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FCM0101 - Física I Prof. Rodrigo Gonçalves Pereira
www.ifsc.usp.br/~rpereira/FCM0101
Tuesday, 6 March, 12
Modelos
• Um modelo é uma versão simplificada de um sistema físico que seria complicado demais analisar com detalhes completos.
Tuesday, 6 March, 12
Grandeza física Unidade (SI)
distância metro (m)
tempo segundo (s)
massa quilograma (kg)
Sistema Internacional de unidades (SI)
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Definições atuais no SI
• 1 segundo é o tempo necessário para a ocorrência de 9.192.631.770 ciclos da radiação emitida na transição entre dois estados hiperfinos de átomos de césio.
Foto: CePOF/INCT de Ótica e Fotônica, São Carlos-SP.
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Definições atuais no SIA velocidade da luz no vácuo é uma constante
fundamental.
velocidade(m/s)
distância (m)tempo (s)
=
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Definições atuais no SIA velocidade da luz no vácuo é uma constante
fundamental.
• A velocidade da luz no vácuo é definida como c = 299.792.458 m/s.
• 1 metro é a distância percorrida pela luz no vácuo em (1/299.792.458) s.
velocidade(m/s)
distância (m)tempo (s)
=
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• 1 quilograma é a massa de um cilindro feito com uma liga de platina e irídio localizado na Agência Internacional de Pesos e Medidas em Sèvres, França.
Definições atuais no SI
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- d/t = 1,23m/0,65s = 1,89230769... m/s ≅
Algarismos significativos
• Representam a precisão na medida de uma grandeza física.
• Exemplo:
- d = 1,23 m tem 3 algarismos significativos.
- t = 0,65 s tem 2 algarismos significativos.
Regra: o número de algarismos significativos no resultado não pode ser maior do que o menor número
de algarismos significativos dos fatores envolvidos.
Tuesday, 6 March, 12
- d/t = 1,23m/0,65s = 1,89230769... m/s ≅
Algarismos significativos
• Representam a precisão na medida de uma grandeza física.
• Exemplo:
- d = 1,23 m tem 3 algarismos significativos.
- t = 0,65 s tem 2 algarismos significativos.
1,9 m/s
Regra: o número de algarismos significativos no resultado não pode ser maior do que o menor número
de algarismos significativos dos fatores envolvidos.
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• Exemplo:
- comprimento: d = 47,3 m
- largura: L = 12,9 m
- altura: h = 28,1 m
- volume: V = 47,3m x 12,9m x 28,1m =17.145,8 m2
dL
h
≅
Atenção: quando for escrever a resposta numérica de um problema, sempre pense se a precisão faz sentido!
Algarismos significativos
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• Exemplo:
- comprimento: d = 47,3 m
- largura: L = 12,9 m
- altura: h = 28,1 m
- volume: V = 47,3m x 12,9m x 28,1m =17.145,8 m2
dL
h
≅
}
significativos
Atenção: quando for escrever a resposta numérica de um problema, sempre pense se a precisão faz sentido!
Algarismos significativos
Tuesday, 6 March, 12
• Exemplo:
- comprimento: d = 47,3 m
- largura: L = 12,9 m
- altura: h = 28,1 m
- volume: V = 47,3m x 12,9m x 28,1m =17.145,8 m2
1,71 x 104 m3
dL
h
≅
}
significativos
Atenção: quando for escrever a resposta numérica de um problema, sempre pense se a precisão faz sentido!
Algarismos significativos
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Estimativas de ordens de grandeza
• Estime o número de fios de cabelo que você tem na sua cabeça.
(a) 103
(b) 105
(c) 107
Moysés, capítulo 1, problema 1.
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Estimativas de ordens de grandeza
• Estime o número de fios de cabelo que você tem na sua cabeça.
(a) 103
(b) 105
(c) 107
Moysés, capítulo 1, problema 1.
- área da cabeça: Acabeça ~ 3,14 x (0,15 m)2
Tuesday, 6 March, 12
Estimativas de ordens de grandeza
• Estime o número de fios de cabelo que você tem na sua cabeça.
(a) 103
(b) 105
(c) 107
Moysés, capítulo 1, problema 1.
- área da cabeça: Acabeça ~ 3,14 x (0,15 m)2
- número de fios em 1 mm2: ~ 2 fios/mm2
Tuesday, 6 March, 12
Estimativas de ordens de grandeza
• Estime o número de fios de cabelo que você tem na sua cabeça.
(a) 103
(b) 105
(c) 107
Moysés, capítulo 1, problema 1.
- área da cabeça: Acabeça ~ 3,14 x (0,15 m)2
- número de fios em 1 mm2: ~ 2 fios/mm2
- área ocupada por fio: Afio~ 0,5 mm2/fio = 5 x 10-7 m2 /fio
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Estimativas de ordens de grandeza
• Estime o número de fios de cabelo que você tem na sua cabeça.
(a) 103
(b) 105
(c) 107
Moysés, capítulo 1, problema 1.
- área da cabeça: Acabeça ~ 3,14 x (0,15 m)2
- número de fios em 1 mm2: ~ 2 fios/mm2
- área ocupada por fio: Afio~ 0,5 mm2/fio = 5 x 10-7 m2 /fio
- número de fios na área da cabeça: Acabeça/Afio~ 3,14 x (0,15 m)2 /(5x10-7m2 /fio)
≅141.000 ~ 105
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Escalas de comprimento no universo
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Medidas de distância• Exemplo: raio da Terra (século III a.C.)
Equador
✓R s
Alexandria
Siene
- Conhecido: s = 5.000 “stadia” ≅ 785 km
- Erastótenes mediu θ ≅7,2º
- Calcula-se:
- Medidas atuais: raio médio de 6.371 km
s
2⇡R=
✓
360�) R =
360�
7, 2�785km
2⇡⇡ 6.200km
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Medidas de tempo• Exemplo: datação por decaimento radioativo
- Meia-vida T1/2: após um tempo T1/2, o número de átomos radioativos cai à metade do número inicial.
tempoT1/2 2T1/20
r(t) =N(C14)
N(C12)r0
r0/2r0/4
r(t)
r(t)
r0=
✓1
2
◆t/T1/2
t = T1/2 log2[r0/r(t)]
- Exemplo: para C14, sabe-se que T1/2 = 5.730 anos.
lei de decaimento exponencial:
fração de isótopos radioativos:
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Resumo da aula
• A Física é uma ciência experimental que tem o objetivo de fazer previsões quantitativas sobre fenômenos naturais.
• Para isso, precisamos de um sistema de unidades (SI).
• Resultados de medidas devem ser expressos usando algarismos significativos.
• Os domínios da Física cobrem várias ordens de grandeza. Precisamos saber como estimar ordens de grandeza e fazer medidas na escala apropriada.
Em casa: leia o capítulo 1 e faça os problemas sugeridos!
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