Física Cinemática - Unidades de Medida

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Física Cinemática
Aula 1
Prof. Saymon H. S. Santana
saymon.santana@etep.edu.br
26/01/14
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Horário: 19:00 às 22:30 (intervalo das 20:30 às 20:40 – Salas B,D,E) 
Estudo Dirigido. 
(Entrega na forma escrita (ou impressa) na 9ª semana no horário da aula)
Lista de Exercícios (50% da nota do ED)
Trabalho Dissertativo (50% da nota do ED)
N1  4ª Semana de aulas (conteúdo ministrado até a 4ª semana)
N2  8ª Semana de aulas (conteúdo ministrado até a 8ª semana)
U2  10ª Semana de aulas
Composição da nota final
N1 e N2 = 40%
ED = 20%
U2 = 40%
Contrato Pedagógico
26/01/14
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Lista de Exercícios (relacionados aos temas ministrados no curso)
Trabalho Dissertativo sobre os temas:
- Lei da Gravitação Universal e Leis de Kepler
Estudo Dirigido
O PRAZO DE ENTREGA DOS ESTUDOS DIRIGIDOS É NA 9ª SEMANA DE AULAS (no horário da aula)!
A lista de exercícios e as instruções para confecção do trabalho dissertativo serão disponibilizadas no portal acadêmico.
26/01/14
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Programação prevista para o curso
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Bibliografia do Curso
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER J. Fundamentos de física. v. 01. São Paulo: LTC, 2006.
YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física I Mecânica. Vol. 01 São Paulo: Addison Wesley, 2008 Ed. Pearson. 
TIPLER, Paul A.; Física – para cientistas e engenheiros. Vol. 01. São Paulo: LTC, 2004.. 
SERWAY, R A. Fisica 1 para cientistas e engenheiros com física moderna : mecânica e gravitação. 3. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1996.
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Objetivos:
O objetivo desta aula é apresentar os sistemas de unidades de medidas e trabalhar com transformações destas unidades.
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Física é a ciência natural que envolve o estudo da matéria e seu movimento através do espaço-tempo, juntamente com os conceitos relacionados, como energia e força. Mais amplamente, é a análise geral da natureza, a fim de entender como o Universo funciona. 
A física estuda a natureza e seus fenômenos em seus aspectos mais gerais
Introdução
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Introdução
Para fins didáticos, a Física é dividida nas seguintes partes:
- Mecânica clássica 
- Ondulatória
- Óptica
- Termodinâmica
- Eletromagnetismo
- Física moderna
- Relatividade
- Mecânica quântica
- ...
continuação
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Para resolver este problema , foram criados padrões internacionais , surgindo assim em Paris (França) o primeiro encontro do Conselho Geral de Pesos e Medidas em 1889, composto de sete grandezas fundamentais.
Sistema Internacional de Unidades S.I.
Um dos maiores problemas da comunidade científica no mundo até meados do século XX, era que cada país tinha seu próprio padrão de medida das grandezas físicas (tudo o que se pode variar quantitativamente), o que tornava difícil a troca de informações científicas e padrões nos equipamentos importados. 
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Sistema Internacional de Unidades S.I.
Veja a tabela a seguir:
continuação
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Um METRO é a distância percorrida pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 0,0000000003 segundos.
Um SEGUNDO é o intervalo de tempo correspondente a 9192631770 oscilações da luz (de uma transição atômica específicada) emitida por um átomo de césio-133.
Um QUILOGRAMA é a medida de massa de um cilindro de platina-irídio com 3,9cm de diâmetro e 3,9cm de altura.
Sistema Internacional de Unidades S.I.
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Exercício 01: Converta as seguintes grandezas para as unidades de medida.
140m para milímetros
0,002kg para gramas
1 dia para segundos
130 dam para centímetros
10 hg para dg
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Notação Científica
No meio científico em geral é comum a manipulação envolvendo grandezas macroscópicas, números relativamente grandes, ou grandezas microscópicas, ou seja, números relativamente pequenos. 
 
Veja alguns exemplos:
 
Na Física: 
Velocidade da Luz = ~300 000 000 m/s
Carga do elétron = 0,000 000 000 000 000 000 16 C
Raio da nossa galáxia = 60 000 000 000 000 000 000 m
Massa do Sol = 2 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 kg
Na Química: 
Massa do próton = 0,0000000000000000000000016 g 
Nº de Avogrado = 602 000 000 000 000 000 000 000
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A notação científica serve para facilitar o manuseio de numeros muito grandes (ou muito pequenos).
Um número estará em Notação Científica quando aparecer como a multiplicação de dois fatores sendo:
 
- O primeiro fator pertencente ao intervalo [1, 10), ou seja, pode ser 1 ou maior que 1, porém tem que ser menor que 10;
 
