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10.º ano A · Física e Química A
A atividade científica · Grandezas e medição

Notação científica e algarismos significativos

A luz propaga-se a $300\,000\,000\ \text{m/s}$ e um glóbulo vermelho mede apenas $0{,}000008\ \text{m}$. Escrever tantos zeros é incómodo e é fácil enganarmo-nos. E, numa medição, quantos algarismos devemos escrever? Neste apartado vais aprender a escrever estes números de forma curta e a decidir quantos algarismos de uma medição têm mesmo significado.

Números muito grandes e muito pequenos

O expoente diz-nos quantas casas decimais "andámos" com a vírgula. Se a vírgula andou para a esquerda, o número original era grande e o expoente é positivo. Se andou para a direita, o número era pequeno e o expoente é negativo.

Pratica★☆☆Por começar
A luz propaga-se a $300\,000\,000\ \text{m/s}$. Escreve essa velocidade em notação científica.

A luz propaga-se a $300\,000\,000\ \text{m/s}$. Escreve essa velocidade em notação científica.

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Pratica★☆☆Por começar
Um glóbulo vermelho mede cerca de $0,000008\ \text{m}$ de diâmetro. Exprime esse comprimento em notação científica.

Um glóbulo vermelho mede cerca de $0,000008\ \text{m}$ de diâmetro. Exprime esse comprimento em notação científica.

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Pratica★☆☆Por começar
Um dia tem $86\,400$ segundos. Escreve-o em notação científica.

Um dia tem $86\,400$ segundos. Escreve-o em notação científica.

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Como escrever corretamente em notação científica

O número 250 000 escrito de três formas: 25·10⁴ e 0,25·10⁶ não estão em notação científica; 2,5·10⁵ está, porque o coeficiente está entre 1 e 10. O mesmo número, 250 000, escrito de três formas 2 5 × 10⁴ 0 2 5 × 10⁶ 2 5 × 10⁵ ✗ 25 ≥ 10 ✗ 0,25 < 1 ✓ 1 ≤ a < 10 ,

Para fazer o caminho inverso, basta andar com a vírgula o número de casas indicado pelo expoente.

Pratica★☆☆Por começar
Escreve com todos os algarismos o número $4,5\cdot10^{3}$.

Escreve com todos os algarismos o número $4,5\cdot10^{3}$.

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Pratica★☆☆Por começar
Um porta-aviões tem uma massa de cerca de $9,7\cdot10^{7}\ \text{kg}$. Escreve essa massa com todos os seus algarismos.

Um porta-aviões tem uma massa de cerca de $9,7\cdot10^{7}\ \text{kg}$. Escreve essa massa com todos os seus algarismos.

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Pratica★☆☆Por começar
Destas três formas de escrever o mesmo número, apenas uma está em notação científica correta. Indica qual é e explica o erro das outras duas: a) $25\cdot10^{4}$ b)…

Destas três formas de escrever o mesmo número, apenas uma está em notação científica correta. Indica qual é e explica o erro das outras duas:

  1. a) $25\cdot10^{4}$
  2. b) $2,5\cdot10^{5}$
  3. c) $0,25\cdot10^{6}$
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Pratica★☆☆Por começar
Completa os espaços: $6\,000 = 6\cdot10^{\dots}$ e $0,003 = 3\cdot10^{\dots}$.

Completa os espaços: $6\,000 = 6\cdot10^{\dots}$ e $0,003 = 3\cdot10^{\dots}$.

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Comparar e operar com notação científica

A massa de um eletrão é cerca de $9{,}11\times10^{-31}\ \text{kg}$ e a de um protão é cerca de $1{,}67\times10^{-27}\ \text{kg}$. Apesar de $9{,}11$ ser maior do que $1{,}67$, qual das duas partículas tem mais massa?

Reta com quatro números em notação científica ordenados por expoente: 9,8·10³, 3,2·10⁴, 4·10⁴ e 1,5·10⁵; com o mesmo expoente compara-se o coeficiente. 9,8·10³ expoente 3 3,2·10⁴ expoente 4 4·10⁴ expoente 4 1,5·10⁵ expoente 5 mesmo expoente: compara-se 3,2 com 4 do menor para o maior

Por isso o protão ($10^{-27}$) tem muito mais massa do que o eletrão ($10^{-31}$).

Pratica★☆☆Por começar
Qual é maior: $2\cdot10^{5}$ ou $3\cdot10^{4}$? Escreve-os com todos os seus algarismos e compara-os.

Qual é maior: $2\cdot10^{5}$ ou $3\cdot10^{4}$? Escreve-os com todos os seus algarismos e compara-os.

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Pratica★★☆Por começar
Ordena do menor para o maior estes números escritos em notação científica: $3,2\cdot10^{4}$; $9,8\cdot10^{3}$; $1,5\cdot10^{5}$; $4\cdot10^{4}$. Explica o que observas…

Ordena do menor para o maior estes números escritos em notação científica: $3,2\cdot10^{4}$; $9,8\cdot10^{3}$; $1,5\cdot10^{5}$; $4\cdot10^{4}$. Explica o que observas primeiro para os comparar: os números à frente ou os expoentes.

