarros, a posição solar, entre outros. Essas unidades constantemente provocavam confusão, pois cada povo tinha suas próprias unidades. No século XX, o mundo começou a ter suas unidades padronizadas. Além disso, cada unidade teria uma ou mais letras designatórias. Em 1960, foi criado o sistema métrico, que fazia com que cada unidade padrão, tivesse unidades derivadas para cada grandeza. Hoje, em exceção a poucos países como os Estados Unidos, todos os demais países possuem as mesmas unidades de medida.

Unidades fundamentais[editar | editar código-fonte]

As unidades-padrão, são as do sistema internacional de unidades (SI). Existem outras unidades mundialmente conhecidas, mas que para se realizar um cálculo com determinada grandeza, é necessário convertê-las. Abaixo, veja algumas unidades de medida convencionais:

Grandeza Unidade SI Outras unidades
Massa (m) quilograma (kg) libra (lb), arroba (CD), quilate (carat), onça (oz), dalton (Da), etc.
Tempo (t) segundo (s) minuto (min), hora (h), dia, mês, bimestre, ano, década, século, milênio, etc.
Distância (d)/ Deslocamento (S) metro (m) jardas (yd), pés (ft), polegadas (in), ano-luz (ly), parsec (pc), unidade astronômica (UA), etc.
Temperatura (T) kelvin (°K) celcius (°C), fahrenheit (°F), reaumur (°R), rankine (°Ra), etc.
Corrente elétrica ampère (A)

Unidades de grandezas derivadas[editar | editar código-fonte]

Uma unidade de grandezas derivadas, é aquela que é formada, geralmente pela divisão ou multiplicação de unidades de outras grandezas. Na leitura dessas undades, não se lê o sinal de multiplicação, enquanto que o de divisão é lido por. Exemplo:

  • km/h (distância dividida pelo tempo): quilômetros por hora.

Veja na tabela abaixo, alguns exemplos destas grandezas. Obs.: a letra grega delta () representa a diferença de dados finais e iniciais.

Grandeza Formação Unidade SI Outras unidades
Velocidade (v) m/s
Aceleração (a) m/s²
Força (F) newton (N) quilogramaforça (kgf), quilopound (kip), libraforça (lbf), etc.
Energia (E)/Trabalho () joule (j) caloria (cal), elétron-volt (eV), erg, etc.
Potência (P) watt (w)
Área (A) variável
Volume (V) variável litro (L), etc.
Pressão () pascal (Pa) atmosfera (atm), metros de coluna de água (mca),
milímetros de mercúrio (mmHg), bar, pieze (pz), etc.
Densidade () kg/m³

Representação gráfica[editar | editar código-fonte]

Unidades derivadas de outras[editar | editar código-fonte]

Pode-se criar novas unidades de medida anexando-se um prefixo antes da palavra. Estes são:

Prefixo Multiplicador Exemplo
quilo- 1000 Quilograma (kg)
hecto- 100 Hectolitro (hL)
deca- 10 Decâmetro (dam)
deci- 0,1 Decigrama (dg)
centi- 0,01 Centímetro (cm)
mili- 0,001 Mililitro (mL)

Conversão de unidades[editar | editar código-fonte]

Instrumento de medida[editar | editar código-fonte]

O instrumento de medida é todo e qualquer objeto que possa ser utilizado para medir alguma medida. Ex.: o velocímetro é um instrumento de medida que mede a velocidade; o termômetro é um instrumento de medida que mede a temperatura; a balança é um instrumento de medida que mede a massa dos corpos; o dinamômetro é um instrumento de medida que mede o peso dos corpos; etc.

Constantes[editar | editar código-fonte]

Uma constante é um valor representado por uma letra. Algumas delas se alteram de acordo com o caso. A constante elástica, por exemplo, é dada pelo material que um componente elástico é feito.

Existem constantes que nunca se alteram, e estas geralmente não são números inteiros. Veja abaixo, alguns exemplos de constantes utilizadas na física:

  • Constante de Avogrado:
  • Constante de Boltzmann
  • Constante dos gases reais:
  • Constante gravitacional:

Erros de medida[editar | editar código-fonte]

Como existem muitas constantes que não são representadas por números inteiros, o resultado obtido num cálculo com uma delas nunca será exatamente correto.

Notação científica[editar | editar código-fonte]

Neste módulo você poderá testar os seus conhecimentos sobre notação científica, respondendo alguns exercícios.

Exercícios[editar | editar código-fonte]

1

Como se escreve "cinco mil" em notação científica?

5 x 102
5 x 103
0,5 x 104
0,5 x 103

2

Em notação científica como se escreve "cinquenta e oito mil"?

5,8 x 104
58 x 103
5,8 x 108
58 x 108

3

A representação de "quinze milhões" em notação científica é:

15 x 106
1,5 x 106
1,5 x 107
0,15 x 108

4

Pode-se escrever "trezentos bilhões" em notação científica como:

3 x 109
3 x 1011
0,3 x 1015
300 x 109

5

Em notação científica, como se escreve "oito trilhões e quatrocentos bilhões"?

8,4 x 1012
84 x 1012
0,84 x 1011
8 x 1011

6

Escreva os números abaixo por extenso:

  1. 5,2 x 104 =

  2. 6,3 x 108 =

  3. 4 x 1013 =

  4. 7 x 1018 =

7

Considerando que em 12 gramas de Carbono-12 há, aproximadamente, 6 x 1023 átomos de carbono. Qual é a massa de um único átomo de Carbono-12?

Resposta: Aproximadamente

gramas.


Outras perguntas[editar | editar código-fonte]

  1. Problema: um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano. Considerando que, aproximadamente, a velocidade da luz é de trezentos milhões de metros por segundo e um ano tem 32 milhões de segundos, devemos multiplicar (trezentos milhões) por (32 milhões) para obter o valor do ano-luz em metros. Efetue esta conta em notação científica.
  2. A massa do planeta Júpiter é de 1,9 x 1027 kg, e a massa do Sol é de 1,9891 x 1030 kg. Calcule, em notação científica:
    1. A soma das duas massas;
    2. Aproximadamente, quantas vezes o Sol é mais massivo que Júpiter.

Ordem de grandeza[editar | editar código-fonte]

Incerteza[editar | editar código-fonte]

Algarismos significativos

Análise de dados[editar | editar código-fonte]

Média, desvio padrão, erro absoluto e erro relativo.


Plasma-lamp 2.jpg

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