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Prof. Fabricio Biazotto www.aprovaconcursos.com.br CAPÍTULO X – UNIDADES DE MEDIDA. 1 – HISTÓRIA E IMPORTÂNCIA: Atualmente as unidades de medidas utilizadas e padronizadas pelo sistema internacional de medidas são: Quilômetro (km), Hectômetro (hm), Decâmetro (dam), metro (m), Decímetro (dm), Centímetro (cm) e Milímetro (mm). Das unidades citadas utilizamos como referencial o metro. Ao longo da história da humanidade as unidades de medida eram criadas e adaptadas de acordo com a necessidade dos povos. Muitas dessas medidas e eram realizadas baseadas em partes do corpo. Por exemplo, o cúbito era uma unidade utilizada pelos egípcios há, aproximadamente, 4.000 anos. Ela consistia na distância do cotovelo até a ponta do dedo médio do faraó. O palmo também era muito utilizado pelos povos egípcios, essa medida consistia na utilização de quatro dedos juntos e correspondia à sétima parte do cúbito. Hoje o palmo ainda é utilizado em medições caseiras, é medido pela distância em linha reta do polegar ao dedo minguinho. Algumas unidades ainda são utilizadas por determinados países até os dias atuais. A Inglaterra e os Estados Unidos utilizam a jarda como medida de comprimento. Essa medida consiste na distância entre o nariz e a ponta do polegar, com o braço esticado. Nos jogos de futebol, a jarda é utilizada nos momentos em que o juiz precisa marcar a distância entre a bola e a barreira, para isso ele faz a medição contando passos, que é a medida aproximada de 1 jarda. No futebol americano as distâncias percorridas pelos atletas são registradas em jardas, que medem aproximadamente 0,91 metros. Prof. Fabricio Biazotto www.aprovaconcursos.com.br Enquanto o Brasil utiliza como medida de comprimento padrão o metro, os Estados Unidos utilizam a milha. Temos que 1 milha corresponde a, aproximadamente, 1.609 metros. A polegada é uma unidade de comprimento utilizada no Brasil em casos isolados, mas é muito usada em países como a Inglaterra, e sua medição possui uma relação com o centímetro, de forma que 1 polegada corresponde a 2,54 centímetros. Na aviação verificamos uma unidade usada na determinação de altura, o pé. Quando um avião precisa informar a sua altura ele utiliza essa unidade comunicando aos passageiros e informando a torre de comando a sua altitude correta. Por exemplo, um avião que se encontra a 10.000 pés de altitude está a 304.800 cm, que corresponde a 3048 metros. Dizemos que 1 pé corresponde a 30,48 centímetros. A ciência grega antiga sempre foi palco de grandes descobertas e invenções em relação a ciência experimental. Uma das grandes descobertas científicas gregas foi sem dúvida o comprimento da circunferência da Terra. Embora o método utilizado na época (século III A.C.) possa parecer simplório, vale lembrar que nesse período não se tinha conhecimento matemático e muito menos científico como temos hoje em dia. Um método muito utilizado para se medir distâncias muito grandes é a triangulação, que requer apenas uma distância conhecida para servir de base e um instrumento que permita mirar objetos distantes e medir o ângulo entre a direção da mira e a linha de base. Esse método serve, por exemplo, para medir a distância entre duas margens de um rio, sem a necessidade de atravessá-lo. Uma variação deste método foi utilizada por Erastóstenes no século III A.C. para medir o raio da Terra. A ideia de que a Terra teria uma forma esférica já era difundida nessa época, pois