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Pratica★★☆Por começar
A massa de uma formiga é de cerca de $3\cdot10^{-3}\ \text{g}$ e a de um elefante, de cerca de $6\cdot10^{3}\ \text{kg}$. a) Exprime a massa do elefante em gramas, em…

A massa de uma formiga é de cerca de $3\cdot10^{-3}\ \text{g}$ e a de um elefante, de cerca de $6\cdot10^{3}\ \text{kg}$. a) Exprime a massa do elefante em gramas, em notação científica. b) Com as duas massas já em gramas, qual tem o expoente maior? Qual dos dois animais tem maior massa?

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Pratica★★☆Por começar
Quantas vezes é $6\cdot10^{8}$ maior do que $2\cdot10^{5}$? Calcula dividindo as potências de dez e apresenta o resultado em notação científica.

Quantas vezes é $6\cdot10^{8}$ maior do que $2\cdot10^{5}$? Calcula dividindo as potências de dez e apresenta o resultado em notação científica.

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Pratica★★☆Por começar
Calcula $(3\cdot10^{4})\cdot(2\cdot10^{3})$ e exprime o resultado em notação científica.

Calcula $(3\cdot10^{4})\cdot(2\cdot10^{3})$ e exprime o resultado em notação científica.

Resolver
Pratica★★★Por começar
Ordena estas três distâncias da menor para a maior, convertendo-as antes todas para metros e para notação científica: a) Uma grande ponte de $4\cdot10^{6}\ \text{mm}$.…

Ordena estas três distâncias da menor para a maior, convertendo-as antes todas para metros e para notação científica:

  1. a) Uma grande ponte de $4\cdot10^{6}\ \text{mm}$.
  2. b) Uma etapa de ciclismo de $1,8\cdot10^{2}\ \text{km}$.
  3. c) Um voo de $9\cdot10^{5}\ \text{m}$.
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Algarismos significativos

Três alunos medem o comprimento do mesmo caderno com réguas diferentes e registam $21\ \text{cm}$, $21{,}0\ \text{cm}$ e $21{,}03\ \text{cm}$. Será que as três medições dizem o mesmo?

Não dizem. Cada uma indica um grau de rigor diferente, e é isso que os algarismos significativos traduzem.

Pratica★★☆Por começar
Quantos algarismos significativos tem cada uma destas medições? Explica o critério que seguiste em cada caso. a) $2,50\ \text{cm}$ b) $0,034\ \text{kg}$ c)…

Quantos algarismos significativos tem cada uma destas medições? Explica o critério que seguiste em cada caso.

  1. a) $2,50\ \text{cm}$
  2. b) $0,034\ \text{kg}$
  3. c) $1,02\ \text{L}$
Resolver
Pratica★★☆Por começar
Com a régua do teu estojo medes a espessura de uma moeda e obténs $0,2\ \text{cm}$. a) Quantos algarismos significativos tem essa medição? b) Por que razão não faz…

Com a régua do teu estojo medes a espessura de uma moeda e obténs $0,2\ \text{cm}$. a) Quantos algarismos significativos tem essa medição? b) Por que razão não faz sentido escrever $0,2000\ \text{cm}$ se a régua só marca milímetros?

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Arredondar e operar com algarismos significativos

Quando a calculadora mostra muitos algarismos, temos de arredondar o resultado ao número adequado de algarismos significativos.

Arredondar também serve para dar a ordem de grandeza: é a potência de $10$ mais próxima do número. Para $a\times10^{n}$, é $10^{n}$ se $a<5$ e $10^{n+1}$ se $a\ge5$ (por exemplo, a ordem de grandeza de $6\times10^{8}$ é $10^{9}$).

Pratica★★☆Por começar
A calculadora da Vera mostra $7,8462$ como resultado de uma medição. Arredonda-o a dois algarismos significativos e, depois, a três.

A calculadora da Vera mostra $7,8462$ como resultado de uma medição. Arredonda-o a dois algarismos significativos e, depois, a três.

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Pratica★★☆Por começar
A população de Espanha é de cerca de $47\,615\,034$ habitantes. Escreve-a em notação científica arredondada a três algarismos significativos.

A população de Espanha é de cerca de $47\,615\,034$ habitantes. Escreve-a em notação científica arredondada a três algarismos significativos.

Resolver
Pratica★★★Por começar
O professor escreve no quadro: «massa da Terra: $5,97\cdot10^{24}\ \text{kg}$». a) Quantos algarismos significativos tem esse dado? b) Escreve-o arredondado a apenas um…

O professor escreve no quadro: «massa da Terra: $5,97\cdot10^{24}\ \text{kg}$». a) Quantos algarismos significativos tem esse dado? b) Escreve-o arredondado a apenas um algarismo significativo. c) O que se perde ao arredondar desta forma? Explica em que situações faz sentido fazê-lo.

