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INTRODUÇÃO  À  FÍSICA Profª Ana Paula C. Sousa
DEFINIÇÃO A  FÍSICA  é a ciência das coisas naturais, cujo objetivo é a formação de leis que regem os fenômenos da natureza, estudando as propriedades  da matéria e da energia. Cientificamente, a palavra  fenômeno  significa acontecimento ou transformação, não possuindo o sentido de fato extraordinário ou algo incomum.
GRANDEZA FÍSICA A tudo aquilo que pode ser medido, associando-se um valor numérico a uma unidade de medida, dá-se o nome de  GRANDEZA FÍSICA .   Podemos classificar as grandezas físicas de duas maneiras. A primeira é quanto à  natureza  de sua existência e a segunda quanto ao seu  grau de complexidade .
Classificação quanto à natureza: GRANDEZA ESCALAR Fica perfeitamente entendida pelo valor numérico e pela unidade de medida; não se associa às noções de direção e sentido. Exemplos: temperatura, massa, tempo, energia, etc.  Tempo:  Podemos definir claramente o tempo apenas pelo seu valor numérico e unidade, sem a necessidade de qualquer outra informação para a sua compreensão. Dizemos : um evento durou 5 h, 10 s ou 3 dias e pronto.
Classificação quanto à natureza: GRANDEZA VETORIAL Necessita, para ser perfeitamente caracterizada, das idéias de direção, sentido, de valor numérico e de unidade de medida.Exemplos: força, impulso, quantidade de movimento, velocidade, aceleração, força, etc. Espaço : Se afirmarmos que um automóvel de deslocou 300 metros, podemos fazer a seguinte pergunta : Para onde ? A resposta corresponde à direção e sentido . Por exemplo : o deslocamento ocorreu sobre uma pista horizontal para a minha direita. Com estas duas últimas informações fica claro ao leitor (ouvinte) para onde o automóvel de deslocou.
TABELA . Grandezas escalares Grandezas vetoriais Tempo (t) Espaço (s), posição ou distância (d) Energia (e) Velocidade (v) Trabalho (t) Aceleração (a) Potência (Pot)   Força (F) Quantidade de calor (Q) Quantidade de movimento (Q) Potencial elétrico (V) Impulso (I) Fluxo de calor (F)  Campo elétrico (E) Força eletromotriz (E) e Força contra-eletromotriz (E') Campo magnético (B)
Classificação quanto ao Grau de complexidade:  a)  GRANDEZAS FUNDAMENTAIS : são aquelas que podem ser medidas diretamente. Exemplos: Comprimento, Massa, Tempo, Corrente elétrica, Temperatura termodinâmica, Intensidade luminosa e Quantidade de substância. b)  GRANDEZAS DERIVADAS : são grandezas  que obtemos a partir das fundamentais.Exemplos: Área, Densidade, Velocidade, Aceleração, Força, Impulso, Trabalho, Corrente elétrica, Potência, ...
UNIDADES DE MEDIDAS Medir  uma grandeza física significa compara-lá como uma outra grandeza de mesma espécie, tomada como padrão. Este padrão é a unidade de medida. No Brasil, o sistema de unidade oficial é o  Sistema Internacional de unidades , conhecido como SI, ou sistema MKS.
UNIDADES DE COMPRIMENTO metro................  m (S.I) decímetro ........ dm centímetro ...... cm milímetro ........ mm
UNIDADES DE MASSA quilograma .... kg (S.I) grama ............ g tonelada ........ ton
UNIDADES DE TEMPO hora ............... h  minuto ........... min segundo ......... s (S.I) dia hora minuto segundo 1 1 24 1 60 1.440 60 3.600 86.400
VELOCIDADE Km/h  -> m/s  ÷ 3,6  m/s  ->  km/h  x 3,6
Sistema Internacional de Unidades (SI) As sete unidades fundamentais do SI são :
Sistema Internacional de Unidades (SI) Além das unidades fundamentais, há as unidades derivadas. Seguem alguns exemplos:
Múltiplos e submúltiplos do SI
ARREDONDAMENTO DE DADOS ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
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Análise Dimensional  Toda representação matemática de um problema físico precisa, além de um número que quantifique determinada grandeza física, de uma unidade de medida que faça a classificação qualitativa. Todas as grandezas físicas podem ser analisadas dimensionalmente através de três unidades que nos sirvam de parâmetros que são:  Comprimento (L), Tempo (T) e massa (M) , outras grandezas físicas terão suas unidades de medida derivadas destas três.
