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Fatec José Crespo Gonzales Igor Gabriel Dias Paixão 7 UNIDADES FUNDAMENTAIS DA FÍSICA SOROCABA 2020 Sumario; Descrição ........................................................................... Origem................................................................................ Aplicabilidade no Brasil..................................................... Exercício aplicativos .......................................................... Mudanças nos Padrões ........................................................ Grandezas e unidades O valor de uma grandeza é geralmente expresso sob a forma do produto de um número por uma unidade. A unidade é apenas um exemplo específico da grandeza em questão, usada como referência. O número é a razão entre o valor da grandeza considerada e a unidade. Para uma grandeza específica, podemos utilizar inúmeras unidades diferentes. Por exemplo, a velocidade v de uma partícula pode ser expressa sobre a forma v = 25 m/s = 90 km/h, onde o metro por segundo e o kilometro por hora são unidades alternativas para expressar o mesmo valor da grandeza velocidade. Todavia, como é importante se dispor de um conjunto de unidades bem definidas, universalmente reconhecidas e fáceis de utilizar, para a infinidade de medições que suportam a complexidade de nossa sociedade, as unidades escolhidas devem ser acessíveis a todos, supostas constantes no tempo e no espaço e fáceis de realizar com uma exatidão elevada. Para se estabelecer um sistema de unidades, como o Sistema Internacional de Unidades, o SI, é necessário primeiro estabelecer um sistema de grandezas e uma série de equações que definam as relações entre essas grandezas. Isto é necessário porque as equações entre as grandezas determinam as equações que relacionam as unidades, como descrito a seguir. É conveniente, também, escolher definições para um número restrito de unidades, que são denominadas unidades de base e, em seguida, definir unidades para todas as outras grandezas como produtos de potências de unidades de base, que são denominadas unidades derivadas. Da mesma maneira, as grandezas correspondentes são descritas como grandezas de base e grandezas derivadas. As equações que fornecem as grandezas derivadas, em função das grandezas de base, são utilizadas para exprimir as unidades derivadas em função das unidades de base (ver seção 1.4). Assim, é lógico que a escolha das grandezas e equações que relacionam as grandezas preceda a escolha das unidades. Sob o ponto de vista científico, a divisão das grandezas em grandezas de base e grandezas derivadas é questão de convenção; isto não é fundamental para a compreensão da física. Todavia, no que se refere às unidades , é importante que a definição de cada unidade de base seja efetuada com cuidado particular, a fim de satisfazer às exigências mencionadas no primeiro parágrafo, acima, pois elas proporcionam o fundamento do sistema de unidades como um todo. As definições das unidades derivadas em função das unidades de base decorrem das equações que definem as grandezas derivadas em função das grandezas de base. Portanto, o estabelecimento de um sistema de unidades, que constitui o objetivo desta publicação, está intimamente ligado às equações algébricas que relacionam as grandezas correspondentes. O número de grandezas derivadas importantes para a ciência e a tecnologia é seguramente ilimitado. Quando novas áreas científicas se desenvolvem, novas grandezas são introduzidas pelos pesquisadores, a fim de representarem as propriedades da área e, com essas novas grandezas, vêm novas equações que se relacionam com grandezas familiares e depois com as grandezas de base. Dessa forma, as unidades derivadas a serem utilizadas com essas novas grandezas podem ser definidas como sendo o produto de potências das unidades de base escolhidas previamente. Sistema Internacional de Unidades – SI O Bureau Internacional de Pesos e Medidas, o BIPM, foi criado pelo artigo 1 o da Convenção do Metro, no dia 20 de maio de 1875, com a responsabilidade de estabelecer os fundamentos de um sistema de medições, único e coerente, com abrangência mundial. O sistema métrico decimal, que teve origem na época da Revolução Francesa, tinha por base o metro e o quilograma. Pelos termos da Convenção do Metro, assinada em 1875, os novos protótipos internacionais do metro e do quilograma foram fabricados e formalmente adotados pela primeira Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), em 1889. Este sistema evoluiu ao longo do tempo e inclui, atualmente, sete unidades de base. Em 1960, a 11a CGPM decidiu que este sistema deveria ser chamado de Sistema Internacional de Unidades, SI (Système international d’unités, SI). O SI não é estático, mas evolui de modo a acompanhar as crescentes exigências mundiais demandadas pelas medições, em todos os níveis de precisão, em todos os campos da ciência, da tecnologia e das atividades humanas. Este documento é um resumo da publicação do SI, uma publicação oficial do BIPM que é uma declaração do status corrente do SI. As sete unidades de base do SI, listadas na tabela 1, fornecem as referências que permitem definir todas as unidades de medida do Sistema Internacional. Com o progresso da ciência e com o aprimoramento dos métodos de medição, torna-se necessário revisar e aprimorar periodicamente as suas definições. Quanto mais exatas forem as medições, maior deve ser o cuidado para a realização das unidades de medida. Tabela 1 - As sete unidades de base do SI As sete grandezas de base, que correspondem às sete unidades de base, são: comprimento, massa, tempo, corrente elétrica, temperatura termodinâmica, quantidade de Grandeza Unidade, símbolo : definição da unidade comprimento metro, m : O metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299 792 458 do segundo. Assim, a velocidade da luz no vácuo, c0, é exatamente igual a 299 792 458 m/s. massa quilograma, kg: O quilograma é a unidade de massa, igual à massa do protótipo internacional do quilograma. Assim, a massa do protótipo internacional do quilograma, m(К), é exatamente igual a 1kg. tempo segundo, s: O segundo é a