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Em muitas situações cotidianas temos contato ou noção de uma grandeza
física, mesmo sem conhecê-la. Por exemplo, quando empurramos um objeto
qualquer fazemos um esforço físico que provoca neste objeto um deslocamento, isto
é, uma mudança de lugar. Esse esforço constitui uma das mais importantes ideias
desenvolvidas pela Física e que hoje se constitui no conceito de força.
Mas na Física a noção importa menos, o importante é poder medir! Portanto,
uma grandeza física é tudo que pode ser quantizado, isto é, atribuído um valor
numérico e uma unidade de medida que a caracteriza.
Por exemplo, quando subimos em uma balança estamos medindo a nossa
massa, pois a balança é um instrumento de medida de massa e, a unidade
quilograma, grama, entre outras, identifica essa grandeza física denominada massa. Assim,
medir uma grandeza física significa compará-la com um padrão de medida cuja
escala é pré-determinada. Dizendo de outra forma, significa compará-la com outra
grandeza física, de mesma espécie, que é a unidade de medida e verificar quantas
vezes essa unidade esta contida na grandeza a ser medida.Grandeza física
Valor numérico. Unidade de medida. Um número isolado NÃO significa uma grandeza física, a unidade de medida é imprescindível para identifica-la!
O SI, criado em 1960, divide suas unidades em unidadesbásicas e unidades derivadas. Como o próprio nome já indica, as unidades derivadas são formadas por combinações de unidades de grandezas fundamentais, ou seja, por produto, divisão ou, produto e divisão conjugado de unidades fundamentais. As três primeiras grandezas (figura ao lado): Massa, Comprimento e Tempo, são as unidades fundamentais do estudo dos movimentos, a Mecânica, e o conjunto destas três grandezas físicas é chamado de sistema MKS.
Importante:
Acrescentando a unidade ampère ao sistema MKS obtemos o sistema:
(MKSA metro - quilograma - segundo - ampère).
metro - quilograma - segundo - ampère).
O sistema MKSA é à base do Sistema Internacional.
Comprimento (metro) simbolo (m)
Massa (quilograma) simbolo (Kg)
Tempo (segundo) simbolo (t)
Corrente elétrica (ampére) simbolo (A)
Temperatura termodinâmica (kelvin) simbolo (k)
Quantidade de matéria (mol) simbolo (mol)
Intensidade luminosa (candela) simbolo (cd)
Todas as unidades das grandezas físicas ligadas à mecânica são escritas como uma combinação das unidades destas três grandezas físicas, ou seja, todas as outras unidades são obtidas através de uma relação entre estas unidades fundamentais.
Por exemplo, a grandeza física velocidade é obtida por uma relação entre duas grandezas, que são o comprimento e o intervalo de tempo. Assim, a unidade de velocidade no SI é o metro por segundo (m.s-¹ ).
Algumas unidades combinadas das fundamentais recebem nomes especiais. Por exemplo, a unidade de força no S.I., obtida a partir da Segunda Lei de Newton é o Kg.m.s-² , chamada de newton, e o seu símbolo é N. A unidade de trabalhono S.I., grandeza definida como o produto vetorial da força pelo deslocamento, é o N.m=Kg.m.s-² .m = Kg.m² .s -² e recebe o nome de joule, cujo símbolo é J.
O nome da unidade é escrito com letra minúscula, mesmo que seja nome de uma pessoa. Temos uma exceção à regra que é a unidade de temperatura Celsius, escrito com letra maiúscula. Quando a unidade é uma homenagem a uma pessoa, seu símbolo inicia-se com letra maiúscula, as demais são escritos sempre com letra minúscula.
Para realizar operações matemáticas com unidades de medidas procede-se da mesma forma que qualquer expressão algébrica. Veja:
Da mesma forma, se temos mais de uma operação matemática:
Notação Científica:
A medida de uma determinada grandeza física pode resultar em um número que seja extremamente grande ou extremamente pequeno, por exemplos temos:
distância da Terra à Lua: 384.000.000 m.
diâmetro de um átomo de hidrogênio: 0,0000000001 m.
Para manipular tais números, utilizamos a notação científica, fazendo uso das potências de 10.
O módulo de qualquer número g pode ser escrito como um produto de uma mantissa a, entre um e dez, por outro, que é uma potência de dez:
onde devemos ter 1 ≤ a ≤ 10.
Exemplos:
243 = 2,43 x 100 = 2,43 x 10^2 ("^" sinal de "elevado"
"dez elevado a 2" ou melhor, "dez ao quadrado".)5.315 = 5,315 x 1000 = 5,315 x 10^3 0,00024 = 2,4 x 0,0001 = 2,4 x 10^{-4}
0,00458 = 4,58 x 0,001 = 4,58 x 10^{-3}
Regra prática:
Números maiores que 1: deslocamos a vírgula para a esquerda, até atingir o primeiro algarismo do número. O número de casas deslocadas para a esquerda corresponde ao expoente positivo da potência de 10.
Números menores do que 1: deslocamos a vírgula para a direita, até o primeiro algarismo diferente de zero. O número de casas deslocadas para a direita corresponde ao expoente negativo da potência de 10.
Exercícios:
1. Durante determinada leitura de um livro de aventuras, um jovem leu que o personagem principal havia percorrido 20 quilômetros em 5 dias. Das alternativas abaixo, qual aquela que contém as duas grandezas expressas nas informações acima?
a) Tamanho e tempo.
b) Comprimento e calendário.
c) Tempo e comprimento.
d) Distância e tempo.
e) Massa e temperatura.
2. Complete as comparações abaixo com (<), (=) ou (>) de acordo com as unidades utilizadas.
a) 10 kg ___ 200 g b) 5000 ml ___ 0,92 dal c) 45,3 km ___ 7890 m
d) 0,371 dl ___ 37,1 ml e) 50,43 cg ___ 0,05043 kg f) 8 mm ___ 0,08 m
B) <
C) >
D) =
E) <
F) <
3. Realize as seguintes transformações de unidades:
a) 50 g = ________ kg
b) 90,3 ml = ________ dl
c) 0,0502 cm = ________ hm
d) 6,4 kg = ________ dag
B) 9,03
C) 0,00000502
D) 640
4. Quais as grandezas abordadas no texto abaixo?
"Hoje levei 4h para chegar à casa de minha avó que fica a 10 km da minha. No meio do caminho eu olhe para o marcador da praça de minha cidade e percebi que estava marcando 39°C. O calor estava insuportável, devo ter perdido 10 kg durante o percurso."
Respostas:
1-C
2-
A) >
B) <
C) >
D) =
E) <
F) <
3-
A) 0,05
B) 9,03
C) 0,00000502
D) 640
4-Comprimento; Tempo; Massa e Temperautra.
Fontes e Leia Mais:
Grandezas Físicas e Suas Medidas (PDF).
Grandezas Físicas.
Grandezas Físicas, também.
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