Física experimental

Aula 1: Medidas F´ ısicas
1 Introdu¸˜o ca
A F´ ısica ´ uma ciˆncia cujo objeto de estudo ´ a Natureza. Assim, ocupa-se das a¸oes fundamentais entre os e e e c˜ constitu´ ıntes elementares da mat´ria, ou seja, entre os ´tomos e seus componentes. Particularmente na Mecˆnica, e a a estuda-se o movimento e suas poss´ ıveis causas e origens. Ao estudar um dado fenˆmeno f´ o ısico interessa-nos entender como certas propriedades ou grandezas associadas aos corpos participam desse fenˆmeno. O procedimento adotado nesse estudo ´ chamado de m´todo cient´ o e e ıfico, e ´ e basicamente composto de 3 etapas: observa¸˜o, racioc´ ca ınio (abstra¸˜o) e experimenta¸˜o. A primeira etapa ´ a ca ca e observa¸˜o do fenˆmeno a ser compreendido. Realizam-se experiˆncias para poder repetir a observa¸˜o e isolar, ca o e ca se necess´rio, o fenˆmeno de interesse. Na etapa de abstra¸˜o, prop˜e-se um modelo (hip´tese) com o prop´sito a o ca o o o de explicar e descrever o fenˆmeno. Finalmente, esta hip´tese sugere novas experiˆncias cujos resultados ir˜o ou o o e a n˜o confirmar a hip´tese feita; se ela se mostra adequada para explicar um grande n´mero de fatos, constituia o u se no que chamamos de uma lei f´ ısica. Estas leis s˜o quantitativas, ou seja, devem ser expressas por fun¸˜es a co matem´ticas. Assim, para estabelecermos uma lei f´ a ısica est´ implicito que devemos avaliar quantitativamente uma a ou mais grandezas f´ ısicas, e portanto realizar medidas. ´ importante notar que praticamente todas as teorias f´ E ısicas conhecidas representam aproxima¸˜es aplic´veis co a num certo dom´ ınio da experiˆncia. Assim, por exemplo, as leis da mecˆnica cl´ssica s˜o aplic´veis aos movimentos e a a a a usuais de objetos macrosc´picos, mas deixam de valer em determinadas situa¸˜es. Por exemplo, quando as velocidades o co s˜o compar´veis com a da luz, deve-se levar em conta efeitos relativ´ a a ısticos. J´ para objetos em escala atˆmica, ´ a o e necess´rio empregar a mecˆnica quˆntica. Entretanto,