Resumo Provão de Física 1ºbi

Critérios:

• Divisão da física
• Medida das grandezas
• Notação científica
• Operações com potências de 10
• Ordem de grandeza
• Algarismos significativos
• Introdução à cinemática
• Velocidade média
• Movimento retilíneo uniforme (MRU)

1. Divisão da física

A física é a disciplina que estuda a natureza e seus fenômenos, e busca entendê-los e explicá-los em linguagem matemática. Existem na natureza muitos fenômenos diferentes, como o calor, a temperatura, a luz, a eletricidade, entre outros. Tudo isso é estudado pela física, que é subdividida em diferentes áreas para facilitar o estudo, os Ramos da Física.
Os Ramos da Física:

• Mecânica: Estuda os fenômenos relacionados ao movimento. O conteúdo de MRU, estudado nas últimas aula de fisica, pertence a esse ramo da física. A mecânica possui algumas subdivisões conforme o tipo de movimento, como a dinâmica, cinemática, entre outras.
• Termologia: Estuda os fenômenos relacionados ao calor e à temperatura. Também é chamada de física térmica.
• Óptica: Estuda os fenômenos relacionados à propagação da luz e luz e da interação dela com o meio.
• Ondulatória: Descreve todos os fenômenos relacionados às ondas, como transmissão de televisão, ondas de rádio, raio-X, som e ondas em geral.
• Eletricidade: Estuda fenômenos relacionados à eletricidade estática, propagação de corrente elétrica, geradores, entre outros.
• Física moderna: Estuda e pesquisa sobre as descobertas mais recentes da física, como a teoria da Relatividade, de Albert einstein, o efeito fotoelétrico, as radiações, a física quântica e a nuclear. 

Mais detalhes sobre esse assunto no livro p.11 e 12

2. Medida de grandezas

As grandezas mais usuais que costumam e também utilizamos muito no cotidiano são: massa, tempo e distância. Como diferentes países às vezes utilizam medidas distintas (ex.; jardas), existe um sistema internacional para padronizar (S.I)

A massa é medida em quilogramas pelo S.I. O grama (g) e o miligrama (mg) são unidades de medida auxiliares para quantidades de massa muto pequenas.

1kg=1000g

1g=1000mg

A distância é medida em metros (S.I). Para medidas maiores, utiliza-se o quilômetro (km). Para medidas menores, utiliza-se o centímetro (cm) e o milímetro (mm).

1km=1000m

1m=100cm

1cm=10mm

Existem medidas intermediárias, mas não são muito usuais. Uma importante porém é o decímetro (intermediária entre cm e m), pois ele é importante na medida de volume. Um decímetro cúbico (dm³) equivale a um litro, e possui 1000 cm³ (mLs). E um metro cúbico tem 1000 dm³ (litros). ALgo que pode ajudar a compreender melhor é imaginar o material dourado, sendo o pequeno cubinho o mL (cm³) e o grande o Litro. Um cubo formado por 1000 cubos grandes seria o m³. Esse conteúdo (de volume) talvez não seja tão importante para física no momento presente, mas já o estudamos em química e provavelmente continuará sendo útil ;)

O tempo, diferente das grandezas acima, não é medido de forma decimal, mas com base no número 60. A medida S.I. é o segundo, e as auxiliares são o minuto e a hora.

60s=1min

60min=1h

Para efetuar conversões nesse sistema, não é possível utilizar o sistema decimal. 1, 5h não é  uma hora e 50 minutos, senão 2,7 horas seria duas horas e 70 minutos, e isso não é possível. Temos que pensar nos números decimais como frações, como por exemplo, 1,5 horas é um hora e 1/2. 1/2 de 60 é 30. então 1,5h= 1h30min. E 2,7h? 2h e 7/10. 7 décimos de 60 é 42 (muito útil decorar que 1 décimo é 6, já serve para todos os decimais ;) , então será 2h e 42 min, e não 60.

Para fazer o contrário, de minutos para horas, se usa a mesma lógica. Para saber quanto 48 min é em horas, basta pensar em quanto a parte 48 é do todo 60. 48/60 é 8/10, portanto 0,8h.

A mesma lógica para os segundos, que também tem a base 60.

Quem tem dificuldade na conversão de medidas só poderá superá-la com bastante prática de exercícios. Sugiro os do CA p.31 e 32 ex. 1 até 8. Já foram feitos em aula, mas sugiro revisar (ou concluir) e conferir o gabarito no site;

3. Notação científica
A notação científica é uma forma de representar números muito grandes ou muito pequenos, de forma facilitada para que não precisemos lidar com tantos algarismos. A notação científica é expressa por um número igual ou maior que um  e menor que dez, multiplicado por uma potência de 10.

Exemplos:             34000000 ➜ 3,4 . 10⁷                           0,00000000005 ➜ 5. 10¹¹

Para saber qual a potência em que o 10 deve estar elevado, basta contar o número de casas após a vírgula. Em caso de números com vários algarismos diferentes de 0, eles devem ser arredondados, pois a notação científica só deve ter 2 casas após a vírgula.

