Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 1.1 - Ex. 23
Nas equações a seguir, a distância está em metros, o tempo está em segundos, e a velocidade está em metros por segundo. Quais são as unidades do SI das constantes e ? (a) , (b) , (c) , (d) , (e) .
Passo 1
(a) A principal regra aqui é a seguinte: todos os termos da equação precisam ter as mesmas unidades. Um termo é uma parte da equação separada por um sinal de igual, soma ou subtração.
Vamos dar uma olhada na primeira equação:
Segundo o enunciado, o termo da esquerda () esta em metros, então os outros termos também precisam estar.
Vamos usar os colchetes para representar a unidade de medida de uma variável. A primeira constante é mais fácil de determinar:
Na segunda temos que considerar a multiplicação pelo tempo em segundos:
Passo 2
(b) Agora a segunda equação:
Mais uma vez os termos precisam estar em metros:
O fator não altera a unidade de medida, então vamos desconsiderá-lo:
Passo 3
(c) Vamos olhar para a terceira equação:
A unidade do termo da esquerda é a seguinte:
Então:
Passo 4
(d) Mais uma vez queremos que os termos tenham unidades de posição:
O cosseno não “gera” nenhuma unidade de medida, então podemos tirar ele da expressão:
E para encontrar a unidade do , temos que garantir que o argumento do cosseno também não tenha unidade:
Obs.: Na realidade o argumento do cosseno pode estar em radianos, mas essa é o que chamamos de uma quantidade adimensional.
Passo 5
(e) Repetindo o mesmo procedimento:
E os dois termos da direita precisam ter a mesma unidade de medida que o da esquerda. Para o primeiro termo temos a seguinte relação:
E para o segundo:
Resposta
(a) está em e em .
(b) está em .
(c) está em
(d) está em e está em .
(e) está em e está em .