duração de 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133. Assim, a freqüência da transição hiperfina do estado fundamental do átomo de césio 133, ν(hfs Cs), é exatamente igual a 9 192 631 770 Hz. corrent e elétrica ampere, A: O ampere1 é a intensidade de uma corrente elétrica constante que, mantida em dois condutores paralelos, retilíneos, de comprimento infinito, de seção circular desprezível, e situados à distância de 1 metro entre si, no vácuo, produziria entre estes condutores uma força igual a 2 ´ 10-7 newton por metro de comprimento. Assim, a constante magnética, μ0 , também conhecida como permeabilidade do vácuo, é exatamente igual a 4p ´ 10-7 H/m. temperatura termodinâmic a kelvin, K: O kelvin, unidade de temperatura termodinâmica, é a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica no ponto tríplice da água. Assim, a temperatura do ponto tríplice da água, Tpta, é exatamente igual a 273,16 K. quantidade de substância mol, mol: 1. O mol é a quantidade de substância de um sistema contendo tantas entidades elementares quantos átomos existem em 0,012 quilograma de carbono 12. 2. Quando se utiliza o mol, as entidades elementares devem ser especificadas, podendo ser átomos, moléculas, íons, elétrons, assim como outras partículas, ou agrupamentos especificados dessas partículas. Assim, a massa molar do carbono 12, M(12C), é exatamente igual a 12 g/mol. intensida de luminosa candela, cd: A candela é a intensidade luminosa, numa dadadireção, de uma fonte que emite uma radiação monocromática de freqüência 540 ´ 1012 hertz e cuja intensidade energética nessa direção é 1/683 watt por esterradiano. Assim, a eficácia luminosa espectral, K, da radiação monocromática de freqüência 540 ´ 1012 Hz é exatamente igual a 683 lm/W. file:///C:/Users/ULTRABOOK/Downloads/resumo_si%20(1).docx%23_bookmark0 substância e intensidade luminosa. As grandezas de base e as unidades de base se encontram listadas, juntamente com seus símbolos, na tabela 2. Tabela 2 - Grandezas de base e unidades de base do SI Grandeza de base Símbolo Unidade de base Símbol o comprimento l, h, r, x metro m massa m quilograma kg tempo, duração t segundo s corrente elétrica I, i ampere A temperatura termodinâmica T kelvin K quantidade de substância n mol mol intensidade luminosa Iv candela cd Todas as outras grandezas são descritas como grandezas derivadas e são medidas utilizando unidades derivadas, que são definidas como produtos de potências de unidades de base. Exemplos de grandezas derivadas e de unidades derivadas estão listadas na tabela 3. Tabela 3 - Exemplos de grandezas derivadas e de suas unidades Grandeza derivada Símbol o Unidade derivada Símbol o área A metro quadrado m2 volume V metro cúbico m3 velocidade υ metro por segundo m/s aceleração a metro por segundo ao quadrado m/s2 número de ondas inverso do metro m-1 massa específica r quilograma por metro cúbico kg/m3 densidade superficial rA quilograma por metro quadrado kg/m2 volume específico υ metro cúbico por quilograma m3/kg densidade de corrente j ampere por metro quadrado A/m2 campo magnético H ampere por metro A/m concentração c mol por metro cúbico mol/m 3 concentração de massa r, g quilograma por metro cúbico kg/m3 luminância Lv candela por metro quadrado cd/m2 índice de refração n um 1 permeabilidade relativa m r um 1 Note que o índice de refração e a permeabilidade relativa são exemplos de grandezas adimensionais, para as quais a unidade do SI é o número um (1), embora esta unidade não seja escrita. Algumas unidades derivadas recebem nome especial, sendo este simplesmente uma forma compacta de expressão de combinações de unidades de base que são usadas frequentemente. Então, por exemplo, o joule, símbolo J, é por definição, igual a m2 kg s-2. Existem atualmente 22 nomes especiais para unidades aprovados para uso no SI, que estão listados na tabela 4. Tabela 4 - Unidades derivadas com nomes especiais no SI Grandeza derivada Nome da unidade derivada Símbolo da unidade Expressão em termos de outras unidades angulo plano radiano rad m/m = 1 angulo sólido esterradiano sr m2/m2 = 1 freqüência hertz Hz s-1 força newton N m kg s-2 pressão, tensão pascal Pa N/m2 = m-1 kg s-2 energia, trabalho, quantidade de calor joule J N m = m2 kg s-2 potência, fluxo de energia watt W J/s = m2 kg s-3 carga elétrica, quantidade de eletricidade coulomb C s A diferença de potencial elétrico volt V W/A = m2 kg s-3 A-1 capacitância farad F C/V = m-2 kg-1 s4 A2 resistência elétrica ohm W V/A = m2 kg s-3 A-2 condutância elétrica siemens S A/V = m-2 kg-1 s3 A2 fluxo de indução magnética weber Wb V s = m2 kg s-2 A-1 indução magnética tesla T Wb/m2 = kg s-2 A-1 indutância henry H Wb/A = m2 kg s-2 A-2 temperatura Celsius grau Celsius oC K fluxo luminoso lumen lm cd sr = cd iluminância lux lx lm/m2 = m-2 cd atividade de um radionuclídio becquerel Bq s-1 dose absorvida, energia específica (comunicada), kerma gray Gy J/kg = m2 s-2 equivalente de dose, equivalente de dose ambiente sievert Sv J/kg = m2 s-2 atividade catalítica katal kat s-1 mol Múltiplos e submúltiplos das unidades do SI Um conjunto de prefixos foi adotado para uso com as unidades do SI, a fim de exprimir os valores de grandezas que são muito maiores ou muito menores do que a unidade SI usada sem um prefixo. Os prefixos SI estão listados na tabela 5. Eles podem ser usados com qualquer unidade de base e com as unidades derivadas com nomes especiais. Tabela 5 - Prefixos SI Fator Nome Símbol o Fator Nome Símbol o 101 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 m 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 1021 zetta Z 10-21 zepto z 1024 yotta Y 10-24 yocto y 1 - BREVE HISTÓRICO Unidade de comprimento (metro) A definição do metro, dada em 1889, baseada no protótipo internacional de liga metálica de platina-irídio, foi substituída na 11ª CGPM (1960) por outra definição baseada no comprimento de onda de uma radiação do criptônio 86. Esta mudança teve a finalidade de aumentar a exatidão da realização da definição do metro, realização esta conseguida com um interferômetro e um miscroscópio deslizante para medir a diferença do caminho óptico à medida que as franjas eram