01 - introducao_fisica

Prévia do material em texto

Capítulo
Introdução à Física
FÍSICA
NICOLAU, TORRES 
E PENTEADO
ANOTAÇÕES EM AULA
Capítulo 1 – Introdução à Física
Professora: Laura Camila
O que é Física? 
Por um longo período, as ciências formaram uma grande unidade conhecida
como Filosofia Natural. A distinção entre a Física, a Química e as Ciências
Biológicas começou a tornar-se mais evidente há cerca de dois séculos.
ANOTAÇÕES EM AULA
Capítulo 1 – Introdução à Física
1.1
FÍSICA
NICOLAU, TORRES 
E PENTEADO
A Física (do grego 
physiké) pode ser 
considerada a base de 
todas as outras ciências 
e da tecnologia, pois 
estuda os componentes 
básicos de determinado 
fenômeno e as leis que 
governam suas 
interações.
O astrônomo, pintura de 
Johannes Vermeer, 1668. 
Óleo sobre tela. 51,5 x 45,5 cm.
A Mecânica é capaz de explicar
e prever os movimentos dos
corpos, como a queda
deste motociclista,
Valência, Itália, 2009
R
A
L
P
H
 K
O
E
H
L
E
R
/R
E
U
T
E
R
S
/L
A
T
IN
S
T
O
C
K
Mecânica
L
U
T
S
A
N
 P
A
V
L
O
/S
H
U
T
T
E
R
S
T
O
C
KFísica Térmica
Um motor de carro é capaz de 
transformar calor do combustível 
queimado em movimento dos pistões,
transformação explicada pelas leis 
da Termodinâmica.
Ondas
S
T
E
V
E
 M
C
A
L
IS
T
E
R
/T
H
E
IM
A
G
E
B
A
N
K
/G
E
T
T
Y
IM
A
G
E
S
Os raios X, usados para a 
Medicina, são ondas
capazes de atravessar 
o corpo humano.
Óptica Geométrica
D
A
R
R
E
N
 B
A
K
E
R
/S
H
U
T
T
E
R
S
T
O
C
K
A óptica geométrica é capaz de 
explicar o funcionamento de um
microscópio como o da foto.
Eletricidade 
e Magnetismo
M
IK
E
 T
H
E
IS
S
/N
A
T
IO
N
A
L
 G
E
O
G
R
A
P
H
IC
/G
E
T
T
Y
 I
M
A
G
E
S
As descargas elétricas 
atmosféricas são 
movimentações de cargas 
elétricas entre o solo e as 
nuvens. (Kansas, EUA), 2006
O campo de estudo da Física Clássica é geralmente dividido 
em cinco grandes áreas:
ANOTAÇÕES EM AULA
Capítulo 1 – Introdução à Física
1.1
O que é Física? 
FÍSICA
NICOLAU, TORRES 
E PENTEADO
O que é Física? 
A Física Moderna, que teve início com as teorias elaboradas 
durante o século XX por Albert Einstein, Niels Bohr e Max 
Planck, abrange: a Relatividade, a Física da Matéria 
Condensada, a Física Nuclear e a Astrofísica, assim como o 
estudo das partículas elementares e da estrutura atômica.
Albert Einstein 
(1879-1955)
Niels Bohr (1885-1962) Max Planck (1858-1947)
P
H
O
T
O
R
E
S
E
A
R
C
H
E
R
S
/L
A
T
IN
S
T
O
C
K
H
U
L
T
O
N
-D
E
U
T
S
C
H
 C
O
L
L
E
C
T
IO
N
/C
O
R
B
IS
/L
A
T
IN
S
T
O
C
K
S
C
IE
N
C
E
 S
O
U
R
C
E
/P
H
O
T
O
R
E
S
E
A
R
C
H
E
R
S
/L
A
T
IN
S
T
O
C
K
ANOTAÇÕES EM AULA
Capítulo 1 – Introdução à Física
1.1
FÍSICA
NICOLAU, TORRES 
E PENTEADO
A Física está presente em todos os momentos de nossa vida e 
em tudo o que nos rodeia.
