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Grandeza Física
Ø             Objectivo da Física

O objectivo da Física é interpretar os fenómenos físicos, descrevendo-os através de relações
quantitativas (leis da Física).


    Ø            Grandeza Física
    Grandeza física é uma propriedade de um corpo, ou uma característica de um fenómeno,
    susceptível de ser medida.

    Ø            Medição de uma Grandeza Física
    A medição é uma operação, ou conjunto de operações, destinadas a determinar o valor
    de uma grandeza física. O seu resultado, acompanhado da unidade conveniente, constitui
    a medida da grandeza.
    As medições podem ser directas ou indirectas:
            •         Nas medições directas, compara-se a grandeza a medir com uma
            grandeza da mesma espécie, recorrendo a instrumentos que foram graduados
            previamente;
            •          Nas medições indirectas, recorre-se à equação de definição da
            grandeza, ou a outras relações matemáticas que a incluam.
    Para efectuarmos a medição de uma grandeza física precisamos de conhecer a unidade
    correspondente. A unidade é uma grandeza particular de uma dada espécie, escolhida
    segundo um determinado critério, e que serve de padrão de comparação com outras
    grandezas da mesma espécie.
    Antes de efectuar uma medição é da maior conveniência efectuar um estudo prévio do
    instrumento a utilizar: escala, unidades, normas de utilização, alcance...
    Ø            Sistema Internacional (SI)

        •    Grandezas e Unidades de Base ou Fundamentais:

Grandeza física Unidade de
    de base          base                  Definição da unidade de base
   (símbolo)      (símbolo)
comprimento (l)                 1 m é o comprimento do trajecto da luz, no vazio, no
                  metro (m)     tempo de 1/299792458 s (1983).
                                1 kg é a massa do protótipo internacional do
massa (m)       quilograma (kg)
                                quilograma (1901).
                                1 s é a duração de 9192631770 períodos da radiação
tempo (t)        segundo (s) da transição entre 2 níveis hiperfinos do estado
                                fundamental do 133Cs (1967).
1 A é a intensidade de uma corrente constante que
                                mantida em 2 condutores paralelos, rectilíneos, de
intensidade de
                                comprimento infinito, de secção circular desprezável e
corrente            ampere (A)
                                à distância de 1 m, no vazio, produz uma força
eléctrica (I)
                                magnética de intensidade de 2x10 N, entre esses
                                                                          -7


                                condutores (1948).
                                1 K é 1/273,16 da temperatura termodinâmica do
temperatura (T)      kelvin (K) ponto triplo da água (1967).
                                a mole é a quantidade de matéria de um sistema
quantidade de
                    mole (mol) contendo tantas entidades elementares quanto os
matéria (n)                     átomos que existem em 0,012 kg de C (1971).        12



                                1 cd é a intensidade luminosa, numa dada direcção,
intensidade                     da fonte que emite radiação monocromática de
                   candela (cd)
luminosa (Iv)                   frequência 540x10 Hz e cuja intensidade nessa
                                                          12


                                direcção é 1/683 W.sr (1979).  -1




       •    Grandezas e Unidades Derivadas

   Grandeza física (símbolo)                  Unidade SI (símbolo)
área (A)                            metro quadrado (m )   2


volume (V)                          metro cúbico (m ) 3


período (T)                         segundo (s)
frequência (f)                      hertz (Hz ou s )
                                                 -1


velocidade (v)                      metro por segundo (m s )        -1


aceleração (a)                      metro por segundo quadrado (m s )    -2


massa volúmica (ρ)                  quilograma por metro cúbico (kg m )       -3


força (F), peso (P)                 newton (N)
trabalho (W), energia (E)           joule (J)
potência (P)                        watt (W)
carga eléctrica (Q)                 coulomb (C)
potencial eléctrico, diferença de
                                    volt (V)
potencial ou tensão (V)
força electromotriz (Ɛ)             volt (V)
resistência eléctrica (R)           ohm (Ω)
potência eléctrica (P)              watt (W)
Medição de Grandezas Físicas

      Ø    A medição experimental de grandezas físicas

Podemos conhecer os valores das grandezas intensidade de corrente e diferença de
potencial num circuito utilizando aparelhos que nos fornecem uma medida desses valores.
A intensidade da corrente mede-se com amperímetros e a diferença de potencial com
voltímetros. Também se pode utilizar, para medir estas grandezas, um aparelho designado
por multímetro.
Num circuito eléctrico, os voltímetros instalam-se sempre em paralelo e os amperímetros em
série.
Os amperímetros, voltímetros e multímetros, tal como outros aparelhos, podem ser
analógicos ou digitais.
- Analógicos, possuem ponteiros que giram sobre escalas graduadas.
- Digitais, mostram valores medidos sobre um visor ou display.


   • Leituras de escalas em multímetros analógicos
Para efectuares medições em aparelhos analógicos, tens de aprender a ler as escalas e ter
em atenção alguns aspectos:
            - As diversas escalas apresentam alcances diferentes. Deves escolher a escala
            adequada à ordem de grandeza da leitura que pretenderes efectuar,
            seleccionando os respectivos terminais;
            - As leituras podem efectuar-se em corrente contínua (posição -) ou corrente
            alternada (posição ~). No caso de corrente contínua, o pólo positivo do gerador
            deve estar ligado ao pólo positivo do aparelho.
Para que os aparelhos não fiquem danificados, deve utilizar-se primeiro a escala de maior
alcance, para se ficar a conhecer aproximadamente o valor que se pretende medir. Só então
se devem utilizar as outras escalas com alcances menores.
Para que a leitura seja o mais exacta possível, deve utilizar-se a escala com o alcance mais
aproximado ao valor da grandeza a medir.
Antes de efectuar qualquer leitura, deves estudar a escala do aparelho. Para isso, deves
atender às seguintes regras:
            1º - Saber o alcance do aparelho; isto é, o valor máximo da grandeza que o
            aparelho pode medir.
      2º - Determinar o valor da menor divisão da escala.