Aristóteles havia citado como argumento a sombra circular projetada pela Terra sobre a Lua sempre que ela estava entre o Sol e a Lua. O método de Erastóstenes está ilustrado na figura abaixo. No dia de solstício de verão (o dia mais longo do ano), na cidade de Siene (atual Aswan), ao meio dia, os raios solares eram extremamente verticais, o que ele verificou pela ausência de sombra de uma estaca cravada verticalmente no solo. Prof. Fabricio Biazotto www.aprovaconcursos.com.br Ao mesmo tempo, em Alexandria, a norte de Siene sobre o mesmo meridiano, os raios solares faziam um ângulo θ = 7,2o com a vertical. Esse ângulo foi medido utilizando um fio de prumo. Para saber a distancia s entre Siene e Alexandria, Erastóstenes mandou seu aprendiz percorrer o trajeto entre as cidades utilizando uma roda com circunferência conhecida, de modo que ao final do percurso bastava apenas multiplicar a quantidade de voltas realizadas pelo comprimento da circunferência. O valor para s encontrado por Erastóstenes foi de 5.000 “stadia” (medida grega de comprimento na época). Tendo todos esses valores, o matemático grego utilizou uma regra de três muito simples, dada por: Substituindo o valor obtido para θ, Erastóstenes chegou a seguinte expressão: C = 2R = 50 s Assim, foi possível calcular o raio da Terra, e consequentemente o comprimento da circunferência da Terra, chegando ao valor de: C = 250.000 “stadia”, o que corresponde a C = 39.250 km. Hoje, este valor está medido muito precisamente, correspondendo a C = 40.023 km, ou seja, a medida feita pelo matemático Grego apresentou um erro menor que 2% em relação ao conhecido atualmente. Assim, é possível notar a exatidão das medidas realizadas por Erastóstenes, em uma época em que ainda não havia sido desenvolvido o cálculo e muito menos aparelhos capazes de realizar medidas de longas escalas de comprimento. Unidade de medida é uma quantidade específica de determinada grandeza física e que serve de padrão para eventuais comparações, e que serve de padrão para outras medidas. O Sistema internacional de unidades (SI) foi criado, pois por longo tempo, cada região, país teve um sistema de medidas diferente, criando muitos problemas para o comércio devido à falta de padronização de tais medidas. Para resolver o problema foi criado o Sistema Métrico Decimal que adotou inicialmente adotou três unidades básicas: metro, litro e quilograma. http://www.inape.org.br/wp-content/uploads/2011/02/Equacao_01.jpg Prof. Fabricio Biazotto www.aprovaconcursos.com.br Entretanto, o desenvolvimento tecnológico e científico exigiu um sistema padrão de unidades que tivesse maior precisão nas medidas. Foi então que em 1960, foi criado o Sistema Internacional de unidades(SI). Hoje, o SI é o sistema de medidas mais utilizado em todo o mundo. Existem sete unidades básicas do SI que estão na tabela abaixo: Grandeza Unidade Símbolo Comprimento metro m Massa quilograma kg Tempo segundo s Corrente Elétrica Ampère A Temperatura kelvin K Quantidade de matéria mol mol Intensidade luminosa candela cd Segue abaixo as grandezas Físicas e suas unidades no sistema internacional. São grandezas cujas unidades são derivadas das unidades básicas do SI. Grandeza Unidade Símbolo Unidade sintética Unidades Básicas Área --- m² --- --- Volume --- m³ --- --- Densidade --- Kg/m³ --- --- Concentração --- mol/m³ --- --- Aceleração --- m/s² --- --- Campo magnético --- A/m --- --- Velocidade --- m² --- --- Velocidade angular --- Rad/s Hz 1/s Aceleração