Procure identificar, na foto a seguir, elementos relacionados 
com a Física.
ANOTAÇÕES EM AULA
Capítulo 1 – Introdução à Física
1.1
O que é Física? 
FÍSICA
NICOLAU, TORRES 
E PENTEADO
Envie por e-mail:
laurafisica@hotmail.com
• O desenvolvimento da linguagem ...
• A necessidade de contar ...
• Só os números não bastam ...
• Unidades baseadas na anatomia ...
Um pouco de história das unidades 
de medida...
O cúbito do Faraó
O pé médio da idade média
Um pouco de história...
• O desenvolvimento da linguagem ...
• A necessidade de contar ...
• Só os números não bastam ...
• Unidades baseadas na anatomia ...
• O papel do Faraó e do Rei ...
• A busca por referências estáveis ...
• Finalmente, em 1960, a unificação ...
Por que um único sistema de unidades?
Importância do SI
• Clareza de entendimentos internacionais 
(técnica, científica) ...
• Transações comerciais ...
• Garantia de coerência ao longo dos anos ...
• Coerência entre unidades simplificam equações 
da física ...
Unidades fundamentais do Sistema 
Internacional – SI 
ANOTAÇÕES EM AULA
Capítulo 1 – Introdução à Física
1.2
COMPRIMENTO
metro
m
MASSA
quilograma
kg
TEMPO
segundo
s
CORRENTE ELÉTRICA
ampère
A
TEMPERATURA TERMODINÂMICA
kelvin
K
QUANTIDADE DE MATÉRIA
mol
mol
INTENSIDADE LUMINOSA
candela
cd
FÍSICA
NICOLAU, TORRES 
E PENTEADO
Principais prefixos do SI utilizados em 
Física
Prefixo Símbolo Fator pelo qual a unidade é multiplicada
giga G 109 = 1.000.000.000
mega M 106 = 1.000.000
quilo k 103 = 1.000
hecto h 102 = 100
deca da 101 = 10
deci d 10–1 = = 0,1
centi c 10–2 = = 0,01
mili m 10–3 = = 0,001
micro m 10–6 = = 0,000 001
nano n 10–9 = = 0,000 000 001
pico p 10–12 = = 0,000 000 000 001
1
10
1
100
1
1.000
1
1.000.000
1
1.000.000.000
1
1.000.000.000.000
ANOTAÇÕES EM AULA
Capítulo 1 – Introdução à Física
1.3
FÍSICA
NICOLAU, TORRES 
E PENTEADO
O metro
• 1793: décima milionésima 
parte do quadrante do 
meridiano terrestre
• 1889: padrão de traços em 
barra de platina iridiada 
depositada no BIPM
• 1960: comprimento de onda da 
raia alaranjada do criptônio
• 1983: definição atual
é baseada na velocidade com que a luz se propaga no vácuo.
Resumidamente, pode-se dizer que um metro corresponde a fração 1/300.000.000 da 
distância percorrida pela luz, no vácuo em um segundo.
Medidas
Medidas de Comprimento
Múltiplos e submúltiplos
do metro
mkm hm dam dm cm mm
Quilômetro hectômetro decâmetro metro decímetro centímetro milímetro
COMPRIMENTO
• Medir faz parte do nosso dia-a-dia.
• Entre as medidas mais comuns está a medida 
de comprimento.
– Metro – m
• Grandes medidas usamos o quilômetro – km
– 1 km = 1000m
• Centímetro – cm Milímetro – mm
– 1 cm = 0,01 m
– 1mm = 0,001m
Comparações ...
• Se o mundo fosse ampliado de forma que 10-11
m se tornasse 1 mm:
– um glóbulo vermelho teria cerca de 700 m de 
diâmetro.
– o diâmetro de um fio de cabelo seria da ordem de 5 
km.
