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Curso de Física – FI092 - Profis
Prof. Pascoal Pagliuso
Departamento de Eletrônica Quântica
IFGW - UNICAMP
Segundo semestre, 2016
• Calendário de provas e testes
PROVA 1 – (Tópicos. 1, 2 e 3)
23/09/2016 (C e D)
26/09/2016 (A e B).
PROVA 2 – (Tópicos. 4, 5 e 6)
04/11/2016 (C e D)
07/11/2016 (A e B).
PROVA 3 – (Tópicos 7, 8, 9)
09/12/2016 (C e D)
08/12/2016 (A e B).
Testes
Os testes serão realizados no
início das aulas, com duração
de 25 minutos.
Teste 1: 16/09 (C e D) - 19/09
(A e B) Tópicos. 1, 2 e 3.
Teste 2: 28/10 (C e D) - 31/10
(A e B) Tópicos. 4, 5 e 6.
Teste 3: 02/12 (C e D) - 01/12
(A e B) - Tópicos 7, 8 e 9.
Aula - 1
1- Introdução
2- Metódo científico
3- Padrões de medidas
(comprimento (m), massa(kg) e tempo (s))
4- Movimento em 1D
Curso de Física Geral F-128
2o semestre, 2016
Introdução
↳
Introdução (1/2)
Método Científico
Padrões de medidas
O Tempo
O Kilograma
O Metro
•
•
•
•
Importância da Física
Relação com outras ciências
O método Científico
Quantidades Físicas
– Experimentador
• Relógio
• Régua
• Balança (dinamômetro)
A Natureza, seus fenômenos
↳
Introdução (2/2)
Método Científico
Padrões de medidas
O Tempo
O Kilograma
O Metro
• O ser humano persegue incansavelmente
entender a Natureza!
• Percepção de ordem, periodicidade
– Movimento do Sol (dia e noite)
– Movimento da lua (mês)
– Estações (ciclo de 365 dias, um ano)
• Fenômenos biológicos, meteorológicos
Meta da Ciência
Introdução
↳ Método Científico (1/4)
Padrões de medidas
O Kilograma
O Metro
√
• Observar e entender a regularidade
dos fenômenos naturais
• Encontrar as Leis Natureza
• Século XVI, Galileu Galilei
• O Método Científico
Desenvolvimento da Ciência
Introdução
↳ Método Científico (2/4)
Padrões de medidas
O Tempo
O Kilograma
O Metro
√
Filosofia Natural
Ciências naturais
Telescópios
Método Científico
Relógios
Barômetros
Desenvolvimento
da Ciência
Tecnologia
O Método Científico
Introdução
↳ Método Científico (3/4)
Padrões de medidas
O Tempo
O Kilograma
O Metro
√
• Observação e experimentação: teste
crucial na formulação das leis naturais.
A física parte de dados experimentais
• Acordo com a experiência é o juiz
supremo da validade de qualquer teoria
• Abstração e indução
• Leis e teorias
Física Experimental
Introdução
↳ Método Científico (4/4)
Padrões de medidas
O Tempo
O Kilograma
O Metro
√
Experimentador
Relógio
Tempo
Régua
Espaço
Dinamômetro
Força
Padrões de Medidas
Introdução
√ Método Científico
↳ Padrões de medidas
O Tempo
O Kilograma
O Metro
√
• Medidas físicas necessitam de padrões
únicos, acessíveis e invariáveis
• Em 1971 é criado o Sistema Internacional
de Unidades (SI) conhecido como sistema
métrico baseado em sete unidades
fundamentais
• Na mecânica as unidades fundamentais
são comprimento(m), massa (kg) e
tempo(s) - MKS
O Tempo
Introdução
√ Método Científico
√ Padrões de medidas
↳ O Tempo
O Kilograma
O Metro
Escalonamento
√
•
•
•
•
•
•
Relógio, qualquer movimento periódico
Nascer do sol, intervalo de um dia...
Irreversibilidade (nascimento  morte!)
Galileu usou suas pulsações como relógio
Tempo biológico (metabolismo)
Tempo psicológico
– Com namorada(o), tempo passa rápido
– Na fila do banco (o tempo não passa!!!!)
Periodicidade
Introdução
√ Método Científico
√ Padrões de medidas
↳ O Tempo
O Kilograma
O Metro
Escalonamento
√
• Escalas de Tempo
– Celestial, órbitas de planetas
– Atômica, frequências de radiação
emitida
• Rotação da terra em torno do seu
eixo
• Decaimento radioativo, usado para
medir tempo em escala geológica
Relógios (instrumento)
Introdução
√ Método Científico
√ Padrões de medidas
↳ O Tempo
O Kilograma
O Metro
Escalonamento
√
•
•
•
•
•
Relógios de Sol (muito antigos)
Relógios de água (Egito e Babilônia)
Relógios de areia (ampulhetas)
Galileu
Comparou oscilações do candelabro
da Catedral de Pisa com o ritmo do
seu pulso. Usou a idéia inversa,
pendulo para medir pulso (Ciência 
Tecnologia)
Padrão do tempo
Introdução
√ Método Científico
√ Padrões de medidas
↳ O Tempo
O Kilograma
O Metro
Escalonamento
√
• Até 1956, 1 s =1/864000 do dia
solar médio (media sobre o ano de
um dia)
• 1927 Relógio de quartzo
• 1967 (13a Conf. Pesos e Medidas)
definiu SI, 1s como 9.162.631.770
períodos da radiação do Césio
133. Definição do relógio atômico
• 1999 NIST-F1, Padrão atual
Alguns tempos
Introdução
√ Método Científico
√ Padrões de medidas
↳ O Tempo
O Kilograma
O Metro
Escalonamento
√
Kilograma
√
√
√
√
↳
Introdução
Método Científico
Padrões de medidas
O Tempo
O Kilograma (1/3)
O Metro
Escalonamento
• 1889, the 1st CGPM
definiu o protótipo do
Kilograma como uma
peça de Platina Irídio
colocada no IBWM.
Algumas Massas
√
√
√
√
↳
Introdução
Método Científico
Padrões de medidas
O Tempo
O Kilograma (2/3)
O Metro
Escalonamento
Padrão Secondário de Massa
√
√
√
√
↳
Introdução
Método Científico
Padrões de medidas
O Tempo
O Kilograma (3/3)
O Metro
Escalonamento
• Ao Isótopo do carbono-12 foi atribuída a
massa de 12 unidades de massa atômica
(u.m.a.)
• 1 u.m.a. = 1,6605402 x 10-27 Kg
Átomo
Massa (u.m.a.)
Incerteza (u.m.a.)
Higrogênio-1
1,00782504
0.00000001
Carbono
12
-
Cobre-64
63,9297656
0.0000017
Prata-102
101.91195
0.00012
Césio-137
136,959917
0.000006
Platina-190
189,959917
Plutônio-238
238,0495546
0.000024
O Metro
Introdução
√ Método Científico
√ Padrões de medidas
√ O Tempo
O Kilograma
O Metro (1/3)
√
√
↳
• 1791- International System (SI)
Metro, kg
• 1797- Barra de platina
• 1859- Maxwell propõe
a linha espectral amarela
do sódio.
• 1975- Tratado do metro.
IBWM
• 1960- ICWM, 1.650.763,73 comprimentos de
onda da transição 2p10 5d5 do Kriptônio
(massa 86)
• 1983- Distância percorrida pela luz no
vácuo em 1/299.792.458 de segundo
Algumas distâncias
Introdução
√ Método Científico
√ Padrões de medidas
√ O Tempo
O Kilograma
O Metro (2/3)
√
√
↳
Métodos indiretos
Microscopia eletrônica
Microscopia ótica
Métodos diretos
Luminosidade
Alguns prefixos
Introdução
√ Método Científico
√ Padrões de medidas
√ O Tempo
O Kilograma
O Metro (3/3)
√
√
↳
Gigabyte
escala de G
Microeletônica escala de μ
Nanoeletrônica escala de n
Conversão de Unidades
Movimento em 1-D
↳
• Entender os movimentos é uma das
metas das leis físicas.
• Mecânica estuda o movimento e suas
causas.
• Sua descrição e feita pela
Cinemática.
• Suas causas são descritas pela
Dinâmica.
• Iniciamos com o Movimento em 1-D.
• Grandezas podem ser tratadas como
escalares (só vale em 1 D) .
O Deslocamento
Deslocamento, variação de espaço de (x1,t1) para (x2,t2).
Exemplo: corrida de 100 metros.
x = x - x
2 1
√
↳
t = t - t
2 1
x = x - x
2 1
Usain Bolt - 9.58 s
(independe do caminho)
Velocidade média
√
√
↳
x 2  x1 x
vm 

