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INSTITUTO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO Nome aluno: ________________________________Série: _____Turma: _________ Disciplina: Física Professor: José Luiz Semestre: 1° Data: ____/___/____ Atividade: Texto resumo – N°: 1 Assunto: Grandezas físicas Grandezas físicas e medidas Grandeza física Grandeza física e uma propriedade de um corpo ou de um fenômeno, que pode ser medido, isto é, à qual se pode atribuir um valor numérico. Exemplo. Comprimento, massa, tempo, temperatura, velocidade, força, energia Unidade É uma grandeza física que serve de comparação com outra grandeza de mesma natureza com o objetivo de medir. Medir uma grandeza física significa comparar com a unidade escolhida ou padrão. Exemplos de unidades de algumas grandezas: Grandeza Unidade / Símbolo Comprimento metro(m), quilometro (Km), centímetro(cm), milímetro(mm), polegada(pol) Massa quilograma (Kg), grama(g), tonelada(T) Tempo hora (h), minuto (min), segundo (s) Temperatura graus Celsius (°C), graus Kelvin(K) Força Newton(N), quilograma força (Kgf) Energia Joule(J) Obs. Você mede a propriedade do corpo através da definição de uma unidade padrão e, em seguida, afirmando a medição em termos de múltiplos da unidade, o resultado da medição é um número e o nome da unidade que se empregou. Assim, pois, cada quantidade fica expressa por uma parte numérica e outra literal. Exemplos: 10 km; 30 km/h; 8h. Grandezas fundamentais São as grandezas que não dependem de outras para serem definidas. Exemplos: comprimento, massa, tempo. As unidades correspondentes a tais grandezas são denominadas unidades fundamentais. Grandezas derivadas São aquelas que podem ser expressas a partir das grandezas fundamentais e das leis e teoremas da Física. As unidades correspondentes a tais grandezas são denominadas unidades derivadas. Exemplos: Área, velocidade, força, potência. A grandeza área é medida pela unidade m² que é uma unidade derivada de m, ou seja, a área é uma grandeza derivada do comprimento (área = comprimento x comprimento) A velocidade é definida a partir da distância e do tempo, duas grandezas fundamentais. Sua unidade, nesse caso Km/h. Sistema de medida É um sistema composto por um conjunto de unidades, em números suficientes, para medir todas as grandezas físicas. Os sistemas são formados pelas unidades fundamentais (também chamado de unidades de base) e que a partir delas são derivadas todas as outras unidades existentes no mundo. Sistemas de unidade internacional (SI) O Sistema Internacional de Unidades (SI) define sete unidades fundamentais de medida. Eles podem ser aplicados para as várias áreas da ciência. Tabela 1- unidades fundamentais do SI Grandeza Unidade Símbolo Comprimento metro m Massa quilograma Kg Tempo segundo s Temperatura graus Kelvin K Corrente elétrica ampère A Intensidade luminosa candela cd Quantidade de substância mol mol A tabela apresenta sete unidades fundamentais, A partir destas sete unidades fundamentais, várias outras unidades podem ser derivadas. Grandezas escalares. São grandezas que ficam completamente determinadas quando delas se conhecem a intensidade, ou seja, o valor numérico e a correspondente unidade de medida. Exemplos: a massa de uma pessoa: 90 kg, tempo de duração de uma aula: 50 min, altura de uma pessoa: 1,85 m, a temperatura de uma pessoa: 36°C. Grandezas vetoriais São grandezas que só ficam completamente determinadas quando delas se conhecem, além do valor numérico e correspondente unidade de medida (intensidade), a sua orientação, direção e sentido de atuação. Exemplo: O deslocamento de um carro: 30 km, Sul para o Norte. Velocidade de um balão: 3,0 m/s, vertical e para cima. Peso de uma pessoa na Terra: 600 N, vertical e para baixo. Obs. A direção de uma grandeza física corresponde a um segmento de reta, e o seu sentido, é representado por uma seta. São representadas matematicamente por vetores. Relação de Unidades: A tabela abaixo apresenta a equivalência entre as unidades das