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1: Unidades e medidas

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    A imagem em miniatura é da Whirlpool Galaxy, que examinamos na primeira seção deste capítulo. As galáxias são tão imensas quanto os átomos são pequenos, mas as mesmas leis da física descrevem ambas, assim como todo o resto da natureza — uma indicação da unidade subjacente no universo. As leis da física são surpreendentemente poucas, o que implica uma simplicidade subjacente à aparente complexidade da natureza. Neste texto, você aprende sobre as leis da física. Galáxias e átomos podem parecer muito distantes de sua vida diária, mas à medida que você começa a explorar esse assunto abrangente, você logo perceberá que a física desempenha um papel muito maior em sua vida do que você pensava, independentemente de seus objetivos de vida ou escolha de carreira.

    • 1.1: Prelúdio de unidades e medidas
      As leis da física são surpreendentemente poucas, o que implica uma simplicidade subjacente à aparente complexidade da natureza. Neste texto, você aprende sobre as leis da física. Galáxias e átomos podem parecer muito distantes de sua vida diária, mas à medida que você começa a explorar esse assunto abrangente, você logo perceberá que a física desempenha um papel muito maior em sua vida do que você pensava, independentemente de seus objetivos de vida ou escolha de carreira.
    • 1.2: O escopo e a escala da física
      A física consiste em tentar encontrar as leis simples que descrevem todos os fenômenos naturais. Ele opera em uma vasta gama de escalas envolvendo comprimento, massa e tempo. Cientistas tentam descrever o mundo formulando modelos, teorias e leis. Eles utilizam ordens de magnitudes de números para rastrear e comparar fenômenos que ocorrem em escalas específicas.
    • 1.3: Unidades e padrões
      Os sistemas de unidades são construídos a partir de um pequeno número de unidades fundamentais, que são definidas por medições precisas e precisas de grandezas base escolhidas convencionalmente. Dois sistemas de unidades comumente usados são unidades inglesas e unidades SI. As unidades SI são um sistema métrico de unidades, o que significa que os valores podem ser calculados por fatores de 10. As unidades básicas do SI de comprimento, massa e tempo são o metro (m), o quilograma (kg) e o segundo (s), respectivamente.
    • 1.4: Conversão de unidades
      A multiplicação por fatores de conversão permite que as quantidades mudem de unidade. A operação deve ser feita de forma que as unidades das quais você deseja se livrar sejam canceladas e as unidades com as quais você deseja acabar permaneçam. As unidades obedecem às regras da álgebra, então, por exemplo, se uma unidade é quadrada, dois fatores são necessários para cancelá-la.
    • 1.5: Análise dimensional
      A dimensão de uma quantidade física é apenas uma expressão das quantidades básicas das quais ela é derivada. Todas as equações que expressam leis ou princípios físicos devem ser dimensionalmente consistentes. Esse fato pode ser usado como uma ajuda para lembrar as leis físicas, como uma forma de verificar se as relações alegadas entre quantidades físicas são possíveis e até mesmo para derivar novas leis físicas.
    • 1.6: Estimativas e cálculos de Fermi
      Uma estimativa é uma estimativa aproximada do valor de uma quantidade física com base na experiência anterior e no raciocínio físico sólido. Algumas estratégias que podem ajudar na hora de fazer uma estimativa são as seguintes: 1) Obtenha comprimentos grandes de comprimentos menores. 2) Obtenha áreas e volumes a partir de comprimentos. 3) Obtenha massas de volumes e densidades. 4) Se tudo mais falhar, limite-o. Um “sig. fig.” é bom. 5) Pergunte a si mesmo: Isso faz algum sentido?
    • 1.7: Números significativos
      A precisão de um valor medido se refere à proximidade de uma medição de um valor de referência aceito. A precisão dos valores medidos se refere à proximidade da concordância entre medições repetidas. Números significativos expressam a precisão de uma ferramenta de medição. Ao realizar operações matemáticas com valores medidos, existem regras para padronizar a precisão da resposta final.
    • 1.8: Resolvendo problemas em física
      Os três estágios do processo de resolução de problemas de física usados neste mapa de texto são os seguintes: 1) Estratégia: determine quais princípios físicos estão envolvidos e desenvolva uma estratégia para usá-los para resolver o problema. 2) Solução: Faça as contas necessárias para obter uma solução numérica com as unidades corretas. 3) Importância: verifique a solução para ter certeza de que ela faz sentido e avalie sua importância.
    • 1.A: Unidades e medidas (respostas)
    • 1.E: Unidades e medidas (exercícios)
    • 1.S: Unidades e medidas (resumo)

    Miniatura: essa imagem pode estar mostrando várias coisas. Pode ser uma banheira de hidromassagem em um tanque de água ou talvez uma colagem de tinta e miçangas brilhantes feita para a aula de arte. Sem saber o tamanho do objeto em unidades que todos reconhecemos, como metros ou polegadas, é difícil saber o que estamos vendo. Na verdade, esta imagem mostra a Galáxia Whirlpool (e sua galáxia companheira), que tem cerca de 60.000 anos-luz de diâmetro (cerca de 6 × 10 17 km de diâmetro). (crédito: S. Beckwith (STSci) Hubble Heritage Team, (STSCI/Aura), ESA, NASA)