Física - Profº Neivaldo Lúcio

As unidades de medidas das grandezas podem ser convertidas para auxilio nos exercícios dos conteúdos da física. Em cinemática as grandezas que utilizamos são: o comprimento, a massa e o tempo. 

a) Grandeza Comprimento: unidade no Sistema Internacional é o metro (m), as unidades usuais são: o quilometro (km) e o centímetro (cm). Guarde a relação abaixo entre elas:

Para transformar quilômetros em metros:  basta multiplicar por 1 000 e para transformar metros em quilômetros basta dividir por 1 000.

Para transformar metro em centímetros: basta multiplicar  por 100 e para transformar centímetros em metros basta dividir por 100. Vejamos:

O Bureau Internacional de Pesos e Medidas, o B.I.P.M., foi criado pelo artigo 1 o da Convenção do Metro, no dia 20 de maio de 1875, com a responsabilidade de estabelecer os fundamentos de um sistema de medições, único e coerente, com abrangência mundial.

Este sistema evoluiu ao longo do tempo e inclui, atualmente, sete unidades de base. Em 1960, a 11ª C.G.P.M. decidiu que este sistema deveria ser chamado de Sistema Internacional de Unidades, SI (Système international d’unités, S.I.). 

Em cada país pode ser adotado um sistema usual, por exemplo, O Brasil adotou para a medida de comprimento em grandes distancias a unidade quilometro (km); Nos Estados Unidos (EUA), foi adotado a unidade milhas; 

Assim as sete grandezas de base, que correspondem às sete unidades de base, são: 

a) Comprimento: metro (m) : O metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299 792 458 do segundo. Assim, a velocidade da luz no vácuo, é exatamente igual a 299 792 458 m/s (para cálculos arredondamos para 300 000 000).

b) Massa: quilograma (kg): O quilograma é a unidade de massa, igual à massa do protótipo internacional do quilograma. Assim, a massa do protótipo internacional do quilograma é exatamente igual a 1 kg.

c) Tempo: segundo (s): O segundo é a duração de 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133.

d) Corrente elétrica: ampere(A): O ampere 1 é a intensidade de uma corrente elétrica constante que, mantida em dois condutores paralelos, retilíneos, de comprimento infinito, de seção circular desprezível, e situados à distância de 1 metro entre si, no vácuo, produziria entre estes condutores uma força igual a 2 × 10-7 newton por metro de comprimento. Assim, a constante magnética, μ0 , também conhecida como permeabilidade do vácuo, é exatamente igual a 4π × 10-7 H/m

e) Temperatura termodinâmica: kelvin (K): O kelvin, unidade de temperatura termodinâmica, é a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica no ponto tríplice da água. Assim, a temperatura do ponto tríplice da água é exatamente igual a 273,16 K.

f) Quantidade de substância: mol: 1. O mol é a quantidade de substância de um sistema contendo tantas entidades elementares quantos átomos existem em 0,012 quilograma de carbono 12.

mol 2. Quando se utiliza o mol, as entidades elementares devem ser especificadas, podendo ser átomos, moléculas, íons, elétrons, assim como outras partículas, ou agrupamentos especificados dessas partículas. Assim, a massa molar do carbono 12 (12 C), é exatamente igual a 12 g/mol

g) Intensidade luminosa:candela (cd): A candela é a intensidade luminosa, numa dada direção, de uma fonte que emite uma radiação monocromática de freqüência 540 × 1012 hertz e cuja intensidade energética nessa direção é 1/683 watt por esterradiano.