grandezas básicas da mecânica Tabela 2– Relação e conversão entre unidades Unidades Relação de unidades Para converter de Para Multiplica por Comprimento 1m = 100 cm =1000mm m cm 100 m mm 1000 1Km = 1000 m Km m 1000 1cm = 10mm cm mm 10 1pol= 0,0254m pol m 0,0254 1dam =10m dam m 10 1 hm = 100 m hm m 100 Massa 1 Kg = 1000g Kg g 1000 1Kg = 1000000 mg Kg mg 1000000 1 T = 1000 Kg T Kg 1000 Tempo 1h=60min=3600s h min 60 h s 3600 1min = 60s min s 60 1 Dia = 24 h Dia h 24 dam decâmetro, hm hectômetro Tabela 3 -Unidades de grandezas derivadas muito utilizadas Relação de unidades Para converter de Para por área 1m² = 10000 cm² m² cm² 1000 Volume 1 m³ = 100 L m³ L 100 1L= 1000cm³ L cm³ 1000 Força 1N = 9,81 Kgf N Kgf 9,81 (≅ 10) L litro, m² metros quadrados, m³ metros cúbicos, cm³ centímetros cúbicos. Transformação de unidades Muitas vezes, é necessário transformar as unidades de diferentes sistemas para as do SI. Isto pode ser feito de diversas maneiras, como: • Regra de três simples, • Tabelas Regra de três simples O método da regra de três simples é usado para transformar unidades de sistemas diferentes. Basta saber a relação entre as unidades inicial e final. Por exemplo, para se transformar 3 polegadas em metro, deve-se saber de antemão que 1 pol corresponde a 0,0254 m (segunda coluna da tabela 2). Neste caso temos a seguinte relação de proporção: 1 pol --------- 0,0254 m 3 pol ---------- x Efetuando a multiplicação cruzada temos: 1. x = 3. 0,0254. Portanto: x = 0,0762 m ou 3pol=0,0762m Suponha agora que queremos transformar 2,5 kg em gramas. Como 1 kg equivale a 1000 gramas, podemos montar a seguinte regra de três: 1 kg --------- 1000 g 2,5 Kg---------- x x. 1 = 2,5.1000 x = 2500 g Vamos agora transformar 4 mg em kg. Como 1 kg equivale a 1000000 mg, podemos montar a seguinte regra de três: 1 kg --------- 1000000 mg x---------- 4 mg 1000000.x = 4.1 x = 4 1000000 = 0,000004 Kg Método da tabela A tabela de relações entre unidades, 2 e3, apresenta na quinta coluna o fator que devem ser multiplicados à unidade da terceira coluna para se obter a unidade da quarta coluna. Exemplo: Transforma 3pol em m Para se transformar polegada (terceira coluna) para metro (quarta coluna), deve-se multiplicar por 0,0254 3 pol x 0,0254 = 0,0762 m Outros exemplos: • 5 Km em m: 5 x 1000 = 5000m, • 1 N em Kgf: 1 x 9,81 m = 9,81 Kgf 10 Kgf Exercícios 1- Transforme: a) 75 Km = ............m. b) 5 min = .............s. c) 8 h = ..............s. d) 580 cm = .........m. e) 85 cm = ...........m f) 1500mm=.........m. g) 600 g = .............Kg. h) 3200 g = .............Kg. i) 30 min = ...........h. j) 4 T = ................Kg. k) 2h e 30min=...........h. l) 2h e 18min=..........h. 2 – Somar: a) 2300mm+310cm+1,5m =.............m. b) 7200s+1,5h+30min = ..................h Respostas 1 - Transforme a) Para fazermos a conversão de Km para m, devemos multiplicar o valor desejado por 1000 (tabela 3) 7Km = 75.1000 = 75000 m b) 5 min = 5.60 = 300 s c) 8h = 8.3600 28800 s d) Para fazermos a conversão de cm para m, devemos dividir o valor desejado por 100. 580 cm = 580/100 = 5,8 m e) 85 cm = 85/100 = 0,85 m f)1500 mm = 1500/1000 = 1,5 m g) 600 g = 600/1000 = 0,6 Kg h) 3200 g = 3200/1000 = 3,2 Kg i) 30 min = 30/60 = 0,5 h j) 4T = 4.1000 = 4000 Kg k) Para fazermos a conversão de min para h, devemos dividir o valor desejado por 60. 2 h e 30 min = 2h + 30/60 h = 2 + 0,5 = 2,5 h l) 2 h e 18 min = 2h + 18/60 h = 2 + 0,3 = 2,3 h 2 – Somar: a) 2300mm+310cm+1,5m =.............m 2300mm = 2300/1000 = 2,3 m 310 cm = 310/100 = 3,1m 2,3 + 3,1 + 1,5 = 6,9 m b) 7200s+1,5h+30min = ..................h 7200s = 7200/3600 = 2 h 30min = 30/60 = 0,5 h 2+ 1,5 + 0,5= 4 h INSTITUTO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO Nome aluno: _______________________________________Série: _____Turma: ______ Disciplina: Física Professor: José Luiz Semestre: 1° Data: ____/___/____ Atividade: Lista de exercícios N°: 1 Assunto: Grandezas físicas Lista de exercícios – Grandezas físicas 1 - Em relação ao SI, assinale a alternativa correta: a) O grama é uma das unidades básicas do SI. b) O Coulomb é a grandeza fundamental de carga elétrica. c) O segundo é a unidade básica de tempo. d) O centímetro é a unidade básica de distância. e) O grau celsius é a unidade básica de temperatura. 