Introdução a física experimental

1. Av. Marechal Floriano Peixoto, 1181 | Alto das Oliveiras | Telêmaco Borba – PR | Fone (42) 3271-8000
FATEB – Faculdade de Telêmaco Borba
Aula 1
1 Introdução
A Física é uma ciência cujo objeto de estudo é a Natureza. Assim, ocupa-se das ações
fundamentais entre os constituintes elementares da matéria, ou seja, entre os átomos e
seus componentes. Particularmente na Mecânica, estuda-se o movimento e suas possíveis
causas e origens.
Ao estudar um dado fenômeno físico interessa-nos entender como certas
propriedades ou grandezas associadas aos corpos participam desse fenômeno. O
procedimento adotado nesse estudo e chamado de método científico, e e basicamente
composto de 3 etapas: observação, raciocínio (abstração) e experimentação. A primeira
etapa e a observação do fenômeno a ser compreendido. Realizam-se experiências para
poder repetir a observação e isolar, se necessário, o fenômeno de interesse. Na etapa de
abstração, propõe-se um modelo (hipótese) com o propósito de explicar e descrever o
fenômeno. Finalmente, esta hipótese sugere novas experiências cujos resultados irão ou
não confirmar a hipótese feita; se ela se mostra adequada para explicar um grande número
de fatos, constitui- se no que chamamos de uma lei física. Estas leis são quantitativas, ou
seja, devem ser expressas por funções matemáticas. Assim, para estabelecermos uma lei
física está implícito que devemos avaliar quantitativamente uma ou mais grandezas físicas,
e portanto realizar medidas.
É importante notar que praticamente todas as teorias físicas conhecidas
representam aproximações aplicáveis num certo domínio da experiência. Assim, por
exemplo, as leis da mecânica clássica são aplicáveis aos movimentos usuais de objetos
macroscópicos, mas deixam de valer em determinadas situações. Por exemplo, quando as
velocidades são comparáveis com a da luz, deve-se levar em conta efeitos relativísticos.
Jó para objetos em escala atômica, ó necessário empregar a mecânicas quântica.
Entretanto, o surgimento de uma nova teoria não inutiliza as teorias precedentes. E por
isso que continuamos utilizando a mecânica newtoniana, desde que estejamos em seu
domínio de validade.
2 Grandezas Físicas e Padrões de Medida
Todas as grandezas físicas podem ser expressas em termos de um pequeno número
de unidades fundamentais. Fazer uma medida significa comparar uma quantidade de uma

2. Av. Marechal Floriano Peixoto, 1181 | Alto das Oliveiras | Telêmaco Borba – PR | Fone (42) 3271-8000
FATEB – Faculdade de Telêmaco Borba
dada grandeza, com outra quantidade da mesma grandeza, definida como unidade ou
padrão da mesma. Particularmente no estudo da mecânica, tratamos com três dessas
grandezas fundamentais: comprimentos, tempo e massa.
A escolha de padrões destas grandezas determina o sistema de unidades de todas
as grandezas usadas em Mecânica. No sistema usado pela comunidade científica, o
Sistema Internacional (SI), temos os seguintes padrões:
O sistema acima é muitas vezes também chamado de sistema MKS (m de metro, k
de kilograma e s de segundo).
Quando dizemos, por exemplo, que um dado comprimento vale 10 m, estamos
dizendo que o comprimento em questão corresponde a dez vezes o comprimento da
unidade padrão, o metro. As unidades de outras grandezas, como velocidade, energia,
forca, torque, são derivadas destas três unidades. Na tabela abaixo estão listadas algumas
destas grandezas.
Grandeza Dimensão Unidade
Forca
Trabalho
Potencia
Velocidade
1kg m/s2
1N. m
1J/s
m/s
Newton (N)
Joule (J)
Watt (W)
No quadro abaixo também estão listados os prefixos dos múltiplos e submúltiplos
mais comuns das grandezas fundamentais, todos na base de potências de 10. Os prefixos
podem ser aplicados a qualquer unidade. Assim, 10-3
s e 1milisegundo, ou 1 ms; 106
Watts
e 1 megawatt ou 1MW.
Grandeza Unidade
Comprimento
Tempo
Massa
Metro (m)
Segundo (s)
Quilograma (kg)

3. Av. Marechal Floriano Peixoto, 1181 | Alto das Oliveiras | Telêmaco Borba – PR | Fone (42) 3271-8000
FATEB – Faculdade de Telêmaco Borba
Prof. Michel de Angelis – Física básica