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FÍSICA


                                CONCEITOS INICIAIS
1. INTRODUÇÃO                                                         M                 mega        106

        A Física é a ciência das coisas naturais. A meta              G                 giga        109
é descobrir as regras que regem o universo no qual                    T                 tera        1012
vivemos. A física estuda as propriedades físicas dos                  P                 peta        1015
corpos, podendo este estudo ser feito de maneira qua-                 E                 exa         1018
litativa ou quantitativa.                                           Exemplos:
        O estudo qualitativo limita-se a contestar a e-                 1 km = 103 m;
xistência de determinada propriedade ou determinado                     1 GHz = 109 Hz;
fenômeno. O estudo quantitativo procura associar
                                                                        1µc = 10–6C.
números à propriedade ou fenômeno.
        Uma propriedade física, à qual se pode associ-              2. TEMPO
ar um número, mediante um processo bem definido,
                                                                          Em épocas passadas, os intervalos de tempo
recebe o nome de Grandeza Física. Eis alguns e-
                                                                    eram medidos pelos chamados “relógios de areia”
xemplos de grandezas físicas: COMPRIMENTO,
                                                                    (Ampulhetas). O tempo necessário para que a areia
MASSA, VELOCIDADE, TEMPERATURA etc.
                                                                    escoasse do reservatório superior para o inferior re-
        Abaixo, apresentamos uma relação de grande-
                                                                    presentava a unidade de tempo.
zas, com suas respectivas unidades, no sistema inter-
                                                                          Mais tarde, buscou-se uma unidade internacio-
nacional de unidades (SI).
                                                                    nal de medida de tempo, que seria uma fração do
                                                                    tempo que a Terra levava para dar uma volta comple-
   Grandezas                    Unidades (SI)
                                                                    ta em torno de si mesma (dia médio). Assim, o se-
   Comprimento                  metro (m)                                                             1
   Massa                        quilograma (kg)                     gundo foi definido como sendo           do dia médio.
                                                                                                    86400
   Tempo                        segundo (s)                               A partir de 1967, a fim de se obter maior preci-
   Intensidade de corrente      ampére (A)                          são dessa unidade, passou-se a definir o segundo em
   elétrica                                                         função da vibração do átomo de Césio-133.
   Temperatura termodinâ-       kelvin (K)                                Principais unidades de tempo:
   mica                                                                      hora (h);
   Intensidade luminosa         candela (cd)                                 minuto (min);
   Quantidade de matéria        mol (mol)                                    segundo (s).
      As grandezas apresentadas na tabela acima são                 Relações importantes:
as 07 grandezas fundamentais atualmente em uso no                            1 h = 60 min;
mundo inteiro.                                                               1 h = 60 min = 3.600 s.
      A tabela abaixo representa os múltiplos e sub-
                                                                    3. COMPRIMENTO
múltiplos decimais das unidades do sistema interna-
cional:                                                                   As primeiras medidas de comprimento efetua-
                                      Fator de                      das pelo homem eram feitas utilizando-se partes do
      Símbolo       Prefixos
                                 Multiplicação                      próprio corpo [o pé, a mão (palmo), o braço etc]. Em
  a                 atto       10 −18                               1889, definiu-se oficialmente como padrão interna-
  f                 fento      10 −15                               cional de medida de comprimento uma distância en-
  p                 pico       10 −12
                                                                    tre duas marcas feitas numa barra metálica, guardada
                                                                    no Museu de Pesos e Medidas, em Paris.
  n                 nano       10 −9
                                                                    Principais unidades de comprimento:
  µ                 micro      10 −6
                                                                             quilômetro (km);
  m                 mili       10 −3
                                                                             metro (m);
  c                 centi      10 −2                                         centímetro (cm);
  d                 deci       10 −1                                         milímetro (mm).
  da                deca       10
  h                 hecto      102
  k                 quilo      103

Editora Exato                                                1
FÍSICA

      Relações importantes:                                        2   Um livro possui 400 páginas. Calcule a massa do
         1 m = 100 cm = 1.000 mm;                                      livro, sabendo que cada página possui aproxima-
         1 km = 1.000 m.                                               damente 4g. Dê a resposta em quilograma.
                                                                          Resolução:
     Para medidas muito pequenas como, por e-                             1 página _______ 4g
xemplo, tamanho de átomos e moléculas, faz-se o uso                       400 páginas ____ x
de angstrom  A  :                                                       1.x = 400.4
              0
             
