1. DEFINIES E CONCEITOS IMPORTANTESAcredito que para uma boa compreenso da Fsica e das possibilidades que seu entendimento pode nos trazer para nosso dia-a-dia passam, necessariamente, por compreender que a Fsica tem uma linguagem e representao matemtica prpria, com decodificao de significados que exigem um rigor diferente da lngua portuguesa.Assim, para este incio de trabalho, apresentaremos uma srie de definies e conceitos que sero de extrema importncia para ns.1.1 FSICAEm grego significa natureza, logo estudar Fsica, buscar entender a natureza e todos os seus fenmenos.

1.2 NATUREZAConjunto de todas as coisas criadas; o universo, tudo aquilo que est ao redor do Homem.1.3 MEIOCorpo ou ambiente onde se passam fenmenos especiais, substncia slida, lquida ou gasosa, dentro da qual vivem os seres. Aquilo que existe entre dois corpos.Pode ser: Meio material tem molculas (Slido; Lquido; Gasoso; Plasma; etc.). Meio no-material no tem molculas (vcuo).1.4 ENERGIA

aquilo que necessrio ter para se realizar algo, a capacidade dos corpos para produzir um trabalho ou desenvolver uma fora.

1.4.1 Tipos de EnergiaAlguns dos principais tipos de energia so: Energia Eltrica: uma forma de energia baseada na gerao de diferenas de potencial eltrico entre dois pontos, que permitem estabelecer uma corrente eltrica entre ambos. Mediante a transformao adequada possvel obter que tal energia mostre-se em outras formas finais de uso direto, em forma de luz, movimento ou calor, segundo os elementos da conservao da energia. uma das formas de energia que a humanidade mais utiliza na atualidade, graas a sua facilidade de transporte, baixo ndice de perda energtica durante converses.A energia eltrica obtida principalmente atravs de geradores:- mecnicos (usinas): Termoeltricas (combustveis fsseis, carvo, nuclear); Hidreltricas ou Hidroeltricas (curso de rios); Elicas (ventos); Mars.- qumicos Pilhas; Baterias (associao de vrias pilhas); Placas solares.Obs. A energia solar, uma subdiviso dos geradores qumicos, mas importante termos uma anlise mais aprofundada, que faremos agora:Energia Solar

um termo que se refere energia proveniente da luz e do calor do Sol. utilizada por meio de diferentes tecnologias em constante evoluo, como o aquecimento solar, a energia solar fotovoltaica, a energia heliotrmica, a arquitetura solar e a fotossntese artificial.Tecnologias solares so amplamente caracterizadas como ativas ou passivas, dependendo da forma como captura, converte e distribui a energia solar. Entre as tcnicas solares ativas esto o uso de painis fotovoltaicos, concentradores solares trmicos das usinas heliotrmica e os aquecedores solares. Entre as tcnicas solares passivas esto a orientao de um edifcio para o Sol, a seleo de materiais com massa trmica favorvel ou propriedades translcidas e projetar espaos que faam o ar circular naturalmente.Na gerao fotovoltaica, a energia luminosa convertida diretamente em energia eltrica. Nas usinas heliotrmicas, a produo de eletricidade acontece em dois passos: primeiro, os raios solares concentrados aquecem um receptor e, depois, este calor (350C - 1000C) usado para iniciar o processo convencional da gerao de energia eltrica por meio da movimentao de uma turbina. No aquecimento solar, a luz do Sol utilizada para aquecer a gua de casas e prdios (80C), o objetivo aqui no a gerao de energia eltrica.

Energia Trmica (Q):Tambm chamada de Calor uma forma de energia que est diretamente associada temperatura absoluta de um sistema, e corresponde classicamente soma das energias cinticas microscpicas que suas partculas constituintes possuem em virtude de seus movimentos de translao, vibrao ou rotao. Assume-se um referencial inercial sob o centro de massa do sistema. Em sistemas onde h radiao trmica confinada, a energia de tal radiao tambm integra a energia trmica. A energia trmica de um corpo macroscpico corresponde assim soma das energias cinticas de seus constituintes microscpicos e das energias atreladas s partculas de radiao (ftons trmicos) por ele confinadas. transferncia de energia, impelida por uma diferena de temperaturas, de um sistema termodinmico a outro, d-se o nome de calor.

