cap1_medida

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Prof. Dr. Armando Cirilo de Souza 
Curso : Física / UEMS-DF
 
ALONSO, M. S. & FINN, E. S. Física. Volume I, Ed. Edgar Blucher, São Paulo.
HALLIDAY, D. et al.; Fundamentos da Física, volumes 1 e 2, Editora LTC – Livros Técnicos e Científicos S.A., Rio de Janeiro.
RESNICK / HALLIDAY / KRANE ; Física, volumes 1 e 2, Editora LTC – Livros Técnicos e Científicos S.A., Rio de Janeiro.
NUSSENZVEIG, H. M.; Curso de Física Básica, volume 1: Mecânica, Editora Edgard Blücher Ltda., São Paulo.
TIPLER, P.A., Física. Vols. I e II, Editora LTC – Livros Técnicos e Científicos S.A., Rio de Janeiro.
SERWAY, R.A.; Física, Volumes: 1 e 2, Editora LTC – Livros Técnicos e Científicos S.A., Rio de Janeiro.
Bibliografia complementar:	
CUTNELL, J. D. & JOHNSON K. W., Physics, Ed. John Wiley & Sons.
FEYNMAN R.; LEIGHTON, R. B. & SANDS, M. L., The Feyman Lectures on Physics. Vol. I. Ed. Addison-Wesley.
SEARS, F. W. & ZEMANSKY, M. W. Física. Vol. I e II., Editora LTC – Livros Técnicos e Científicos S.A., Rio de Janeiro.
Bibliografia 
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Prof. Dr. Armando Cirilo de Souza 
Curso : Física / UEMS-DF
Medição
Para expressar quantitativamente uma lei física necessitamos de um sistema de unidades. Do mesmo modo, para medir uma grandeza física é necessário definir a priori a unidade na qual esta grandeza será medida.
Existe uma enorme quantidade de grandezas físicas, mas apenas algumas são consideradas fundamentais, sendo as demais derivadas delas. Tempo (segundo), espaço (metro), massa(quilograma) e carga elétrica(Coulomb) são exemplos de unidades fundamentais.
Velocidade (metro/segundo), aceleração (metro/segundo2) e força quilograma.metro/segundo2) são exemplos de unidades derivadas.
Capítulo - 1
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Exemplos
Unidades derivadas : Potência
No SI Potência (W)
Definida em termos de unidades fundamentais (comprimento, massa e tempo).
 1 watts = 1 W = 1 kg.m2/s3 
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Um forma de expressar os números na física
4.630.000.000 m = 4,63 x 109 m
0,000 000 246 s = 2,46 x 10-7 s
Podemos utilizar os prefixos:
7,89 x109 watts = 7,89 gigawatts = 7,89 GW
4,67 x 10-9 s = 4,67 nanossegundos = 4,67 ns
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Por razões históricas, o tempo foi a primeira quantidade a ser mensurada. Este conceito surge a partir da duração do dia, da presença da luminosidade do Sol; e a sua ausência: a noite.
Com a evolução da humanidade e com os deslocamentos das comunidades surge o conceito de distância, de comprimento, de temperatura e etc.
A partir da necessidade de quantificar as mercadorias para troca surge o conceito de peso, e mais tarde a noção de massa.
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Conceitos
Um segundo é o tempo necessário para que haja 9.192.631.770 oscilações da luz (de um determinado comprimento de onda) emitida por um átomo de césio-133.
O metro é a distância percorrida pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299.792.458 de segundo. 
Onde: c = 299.792.458 m/s
Massa de um quilograma é definido em termos de um padrão de platina-íridio mantido na França. Para medições em escala atômica, é usada em geral a unidade de massa atômica, definida em termos do átomo de carbono-12.
Onde: carbono-12 = 12 u 
u = 1,6605402 x 10-27 kg.
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Outras grandezas surgem com o avançar da tecnologia e o desenvolvimento do método científico tais como: pressão, intensidade luminosa, potência, carga elétrica, corrente elétrica, campo eletromagnético, calor específico, entropia e etc.
De certo modo, cada cultura tecnológica autônoma desenvolveu um próprio sistema de unidades. Mas a interação entre as sociedades, de certo modo impôs que existisse uma uniformização para que as trocas contecessem de modo transparente e inteligível para as partes. A Inglaterra medieval era praticamente isolada comercialmente do resto da Europa e isso contribuiu para que lá se estabelecesse um sistema de unidades diferente do restante: polegada, pé, milha, libra e etc.
