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Introdução A natureza da Física e o método científico. Grandezas físicas e suas unidades.

Introdução A natureza da Física e o método científico. Grandezas físicas e suas unidades. Física Básica 1. Introdução: A natureza da física. Moysés: “A motivação básica da ciência sempre tem sido a de entender o mundo”

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Introdução A natureza da Física e o método científico. Grandezas físicas e suas unidades.

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  1. IntroduçãoA natureza da Física e o método científico.Grandezas físicas e suas unidades. Física Básica 1

  2. Introdução: A natureza da física • Moysés: “A motivação básica da ciência sempre tem sido a de entender o mundo” • Sears: “A Física é uma ciência experimental. O físico observa fenômenos naturais e tenta achar os padrões e os princípios que relacionam estes fenômenos. Esses padrões são denominadas teorias físicas ou, quando bem estabelecidos e de longo uso, leis e princípios físicos” A Teoria de Tudo

  3. O método científico • Observação e experimentação: coleta de dados, elaboração de experimentos reproduzíveis, melhoramento da precisão de medidas, etc. • Abstração e indução: elaboração de modelos, relações entre grandezas físicas. • Elaboração de leis e de teorias físicas: generalidade e previsibilidade. Domínio de validade. • Dominio de validade.

  4. Procurando uma teoria/lei/princípio em física Experimentos e Observações (Teoria Física) ( ) Limite de validade “A Física não é simplesmente uma coleção de fatos e princípios. É também o processo pelo qual chegamos a princípios gerais que descrevem o comportamento do universo.” “A Física não é matemática. A matemática é a linguagem e a ferramenta principal da Física”

  5. Real e ideal: modelos • Dependendo do problema e do interesse específico, podemos idealizar um problema usando uma situação idelizada. Rotação Translação A bola é uniforme e gira com velocidade constante

  6. Descrição básica de um fenômeno • Translação da bola: onde? quando? z t=10 s t=0,0s y x O • onde? Sistema de referência • Eixos de coordenadas: • Origem • Nome da variável • Escolha conveniente. • quando? Definição de tempos de interesse.

  7. Descrição básica de um fenômeno Rotação y x O • Coordenadas cartesianas: • Coordenadas polares:

  8. Sistemas de coordenadas Cartesianas Cilíndricas Esféricas

  9. Estratégias para resolver problemas • Identificação dos conceitos relevantes. • Preparação do problema: • Leitura do enunciado. • Identificação e nomeação das variáveis. • Desenho (na maioria das físicas básicas): sistema de referência. • Avaliação da resposta (contas!). • Revisão final: • Unidades • “Sentido Físico”: • Valor numérico corresponde as estimativas iniciais? • equação obtida depende das grandezas físicas esperadas

  10. Grandezas físicas e suas unidades Sistema Internacional de medidas (SI) http://en.wikipedia.org/wiki/SI

  11. Definições originais e atuais Prefixos das Unidades - http://physics.nist.gov/cuu/Units/prefixes.html

  12. Relações entre as unidades básicas • Tem conexões entre as “sete” e outras unidades. Exemplo: • É muito importante fazer um análise dimensional!

  13. Comprimentos típicos Ray andChalesEames for IBM: https://www.youtube.com/watch?v=hECEUKH_xdE

  14. Outras grandezas físicas.

  15. Exemplo de uma tabela de conversão

  16. Exemplo: conversão de volume O maior diamante do mundo é o First Star ofAfrica(cetro real inglês). Seu volume é igual a 1,84 pol.3 Qual é seu volume em centímetro cúbicos? E em metros cúbicos? =2,54 cm

  17. Incerteza e Algarismos significativos • Medidas sempre tem incerteza: depende da precisão do instrumento de medida. • Tempo: Digital, com incerteza sendo o último digito. • Cronômetro do lab: 0,01 s • Relógio atômico: • Comprimento: Escala, com incerteza sendo a metade da escala! • Régua: 0,5 mm • Micrómetro: 0,005 mm • Comunicamos as nossas medidas escrevendo SEMPRE a incerteza: • Exemplo: Algarismos significativos

  18. Algarismos significativos

  19. Arredondamento As regras do arredondamento são: • Se o algarismo decimal seguinte for menor que 5, o anterior não se modifica. • Se o algarismo decimal seguinte for maior que 5, o anterior incrementa-se em uma unidade. • Se o algarismo decimal seguinte for igual a 5,deve-se verificar o anterior: • se ele for par não se modifica • se ele for impar incrementa-se uma unidade.

  20. Estimativas e ordens de grandeza • Estimativa: conta “por cima” com duas opções: • Sabemos como calcular uma grandeza, mais só temos uma ideia da ordem de grandeza dos dados. • Cálculos complicados simplificados por aproximações. Exemplo: Indiana Jones foge com barras de ouro na mochila. Um colega diz que ele levou um bilhão de reais...será possível? Cotação do ouro: 1 g = R$ 93,00 1 bilhão de reais = R$ 1 1 g = 1 kg Não é uma conversão!!! 1 bilhão de reais = 10 toneladas de ouro

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