Energia Atmica:Energia liberada por alteraes no ncleo de um tomo (como, por exemplo, pela fisso de um ncleo pesado por um nutron ou pela fuso de ncleos leves em mais pesados), acompanhada de perda de massa; tambm chamadaenergia nuclear.

Energia Mecnica (Em):, resumidamente, a capacidade de um corpo produzir trabalho que pertence aos corpos que tem massa e que pode ser transferida por meio de fora. A energia mecnica total de um sistema a soma da energia potencial com a energia cintica. Se o sistema for conservativo, ou seja, apenas foras conservativas atuam nele, a energia mecnica total conserva-se e uma constante de movimento. A energia mecnica "Em" que um corpo possui a soma da sua energia cintica Ec mais energia potencial Ep.Energia Cintica (Ec): a energia mecnica dos corpos em movimento.

Energia potencial (Ep): a armazenada em um corpo, isto , que pode a qualquer momento manifestar-se, por exemplo, sob a forma de movimento, tambm chamada de energia latente. A energia potencial derivada de foras conservativas, ou seja, a trajetria do corpo no interfere no trabalho realizado pela fora, o que importa so: a posio final e a inicial, ento o percurso no interfere no valor final da variao da energia potencial. A energia potncia pode se manifestar de duas formas diferentes: Energia Potencial Elstica (Epe) a energia relacionada deformao de uma mola ou de um elstico; Energia Potencial Gravitacional (Epg) a energia associada ao estado de separao entre dois objetos que se interagem por meio de um campo gravitacional, onde ocorre a atrao mtua ocasionada pela fora gravitacional, ou seja, quando elevamos um corpo de massa m a uma altura h, estamos transferindo energia para o corpo na forma de trabalho, esta energia se armazena em relao altura. Energia Potencial Eltrica a energia que cria a capacidade que um corpo energizado realizar trabalho, ou seja, atrair ou repelir outras cargas eltricas.

Energia Ondulatria: a energia que se propaga sem o transporte de matria, se manifesta de diversas formas. Os tipos mais comuns de energia ondulatria so: Energia Luminosa: uma forma de energia radiante ondulatria do tipo eletromagntica que se situa entre a radiao infravermelha e a radiao ultravioleta. Energia Sonora: uma forma de energia ondulatria de natureza mecnica longitudinal elstica que causa compresses e descompresses sucessivas do meio, que se propaga de forma circuncntrica, apenas em meios materiais (que tm massa e elasticidade), como os slidos, lquidos ou gases. Energia radiante: uma forma de energia ondulatria liberada por campos eletromagnticos como as de rdio, raios infravermelhos, luz visvel, raios ultravioleta, raios X e raios gama, podendo ser ionizantes (causando danos ao DNA) e no ionizantes.

Energia Qumica: a energia liberada ou formada em uma reao qumica.

Energia Eltrica:

1.5 FORAPodemos dizer que fora uma grandeza vetorial sendo que fora : uma ao que se faz ou que se sente; o veculo de transporte da energia. o produto da massa pela acelerao de um corpo (F = m.a)

1.6 RESULTANTE como chamamos fora resultante, ou seja, Resultante : o resultado que se observa da ao de todas as foras sobre um corpo; a soma das foras atuantes em um corpo.Obs. A resultante nula no significa que no h foras atuantes, mas sim que a somas das foras atuantes no produz mudanas no estado do corpo, mantendo o corpo em inrcia.1.7 MASSA a medida da inrcia de um corpo; medido por uma balana.

1.8 INRCIA o estado que os corpos tendem a estar quando a resultante sobre eles nula;Todo corpo tende a permanecer no estado em que se encontra, at que uma ao modifique este estado (enunciado do PRINCPIO DA INRCIA 1 lei de Newton).1.9 PESO a fora com que os corpos que tm massa so atrados para o centro do planeta; sinnimo de fora da gravidade; uma fora; medido por um dinammetro.