Existem outras unidades do Sistema Internacional de Medidas (S.I) para outras grandezas:

Pressão: Pascal (Pa)  - Energia; joule (J) -

Força: Newton (N) - tensão elétrica: volt (V)

Velocidade: metros por segundo (m/s) - potência: watt (W)

As grandezas físicas podem se dividir em:

a) Grandeza escalar: são caracterizadas apenas quando conhecemos a medida e a sua unidade de medida, por exemplo, quando medimos a massa de nosso corpo expressamos por um número indicado na balança e a unidade em quilograma (kg); quando marcamos o intervalo de um dia, temos 24 h; São grandezas escalares: a temperatura, a pressão, o volume, a massa, o comprimento, a área, etc. 

b) Grandeza vetorial: além de conhecer o valor da sua medida, precisamos identificar a unidade, a direção e o sentido. por exemplo, a velocidade, a força, o deslocamento, a aceleração, etc. 

As grandezas derivadas são descritas como medidas utilizando unidades derivadas, que são definidas como produtos de potências de unidades de base, por exemplo:

Área(A)- metro quadrado m²  
Volume(V)- metro cúbico  m³
Velocidade(υ)- metro por segundo m/s 

Aceleração:(a)- metro por segundo ao quadrado m/s² 

Múltiplos e submúltiplos das unidades do SI

É muito comum para os estudantes de ensino fundamental se perderem na resolução de exercícios de física. A minha experiência há 20 anos lecionando nas turmas de 9º ano, me levou a pesquisar algo que fosse aplicável em sala de aula para ajudar os alunos a resolverem os problemas propostos em conteúdos de física para o Ensino Fundamental e para todos que vão realizar uma preparação para concursos e o ENEM, Desta forma, coloco a disposição estas dicas que encontrei na WEB...

Leia com atenção o enunciado do problema antes de começar a resolvê-lo. Esta parece ser uma dica desnecessária, mas não é. É muito comum o aluno não entender detalhes envolvidos na situação devido a uma leitura superficial do enunciado. Durante a leitura, tente descobrir os princípios físicos envolvidos na situação
Faça um desenho esquemático da situação envolvida no problema. Se o problema se desenvolve em várias etapas, faça um esquema que mostre a evolução da situação, mesmo que isso resulte em mais trabalho. Indique no esquema as variáveis escalares e vetoriais envolvidas e associe essas variáveis a símbolos e abreviações consistentes. Não utilize o mesmo símbolo ou abreviação para variáveis diferentes;

Sempre indique os referenciais de espaço, de tempo, de energia potencial, etc. necessários no desenho esquemático. Talvez a maior dúvida dos alunos consista em saber se a solução obtida para um problema, para o qual não há resposta disponível, está correta ou não. Em geral os alunos odeiam resolver os problemas pares dos livros de física.

Para que resolver um problema se não teremos possibilidade de verificar se a solução está correta? Talvez a melhor forma de termos certeza sobre a correção da solução obtida é resolver o mesmo problema por dois caminhos, os mais diferentes possíveis, e comparar as respostas. Mas isso raramente é possível para alunos de graduação. Neste caso, veja a dica seguinte;

Mesmo que um problema exija a apresentação de resposta numérica, tente resolvê-lo literalmente antes de substituir os valores numéricos de variáveis e constantes. A obtenção da resposta literal permite a execução de testes para verificação de sua consistência que não são possíveis de outra forma.

Substitua os valores numéricos e faça as operações com cuidado. Analise a resposta numérica e veja se a mesma é consistente. Já houve casos em que a velocidade obtida para um objeto era maior do que a velocidade da luz! A altura da órbita de um satélite medida a partir do centro da Terra já foi calculada como sendo menor do que o raio do planeta! Em ambos os casos, se o aluno tivesse feito uma rápida análise do resultado teria detectado o erro e poderia revisar o cálculo;

Dica do Professor: Leia o problema e tente seguir as etapas abaixo:

Primeiro, V. tem de entender o problema:
Qual é a incógnita? Quais são os dados? Quais são as condições?
É possível satisfazer as condições? Elas são suficientes para determinar a incógnita? Ou são insuficientes? Ou redundantes? Ou contraditórias?
Faça uma figura. Outra se necessário. Introduza notação adequada.
Separe as condições em partes

