Introduçao e generalidades, Notas de estudo de Automação

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Física 1Física 1

Introdução e generalidadesIntrodução e generalidades

Introdução e generalidadesIntrodução e generalidades

 O método científicoO método científico

 Grandezas físicas fundamentais:Grandezas físicas fundamentais:

• – UnidadesUnidades
• – Conversão de unidadesConversão de unidades

 Análise dimensional:Análise dimensional:

• – Dimensões de quantidades físicasDimensões de quantidades físicas

 Algarismos significativos e ordem de grandezasAlgarismos significativos e ordem de grandezas

 VetoresVetores

• – Propriedades gerais dos vetoresPropriedades gerais dos vetores

O método científicoO método científico

 Cientista italiano GalileuCientista italiano Galileu GalileiGalilei (1564(1564--1642)1642)

• – Método científico:Método científico: Método empíricoMétodo empírico
• – "pai da ciência moderna""pai da ciência moderna"
• – Experimentos sobre o movimentoExperimentos sobre o movimento:: estudos sistemáticos do movimentoestudos sistemáticos do movimento uniformemente acelerado e douniformemente acelerado e do movimento do pêndulo.movimento do pêndulo.
• – descobriu a lei dos corpos e enunciou odescobriu a lei dos corpos e enunciou o princípio da inércia e o conceito deprincípio da inércia e o conceito de referencial inercialreferencial inercial

O método científicoO método científico

 Isaac Newton (1643Isaac Newton (1643--1727)1727) – – cientista inglêscientista inglês

 Generalização dos resultadosGeneralização dos resultados das experiências de Galileudas experiências de Galileu

 Três leis do movimentoTrês leis do movimento

O método científicoO método científico

 WilhelmWilhelm RöntgenRöntgen – – raio X (1895)raio X (1895)

 Antoine Becquerel e Marie e PierreAntoine Becquerel e Marie e Pierre CurieCurie – – radioatividade (1896)radioatividade (1896)

 Física clássica?Física clássica?

O método científicoO método científico

 Teoria quânticaTeoria quântica - - energia éenergia é quantizadaquantizada: pacotes: pacotes discretos X forma ondulatória.discretos X forma ondulatória. Max PlanckMax Planck (Alemanha), Niels Bohr (Dinamarca), Louis De Broglie(Alemanha), Niels Bohr (Dinamarca), Louis De Broglie (França), Erwin Shrödinger e Wolfgang Pauli(França), Erwin Shrödinger e Wolfgang Pauli (Áustria), Werner Heisenberg (Alemanha), e Paul(Áustria), Werner Heisenberg (Alemanha), e Paul Dirac (Inglaterra).Dirac (Inglaterra).

 AlbertAlbert Einstein (1905)Einstein (1905)

TeoriaTeoria dada relatividaderelatividade – – espaço e tempoespaço e tempo

 Física modernaFísica moderna

Sistema Internacional deSistema Internacional de

Unidades (SI)Unidades (SI)

Comitê internacional (1960)Comitê internacional (1960)

1.1. ComprimentoComprimento – – metrometro , m, m 2.2. MassaMassa – – quilogramaquilograma , kg, kg 3.3. TempoTempo – – segundosegundo , s, s 4.4. Corrente elétricaCorrente elétrica – – ampèreampère , A, A 5.5. Temperatura termodinâmicaTemperatura termodinâmica – – kelvinkelvin , K, K 6.6. Quantidade de matériaQuantidade de matéria – – molmol , mol, mol 7.7. Intensidade luminosaIntensidade luminosa – – candelacandela , cd, cd

 O sistema tem sido quase universalmente adotadoO sistema tem sido quase universalmente adotado – – exceções: Myanmar, Libéria e Estados Unidos.exceções: Myanmar, Libéria e Estados Unidos.

UnidadesUnidades

 Sistema americanoSistema americano

• – ComprimentoComprimento – – pépé ,, ftft
• – ForçaForça – – libralibra--forçaforça ,, lbflbf
• – TempoTempo – – segundosegundo , s, s

 Sistema cgs

• – ComprimentoComprimento – – centímetrocentímetro , cm, cm
• – MassaMassa – – gramagrama , g, g
• – TempoTempo – – segundosegundo , s, s

UnidadesUnidades

 Conversão de unidadesConversão de unidades

• – Quando quantidades físicas são somadas,Quando quantidades físicas são somadas, subtraídas, multiplicadas, ou divididas em umasubtraídas, multiplicadas, ou divididas em uma equação algébricaequação algébrica , a unidade pode ser tratada, a unidade pode ser tratada como qualquer outra quantidade algébrica.como qualquer outra quantidade algébrica.
• – Exemplo: qual é a distância percorrida em 3 horasExemplo: qual é a distância percorrida em 3 horas por um carro que se move a taxa e 80 quilômetrospor um carro que se move a taxa e 80 quilômetros por hora?por hora? x=x=vtvt

Dimensões deDimensões de

quantidades físicasquantidades físicas

 Comprimento: [Comprimento: [ dd ]=L]=L

 Tempo: [Tempo: [ tt ]=T]=T

 Massa: [Massa: [ mm ]=M]=M

Análise dimensionalAnálise dimensional

A pressão P em um fluído em movimentoA pressão P em um fluído em movimento

depende de sua massa específicadepende de sua massa específica rr e de suae de sua

rapidezrapidez vv. Encontre uma combinação simples. Encontre uma combinação simples de massa específica e rapidez que tenha asde massa específica e rapidez que tenha as dimensões corretas de pressão.dimensões corretas de pressão.

Algarismos significativosAlgarismos significativos

Casas decimaisCasas decimais

 Algarismos significativos e casas decimaisAlgarismos significativos e casas decimais

• – Quando multiplicando ou dividindo quantidades,Quando multiplicando ou dividindo quantidades, o número de algarismos significativos dao número de algarismos significativos da resposta final não é maior que aquele daresposta final não é maior que aquele da quantidade com o menor número dequantidade com o menor número de algarismosalgarismos significativossignificativos ..
• – Quando adicionando ou subtraindo quantidades,Quando adicionando ou subtraindo quantidades, o número de casas decimais da resposta deveo número de casas decimais da resposta deve coincidir com o do termo com o menor númerocoincidir com o do termo com o menor número dede casas decimaiscasas decimais ..

Ordens de GrandezaOrdens de Grandeza

 O físico italianoO físico italiano Enrico FermiEnrico Fermi (1901-

1954. usava estimativas de ordem deusava estimativas de ordem de grandeza para encontrar respostasgrandeza para encontrar respostas para questões que pareciampara questões que pareciam impossíveis de calcular devido à faltaimpossíveis de calcular devido à falta de informações.de informações.

 Esses problemas são com frequênciaEsses problemas são com frequência chamados dechamados de questões de Fermiquestões de Fermi  ExemploExemplo :: Que espessura de borracha da banda de rodagem do pneu de seu automóvel é gasta quando você viaja 1 km?

VetoresVetores

 Vetores: quantidades que têmVetores: quantidades que têm

magnitude e orientaçãomagnitude e orientação

• – velocidade, aceleração, forçavelocidade, aceleração, força

 Escalares: quantidades comEscalares: quantidades com

magnitude mas sem orientaçãomagnitude mas sem orientação

• – rapidez, massa, volume, temporapidez, massa, volume, tempo