Fsica I Prof. Luis Alberto Terrazos Javier Programa 1. Unidades, Grandezas Fsicas e Vetores2. Movimento retilneo3. Movimento em duas e trs dimenses4. Leis de Newton e suas aplicaes 5. Trabalho e energia cintica6. Energia potencial e conservao da energia7. Momento linear, impulso e colises 8. Rotao de corpos rgidos 9.Dinmica do movimento de rotao Bibliografia HALLIDAY, D; RESNICK, R e WALKER, J. Fundamentos de Fsica - Mecnica. Volume 1 Sears & Zemansky , Volume 1 Cutnell & Johnson,Volume 1, NUSSENZVEIG H. M. Curso de Fsica Bsica. Volume1. Alonso & Finn, Volume 1 TIPLER, P. A. Fsica para Cientistas e Engenheiros. Mecnica. Volume 1 Avaliaofreqncia em aula(f 75%) Provas : P1, P2 e P3 Prova Final de toda a matria Mdia final 433 2 1>+ +=P P PMP5104 6>+=PF MPMFO que a Fsica? A palavra fsica tem origem grega e significa Natureza. Assim a fsica a cincia que estuda a natureza.Os Ramos da Fsica Mecnica Acstica Termodinmica ptica Eletromagnetismo Fsica Moderna Max Planck (1858-1947) Premio Nobel 1918 Albert Einstein (1879-1955)Premio Nobel 1921 Mecnica Quntica Teoria da Relatividade Estrutura da Matria Nanotecnologia AplicaesCapitulo I MedidasNeste capitulo exploraremos os seguintes conceptos: 1. Padrese Unidades2. Unidades e sistema de unidades 3. Incerteza e Algarismos Significativos4. Notao cientifica5. Vetores e operaes A fsica uma cincia netamente experimental Fazemos medidas para realizar os experimentos no qual utilizamos parmetros fsicos. vamos tentar deduzir uma relao entre essas quantidades medidas Para relacionar essas medidas utilizamos as equaes matemticas que chamamos de Lei Fsica, que descreve o fenmeno observado. Um exemplo familiar a lei de Ohm o experimento consiste em medir o voltagem V aplicado a um condutor ea corrente I resultante que flui atravsdo condutor. Se colocamos V em funo de I em um grfico obtemos uma linha reta. Matematicamente a Lei de Ohm pode ser expressado da seguinte forma: Onde R a resistncia eltrica do material. ConstantVRI= =SISTEMA DE UNIDADESPara fazer medidas confiveis e precisas, temosque ter padres que no variem e possam serreproduzidas. CGS : centmetro (cm), grama (g), segundo (s) MKS: metro (m), quilograma (kg), segundo (s) Sistema ingls: p (ft), libra (lb), segundo (s) Sistema Internacional de Medidas (SI) : (1971) define sete grandezas fsicasfundamentais e suas unidades 2.NOTAO CIENTIFICA A notao cientfica uma forma concisa de representar nmeros, em especial muito grandes ou muito pequenos. baseado no uso depotncias de 10. Descrio m x10n m : mantissa 1 m< 10 n: ordem de grandezan > 0e n < 0 Como transformar Conta-se o numero de casas que a virgula deve ser deslocadapara a esquerda; este numero nosfornece o expoentede 10 positivoConta-se o numero de casas que a virgula deve ser deslocadapara a direita; este numero nosfornece o expoentede 10 negativo ExemploMassa do Sol 1,989 x 1030 Kg Massa do eltron 9,11 x 10-31 Kg Distancia media de Saturno ao sol 1,427 x 109 m OperaesPara somar ou subtrair dois nmeros emnotao cientfica, necessrio que o expoenteseja o mesmo. 5,6 + 3,4 x 102 = 0,056 x 102 +3,4 x102

= 3,456 x 102 Para multiplicar, multiplicamos as mantissas e somamos os expoentes de cada valor.(3,2 x 107).(1,2 x103) = 3,84 x 1010 Na diviso, dividimos as mantissas e subtramos os expoentes de cada valor.(6,3 x 109)/(4,8 x105) = 1,3125 x 104 Exponenciao, a mantissa elevada aoexpoente externo e o expoente da base dez multiplicado pelo expoente externo. (3 x 109)2 = 32 x109.2 = 9 x 1018 Radiciao, primeiro transformar um expoentepara um valor mltiplo do ndice. O resultado a radiciao da mantissa multiplicada por dezelevado razo entre o expoente e o ndice doradical. (1,6 x 109)1/2= (16 x 1010 )1/2 = 4 x 105

