Apontamentos, resumos, trabalhos, exames e problemas de Física

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Conceitos Fundamentais de Ondas e Som

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Alongamento:
É a distância entre o ponto de equilíbrio e a posição das partículas em um determinado momento.
Amplitude:
A distância entre o ponto mais alto e o ponto de equilíbrio, sendo o alongamento máximo. (Maior energia implica maior amplitude.)
Período:
O tempo necessário para que a partícula complete uma vibração (ou oscilação).
Frequência:
O número de vibrações (ou ciclos) que são completados em um segundo.
Comprimento de Onda:
A distância entre dois pontos correspondentes em vibrações consecutivas (ex: crista a crista).
Velocidade de Propagação:
A velocidade com que a onda sonora se propaga (aproximadamente 340 m/s no ar).
Infrassom:
Frequências sonoras abaixo de 20 Hertz (Hz).
Ultrassom:
Frequências sonoras acima de 20.
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Termosfera, Ionosfera, Magnetosfera e Hipótese de Gaia

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Termosfera e Ionosfera

Ela se estende de 80 a 600 km de altura, delimitada pela termopausa e exosfera. É assim chamada porque a maioria das moléculas presentes são ionizadas pela absorção de radiação solar de alta energia (raios gama, raios-X e radiação ultravioleta), causando a perda de elétrons. Os íons de nitrogênio e oxigênio carregados positivamente (+) e os elétrons livres originam campos elétricos através da camada e liberação de calor (função de filtro).

As cargas positivas da ionosfera e as negativas da superfície da Terra formam um campo magnético que é recarregado por tempestades.

A interação das partículas subatômicas do Sol com os átomos ionizados desta camada produz o fenômeno luminoso das auroras polares... Continue a ler "Termosfera, Ionosfera, Magnetosfera e Hipótese de Gaia" »

Energia, Trabalho e Termodinâmica: Conceitos-Chave

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Energia, Trabalho e Potência

Energia é a capacidade que os sistemas físicos têm de realizar mudanças em si mesmos ou em outros sistemas. É medida em Joules. As propriedades da energia são fundamentais para a nossa civilização. A energia pode ser transformada de uma forma para outra, pode ser transferida de um sistema para outro e mantém-se constante. No entanto, em cada transformação, torna-se menos capaz de realizar transformações úteis, ou seja, degrada-se.

Em física, uma força realiza trabalho quando move o seu ponto de aplicação numa direção não perpendicular a ela. O trabalho mecânico (W) de uma força constante sobre um corpo pode ser expresso como o produto escalar da força pelo deslocamento. É medido em Joules... Continue a ler "Energia, Trabalho e Termodinâmica: Conceitos-Chave" »

Exercícios Resolvidos de Eletromagnetismo

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Exercícios Resolvidos de Eletromagnetismo

Força Magnética em um Próton

No interior de uma câmara de laboratório existe um campo magnético B, de módulo 1,2 mT, orientado verticalmente para cima. Um próton com energia cinética de 5,3 MeV entra na câmara movendo-se horizontalmente de sul para norte. Qual é a força experimentada pelo próton ao entrar na câmara?

Massa do próton: 1,67 x 10-27 Kg

Conversão de energia cinética:

5,3 MeV = 5,3 x 106 . 1,6 x 10-19 J = 8,48 x 10-13 J

Cálculo da velocidade do próton (Ec = mv²/2):

v = √(2Ec/m)

v = √(2 . 8,48 x 10-13 J / 1,67 x 10-27 Kg)

v = 3,2 x 107 m/s

Cálculo da força magnética (Fb = |q| v B sen θ):

Fb = |1,6 x 10-19 C| . 3,2 x 107 m/s . 1,2 x 10-3 T . sen 90°

Fb = 6,1 x 10-15 N

1) Variação

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Óptica Geométrica: Reflexão, Refração e Lentes

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Lei da Reflexão

Ocorre quando os raios de luz que viajam em um meio colidem com outro meio de diferentes densidades e retornam ao original.

Espelhos Planos

Os espelhos planos são usados com frequência. Eles são os que usamos diariamente para nos ver. Neles, vemos a nossa reflexão, uma imagem não distorcida.

Reflexão Invertida

Quando a imagem é invertida.

Refração da Luz

Refração da luz é a mudança de direção experimentada por um raio ao passar de um meio de menor refração para outro.

