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Prof. Oscar Rodrigues dos SantosFÍSICA 1 – 2010 - 2º. Semestre
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EmentaEmenta
•Sistema de Unidades• Análise Dimensional• Teoria de Erros• Vetores•Cinemática•Leis de Newton•Lei da Conservação da Energia•Sistemas de Partículas•Colisões• Movimento de Rotação• Conservação do Momento Angular.
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Bibliografia BásicaBibliografia BásicaFundamentos da Física. Mecânica. Volume 1.
HALLIDAY, Resnick, David. WALKER ROVERT, Jearl.
FÍSICA, Volume 1- Paul TIPLER. Ed. RJ. LTC, 2006.
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Forma de AvaliaçãoForma de AvaliaçãoAVALIAÇÃO INDIVIDUAL (Valor →8,0)
Envolvendo questões discursivas, interpretativas e cálculos.
AVALIAÇÕES PERMANENTES EM SALA DE AULA.
(Valor → 2,0)
Constituídas por:
- Observações feitas pelo professor do envolvimento dos alunos nas atividades em sala de aula.
- Participação em atividades em grupo.-Lista de exercícios.--Relatório das atividades realizadas no laboratório.
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21/09/2010 Primeira Avaliação26/10/2010 Segunda Avaliação30/11/2010 Terceira Avaliação
planos de ensino 2010\IG1EA- EL31C- Fisica 1 - Oscar.doc
O QUE É FÍSICA?O QUE É FÍSICA? A ciência e a engenharia se baseiam A ciência e a engenharia se baseiam
em medições e comparações. em medições e comparações. Assim, precisamos de regras para Assim, precisamos de regras para
estabelecer de que forma as estabelecer de que forma as grandezas são medidas e grandezas são medidas e
comparadas, e de experimentos comparadas, e de experimentos para estabelecer as unidades para para estabelecer as unidades para
essas medições e comparações. Um essas medições e comparações. Um dos propósitos da física (e também dos propósitos da física (e também
da engenharia) é projetar e executar da engenharia) é projetar e executar estes experimentos.estes experimentos.
Este é o propósito deste primeiro Este é o propósito deste primeiro capítulo a Medição.capítulo a Medição.
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CAPITULO 1
UNIDADESUNIDADES
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UNIDADES DO SISTEMA
INTERNACIONAL (SI)
1-Comprimento – metro (m) ; 2-Massa – quilograma (Kg); 3-Tempo – segundo (s); 4-Temperatura – Kelvin(K);5-Mol – (mol);6-Corrente elétrica-Ampère (A);7-Intensidade luminosa – candela (cd)
Sistemas de UnidadesSistemas de Unidades
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Algumas unidades fundamentais:
Grandeza Sistema Internacional - SI
CGS
Comprimento Metro TempoMassa
Carga elétrica
Metro – mSegundo – s
Quilograma – kgCoulomb - C
Centímetro – cmSegundo – sGrama - s
Algumas unidades derivadas:
Grandeza Sistema Internacional - SI
CGS
VelocidadeAceleraçãoForçaEnergia
m/sm/s2
kg.m/s2 = Newtonkg.m2/s2 = Joule
cm/scm/s2
g.cm/s2 = Dinag.cm2/s2 = Erg
Múltiplo Prefixo Símbolo
1024 yotta Y
1021 zetta Z
1018 exa E
1015 peta P
1012 tera T
109 giga G
106 mega M
103 quilo k
102 hecto h
101 deca da
Múltiplos e Submúltiplos adotados no SI: Prefixos das potências de 10
Múltiplo Prefixo Símbolo
10-1 deci d
10-2 centi c
10-3 mili m
10-6 micro μ
10-9 nano η
10-12 pico p
10-15 fempto f
10-18 atto a
10-21 zepto z
10-24 yocto yoscarsantos@utfpr.edu.br
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1 30,48 12ft cm in polegada
kmmi 61,11
Em países de língua inglesa: sistema inglês de unidades (comprimento – pé (ft), força – libra-força (lb), tempo – segundo (s).
fatores de conversão:
1 2,54in cm
Exemplo: Considerando a velocidade de um carro de 108km/h, converta-a para metros por segundo e milhas por hora.
(30 m/s e 67,1 mi/h).
