Medição e Unidades de Medidas em Física

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Aula 1: Medição. Grandezas físicas e unidades de medidas. Análise Dimensional.
CCE0847 - FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL I
Aula 1: o Método Científico
Física Teórica Experimental I
AULA 1: Técnicas de Amostragem
Física Teórica Experimental I
AULA 1: Técnicas de Amostragem
Conteúdo desta aula
Medição
1
Grandezas físicas 
e unidades de medidas
2
PRÓXIMOS 
PASSOS
Análise 
Dimensional
3
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AULA 1: Técnicas de Amostragem
Grandeza física e sua classificação 
Procura conhecer, além do fenômeno, suas causas e leis
Concepção atual 
Ciência não é algo pronto nem definitivo;
Não é posse de verdades imutáveis;
É um processo em construção/dinâmico.
O Método Científico, constitui-se de etapas:
1ª etapa: Observação que levanta uma questão.
2ª etapa: Formulação de perguntas.
3ª etapa: Formulação das hipóteses, busca por possíveis respostas àquela questão.
4ª etapa: Experiência controlada, em que a hipótese é testada.
5ª etapa: Análise das informações.
6ª etapa: Conclusão.
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AULA 1: Técnicas de Amostragem
Medir e Comparar grandezas
O que é medir?
A medição de uma grandeza é a comparação dessa grandeza com outra da mesma espécie, um padrão, a que chamamos unidade por convenção. 
Uma grandeza física é uma propriedade de um corpo, ou particularidade de um fenômeno, suscetível de ser medida e à qual se pode atribuir um valor numérico. 
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Sistema Internacional de Unidades (SI de unidades)
11ª Conferência Geral de Pesos e Medidas, Paris, 1960 
O objetivo de um Sistema de Unidades é escolher um número mínimo de grandezas (grandezas fundamentais) às custas das quais se podem exprimir todas as outras grandezas (grandezas derivadas) e definir as suas unidades.
A medição de uma grandeza é a comparação dessa grandeza com outra da mesma espécie, um padrão, a que chamamos unidade por convenção. 
Os países que adotaram oficialmente o sistema métrico (verde).
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Sistema Internacional de Unidades (SI de unidades)
As unidades do Sistema Internacional de Unidades (SI de unidades) formam um sistema absoluto de unidades, o que significa que as três unidades básicas escolhidas são independentes do local onde as medições são efetuadas. O metro, o quilograma e o segundo podem ser utilizados em qualquer parte da Terra; podem mesmo ser utilizados em outro planeta. Terão sempre o mesmo significado. 
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
Grandeza
Nome da unidade
Símbolo
Comprimento
metro
m
Tempo
segundo
s
Massa
quilograma
kg
Corrente Elétrica
Ampère
A
Temperatura termodinâmica
Kelvin
K
Quantidade de Matéria
mol
mol
Intensidade Luminosa
candela
cd
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Sistema Internacional de Unidades (SI de unidades)
Também conhecido como MKS
metro, kilograma e segundos
Regras de notação
Nome de pessoa = letra maiúscula
Ex.: 20A; 3N; 321K.
Não é nome de pessoa = letra minúscula
Ex. 5m; 12kg; 4s.
Os múltiplos e submúltiplos das unidades do SI
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Notação Científica
Mais atividades no livro
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Teoria dos Erros Simplificada
A teoria dos erros é um método estatístico adequado para se obter e manipular os dados experimentais e tem a finalidade de conseguir estimar com maior exatidão possível o valor da medida e o seu erro. Logo, o valor verdadeiro será sempre uma estimativa.
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AULA 1: Técnicas de Amostragem
Teoria dos Erros
O erro de uma medida é definido como sendo a diferença entre o valor medido e o valor real.
Erro sistemático 
Equipamento com calibração errada;
Cronômetro que sempre atrasa;
Leitura do operador sempre adiantada em relação ao ponto correto de observação. 
Erros acidentais ou aleatórios
Cansaço;
Erro de paralaxe na leitura de uma escala.
Erros grosseiros
Falha do operador.
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AULA 1: Técnicas de Amostragem
Algarismos Significativos (A.S.)
PRECISÃO: grau de variação de resultados de uma medição
Atenção aos erros;
Qualidade do instrumento;
Anotação correta dos resultados.
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Algarismos Significativos (A.S.)
Quantas casas decimais?
1 casa
2 casas
Quantos algarismos significativos?
1 algarismo significativo
2 algarismos significativos
3 algarismos significativos
Qual o valor correto do tamanho do lápis?
6 cm 6,0 cm 6,00 cm
7 cm 7,0 cm 7,00 cm
6,5 cm 6,50 cm 6,55 cm
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Algarismos Significativos (A.S.)
Incertezas
Observe a figura a seguir:
Qual o tamanho correto?
l = 11,2 cm
l = 11,3 cm
l = 11,4 cm
Essa medida apresenta três algarismos significativos (A.S.), sendo que o último é chamado algarismo duvidoso, pois não temos certeza e fazemos uma estimativa.
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Algarismos Significativos (A.S.)
Qual a forma correta de anotar o resultado?
l = 11+0,2 cm ou 11+0,3 ou 11+0,4 cm
Incerteza é a fração avaliada da menor divisão da escala, no algarismo duvidoso esta é a incerteza de uma medida. 
Logo: 
l = (11,3 ± 0,1) cm, onde 0,1 seria a amplitude da incerteza ou incerteza absoluta.
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Critério de Arredondamento
Ao efetuar cálculos ou conversões é fundamental ter em conta que o número de algarismos significativos de um resultado não pode ser alterado por manipulações matemáticas ou por mudanças de unidades. 
Na medida L= 1,264 m, queremos arredondar para somente 3 A.S, ou seja, duas casas após a vírgula:
Se este dígito for menor do que 5, o número que deverá ser arredondado permanece igual.
Se for maior do que 5, devemos somar 1 ao dígito que deverá ser arredondado.
Logo: L = 1,27 m
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AULA 1: Técnicas de Amostragem
Teoria dos erros aplicada a um conjunto de medidas experimentais
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Teoria dos erros aplicada a um conjunto de medidas experimentais
A Teoria dos erros
é aplicada aos erros acidentais ou aleatórios.
Desvio médio (δ) 
Variância
Desvio padrão
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Propagação de erros
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Propagação de erros
Soma e subtração de grandezas afetadas por erros
Produto e Quociente de grandezas afetadas por erros 
Mais exemplosno livro
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Assuntos da próxima aula:
Ponto material
Movimento
Referencial
Trajetória
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