Grandezas e unidades. Física Aplicada 2018/19

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Flávio Garrau Barros
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1 Grandezas e unidades Física Aplicada 2018/19

2 Medidas e grandezas A medida: é a operação que permite expressar uma propriedade ou atributo físico de forma numérica Grandeza: é a propriedade ou aspecto observável que se pode medir ou seja atribuir um valor numérico Exemplos: Comprimento, massa, tempo, volume, força, velocidade, etc.

3 Medidas Nas ciências experimentais a medida constituí uma operação fundamental; Expressam grandezas ou propriedades mensuráveis; Podem ser: Diretas: em que se compara de forma imediata a propriedade, relacionando-a com o valor de um padrão; Indiretas: efetuadas através de medidas diretas

4 Padrões Uma quantidade de referência denomina-se unidade e o sistema físico que define a quantidade considerada como unidade denomina-se padrão. A inexistência de padrões para determinada grandeza origina dificuldades de quantificação, impossibilitando a referência da grandeza em contexto das ciências exatas.

5 Grandezas Fundamentais: Comprimento Massa. Tempo. Intensidade da corrente elétrica. Temperatura absoluta. Intensidade luminosa. Quantidade de materia.

6 Grandezas Derivadas: Volume Densidade Pressão Velocidade Aceleração Energia Força

7 Sistemas de unidades Quando se define o conjunto de grandezas fundamentais e as unidades correspondentes, obtem-se um sistema de unidades. Uma medida passa a ser expressa por: uma parte numérica uma parte literal (uma ou mais letras) que indicam a unidade correspondente. Exemplo: 2,45 m; 3 h; 30 kg, etc. Alguns sistemas de unidades: SI - Sistema Internacional. M.K.S. C.G.S.

8 Grandezas Fundamentais Grandeza Unidade SÍMBOLO Comprimento metro m Massa kilograma kg Tempo segundo s Corrente elétrica ampere Temperatura kelvin K Quantidade de sustancia mol A mol Intensidade luminosa candela cd

9 Grandezas derivadas Grandeza Unidade Representação área metro quadrado m 2 volume metro cúbico m 3 velocidade metro por segundo m.s -1 aceleração metro por segundo ao quadrado m.s -2 frequência hertz(hz) s -1 força newton (N) kg.m.s -2 potência watt (W) kg.m.s -3 = J.s -1 carga elétrica coulomb(c) A.s potencial elétrico volt(v) J.C -1 campo elétrico volt por metro V.m -1

10 Resultados e erros A unidades, como quantidades de referência para efeitos de comparação fazem parte dos resultados das medidas. Cada dado experimental expressa-se com o erro associado à medida, de forma a refletir a precisão da medida

11 Resultados e erros Erros fortuitos Distribuição normal Distribuição t de Student

12 Algarismos Significativos Núm. Alg. Significativos 0,0056 g 10,2 ºC 5,600 x 10-4 g 1,2300 g/cm

13 Algarismos Significativos Arredondamentos: 4,56 arredondado às décimas: 4,6 4,54 arredondado às décimas: 4,5 4,55 arredondado às décimas: (depende do critério) Como o algarismo que o precede é impar, o valor deste aumenta uma unidade: 4,6

14 Grandezas Escalares e Vetoriais Grandezas: Escalares: são aquelas que ficam definidas com com um valor e as unidades respetivas Comprimento: 10 km. Massa: 2,35 g Tempo: 231 s Vetoriais: só ficam definidas indicando a direção e o sentido, além da valor e unidades

15 Elementos de um vetor INTENSIDADE DIREÇÃO SENTIDO PONTO DE APLICAÇÃO

16 Fenómenos ondulatórios

17 Onda É uma perturbação que se propaga em um meio, determinando a transferência de energia, sem transporte de matéria. Em relação à direção de propagação da energia nos meios materiais elásticos, as ondas são classificadas em: Unidimensionais Bidimensionais Tridimensionais

18 Ondas

19 A energia é transmitida ao longo do estádio mas as pessoas permanecem nos mesmos lugares (apenas se levantam e voltam a sentar).

20 Ondas e Energia Quando é produzido um som: A energia é transferida para as moléculas de ar circundantes. O som chega aos ouvidos porque as moléculas do ar vibram. As moléculas de ar não se movem mas vibram e transmitem essa vibração às moléculas vizinhas.

21 Ondas e energia Uma ONDA é a propagação de uma perturbação. Transporta energia mas não matéria.

22 Classificação das ONDAS quanto à sua natureza. Ondas Mecânicas: necessitam de um meio material para se propagarem. Ex. Pulso numa corda, ondas sonoras.

23 Classificação das ONDAS quanto à sua natureza. Ondas Electromagnéticas: propagam-se tanto no vazio como num meio material. Ex. Ondas de rádio, luz visível, microondas, IV,UV... Propagam-se no vazio à mesma velocidade: km/s

24 ONDAS TRANSVERSAIS A perturbação dá-se na direção perpendicular à da propagação da onda; Exemplo: a onda que viaja ao longo de uma corda quando é agitada numa das extremidades.

25 ONDAS TRANSVERSAIS Uma onda num estádio é um exemplo de uma onda transversal pois o movimento das partículas (as pessoas) faz-se perpendicularmente à direção de propagação da onda.

26 ONDAS LONGITUDINAIS Se comprimirmos a mola... As espiras da mola movem-se na mesma direção da propagação da onda

27 ONDAS LONGITUDINAIS A perturbação dá-se na direcção da propagação da onda. Som: onda longitudinal

28 Som: onda longitudinal O som é uma onda longitudinal - as partículas deslocam-se para a frente e para trás (passando pela posição de equilíbrio), na direção da onda que se propaga. Altifalante Moléculas de ar Ouvido

29 Formalismo Complexo para Descrição do Movimento Circular.

30 Tipos de onda 1. Ondas transversais: são aquelas em que a direção de propagação é perpendicular à direção de vibração. 2. Ondas longitudinais: são aquelas em que a direção de propagação coincide com a direção de vibração. 3. Ondas mistas: são aquelas em que as partículas do meio vibram transversal e longitudinalmente ao mesmo tempo.

31 Duas ondas transversais com eixos de polarização formando um certo ângulo e diferentes fases, quando combinadas, exibem o fenômeno de polarização circular:

32 Para o estudo de ondas bidimensionais e tridimensionais, são necessários os conceitos de: 1. Frente de onda: é a fronteira da região ainda não atingida pela onda com a região já atingida.

33 Raio de onda: é possível definir como raio de onda a linha que parte da fonte e é perpendicular às frentes de onda, indicando a direção e o sentido de propagação. Raio da onda Frente da onda Fonte

34 Princípio de Huygens Estabelece que, num movimento ondulatório progressivo, cada ponto de uma frente de onda se comporta como centro emissor de novas ondas com igual período.

35 Características das ondas Uma onda é descrita pelas seguintes características físicas: Amplitude, A Frequência, f Comprimento de onda, Velocidade, v

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