Exemplo1 : A unidade de medida da velocidade é (no SI) m/s, logo: [V]=m/s [V]=[L]/[T] [V]=L.T-¹
Exemplo2 : A unidade de medida de força é o Newton(N) que é encontrado fazendo a multiplicação de kg por m/s², vamos fazer a análise dimensional. [F]=[m].[a] [F]=kg.m/s² [F]=M.L/T² [F]=M.L.T-²
NOTAÇÃO CIENTÍFICA Chamamos de notação científica, a representação de um número através de um produto (multiplicação) da forma: a . 10 n   onde: 1 < | a | < 10  e   n  pertence a  Z Z ...... Conjunto dos números inteiros Esta notação é muito útil na representação de números muito pequenos ou muito grandes.
1. Escreva os números seguintes em notação científica: a) 12 300 000 b) 0,000 072 Solução: a) 12 300 000  = ___  x 10  a n a  = 123  ou  a = 12,3  ou  a  =  1,23 ??? 1 2  3 0 0  0 0 0 Teríamos então 7 casas decimais, portanto n = 7 Resposta:  1,23 x 10 7
b) 0,000 072 Solução: b) 0,000 072  = ___  x 10  a n a  = 72  ou  a = 7,2 ??? 0 , 0 0 0  0 7 2 Teríamos então a vírgula sendo deslocada 5 casas decimais, portanto n = -5 Resposta:  7,2 x 10ˉ 5
ORDEM DE GRANDEZA É uma estimativa grosseira feita através de uma potência de 10 inteira mais representativa. Considere a seqüência exponencial abaixo: ....10 -3 ; 10 -2 ; 10 -1 ; 10 0 ; 10 1 ;10 2 ;10 3 .... Aproximação exponencial: 10 0 _____ 10 1/2 _______10 1 3,166...
CONSIDERAÇÕES A1)  x < 3,16... -> x = 10 0 A2) x  >  3,16... -> x = 10 1
1. Qual é a ordem de grandeza no número de segundos em 60 anos?      60 anos = 60 x 12 meses Solução: 60 anos = 60 x 12 x 30 dias  60 anos = 60 x 12 x 30 x 24 horas 60 anos = 60 x 12 x 30 x 24 x 60 min 60 anos = 60 x 12 x 30 x 24 x 60 x 60 s 60 anos = 1 866 240 000 s 60 anos  ≅ 1,9  x  10 9  s 60 anos  ≅  10 0  x 10 9  s  ⇨  O.G  ⇨ ⇨ ⇨ 10 9 s
ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS 28 -> 2 A.S. (Algarismos significativos) 3,670 -> 4 A.S. (Algarismos significativos) 2000 -> 4 A.S. (Algarismos significativos) 0,00018 -> 2 A.S. (Algarismos significativos) 0,029 -> 2 A.S. (Algarismos significativos) 0,5 -> 1 A.S. (Algarismo significativo) 359,87 -> 5 A.S. (Algarismos significativos) 0,0700 -> 3 A.S. (Algarismos significativos)
a) Adição e subtração Observar qual parcela que apresenta o menor número de casas decimais, arredondar todas as outras parcelas e efetuar o cálculo: 1 545, 3  1 545, 3 125, 3 46   125, 3 45, 0 68   45, 1   +  3, 6 500   +  3, 6 1719,3
b) Multiplicação e divisão O resultado deve ter um número de algarismos significativos igual ao do fator com o menor número: 23,78 X  1,2 4756 2378 0  28 , 5 36  ≈  29

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  • 1. INTRODUÇÃO À FÍSICA Profª Ana Paula C. Sousa
  • 2. DEFINIÇÃO A FÍSICA é a ciência das coisas naturais, cujo objetivo é a formação de leis que regem os fenômenos da natureza, estudando as propriedades da matéria e da energia. Cientificamente, a palavra fenômeno significa acontecimento ou transformação, não possuindo o sentido de fato extraordinário ou algo incomum.