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Algumas unidades derivadas:
Grandeza Sistema Internacional - SI CGS
Velocidade m/s cm/s
Aceleração m/s2 cm/s2
Força kg.m/s2 = Newton g.cm/s2 = Dina
Energia kg.m2/s2 = Joule g.cm2/s2 = Erg
Algumas unidades fundamentais: 
Grandeza Sistema Internacional - SI CGS
Comprimento Metro – m Centímetro - cm
Tempo Segundo - s Segundo - s
Massa Quilograma - kg Grama - g
Carga elétrica Coulomb - C
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Mudança de Unidades
Método de conversão em cadeia
1min/60s = 1 e 60s/1min = 1
2min = (2min)(1) = (2min)(60s/1min)=120s
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Como resolver problemas de Física
1ª ETAPA: LER O PROBLEMA: É preciso saber ler, quer dizer, ser capaz de imaginar a cena que o enunciado descreve. Nem sempre entendemos tudo o que está escrito, mas podemos estar atentos aos detalhes para "visualizar" corretamente o que se está dizendo.
2ª ETAPA: FAZER UM ESQUEMA: Fazer um esquema ou desenho simples da situação ajuda a visualizá-la e a resolvê-la. Procure indicar em seus esquemas informações básicas como o sentido e os valores envolvidos. Preste atenção que uma frase como "dar ré“ indica o sentido do movimento do objeto em questão.
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3ª ETAPA: MONTE AS EQUAÇÕES E FAÇA AS CONTAS: Uma equação só faz sentido se você sabe o que ela significa. Sabemos que é possível resolver a nossa questão porque há a conservação da quantidade movimento total de um sistema. Quer dizer, a soma das quantidades de movimento antes e depois do choque deverá ter o mesmo valor. Com isso, você consegue montar as contas.
4ª ETAPA: INTERPRETE OS VALORES. (A ETAPA MAIS IMPORTANTE!) Muito bem, você achou um número! Mas ainda não resolveu o problema. Não queremos saber somente o número, mas também o que aconteceu. O número deve nos dizer isso. Olhando para ele você deve ser capaz de chegar a alguma conclusão. DESCONFIE DOS NÚMEROS!!! Existe uma coisa que se chama erro nas contas, que pode nos levar a resultados errados. Pense bem no que o número está lhe dizendo e avalie se é uma coisa razoável. Se achar que há um erro, confira suas contas e o seu raciocínio. Se o número insistir em lhe dizer coisas absurdas, considere a possibilidade de que aquilo que você esperava não ser realmente o que acontece na prática.
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Exemplos : 1-1
O submarino de pesquisa ALVIN está mergulhando com uma velocidade de 36,5 braças por minuto.
A) Expresse esta velocidade em metros por segundo. Uma braça (fath) vale exatamente 6 pés (ft).
36,5 fath/min =
(36,5fath / min) (1min / 60s) (6ft / 1fath) (1m / 3,28ft)
= 1,11 m/s
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B) Qual é a velocidade em milhas por hora?
36,5 fath/min = 
(36,5fath / min) (60min / 1h) (6ft / 1fath) (1mi / 5280ft)
= 2,49 mi/h
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C) Qual é a velocidade em anos-luz por ano? Obs: Um ano-luz (al) é a distância que a luz viaja em 1 ano, ou seja, 9,46 x 1012 km.
Partindo de:
1,11 m/s = (1,11 m/s)(1 al/9,46 x 1012 km) x (1 km/1000m) (3,16 x 107s/1a)
 = 3,71 x 10-9 al/a
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Exemplos : 1-2
Quantos centímetros quadrados tem uma área de 6,0 km2?
6,0 km2 = 6,0 (km)(km) = 
6,0(km)(km)x(1000m/1km)(1000m/1km)
x(100cm/1m)x(100cm/1m) = 
 = 6,0 x 1010 cm2
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Exemplos : 1-3
Faça a conversão em cadeia de 60 milhas/hora em pés/segundo.
60 mi/h = 60 mi/h ( 3,28 ft/s / 2,24 mi/h) = 88ft/s
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Exemplos : 1-4
Converta 70 km/h em m/s?
70 km/h = 70 (km/h)x(1000m/1km) (1h/3600s) = = 20 m/s ( aproximadamente)
Pode-se usar:
1 m/s = 3,6 km/h
Obs:
1 m/s = 3,6 km/h = 3,281 ft/s = 2,237 mi/h 
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