t 2  t1
t
de 0s até 5.01s:
v
m
= 40m / 5.01s = 8.0 m/s
de 5.01s até 10.5s: v
m
= 60m / 5.49s = 10.9 m/s
Em todo o intervalo,
de 0s até 10.5s:
v = 100m / 10.5s = 9.5 m/s
m
Apesar de útil em alguns casos como esportes,
a velocidade média é um conceito impreciso.
Velocidade Instantânea
Conceito
Derivada
√
√
x dx
vt   lim

t 0
t
dt
Calma! Sem desespero!
Velocidade Instantânea
Geometricamente
Conceito
Derivada
√
√
√
↳
x dx
vt   lim

t 0
t
dt
Exemplo:
Na corrida, de 100 m,
a velocidade em t = 2s é
90m
v( t  2s) 
 8.0 m s
11.2s
Tangente
Aceleração Média
Como a Velocidade média:
√
√
√
√
↳
A corredora acelera uniformemente
até 10m/s em t =4s. Mantêm a
velocidade nos próximos 4s.
De 8s até 12.7s reduz a velocidade
para 8m/s.
de 0s até 4s:
am = 10 m/s / 4 s = 2.5 m/s2
de 4s até 8s:
am = 0 m/s / 4 s = 0 m/s2
de 8s até 12.7s: am = - 2 m/s / 4,7 s = -0.42 m/s2
v 2  v1 v
am 

t 2  t1
t
Aceleração Instantânea
Conceito
√
√
√
√
↳
v dv
a  lim

t 0 t
dt
Derivada
note
dv d  dx  d 2 x
a
   2
dt dt  dt  dt
Segunda
derivada
Exemplo:
Na corrida, de 100 m, a aceleração em t = 2s é
5.9 m s
2
a ( t  2s) 
 2.2 m s
2.7s
Exemplos Gráficos – V > 0
(constante)
x
Exemplos Gráficos – V < 0
(constante)
x
Exemplos Gráficos
V > 0 e a > 0 (constante)
x
Exemplos Gráficos
V > 0 e a < 0 (constante)
x
Exemplos Gráficos
V < 0 e a < 0 (constante)
x
Exemplos Gráficos
V < 0 e a > 0 (constante)
x
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