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Medição de grandezas físicas com multímetros

  • 1. Grandeza Física Ø Objectivo da Física O objectivo da Física é interpretar os fenómenos físicos, descrevendo-os através de relações quantitativas (leis da Física). Ø Grandeza Física Grandeza física é uma propriedade de um corpo, ou uma característica de um fenómeno, susceptível de ser medida. Ø Medição de uma Grandeza Física A medição é uma operação, ou conjunto de operações, destinadas a determinar o valor de uma grandeza física. O seu resultado, acompanhado da unidade conveniente, constitui a medida da grandeza. As medições podem ser directas ou indirectas: • Nas medições directas, compara-se a grandeza a medir com uma grandeza da mesma espécie, recorrendo a instrumentos que foram graduados previamente; • Nas medições indirectas, recorre-se à equação de definição da grandeza, ou a outras relações matemáticas que a incluam. Para efectuarmos a medição de uma grandeza física precisamos de conhecer a unidade correspondente. A unidade é uma grandeza particular de uma dada espécie, escolhida segundo um determinado critério, e que serve de padrão de comparação com outras grandezas da mesma espécie. Antes de efectuar uma medição é da maior conveniência efectuar um estudo prévio do instrumento a utilizar: escala, unidades, normas de utilização, alcance... Ø Sistema Internacional (SI) • Grandezas e Unidades de Base ou Fundamentais: Grandeza física Unidade de de base base Definição da unidade de base (símbolo) (símbolo) comprimento (l) 1 m é o comprimento do trajecto da luz, no vazio, no metro (m) tempo de 1/299792458 s (1983). 1 kg é a massa do protótipo internacional do massa (m) quilograma (kg) quilograma (1901). 1 s é a duração de 9192631770 períodos da radiação tempo (t) segundo (s) da transição entre 2 níveis hiperfinos do estado fundamental do 133Cs (1967).
  • 2. 1 A é a intensidade de uma corrente constante que mantida em 2 condutores paralelos, rectilíneos, de intensidade de comprimento infinito, de secção circular desprezável e corrente ampere (A) à distância de 1 m, no vazio, produz uma força eléctrica (I) magnética de intensidade de 2x10 N, entre esses -7 condutores (1948). 1 K é 1/273,16 da temperatura termodinâmica do temperatura (T) kelvin (K) ponto triplo da água (1967). a mole é a quantidade de matéria de um sistema quantidade de mole (mol) contendo tantas entidades elementares quanto os matéria (n) átomos que existem em 0,012 kg de C (1971). 12 1 cd é a intensidade luminosa, numa dada direcção, intensidade da fonte que emite radiação monocromática de candela (cd) luminosa (Iv) frequência 540x10 Hz e cuja intensidade nessa 12 direcção é 1/683 W.sr (1979). -1 • Grandezas e Unidades Derivadas Grandeza física (símbolo) Unidade SI (símbolo) área (A) metro quadrado (m ) 2 volume (V) metro cúbico (m ) 3 período (T) segundo (s) frequência (f) hertz (Hz ou s ) -1 velocidade (v) metro por segundo (m s ) -1 aceleração (a) metro por segundo quadrado (m s ) -2 massa volúmica (ρ) quilograma por metro cúbico (kg m ) -3 força (F), peso (P) newton (N) trabalho (W), energia (E) joule (J) potência (P) watt (W) carga eléctrica (Q) coulomb (C) potencial eléctrico, diferença de volt (V) potencial ou tensão (V) força electromotriz (Ɛ) volt (V) resistência eléctrica (R) ohm (Ω) potência eléctrica (P) watt (W)
  • 3. Medição de Grandezas Físicas Ø A medição experimental de grandezas físicas Podemos conhecer os valores das grandezas intensidade de corrente e diferença de potencial num circuito utilizando aparelhos que nos fornecem uma medida desses valores. A intensidade da corrente mede-se com amperímetros e a diferença de potencial com voltímetros. Também se pode utilizar, para medir estas grandezas, um aparelho designado por multímetro.
  • 4. Num circuito eléctrico, os voltímetros instalam-se sempre em paralelo e os amperímetros em série. Os amperímetros, voltímetros e multímetros, tal como outros aparelhos, podem ser analógicos ou digitais. - Analógicos, possuem ponteiros que giram sobre escalas graduadas. - Digitais, mostram valores medidos sobre um visor ou display. • Leituras de escalas em multímetros analógicos Para efectuares medições em aparelhos analógicos, tens de aprender a ler as escalas e ter em atenção alguns aspectos: - As diversas escalas apresentam alcances diferentes. Deves escolher a escala adequada à ordem de grandeza da leitura que pretenderes efectuar, seleccionando os respectivos terminais; - As leituras podem efectuar-se em corrente contínua (posição -) ou corrente alternada (posição ~). No caso de corrente contínua, o pólo positivo do gerador deve estar ligado ao pólo positivo do aparelho. Para que os aparelhos não fiquem danificados, deve utilizar-se primeiro a escala de maior alcance, para se ficar a conhecer aproximadamente o valor que se pretende medir. Só então se devem utilizar as outras escalas com alcances menores. Para que a leitura seja o mais exacta possível, deve utilizar-se a escala com o alcance mais aproximado ao valor da grandeza a medir. Antes de efectuar qualquer leitura, deves estudar a escala do aparelho. Para isso, deves atender às seguintes regras: 1º - Saber o alcance do aparelho; isto é, o valor máximo da grandeza que o aparelho pode medir. 2º - Determinar o valor da menor divisão da escala.