Grandezas, Medidas e Unidades Fisicas

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UNIVERSIDADE SAVE
Grandezas, Medidas e Unidades Físicas
Análise dimensional
Sistemas de unidades
Transformações de unidades
Curso de Licenciatura em Física
José Virgínia Herculano
Massinga,
 Maio de 2020
)
 (
José Virgínia Herculano
Grandezas, Medidas e Unidades Físicas
Análise dimensional
Sistemas de unidades
Transformações de unidades
Docente: Mestre.
 Dércio das Dores Dionísio
Universidade Save
Massinga, Maio de 2020
)
Índice 
1.1.	Objectivos	1
1.1.1.	Objectivos Gerais	1
1.1.2.	Objectivos Específicos	1
1.2.	Metodologias	1
2.	Grandezas, Medidas e Unidades Físicas	2
2.1.	Grandezas Físicas	2
2.2.	Tipos de grandezas físicas	2
2.2.1.	Grandezas escalares	2
2.2.2.	Grandezas vectoriais	3
3.	Unidade de medida	4
3.1.	Sistema Internacional de Unidades (SI)	4
4.	Análise dimensional	5
5.	Transformações de unidades	6
6.	Conclusão	8
7.	Bibliografia	9
1. Introdução 
Sendo a Física responsável por estudar os acontecimentos que existem na natureza, os chamados fenómenos naturais e ou físicos, para facilitar o estudo desses fenómenos, os físicos optaram por criar regras gerais que fossem capazes de serem identificadas em todo o mundo, uma forma universal de se estudar os fenómenos físicos, tornando-os padrão.  
Desta feita, no decorrer deste presente trabalho, procurar-se-á perceber a definição das grandezas, medidas e unidades físicas, análise dimensional, sistemas de unidades e transformações de unidades.
Portanto, este trabalho foi elaborado na perspectiva de responder aos seguintes objectivos:
Objectivos
Objectivos Gerais
· Conhecer as grandezas físicas;
· Compreender o sistema internacional das unidades físicas;
· Conhecer as unidades físicas.
Objectivos Específicos
· Definir grandezas, medidas e unidades físicas;
· Explicar o sistema internacional das unidades físicas;
· Mencionar as unidades físicas;
· Efectuar a transformação ou conversão das unidades físicas.
 Metodologias
Para tornar possível a realização deste presente trabalho, recorreu-se às seguintes metodologias: pesquisas e leituras bibliográficas de várias obras que abordam sobre o conteúdo em estudo, de acordo com as referências apresentadas na bibliografia.
Grandezas, Medidas e Unidades Físicas
Grandezas Físicas
As Grandezas físicas são aquelas grandezas que podem ser medidas, ou seja,  que descrevem qualitativamente e quantitativamente as relações entre as propriedades observadas no estudo dos fenómenos físicos.
De um modo geral, as grandezas físicas são grandezas que caracterizam as propriedades físicas da matéria, assim como as particularidades específicas aos fenómenos físicos.
Portanto, as grandezas físicas se resumem em unidades de medidas criadas através do Sistema Internacional de Unidades (SI), responsável por tal padronização.
Temos como exemplo das grandezas físicas, o comprimento, a massa, o tempo, a quantidade de uma determinada substancia, etc., que são grandezas que caracterizam as propriedades físicas da matéria de forma específica, facilitando-nos identificar as suas particularidades especificas.
Tipos de grandezas físicas
CUAMBA & VEREMACHI, afirmam que são frequentemente usados dois tipos de grandezas físicas, a saber:
Grandezas escalares 
Chamam-se grandezas escalares às grandezas físicas que ficam completamente especificadas por um valor numérico expresso em unidade apropriada e que não está associado à orientação no espaço.
De um modo geral, a grandeza escalar é aquela que precisa somente de um valor numérico e uma unidade para determinar uma grandeza física.
Algumas grandezas físicas são perfeitamente caracterizadas apenas quando conhecemos a medida mais a unidade, por exemplo, quando recebemos a informação de que a duração da determinada viagem e de 2h e 45mimnuntos temos uma grandeza escalar (intervalo de tempo), ou seja, apenas a medida mais a unidade nos proporciona a ideia da grandeza.
Exemplos de grandezas escalares: o comprimento, o volume, a área, a massa, o tempo, a temperatura, a densidade, a pressão, entre outros.
Grandezas vectoriais
Chamam-se grandezas vectoriais, às grandezas físicas que ficam completamente especificadas por um valor numérico expresso em unidade apropriada e a sua orientação.
Algumas grandezas físicas não ficam perfeitamente caracterizadas conhecendo-se apenas a medida e asua respectiva unidade.
Portanto, uma grandeza é dita vectorial quando, para caracteriza-la perfeitamente torna-se necessário conhecer o valor da sua medida, a unidade, a direcção e o sentido.
As grandezas vectoriais são designadas por uma letra com uma seta em cima. 
a) Tabela resumo sobre as grandezas escalares e vectoriais
	Grandeza Física
	Escalar
	Vectorial
	Deslocamento
	
