Grandezas Físicas – Noções e Conceitos

Em busca de padronizações e medidas

Para entendermos e nos situarmos no mundo em que vivemos, é essencial que possamos mensurar uma infinidade de coisas no nosso dia a dia. A distância entre sua casa e a escola, a quantidade de carne comprada no açougue, o tempo que falta para terminar uma partida de futebol, o volume de chuva que caiu num determinado dia etc. É para nos ajudar nessas tarefas que servem as grandezas físicas, que podem ser divididas em dois grupos: escalares ou vetoriais.

Medir uma grandeza física escalar, por exemplo, significa compará-la com outra grandeza de mesma espécie tomada como padrão. Esse padrão é o que chamamos de unidade de medida. A expressão dessa medida é sempre dada por duas partes: o valor numérico e a unidade-padrão. Para as grandezas vetoriais, deve-se atentar ainda para a direção e o sentido. Quer um exemplo? Se alguém lhe contar que um casal de pássaros precisou voar 50 até chegar ao ninho, você não vai entender o que ele disse. Faltou especificar a unidade: foram 50 metros ou 50 quilômetros?

Comprimento, tempo, massa, velocidade, aceleração, energia, trabalho e potência são algumas das principais grandezas físicas existentes. Na década de 1960, a Organização Internacional de Normalização (ISO) criou um sistema baseado em sete grandezas de base - ou grandezas básicas - e denominou-o de Sistema Internacional de Unidades (SI), adotado por quase todos os países. Não é exagero dizer que, sem um referencial como esse, as ciências perderiam sentido. As grandezas básicas, por sua vez, deram origem a todas as demais grandezas existentes (veja nas tabelas ao lado o Sistema Internacional de Unidades e algumas grandezas físicas derivadas das sete básicas).

Além de usar as medidas das grandezas físicas para realizar os cálculos mais diversos, é importante saber fazer algumas conversões de outras unidades de medida que não fazem parte do Sistema Internacional de Unidades. Esse conhecimento é útil, por exemplo, para transformar polegadas em centímetros, milhas em quilômetros e libras em quilogramas - e vice-versa.

Embora a maioria dos países utilize o sistema métrico para fazer suas medidas, alguns, como os Estados Unidos, usam outro sistema. Lá, as medidas das distâncias são feitas em milhas ou pés e as de temperatura, em Fahrenheit.

Grandezas Físicas

Conheça as sete ordens de grandezas básicas do Sistema Internacional de Unidades (SI)

... e algumas outras derivadas delas

Mundo de extremos

Veja abaixo alguns prefixos de múltiplos e submúltiplos das unidades do SI com suas abreviações

 Grandezas físicas: para a Física, coisas que podem ser medidas e padronizadas constituem grandezas. A medida de uma grandeza física é dada pelo número de vezes que a unidade-padrão, tomada como referência, está na grandeza a ser medida.

 Sistema Internacional de Unidades (SI) é um conjunto de unidades que servem para medir e comparar as espécies de grandeza. Foi instituído nos anos 1960, em substituição ao sistema métrico decimal, e é composto de sete grandezas: comprimento, massa, tempo, intensidade de corrente elétrica, temperatura termodinâmica, quantidade de matéria e intensidade luminosa.

 Notação científica é uma forma criada pelos cientistas para expressar medidas grandes ou pequenas demais. Ela está baseada nas potências de 10 

 Partícula: de acordo com esse conceito básico da Cinemática, um corpo recebe o nome de partícula

quando suas dimensões são insignificantes ao serem comparadas às demais dimensões do fenômeno.

 No movimento retilíneo uniforme, o valor da velocidade de deslocamento do corpo permanece constante. A fórmula para chegar à distância percorrida é simples: d = vt, em que v é a velocidade e t, o tempo gasto no deslocamento.

 A diferença em relação ao movimento retilíneo uniformemente variado é que a velocidade não é constante. Neste segundo caso, o corpo sofre uma aceleração.

 O conceito de aceleração está sempre atrelado a uma mudança de velocidade. A fórmula para obter a aceleração de um corpo é a seguinte: 

a = variação da velocidade / intervalo de tempo percorrido ou a = (v₂ – v₁) / (t₂ – t₁)

 Queda livre é o nome dado ao movimento que resulta exclusivamente da aceleração provocada pela gravidade, calculada em 9,8 m/s².

 Aceleração: a = (v₂ – v₁) / (t₂ – t₁)

 Velocidade: V = v₀ + at

 Distância percorrida: d = d₀ + v₀t + at²/2

 Grandezas vetoriais: as grandezas escalares (massa, temperatura etc.) ficam totalmente definidas quando se conhecem seu valor (ou módulo) e a unidade usada na medida. Com as grandezas vetoriais é preciso também conhecer a direção e o sentido.

 A aceleração centrípeta faz parte do movimento de uma partícula que descreve uma trajetória em curva. Também chamado de normal, esse tipo de aceleração é um vetor perpendicular à velocidade e dirigido ao centro da trajetória curvilínea.

 O movimento de um projétil (bala de canhão, bola de futebol, pedra lançada por uma catapulta) descreve uma trajetória parabólica. Seu movimento é acelerado pela gravidade, já que a única força que atua sobre ele, desprezando-se a resistência do ar, é seu próprio peso.

 O princípio da independência dos movimentos foi descrito por Galileu e seu enunciado é o seguinte: “Quando um móvel realiza um movimento composto, cada um dos movimentos componentes se realiza como se os demais não existissem”. É fundamental para entender o movimento de corpos em um lançamento oblíquo. 

 Equações para o movimento oblíquo: 
> Para o movimento horizontal (MU) 

x = v_x . t

v_x = v₀ . cosα

> Para o movimento vertical (MUV)

Y = y₀ + v₀ . senα . t – g . t²/2

V_y = v₀ . senα - g . t

 Alcance máximo horizontal: num lançamento oblíquo, sem resistência do ar, o alcance máximo horizontal é alcançado quando o arremesso é feito com um ângulo de 45º. 

Disponível em SEE-AC - Ensino Médio Inovador (EMI)