1 - Medidas e Conversão de Unidades#

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Fsica

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  • Universidade do Vale do Itaja

    Campus Itaja

    Centro de Cincias Tecnolgicas da Terra e do Mar

    Medies

    Prof. Keila Christina Kleinjohann.

  • 1. Medindo Grandezas

    A fsica se baseia em medies!

    Qual o intervalo de tempo entre dois estalidos de um

    computador?

    Qual a temperatura da gua em um recipiente?

    Qual o comprimento de onda da luz de um determinado

    laser?

    Qual o valor da corrente eltrica em um fio?

    1. Medindo Grandezas

  • Comeamos a aprender fsica

    aprendendo a medir as grandezas que

    aparecem nas leis da fsica.

    ComprimentoTempo

    Temperatura

    Massa

    Presso

    Resistncia Eltrica

    1. Medindo Grandezas

  • S consigo concluir um

    trabalho a tempo quando estou

    sob presso.

    Em fsica, palavras como trabalho e presso tem significado precisos e no

    devemos confundir com seussignificados usuais.

    1. Medindo Grandezas

  • 1. Medindo Grandezas

    Para descrever uma grandeza fsica,

    primeiro definimos uma unidade.

    Medida de grandeza cujo valor

    definido como exatamente 1.

    Em seguida, definimos um padro.

    Referncia com a qual devem sercomparados todos os outros

    exemplos da grandeza.

  • 1. Medindo Grandezas

    Depois de escolhermos um padro para,

    por exemplo, o comprimento, devemos

    desenvolver mtodos pelos quais

    qualquer comprimento possa ser

    expresso em termos do padro.

  • 1. Medindo Grandezas

    Existem tantas grandezas fsicas que no

    fcil organiza-las. Felizmente nem todas

    so independentes:

    A velocidade, por exemplo, a razo entre

    uma distncia e um tempo.

    Assim, atravs de confernciasinternacionais, so escolhidos um pequeno

    nmero de grandezas fsicas, comocomprimento e tempo, e definidos padres

    somente para essas grandezas.

  • 1. Medindo Grandezas

    Desta forma, todas as outras grandezas

    podem ser definidas em termos dessas

    grandezas fundamentais.

    Grandezas fundamentais devem ser

    acessveis e invariveis.

  • 2. O Sistema Internacional de

    Unidades

    Antes da instituio do Sistema Mtrico Decimal (no

    final do sculo XVIII), as unidades de medida eram

    definidas de maneira arbitrria, variando de um pas

    para outro, dificultando as transaes comerciais e o

    intercmbio cientfico entre eles.

    2. O Sistema Internacional de Unidades

  • As unidades de comprimento, por exemplo, eram quase

    sempre derivadas das partes do corpo do rei de cada

    pas: a jarda, o p, a polegada e outras.

    At hoje, estas unidades so usadas nos Estados

    Unidos, mas atravs de padres restritos s dimenses

    do meio em que vivem e no mais as variveis desses

    indivduos.

    2. O Sistema Internacional de Unidades

  • Em 1971, a 14 Conferncia Geral de Pesos e Medidas

    escolheu sete grandezas como fundamentais, formando

    assim a base do Sistema Internacional de Unidades,

    abreviado como SI e popularmente conhecido como

    sistema mtrico.

    O Sistema Internacional de Unidades foi adotado

    globalmente por praticamente todos os pases.

    2. O Sistema Internacional de Unidades

    As trs excees so Myanmar, Libria e os

    Estados Unidos. O Reino Unido adotou

    oficialmente o SI, mas sem a inteno de

    substituir inteiramente seu prprio sistema

    usual de medidas.

  • Definiram-se sete grandezas fsicas postas como

    bsicas ou fundamentais. Por conseguinte, passaram a

    existir sete unidades bsicas correspondentes as

    unidades bsicas do SI descritas na tabela, na

    coluna esquerda. A partir delas, podem-se derivar

    todas as outras unidades existentes.

    2. O Sistema Internacional de Unidades

    Unidades Bsicas ou fundamentais do SI

  • Todas as unidades existentes podem ser derivadas das

    unidades bsicas do SI. Entretanto, consideram-se

    unidades derivadas do SI apenas aquelas que podem

    ser expressas atravs das unidades bsicas e sinais de

    multiplicao e diviso.

    Desse modo, h apenas uma unidade do SI para cada

    grandeza. Contudo, para cada unidade do SI pode

    haver vrias grandezas.

    2. O Sistema Internacional de Unidades

    Unidades Derivadas do SI

  • Segue uma tabela com as unidades SI derivadas que recebem um nome

    especial e smbolo particular:

    2. O Sistema Internacional de Unidades

  • Segue abaixo uma tabela com as unidades que no fazem uso das unidades

    com nomes especiais:

    2. O Sistema Internacional de Unidades

  • Na tabela abaixo, as que fazem uso na sua definio das unidades com

    nomes especiais.