                                                                        X = 1600g
                          0
                                                                          Vamos agora transformar para quilograma:
                        1 A = 10 −10 m                                    1kg _______ 1000g
                                                                          X ________ 1600g
                                                                          1000.x = 1600.1
      Em medidas muito grandes, como a distância
                                                                          X = 1,6kg, portanto a massa do livro é de
entre galáxias, usa-se o ano-luz (Distância que a luz
                                                                   1,6kg
percorre em um ano):
      1 ano-luz ≅ 9,5 trilhões de quilômetros
                                                                   3   Transforme:
4. MASSA                                                               a) 1,5km em metros;
                                                                       b) 2,5m em centímetros;
       Mede a inércia de um corpo. O padrão utiliza-                   c) 1,5kg em gramas.
do nos dias de hoje é a massa de um cilindro de plati-                 Resolução: Utilizaremos a velha regra de três:
na, guardado no Museu de Pesos e Medidas, em                           a) 1km _____ 1000m
Paris.                                                                   1,5km ___ x
       Principais unidades de massa:                                   1x = 1000.1,5 = 1500m
          quilograma (kg);
          grama (g).                                                   b) 1m ___ 100cm
                                                                       2,5m ____ x
      Relação importante:                                              1x = 100.2,5 = x = 250cm
         1 kg = 1000 g.
                ESTUDO DIRIGIDO                                        c) 1kg _____ 1000g
                                                                       1,5kg ______ x
1   Cite três grandezas físicas e suas respectivas uni-                1x = 1000.1,5 = x=1500g
    dades no sistema internacional.

                                                                                      EXERCÍCIOS
2   Como eram feitas as primeiras medidas de com-
    primento pelo homem?                                           1   Quantos minutos há em um dia? E quantos se-
                                                                       gundos?
3   Quantos segundos existem em 1 minuto? E em 1
    hora?                                                          2   Expresse as medidas abaixo em metros:
                                                                         a) 5,2km
                                                                         b) 12cm
4   Cite as principais unidades de tempo e dê os seus                    c) 118mm
    símbolos.                                                            d) 0,02km

            EXERCÍCIOS RESOLVIDOS                                  3   Se uma resma com 500 folhas tem a espessura de
                                                                       6cm, qual a espessura de uma folha de papel?
1   Quantos minutos existem em 2 horas?
       Resolução: Para resolver, basta usar uma sim-
ples regra de três, observe:                                       4   O ano terrestre tem 365 dias. Sabendo que Satur-
       1h possui 60 minutos, logo                                      no leva cerca de 29 anos para dar uma volta com-
       2h ___________ x                                                pleta em torno do Sol, calcule quantos dias tem
       1.x=2.60 = x=120 minutos.                                       um ano “saturniano”.


Editora Exato                                               2
FÍSICA

5   Sabendo-se que um saco de feijão de 1kg tem
    cerca de 5.000 grãos de feijão, calcule a massa
    média de cada grão de feijão. Dê sua reposta em
    gramas.


                    GABARITO

Estudo Dirigido
1
      Massa: quilograma (kg);
      Comprimento: metro (m)
      Tempo: segundos (s)
2   Utilizando as partes do corpo (pé, mão, palmo
    etc)
3   1min – 60s; 1h – 3600s
4 Hora (h); minuto (min); segundos (s)
Exercícios
1   1440min e 86400 s
2
    a) 5200m
    b) 0,12m
    c) 0,118 m
    d) 20m
3   0,012cm
4   10.585 dias
5   0,2g




