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Algarismos Significativos, Ordem de Grandeza e Notação Científica Ciências da Natureza Notação Científica Nas várias áreas da Física aparecem números muito grandes ou muito pequenos. Para evitar escrever uma quantidade muito grande de zeros, pode-se usar potências de 10 A preferência é por representar as medidas na forma de um número entre 1 e 10 multiplicado por uma potência de 10 Esse modo de representar as medidas é chamado de notação científica Algarismos Significativos, Ordem de Grandeza e Notação Científica Ciências da Natureza ‹nº› A distância D da Terra à Lua é de aproximadamente 380 mil quilômetros. O valor de D poderia ser escrito da seguinte forma: Exemplo A preferência é por representar as medidas na forma de um número entre 1 e 10 multiplicado por uma potência de 10 Esse modo de representar as medidas é chamado de notação científica ‹nº› https://www.físicafácilparaprofessores.com física fácil (ENEM-2019) A gripe é uma infecção respiratória aguda de curta duração causada pelo vírus influenza. Ao entrar no nosso organismo pelo nariz, esse vírus multiplica-se, disseminando-se para a garganta e demais partes das vias respiratórias, incluindo os pulmões. O vírus influenza é uma partícula esférica que tem um diâmetro interno de 0,00011mm. Disponivel em: www.gripenet.pt. Acesso em: 2 nov. 2013 (adaptado). Em notação científica, o diâmetro interno do vírus influenza, em mm, é 1,1 x 10–1 A 1,1 x 10–2 B 1,1 x 10–3 C 1,1 x 10–4 D 1,1 x 10–5 E ‹nº› https://www.físicafácilparaprofessores.com física fácil RESOLUÇÃO - Para colocar o diâmetro em notação científica, basta deslocar a vírgula até conseguir um número maior ou igual a 1 e menor que 10. Logo: 1,1 x 10–4 0,00011𝑚𝑚 Resposta: D ‹nº› Exemplo Ordem de Grandeza Às vezes nos interessamos apenas pelo valor aproximado de uma grandeza. Ao fazermos um cálculo aproximado, é comum darmos como resposta a potência de 10 mais próxima do resultado encontrado E a resposta dada dessa maneira costuma ser chamada de ordem de grandeza O número 850 tem como potências mais próximas 102 e 103 Como 850 está mais próximo de 103 então essa será sua ordem de grandeza https://www.físicafácilparaprofessores.com física fácil ‹nº› Ordem de Grandeza Para se obter a ordem de grandeza de um número N qualquer, deve-se: Colocá-lo em notação científica 1 Se,fazemos: 2 ‹nº› Número 500 Exemplo ‹nº› Ordem de Grandeza Para se obter a ordem de grandeza de um número N qualquer, deve-se: Se,fazemos: 3 ‹nº› Número 200 Exemplo ‹nº› Escreva o número em rotação científica na forma Ordem de Grandeza Passo 1 Se A < 3,16: Aproxime A para 100 Se A ≥3,16: Ou aproxime A para 101 Passo 2 Se A < 3,16: Atribua para N a ordem de grandeza 100+n = 10n Se A ≥3,16: Atribua a ordem de grandeza 10n+1 Passo 3 ‹nº› https://www.físicafácilparaprofessores.com física fácil (PUC/SP) Na tira, Garfield, muito maldosamente, reproduz o famoso experimento de Benjamin Franklin, com a diferença de que o cientista, na época, teve o cuidado de isolar a si mesmo de seu aparelho e de manter-se protegido da chuva de modo que não fosse eletrocutado como tantos outros que tentaram reproduzir o seu experimento. Franklin descobriu que os raios são descargas elétricas produzidas geralmente entre uma nuvem e o solo ou entre partes de uma mesma nuvem que estão eletrizadas com cargas opostas. Hoje sabe-se que uma descarga elétrica na atmosfera pode gerar correntes elétricas da ordem de 105 ampères