angular --- Rad/s² Hz² 1/s² Calor específico --- J/kg.K N.m/K.Kg m²/(s².K) Condutividade térmica --- W/m.K J/s.m.K Kg.m/ Momento de Força --- N/m --- Kg.m²/s² Força Newton N --- Kg.m/s² Freqüência Hertz Hz --- 1 Ângulo radiano rad m/m 1 Pressão Pascal Pa N/m² Kg/(m.s²) Energia Joule J N.m Kg.m²/s² Potência Watt W J/s Kgm²/s³ http://www.infoescola.com/fisica/corrente-eletrica/ http://www.infoescola.com/fisica/campo-magnetico/ http://www.infoescola.com/fisica/velocidade-angular/ http://www.infoescola.com/fisica/calor-latente-e-calor-especifico/ Prof. Fabricio Biazotto www.aprovaconcursos.com.br Carga elétrica Coloumb C --- A.s Tensão elétrica Volt V W/A Kg.m²/s³.A Resistência elétrica Ohm Ώ V/A Kg.m²/(s³.A²) Capacitância Farad F A.s/V A².(s^4)/kg.m² Indutância Henry H Wb/A Kg.m²/(s².A²) Fluxo magnético Weber Wb V.s Kg.m²/s².ADensidade do Fluxo mag. Tesla T Wb/m² Kg/s².A 2 – UNIDADE DE COMPRIMENTO: A unidade de principal de comprimento é o metro, entretanto existem situações em que essa unidade deixa de ser prática. Se queremos medir grandes extensões ela é muito pequena, por outro lado se queremos medir extensões muito "pequenas", a unidade metro é muito "grande". Os múltiplos e submúltiplos do metro são chamados de unidades secundárias de comprimento. Na tabela abaixo vemos as unidades de comprimento, seus símbolos e o valor correspondente em metro. Na tabela, cada unidade de comprimento corresponde a 10 vezes a unidade da comprimento imediatamente inferior (à direita). Em consequência, cada unidade de comprimento corresponde a 1 décimo da unidade imediatamente superior (à esquerda). Quilômetro km Hectômetro hm Decâmetro dam Metro m Decímetro dm Centímetro cm Milímetro mm 1000 m 100 m 10 m 1 m 0,1 m 0,01 m 0,001 m Regras Práticas: A) Para passar de uma unidade para outra imediatamente inferior devemos fazer uma multiplicação por 10. Ex : 1 m = 10 dm B) Para passar de uma unidade para outra imediatamente superior, devemos fazer uma divisão por 10. Ex : 1 m = 0,1 dam C) Para passar de uma unidade para outra qualquer, basta aplicar sucessivas vezes uma das regras anteriores. Ex : 1 m = 100 cm 1 m = 0,001 km http://www.infoescola.com/fisica/carga-eletrica/ http://www.infoescola.com/fisica/tensao-eletrica/ http://www.infoescola.com/fisica/fluxo-magnetico/ Prof. Fabricio Biazotto www.aprovaconcursos.com.br 2 – UNIDADE DE ÁREA: Quilômetro quadrado km2 Hectômetro quadrado hm2 Decâmetro quadrado dam2 Metro quadrado m2 Decímetro quadrado dm2 Centímetro quadrado cm2 Milímetro quadrado mm2 1x106 m2 1x104 m2 1x102 m2 1 m2 1x10-2 m2 1x10-4 m2 1x10-6 m2 Regras Práticas: A) Para passar de uma unidade para outra imediatamente inferior devemos fazer uma multiplicação por 100. Ex : 1 m2 = 100 dm2 B) Para passar de uma unidade para outra imediatamente superior, devmos fazer uma divisão por 100. Ex : 1 m2 = 0,01 dam2 C) Para passar de uma unidade para outra qualquer, basta aplicar sucessivas vezes uma das regras anteriores. OBS: 1 HECTARE = 1 HECTÔMETRO QUADRADO (1 hm2) = 10.000 m2. 3 – UNIDADE DE VOLUME: Quilômetro cúbico km3 Hectômetro cúbico hm3 Decâmetro cúbico dam3 Metro cúbico m3 Decímetro cúbico dm3 Centímetro cúbico cm3 Milímetro cúbico mm3 1x109 m3 1x106 m3 1x103 m3 1 m3 1x10-3 m3 1x10-6 m3 1x10- 9 m3 Regras Práticas: A) Para passar de uma unidade para outra imediatamente inferior devemos fazer uma multiplicação por 1000. Ex : 1 m3 = 1000 dm3 B) Para passar de uma unidade para outra imediatamente superior, devemos fazer uma divisão por 1000. Ex : 1 m3 = 0,001 dam3 C) Para passar de uma unidade para outra qualquer, basta aplicar sucessivas vezes uma das regras anteriores. 