Medidas e Grandezas físicas, Notas de estudo de Ciências Biologicas

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Física e Biofísica

Aula 01 – Medidas e Grandezas físicas

Denilson C. Resende

resendedc@gmail.com

O que estamos fazendo aqui? Para que eu preciso estudar física? Posso viver minha vida inteira sem saber física?

Mas como estamos tentando entender um pouco de biologia, pensar sobre a importância dela e da diversidade que ela pode me oferecer, isto nos leva a seguinte questão:

Como farei este entendimento? O proque que algo é de uma forma e não de outra? E muitas outras questões.....

Para entender realmente a natureza, precisamos muitas vezes quantificar, falar em quantidades, ter uma idéia ou verdadeiramente uma certeza de como aquilo que estou estudando se comporta, isto significa medir, isto é o papel da física.

Todos nós temos inseridos em nossa percepção de mundo muito destes conceitosm as vezes nem sabemos, o problema está na materialização destas idéias, é difícil transcrever o que sentimos de forma organizada!

Temos idéia concreta de tempo, espaço, quente, frio, longe ou perto, etc, etc, .....

Cada região ou civilização criava seus próprios padrões, mas com a expansão do comércio isso apresentava problemas, pois cada um tinha uma forma diferente de se medir a mesma coisa, isso dificultava, então pensaram: Porque não criar um sistema internacional para definir como serão realizar as medidas.

Com isso em 1795 ocorreu uma conferência internacional e criou- se o sistema internacional de medidas (SI) que veremos com um pouco mais de detalhes.

Para efetuar medidas é necessário fazer uma

padnização escolhendo unidades para cada

grandeza. Antes da instituição do Sistema Métrico

Decimal (no final do século XVIII exatamente a 7 de

abril de 1795)

Medir o tempo, como criar um aparato para

medí-lo (relógio)

Qual o meu padrão hoje?

Em 1960, a Conferência Geral de Pesos e

Medidas (CGPM) adotou a mesma definição para o segundo do Sistema Internacional de Unidades (SI). Em 1967, a CGPM redefiniu o segundo como 9.192.631.000 períodos da radiação absorvida ou emitida na transição entre dois níveis hiperfinos do átomo de césio 133.

 Dinâmica é a parte da física que estuda os sistemas físicos em movimento se preocupando com suas causas.

A pergunta que se faz aqui é, o que acontece no sistema para que ele mude seu estado de movimento?

Para entender este processo, temos antes que conceituar FORÇA que é um agente físico capaz de:

 Causar deformação

 Mudar a diteção do movimento

 Variar a velocidade do sistema

t

V F ma a 

  

  (^)   ,

 Vamos entender um pouco mais de um conjunto de 3 leis físicas que irão nos ajudar a entendender muitos fenômenos (comportamentos) na natureza.

 Primeira lei – lei da inércia todo sistema físico permanece em seu estado de repouso ou MRU, ao menos que ele seja forçado a isso.

 Segunda lei – PFD A mudança de movimento é proporcional à força total alicada e, é produzida na direção da linha reta na qual aquela força é aplicada.

Mas pode-se questionar, se estiver agindo sobre esse sistema mais de uma força?

t

V FR F F F F maR aR 

      

       1 2 3 4 ,

F 1

F (^2) 



F 3



F 4



 Força de contato (normal)

 Força Gravitacional (força peso)

 O peso é a força gravitacional sofrida por um corpo nos arredores de um planeta ou outro grande corpo. Também pode ser definido como a medida da aceleração que um corpo exerce sobre outro, através da força gravitacional.

N  P  0

 

P

N

 O peso é uma grandeza Vetorial. Portanto, apresenta intensidade, direção e sentido. A direção é a linha que passa pelos centros do objeto e do corpo celeste, e o sentido é o que aponta para o centro de massa do corpo celeste. É expresso através da segunda lei de Newton:

Onde g é a aceleração gravitacional, obtida para a Terra através da seguinte fórmula:

P mg

 (^)  

2 2 9 ,^82    ms  R

GM m

F g T

T

 

Para distâncias próximas à superfície da Terra, vale a aproximação

 Força de atrito

 Experiências como essa levam-nos às seguintes propriedades da força de atrito:

Direção As forças de atrito resultantes do contato entre os dois corpos sólidos são forças tangenciais à superfície de contato. No exemplo acima, a direção da força de atrito é dada pela direção horizontal. Por exemplo, ela não aparecerá se você levantar a caixa.

Sentido A força de atrito tende sempre a se opor ao movimento relativo das superfícies em contato. Assim, o sentido da força de atrito é sempre o sentido contrário ao movimento relativo das superfícies

 Força de atrito

Módulo

Enquanto a força que empurra a caixa for pequena, o valor do módulo da força de atrito é igual à força que empurra a caixa. Ela anula o efeito da força aplicada. Uma vez iniciado o movimento, o módulo da força de atrito é proporcional à força (de reação) do plano-N.

Fat = μN Onde μ é o coeficiente de atrito

 Propriedade 3: Se o corpo começa a deslizar ao longo da superfície, o módulo da força de atrito diminui rapidamente para um valor fc dado por

onde μc coeficiente de atrito cinético.

 A intensidade de FN é uma medida de quão firmemente o corpo pressiona a superfície. Se o corpo pressionar mais fortemente, então pela terceira lei de Newton FN será maior.

 Os coeficientes μe e μc são adimensionais e devem ser determinados experimentalmente. Seus valores depedem de certas propriedades tanto do corpo quanto da superfície.

Fc, (^) max μcFN

 Se você colocar sua mão para fora da janela de um carro em movimento, ficará convencido da existência da resistência de um fluido , a força que um fluido exerce sobre o corpo que se move através dele.

 O corpo que se move exerce uma força sobre o fluido para afastá-lo do seu caminho. Pela terceira lei de Newton, o fluido exerce sobre o corpo uma força igual e contrária.

 A força de resistência de um fluido tem direção e sentido sempre contrários aos da velocidade do corpo em relação ao fluido. O módulo da força da resistência de um fluido normalmente cresce com a velocidade do corpo através do fluido.