2) CONSTRUA UMA ESTRATEGIA DE RESOLUÇÃO

Ache conexões entre os dados e a incógnita. Talvez seja conveniente considerar problemas auxiliares ou particulares, se uma conexão não for achada em tempo razoável. Use isso para "bolar" um plano ou estratégia de resolução do problema. Vale a pena expandirmos um pouco essas conselhos:
V. já encontrou este problema ou algum parecido?
V. conhece um problema semelhante? V. conhece teoremas ou fórmulas que possam ajudar?
Olhe para a incógnita! E tente achar um problema familiar e que tenha uma incógnita semelhante
Aqui está um problema relacionado com o seu e que V. já sabe resolver. V. consegue aproveitá-lo? V. pode usar seu resultado? Ou seu método? Deve-se introduzir algum elemento auxiliar de modo a viabilizar esses objetivos?
V. consegue enunciar o problema de uma outra maneira?
Se V. não consegue resolver o problema dado, tente resolver um problema parecido. V. consegue imaginar um caso particular mais acessível? Um caso mais geral e mais acessível? V. consegue resolver alguma parte do problema? Mantenha apenas parte das condições do problema e observe o que ocorre com a incógnita, como ela varia agora? V. consegue obter alguma coisa desde os dados? V. consegue imaginar outros dados capazes de produzir a incóognita? V. consegue alterar a incógnita ou os dados, ou ambos, de modo que a nova incógnita e os novos dados fiquem mais próximos?
V. está levando em conta todos os dados? E todas as condições?

3) EXECUTE A ESTRATEGIA

Frequentemente, esta é a etapa mais fácil do processo de resolução de um problema. Contudo, a maioria dos principiantes tendem a pular para essa etapa prematuramente, e acabam dando-se mal. Outros elaboram estratégias inadequadas e acabam se enredando terrivelmente na execução.
Execute a estratégia.
Ao executar a estratégia, verifique cada passo. V. consegue mostrar claramente que cada um deles está correto?

4) REVISE
Examine a solução obtida.
Verifique o resultado e o argumento
V. pode obter a solução de um outro modo?
Qual a essência do problema e do método de resolução empregado? Em particular, V. consegue usar o resultado, ou o método, em algum outro problema?

O texto 02 foi elaborado a partir de um resumo de Peter Alfeld ( Department of Mathematics, University of Utah ) sobre o livro: G. Polya, "How to Solve It", 2nd ed., Princeton University Press, 1957. disponível em: http://www.mat.ufrgs.br/~portosil/resu2.html acesso: 26 de set 2009

Adaptado de "A arte de resolver problemas", de George Polya, ed. Interciência, Rio de Janeiro, 1978

A) COMPREENSÃO DO PROBLEMAQual é a incógnita? Quais são os dados? Qual é a condição?
É possível satisfazer a condição? A condição é suficiente para determinar a incógnita? Ou é insuficiente? Ou excessiva? Ou contraditória?
Desenha uma figura. Adopta uma notação adequada.
Separa as diversas partes da condição. É possível defini-las de outro modo? Comentá-las ?

B) ESTABELECIMENTO DE UM PLANOJá viste este problema antes? Ou já viste o mesmo problema apresentado sob uma forma ligeiramente diferente?
Conheces um problema relacionado? Ou um que seja útil aqui?
Conheces um teorema que lhe poderia ser útil? Ou uma propriedade?
Olha bem para a incógnita! Pensa num problema conhecido que tenha a mesma incógnita ou outra semelhante.
Eis um problema correlacionado e já antes resolvido. É possível utilizá-lo? É possível utilizar o seu resultado? É possível utilizar o seu método? Deve-se introduzir algum elemento auxiliar para tornar possível a sua utilização?
É possível reformular o problema? É possível reformulá-lo ainda de outra maneira? Volta às definições.