  • 3. GRANDEZA FÍSICA A tudo aquilo que pode ser medido, associando-se um valor numérico a uma unidade de medida, dá-se o nome de GRANDEZA FÍSICA . Podemos classificar as grandezas físicas de duas maneiras. A primeira é quanto à natureza de sua existência e a segunda quanto ao seu grau de complexidade .
  • 4. Classificação quanto à natureza: GRANDEZA ESCALAR Fica perfeitamente entendida pelo valor numérico e pela unidade de medida; não se associa às noções de direção e sentido. Exemplos: temperatura, massa, tempo, energia, etc. Tempo: Podemos definir claramente o tempo apenas pelo seu valor numérico e unidade, sem a necessidade de qualquer outra informação para a sua compreensão. Dizemos : um evento durou 5 h, 10 s ou 3 dias e pronto.
  • 5. Classificação quanto à natureza: GRANDEZA VETORIAL Necessita, para ser perfeitamente caracterizada, das idéias de direção, sentido, de valor numérico e de unidade de medida.Exemplos: força, impulso, quantidade de movimento, velocidade, aceleração, força, etc. Espaço : Se afirmarmos que um automóvel de deslocou 300 metros, podemos fazer a seguinte pergunta : Para onde ? A resposta corresponde à direção e sentido . Por exemplo : o deslocamento ocorreu sobre uma pista horizontal para a minha direita. Com estas duas últimas informações fica claro ao leitor (ouvinte) para onde o automóvel de deslocou.
  • 6. TABELA . Grandezas escalares Grandezas vetoriais Tempo (t) Espaço (s), posição ou distância (d) Energia (e) Velocidade (v) Trabalho (t) Aceleração (a) Potência (Pot) Força (F) Quantidade de calor (Q) Quantidade de movimento (Q) Potencial elétrico (V) Impulso (I) Fluxo de calor (F) Campo elétrico (E) Força eletromotriz (E) e Força contra-eletromotriz (E') Campo magnético (B)
  • 7. Classificação quanto ao Grau de complexidade: a) GRANDEZAS FUNDAMENTAIS : são aquelas que podem ser medidas diretamente. Exemplos: Comprimento, Massa, Tempo, Corrente elétrica, Temperatura termodinâmica, Intensidade luminosa e Quantidade de substância. b) GRANDEZAS DERIVADAS : são grandezas que obtemos a partir das fundamentais.Exemplos: Área, Densidade, Velocidade, Aceleração, Força, Impulso, Trabalho, Corrente elétrica, Potência, ...
  • 8. UNIDADES DE MEDIDAS Medir uma grandeza física significa compara-lá como uma outra grandeza de mesma espécie, tomada como padrão. Este padrão é a unidade de medida. No Brasil, o sistema de unidade oficial é o Sistema Internacional de unidades , conhecido como SI, ou sistema MKS.
  • 9. UNIDADES DE COMPRIMENTO metro................ m (S.I) decímetro ........ dm centímetro ...... cm milímetro ........ mm
  • 10. UNIDADES DE MASSA quilograma .... kg (S.I) grama ............ g tonelada ........ ton
  • 11. UNIDADES DE TEMPO hora ............... h minuto ........... min segundo ......... s (S.I) dia hora minuto segundo 1 1 24 1 60 1.440 60 3.600 86.400
  • 12. VELOCIDADE Km/h -> m/s ÷ 3,6 m/s -> km/h x 3,6
  • 13. Sistema Internacional de Unidades (SI) As sete unidades fundamentais do SI são :
  • 14. Sistema Internacional de Unidades (SI) Além das unidades fundamentais, há as unidades derivadas. Seguem alguns exemplos:
  • 16.
  • 17.
  • 18.
