Arquitetura e física

Universidade de São Paulo
Instituto de Física de São Carlos - IFSC

FCM 208 Física (Arquitetura)
Introdução: Grandezas físicas, dimensões e unidades

Prof. Dr. José Pedro Donoso

Unidades: sistema Internacional (SI), sistema Gaussiano (CGS) e sistema Inglês
Dimensão

SI

CGS

Inglês

Comprimento

L

metro (m)

centímetro (cm)

pé

Massa

M

Quilograma (kg)

grama (gm)

libra ou slug

Densidade

M/L3

kg/m3

g /cm3

lb/ft3

Velocidade

L/T

m/s

cm/s

mi/h

Aceleração

L/T2

m/s2

cm/s2

Força: F

ML/T2

Newton (N)

Dina

Libra-força lb

Momento de uma força (torque) FL

ML2/T2

N-m

Energia: E

ML2/T2

Joule (J)

Erg

pé-lb

Potência = E/T

ML2/T3

Watt (1 W = 1 J/s)

Pressão = F/A

M/LT2

Pascal (Pa)

-

pé-lb/s pé/in2 Conversão de unidades

1 milha = 1.6 km
Figura: Tipler, Física Editora LTC

Conversão de unidades

Velocidade: 1 mi/h = 1.6 km/h

Figura: “Physics” R. Serway (Editora Saunders College, 1996)

Conversão de unidades: 65 foot = 65(30.48 cm) ≈ 20 m
3 milhas = 3(1.6 km) ≈ 5 km

US$ 450.000 ≈ R$ 900.000

Conversão de unidades
Área: 4000 sq.ft. = 4000 ft2
Conversão: 1 ft2 = 0.093 m2

⇒ 4000 ft2 = 372 m2

Casa :
1600 sq. ft. = 1600 ft2 = 154 m2
Terreno:
0.5 acre = 0.5 (4047 m2) = 2023 m2

Massa e Peso
Quando colocamos um corpo na balança estamos determinando sua massa m, em gramas ou em kg.
O peso é uma força, e sua unidade é o
Newton (N): Peso = mg
Assim, se uma pessoa sobe na balança e lê 55 kg significa que: massa m = 55 kg peso = (55 kg)×(9.8 m/s2) = 539 N
No sistema inglês:
Civilizações Perdidas: Roma
(Time – Life, Abril coleções, 1998)

1 libra (pound)≈ 4.45 N

Densidade
Densidade =

massa volume Densidade da água: ρ = 1 g/cm3 = 1000 kg/m3

A densidade é uma grandeza importante na arquitetura porque as cargas das estruturas costumam ser expressadas como densidades:
Carga de concreto: 2000 kg/m3
Concreto armado: 2550 kg/m3
Exercício: Estime a carga de uma das
“Física Viva”
Trefil & Hazen (LTC, 2006)

vigas de concreto, no teto da sala de