1.10 NORMAL Uma fora perpendicular superfcie quando h um corpo em contato com esta. uma fora exercida sobre a superfcie e no sobre o corpo.2. GRANDEZASMedir uma grandeza compar-la com outra grandeza de mesma espcie, apresentando esta comparao atravs de um valor numrico em determinado padro - que a unidade de medida - verifica-se, ento, quantas vezes a unidade est contida na grandeza que est sendo medida. Em resumo, Grandeza Fsica tudo aquilo que pode ser medido e associado um valor numrico e a uma unidade. Exemplos: tempo, comprimento, velocidade, acelerao, fora, energia, trabalho, temperatura, presso.

2.1 Classificaes das Grandezas Fsicas2.1.1 Grandezas escalaresGrandezas fsicas, como o tempo (por exemplo, 5 segundos), ficam perfeitamente definidas quando so especificados o seu mdulo (5) e sua unidade de medida (segundo). Estas grandezas fsicas (que so completamente definidas quando so especificados o seu mdulo e a sua unidade de medida) so denominadas grandezas escalares. A temperatura, rea, e volume, so tambm grandezas escalares.

2.1.2 Grandezas vetoriaisSo aquelas que, para serem caracterizadas, necessitam de um nmero e uma unidade (valor algebraico), direo e sentido.

2.2 Grandezas fundamentaisSo as grandezas ditas primitivas de que no dependem de outras para serem definidas. Exemplos: comprimento, massa, tempo.

2.3 Grandezas derivadasSo definidas por relao entre as grandezas fundamentais. Exemplos: velocidade, acelerao, fora potncia.

2.4 Unidades de MedidaNo estudo da fsica importante saber um pouco mais das unidades de medidas, que so medidas de determinadas grandezas. O Sistema Internacional de Unidades (SI) um conjunto de informaes sobre as unidades de mediadas convencionadas pelo mundo inteiro. No SI existem algumas unidades fundamentais, delas surgem outras unidades derivadas.Observe a tabela abaixo, nela est representado o conjunto de unidades de medidas (consideradas unidades fundamentais) das grandezas mais importantes no estudo da fsica.O smbolos das unidades de medida so sempre em letras minsculas, com exceo das unidades advindas de nome de cientistas, nesse caso o nome, por extenso escrito em letra minscula e o smbolo com letra maiscula (ex. pascal Pa, newton (N), tesla (T), weber (Wb))

2.5 SISTEMAS DE UNIDADES2.4.1 Sistema Usual o sistema usado no dia a dia, de acordo com a convenincia da necessidade de medida. Ex.Comprimento: cm, m ou Km.Massa: mg, g ou kgTempo: s, min ou h

2.4.2 Sistema Ingls ou USCS (United States Customary System) baseado no BUS (Britsh Unity System) em que:Comprimento: yard (yd) jardas, milles (mi) milhas inch (i) polegadasMassa: pounds (p) libras, oz onasTempo: s min hEnergia: Eltron-volt 1 eV = 1,602177733.10-19 J BTU (Britsh Thermal Unit) 1 BTU = 1 055,05585 J

2.4.3 Sistema c g sMassa: gFora: dyn (dyna)Tempo: s

2.4.4 Sistema M kg s:Comprimento: mMassa: kgFora: NTempo: s

2.4.5 Sistema M kgf sComprimento: mMassa: u.t.m (unidade tcnica de massa)Fora: kgfTempo: s

2.5 Prefixos (mltiplos e submltiplos)PREFIXOSMBOLOPOTENCIA EQUIVALENTE

MLTIPLOSTeraT1012

GigaG109

MegaM106

QuiloK103

Hectoh102

Decada101

unidade

SUBMLTIPLOSDecid10-1

centic10-2

Milim10-3

micro10-6

Nanon10-9

Picop10-12

femtof10-15

Attoa10-18

zeptoz10-21

yoctoy10-24

2.6 Sistema internacional de unidades S.I.2.6.1 Grandezas Fundamentais e suas unidades de medidaGrandezaUnidadeSmbolo

Comprimentometrom

Massaquilogramakg

Temposegundos

Corrente eltricaampreA

Temperatura termodinmicakelvinK

Quantidade de matriamolmol[8]