  • 19.
  • 20. Análise Dimensional Toda representação matemática de um problema físico precisa, além de um número que quantifique determinada grandeza física, de uma unidade de medida que faça a classificação qualitativa. Todas as grandezas físicas podem ser analisadas dimensionalmente através de três unidades que nos sirvam de parâmetros que são: Comprimento (L), Tempo (T) e massa (M) , outras grandezas físicas terão suas unidades de medida derivadas destas três.
  • 21. Exemplo1 : A unidade de medida da velocidade é (no SI) m/s, logo: [V]=m/s [V]=[L]/[T] [V]=L.T-¹
  • 22. Exemplo2 : A unidade de medida de força é o Newton(N) que é encontrado fazendo a multiplicação de kg por m/s², vamos fazer a análise dimensional. [F]=[m].[a] [F]=kg.m/s² [F]=M.L/T² [F]=M.L.T-²
  • 23. NOTAÇÃO CIENTÍFICA Chamamos de notação científica, a representação de um número através de um produto (multiplicação) da forma: a . 10 n   onde: 1 < | a | < 10 e n pertence a Z Z ...... Conjunto dos números inteiros Esta notação é muito útil na representação de números muito pequenos ou muito grandes.
  • 24. 1. Escreva os números seguintes em notação científica: a) 12 300 000 b) 0,000 072 Solução: a) 12 300 000 = ___ x 10 a n a = 123 ou a = 12,3 ou a = 1,23 ??? 1 2 3 0 0 0 0 0 Teríamos então 7 casas decimais, portanto n = 7 Resposta: 1,23 x 10 7
  • 25. b) 0,000 072 Solução: b) 0,000 072 = ___ x 10 a n a = 72 ou a = 7,2 ??? 0 , 0 0 0 0 7 2 Teríamos então a vírgula sendo deslocada 5 casas decimais, portanto n = -5 Resposta: 7,2 x 10ˉ 5
  • 26. ORDEM DE GRANDEZA É uma estimativa grosseira feita através de uma potência de 10 inteira mais representativa. Considere a seqüência exponencial abaixo: ....10 -3 ; 10 -2 ; 10 -1 ; 10 0 ; 10 1 ;10 2 ;10 3 .... Aproximação exponencial: 10 0 _____ 10 1/2 _______10 1 3,166...
  • 27. CONSIDERAÇÕES A1) x < 3,16... -> x = 10 0 A2) x > 3,16... -> x = 10 1
  • 28. 1. Qual é a ordem de grandeza no número de segundos em 60 anos?     60 anos = 60 x 12 meses Solução: 60 anos = 60 x 12 x 30 dias 60 anos = 60 x 12 x 30 x 24 horas 60 anos = 60 x 12 x 30 x 24 x 60 min 60 anos = 60 x 12 x 30 x 24 x 60 x 60 s 60 anos = 1 866 240 000 s 60 anos ≅ 1,9 x 10 9 s 60 anos ≅ 10 0 x 10 9 s ⇨ O.G ⇨ ⇨ ⇨ 10 9 s
  • 29. ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS 28 -> 2 A.S. (Algarismos significativos) 3,670 -> 4 A.S. (Algarismos significativos) 2000 -> 4 A.S. (Algarismos significativos) 0,00018 -> 2 A.S. (Algarismos significativos) 0,029 -> 2 A.S. (Algarismos significativos) 0,5 -> 1 A.S. (Algarismo significativo) 359,87 -> 5 A.S. (Algarismos significativos) 0,0700 -> 3 A.S. (Algarismos significativos)
  • 30. a) Adição e subtração Observar qual parcela que apresenta o menor número de casas decimais, arredondar todas as outras parcelas e efetuar o cálculo: 1 545, 3 1 545, 3 125, 3 46 125, 3 45, 0 68 45, 1 + 3, 6 500 + 3, 6 1719,3
  • 31. b) Multiplicação e divisão O resultado deve ter um número de algarismos significativos igual ao do fator com o menor número: 23,78 X 1,2 4756 2378 0 28 , 5 36 ≈ 29