Exemplo:              0,0012345 (deve-se por a vírgula após o 1º número diferente de 0) ➜ 1,23 . 10³

Sugestão de execícios: livro p. 20 ex 2 (não tem gabarito:( e livro p. 21 ex. 9 e 10 (gabarito no final do livro)


4. Operações com potências de 10

São as operações feitas com números escritos em notação científica, por serem muito grandes ou muito pequenos.

• Para adição e subtração, as potências de 10 precisam ter o mesmo expoente:

 4,1 . 10³ + 5,3 . 10²  não! 

2 . 10³ - 6,3 . 10³ 👍

Como nem tudo na vida são flores, às vezes as potências não têm os mesmo expoentes, então precisamos transformá-los :( 

É sempre mais fácil diminuir o expoente maior, que para que o número continue equivalente, deve-se aumentar uma casa decimal. Assim:

7 . 10³ (7000)   ➜  70 . 10² (continua 7000)

Depois de feita a equivalência, pode-se fazer a som/ subtração normamente. Não esquecer de recolocar o resultado em notação científica!!!

• Para multiplicação, os expoentes devem ser somados, e então os números multiplicados. Sem esquecer de recolocar o resultado em notação científica!!!

• Na divisão, o 1º expoente deve ser subtraído do 2º, depois a divisão efetuada, e após, os números recolocados em notação científica!!

NÃO ESQUECER DAS REGRAS DE NÚMEROS NEGATIVOS EM EXPOENTES NEGATIVOS!!!

Ex.: 4 . 10-³ + 3,5 .10-²   O maior expoente é o -2, e deve ser diminuido para -3, e 3,5 ficará 35 para a efetuação da soma.

2 . 10³ x  4,5 . 10-²  "mais com menos é menos"

Esse assunto é mais complexo, para treinar a sugestão é fazer o exercício 7 da p. 21 do livro didático.

Se a dificuldade for compreender o funcionamento da notação científica, uma dica é resolver o calculo por notação e depois refazer tirando os números da notação e recolocando no final. Verá que o resultado será o mesmo, mas a notação poupa muito trabalho ;)

5. Ordem de grandeza
Para entender o que é ordem de grandeza, é fundamental NÃO LER AS EXPLICAÇÕES DO LIVRO. Pode parecer estranho. mas na aula foi explicado a ordem de grandeza como sendo o número maior ou menor que 3,16 , e no livro é explicado como sendo com 5,5. Isso só vai confundir a cabeça. Melhor fazer como foi explicado na aula ;)
Para escrever a ordem de grandeza de um número, ele deve estar na notação científica, e a regra é a seguinte:

se ele for: menor ou igual a 3,16: o.g. é a potência de 10                                 

     maior do que 3,16: o.g é a potência de 10 e +1 ao expoente

Exemplos: a o.g. de 2,57 . 10³ é 10³

A o.g. de 6,4 . 10⁶  é 10⁷

6. Algarismos significativos

Os algarismos de um número são todos os algarismos corretos, mais o primeiro algarismo duvidoso. O duvidoso é sempre o último, que por ser menor, é mais difícil de ser medido com precisão. Para contar, os zeros à esquerda não contam, pois só servem para posicionar a vírgula, mas os à direita sim, pois dão mais exatidão ao número.
Exemplos:
                    56,00              0,2301            00000,00001000            1034
Todos os números acima tem 4 algarismos significativos, os que estão em vermelho.
OBS,: Em números escritos em notação científica, a potência de 10 não contam.

Para as operações com algarismos significativos, as regras sao:
Para + e - a resposta deve ser apresentada com o mesmo número de casas decimais da menor parcela
A resposta de 15, 32 + 18, 456 terá 2 casas depois da vírgula.
Para x e : , a resposta pode ter o número de casas da parcela maior, ou 1 a mais.
3,77 : 2 pode ter 2 ou 3 casas decimais

O livro tem mais explicações sobre esse assunto, nas páginas 15  até 17.
Exercícios: CA p. 32 e 33, ex. 9 até 14. (gabarito no site)

7. Introdução à cinemática
A introdução à cinemática são na verdade alguns conceitos que precisam ser compreendidos antes de se aprofundar no estudo. São eles:

• Posição: Dá a localização exata de um móvel em um dado instante. nas fórmulas, aparece como S, de space, em inglês. 
• Trajetória: Espaços ocupados durante o movimento.
• Referencial, Repouso e Movimento: Movimento é mudar de posição, repouso é estar parado. Ambos dependem do referencial adotado. Por exemplo: O motorista de um carro está em movimento em relação a um referencial de alguém fora do carro, mas parado em relação a um referencial do passageiro a seu lado.

