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Biofísica aplicada à Biomedicina Prof. Eduardo de Matos Rodrigues eduardo.rodrigues@unifran.edu.br Grandezas físicas • Introdução • Medidas físicas • Sistema Internacional de Unidades (SI) • Grandezas físicas • Fundamentais • Derivadas Grandezas físicas • Introdução • Grandeza: Propriedade de alguma coisa que pode ser expressa quantitativamente sob a forma de um número e de uma unidade de referência • Exemplos: Economia Custo 50 Reais ou R$ 50 50 vezes maior que a referência de 1 Real Matemática Ângulo 90 Graus ou 90 º 90 vezes maior que a referência de 1 grau Física Massa 5 kilogramas ou 5 kg 5 vezes maior que a referência de 1 kg Grandezas físicas • Introdução • Grandeza • Grandeza física: Propriedade de um fenômeno natural que pode ser expresso quantitativamente sob a forma de um número e de uma unidade de referência Grandeza física Massa Ex.: 5 kg Velocidade Ex.: 100 km/h Pressão Ex.: 120 mmHg Grandezas físicas • Medidas físicas • Medir: Obter o valor que representa o número (inteiro ou fracionário) de vezes que uma determinada grandeza contém alguma de suas unidades de referência • Medida: Resultado do ato de medir • Medida física: Resultado do ato de medir algum fenômeno natural Ex.: Medida física da massa de uma pessoa A pessoa que está em cima da balança possui uma massa 56 vezes maior que a unidade de referência de massa nessa balança (1 Kg), portanto a massa da pessoa é 56 Kg Grandezas físicas • Medidas físicas • Medir: Obter o valor que representa o número (inteiro ou fracionário) de vezes que uma determinada grandeza contém alguma de suas unidades de referência • Medida: Resultado do ato de medir • Medida física: Resultado do ato de medir algum fenômeno natural De acordo com essa outra balança, é possível obter a medida física da massa através de duas unidades de medidas diferentes: Números externos: • Massa = 125 libras ou 125 lb Grandezas físicas • Medidas físicas • Medir: Obter o valor que representa o número (inteiro ou fracionário) de vezes que uma determinada grandeza contém alguma de suas unidades de referência • Medida: Resultado do ato de medir • Medida física: Resultado do ato de medir algum fenômeno natural De acordo com essa outra balança, é possível obter a medida física da massa através de duas unidades de medidas diferentes: Números externos: • Massa = 125 libras ou 125 lb Números internos: • Massa = 56,7 kilogramas ou 56,7 kg Grandezas físicas • Sistema Internacional de Unidades (SI) • O termo Sistema Internacional de Unidades (SI) foi criado em 1960, pela 11ª Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), com as seguintes finalidades: • Padronizar as unidades de medida das grandezas físicas fundamentais e derivadas Grandezas fundamentais Nome Símbolo Unidades no SI Nome Símbolo comprimento Δs metro m massa m kilograma kg tempo Δt segundo s Grandezas físicas • Sistema Internacional de Unidades (SI) • O termo Sistema Internacional de Unidades (SI) foi criado em 1960, pela 11ª Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), com as seguintes finalidades: • Padronizar as unidades de medida das grandezas físicas fundamentais e derivadas • Regulamentar a formação do nome de múltiplos e submúltiplos das unidades de medida Múltiplos e submúltiplos decimais das unidades do SI Fator Prefixo Símbolo Fator Prefixo Símbolo 103 kilo k 10-3 mili m 106 mega M 10-6 micro μ 109 giga G 10-9 nano n Grandezas físicas • Sistema Internacional de Unidades (SI) • O termo Sistema Internacional de Unidades (SI) foi criado em 1960, pela 11ª Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), com