contadas. Por sua vez, esta definição foi substituída em 1983 pela 17ª CGPM (1983, Resolução 1; CR 97 e Metrologia, 1984, 20, 25) pela definição atual O metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299 792 458 de segundo. Essa definição tem o efeito de fixar a velocidade da luz no vácuo em 299 792 458 metros por segundo exatamente, co = 299 792 458 m/s . O protótipo internacional original do metro, que foi sancionado pela 1ª CGPM em 1889 (CR, 34-38), ainda é conservado no BIPM nas mesmas condições que foram especificadas em 1889. Unidade de massa (kilograma) O protótipo internacional do kilograma, um artefato feito especialmente de liga metálica de platina-irídio, é conservado no BIPM nas condições especificadas pela 1ª CGPM em 1889 (CR, 34-38) que sancionou o protótipo e declarou: Este protótipo será considerado doravante como a unidade de massa. A 3ª CGPM (1901; CR,70), numa declaração para acabar com a ambiguidade existente no uso corrente da palavra “peso”, confirmou que: O kilograma é a unidade de massa; ele é igual à massa do protótipo internacional do kilograma. Conclui-se que a massa do protótipo internacional é sempre igual a 1 kilograma exatamente, m (K ) = 1 kg. Entretanto, em virtude do acúmulo inevitável de contaminantes nas superfícies, o protótipo internacional sofre uma contaminação reversível da superfície de, aproximadamente, 1 μg em massa, por ano. Por isso, o CIPM declarou que, até futuras pesquisas, a massa de referência do protótipo internacional é aquela que se segue imediatamente à lavagem e limpeza segundo um método específico (PV, 1989, 57, 104-105 e PV, 1990, 58, 95-97). A massa de referência é, então, definida e utilizada para calibrar os padrões nacionais de platina e irídio (Metrologia, 1994, 31, 317-336). Unidade de tempo (segundo) A unidade de tempo, o segundo, foi originalmente definida como a fração 1/86 400 do dia solar médio. A definição exata do “dia solar médio” foi deixada aos cuidados dos astrônomos. Porém as medições mostraram que as irregularidades na rotação da Terra tornaram esta definição insatisfatória. Para conferir maior exatidão à definição da unidade de tempo, a 11ª CGPM (1960, Resolução 9; CR 86) adotou uma definição fornecida pela União Astronômica Internacional com base no ano tropical 1900. No entanto, a pesquisa experimental já tinha demonstrado que um padrão atômico de intervalo de tempo, baseado numa transição entre dois níveis de energia de um átomo, ou de uma molécula, poderia ser realizado e reproduzido com exatidão muito superior. Considerando que uma definição de alta exatidão para a unidade de tempo do Sistema Internacional é indispensável para a ciência e a tecnologia, a 13ª CGPM (1967/68, Resolução 1; CR 103 e Metrologia, 1968, 4, 43) substituiu a definição do segundo pela seguinte:O segundo é a duração de 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133. Conclui-se que a frequência de transição hiperfina do estado fundamental do átomo de césio 133 é exatamente igual a 9 192 631 770 hertz, n(hfs Cs) = 9 192 631 770 Hz. Na sessão de 1997, o CIPM confirmou que: Essa definição se refere a um átomo de césio em repouso, a uma temperatura de 0 K. Essa nota tinha por objetivo esclarecer que a definição do segundo do SI está baseada num átomo de césio sem perturbação pela radiação de corpo negro, isto é, num meio mantido a uma temperatura termodinâmica de 0 K. As frequências de todos os padrões primários de frequência devem, então, ser corrigidas para levar em consideração a mudança devido à radiação ambiente, como estabelecido na reunião do Comitê Consultivo para Tempo e Frequência, em 1999. Unidade de corrente elétrica (ampere) As unidades elétricas, ditas “internacionais”, para a corrente e para a resistência, foram introduzidas pelo Congresso Internacional de Eletricidade, realizado em Chicago em 1893 e as definições do ampere “internacional” e do ohm “internacional” foram confirmadas pela Conferência Internacional de Londres em 1908. Embora, por ocasião da 8ª CGPM (1933), já fosse evidente o desejo unânime no sentido de substituir estas “unidades internacionais” pelas chamadas “unidades absolutas”, a decisão oficial de suprimir estas unidades “internacionais” foi tomada somente pela 9ª CGPM (1948), que adotou o ampere como a unidade de corrente elétrica, seguindo a definição proposta pelo CIPM (1946, Resolução 2; PV, 20 129-137): O ampere é a intensidade de uma corrente elétrica constante que, se mantida em dois condutores paralelos, retilíneos, de comprimento infinito, de seção circular desprezível, e situados à distância de 1 metro entre si, no vácuo, produz entre estes condutores uma força igual a 2 x 10-7 newton por metro de comprimento. Disto resulta que a constante magnética μo, também conhecida como a permeabilidade do vácuo, é exatamente igual a 4p x 10-7 H/m. A expressão “unidade de força MKS”, que figura no texto original de 1946 foi aqui substituída por “newton”, o nome adotado para esta unidade pela 9ª CGPM (1948, Resolução 7; CR, 70) Unidade de temperatura termodinâmica (kelvin) UNIDADE DE TEMPERATURA TERMODINÂMICA - A unidade de temperatura termodinâmica, o “ kelvin”, teve sua definição estabele- cida na 10.a CGPM (1954), quando se fixou convencionalmente a temperatura do ponto tríplice da água como igual a 273,16 “graus kelvin”(2). Com seu nome “kelvin” (em lugar de “grau Kelvin”), adotado na 13.o CGPM (1967), a unidade em questão ganhou a seguinte definição: “O kelvin (símbolo K) é a fração 1/273,16 da temperatura termo- dinâmica do ponto tríplice da água”. É interessante notar que além da temperatura termodinâmica, usualmente representada por T, para caracterizar o estado térmico de um sistema continua sendo muito comum recorrer à temperatura expressa na escala Celsius, comumente representada por t e definida pela equação t = T - T o na qual T o = 273,15 (e não 273,16!) por definição. Assim, dadas duas temperaturas termodinâmicas T 1 e T 2 e as correspondentes t 1 e t 2 avaliadas na escala Celsius, tem-se: t1 = T1 - To t2 = T2 - To e, portanto t1 - t2 = T1 - T2 isto é, a diferença entre duas temperaturas medida (a diferença!) em “graus Celsius” (oC) é igual