AULA1 conceitos básicos

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é a ciência que se preocupa em 
conhecer e explicar os fenômenos naturais 
do mundo que nos cerca. 
O que é Física? 
magos 
A Física primitiva não chamava Física 
e nem eram os físicos aqueles que 
formularam suas idéias iniciais 
Sacerdotes 
Profetas 
A Física que conhecemos hoje iniciou 
com os filósofos e tinha a 
denominação de 
FILOSOFIA 
NATURAL 
Biologia 
Química 
Física 
 
 
Física Clássica 
Mecânica – estudo dos movimentos 
Óptica - luz 
Acústica - som 
Termologia - calor 
Gravitação – movimento dos planetas 
Eletricidade - raios 
GRANDEZA FÍSICA 
 
A tudo aquilo que pode ser medido, associando-
se um valor numérico a uma unidade de medida 
 
Grandeza física = Valor numérico. Unidade de medida 
Para descrever uma grandeza Física, primeiro 
definimos 
 
Unidade: uma medida de grandeza cujo valor é 
definido como exatamente 1,0. 
Padrão: uma referência com a qual devem ser 
comparados todos os outros exemplos da 
grandeza. 
exemplo: a unidade de comprimento é o metro 
O padrão para o metro é definido como a 
distância percorrida pela luz no vácuo durante 
uma certa fração do segundo 
 
• 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. 
 
• GRANDEZA VETORIAL 
• Necessita, para ser perfeitamente caracterizada, das 
ideias de direção, sentido, de valor numérico e de 
unidade de medida. 
 
Exemplos: força, impulso, quantidade de movimento, 
velocidade, aceleração, força, etc. 
 
TIPOS DE GRANDEZAS 
OUTRA CLASSIFICAÇÃO DE 
GRANDEZAS FÍSICA 
GRANDEZA FUNDAMENTAL: 
 
grandeza primitiva. Exemplos: comprimento, massa, 
tempo, temperatura, etc. 
 
GRANDEZA DERIVADA: 
 
grandeza definida por relações entre as grandezas 
fundamentais. Exemplos: velocidade, aceleração, 
força, trabalho, etc. 
UNIDADES DE MEDIDAS 
As unidades forma escolhidas de modo que os 
valores dessas grandezas numa “escala humana” 
não fossem excessivamente grandes ou pequenos 
1971 – 14ª conferência Geral de Pesos e Medidas 
escolheu 7 grandezas como fundamentais 
formando assim a base do Sistema Internacional 
de Unidades, conhecido como SI, ou sistema MKS. 
Sistema Internacional de Unidades 
(SI) 
As sete unidades fundamentais do SI são: 
POTÊNCIAS 
n 
a = a x a x ... x a 
n factores 
base 
expoente 
2 
4 
= 2 x 2 x 2 x 2 = 16 
(-2) 
3 Lê-se - -2 ao cubo ou -2 elevado a 3 
Base - Factor que se repete: - 2 
Expoente – número de vezes que o factor se repete: 3 
= (- 2) x (-2) x (-2) = - 8 
Lê-se – 2 à quarta ou 2 elevado a 4 
Base - Factor que se repete: 2 
Expoente – número de vezes que o factor se repete : 4 
SINAL DA POTÊNCIA 
(-2) 
4 
= (-2) x (-2) x (-2) x (-2)= + 16 (-2) 
3 
= (-2) x (-2) x (-2) = - 8 
(4) 
3 
= 4 x 4 x 4 = 64 (4) 
2 
= 4 x 4 = 16 
0 = 
4 
0 x 0 x 0 x 0 = 0 
CONCLUSÃO 
SINAL DA POTÊNCIA 
n a Valor positivo ou negativo? 
Base positiva Base negativa 
A potência representa 
um número positivo 
Expoente par Expoente ímpar 
A potência representa 
um número positivo 
A potência representa 
um número negativo 
REGRAS OPERATÓRIAS DE 
POTÊNCIAS - MULTIPLICAÇÃO 
Produto de potências com a mesma base 
x = 
+ 
2 
3 
2 
2 
x = 2 
3 + 2 
2 
5 
= = 32 
REGRAS OPERATÓRIAS DE 
POTÊNCIAS - MULTIPLICAÇÃO 
Produto de potências com o mesmo expoente 
x = 
5 
3 
2 
3 
x = (5 x 2) 3 10 
3 
= = 1000 
x 
REGRAS OPERATÓRIAS DE 
POTÊNCIAS - MULTIPLICAÇÃO 
Potência de potência 
= 
2 
3 
3 
6 
= 
= 729 
x 
3 
2 
3 
2 
3 
2 
3 x x 
= 3 x 3 x 3 x 3 x 3 x 3 
= 
2 
3 
3 
= 2 x 3 3 
3 
6 
= 729 
= 
REGRAS OPERATÓRIAS DE 
POTÊNCIAS - DIVISÃO 
Quociente de potências com a mesma base 
: = 
- 
8 
5 
8 
4 
: = 8 
5 - 4 
8 
1 
= = 8 
Quociente de potências com o mesmo expoente 
: = 
6 
4 
3 
4 
: = = = 
: 
4 
6 : 3 2 
4 
16 
REGRAS OPERATÓRIAS DE 
POTÊNCIAS - DIVISÃO 
POTÊNCIA DE EXPOENTE NULO 
0 
a = 
= 
- 
= : 
2-2 
a = 
2 
a : 
2 
a = 
Poderias substituir 
por 4 - 4, 1 - 1, ... 
1 
POTÊNCIA DE EXPOENTE NEGATIVO 
-3 a = 
= 
- 
= : 
0-3 
a = 
0 
a : 
3 
a = 1 
- 
: 
3 
a 
RAÍZ QUADRADA 
Área do 
quadrado 
 