e que as tempestades que ocorrem no nosso planeta originam, em média, 100 raios por segundo. Isso significa que a ordem de grandeza do número de elétrons que são transferidos, por segundo, por meio das descargas elétricas, é, aproximadamente, Use para a carga de 1 elétron: 1,6 · 10-19 .C 1022 A 1024 B 1026 C 1028 D 1030 E ‹nº› https://www.físicafácilparaprofessores.com física fácil RESOLUÇÃO - De acordo com o texto, temos: Resposta: C Como 6,25 > 3,16, então acrescenta-se 1 à potência de 10 Ordem de grandeza = 1026 ‹nº› Algarismos significativos Quando fazemos uma medida, ela nunca é totalmente precisa. Essa incerteza se deve a vários fatores: Algarismos significativos são os algarismos certos mais o primeiro duvidoso A habilidade de quem faz a medida, por exemplo O principal fator de incerteza é o limite de precisão dos instrumentos. L = 9,65 ± 0,05cm algarismo duvidoso 9 e 6 são os algarismos corretos https://www.físicafácilparaprofessores.com física fácil ‹nº› Algarismos significativos Exemplos 5,7 → 2 algarismos significativos 5,70 → 3 algarismos significativos 3200 → 4 algarismos significativos 3,20 · 103 → 3 algarismos significativos O zero não é significativo quando serve apenas para localizar a vírgula decimal OBSERVAÇÃO OBSERVAÇÃO 0,00037090 não significativos 5 algarismos significativos ‹nº› Adição e Subtração Quando adicionamos (ou subtraímos) medidas: O número de casas decimais do resultado deve ser igual ao menor número de casas decimais encontrado entre os termos adicionados (ou subtraídos) 7,2 + 1,53 = 8,73 Exemplo O resultado deve ser expresso como 8,7 Pois dessa forma ele fica com o mesmo número de casas decimais que o 7,2, termo com menor número de casas decimais ‹nº› Arredondamento Não há unanimidade quanto à regra do arredondamento. No geral faz-se o seguinte: Se o último algarismo a ser eliminado for 4 ou menos: O arredondamento é para menos 1 Se o último algarismo a ser eliminado for 5 ou mais: O arredondamento é para mais 2 5,84≅5,8 e 5,87≅5,9 ‹nº› Multiplicação e divisão Quando multiplicamos (ou dividimos) medidas: O número de casas decimais do resultado deve ser igual ao menor número de casas decimais encontrado entre os termos multiplicados (ou divididos) 4,52 . 1,3 = 5,876 ≈ 5,9 Exemplo Se o último algarismo a ser eliminado for 4 ou menos: O arredondamento é para menos 1 Se o último algarismo a ser eliminado for 5 ou mais: O arredondamento é para mais 2 5,84≅5,8 e 5,87≅5,9 ‹nº› Multiplicação e divisão Números que já aparecem em fórmulas (e não são resultado de medidas feitas) não deverão ser levados em consideração para a contagem dos algarismos significativos do resultado OBSERVAÇÃO OBSERVAÇÃO Exemplo ‹nº› https://www.físicafácilparaprofessores.com física fácil (UNIFESP) Na medida de temperatura de uma pessoa por meio de um termômetro clínico, observou-se que o nível de mercúrio estacionou na região entre 38 ºC e 39 ºC da escala, como está ilustrado na figura. Após a leitura da temperatura, o médico necessita do valor transformado para uma nova escala, definida por tX = (2tC)/3 e em unidades 0X, onde tC é a temperatura na escala Celsius. Lembrando de seus conhecimentos sobre algarismos significativos, ele conclui que o valor mais apropriado para a temperatura tX é 25,7 0X A 25,7667 0X B 25,766 0X C 25,77 0X D 26 0X E ‹nº› https://www.físicafácilparaprofessores.com física fácil RESOLUÇÃO - Fazendo a leitura do termômetro, temos: tC ≈ 38,65 0C, sendo o “5” duvidoso! Resposta: D 4 