à diferença entre as correspondentes temperaturas termodinâmicas medidas em kelvin. Unidade de quantidade de substância (mol) Desde a descoberta das leis fundamentais da química foram utilizadas unidades denominadas, por exemplo, “átomo-grama” e “molécula-grama”, para especificar as quantidades dos diversos elementos e compostos químicos. Estas unidades estavam relacionadas diretamente aos “pesos atômicos” ou aos “pesos moleculares” que são na realidade massas relativas. Originalmente os “pesos atômicos” eram referidos ao peso atômico do oxigênio, que por convenção é igual a 16. Porém, enquanto os físicos separavam os isótopos no espectrômetro de massa e atribuíam o valor 16 a um dos isótopos do oxigênio, os químicos atribuíam o mesmo valor à mistura (levemente variável) dos isótopos 16, 17 e 18 que era, para eles, o elemento oxigênio existente naturalmente. Um acordo entre a União Internacional de Física Pura e Aplicada (IUPAP) e a União Internacional de Química Pura e Aplicada (IUPAC) resolveu esta dualidade em 1959-1960. Desde esta época, físicos e químicos concordaram em atribuir o valor 12, exatamente, ao “peso atômico” do isótopo de carbono com número de massa 12 (carbono 12, 12C), corretamente chamada de massa atômica relativa Ar (12C). A escala unificada assim obtida dá os valores das massas atômicas e moleculares relativas, também conhecidas respectivamente como pesos atômicos e pesos moleculares. A grandeza usada pelos químicos para especificar a quantidade de elementos químicos ou compostos é atualmente chamada “quantidade de substância”. A quantidade de substância é definida como sendo proporcional ao número de entidades elementares de uma amostra, a constante de proporcionalidade sendo uma constante universal idêntica para todas as amostras. A unidade de quantidade de substância é denominada mol, símbolo mol, e o mol é definido fixando-se a massa de carbono 12 que constituiu um mol de átomos de carbono 12. Por acordo internacional, esta massa foi fixada em 0,012 kg, isto é, 12 g. Adotando a proposta da IUPAP, da IUPAC e da ISO, o CIPM deu uma definição do mol em 1967 e confirmou-a em 1969. A seguinte definição do mol foi adotada pela 14ª CGPM (1971, Resolução 3; CR, 78 e Metrologia, 1972, 8, 36): 1. O mol é a quantidade de substância de um sistema que contém tantas entidades elementares quantos átomos existem em 0,012 kilograma de carbono 12; seu símbolo é “mol”. 2. Quando se utiliza o mol, as entidades elementares devem ser especificadas, podendo ser átomos, moléculas, íons, elétrons, assim como outras partículas ou agrupamentos especificados de tais partículas. Conclui-se que a massa molar de carbono 12 é exatamente igual a 12 gramas por mol, exatamente, M (12C) = 12 g/mol. Em 1980, o CIPM aprovou o relatório do CCU (1980), que especificava: Nesta definição, entende-se que se faz referência aos átomos não ligados de carbono 12, em repouso e no seu estado fundamental. A definição do mol permite também determinar o valor da constante universal que relaciona o número de entidades à quantidade de substância de uma amostra. Esta constante é chamada de constante de Avogadro, símbolo NA ou L . Se N(X) designa o número de entidades X de uma determinada amostra, e se n(X) designa a quantidade de substância de entidades X na mesma amostra, obtém-se a relação: n(X) = N(X)/NA. Observe- se que como N(X) é adimensional, e como n(X) é expresso pela unidade SI mol, a constante de Avogadro tem por unidade SI o mol elevado a potência menos um. No nome “quantidade de substância” as palavras “de substância” podem ser simplesmente substituídas por outras palavras que signifiquem a substância considerada em qualquer aplicação particular, de modo que, por exemplo, se pode falar de “quantidade de cloreto de hidrogênio, HCl” ou de “quantidade de benzeno, C6 H6”. É importante dar sempre uma especificação exata da entidade em questão (conforme a segunda frase da definição do mol), de preferência dando a fórmula química empírica do material referido. Ainda que a palavra “quantidade” tenha uma definição mais geral no dicionário, essa abreviação do nome completo “quantidade de substância” pode ser utilizada por simplificação. Isso se aplica também para as grandezas derivadas, tais como a “concentraçãode quantidade de substância”, que pode ser abreviada para “concentração de quantidade”. Todavia, no campo da química clínica, o nome “concentração de quantidade de substância” é geralmente abreviado para “concentração de substância” Unidade de intensidade luminosa (candela) As unidades de intensidade luminosa baseadas em padrões de chama ou filamento incandescente, que eram usadas em diversos países, antes de 1948, foram substituídas primeiramente pela “vela nova”, que se baseava na luminância de um radiador de Planck (corpo negro) à temperatura de solidificação da platina. Esta modificação foi preparada pela Comissão Internacional de Iluminação (CIE) e pelo CIPM antes de 1937, e a decisão foi promulgada pelo CIPM em 1946. Ela foi ratificada em 1948 pela 9ª CGPM, que adotou para esta unidade um novo nome internacional, a candela, símbolo cd; em 1967, a 13ª CGPM (Resolução 5; CR, 104 e Metrologia 1968, 4, 43 - 44) modificou a definição de 1946. Em 1979, em virtude das dificuldades experimentais para a realização do radiador de Planck em temperaturas elevadas, e das novas possibilidades oferecidas pela radiometria, isto é, a medição de potência de radiação óptica, a 16ª CGPM (1979, Resolução 3; CR, 100 e Metrologia, 1980, 16, 56) adotou uma nova definição da candela: A candela é a intensidade luminosa, numa dada direção, de uma fonte que emite uma radiação monocromática de frequência 540 x 1012 hertz e que tem uma intensidade radiante nessa direção de 1/683 watt por esferorradiano. Conclui-se que a eficácia luminosa espectral de uma radiação monocromática de frequência 540 x 1012 hertz é exatamente igual a 683 lúmens por watt, K = 683 lm/W = 683 cd sr/W. ORIGEM O Bureau Internacional de Pesos e Medidas, o BIPM, foi criado pelo artigo 1o da Convenção do Metro, no dia 20 de maio de 1875, com a responsabilidade de estabelecer os fundamentos de um sistema de medições, único e