49 
(centímetros quadrados) 
Qual será a medida do lado? 
Qual será a medida do perímetro? 
A medida do lado é 7 cm. 
A medida do lado é (4 x 7) cm. 
7 49 
Elevar a dois 
? Raiz quadrada 
NOTAÇÃO CIENTÍFICA 
Chamamos de notação científica, a representação de um 
número através de um produto (multiplicação) da forma: 
 a . 10n 
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. 
EXEMPLOS DE NOTAÇÃO 
CIENTÍFICA 
• Carga elétrica elementar....... 1,6 x 10-19 C 
• Ano-luz ................................. 9,45 x 1015 m 
• número de Avogadro .......... 6,02 x 1023 
• Velocidade da luz no vácuo ... 3 x 108 m/s 
• Massa da Terra .................... 5,98 x 1024 kg 
ORDEM DE GRANDEZA 
Definimos ordem de grandeza como 
sendo um valor estimativo da potência de 
10 mais próxima de uma determinada 
medida. 
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; 100; 101;102;103.... 
 
Aproximação exponencial: 
100_____101/2_______101 
 
 
3,166... 
CONSIDERAÇÕES 
 x < 3,16... → x = 100 
 
 x > 3,16... → x = 101 
EXEMPLOS DE ORDEM DE 
GRANDEZA 
Carga elétrica elementar 
1,6 x 10-19 C ≅ 100 x 10-19 C ⇒ O. G .... 10-19 C 
Ano-luz 
9,45 x 1015 m ≅ 101 x 1015 m ⇒ O. G .... 1016 m 
número de Avogadro 
6,02 x 1023 ≅ 101 x 1023 ⇒ O. G .... 1024 
Velocidade da luz no vácuo 
3 x 108 m/s ≅ 100 x 108 m/s ⇒ O. G .... 108 m/s 
Massa da Terra 
5,98 x 1024 kg ≅ 101 x 1024 kg ⇒ O. G .... 1025 kg 
Algarismos significativos 
• Os algarismos significativos são todos 
aqueles contados, da esquerda para a 
direita, a partir do primeiro algarismo 
diferente de zero. 
 
Exemplos: 
• 45,30cm > tem quatro algarismos significativos; 
• 0,0595m > tem três algarismos significativos; e 
• 0,0450kg > tem três algarismos significativos. 
Veja a ilustração abaixo: 
Zeros 
 Zeros à esquerda do primeiro algarismo correto, antes ou depois 
da vírgula, não são significativos. Refletem apenas a utilização da 
unidade, ou seus múltiplos e submúltiplos. 
 
