Prof. Oscar Rodrigues dos Santos FÍSICA 1 – 2010 - 2º. Semestre [email protected].
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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.
Bibliografia BásicaBibliografia BásicaFundamentos da Física. Mecânica. Volume 1.
HALLIDAY, Resnick, David. WALKER ROVERT, Jearl.
FÍSICA, Volume 1- Paul TIPLER. Ed. RJ. LTC, 2006.
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.
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.
CAPITULO 1
UNIDADESUNIDADES
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
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 [email protected]
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:
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 =
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
Medida resultado de uma medição.Uma medida é composta de :
(Número) (unidade)
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?
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.
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
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
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
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
