Grandezas Fisicas

Índice

• 1 Grandezas Físicas

• 1.1 Consistência e Conversões de Unidades

• 2 Introdução à Notação Científica

• 3 História

• 4 Descrição

o 4.1 Notação científica padronizada

• 5 Operações

o 5.1 Adição e subtração

o 5.2 Multiplicação

o 5.3 Divisão

o 5.4 Exponenciação

o 5.5 Radiciação

1 Grandezas Físicas

Grandeza física é tudo que é mensurável, ou seja, pode ser medido e expresso quantitativamente através de números. Medir uma grandeza é comparar o valor desta grandeza com outra de mesma espécie, ou seja, comparamos com um padrão. A definição de uma grandeza física pode vir de medição ou, por método de cálculo, através do valor de outras medidas. Vejamos a alguns exemplos:

- massa – podemos medi-la com auxílio de uma balança;

- tempo – medimos por meio de um cronômetro;

- volume – calculamos conhecendo-se os valores de outras grandezas;

- velocidade – calculamos conhecendo-se o deslocamento e o tempo.

Note que para que possamos ter uma definição mais exata de velocidade, precisamos de três informações:

- módulo (ou intensidade):

Ex: 25 km/h;

- direção:

Ex: horizontal;

- sentido:

Ex: da esquerda para a direita.

Estas grandezas que dependem de um módulo, uma direção e um sentido, são chamadas de grandezas vetorias. Grandezas como a massa, são chamadas de grandezas escalares, pois não faz sentido se falar em direção e sentido da massa, o valor por si só, já dá todas as informações necessárias.

Medir uma grandeza significa compará-la com um padrão de referência. Então quando dizemos que um corpo tem massa de 50kg, estamos afirmando que este corpo possui massa 50 vezes maior que a do objeto definido como padrão de massa igual a 1kg. A definição desses padrões de medidas se deu pela primeira vez, em 1791, na Academia de Ciências de Paris, quando foi estabelecido o sistema métrico. De lá para cá muitas definições de padrões de medidas foram modificadas e estabelecidas por uma organização internacional chamada Conferência Geral de Pesos e Medidas. Baseada no sistema métrico, criou o sistema de unidades que conhecemos oficialmente desde 1960 como Sistema Internacional de Unidades, abreviadamente, SI.

Duas características fundamentais de um padrão unitário são a durabilidade e a reprodutividade, ou seja, o padrão deveria ter a menor variação possível de suas dimensões ao longo dos anos e, de fácil construção de réplicas espalhadas pelos países mais importantes. Uma vez estabelecidas as unidades fundamentais, tornou-se simples introduzir as unidades maiores e menores, múltiplos e submúltiplos. Os fatores multiplicativos são convenientemente expressos em notação exponencial de base 10, ou seja, 1000 = 103 e 1/1000 = 10-3, e assim por diante. Exemplo, o prefixo “quilo”, abreviado k significa a unidade fundamental multiplicada por 1000. Assim,

1 quilômetro = 1km = 1000m = 103 m

1 quilograma = 1kg = 1000g = 103 g

1 quilowatt = 1kW = 1000W = 103W

Abaixo, tabela para prefixos do SI.

Tabela 1

Potência de 10 10-12 10-9 10-6 10-3 10-2 10-1 101 102 103 106 109 1012

Prefixo pico nano micro mili centi deci deca hecto quilo mega giga tera

Símbolo p n μ m c d da h k M G T

Alguns exemplos de múltiplos de 10 e seus prefixos:

1 nanômetro = 1nm = 10-9m (usado em Nanotecnologia),

1 micrômetro = 1μm = 10-6m (Mecânica de precisão, Biologia, etc),

1 milímetro = 1mm = 10-3m (Mecânica em geral),

1 centímetro = 1cm = 10-2m (Arquitetura e Civil),

1 quilômetro = 1km = 103m,

1 micrograma = 1μg = 10-9kg,

1 miligrama = 1mg = 10-6kg,

1 grama = 1g = 10-3kg,

1 nanossegundo = 1ns = 10-9s,

1 microssegundo = 1μs = 10-6s,

1 milissegundo = 1ms = 10-3s,

Outras unidades:

1 minuto = 1min = 60s,

1 hora = 1h = 3600s,

1 dia = 1dia = 86400s.

A seguir algumas unidades do sistema inglês de unidades, usado apenas nos Estados Unidos e na Comunidade Britânica, que estão em fase de mudança para o SI.

Comprimento: 1 polegada = 1” = 2,54cm

Massa: 1 libra massa = 1lb = 0,45359237kg

O sistema internacional de unidades (SI), hoje é adotado como padrão em todo o mundo.

As sete (7) unidades fundamentais do SI são:

GRANDEZA UNIDADE SÍMBOLO

comprimento metro m

massa quilograma kg

tempo segundo s

intensidade de carga elétrica ampère A

temperatura termodinâmica kelvin K

quantidade de matéria Mol Mol

intensidade luminosa candela cd

Padrões definidos e utilizados para