coerente, com abrangência mundial. O sistema métrico decimal, que teve origem na época da Revolução Francesa, tinha por base o metro e o quilograma. Pelos termos da Convenção do Metro, assinada em 1875, os novos protótipos internacionais do metro e do quilograma fabricados e formalmente adotados pela primeira Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), em 1889. Este sistema evoluiu ao longo do tempo e inclui, atualmente, sete unidades de base. Em 1960, a 11a CGPM decidiu que este sistema deveria ser chamado de Sistema Internacional de Unidades, SI (Système international d’unités, SI). O SI não é estático, mas evolui de modo a acompanhar as crescentes exigências mundiais demandadas pelas medições, em todos os níveis de precisão, em todos os campos da ciência, da tecnologia e das atividades humanas. Aplicabilidade No Brasil Como não poderia deixar de ser, as primeiras unidades de medida introduzidas no Brasil-Colônia foram as primitivas unidades portuguesas, muito mal definidas, com magnitudes e denominações desordenadas e bastante confusas, inclusive as de uso recomendado para a Metrópole e suas colônias. As questões relativas aos “pesos e medidas” eram reguladas pela legislação portuguesa, particularmente pelas Ordenações de D. Manoel, pelo Código Filipino e por uma série de sucessivos ordenamentos editados, principalmente, a partir dos fins do século 17. Não deixa de ser curioso que nas primeiras décadas de 1800, embora Portugal já tivesse adotado o Sistema Métrico Decimal, no Brasil aplicavam-se quase exclusivamente as antigas unidades de medida impostas por Portugal às suas colônias. Deixando de lado as unidades mais antigas utilizadas no Brasil durante o perído colonial, citam-se a seguir algumas unidades adotadas no País na época do Império. a - Unidades de Comprimento vara = 1/36 366 265,45 do meridiano terrestre palmo Palmo = 1/5 de vara polegada = 1/8 de palmo pé = 12 polegadas braça = 2 varas milha = 841 3/4 braças légua = 3 milhas b - Unidades de Capacidades para “líquidos” canada = 128 polegadas cúbicas quartilho = 1/4 de canada almude = 12 canadas c - Unidades de Capacidade para “secos” alqueire = “décimo de vara cubo multiplicado pelo número 27 1/4” quarta = 1/4 de alqueire moio Moio = 60 alqueires d - Unidades de “peso” (à época, confundidas com as de “massa”) Marco = “pezo de água de chuva, ou de fonte, sendo pura, na temperatura de 28 °C, e debaixo da pressão atmosférica de 31,1 polegadas inglesas ao nível do mar, contido no volume de 1/5,642 de um décimo de vara cubo, ou de 64 polegadas cúbicas he (é) o padrão de medidas de peso” (1) Onça = 1/8 de marco = 28,68 x 10-3 kg oitava = 1/8 de onça = 3,586 x 10-3 kg 5 EXERCÍCIOS APLICATIVOS - ENUNCIADO E RESOLUÇÃO • Comprimento 1) Calcule a soma de 3 km + 20 m: Primeiro devemos converter 3 km para metro ou vice-versa. Logo, 3 x 10 x 10 x 10 = 3000 Assim, 3000 + 20 = 3020 m 2) Fazendo a conversão de 12 km para metro, quanto obtemos? Para converter 12 km em metros devemos multiplicar 12 por 10 três vezes. Portanto, 12 x 10 x 10 x 10 = 12000 m. 3) O comprimento de um grande fio corresponde à soma dos comprimentos de 24 fios menores. São eles: • 12 fios, cada um dos quais com comprimento que mede 14,7 cm; • 4 fios, cada um dos quais com comprimento que mede 0,3765 km; • 8 fios, cada um dos quais com comprimento que mede 13,125 dam. Esse grande fio foi dividido em 3 fios de igual comprimento, chamados de unidade modelo. Qual é a medida, em metros, do comprimento de uma unidade modelo? (A) 6385,500 (B) 2557,764 (C) 852,588 (D) 94,302 (E) 31,434 Resolução 12 fios de comprimento 14,7 cm: 12 .14,7 = 176,4 cm = 1,764 m 4 fios de comprimento 0,3765 km: 4 .0,3765 = 1,506 km = 1506 m 8 fios de comprimento 13,125 dam: 8.13,125 = 105 dam = 1050 m Total: 1,764 + 1506 + 1050 = 2557,764 m Dividindo o fio grande por 3: 2557,764 = 852,588 Resposta: C 4) Ao estudar a planta de uma construção, um engenheiro deparou-se com unidades de área dadas em cm². Certo cômodo dessa construção apresentava área de 120 000 cm². Essa área, expressa em m², equivale a: a) 12 m² b) 1200 m² c) 12 m² d) 346 m² e) 0,12 m² Resolução Para fazermos a conversão de centímetros para metros, devemos dividir o valor desejado por 10² (100). De forma similar, ao convertermos centímetros quadrados em metros quadrados, dividimos o valor por 102 duas vezes, ou seja, pelo fator 104. Portanto, 120 000 cm² equivalem a 12 m². 5) Para realizar o teste físico em determinado concurso da PM, os candidatos devem correr ao redor de uma praça circular cujo diâmetro mede 120 m. Uma pessoa que dá 9 voltas ao redor dessa praça percorre: (Dado: π = 3). a) 1620 m b) 3240 m c) 4860 m d) 6480 m e) 8100 m Resolução: Se o diâmetro equivale a 120 metros, temos que o raio é 60 metros. Para resolver a questão precisamos apenas calcular o valor do comprimento da circunferência, que equivale a uma volta ao redor da praça, e multiplica-lo por 9. C = 2πr C = 2 * 3 * 60 C = 360 m 360 * 9 = 3240 metros Tempo 1) Qual é a velocidades média, em m/s, de uma pessoa que percorre, a pé, 1,8 km em 25 minutos? Resolução: Vm = ? Espaço: S = 1,8 Km → Devemos transformar de quilômetro para metro, logo: 1,8 . 1000 = 1800 m Tempo: t = 25 min → Devemos transformar para segundos: 25 x 60 = 1500 s Resolução da questão: Vm = espaço (S) tempo (t) Vm = 1800 m 1500s Vm = 1,2 m/s Resposta Final: A velocidade média da pessoa era de 1,2 m/s. 2) Quantos segundos possui um dia? Um dia possui 24 horas, se uma hora possui 60 minutos, então: 24 x 60 = 1440 minutos. Como um dia possui 1440 minutos e 1 minuto possui 60 segundos. Assim,1440 x 60 = 86400 segundos. Portanto, um dia possui 86400 segundos. 3) 3h 30min possui quantos segundos? Primeiro devemos converter as horas para minutos, assim temos que: 3 x 60 = 180 minutos Agora somamos com os 30 minutos: 180 + 30 = 210 minutos. Então, vamos converter para segundos: 210 x 60 = 12600 segundos. Portanto, 3h 30min possui 12600 segundos. 4) Uma pessoa, correndo, percorre 4,0 km com velocidade escalar média de 12 km/h. O tempo do percurso é de: a) 1.201s b) 1.194s c) 1.200s d) 1800s e) 3.000s Alternativa correta: c) 1.200s. 1º passo: calcular o tempo gasto em horas utilizando a fórmula de velocidade média. 