4 – LITRO (CAPACIDADE): Prof. Fabricio Biazotto www.aprovaconcursos.com.br Quilolitro kl Hectolitro hl Decalitro dal litro l Decilitro dl Centilitro cl Mililitro ml 1000 l 100 l 10 l 1 l 0,1 l 0,01 l 0,001 l Conforme pode observar, é o mesmo da tabela do comprimento, apenas modificando m por l, assim todas as transformações são iguais. Regras Práticas: A) Para passar de uma unidade para outra imediatamente inferior devemos fazer uma multiplicação por 10. Ex : 1 l = 10 dl B) Para passar de uma unidade para outra imediatamente superior, devemos fazer uma divisão por 10. Ex : 1 l = 0,1 dal C) Para passar de uma unidade para outra qualquer, basta aplicar sucessivas vezes uma das regras anteriores. Ex : 1 l = 100 cl 1 l = 0,001 kl ATENÇÃO! VOLUME = CAPACIDADE, OU CAPACIDADE = VOLUME, assim existem relações importantes entre elas que é preciso saber: 1.000 l = 1 m3. 1 l = 1 dm3. 1 ml = 1 cm3. 5 – MASSA (QUILOGRAMA): Quilograma kg Hectograma hg Decagrama dag grama g Decigrama dg Centigrama cg Miligrama mg 1000 g 100 g 10 g 1 g 0,1 g 0,01 g 0,001 g Conforme pode observar, é o mesmo da tabela do comprimento e do litro, apenas modificando para g, assim todas as transformações são iguais. Regras Práticas: A) Para passar de uma unidade para outra imediatamente inferior devemos fazer uma multiplicação por 10. Ex : 1 g = 10 dg Prof. Fabricio Biazotto www.aprovaconcursos.com.br B) Para passar de uma unidade para outra imediatamente superior, devemos fazer uma divisão por 10. Ex : 1 g = 0,1 dag C) Para passar de uma unidade para outra qualquer, basta aplicar sucessivas vezes uma das regras anteriores. Ex : 1 g = 100 cg 1 l = 0,001 kg 6 – PREFIXOS DAS UNIDADES USUAIS: 7 – EXERCÍCIOS: 1) O micrômetro (1 µm = 10-6 m) é comumente chamado de mícron. A) Quantos mícrons existem em 1 km? 1.000.000.000 µm. B) Que fração do cm e igual a 1 µm? 0,0001 cm ou 1/10.000 cm. 2) Uma unidade de área frequentemente utilizada para expressar áreas de terra é o hectare, definido como 10^4m2. Prof. Fabricio Biazotto www.aprovaconcursos.com.br Uma mina de carvão a céu aberto consome 75 hectares de terra, a uma profundidade de 26 m por ano. Calcule o volume de terra retirada neste tempo em km3 R: 0,0195km3 3) O intervalo de tempo de 2,4 minutos equivale, no Sistema Internacional de unidades (SI), a: a) 24 segundos. b) 124 segundos. c) 144 segundos. d) 160 segundos. e) 240 segundos. (LETRA C) 4) Considere os três comprimentos seguintes: d1=0,521km, d2=5,21.10-2 m e d3=5,21.106 mm. A) Escreva esses comprimentos em ordem crescente. (d2 < d1 < d3) b) Determine a razão d3/d1. (10) 5) O fumo é comprovadamente um vício prejudicial à saúde. Segundo dados da Organização Mundial da Saúde, um fumante médio, ou seja, aquele que consome cerca de 10 cigarros por dia, ao chegar à meia-idade terá problemas cardiovasculares. A ordem de grandeza do número de cigarros consumidos por este fumante durante 30 anos é de: a) 10^2 b) 10^3 c) 10^4 d) 10^5 e) 10^6. (LETRA D) 6) "A próxima geração de chips da Intel, os P7, deverá estar saindo da fábrica dentro de dois anos, reunindo nada menos do que dez milhões de transistores num quadrinho com quatro ou cinco milímetros de lado." (Revista ISTO É, n°1945, página 61). Tendo como base as informações anteriores, podemos afirmar que cada um desses transistores ocupa uma área da ordem de: a) 10−2 m2 b) 