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Sistema de unidades

Não é bem uma continuação do post passado, mas achei que seria legal falar um pouco sobre isso, já que para os ingressantes em Física (ou cursos que tenham laboratório de física) essa matéria está no primeiro semestre do curso, além é claro que os conceitos são muito utilizados em Física Experimental.

O sistema de unidades é constituído de grandezas físicas fundamentais que são: comprimento (L), tempo (T), massa (M), corrente elétrica (I), intensidade luminosa, temperatura, quantidade de matéria; e também de grandezas físicas derivadas como: velocidade (L/T), aceleração (L/T²), força (M*(L/T²)), densidade (M/L³), quantidade de movimento (M*(L/T)), etc.

De um ponto de vista mais específico chegamos a partir do sistema de unidades em uma análise dimensional que é utilizada para prever fórmulas, verificar a coerência de equações e determinar se uma constante é ou não adimensional. Cada grandeza física tem um único produto dimensional. Exemplo (aceleração da gravidade): g=2/t[(y-yo/t)-Vo]

[y] = L
[t] = T
[Vo] = L/T
[g]=1/T[(L/T)-(L/T)]=1/T*L/T=L/T² (– [g]=cm/s² (CGS) e [g]=m/s² (MKS) –)

Algarismos Significativos:

Principalmente para um físico experimental algarismos significativos são de extrema importância já que

Vejamos um exemplo: um homem diz que tem altura de 1,78m. Essa altura possui um valor exato? NÃO. A incerteza nessa informação se encontra na última casa decimal, nesse caso, o 8. De forma geral, a incerteza de um instrumento de medida é a metade da menor divisão da sua escala, ou seja, em uma régua milimetrada teríamos uma incerteza de 0,5mm (1mm/2). Logo, ao supor que x tem 14cm, deve-se escrever que: x=(14,0+/-0,5)mm.

A incerteza deve ser apresentada em um único algarismo significativo!! (apenas o último algarismo da grandeza medida apresenta a incerteza)

Arredondamento?

Ao contrário do que muitos alunos do Ensino Médio pensam, arredondamento não é “chute” de valores apenas, mas sim a eliminação de algarismos não-significativos. No geral, procura-se simplificar até um ou dois algarismos significativos.

Tipos de erros:

(1)Erros grosseiros: são devido a fatores que afetam os resultados ora no sentido positivo, ora no sentido negativo. (p.ex: de medidas, cálculo, escala, instrumento descalibrado)
(2)Erros sistemáticos: são devido a fatores que agem de modo que todos os resultados são afetados num mesmo sentido
(3)Erros estatísticos (ou aleatórios): variam de uma medida para outra, distribuindo-se para mais ou para menos em torno de um valor médio. Obedecem a uma distribuição gaussiana.

Quando se tem erros sistemáticos e estatísticos pequenos há uma boa exatidão e precisão, respectivamente, já quando esses erros apresentam grandes variações a precisão e a exatidão são péssimas.

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