2º passo: fazer a conversão de horas em minutos. Portanto, o tempo do percurso é de 20 minutos. Fazer a conversão em segundos : 1 Minutos 60s 20 Minutos X 1x = 1.200 segundos 5) Partindo do instante zero, um veículo sai da posição inicial de 60 metros e chega à posição final de 10 metros após 5 segundos. Qual a velocidade escalar média do veículo para efetuar esse percurso? a) 10 m/s b) – 10 m/s c) 14 m/s d) nula Resolução: Alternativa correta: b) – 10 m/s. 1º passo: determinar o espaço percorrido. Para isso, subtrairmos a posição final da posição inicial. Observe que o deslocamento é negativo. Quando isso ocorre quer dizer que o objeto realizou um movimento no sentido contrário à orientação positiva da trajetória, ou seja, o caminho se fez no sentido decrescente das posições. 2º passo: determinar o tempo gasto para efetuar o percurso. Da mesma forma que fizemos no passo anterior, vamos também subtrair o valor final do inicial. 3º passo: calcular a velocidade média. Agora, precisamos inserir os valores encontrados anteriormente na fórmula e realizar a divisão. Observe na imagem a seguir a representação deste deslocamento. Massa 1) (FEI-SP) Sabendo-se que o peso de um satélite na Lua é de 3200 N, qual é a massa desse satélite na Terra? Dado: Adote gTERRA = 10 m/s2, gLUA= 1,6 m/s2 a) 2000 kg b) 200 kg c) 20 kg d) 20000 kg e) 3200 kg Resolução A massa do satélite é a mesma em qualquer local, assim, por meio da definição da força peso, pode-se determinar a massa desse satélite: P = m.g 3200 = m. 1,6 m = 2000 kg 2) O dono de um mercado comprou uma caixa de latas de ervilhas contendo 20 unidades. Sabendo que cada lata contém 220 g de ervilha, qual o peso da caixa em quilogramas? Resolução; Se a caixa contém 20 latas, podemos multiplicar 20 por 220. Assim, 220 x 20 = 4400 g. Porém, a questão pede a resposta em quilogramas, dessa forma temos que converter gramas para quilogramas. Para isso, devemos dividir 4400 por 10 três vezes. Então, 4400 ÷ 10 ⇒ 440 ÷ 10 ⇒ 44 ÷ 10 = 4,4 Portanto, a caixa tem massa igual a 4,4 kg. 3) Um certo rapaz, foi até o mercado e não sabia informar o atendente, o quanto de presunto ele queria, então pressupôs, e fez o pedido em gramas, fez o pedido, obtendo 2,6g converta para kg. 2,6 / 1000 = 0,0026 kg O dono de um hortifruti fez um pedido com um total de 30.000 gramas de tomate. Qual foi o total de tomate comprado pelo hortifruti em KG? A) 27kg B) 35kg C) 29kg D) 38kg E) 30kg Resolução Alternativa E 1º passo: converter 1000g→ 1kg 30.000 x X = 30 Kg de tomates 4) Suponha que você esteja em um local onde a aceleração da gravidade tem valor igual a g = 9,80665 m/s2. Sendo assim, qual é o peso de um corpo, em unidade kgf, que possui massa igual a 3 kg? a) 1 kgf b) 3 kgf c) 5 kgf d) 7 kgf e) 9 kgf Resolução; O quilograma-força é definido como a intensidade de força igual à intensidade do peso de um corpo cuja massa é 1kg, num local em que a aceleração da gravidade tem valor igual a 9,8 m/s2. Portanto: 1kgf = 9,80665 N O peso da massa é: P=m . g P=3 x 9,80665=29,41995 N Fazendo uma regra de três simples temos: 1kgf = 9,80665 N x 29,41995 N x= 29,41995 N 9,80665 x=3 kgf Alternativa B 5) Na Lua, onde a gravidade é igual a 1,6 m/s², o peso de uma pessoa é de 80 N. Na Terra, onde a gravidade é de 9,8 m/s², a massa dessa pessoa, em kg, será igual a: a) 490,0 kg b) 50,0 kg c) 8,2 kg d) 784,0 kg e) 128 kg Gabarito: Letra B Resolução: Primeiramente devemos calcular a massa da pessoa com base em seu peso e na gravidade na Lua, confira: Corrente Elétrica 1) Por um fio condutor metálico passam 2,0.10²0 elétrons durante 4s. Calcule a intensidade de corrente elétrica que atravessa esse condutor metálico. (Dada a carga elementar do elétron e = 1,6.10-19 C). Resolução =2,0*10^20 e=1,6*10^-19 t=4 i=n.e/t i=2,0*10^20*1,6*10^-19/4 [elimina os expoentes 20-19=1(1*10=10)] i=3,2*10/4 i=32/4 i=8A A intensidade de corrente elétrica que atravessa esse condutor metálico é de 8 amperes. 2) O choque elétrico é uma sensação provocada pela passagem de corrente elétrica pelo corpo. As consequências de um choque vão desde um simples susto a morte. A circulação das cargas elétricas depende da resistência do material. Para o corpo humano, essa resistência varia de 1 000 Ω , quando a pele está molhada, até 100 000 Ω, quando a pele está seca. Uma pessoa descalça, lavando sua casa com água, molhou os pés e, acidentalmente, pisou em um fio desencapado, sofrendo uma descarga elétrica em uma tensão de 120 V. Qual a intensidade máxima de corrente elétrica que passou pelo corpo da pessoa? a) 1,2 mA b) 120 mA c) 8,3 A d) 833 A e) 120 kA Resolução Queremos descobrir a corrente máxima que percorre o corpo da pessoa. Note que temos dois valores de resistência, um para o corpo seco e outra para o corpo molhado. A corrente máxima, visto que a pessoa está como corpo molhado, será encontrada considerando o valor mínimo dado para a resistência, ou seja 1 000 Ω. Considerando esse valor, vamos aplicar a lei de Ohm: Alternativa: b) 120 mA 3) UNITAU) numa secção transversal de um fio condutor passa uma carga de 10C a cada 2,0s. A intensidade da corrente elétrica neste fio será de: a) 5,0mA b) 10mA c) 0,50A d) 5,0A e) 10A Resolução Carga=10c Tempo= 2,0s i – corrente elétrica (A) ΔQ – carga elétrica (C) Δt – intervalo de tempo (s) I=10 = 5,0Amperes 2 4) Durante 2,0 s são transportados 0,5 C de carga elétrica em um corpo condutor. Determine a corrente elétrica formada nesse corpo. a) 2,5 A b) 1,0 A c) 0,25 A d) 2,0 A e) 0,5 A Resolução Letra C A fórmula de corrente elétrica é dada pela equação abaixo: Portanto, podemos calcular a corrente elétrica nesse condutor da seguinte forma: 5) Calcule a corrente nominal de uma lâmpada incandescente de 150 W ligada em 120 V. Como sabemos, em circuitos puramente resistivos o fator de potência é 1, não havendo perdas como nos circuitos indutivos. Se não há perdas, logo o rendimento também será 1, pois a potência de saída é igual a potência de entrada. Neste caso, podemos utilizar a lei de Ohm, através da expressão P=UxI. Substituindo na fórmula os valores da potência que é 150W, e a nossa tensão que é