Se não puderes resolver o problema proposto, procura primeiro resolver algum problema correlacionado.
É possível imaginar um problema correlato mais acessível? Ou um que seja mais genérico? Ou um que seja mais específico? Ou um que lhe seja análogo?
É possível resolver uma parte do problema? Mantém apenas uma parte da condição, deixa a outra de lado; até que ponto fica assim determinada a incógnita? Como pode ela variar?
É possível obter dos dados alguma coisa de útil? É possível pensar em outros dados apropriados para determinar a incógnita?
É possível variar a incógnita, ou os dados, ou todos eles, se necessário, de tal maneira que fiquem mais próximos entre si?
Serviste-te de todos os dados? Utilizaste toda a condição?
Tiveste em conta todas as noções essenciais que estão no problema?

C) EXECUÇÃO DO PLANO
Ao executares o teu plano de resolução, verifica cada passo. É possível verificar claramente que cada passo está correto? É possível demonstrar que ele está correto?

D) RETROSPECTIVA
É possível verificar o resultado? É possível verificar o raciocínio?
É possível chegar ao resultado por um caminho diferente? É possível perceber isto num relance?
É possível utilizar o resultado, ou o método, para outros problema?

acesso: 26 de setembro 2009 

Uma tecnologia disponível hoje em muitas casas, o forno de micro-ondas foi uma descoberta quase acidental de um pesquisador que desenvolvia pesquisas com um magnetron, um dispositivo eletrônico que gera micro-ondas a partir de energia elétrica: uma barra de chocolate, esquecida sobre uma bancada, derreteu quase imediatamente quando exposta à radiação das micro-ondas.

As micro-ondas já eram utilizadas na Segunda Guerra Mundial em radares, usados para detectar frotas inimigas invasoras, pelo fato de refletirem facilmente em superfícies metálicas

O primeiro forno de micro-ondas a chegar ao mercado norte-americano, em 1947, media quase 1,70 m de altura, pesava cerca de 380 kg e custava em torno de 5.000 dólares. O magnetron, peça-chave do aparelho, era resfriado com água que circulava por tubos de chumbo.

O MICRO-ONDAS Funciona assim: o alimento é bombardeado por micro-ondas de alta frequência, que são absorvidas pelas moléculas de água e de algumas outras substâncias (como certos tipos de gorduras e açúcares). Quando recebem essa energia, elas começam a vibrar intensamente, atingindo outras moléculas e gerando calor. Como as moléculas que esquentam nem sempre estão distribuídas de forma igual pelo alimento, dificilmente ele esquenta por inteiro e de modo uniforme.

Se você enrolar a comida em papel alumínio, vai dificultar o aquecimento, porque o metal protege as moléculas das micro-ondas. [Life's Little Mysteries]

Maiores Detalhes do Funcionamento do Forno Microndas

Para entender como um forno de micro-ondas pode cozinhar ou descongelar um alimento, devemos lembrar que a molécula de água é polarizada, ou seja, possui uma região eletrizada negativamente e outra região eletrizada positivamente. A água apresenta esse comportamento devido à disposição dos átomos que constituem sua molécula; o átomo de oxigênio, devido à sua maior eletronegatividade, tende a atrair elétrons dos átomos de hidrogênio. O modelo mostrado a seguir retrata a polarização da molécula de água e sua representação simplificada.

No gelo, as moléculas de água estão arranjadas em um padrão bastante organizado, com orientação e posições fixas. Mas, na água líquida, elas estão orientadas em um padrão aleatório, regido apenas pela tendência da molécula de água de formar pontes de hidrogênio. O diagrama a seguir mostra a disposição aleatória das moléculas de água líquida.

Se a água for colocada na presença de um campo elétrico intenso, suas moléculas tendem a girar e se alinhar com o campo. Isso ocorre porque, na situação em que o arranjo molecular é aleatório, as moléculas de água possuem uma certa energia potencial eletrostática, e a tendência natural, quando na presença do campo elétrico, é buscar uma situação de energia potencial mínima. O esquema a seguir mostra a orientação das moléculas de água quando na presença de um campo elétrico.

Fonte: http://www.coladaweb.com/curiosidades/forno-de-micro-ondas-como-funciona