as seguintes finalidades: • Padronizar as unidades de medida das grandezas físicas fundamentais e derivadas • Regulamentar a formação do nome de múltiplos e submúltiplos das unidades de medida • Regulamentar a grafia de nomes e símbolos das unidades de medida Grandezas fundamentais Nome Símbolo Unidades no SI Nome Símbolo comprimento Δs metro m massa m kilograma kg tempo Δt segundo s Grandezas físicas • Grandezas físicas • As Grandezas físicas podem ser classificadas em Fundamentais e Derivadas Fundamentais (que servem de base) Exemplos: Derivadas (proveniente das fundamentais) Exemplo: Comprimento Unidade: metro (m) Tempo Unidade: segundo (s) Tempo Unidade: segundo (s) Comprimento Unidade: metro (m) Velocidade Unidade: metro por segundo (m/s) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Comprimento • Massa • Tempo • Corrente Elétrica • Temperatura • Quantidade de Matéria • Intensidade Luminosa Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Comprimento Grandeza Unidade no SI Nome comprimento metro Símbolo Δs m Definição Distância entre dois pontos Trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299792458 de segundo Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Comprimento • Instrumento de medida da Grandeza: Régua Exemplo de medida do comprimento (Δs) do diâmetro interno de uma aliança: 𝚫𝐬 = 𝐬𝐟𝐢𝐦 − 𝐬𝐢𝐧í𝐜𝐢𝐨 𝚫𝐬 = 𝟏𝟕𝐦𝐦− 𝟎𝐦𝐦 𝚫𝐬 = 𝟏𝟕𝐦𝐦 ou 𝟎, 𝟎𝟏𝟕 𝐦 (SI) 𝐬𝐟𝐢𝐦𝐬𝐢𝐧í𝐜𝐢𝐨 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Massa *Corpo (física): Objeto que pode ser descrito pelas teorias da física e experimentado com medidas físicas Grandeza Unidade no SI Nome massa kilograma Símbolo m kg Definição Quantidade de matéria presen- te em um corpo* Massa do protótipo internacional do kilograma Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Massa Protótipo de quilograma no Escritório Internacional de Pesos e Medidas, na França, feito com uma liga de platina e irídio Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Massa • Instrumento de medida da Grandeza: Balança Exemplo de medida da massa (m) da melancia 𝐦𝐀 = 𝐦𝐁 𝐦𝐀 = 𝟑 × 𝟏 𝒌𝒈 𝐦𝐀 = 𝟑 𝐤𝐠 (SI) Se ambos os compartimentos A e B estiverem a uma mesma altura H de uma reta horizontal (HA = HB): HA HB A B Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Tempo Grandeza Unidade no SI Nome tempo segundo Símbolo Δt s Definição Duração entre dois eventos Duração de 9192631770 períodos da radiação correspondente à transição entre dois níveis energéticos do átomo de césio 133 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Tempo • Instrumento de medida da Grandeza: Relógio Exemplo de medida do tempo (Δt) de aula Início da aula: 19h00 Fim da aula: 20h40 𝚫𝐭 = 𝐭𝐟𝐢𝐦 − 𝐭𝐢𝐧í𝐜𝐢𝐨 𝚫𝐭 = 𝟐𝟎𝐡𝟒𝟎 − 𝟏𝟗𝐡𝟎𝟎 𝚫𝐭 = 𝟏𝐡𝟒𝟎 ou 𝟔𝟎𝟎𝟎 𝐬 (SI) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Corrente elétrica Grandeza Unidade no SI Nome corrente elétrica ampere Símbolo i A Definição Fluxo ordenado de elétrons livres em um condutor, quando existe uma diferença de potencial elétrico entre as extremidades Intensidade de uma corrente elétrica constante que, se mantida em dois condutores paralelos, retilíneos, de comprimento infinito, de seção circular desprezível, e situados à distância de 1 metro entre si, no vácuo, produz entre estes condutores uma força linear igual a 2 x 10-7 N/m Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Corrente elétrica Fio de cobreGrandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Corrente elétrica Átomo Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Corrente elétrica Átomo Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Corrente elétrica Cargas de sinais