FUNDAMENTOS DE FÍSICA

FUNDAMENTOS DE FÍSICA  ( 1º Semestre 2011 )

Professor: Ricardo Canatto

Análise Dimensional ( Conceito Fundamental )  

A Análise Dimensional tem sua grande utilidade na previsão, verificação e resolução de equações que relacionam as grandezas físicas. Este procedimento minimiza a necessidade de memorização das equações. Em análise dimensional, tratamos as dimensões como grandezas algébricas, isto é, apenas adicionamos ou subtraimos grandezas nas equações quando elas possuem a mesma dimensão.

Em Física, Análise Dimensional é a área que se interessa pelas unidades de medida das grandezas físicas. Notavelmente, o fato de todas as unidades serem arbitrárias faz com que todas as equações sejam homogêneas: “uma coisa que se mede em metro por minuto não tem como ser igual a algo medido em quilograma              por metro” !

Utilizamos na Análise Dimensional apenas três grandezas massa, comprimento e tempo, as quais são representadas pelas letras M, L e T, respectivamente. Podemos, à partir dessas grandezas determinar uma série de outras, por exemplo, analisando dimensionalmente a equação da velocidade no movimento uniforme ( MRU ) temos:

Δv = Δs / Δt                          , onde v representa a velocidade, s o espaço e t o tempo, mas s é L e t é T então:

Δv = L / T ou comumente escrevemos Δv = LT – 1. Logo, velocidade é uma relação do Espaço pelo Tempo !

O Sistema Internacional de Unidades ( SI ) coloca-se de modo pioneiro no âmbito mundial. Eventualmente virá a ser o único de tais sistemas colocado em prática. Efetivamente têm sido envidados esforços no sentido de se conseguir esse mixer. Isso, contudo, significa a ruptura de um considerável elenco de restrições, conveniências e barreiras, de caráter histórico-tradicional, econômico-sócio-político que interferem em interesses de vários países. Definiram-se sete grandezas físicas postas como básicas ou fundamentais. A partir delas, podem-se derivar todas as outras unidades existentes.

Grandeza	Unidade	Símbolo
Comprimento	metro	m
Massa	quilograma	kg
Tempo	segundo	s
Corrente Elétrica	ampere	A
Temperatura Termodinâmica	kelvin	K
Quantidade de Matéria	mol	mol[1]
Intensidade Luminosa	candela	cd

Medidas, Desvios & Algarismos Significativos

I. Medida - Introdução:

Medida é a comparação de um objeto ( medida ) com um objeto padrão por nós escolhido, ou  aceito internacionalmente.

Instrumento de Medida é o aparelho utilizado na comparação do objeto com o padrão aceito.                A comparação leva a definição da precisão do instrumento de medida.

Exemplo:

[pic 1]

II.  Representação da Grandeza Física:

Representação da Grandeza

                    “símbolo” = ( “medida” [pic 2] “desvio” )  “unidade”

                Exemplo :  x = comprimento do bloco acima

    x = ( 0,82 [pic 3]0,05 ) cm

[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]

                     símbolo    medida  desvio   unidade

Observação:

1. A medida tem o mesmo número de casas decimais do desvio

1. O desvio é escrito com um ou dois algarismos significativos

Exemplo: representar a grandeza física comprimento do bloco:
O valor real do comprimento do bloco é qualquer valor entre 0,77 e 0,87 cm.	[pic 8]

O valor mais provável de ser verdadeiro é o lido pelo instrumento ( no exemplo 0,82 cm é leitura da  régua ). Os valores menos prováveis de serem corretos são os que se encontram nas extremidades da variação, isto é medida + desvio ( no exemplo, 0,77 cm e 0,87 cm ).

III.  Algarismo Significativo:

Quando fazemos uma medida com o instrumento lemos algarismos da esquerda para a direita.

Algarismo duvidoso é o último algarismo da medida.

Algarismos significativos são os algarismos lidos no instrumento de medida, inclusive o algarismo duvidoso.

O primeiro algarismo significativo é o primeiro algarismo diferente de zero na medida.

Depois do primeiro algarismo significativo, TODOS são significativos ( inclusive os algarismos   zeros ).

Potência de dez não é algarismo significativo.