	X
	Velocidade
	
	X
	Densidade
	X
	
	Forca
	
	X
	Massa
	X
	
	Energia
	X
	
	Distancia
	X
	
	Área
	X
	
	Volume
	X
	
	Quantidade de movimento
	
	X
	Aceleração
	
	X
Unidade de medida 
A unidade de medida - é a quantidade específica de uma determinada grandeza física e que serve de padrão para eventuais comparações, assim como padrão para as outras medidas.
Na representação das grandezas físicas, o sistema métrico ou sistema internacional (SI) é o mais utilizado, principalmente na área científica.
Sistema Internacional de Unidades (SI)
O sistema internacional de unidades, foi criada em 1960, na décima primeira Conferência Geral de Pesos e Medidas (CJPM), coma a finalidade de padronizar as unidades de medida das inúmeras grandezas inexistentes a fim de facilitar a sua utilização e torna-las acessíveis a todos.
O Sistema Internacional de Unidades é a forma de sistema métrico e é geralmente um sistema de unidades de medida concebido em torno de sete unidades básicas e da conveniência do número 10. Portanto, diz-se que o sistema métrico é baseado no sistema decimal e é formado por sete unidades básicas que são: comprimento (m), massa (kg), tempo (s), corrente eléctrica (a), temperatura (k), intensidade luminosa (cd) e quantidade de substancia (mol), das quais outras unidades podem ser derivadas.
b) Tabela de resumo sobre as unidades do Sistema Internacional
	Grandeza Física
	Unidade de SI
	Símbolo
	Massa
	Quilograma
	kg
	Comprimento
	Metro
	m
	Tempo
	Segundos
	s
	Carga eléctrica
	Colombo
	c
	Quantidade de matéria
	Mol
	mol
	Temperatura
	Kelvin
	k
	Intensidade luminosa
	Candela
	cd
Na mecânica, as unidades fundamentais são: cumprimento, massa e tempo.
	Grandeza
	Unidade
	Símbolo
	Comprimento
	metro
	m
	Massa
	quilograma
	kg
	Tempo
	segundo
	s
Em toda medida, os algarismos correctos e o primeiro duvidoso são chamados de algarismos significativos.
Entre as grandezas físicas, também estão a notação científica, o tempo, a unidade métrica e as medidas de distância.
Análise dimensional
A análise dimensional é um procedimento muito útil e poderoso na resolução de problemas em física, pois ajuda a minimizar a necessidade da pura memorização de fórmulas. 
A análise dimensional usa o facto de que as dimensões podem ser tratadas como grandezas algébricas, isto é, como grandezas que podem ser adicionadas ou subtraídas se tiverem as mesmas dimensões. 
Além disso, os termos nos dois lados da equação devem ter as mesmas dimensões. Por consequência, pode se usar a análise dimensional para determinar se a expressão que está sendo usada é ou não correcta.
Contudo, a expressão só é correcta se, e somente se, as dimensões de ambos os lados da equação forem as mesmas. 
As dimensões duma grandeza física indicam como é que esta grandeza é dada em termos de grandezas básicas do SI ou de qualquer outro sistema coerente.
Na análise dimensional utiliza-se apenas três grandezas: massa, comprimento e tempo, as quais são representadas pelas letras M, L e T, respectivamente.
Podemos partir dessas grandezas, determinar uma serie de outras, por exemplo, analisando dimensionalmente a equação da velocidade no (MRU) temos: 
, uma vez que []=L e [] = T, decorre que [v] = 0 T-1.
Transformações de unidades
A transformação de unidades de medida é realizada quando precisamos obter um valor em outra unidade.
Às vezestorna-se necessário transformar unidades ou medidas das grandezas físicas, de um sistema para outro. Por exemplo, quando pretendemos saber quantos quilómetros cúbicos há em 1 mil milhão de metros cúbicos (m3) ou metros ao quadrado (m2); quando precisamos representar 1 km3 em m2, etc.
De modo a facilitar a transformação das unidades físicas, existem alguns principais prefixos para as grandezas métricas, que aumentam e diminuem em potência de três (3), pelo que são apresentadas na tabela a seguir: 
	10 = deca (da)
	10-1 = deci (d)
	102 = hecto (h)
	10-2 = centi (c)
	103 = quilo (k)
	10-3 = mili (m)
	106 = mega (M)
	10-6 = micro (μ)
	109 = giga (G)
	10-9 = nano (n)
	1012 = tera (T)
	10-12 = pico (p)
	1015 = peta (P)
	10-15 = femto (f)
	1018 = exa (E)
	10-18 = atto (a)
Alem dos principais prefixos para as grandezas métricas, encontramos também os factores de conversão, agrupados da seguinte maneira:
a) Comprimento
	