 Note que se você preferisse expressar o resultado 0,0595m em 
centímetros, ao invés de metros, você escreveria 5,95cm . Nada se 
altera, você continua com os mesmos três algarismos 
significativos. 
 
 Zeros colocados à direita do resultado da medição, são 
significativos. 
 
 O resultado 0,0450kg é diferente de 0,045kg , pois o primeiro tem 
três algarismos significativos enquanto o segundo só tem dois. No 
primeiro caso, o zero é o algarismo duvidoso, enquanto no 
segundo caso o algarismo duvidoso é o cinco. Isso significa que 
houve maior exatidão de medição no processo para se obter o 
resultado 0,0450kg. 
Um zero é significativo quando está entre 
dígitos não-zeros 
3 Algarismos 
Significativos401 
O zero é significativo no fim de um número que 
inclui uma vírgula decimal. 
5 Algarismos 
Significativos 
0 0 0 , 5 5 
5 Algarismos 
Significativos 
0 3 9 1 , 2 
Um zero não é significativo quando está na 
frente do primeiro dígito não-zero. 
1 Algarismo 
Significativo 
6 0 0 , 0 
3 Algarismos 
Significativos 
9 0 7 , 0 
Um zero não é significativo quando está no final 
de um número sem vírgula decimal. 
2 Algarismos 
Significativos 
0 0 0 2 5 
Obs: Zeros 
4 Algarismos 
Significativos 
0 1 7 8 6 
Arredondamento de Dados 
Se o Algarismo a ser suprimido for: 
 
• Menor que 5: Basta suprimí-lo. 
Ex: 5,052 (Para um número centesimal) : 5,05 
Ex: 103,701 (Para um número decimal):103,7 
 
• Maior que 5 ou igual a 5: Basta suprimi-lo, 
acrescentando uma unidade ao algarismo que o 
precede. 
Ex: 5,057 (Para um número centesimal) : 5,06 
Ex: 24,791 (Para um número decimal): 24,8 
Mudança de unidades 
Frequentemente, precisamos mudar as unidades em que 
esta expressa uma grandeza física 
 método de conversão em cadeia – multiplicamos a 
medida original por um fator de conversão 
(uma relação entre unidades que é igual a 1) 
 
 
1 min = 60s 
 1min = 1 
60s 
 1 = 60s 
1min 
 
exemplos – 2min 
 – 240s 
O metro é definido como sendo 
o comprimento do trajeto 
percorrido pela luz no vácuo, 
durante um intervalo de tempo 
de 1/299.792.458 de segundo. 
O segundo é definido como a 
duração de 9 192 631 770 
períodos da radiação 
correspondente à transição entre 
dois níveis hiperfinos do estado 
fundamental do átomo de césio 
133. 
MECÂNICA 
CINEMÁTICA DINÂMICA 
ESTÁTICA 
 
Ponto material – é um corpo cujas dimensões são 
desprezíveis 
 
 
Corpo extenso – é um corpo cujas dimensões NÃO 
são desprezíveis 
 
CINEMÁTICA 
Repouso e movimento – Um ponto material está 
em movimento em relação a um referencial 
quando sua posição varia ao longo do tempo. 
Caso contrário, está em repouso. 
 
Referencial – é um corpo ou um ponto em relação ao 
qual determinamos a posição de um ponto material. 
Trajetória – corresponde à linha imaginária 
obtida ao serem ligadas as posições ocupadas 
pelo móvel em instantes sucessivos durante o 
movimento. 
Os conceitos de Repouso, 
movimento e trajetória são 
relativos, isto é, dependem do 
referencial adotado 
Espaço – representa a posição de um móvel ao longo de 
uma trajetória. 
 Deslocamento Escalar – mede a variação da posição 
do ponto material sobre a sua trajetória 
 
 Para t2>t1, temos: 
 
 
Distância percorrida – é a soma dos valores absolutos de 
todas as variações de espaço desenvolvidos pelo móvel. 
 
Daí temos: 
 
 – mede o quanto varia 
o espaço em relação ao tempo. 
 
Unidade de velocidade: m/s no SI 
 km/h no cotidiano 
 
Velocidade escalar média