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Pratica★★★Por começar
A Beatriz calcula a massa volúmica de uma pedra e a calculadora mostra $2,68473\ \text{g/cm}^3$. A balança que utilizou media com três algarismos significativos e a…

A Beatriz calcula a massa volúmica de uma pedra e a calculadora mostra $2,68473\ \text{g/cm}^3$. A balança que utilizou media com três algarismos significativos e a proveta, apenas com dois. a) Sabendo que um resultado não pode ser mais preciso do que o dado menos preciso, com quantos algarismos significativos deve a Beatriz apresentar o seu resultado? b) Escreve-o corretamente arredondado.

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Problemas com notação científica

Nos problemas, combinamos tudo: converter unidades, operar em notação científica e apresentar o resultado com o número adequado de algarismos significativos.

Para converter unidades, usam-se os prefixos do SI, que são potências de $10$: $1\ \text{km} = 10^{3}\ \text{m}$, $1\ \text{mm} = 10^{-3}\ \text{m}$ e $1\ \text{nm} = 10^{-9}\ \text{m}$ (um nanómetro é a mil milionésima parte do metro). Por exemplo, $5\times10^{-5}\ \text{m} = 5\times10^{-5}\div10^{-9}\ \text{nm} = 5\times10^{4}\ \text{nm}$.

Pratica★★★Por começar
A luz do Sol demora cerca de $8\ \text{min}$ e $20\ \text{s}$ a chegar à Terra. a) Converte esse tempo para segundos. b) Com a velocidade da luz,…

A luz do Sol demora cerca de $8\ \text{min}$ e $20\ \text{s}$ a chegar à Terra. a) Converte esse tempo para segundos. b) Com a velocidade da luz, $3\cdot10^{8}\ \text{m/s}$, calcula a distância do Sol à Terra em metros, em notação científica. c) Exprime-a também em quilómetros.

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Pratica★★★Por começar
Um nanómetro é a mil milionésima parte de um metro: $1\ \text{nm} = 10^{-9}\ \text{m}$. O cabelo da Nora mede $5\cdot10^{-5}\ \text{m}$ de espessura. a) Quantos…

Um nanómetro é a mil milionésima parte de um metro: $1\ \text{nm} = 10^{-9}\ \text{m}$. O cabelo da Nora mede $5\cdot10^{-5}\ \text{m}$ de espessura. a) Quantos nanómetros mede? b) Quantas vezes é mais espesso do que uma molécula de água, que mede cerca de $3\cdot10^{-10}\ \text{m}$? Apresenta o resultado arredondado a um algarismo significativo.

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Pratica★★★Por começar
Quantos segundos tem um ano? a) Calcula sabendo que um ano tem $365$ dias, um dia $24\ \text{h}$, uma hora $60\ \text{min}$ e um minuto $60\ \text{s}$. b) Exprime o…

Quantos segundos tem um ano? a) Calcula sabendo que um ano tem $365$ dias, um dia $24\ \text{h}$, uma hora $60\ \text{min}$ e um minuto $60\ \text{s}$. b) Exprime o resultado em notação científica com dois algarismos significativos.

Resolver
Pratica★★★Por começar
Um cartão de memória de $256\ \text{GB}$ armazena cerca de $2,56\cdot10^{11}$ bytes e cada fotografia do telemóvel ocupa cerca de $4\cdot10^{6}$ bytes. a) Quantas…

Um cartão de memória de $256\ \text{GB}$ armazena cerca de $2,56\cdot10^{11}$ bytes e cada fotografia do telemóvel ocupa cerca de $4\cdot10^{6}$ bytes. a) Quantas fotografias cabem no cartão? b) Exprime o resultado arredondado a um algarismo significativo. c) Explica por que razão aqui faz sentido apresentar um algarismo significativo e não seis.

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Pratica★★★Por começar
O som propaga-se no ar a $3,4\cdot10^{2}\ \text{m/s}$ e a luz, a $3\cdot10^{8}\ \text{m/s}$. a) Quantas vezes é a luz mais rápida do que o som? Arredonda a um algarismo…

O som propaga-se no ar a $3,4\cdot10^{2}\ \text{m/s}$ e a luz, a $3\cdot10^{8}\ \text{m/s}$. a) Quantas vezes é a luz mais rápida do que o som? Arredonda a um algarismo significativo. b) Usa esse resultado para explicar por que razão numa trovoada vês primeiro o relâmpago e ouves depois o trovão.

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Em resumo

Voltando ao início: $3\times10^{8}\ \text{m/s}$ e $8\times10^{-6}\ \text{m}$ dizem o mesmo que os números longos, de forma curta, e o número de algarismos que escreves mostra o rigor com que mediste.

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