 O segundo fator é uma potência de base 10
Exemplo: 2 x 1030
Primeiro Fator Segundo Fator
Notação Científica
continuação
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Notação Científica
Os exemplos anteriores, quando escritos em notação científica ficam
 
Velocidade da Luz = 300 000 000 m/s = 3 x 108m/s
Carga do elétron = 0,000 000 000 000 000 000 16 C = 1,6 x 10-19 C
Raio da nossa galáxia = 60 000 000 000 000 000 000 = 6 x 1019 m
Massa do Sol = 2 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 kg= 2 x 1030 kg
Massa do próton = 0,0000000000000000000000016 g = 1,6 x 10-24 g
Nº de Avogrado = 602 000 000 000 000 000 000 000 = 6,02 x 1023	
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Notação Científica
Exercícios:
[01] Escreva os seguintes números em notação científica
0.00000000384
2 568 000 000 000
-250 000 000 000 000
-0.0001001
[02] Um livro de física tem 800 paginas e 4,0 cm de espessura. Desconsiderando a capa, a espessura de cada folha em milímetros vale:
2,5x10-2
5,0x10-2
1,0x10-1
1,5x10-1
2,0x10-1
[03] Considerando que cada aula dura 50 minutos, Quanto vale, em segundos o tempo equivalente a duas aulas?
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Com o objetivo de facilitar a utilização bem como a escrita de potências de 10, evitando assim o uso excessivo de zeros, utilizam-se Prefixos Métricos, que representam as potências de 10 de maneira simbólica.
Prefixos métricos
 Exemplos:
 
 1 km = 103 m = 1000 metros
 1 mm = 10-3 m = 0,001 metros
 1 kg = 103 g = 1000 gramas
 
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Algumas unidades que não fazem parte do SI, são amplamente difundidas ou utilizadas como medidas comerciais em alguns países como é o caso do Celsius (medida de temperatura), utilizada no Brasil e não faz parte do Sistema Internacional. 
 
 
O quadro a seguir mostra a relação destas unidades com o SI. 
 
Unidades Fora do S.I.
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Unidades Fora do S.I.
continuação
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Exemplos:
1 000 000 V = 1MV 
0,001 A = 1mA
1 000W = 1kW 
1000m = 1km
Obs.: V – volts (voltagem ), A – ampéres ( corrente elétrica ) , W – watts ( potência )
 
Exercícios:
1 – Escreva o prefixo métrico correspondente: Siga exemplo a.
 
a) 100 000 000 = 100 M	 
b) 0,000 001 = 
c) 10 000 = 
d) 0,000 1 =  
e) 200 000 = 	
f) 0,000 000 001 = 
Exercícios
Exemplo: 
3- A Terra tem a forma aproximada de uma esfera de raio 6,37 x 106 m. Determine:
A circunferência da Terra em quilômetros
A área da superfície da Terra em quilômetros quadrados
O volume da Terra em quilômetros cúbicos 
Dados: 
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Ordem de Grandeza
A ordem de grandeza de um número é a potencia de 10 mais próxima que aparece quando o número é expresso em notação científica.
Como determinar a ordem de grandeza de um número????
1 - Escrever o número em notação científica
A x 10 N (Onde A é maior ou igual a 1 e menor que 10)
2 - Analisar o primeiro fator (A)
		Se A < 3,16: A ordem de grandeza será 10 N 
		Se A ≥ 3,16: A ordem de grandeza será 10 N+1
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Ordem de Grandeza
Exemplos:
20000 = 2x104, Como 2 < 3,16 a O.G. é 104
500 = 5x102, Como 5 ≥ 3,16 a O.G. é 102+1 = 103
0,001 = 1x10-3, como 1<3,16 a O.G é 10-3
0.8 = 8x10-1, como 8 ≥ 3,16 a OG é 10-1+1 = 100
0,09 =
316000 = 
40000 =
0.0000315 = 
continuação
Exercícios Adicionais
4- Viajando a serviço, você se encontra em um país onde os sinais de trânsito fornecem as distâncias em quilômetros e os velocímetros dos automóveis são calibrados em quilômetros por
hora. Se você está dirigindo a 90 km/h, quão rápido você está viajando em metros por segundo?
Dados: 1000 m= 1 km; 1 h = 3600 s.
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	-- Uma unidade astronômica (UA) é a distância média entre a Terra e o Sol, aproximadamente 1,5x108 km. A velocidade da luz é aproximadamente 3,0x108 m/s. Expresse a velocidade da luz em unidades astronômicas por minuto.
	-- A nave Voyager partiu da Terra em 1977 com destino a Júpiter e a Saturno. Hoje ela está a mais de 16 bilhões de quilômetros de distância da Terra. Determine, em milímetros, e em notação científica essa distância da nave à Terra.
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