Mais detalhes no livro p. 23 até 25. Sugestão de exercícios: CA p. 34 ex. 16 e p. 35 ex. 21  (gabarito no site)

8. Velocidade média

É a divisão de todo o espaço percorrido por todo o tempo gasto. Basta lembrar que a velocidade se mede em km/h ou m/s, que são naturalmente divisões. Então temos que dividir "todos os quilômetros por todas as horas" ou "todos os metros por todos os segundos". 

Exemplo: Um carro percorre 50 km em 30 min, para po 15 min e depois percorre 90 km em 1h.

O total de km percorridos será 50 + 90 = 140

O total de tempo gasto será 1h + 15min + 30 min =1h45min ➜ 1,75h (ver item 2, medidas de grandezas)

140 ; 1,75 = 80km/h é a média

Ás vezes a questão é diferente, dizendo o 2 tempos e a velocidade em cada 1, ou 2 distâncias percorridas e a velocidade em cada trecho. Nesses casos não adianta fazer a média entre as velocidades, é preciso descobrir a oura variável, se forem dadas as distâncias precisa saber o tempo, e vice versa. Exemplo:

Um carro anda 30 min com velocidade de 60km/h e depois 15min a 80km/h.

O tempo total sabemos que é 45min, mas a distância não sabemos.

Se ele andou 30 min à velocidade de 60 km POR HORA, e 30 min é metade de uma hora, ele andou metade de 60 km, então o trecho é 30km.

Se ele andou  15 min a 80 km POR HORA, e 15 min é um quarto de hora, ele andou 1/4 de 80, que é 20.

Para esses exercícios, pode ser necessário passar um valor de velocidade de km/h para m/s ou vice versa. De km/h para m/s faz-se a divisão por 3,6 para o oposto é a multiplicação. Em caso de dúvida quanto a multiplicar ou dividir, é só lembrar que o número em km/h é sempre mais alto do que o de m/s, então de km/h para m/s ele precisa diminuir (divisão) e de m/s para km/h ele precisa aumentar (multiplicação).

Exercícios: CA p.35 ex. 17 até 20 (gabarito no site) e livro p.30 ex. 3 até 6 (gabarito no fim do livro).

9. Movimento retilíneo uniforme

São os movimentos executados em linha reta e com velocidade constante, como um carro se movendo em uma estrada reta sempre na mesma velocidade.

Antes de calculá-los é importante saber classificá-los. Os progressivos se movem para frente e têm velocidade positiva. Os retrógrados se movem para trás e têm velocidade negativa.

Sua fórmula é:

S= S₀  + v.t

S é a posição no final do movimento, e S₀  é a posição inicial, onde o movimento começou. A velocidade. o tempo e a posição devem estar no mesmo sistema, Se v estiver em km/h, S deverá estar em km e t em horas. Se v estiver em m/s, S estará em metro e t em segundos.

Exemplo: Um carro inicia um movimento no km 70 de uma estrada, e segue até o km 10. Ele faz esse percurso em 30 min. Qual a sua velocidade durante o trecho?

A posição inicial é 70 e a final é 10. Vemos que o carro se move em sentido contrário então o movimento é retrógrado, portanto a velocidade será negativa. O tempo é 30 min, mas como estamos trabalhando com km, deve ser transformado em h, portanto 0,5 h.

S= S₀  + v.t          70 = 10 -v.0,5
                            70 -10 = -v.0,5
                            60 = -v.0,5
                            60:0,5 = -v
                            120 = -v
                             v = 120

Exercícios especiais de encontros:

Qual a posição e o instante do encontro?

Como a distância entre os carros está em km, será necessário converter os valores de velocidade para km/h. Os valores em km/h são sempre maiores do que os em m/s, então devem ser multiplicados. 20 . 3,6 = 72 e 30 . 3,6= 108. Como os carros se movem em sentidos opostos, um das velocidades será negativa.Para esse tipo de problema devem ser feitas 2 equações separadas, uma para cada móvel. Não sabemos a posição final (do encontro) mas sabemos que será a mesma para ambos. A inicial será 0 para um e 300 para o outro. O tempo também não temos, mas sabemos que será o mesmo para ambos.

 A=    S= S₀  + v.t                                          B=     S= S₀ - v.t 

          S= 0 + 72.t                                                    S= 300 - 108.t

Não podemos continuar as equações, pois elas possuem dois valores desconhecidos, então não podem ser resolvidas. Mas sabemos que como as posições iniciais são iguais, podemos substituir uma equação na outra. Assim:

0 + 72.t = 300 - 108.t

72t + 108t = 300

180t=300

5/3 =t

Sabendo que o tempo é 5/3h (1h40min) podemos adicioná-lo às fórmulas. ambas serves, usemos o carro A.

         S= 0 + 72. 5/3

         S= 120

O encontro ocorre 1h40min depois do início do movimento, no km 120 da estrada.

Sugestões de exercícios: CA p. 38 e 39 ex. 26 até 35 (gabarito no site) livro p. 39 e 40 ex. 14 a 19.         

Espero que o esse resumo tenha sido útil e ajudado a entender melhor os conteúdos de física. Bons estudos!