iguais se repelem Força Força Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Corrente elétrica Cargas de sinais diferentes se atraem Força Força Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Corrente elétrica Fio isolante Polo positivoPolo negativo Ao se acrescentar os polos positivos e negativos, os átomos se polarizam, e não há fluxo de elétrons no fio Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Corrente elétrica Fio condutor Polo positivoPolo negativo Ao se acrescentar os polos positivos e negativos, os elétrons mais externos (fracamente ligados) fluem através do fio (corrente elétrica) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Corrente elétrica Fio condutor Polo negativo Polo positivo Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Corrente elétrica Fio condutor (Cobre) Polo positivoPolo negativo Fio apresenta fluxo de elétrons Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Corrente elétrica Pilha Pilha ligada em um fio contudor Fluxo de elétrons Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas • Corrente elétrica Fluxo de elétrons fundamentais Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Corrente elétrica Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Corrente elétrica • Instrumento de medida da Grandeza: Amperímetro A intensidade da corrente elétrica (i) é a quantidade de carga (Q) que atravessa uma secção de área A em um determinado tempo Δt A 𝐢 = 𝐐∗ ∆𝐭 = 𝐧 × 𝐐𝐞 ∆𝐭 Qe Qe Qe Qe Qe *A carga total Q é a carga individual Qe de cada elétron (1,6 × 10 -19 C), multiplicada pelo número n de elétrons Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Corrente elétrica • Instrumento de medida da Grandeza: Amperímetro Exemplo de medida da corrente elétrica (i) de um fio condutor 𝐢 = 𝐐 ∆𝐭 = 𝐧 × 𝐐𝐞 ∆𝐭 𝒊 = 𝟓 × 𝟏, 𝟔 × 𝟏𝟎−𝟏𝟗 𝐂 𝟏𝟎 𝐬 = 𝟖 × 𝟏𝟎−𝟏𝟗𝐂 𝟏𝟎 𝐬 𝒊 = 𝟖 × 𝟏𝟎−𝟐𝟎 𝐀∗(SI) ou 80 zA (SI) * 1 A = 1 𝐂 𝐬 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Temperatura Grandeza Unidade no SI Nome temperatura kelvin Símbolo T K Definição Grau de agitação dos átomos e/ou moléculas de um sistema* Fração de 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água *Sistema (física): Parte do universo que está sob consideração, formando um conjunto de elementos que se encontram interligados e que interagem entre si Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Temperatura Óxido de Lítio (Li2O) T = 1800 K (1527 ºC) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Temperatura Lítio metálico T = 400 K (127 ºC) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Temperatura H H O Molécula de água (H2O) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Temperatura Molécula de água (H2O) T = 0 K (-273 ºC) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Temperatura Molécula de água (H2O) T = 0 K (-273 ºC) T = 223 K (-50 ºC) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Temperatura Molécula de água (H2O) T = 0 K (-273 ºC) T = 223 K (-50 ºC) T = 273 K (0 ºC) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Temperatura T = 0 K (-273 ºC) T = 223 K (-50 ºC) T = 273 K (0 ºC) T = 300 K (27 ºC) Molécula de água (H2O) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Temperatura Molécula de água (H2O) T = 0 K (-273 ºC) T = 223 K (-50 ºC) T = 273 K (0 ºC) T = 300 K (27 ºC) T = 383 K (110 ºC) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Temperatura Molécula de água (H2O) T = 0 K (-273 ºC) T = 223 K (-50 ºC) T = 273 K (0 ºC) T = 300 K (27 ºC) T = 383 K (110 ºC) T = 1000 K (727 ºC) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Temperatura • Instrumento de medida da Grandeza: Termômetro Simulação