2 – São consideradas unidades presentes no sistema internacional de unidades (SI): a) m, kg, s b) cm, kg, s c) m, g, s d) km, g, h e) mm, mg, h 3 – Uma grandeza física escalar fica corretamente definida quando nós conhecemos: a) valor numérico e o sentido b) Direção e sentido c) valor, desvio e sentido d) valor numérico e unidade e) desvio, direção e sentido 4 – Entre várias grandezas físicas, há as grandezas escalares e as vetoriais. A alternativa que apresenta apenas grandezas escalares é: a) temperatura, força, massa e velocidade b) tempo, energia, aceleração e volume. c) área, massa, temperatura e tempo d) velocidade, aceleração, força e tempo. e) massa, área, volume, tempo e força 5 - São grandezas escalares todas as quantidades físicas a seguir, EXCETO: a) massa do átomo de hidrogênio. b) peso de um corpo c) intervalo de tempo entre dois eclipses solares d) densidade de uma liga de ferro. e) área de um círculo. 6 – Um mecânico de uma equipe de corrida necessita que as seguintes medidas realizadas em um carro sejam obtidas em metros: a) distância a entre os eixos dianteiro e traseiro; 1500 mm A = 2400 mm Ao optar pelas medidas a e b em metros, obtêm-se, respectivamente, a) 0,24 e 0,15 b) 2,4 e 1,5 c) 24 e 15 d) 240 e 150 e) 2.400 e 1.500 7 - 13,73 dam foram convertidos para várias unidades diferentes. Das conversões abaixo, assinale a única que está errada a) 13730 cm b) 137,3 m c) 1,373 hm d) 0,01373 Km e) nda 8 – Determine o valor em centímetro de 3,75 m. a) 3,75 cm b) 0,0375 cm c) 3750 cm d) 37,5 cm e) 375 cm 9 – Quantos cm³ existem em 10 litros? a) 10 b) 100 c) 1.000 d) 10.000 e) 100.000 10 – Uma empresa especializada em conservação de piscinas utiliza um produto para tratamento da água cujas especificações técnicas sugerem que seja adicionado 1,5 ml desse produto para cada 1000 l de água da piscina. Essa empresa foi contratada para cuidar de uma piscina de base retangular, de profundidade constante igual a 1,7 m, com largura e comprimento iguais a 3 m e 5 m, respectivamente. O nível da lâmina d’água dessa piscina é mantido a 50 cm da borda da piscina. A quantidade desse produto, em mililitro, que deve ser adicionada a essa piscina de modo a atender às suas especificações técnicas é: a) 11,25 b) 27,00 c) 28,80 d) 32,25 e) 49,50 11 – Um aquário tem o formato de um paralelepípedo retangular, de largura 50 cm, comprimento 32 cm e altura 25 cm. Para encher ¾ dele com água, quantos litros de água serão necessários? a) 0,03 L b) 0,3 L c) 3 L d) 30 L e) nda 12 – Preciso colocar arame farpado em volta de um terreno retangular que mede 0,2 Km de largura e 0,3 Km de comprimento. Quantos metros de arame farpado devem usar? a) 500 m b) 600 m c) 1000 m d) 60000 m e) nda 13 – Um programa de televisão começou às 13 horas, 15 minutos e 20 segundos, e terminou às 15 horas, 5 minutos e 40 segundos. Quanto tempo este programa durou, em segundos? a) 6620 s b) 6680 s c) 6740 s e) 10220 s 14 – Muitos remédios são tomados em doses menores que o mg. Um comprimido de certo remédio tem 0,025 mg de uma certa substância. Com 1 kg desta substância, quantos comprimidos podem ser feitos? a) menos de um b) 40 c) 40.000 d) 40.000.000 e) 4.000 15 - Um caminhão consegue transportar 3,9 toneladas de carga. Sabendo que uma laranja pesa 130 gramas, quantas laranjas o caminhão pode carregar? a) 30 b) 300 c) 3.000 d) 30.000 e) 300.000 16 -Em uma área disponível em formato retangular, de 3 metros por 4 metros, eu pretendo cavar uma cisterna para guardar 15.000 litros de água. A qual profundidade, em centímetros, eu devo cavar? a) 1,25 cm b) 12,5 cm c) 125 cm d) 1250 cm e) 12500 cm Gabarito de respostas – Grandezas físicas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
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