de 120V na fórmula, teremos que I=150/120. Logo, teremos que o resultado da corrente nominal será 1,25A. https://www.viverdeeletrica.com/divisao-de-circuitos-eletricos/ https://exercicios.mundoeducacao.uol.com.br/exercicios-fisica/exercicios-sobre-caracteristicas-corrente-eletrica.htm https://exercicios.mundoeducacao.uol.com.br/exercicios-fisica/exercicios-sobre-caracteristicas-corrente-eletrica.htm Temperatura Termodinâmica 1) Transformando a temperatura de 25 ºC para a escala Fahrenheit e, em seguida, convertendo-a para escala Kelvin, quais as temperaturas registradas nas respectivas escalas? a) 25 ºC; 50 ºF e 150 K. b) 25 ºC; 88 ºF e 136 K. c) 25 ºC; 77 ºF e 298 K. d) 25 ºC; 36 ºF e 194 K.Resolução. Resposta correta: c) 25 ºC; 77 ºF e 298 K. De acordo com a questão precisamos converter as escalas termométricas da seguinte forma: Para isso, podemos utilizar a seguinte relação: 1º Passo: conversão da escala Celsius para Fahrenheit. 2º Passo: conversão da escala Fahrenheit para Kelvin. Portanto, a resposta correta é 25 ºC; 77 ºF e 298 K. 2) Dois termômetros, um com a escala Celsius e outro na escala Kelvin, foram colocados no mesmo fluido. Sabendo que a temperatura registrada na escala Celsius era de 40 ºC, qual a temperatura marcada no termômetro em Kelvin? a) 298 K b) 254 K c) 348 K d) 313 K Resposta correta: d) 313 K. Para resolver esta questão, precisamos relacionar as temperaturas Celsius e Kelvin. Portanto, utilizaremos a seguinte equação: Agora, só precisamos substituir a temperatura de 40 ºC na equação e calcular em Kelvin. Portanto, quando um termômetro marca 40 ºC o outro indica a temperatura 313 K. 3) (Colégio Naval - 2016) Fossas abissais ou oceânicas são áreas deprimidas e profundas do piso submarino. A maior delas é a depressão Challenger, na Fossa das Marianas, com 11.033 metros de profundidade e temperatura da água variando entre 0 °C e 2 °C. De acordo com o texto, pode-se dizer que a pressão total sofrida por um corpo que esteja a uma altura de 33 m acima do solo dessa depressão e a variação de temperatura na escala absoluta (Kelvin) valem, respectivamente. Dados: dágua = 1000 kg/m3; g = 10 m/s2; Patm = 1,0 . 105 N/m2 a) 1,101.108 N/m2 e 2 K. b) 11,01.108 N/m2 e 2 K. c) 1,101.108 N/m2 e 275 K. d) 11,01.108 N/m2 e 275 K. e) 110,1.108 N/m2 e 2 K. Resolução Resposta correta: a) 1,101.108 N/m2 e 2 K. Para encontrar o valor da pressão no ponto indicado, utilizaremos a seguinte fórmula da pressão hidrostática: p = patm + dágua.g.h Note que h, neste caso, é igual a profundidade no ponto considerado. O problema informa que a profundidade da depressão é de 11033 m, entretanto, o ponto está a 33 m acima do solo, logo: h = 11 033 - 33 = 11 000 m Transformando todos os valores para potência de 10 e substituindo na fórmula da pressão, temos: p = 1.105 + 103 . 10 . 1,1 . 104 p = 1 . 105 + 1,1 . 108 Para efetuar a soma é necessário que os expoentes das potências sejam iguais, assim: p = 0,001 . 108 + 1,1 . 108 p = 1,101 . 108 N/m2 A variação da temperatura na escala Kelvin, pode ser encontrada fazendo-se: T1 = 0 + 273 = 273 K T2 = 2 + 273 = 275 K Δ T = 275 - 273 = 2 K Perceba que a variação de temperatura na escala Celsius e na escala Kelvin são sempre iguais. Portanto, a pressão total sofrida é de 1,101.108 N/m2 e a variação de temperatura é de 2 K. A preocupação com o efeito estufa tem sido cada vez mais notada. Em alguns dias do verão de 2009, a temperatura na cidade de São Paulo chegou a atingir 34 ºC. O valor dessa temperatura em escala Kelvin é: a) 239,15 b) 307,15 c) 273,15 d) 1,91 e) – 307,15 Resolução TK = TºC + 273,15 TK = 34 ºC + 273,15 TK = 307,15 k 4) (UNAMA) Um motor de Carnot cujo reservatório à baixa temperatura está a 7,0°C apresenta um rendimento de 30%. A variação de temperatura, em Kelvin, da fonte quente a fim de aumentarmos seu rendimento para 50% será de: a) 400 b) 280 c) 160 d) 560 Resolução LETRA “C” Sendo 7,0 °C a temperatura da fonte fria e aplicando o rendimento de Carnot para o rendimento de 30%, teremos: T2 = 7 °C = 7+273 = 280 K η = 1 – T2/T1. 0,3 = 1 – 280/T1 280/T1 = 1 – 0,3 280/T1 = 0,7 T1 = 280 ÷ 0,7 T1 = 400 K Para o rendimento de 50%, mantendo a mesma temperatura da fonte fria, teremos: η = 1 – T2/T1 0,5 = 1 – 280/T1 280/T1 = 1 – 0,5 280/T1 = 0,5 T1 = 280 ÷ 0,5 T1 = 560 K A variação da temperatura da fonte quente necessária para que o rendimento aumente de 30% para 50% é de 160 K. 560 – 400 = 160 K 5) Converta 37°C para a escala Kelvin. K = C + 273 C = 37°C K = 37 + 273 K = 310K Quantidade de Materia 1) (FCA-PA) O número de mols existentes em 160 g de hidróxido de sódio (NaOH) é: Dados: Na=23; O=16; H=1. a) 2,0 mols b) 3,0 mols c) 4,0 mols d) 5,0 mols e) 6,0 mols 1º Passo: Determinar qual é a temática do exercício. Esse exercício pede o número de mol de NaOH presente em 160 g da substância NaOH. 2º Passo: determinar a massa molar do participante. Para calcular a massa molar do participante, basta multiplicar a quantidade de átomos do elemento pela sua massa e, em seguida, somar: NaOH = 1.23+1.16+1.1 NaOH = 23 + 16 + 1 NaOH = 40 g/mol 3º Passo: Montar uma regra de três para determinar a massa. Na primeira linha da regra de três, utilizamos o número de mol relacionado à massa molar da molécula do NaOH. Na segunda linha, são colocados os dados solicitados pelo exercício: Molécula de NaOH-------Massa de NaOH 1mol------------------40 g x---------------160 g 40.x = 1.160 x = 160 | 40 x = 4 mol 2) (FCA-PA) – O número de mols existentes em 160 g de hidróxido de sódio (NaOH) é: Dados: Na=23; O=16; H=1. a) 2,0 mols b) 3,0 mols c) 4,0 mols d) 5,0 mols e) 6,0 mols Na= 23+16+1=40 n = m M N=160 = 4 mols 40 3) Exemplo - (Ufal) Quantos mols de átomos de hidrogênio há em 0,50 mol de H4P2O7? a) 0,50 b) 1,0 c) 2,0 d) 2,5 e) 4,0 1º Passo: Determinar qual é a temática do exercício. Esse exercício pede o número de mol de hidrogênio presente em 0,5 mol da substância H4P2O7, a qual apresenta quatro átomos de hidrogênio por molécula. Vale ressaltar que a quantidade de átomos em uma molécula pode ser relacionada com a quantidade em mol de átomos. Dessa forma, quatro átomos podem ser utilizados como 4 mol de átomos. 