    2. O Sistema Internacional de Unidades

  • Unidades aceitas pelo SI

    O SI aceita vrias unidades que no pertencem ao

    sistema. A primeiras unidades deste tipo so unidades

    muito utilizadas no cotidiano:

    2. O Sistema Internacional de Unidades

  • Unidades aceitas pelo SI

    Outras unidades tambm so aceitas pelo SI, mas

    possuem uma relao com as unidades do SI

    determinada apenas por experimentos:

    2. O Sistema Internacional de Unidades

  • Unidades aceitas pelo SI

    Por fim, tem-se unidades que so aceitas

    temporariamente pelo SI. Seu uso desaconselhado.

    2. O Sistema Internacional de Unidades

  • Prefixos oficiais do SI

    Os prefixos do SI permitem escrever quantidades sem o uso

    da notao cientfica.

    2. O Sistema Internacional de Unidades

  • Prefixos oficiais do SI

    Para utiliz-los, basta juntar o prefixo aportuguesado e o

    nome da unidade, sem mudar a acentuao, como em

    nanossegundo, microssegundo, miliampre (miliampere)

    e deciwatt.

    Para formar o smbolo, basta juntar os smbolos bsicos:

    nm, m, mA e dW

    2. O Sistema Internacional de Unidades

  • Escrita correta de unidades SI

    Nome de unidade: O nome das unidades devem ser

    sempre escrito em letra minscula.

    Exceo: quando o nome estiver no incio da frase e em "grau

    Celsius.

    2. O Sistema Internacional de Unidades

    Exemplos:

    Correto: quilograma, newton, metro cbico.

  • Escrita correta de unidades SI

    Para a pronncia correta do nome das unidades, deve-se

    utilizar o acento tnico sobre a unidade e no sobre o

    prefixo.

    Excees: quilmetro, hectmetro, decmetro, decmetro, centmetro

    e milmetro

    Ao escrever uma unidade composta, no se deve

    misturar o nome com o smbolo da unidade.

    2. O Sistema Internacional de Unidades

    Exemplos: micrometro, hectolitro, milissegundo,

    centigrama, nanometro.

  • Escrita correta de unidades SI

    Smbolo de unidade: As unidades do SI podem ser

    escritas por seus nomes ou representadas por meio de

    smbolos.

    Smbolo no abreviatura: um sinal convencional e

    invarivel utilizado para facilitar e universalizar a escrita e

    a leitura de significados.

    2. O Sistema Internacional de Unidades

  • Escrita correta de unidades SI

    Smbolo no admite plural: Como sinal convencional e

    invarivel que , utilizado para facilitar e universalizar a

    escrita e a leitura de significados, nunca ser seguido de

    "s".

    2. O Sistema Internacional de Unidades

  • Erros encontrados:

    2. O Sistema Internacional de Unidades

  • Frequentemente, precisamos mudar as unidades em que

    est expressa uma grandeza fsica.

    Para isso, usaremos um mtodo chamado de converso

    em cadeia.

    Neste mtodo multiplicamos a medida original por um

    fator de converso (uma relao entre unidades que

    igual a 1.

    3. Mudanas de Unidades

    3. Mudanas de Unidades

    1min

    60s=1

    60s

    1min=1

  • Observe que tal no o mesmo que escrever 1/60 e 60/1.

    O nmero e a unidade formam um todo.

    J que a multiplicao de qualquer grandeza por 1 no

    muda o valor dessa grandeza, podemos introduzir esses

    fatores de converso sempre que acharmos conviniente.

    Na converso em cadeia, usamos os fatores de tal forma

    que as unidades indesejadas se cancelem.

    3. Mudanas de Unidades

    2min = (2min)(1) = (2min)60s

    1min

    =120s

  • Exemplo 1: O submarino de pesquisas ALVIN est

    mergulhando com uma velocidade de 36,5 braas por

    minuto.

    a) Expresse esta velocidade em metros por segundo.

    b) Qual a velocidade em milhas por hora?

    c) Qual a velocidade em anos-luz por ano?

    Dados:

    Uma braa (fath) vale seis ps (ft);

    Um metro (m) vale 3,28 ps (ft);

    Uma milha (mi) vale 5280 ps (ft);

    Um ano luz (al) vale 9,46x1012 quilmetros (km).

    3. Mudanas de Unidades

  • Exemplo 2: Quantos centmetros quadrados tem uma

    rea de 6,0 km2?

    Exemplo 3: Transforme 60 milhas/hora em ps/segundo.

    Dados:

    1 m/s = 3,28 ft/s = 2,24 mi/h

    3. Mudanas de Unidades

  • Em 1792, a recm criada repblica da Frana

    estabeleceu um novo sistema de pesos e medidas. Como

    pedra fundamental desse novo sistema, o metro foi

    definido como um dcimo-milionsimo da distncia entre

    o Plo Norte e o Equador.

    3. Comprimento

    3. Comprimento

  • Mais tarde, por razes de ordem prtica, este padro que

    usava a Terra como referncia foi abandonado e o metro

    passou a ser definido como a distncia entre duas finas

    linhas gravadas perto das extremidades de uma barra de

    platna-irdio, a barra de metro-padro, que era

    guardada no Bureau International de Pesos e Medidas,

    per