Grandeza Símbolo Dimensão Unidade
Área A L2 m2
Volume V L3 m3
Velocidade v L/T m/s
Aceleração a L/T2 m/s2
Força F ML/T2 kg.m/s2
Pressão (F/A) p M/LT2 kg/m.s2
Densidade (M/V) ρ M/L3 kg/m3
Energia E ML2/T2 kg.m2/s2
Potência (E/T) P ML2/T3 kg.m2/s3
DIMENSÕES DAS GRANDEZAS FÍSICAS:As dimensões das grandezas físicas dependem das dimensões das grandezas fundamentais envolvidas:
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410
6
1010
10
23
5
1010
10
11010
10 05
5
NOTAÇÃO CIENTÍFICA:Utilizada para simplificar o trabalho com números grandes ou pequenos.Exemplos:Distância Terra-Sol = 150.000.000.000m = 1,5x1011m;O diâmetro de um vírus = 0,00000001m = 1x10-8m.
Multiplicação e Divisão:102x103 = 105
Para o leitor - Adição e Subtração:1,200x102 + 8x10-1 = 120,0 + 0,8 = 120,81200x10-1+ 8x10-1 = 120,0+0,8 = 120,85,6x10-2+12,4x10-3= 5,6x10-2 -12,4x10-3= 1200x10-1- 8x10-1 = 2,4x103- 1,2 x 102 =
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Algarismos Significativos Algarismos Significativos
“Quando se pode medir aquilo de que se está falando e exprimi-los por números, sabe-se algo a respeito; mas quando não é possível exprimi-lo por número, o conhecimento é escasso e de natureza insatisfatória. Pode ser o inicio do conhecimento, mas não faz avançar senão muito pouco o espírito para o estágio da ciência “ Lord Kelvin
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Medida resultado de uma medição.Uma medida é composta de :
(Número) (unidade)
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Ex: 0,01mm, 2m, 10g.
Teoria de Erros
Vamos admitir que se está fazendo a medida usando uma régua milimetrada, como abaixo Qual o valor medido ?
Fig01: Fazendo uma medida
Qual o valor da leitura ? 4,34cm ? 4,35cm? Ou 4,36cm?
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Das três leituras podemos notar que os algarismos 4 e 3 não são duvidosos porém o terceiro algarismo é. Para saber o número de algarismos significativos , contamos a partir da esquerda para a direita todos os algarismos ( inclusive o duvidoso ), a partir do primeiro diferente de zero.
Exemplos:
a) 15,21m tem 4 AS, sendo 1 o duvidoso
b) 42020m tem 5 AS sendo o 0 o duvidoso.
c) 25,2s tem 3 AS sendo 2 o duvidoso
d) 25,20s tem 4AS sendo 0 o duvidoso.
e) 25,200s tem 5AS sendo o 0 duvidoso
Observe que 25,2 ; 25,20 e 25,200 não tem o mesmo significado.
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Arredondamento de ASArredondamento de AS
Em alguns casos pode ser necessário fazer arredondamentos, eliminando AS. Para fazer arredondamentos usamos a regra :
a) O último algarismo conservado não se altera se o AS eliminado for menor do que 5. :
Ex:
2,422 reduzido a 2AS
25.323 reduzido a 3AS
25.323 reduzido a 2AS
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fica 2,4
fica 2,53 104
fica 2,5 104
b) O último AS conservado é acrescido de uma unidade se o AS eliminado for maior ou igual a 5.
Ex: 43,765 reduzido a 4 AS
45.768 reduzido a 2AS
0,0379 reduzido a 2AS
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fica 43,77
fica 4,6 104
fica 0,038
Operações com algarismos significativos
Adição e Subtração:O resultado deve preservar a mesma quantidade de casas decimais da parcela com menos casas decimais.• (35, 4 + 8 + 2, 35)m = 45,75m= 46m• (33, 422 − 8,00)m = 25, 422m = 15, 42m
Multiplicação e divisão:O resultado deve ter o mesmo número de algarismos significativos que a parcela com menos algarismos significativos.• 6, 221 × 2,0 = 12, 442 = 12• 0, 345 ×3457 = 1192,665=• 9,2 / 2,31 = 3,98 = 4,0
31,19 10x
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100exp
%
teóricoValor
erimentalValorteóricoValor
9,81 9,75 0,06% 100 100 0,0061 .100 0,61%
9,81 9,81
DESVIO PERCENTUAL:
A incerteza de uma medida também pode ser representada em percentagem. Quanto maior o desvio percentual, maior a incerteza da medida.
Ex: R= 20 ohms ± 10% ( o valor está entre 18 e 22 ohms)
Muito utilizado para comparar medidas realizadas com valores teóricos já consagrados. Ex: gTeórico= 9,81 m/s2 ; gExperimental= 9,75 m/s2
Neste caso:
Exercícios
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