algarismos significativos, como a leitura do termômetro ‹nº› https://www.físicafácilparaprofessores.com física fácil (UNIEVANGÉLICA-2019) Em um experimento com uma barra de vidro pírex (coeficiente de dilatação linear constante α = 2 · 10–5 ºC–1) , sua variação de temperatura foi medida por um termômetro. A variação foi de ΔT = (200,0 ± 0,1) ºC. Por outro lado, efetuou-se leitura do seu comprimento inicial, por um instrumento rudimentar, que forneceu o valor de L0 = (1,00 ± 0,05) m. Usando as regras de operações com algarismos significativos, sem usar as propagações de erro, o novo comprimento da barra, em metros deveser representado pelo valor de 1,00 A 1,004 B 1,0040 C 1,00400 D ‹nº› https://www.físicafácilparaprofessores.com física fácil RESOLUÇÃO - Desprezando os erros, temos, para a variação do comprimento: Resposta: A Logo ‹nº› Esse sistema que foi criado na Inglaterra e era padrão nas colônias britânicas, caiu em desuso É usado em poucos países no mundo: Estados Unidos, Libéria, Birmânia e na Colômbia apenas para medir volumes. O Sistema Imperial de Medidas ‹nº› Os Estados Unidos aderiram ao sistema métrico internacional em 1959, mas este ainda é pouco utilizado pelas pessoas daquele país Há alguns anos, por força da União Europeia, o Reino Unido resolveu dar adeus definitivo ao sistema baseado em pés, polegares e narizes reais. O Sistema Imperial de Medidas 1 Polegada (in) = 2,54 cm 1 Pé (ft) = 30,48 cm 1 Jarda (yd) = 3 ft = 36 in = 91,44 cm 1 Milha (mi) = 1,609344 km 1 Légua = 3 mi = 4,828032 km 1 Milha náutica = 6076 ft = 1852 m Esse sistema que foi criado na Inglaterra e era padrão nas colônias britânicas, caiu em desuso É usado em poucos países no mundo: Estados Unidos, Libéria, Birmânia e na Colômbia apenas para medir volumes. ‹nº› 1 jarda = Distância do nariz ao dedo médio, com o braço esticado Os campos de futebol americano ainda utilizam a medida em jardas para estabelecer seu comprimento 1 pé = 12 polegadas Na náutica, a medida “pés” ainda é muito utilizada, por exemplo, para indicar a distância dos mergulhadores, quando em profundidade no mar, em relação à superfície 1 polegada = largura do polegar Nos anúncios de televisores, sempre vemos as medidas apresentadas em polegadas. Elas se referem à medida da diagonal de cada aparelho, portanto, pode variar bastante ‹nº› Calcule o valor da seguinte expressão x = 8,60 . 109 dam + 4,115 . 1012 m – 4,80 . 106 km – 2,1 . 1012 dm Exemplo Converta todas as medidas para o quilômetro, que é a maior unidade x = (8,60 . 107 + 4,115 . 109 – 4,80 . 106 – 2,1 . 108) km 1 Escreva todas as medidas usando a maior potência de 10 x = (0,0860 + 4,115 – 0,00480 – 0,21) . 109 km 2 Reduza as medidas para a menor quantidade de casas decimais x = (0,09 + 4,12 – 0,00 – 0,21) . 109 km 3 O resultado então será: x = 4,00 . 109 km ‹nº› Para a multiplicação e a divisão: Efetuaremos a operação normalmente e, depois, arredondaremos o resultado com base na medida com menor quantidade de algarismos significativos. OBSERVAÇÃO OBSERVAÇÃO ‹nº› Como o denominador da expressão original contém apenas 1 algarismo significativo, então ele será a medida de referência. O valor 9,6 será arredondado para 10. Para que o resultado fique com apenas 1 significativo então ele deve ser escrito assim: OBSERVAÇÃO OBSERVAÇÃO Para a multiplicação e a divisão: Efetuaremos a operação normalmente e, depois, arredondaremos o resultado com base na medida com menor quantidade de algarismos significativos. ‹nº› Google