da agitação dos átomos de mercúrio líquido Mercúrio líquido Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Temperatura • Instrumento de medida da Grandeza: Termômetro TK = TC + 273 K A temperatura em kelvin (TK) é calculada somando 273 K à parte numérica temperatura em graus Celcius (TC) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Temperatura • Instrumento de medida da Grandeza: Termômetro Exemplo de medida da temperatura (T) de uma pessoa TK = TC + 273 K TK = 37,1 + 273 K T = 37,1 ºC ou 310,1 K (SI)TC Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Quantidade de Matéria Grandeza Unidade no SI Nome quantidade de matéria mol Símbolo n mol Definição Quantidade de entidades elementares de um sistema Quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quantos são os átomos condidos em 0,012 kilograma de carbono 12 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Quantidade de Matéria Massa atômica (ma): Massa de um átomo medida em unidade de massa atômica (u), de forma que 1 u corresponde a 1/12 da massa do Carbono-12 1 u = 1,66 ⨉ 10-27 kg Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Quantidade de Matéria ma do Sódio = 23 u Massa atômica (ma): Massa de um átomo medida em unidade de massa atômica (u), de forma que 1 u corresponde a 1/12 da massa do Carbono-12 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Quantidade de Matéria Massa molar (M): Massa, em gramas, de um mol de entidades elementares ma (u) M (g/mol) Carbono (C) 12 12 Sódio (Na) 23 23 Água (H2O) 18 18 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Quantidade de Matéria Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Quantidade de Matéria • Instrumento de medida da Grandeza: Balança + cálculo A quantidade de matéria (n) é igual a massa da amostra (m) dividida pela massa molar (M) 𝐧 = 𝒎 𝑴 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Quantidade de Matéria • Instrumento de medida da Grandeza: Balança + cálculo Exemplo de medida da quantidade de matéria (n) em uma amostra de 200 ml de água 200 ml de água tem 200 g de massa 𝐧 = 𝐦 𝐌 = 𝟐𝟎𝟎 𝐠 𝟏𝟖 𝐠/𝐦𝐨𝐥 𝐧 ≅ 𝟏𝟏, 𝟏 𝐦𝐨𝐥 (SI) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Intensidade luminosa Grandeza Unidade no SI Nome intensidade luminosa candela Símbolo I cd Definição Energia luminosa emitida por segundo, contida em um ângulo sólido, numa dada direção Intensidade luminosa, numa dada direção, de uma fonte que emite uma radiação monocromática de frequência 540 x 1012 hertz e que tem uma intensidade radiante nessadireção de 1/683 watt por esferorradiano Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Intensidade luminosa 𝐈 = 𝚽 𝛚 Intensidade luminosa (I) Energia luminosa por segundo (𝞍) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Intensidade luminosa Fluxo luminoso (𝞍), medido em lumens (lm) 𝐈 = 𝚽 𝛚 Intensidade luminosa (I) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Intensidade luminosa • Instrumento de medida da Grandeza: Luxímetro Exemplo de medida da intensidade luminosa (I) de uma lâmpada incandescente de 100 w, considerando todas as direções Dados: 𝛚360º = 4.𝛑 e 𝞍= 1350 lm 𝐈 = 𝚽 𝛚 = 𝟏𝟑𝟓𝟎 𝐥𝐦 𝟒. 