Componentes da Refração

  • Raio Incidente: É aquele que atinge a superfície separando dois meios.
  • Raio Refratado: O raio que atravessa o outro meio.
  • Ângulo de Incidência: O ângulo formado entre o raio incidente e a normal.
  • Ângulo de Refração: O ângulo
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Lista de Exercícios Resolvidos: Eletromagnetismo

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Lista 3: Eletricidade e Circuitos

1. Resistência Transoceânica
As primeiras mensagens telegráficas que cruzaram o Oceano Atlântico ocorreram em 1858, por meio de um cabo de 3000 km entre o Canadá e a Irlanda. O condutor neste cabo era composto por sete fios de cobre, cada um com diâmetro de 0,73 mm, firmemente empacotados e envoltos por uma camada isolante de proteção. Calcule a resistência deste condutor. [Dica: Antes de sair multiplicando sua resistência por 7, pare e pense um pouco!]
A área da seção transversal de cada fio é: A = πD²/4 = 4,18 × 10⁻⁷ m². Usando que a resistividade do cobre é ρ = 1,7 × 10⁻⁸ Ω·m, a resistência de cada fio será: R = ρl/A = (1,7 × 10⁻⁸ Ω·m)(3 × 10⁶ m)/(4,18 × 10⁻⁷... Continue a ler "Lista de Exercícios Resolvidos: Eletromagnetismo" »

Conceitos Fundamentais de Eletricidade, Magnetismo e Óptica

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Circuitos RC: Carga e Descarga de Capacitores

Descarga de Capacitores

Carga (q): q = q0 e-t/RC

Tensão (V): V = V0 e-t/RC

Carga de Capacitores

Carga (q): q = q0 (1 - e-t/RC)

Tensão (V): V = V0 (1 - e-t/RC)

Semicondutores e Dispositivos Eletrônicos

Estrutura Básica

  • Diodo: 2 semicondutores tipo N/P.
  • Transistor: 3 semicondutores, 2 tipos N/P.

Tipos de Semicondutores

  • Tipo N: Excesso de cargas negativas (elétrons).
  • Tipo P: Excesso de cargas positivas (lacunas). Um elétron a menos.

Exemplos de Elementos Semicondutores

  • Silício (Si): 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p2 (4 elétrons de valência)
  • Arsênio (As): 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 4p3 (5 elétrons de valência - tipo N)

Aplicações

  • Diodo: Retificação de corrente e LED.
  • Transistor: Amplificação de corrente/tensão
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Energia Potencial Gravitacional

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O efeito deste campo é manifesto em um local onde é colocado um outro corpo. A intensidade do campo gravitacional, ou vetor intensidade de campo, em um ponto é igual à força exercida sobre uma unidade de massa colocada nesse ponto. (G (vetor) = - G (M / r (cubo)) (vetor)). A força do campo em um ponto é caracterizada por:

  • Módulo (GXM = g / r (ao quadrado))
  • Direção (a linha que liga a massa criativa do campo com o ponto)
  • Sentindo (para a Terra, criando o campo)
  • Ponto de aplicação (o ponto onde o estudo de campo)

A força com que a Terra atrai os corpos próximos é chamada de peso P. g é o que é conhecido como a aceleração da gravidade e, na realidade, é a força com que uma unidade de massa é atraída pela Terra. P = mg.

Variações

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Revisão de Séries Temporais: Conceitos e Aplicações

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Primeira Prova de Séries Temporais (SME0808)

Questão 01: Verdadeiro ou Falso

(A) O método de alisamento exponencial só pode ser utilizado em séries sazonais.
Falso! Podemos aplicar o método de alisamento exponencial simples para uma série temporal não sazonal e sem tendência sistemática, tomando a estimativa como uma soma ponderada das observações passadas.
(B) Em um processo estacionário, a covariância deve depender apenas da distância h.
Falso! Em um processo estacionário, média e variância devem ser constantes. A covariância deve depender apenas da distância h (defasagem entre as observações no tempo), mas não do tempo (t) diretamente.
(C) Um passeio aleatório com erros normais é sempre estacionário.
Falso! Seja um processo
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Desvendando o Universo: Estrelas, Matéria Escura e o Big Bang

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Composição Química das Estrelas e Sua Descoberta

As estrelas são formadas principalmente por Hidrogênio (H) e Hélio (He). Ao observar o espectro de absorção da luz solar, notam-se poucas linhas escuras que correspondem ao espectro de luz absorvida por hélio e hidrogênio.

O Que É a Matéria Escura?

Cerca de 90% da matéria no universo é composta por um tipo de matéria chamada matéria escura. Ela não emite radiação, mas exerce uma forte atração gravitacional sobre o gás e a poeira do universo.

Por Que Sabemos Que a Matéria Escura Existe?

Observa-se que as galáxias colidem devido à atração gravitacional entre elas. Isso sugere que algo entre as duas galáxias as atrai para o centro. A colisão é detectada porque o gás circundante... Continue a ler "Desvendando o Universo: Estrelas, Matéria Escura e o Big Bang" »