– A espessura de uma folha de papel seria algo entre 
10 e 14 km.
– Um fio de barba cresceria 200 mm/s.
Transformação de Unidades
• Um mesmo comprimento pode ser fornecido em 
unidades diferentes. Por exemplo, uma pessoa 
pode dizer que mora a 500 m ou 0,5 km da 
padaria.
• Vamos ver como se transforma uma medida de 
comprimento de uma unidade para outra.
• Lista das Unidades de comprimento:
Km – hm – dam – m – dm – cm - mm
Transformando
• Nessa lista, da esquerda para direita, cada 
unidade contém 10 vezes a seguinte. 
• Km – hm – dam – m – dm – cm - mm
10 x 10 x 10 x 10x 10x 10 x
• Por exemplo:
5,31 dam = 53,1 m
Transformando
• Para transformar uma certa medida de uma
unidade para a anterior devemos dividir por 10 o
número que indica a medida.
• Por exemplo:
75,2 hm = 7,52 km
Km – hm – dam – m – dm – cm - mm
:10
Transformando
• É claro que , para voltar duas posições na lista, 
devemos dividir por 100 o número que indica a 
medida. Por exemplo:
232 cm = 2,32 cm
Km – hm – dam – m – dm – cm - mm
:10 : 10
: 100
EXEMPLO 1
• Vamos transformar 0,52 km em centímetros
Veja a lista das unidades
Km – hm – dam– m – dm – cm – mm
A posição desejada está 5 posições à direita da
posição dada. Então multiplicamos o número dado
por 100000, ou seja a vírgula avança 5 posições
para direita.
0,52 km = 52 000 cm
EXEMPLO 2
• Vamos transformar 745 mm em metros.
Veja a lista das unidades
Km – hm – dam – m – dm – cm – mm
A posição desejada (m) está 3 posições à 
esquerda da posição dada, por isso dividimos 745 
por 1000.
745 mm = 0,745 m
O quilograma (kg)
• é igual à massa do 
protótipo internacional 
do quilograma.
– incerteza atual de 
reprodução: 10-9 g
– busca-se uma melhor 
definição ...
Comparações ...
• Se as massas das coisas que nos cercam pudesem 
ser intensificadas de forma que 10-9 g se tornasse 1 
g:
– uma molécula d’água teria 3.10-16 g
– um vírus 10-11 g
– uma célula humana 1 mg
– um mosquito 1,5 kg
– uma moeda de R$ 0,01 teria 8 t
– a quantidade de álcool em um drinque seria de 24 t
2.
Notação científica
Quando usamos a notação científica para representar um 
número N qualquer, devemos escrevê-lo na forma:
N = m · 10n, em que 1 ≤ m < 10 e n é um número inteiro.
ANOTAÇÕES EM AULA
Capítulo 1 – Introdução à Física
1.4
FÍSICA
NICOLAU, TORRES 
E PENTEADO
Ordem de grandeza
A ordem de grandeza de um número N é, por 
definição, a potência de 10, de expoente inteiro, 
que mais se aproxima desse número.
Para determinar a ordem de grandeza de um número N: 
1. Devemos, inicialmente, escrever o número N na forma 
de notação científica:
N = m · 10n, com 1 ≤ m < 10, isto é, 100 ≤ m < 101.
2. A seguir, devemos comparar o valor de m 
com 100,5 = 10 ≃ 3,16.
3. A partir dessa comparação, teremos:
Se m < 10 , então a ordem de grandeza de N é 10n;
Se m > 10 , então a ordem de grandeza de N é 10n+1.
Ordem de grandeza
ANOTAÇÕES EM AULA
Capítulo 1 – Introdução à Física
1.5
FÍSICA
NICOLAU, TORRES 
E PENTEADO
Página 13
Atividade para 
casa: 6, 7 e 8 
página 14
Atividade do 
caderno de 
questões – Página 
5, 6 e 7