Aqui
podemos visualizar, na forma de um quadro, as dimensões de algumas
grandezas em física.
Na linha superior vamos encontrar as diferentes Na linha superior temos
as diferentes atribuições de L , ou seja, Lo, L1 , L2 ,
L3 , L4, L5, L6
Na coluna da esquerda as atribuições negativas de T , ou
seja T0, T -1 , T -2 , T -3 , T -4 , T -5
- Um comprimento
ou distância ( dimensão L ) encontra-se na casa L1T0
- Uma superfície
( dimensão L² ) encontra-se naturalmente na casa L2 T0
- Um volume ( dimensão
L³ ) encontra-se naturalmente na casa L3 T0
- Uma velocidade
( dimensão L / T ) encontra-se na casa L1 T - 1
- Uma aceleração
(dimensão L / T ² ) encontra-se na casa L1 T - 2
- Uma frequência
(dimensão 1 / T ) encontra-se na casa L0 T - 1
Também
teremos:
- O quadrado da
frequência ( dimensão 1 / T ² ) na casa L0 T - 2
- O fluxo = volume
por segundo ( dimensão L³ / T ) na casa L³ T - 1
A massa
= L³ / T²
, Uma massa unitária
m submetida, no espaço, a uma aceleração de 9,81
m/s (dentro de um foguete, por exemplo) sofre a mesma força F que
esta mesma massa m quando submetida à atração terrestre.
Estas duas forças são de mesma natureza (em princípio
idênticas, nada poderá distingui-las). Assim, elas deverão
ter as mesmas dimensões. Aqui vamos considerar, portanto, que a
massa dita "inercial" e a massa dita "gravitacional"
são exatamente a mesma coisa.
De um lado ela se expressa como F = ma e tem como dimensões
M . L / T² (1)
De outro lado temos F = K.m.Mt / Rt² e tem como
dimensões M² / L² (2)
Com Mt a massa da terra (de dimensão M) e Rt
o raio da terra (de dimensão L)
Comparando as dimensões de (1) com
(2) temos M . L / T² = M² /
L²
Assim as dimensões de uma massa serão M = L³ / T²
( vide apêndice 1
)
Poderemos a
partir daqui exprimir a massa em kg ou em m³ / s²
( vide apêndice 2 )
Em (2)
a constante de Newton K é aqui considerada como uma simples número
sem dimensões.
Algumas
outras grandezas ;
Grandezas
importantes en fisica :
- A quantidade de
movimento ou impulso ( massa . velocidade ) encontra-se na casa L4 T
-3
- A
força ( massa . aceleração ) encontra-se na casa
L4 T -4
- O
trabalho ou energia ( força . deslocamento) encontra-se na casa
L5 T -4
- A
potência ( energia / tempo ) encontra-se na casa L5 T -5
- O potencial (
energia / massa ) ou ( massa / distancia ) encontra-se na casa L2 T
-2
Também teremos:
- A pressão
( força / superfície ) na casa L2 T -4
- A rigidez de uma
mola ( força / deslocamento ) na casa L³ T -4
- O quadrado da
massa ( massa . massa ) na casa L6 T -4
- O quadrado da
velocidade ( velocidade . velocidade ) na casa L2 T -2
- O quadrado da
frequência ( frequência . frequência) na casa T -2
- A ação
( energia . tempo) na casa L5 T -3
Densidade
A densidade D pode
ser definida como massa / volume : L3 T -2 / L3 = D = T -2 supondo D x
T 2 = constante
Supondo a " densidade . T ² = N = constante " o que poderia
explicar que num sistema onde a densidade de massa é muito fraca
teremos uma tendência a ter fenômenos com períodos
muito grandes e vice versa.
Uma galáxia, por exemplo ( densidade média de massa excessivamente
fraca ) terá um período de rotação muito grande,
da mesma forma que dentro de um núcleo atômico ou numa região
super densa ( densidade de massa muito grande ) ocorrerão fenômenos
periódicos muito rápidos ( frequências muito elevadas).
Se consideramos como densidade D a densidade média de uma esfera
de raio Terra-Sol, contendo a massa do Sol, e o valor de N = 3 p
/ K = 1,413 10^11 ( K = constante de Newton ) T² terá
como valor o quadrado do período de revolução da
Terra em torno do Sol , ou seja T² = 9,97 10 ^14 segundos (
T = 31,575,000 secundos = 365,25 dias).
Caso da Terra em
órbita em torno do Sol, teremos:
Densidade . T ² = N = 3 p / K
T ² = ( 3 p / K ) / D
- D = massa da Terra
/ { 4/3 p ( Raio Terra -Sol)³
} = 1,4115 10 ^-4 kg / m³
- 1 / D = ( 7,068
10 ^3 ) m³ / kg
- T ² = N /
D = ( 1,413 10 ^11 ) . ( 7,068 10 ^3 ) = 9,97 10 ^14
- T = ( 9,97 10^14
) ^1/2 = 31,59 10 ^6 sec = 365,25 dias ( T = período de revolução
em torno do sol)
Algumas
relações fundamentais em física
M.a = F ( L3 T -2
)( L1 T -2 ) = ( L4 T -4 )
=> massa . aceleração = força
M.v = p ( L3 T -2
)( L1 T -1 ) = ( L4 T -3 ) =>
massa . velocidade = impulsão ( momentum
)
M.v² = E ( L3 T -2 )( L2
T -2 ) = ( L5 T -4 ) =>
massa . (velocidade)² = energia
M/R² = a ( L3 T -2 )( L-2 )
= ( L1 T -2 )
=> massa / (distância )² = aceleração
( g = Mt / R² )
M²/R = E ( L3 T -2 )² (L-1)
= ( L5 T -4 ) =>
(massa)² / (distância ) = energia
M²/R² = F ( L3 T -2 )² (L-2) =
( L4 T -4 ) =>
(massa)² / (distância )² = força
F.L = E (
L4 T -4 )( L ) = ( L5 T -4 ) =>
Force . distância = energia ( trabalho )
F / L = k ( L4 T -4 )(
L-1 ) = ( L3 T -4 )
=> Force / distância
= rigidês (de uma mola por exemplo)
k / M = T -2 ( L3 T -4 )( L-3 T 2 ) = ( L0 T -2 )
=> rigidês / massa = quadrado da frequência
F . v = W ( L4 T -4 )( L1 T
-1 ) = ( L5 T -5 ) =>
força . velocidade = potência
p / T = F ( L4 T -3 )( L0 T
-1 ) = ( L4 T -4 )
=> impulsão / tempo = força
|