𝛑 𝐬𝐫 𝐈 ≅ 𝟏𝟎𝟕, 𝟓 𝐜𝐝 (SI) Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Velocidade • Aceleração • Força • Energia • Potência Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Velocidade Grandeza Unidade no SI Nome velocidade Metros por segundo Símbolo v m/s Definição Distância percorrida em um determinado tempo Intensidade da velocidade ao se deslocar 1 m em 1 s Derivação Comprimento e Tempo 1 𝑚 𝑠 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Velocidade • Instrumento de medida da Grandeza: Velocímetro 𝐯 = 𝚫𝐬 𝚫𝐭 = ( 𝐬𝐟𝐢𝐦 − 𝐬𝐢𝐧í𝐜𝐢𝐨 ) ( 𝐭𝐟𝐢𝐦 − 𝐭𝐢𝐧í𝐜𝐢𝐨 ) 𝐯 = ( 𝟑 𝐦− 𝟎𝐦 ) ( 𝟏 𝐬 − 𝟎 𝐬 ) = 𝟑 𝐦 𝐬 𝐯 = 𝟑 Τ𝐦 𝐬 (SI) Exemplo de medida da velocidade (v) de um ciclista Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Aceleração Grandeza Unidade no SI Nome aceleração Metros por segundo ao quadrado Símbolo a m/s2 Definição Variação da velocidade em um determinado tempo Intensidade da aceleração ao se variar 1 m/s em 1 s Derivação Comprimento e Tempo 1 𝑚 𝑠2 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Aceleração • Instrumento de medida da Grandeza: Acelerômetro início: v = 1 m/s fim: v = 5 m/s 𝐚 = 𝚫𝐯 𝚫𝐭 = ( 𝐯𝐟𝐢𝐦 − 𝐯𝐢𝐧í𝐜𝐢𝐨 ) ( 𝐭𝐟𝐢𝐦 − 𝐭𝐢𝐧í𝐜𝐢𝐨 ) 𝐚 = ( 𝟓 Τ𝐦 𝐬 − 𝟏 Τ𝐦 𝐬 ) ( 𝟏 𝐬 − 𝟎 𝐬 ) 𝐚 = 𝟒 Τ𝐦 𝐬𝟐 (SI) Exemplo de medida da aceleração (a) de um ciclista Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Força Grandeza Unidade no SI Nome força Newton Símbolo F N Definição Ação capaz de colocar um corpo em movimento acelerado, acelerar um corpo em movimento e deformar um corpo Intensidade da força necessária para acelerar a 1 m/s2 um corpo de 1 kg Derivação Massa, Comprimento e Tempo 1 N = 1 kg × 1 m s2 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas fundamentais • Força F = m ⨉ a A força resultante (F) que atua sobre um corpo é igual ao produto da massa (m) desse corpo pela aceleração (a) por ele adquirida Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Força • Ação capaz de colocar um corpo em movimento acelerado 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (m) 1 kg Tempo: 0 s Aceleração: 0 m/s2 Velocidade: 0 m/s Distância percorrida: 0 m F = 1 N F = m ⨉ a 1 N = 1 kg ⨉ 1 𝐦 𝐬𝟐 a = 1 Τ𝐦 𝐬𝟐 Aceleração: 1 m/s2 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Força • Ação capaz de colocar um corpo em movimento acelerado 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (m) Tempo: 1 s Aceleração: 1 m/s2 Velocidade: 1 m/s Distância percorrida: 0,5 m 1 kg a = 1 Τ𝐦 𝐬𝟐 v = 1 Τ𝐦 𝒔 F = m ⨉ a 1 N = 1 kg ⨉ 1 𝐦 𝐬𝟐 F = 1 N Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Força • Ação capaz de colocar um corpo em movimento acelerado 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (m) Tempo: 2 s Aceleração: 1 m/s2 Velocidade: 2 m/s Distância percorrida: 2 m 1 kg F = m ⨉ a 1 N = 1 kg ⨉ 1 𝐦 𝐬𝟐 a = 1 Τ𝐦 𝐬𝟐 v = 2 Τ𝐦 𝒔 F = 1 N Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Força • Ação capaz de colocar um corpo em movimento acelerado 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (m) Tempo: 3 s Aceleração: 1 m/s2 Velocidade: 3 m/s Distância percorrida: 4,5 m 1 kg F = m ⨉ a 1 N = 1 kg ⨉ 1 𝐦 𝐬𝟐 a = 1 Τ𝐦 𝐬𝟐 v = 3 Τ𝐦 𝒔 F = 1 N Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Força • Ação capaz de colocar um corpo em movimento acelerado 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (m) Tempo: 4 s Aceleração: 1 m/s2 Velocidade: 4 m/s Distância percorrida: 8 m 1 kg F = m ⨉ a 1 N = 1 kg ⨉ 1 𝐦 𝐬𝟐 a = 1 Τ𝐦 𝐬𝟐 v = 4 Τ𝐦 𝒔 F = 1 N Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Força • Ação capaz de acelerar um corpo em movimento 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (m) 1 kg Tempo: 0 s Aceleração: 0 m/s2 Velocidade: 1 m/s Distância percorrida: 0 m v = 1 Τ𝐦 𝒔 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Força • Ação capaz de acelerar um corpo em movimento 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (m) 1 kg Tempo: 1 s Aceleração: 0 m/s2 Velocidade: 1 m/s Distância percorrida: 1 m v = 1 Τ𝐦 𝒔 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Força • Ação capaz de acelerar um corpo em movimento 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (m) 1 kg Tempo: 2 s Aceleração: 