Intensidade luminosacandelacd

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. As unidades bsicas do SI posto que dimensionalmente axiomticas so dimensionalmente independentes entre si.2.6.2 Grandezas Derivadas e suas unidades de medidaTodas 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 do SI e sinais de multiplicao e diviso, ou seja, sem qualquer fator multiplicativo ou prefixo com a mesma funo. Desse modo, h apenas uma unidade do SI para cada grandeza. Contudo, para cada unidade do SI pode haver vrias grandezas. s vezes, do-se nomes especiais para as unidades derivadas.Segue uma tabela com as unidades SI derivadas que recebem um nome especial e smbolo particular:

GrandezaUnidadeSmboloDimensional analticaDimensional sinttica

ngulo planoradianorad1m/m

ngulo slidoesferorradiano1sr1m/m

FrequnciahertzHz1/s---

ForanewtonNkgm/s---

PressopascalPakg/(ms)N/m

EnergiajouleJkgm/sNm

PotnciawattWkgm/sJ/s

Carga eltricacoulombCAs---

Tenso eltricavoltVkgm/(sA)W/A

Resistncia eltricaohmkgm/(sA)V/A

CapacitnciafaradFAss/(kgm)As/V

CondutnciasiemensSAs/(kgm)A/V

IndutnciahenryHkgm/(sA)Wb/A

Fluxo magnticoweberWbkgm/(sA)Vs

Densidade de fluxo magnticoteslaTkg/(sA)Wb/m

Temperatura em Celsiusgrau CelsiusC------

Fluxo luminosolmenlmcdcdsr

Luminosidadeluxlxcd/mlm/m

Atividade radioativabecquerelBq1/s---

Dose absorvidagrayGym/sJ/kg

Dose equivalentesievertSvm/sJ/kg

Atividade catalticakatalkatmol/s---

2.6.3 Sistema MKS de unidades um sistema de unidades de medidas fsicas, ou sistema dimensional, de tipologia LMT (comprimento, massa tempo), cujas unidades-base so o metro para o comprimento, o quilograma para a massa e o segundo para o tempo.

2.6.4 FundamentosMKS um Acrnimo maisculo para metrokg (quilograma)segundo. o sistema de unidades fsicas essencial que originou o Sistema Internacional de Unidades (SI), por este sendo substitudo. O SI baseou-se, em essncia, no Sistema MKS de unidades, algumas vezes dito (embora impropriamente) "sistema mtrico de unidades".Conquanto haja tendncia de unificao internacional por meio do Sistema Internacional de Unidades, o Sistema CGS de unidades e outros ainda so bastante usados em vrias reas e h algumas razes de ordem lgica, outras de fundo histrico, outras ainda de respaldo tradicional.

2.6.5 Unidades mecnicas MKSUnidades mecnicas MKS

GrandezaUnidadeDefinio (Dimensional)CGS

comprimentometrom10 cm

massaquilogramakg10 g

temposegundoS

foranewtonN = 1kg.m/s105 dyn

energiajouleJ = 1kg.m/s107 erg

potnciawattW = 1kg.m/s107 erg/s

pressopascalPa= 1kg/m.s2105 Bar

3. Anlise DimensionalTem sua grande utilidade na previso, verificao e resoluo de equaes que relacionam as grandezas fsicas garantindo sua integridade e homogeneidade. Este procedimento auxilia a minimizar a necessidade de memorizao das equaes. Em anlise dimensional tratamos as dimenses como grandezas algbricas, isto , apenas adicionamos ou subtraimos grandezas nas equaes quando elas possuem a mesma dimenso.A Analise Dimensional a rea da fsica que se interessa pelas unidades de medida das grandezas fsicas. Notavelmente, o fato de todas as unidades serem arbitrrias faz com que todas as equaes sejam homogneas, para isto buscamos reduzir todas as grandezas s trs grandezas bsicas comprimento (L), massa (M) e tempo (T) escritos pela equao dimensional, representada por:

Onde: G a grandeza que se deseja analisar; L o comprimento; x o nmero de medidas feitas para o comprimento; M a massa; y o nmero de mediadas feitas para a massa; T o tempo; z o nmero de medidas feitas para o tempo.

Em nosso trabalho abordaremos a anlise dimensional atravs da frmula matemtica e das unidades de medida do SI.

Exemplos de anlise dimensional.Apresente as grandezas abaixo em sua forma dimensional, a partir de suas frmulas e unidades matemticas:a) velocidade;

b) acelerao;

c) fora;F =m.a

d) energia;a partir do trabalho:

e) preso;