	m
	km
	cm
	dm
	mm
	1 metro
	1
	10-3
	10
	102
	103
	1 centímetro
	10-2
	10-5
	10-1
	1
	10
	1 quilómetro
	103
	1
	104
	105
	106
b) Massa 
	
	kg
	g
	u.m.a
	1 quilograma
	1
	103
	6,024.1026
	1 grama
	10-3
	1
	6,024.1023
	1 u.m.a
	1,660.10-27
	1,660.10-24
	1
c) Tempo 
	
	s
	mn
	h
	dia
	1 segundo
	1
	1,667.10-2
	2,778.10-4
	1,157.10-5
	1 minuto
	60
	1
	1,660.10-2
	6,994.10-4
	1 hora
	3600
	60
	1
	4,167.10-2
	1 dia
	8,640.104
	1440
	24
	1
A conversão entre unidades de velocidade mais comum é aquela que relaciona m/s com km/h.
Exemplo: De m/s para km/h, multiplica-se por 3,6 e de km/h para m/s, divide-se por 3,6.
10 m/s = 10 x 3,6 = 36 km/h.
54 km/h = 54 : 3,6 = 15 m/s.
Conclusão 
Depois de várias investigações baseadas em consultas de diferentes obras (já apresentadas nas referências bibliográficas) que materializaram a realização deste trabalho, conclui-se que a grandeza física refere-se ao número usado para descrever quantitativamente ou qualitativamente um fenómeno físico; a unidade é o nome particular atribuído às medidas da grandeza, utilizando-se um padrão de comparação.
Também compreendeu-se durante a elaboração deste trabalho, que na representação das grandezas físicas, usa-se mais o sistema métrico ou sistema internacional (SI), principalmente na área científica.
 Portanto, pode se afirmar claramente que as motivações que levaram á realizacao deste presente trabalho foram alcançadas com sucesso.
Bibliografia
ALMEIDA, Guilherme de, Sistema Internacional de Unidades (SI) – Grandezas e Unidades Físicas, 3a Edição, 1998.
ALONSO, Marcelo & FINN, Edward. J., Física: um curso universitário Volume 1 – Mecânica, São Paulo, Editora Edgard Blucher, 1972.
CUAMBA, Mário Jorge & VEREMACHI, Amós, Mecânica I – Mecânica da Partícula, S/ed., Aníbal Ibrahimo Khan
ÍNDIAS, M. A. C., Curso de Física, MacGraw Hill, Portugal, 1992.
 
Trabalho de Investigação Cientifica a ser 
apresentado no Departamento de C iências 
Naturais e Matemática, para efeitos de 
Avaliação na Cadeira de Mecânica 
Clássica.