0 m/s2 Velocidade: 1 m/s Distância percorrida: 2 m v = 1 Τ𝐦 𝒔 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Força • Ação capaz de acelerar um corpo em movimento 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (m) Tempo: 3 s Aceleração: 0 m/s2 Velocidade: 1 m/s Distância percorrida: 3 m 1 kg a = 1 Τ𝐦 𝐬𝟐 v = 1 Τ𝐦 𝒔 Aceleração: 1 m/s2 F = 1 N F = m ⨉ a 1 N = 1 kg ⨉ 1 𝐦 𝐬𝟐 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Força • Ação capaz de acelerar um corpo em movimento 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (m) Tempo: 4 s Aceleração: 1 m/s2 Velocidade: 2 m/s Distância percorrida: 4,5 m 1 kg F = m ⨉ a 1 N = 1 kg ⨉ 1 𝐦 𝐬𝟐 a = 1 Τ𝐦 𝐬𝟐 v = 1 Τ𝐦 𝒔 F = 1 N Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Força • Ação capaz de acelerar um corpo em movimento 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (m) Tempo: 5 s Aceleração: 1 m/s2 Velocidade: 3 m/s Distância percorrida: 7 m 1 kg F = m ⨉ a 1 N = 1 kg ⨉ 1 𝐦 𝐬𝟐 a = 1 Τ𝐦 𝐬𝟐 v = 1 Τ𝐦 𝐬𝟐 F = 1 N Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Força • Ação capaz de acelerar um corpo em movimento 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (m) Tempo: 6 s Aceleração: 1 m/s2 Velocidade: 4 m/s Distância percorrida: 10,5 m F = m ⨉ a 1 N = 1 kg ⨉ 1 𝐦 𝐬𝟐 1 kg a = 1 Τ𝐦 v = 1 Τ𝐦 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Força • Ação capaz de deformar um corpo F F F F Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Energia Grandeza Unidade no SI Nome energia joule Símbolo E J Definição Capacidade de um corpo de executar uma força Energia que acelera uma massa de 1 kg a 1 m/s2 em um espaço de 1 m Derivação Massa, Comprimento e Tempo 1 J = 1 kg × 𝑚2 s2 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Energia Energia Energia Potencial: Energia, armazenada por um corpo, que tem a capacidade de ser transformada em Energia Cinética Energia Cinética: Energia que um corpo possui devido ao seu movimento Grandezas físicas • Grandezas físicas• Grandezas físicas derivadas • Energia Energia Cinética Energia sonora Energia térmica Energia hidráulica Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Energia Energia Potencial Energia Elétrica Energia Elástica Energia Gravitacional Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Energia • Instrumento de medida da Grandeza: Medidor de energia elétrica (Relógio de luz) Exemplo de medida da energia cinética (EC) de um carro modelo Gol a 108 km/h V = 30 m/s 𝐄𝐂 = 𝐦× 𝐯𝟐 𝟐 𝐄𝐂 = 𝟗𝟎𝟎 × 𝟑𝟎𝟐 𝟐 𝐄𝐂 = 𝟒𝟎𝟓𝟎𝟎𝟎 J (SI) m = 900 kg Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Potência Grandeza Unidade no SI Nome potência watt Símbolo P W Definição Energia produzida ou cedida por um corpo por unidade de tempo Potência ao se produzir ou ceder a energia de 1 J durante 1 s Derivação Massa, Comprimento e Tempo 1 W = 1 J s = 1 kg × m2 s3 Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Potência • Instrumento de medida da Grandeza: Wattímetro (Medidor de potência elétrica) Exemplo de medida da potência (P) gasta por uma pessoa ao levantar uma caixa 𝐏 = 𝐄 ∆𝐭 = 𝐦× 𝐠 × 𝐡 ∆𝐭 𝐏 = 𝟏𝟎 × 𝟏𝟎 × 𝟏 𝟏 𝐏 = 𝟏𝟎𝟎 W (SI) m = 10 kg h = 1 m Aceleração da gravidade: g = 10 m/s2 Δt = 0 s Δt = 1 s Grandezas físicas • Grandezas físicas • Grandezas físicas derivadas • Potência • Instrumento de medida da Grandeza: Wattímetro (Medidor de potência elétrica) m = 10 kg h = 1 m Δt = 0 s Δt = 1 s O homem da situação apresentada no exemplo e a lâmpada abaixo gastam a mesma potência www.unifran.edu.br Av. Dr. Armando Salles Oliveira, 201 14404 600 Franca SP Brasil T 55 16 3711 8888 F 55 16 3711 8886
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