Mltiplos SubmltiplosExemplo : 1 quilmetro=1Km=103 m1 quilograma =1kg =103 g 1 nanmetro =1 nm = 10-9 m 1 nanosegundo = 1 ns=10-9 s 1 micrograma = 1g = 10-6 g 1 microsegundo = 1s= 10-6 s COERENCIA DIMENSIONAL As dimenses de um membro da equao devem ser iguais as dimenses do outro membross2400min 160min 40 1 min 40 min 40 = = =CONVERSO DE UNIDADES Mtodo Converso em cadeia - Na diviso e na multiplicao as unidades sotratadas como se fossem smbolos algbricos - Expressar a mesma grandeza com duasunidades diferentes e fazer uma igualdade1min 16060min 1= =ssIncerteza e Algarismos SignificativosExemplo Leitura de uma rgua graduada em centimetros e milmitros ALc= 1 cm = 0,5 cm B Lc= 1 mm = 0,5 mm Toda medida experimental tem erros Para instrumentos anlogicos o limite de erro de calibrao do instrumento seja igual a menor diviso da escala. = Lc /2 Algarismos significativos A incerteza padro experimental , em resultado experimental y, pode ser interpretada por meio do intervalo de confiana para o valor verdadeiro yv y - < yv < y + A medida do corpo com a regua A 5,0 - 0.5 cm < yv < 5,0 +0.5 cm 4,5; 4,6 ; 4,7 ; 4,8 ; 4,9 ; 5,0 ; 5,1 ; 5,2 ; 5,3 ; 5,4 ; 5,5Os algarismos exatos e os duvidosos em uma medida so chamados de algarismos significativos Exemplo: 5,3 tem 2 algarismos significativos ( o 5 exata e 3 a duvidosa) Acurcia ou exatido de um valor medido a aproximao esperado entre o valor real e o valor medidoExemplo:5,0 0.5Operaes com Algarismos significativos Multiplicao e Diviso O numero de algarismossignificativos do resultado no deve ser maior que o menor numero de algarismos significativos dos fatores envolvidos. Soma e Subtrao Uma regra prtica para a operao com algarismos significativos de valores de medies efetu-la considerando apenas o menor nmero de casas decimais presente dentre os nmeros da operao. Ignoram-se portanto as casas decimais superiores A C B earth equator O Metro En 1792 o metro foi definido como a 10 millonesimada distancia do polo norte ao equador . Mas tarde, por raes praticas foi definido como a distancia entre duas linhas finas de uma barra feito de platino -iridio Desde 1983 o metro definedo como a distancia percorrida pela luz no vcuo em um intervalo de tempo igual a frao (1/299.792.458) de segundo. 71 m10ABO Segundo No inicio o segundo foi definido como o tempo que a terra toma para completar uma volta completa entorno de seu eixo. 1 segundo = 1/(24x60x60) Atualmente o intervalo de tempocorrespondente a 9.192.631.770 ciclos daradiao emitida durante a transio entre doisnveis hiperfinos do estado fundamental dotomo de csio 133 O Kilogramo uma unidade de massa igual a massa de um prottipo internacional. Um cilindro de uma liga de platino- irdio. Ordem de Grandeza Suponha que voc e mais trs amigos vo passar um semana na selva e, no tendo certeza se encontraro gua limpa para beber, querem levar uma quantidade suficiente para toda a viagem. Quanta gua devero levar? Resoluo: Para fazermos clculos aproximados, precisamos de algum conhecimento mnimo, para dar o pontap inicial no problema. No nosso exemplo, podemos partir do fato de que os mdicos recomendam que cada pessoa beba pelo menos 2 litros de gua por dia. Como so quatro pessoas, sero necessrios pelo menos oito 8 litros de gua por dia. Para uma semana, a quantidade total ser 8 x 7 = 56 litros. Para dar certa margem de segurana, arrendondamos para 60 litros. uma estimativa do calculo de uma grandeza fsica, em que no existe um valor exato; o que se pode fazer um clculo aproximado. Ao fazermos um clculo aproximado, comum darmos como resposta a potncia de dez mais prxima do resultado calculado e a resposta dada dessa maneira chamada de ordem de grandeza. No exemplo anterior, em que a quantidade de gua foi estimada em 60 litros, podemos observar que as potncias de 10 mais prximas de 60 so 101 e 102 : 101< 60 3,16, faa n + 1. Se N