10−4 m2 c) 10−8 m2 d) 10−10 m2 e) 10−12 m2. (LETRA E) Prof. Fabricio Biazotto www.aprovaconcursos.com.br 7) Se uma vela de 36 cm de altura diminui 1,8 mm por minuto, quanto tempo levará para se consumir? A) 2 h B) 2 h 36 min C) 3 h D) 3 h 18 min E) 3 h 20 min. (LETRA E) 1) O micrômetro (1 µm = 10-6 m) é comumente chamado de mícron. A) Quantos mícrons existem em 1 km? B) B) Que fração do cm e igual a 1 µm? RESOLUÇÃO: A) 1 µm = 10-6 m X µm = 1 Km 1 µm = 10-6 m x µm = 1000 m 1 µm = 0,000001 m x µm = 1000 m 0,000001X = 1000 X = 1000/0,000001 X = 1.000.000.000 µm B) 1 µm = 0,000001 m 1 µm = x cm 1 µm = 0,0001 cm 1 µm = x cm X = 0,0001 Ou x = 1/10.000 2) Uma unidade de área frequentemente utilizada para expressar áreas de terra é o hectare, definido como 10^4m2. Uma mina de carvão a céu aberto consome 75 hectares de terra, a uma profundidade de 26 m por ano. Calcule o volume de terra retirada neste tempo em km3 RESOLUÇÃO: 10ˆ4 = 10.000 m2 75 hectares = 75 x 10.000 = 750.000 m2 750.000 m2 x 26 m = 19.500.000 m3 1 Km3 = 1 x 109 m3 = 1.000.000.000 m3 1 Km3 = 1.000.000.000 m3 X Km3 = 19.500.000 m3 1.000.000.000 X =19.500.000 X = 19.500.000/1.000.000.000 X = 0,0195 Km3 3) O intervalo de tempo de 2,4 minutos equivale, no Sistema Internacional de unidades (SI), a: a) 24 segundos. b) 124 segundos. c) 144 segundos. d) 160 segundos. e) 240 segundos. RESOLUÇÃO: 1 MIN = 60 S 2,4 MIN = X S: 2,4 X 60 = 144 S RESPOSTA: LETRA C 4) Considere os três comprimentos seguintes: d1=0,521km, d2=5,21.10-2 m e d3=5,21.106 mm. A) Escreva esses comprimentos em ordem crescente. B) Determine a razão d3/d1 . RESOLUÇÃO: 1º - PASSAR TUDO PARA A MESMA UNIDADE DE MEDIDA (METRO) d1 = 0,521 Km = 521 m d2 = 5,21 x 10-2 m = 5,21 x 0,01 = 0,0521 m d3=5,21.106 mm = 5,21 x 1.000.000 = 5.210.000 mm = 5.120 m A) d2 < d1 < d3 B) d3/d1 = 5.120/521 = 10 5) O fumo é comprovadamente um vício prejudicial à saúde. Segundo dados da Organização Mundial da Saúde, um fumante médio, ou seja, aquele que consome cerca de 10 cigarros por dia, ao chegar à meia-idade terá problemas cardiovasculares. A ordem de grandeza do número de cigarros consumidos por este fumante durante 30 anos é de: a) 10^2 b) 10^3 c) 10^4 d) 10^5 e) 10^6. RESOLUÇÃO: 10 X 365 DIAS (1 ANO) = 3650 X 30 ANOS = 109.500 CIGARROS (CENTENAS DE MILHARES) CENTENAS DE MILHARES SÃO OS 100.000 = 105 = LETRA D 6) "A próxima geração de chips da Intel, os P7, deverá estar saindo da fábrica dentro de dois anos, reunindo nada menos do que dez milhões de transistores num quadrinho com quatro ou cinco milímetros de lado." (Revista ISTO É, n°1945, página 61). Tendo como base as informações anteriores, podemos afirmar que cada um desses transistores ocupa uma área da ordem de: a) 10−2 m2 b) 10−4 m2 c) 10−8 m2 d) 10−10 m2 e) 10−12 m2 RESOLUÇÃO: TANTO FAZ FAZER COM 4mm OU COM 5mm DE LADO. A RESPOSTA TEM QUE SER A MESMA! ÁREA = 4 X 4 = 16 MM2 16 MM2 = 10.000.000 CHIPS X MM2 = 1 CHIP 10.000.000 X = 16 X = 16 / 10.000.000 X = 0,0000016 MM2 1 MM2 = 1 X 10-6 M2 = 0,000001 M2 1 MM2 = 0,000001 M2 0,0000016 MM2 = X M2 X = 0,000000000016 X = 10-12 M2 = LETRA E 7) Se uma vela de 36 cm de altura diminui 1,8 mm por minuto, quanto tempo levará para se consumir? A) 2 h B) 2 h 36 min C) 3 h D) 3 h 18 min E) 3 h 20 min. RESOLUÇÃO: 1,8 MM = 1 MIN 36 CM = X MIN 1,8 MM = 1 MIN 360 MM = X MIN 1,8 X = 360 X = 200 MIN 200 MIN = 180 MIN + 20 MIN = 3 H E 20 MIN = LETRA E raciocinio_logico_ii_biazotto_generico_17.1 raciocinio_logico_ii_biazotto_generico_17.1.1