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01 conceitos iniciais

  • 1. FÍSICA CONCEITOS INICIAIS 1. INTRODUÇÃO M mega 106 A Física é a ciência das coisas naturais. A meta G giga 109 é descobrir as regras que regem o universo no qual T tera 1012 vivemos. A física estuda as propriedades físicas dos P peta 1015 corpos, podendo este estudo ser feito de maneira qua- E exa 1018 litativa ou quantitativa. Exemplos: O estudo qualitativo limita-se a contestar a e- 1 km = 103 m; xistência de determinada propriedade ou determinado 1 GHz = 109 Hz; fenômeno. O estudo quantitativo procura associar 1µc = 10–6C. números à propriedade ou fenômeno. Uma propriedade física, à qual se pode associ- 2. TEMPO ar um número, mediante um processo bem definido, Em épocas passadas, os intervalos de tempo recebe o nome de Grandeza Física. Eis alguns e- eram medidos pelos chamados “relógios de areia” xemplos de grandezas físicas: COMPRIMENTO, (Ampulhetas). O tempo necessário para que a areia MASSA, VELOCIDADE, TEMPERATURA etc. escoasse do reservatório superior para o inferior re- Abaixo, apresentamos uma relação de grande- presentava a unidade de tempo. zas, com suas respectivas unidades, no sistema inter- Mais tarde, buscou-se uma unidade internacio- nacional de unidades (SI). nal de medida de tempo, que seria uma fração do tempo que a Terra levava para dar uma volta comple- Grandezas Unidades (SI) ta em torno de si mesma (dia médio). Assim, o se- Comprimento metro (m) 1 Massa quilograma (kg) gundo foi definido como sendo do dia médio. 86400 Tempo segundo (s) A partir de 1967, a fim de se obter maior preci- Intensidade de corrente ampére (A) são dessa unidade, passou-se a definir o segundo em elétrica função da vibração do átomo de Césio-133. Temperatura termodinâ- kelvin (K) Principais unidades de tempo: mica hora (h); Intensidade luminosa candela (cd) minuto (min); Quantidade de matéria mol (mol) segundo (s). As grandezas apresentadas na tabela acima são Relações importantes: as 07 grandezas fundamentais atualmente em uso no 1 h = 60 min; mundo inteiro. 1 h = 60 min = 3.600 s. A tabela abaixo representa os múltiplos e sub- 3. COMPRIMENTO múltiplos decimais das unidades do sistema interna- cional: As primeiras medidas de comprimento efetua- Fator de das pelo homem eram feitas utilizando-se partes do Símbolo Prefixos Multiplicação próprio corpo [o pé, a mão (palmo), o braço etc]. Em a atto 10 −18 1889, definiu-se oficialmente como padrão interna- f fento 10 −15 cional de medida de comprimento uma distância en- p pico 10 −12 tre duas marcas feitas numa barra metálica, guardada no Museu de Pesos e Medidas, em Paris. n nano 10 −9 Principais unidades de comprimento: µ micro 10 −6 quilômetro (km); m mili 10 −3 metro (m); c centi 10 −2 centímetro (cm); d deci 10 −1 milímetro (mm). da deca 10 h hecto 102 k quilo 103 Editora Exato 1
  • 2. FÍSICA Relações importantes: 2 Um livro possui 400 páginas. Calcule a massa do 1 m = 100 cm = 1.000 mm; livro, sabendo que cada página possui aproxima- 1 km = 1.000 m. damente 4g. Dê a resposta em quilograma. Resolução: Para medidas muito pequenas como, por e- 1 página _______ 4g xemplo, tamanho de átomos e moléculas, faz-se o uso 400 páginas ____ x de angstrom  A  : 1.x = 400.4 0     X = 1600g 0 Vamos agora transformar para quilograma: 1 A = 10 −10 m 1kg _______ 1000g X ________ 1600g 1000.x = 1600.1 Em medidas muito grandes, como a distância X = 1,6kg, portanto a massa do livro é de entre galáxias, usa-se o ano-luz (Distância que a luz 1,6kg percorre em um ano): 1 ano-luz ≅ 9,5 trilhões de quilômetros 3 Transforme: 4. MASSA a) 1,5km em metros; b) 2,5m em centímetros; Mede a inércia de um corpo. O padrão utiliza- c) 1,5kg em gramas. do nos dias de hoje é a massa de um cilindro de plati- Resolução: Utilizaremos a velha regra de três: na, guardado no Museu de Pesos e Medidas, em a) 1km _____ 1000m Paris. 1,5km ___ x Principais unidades de massa: 1x = 1000.1,5 = 1500m quilograma (kg); grama (g). b) 1m ___ 100cm 2,5m ____ x Relação importante: 1x = 100.2,5 = x = 250cm 1 kg = 1000 g. ESTUDO DIRIGIDO c) 1kg _____ 1000g 1,5kg ______ x 1 Cite três grandezas físicas e suas respectivas uni- 1x = 1000.1,5 = x=1500g dades no sistema internacional. EXERCÍCIOS 2 Como eram feitas as primeiras medidas de com- primento pelo homem? 1 Quantos minutos há em um dia? E quantos se- gundos? 3 Quantos segundos existem em 1 minuto? E em 1 hora? 2 Expresse as medidas abaixo em metros: a) 5,2km b) 12cm 4 Cite as principais unidades de tempo e dê os seus c) 118mm símbolos. d) 0,02km EXERCÍCIOS RESOLVIDOS 3 Se uma resma com 500 folhas tem a espessura de 6cm, qual a espessura de uma folha de papel? 1 Quantos minutos existem em 2 horas? Resolução: Para resolver, basta usar uma sim- ples regra de três, observe: 4 O ano terrestre tem 365 dias. Sabendo que Satur- 1h possui 60 minutos, logo no leva cerca de 29 anos para dar uma volta com- 2h ___________ x pleta em torno do Sol, calcule quantos dias tem 1.x=2.60 = x=120 minutos. um ano “saturniano”. Editora Exato 2
  • 3. FÍSICA 5 Sabendo-se que um saco de feijão de 1kg tem cerca de 5.000 grãos de feijão, calcule a massa média de cada grão de feijão. Dê sua reposta em gramas. GABARITO Estudo Dirigido 1 Massa: quilograma (kg); Comprimento: metro (m) Tempo: segundos (s) 2 Utilizando as partes do corpo (pé, mão, palmo etc) 3 1min – 60s; 1h – 3600s 4 Hora (h); minuto (min); segundos (s) Exercícios 1 1440min e 86400 s 2 a) 5200m b) 0,12m c) 0,118 m d) 20m 3 0,012cm 4 10.585 dias 5 0,2g Editora Exato 3