2º Passo: Montar uma regra de três para determinar o número de mol. Na primeira linha da regra de três, colocamos o número de mol relacionado à molécula do H4P2O7, junto com o número de mol de átomos de H nessa mesma molécula. Na segunda linha, dispomos os dados do exercício: Molécula de H4P2O7-------átomos de hidrogênio 1 mol------------------4 mol 0,5 mol---------------x 1.x = 0,5.4 x = 2 mol 4) (Osec-SP) Considere a reação química representada pela equação química não balanceada: Fe(s) + O2(g) → Fe2O3(s) Quantos mols de O2 reagem com 4 mol de Fe(s)? a) 1,5 b) 2,0 c) 2,5 d) 3,0 e) 3,5 Resolução; 1º Passo: Determinar quais dos componentes da reação participam do cálculo. Nesse caso, o exercício pede o número de mol do O2 com relação a 4 mol de Fe, portanto, esses são os participantes do cálculo. 2º Passo: Verificar se a equação está balanceada e, caso seja necessário, realizar o balanceamento da equação. A equação do exercício não está balanceada. Após balanceá-la, temos: 4 Fe(s) + 3 O2(g) → 2 Fe2O3(s) 3º Passo: Montar uma regra de três para determinar o número de mol. Na primeira linha, colocamos o número de mol relacionado ao coeficiente do balanceamento de cada um. Na segunda linha, dispomos os dados do exercício: 4 Fe(s) ----------- 3 O2(g) 4 mol------------3 mol 4 mol-----------x 4.x = 4.3 4x = 12 x = 12 4 x = 3 mol 5) Exemplo - (FCA-PA) O número de mols existentes em 160 g de hidróxido de sódio (NaOH) é: Dados: Na=23; O=16; H=1. a) 2,0 mols b) 3,0 mols c) 4,0 mols d) 5,0 mols e) 6,0 mols Resolução ; 1º Passo: Determinar qual é a temática do exercício. Esse exercício pede o número de mol de NaOH presente em 160 g da substância NaOH. 2º Passo: determinar a massa molar do participante. Para calcular a massa molar do participante, basta multiplicar a quantidade de átomos do elemento pela sua massa e, em seguida, somar: NaOH = 1.23+1.16+1.1 NaOH = 23 + 16 + 1 NaOH = 40 g/mol 3º Passo:Montar uma regra de três para determinar a massa. Na primeira linha da regra de três, utilizamos o número de mol relacionado à massa molar da molécula do NaOH. Na segunda linha, são colocados os dados solicitados pelo exercício: Molécula de NaOH-------Massa de NaOH 1mol------------------40 g x---------------160 g 40.x = 1.160 x = 160 | 40 x = 4 mol Intensidade Luminosa 1) Uma Lâmpada LED, cujo seu fluxo luminoso é de 35, e seu ângulo esferorradiano é de 1,16. De quanto será sua luminosidade? Resolução I = φ / ω Onde: I é a intensidade luminosa em candelas (cd) φ é o fluxo luminoso em lumens (lm) ω é o ângulo sólido coberto pela radiação em esfero-radianos (sf) I=35 = 30,17 cd 1,16 2) Uma Lâmpada Incandescente, cujo seu fluxo luminoso é de 415, e seu ângulo esferorradiano é de 12,57. De quanto será sua luminosidade? I= 415 = 33cd 12,57 3) Uma Lâmpada Fluorescente, cujo seu fluxo luminoso é de 4.800, e seu ângulo esferorradiano é de 0,0126. De quanto será sua luminosidade? I= 4.800 = 380,95 cd 0,0126 4) Uma Lâmpada Lâmpada halogena de alta potência, cujo seu fluxo luminoso é de 580.000 lumens, e seu ângulo esferorradiano é de 12,88. De quanto será sua luminosidade? I=580.000 = 45,03 cd 12,88 5) Uma Lâmpada LED, cujo seu fluxo luminoso é de 45, e seu ângulo esferorradiano é de 1,50. De quanto será sua luminosidade? I=45 = 30 mcd 1,50 Atualmente quais foram as mudanças nos padrões do sistema internacional de medidas Mudanças perceptíveis e imperceptíveis As modificações não deverão ter impacto na vida diária - de fato, elas foram pensadas levando isso em conta. Um quilograma de laranjas no mercado continuará pesando o mesmo quilograma a partir da próxima semana, embora o referencial não seja mais o famoso cilindro de platina e irídio, conhecido como Le Gran K, adotado como padrão do quilograma em 1875 e que está guardado no Bureau Internacional de Pesos e Medidas, na cidade de Sèvres, na França. Mesmo os cientistas não deverão ter problemas, já que as imprecisões das constantes fundamentais aparecem em casas decimais que a maioria deles nunca atinge em seus experimentos. Mas haverá alguns efeitos perceptíveis, como medidas relacionadas com a gravidade, experimentos de mecânica quântica e síntese de moléculas para fármacos. O quilograma passa agora a estar relacionado à constante de Planck, o parâmetro fundamental que define a escala da mecânica quântica. Nas últimas décadas, os pesquisadores desenvolveram dois experimentos de interligação quilograma-Planck: A balança de Watt, que contrabalança a força descendente da gravidade em um pedaço de metal com uma força magnética para cima em uma bobina mantida em um campo magnético, e o Projeto Avogadro, que envolveu a fabricação de uma esfera quase perfeita de silício. Esses dois métodos retornaram valores da constante de Planck com uma precisão de 10 partes por bilhão (ppb), que permitiram que o h fosse https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=quilograma-que-nao-muda-tempo&id=010170101123 estabelecido como uma constante, não dependendo mais de medições. Por outro lado, ainda que não tenha efeitos práticos imediatos, isso significa que o quilograma passa a herdar a incerteza que apareceu nessas medições da constante de Planck, mostrando que poderemos voltar ao assunto no futuro. Outras unidades, como os do volt e do ohm, também terão uma pequena mudança em seus valores devido à nova definição do ampere. Alterações nas unidades SI Veja as unidades que passam a ter novas definições e seus valores da partir do dia 20 de Maio: Quilograma: O quilograma é definido estabelecendo-se a constante de Planck (h) exatamente em 6,62607015 × 10-34 J·s (J = kg·m2·s-2), dadas as definições do metro e do segundo. Ampere: O fluxo de 1/1,602176634 × 10-19 vezes a carga do elétron por segundo. kelvin: O kelvin é definido estabelecendo-se o valor numérico fixo da constante de Boltzmann (k) em 1,380649 × 10-23 J·K-1, (J = kg·m2·s-2), dadas as definições do quilograma, do metro e do segundo. mol: A quantidade de substância de exatamente 6,02214076 × 1023 entidades elementares. Este número é o valor numérico fixo da constante de Avogadro (NA) quando expressa na unidade mol-1 e é chamado de número de Avogadro.
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