Apontamentos, resumos, trabalhos, exames e problemas de Física

Fundamentos do Magnetismo e Eletromagnetismo

O princípio básico de todos os fenômenos magnéticos é que, quando cargas elétricas estão em movimento, surge uma força entre elas, chamada força magnética.

Marcos Históricos e Conceitos Essenciais

1820: Efeito Oersted

Hans Christian Oersted descobriu acidentalmente que uma corrente elétrica produz um campo magnético capaz de desviar a agulha da bússola.

1831: Linhas de Força (Michael Faraday)

Criadas por Michael Faraday, as linhas de força (ou linhas de campo magnético) ajudam a explicar o comportamento das forças agindo à distância.

Propriedades das Linhas de Campo Magnético

• Toda linha de campo magnético vai do polo norte ao polo sul magnéticos.
• A intensidade do campo magnético é

Ondas Estacionárias em uma Corda e Velocidade do Som

Objetivo

O objetivo deste experimento é encontrar uma relação entre a frequência de vibração e as ondas de tensão em uma corda em vibração, além de medir a velocidade do som.

Procedimentos: Parte 1

• Nas extremidades da corda, pendure pesos diferentes para variar a tensão: utilize 150 g, 200 g e 250 g.
• Quando tiver alcançado a onda estacionária (onda em pé), você deve preencher um quadro com os seguintes registros: massa, peso (tensão na corda), frequência, comprimento de onda, velocidade e a raiz quadrada da tensão.

Fórmulas utilizadas:
λ = 2L / n
f = 1 / T
v = λ · f
v = √(T / μ)

Utilizando um computador, elabore uma tabela com os valores da velocidade (v) versus a raiz quadrada

Velocidade Média

A velocidade média de um móvel é a relação entre a distância percorrida no trajeto e o tempo gasto nela.

Velocidade média = Δe / Δt

• Vetor velocidade média: É a razão entre o vetor deslocamento e o tempo gasto pelo móvel. v = Δr / Δt

Velocidade Instantânea

A velocidade instantânea de um móvel é a velocidade em um ponto específico de sua trajetória. Este valor numérico é chamado de rapidez.

Aceleração

A aceleração é a grandeza que indica a variação da velocidade por unidade de tempo. Como a velocidade é um vetor, sua variação pode afetar sua magnitude, direção ou ambas.

• Aceleração média: A aceleração média de um corpo em um intervalo de tempo é a variação da sua velocidade naquele momento.

Definições Fundamentais

Som

Som: Sensação experimentada por um ouvido, resultante das vibrações de um corpo sonoro.

Tipos de Som (Duração)

• Som Determinado: Duração igual (som musical).
• Som Indeterminado: O ruído.

Fenômenos Sonoros

• Reflexão Sonora: Ocorre quando as ondas sonoras atingem um obstáculo e retornam.
• Refração Sonora: Ocorre quando as ondas sonoras passam entre superfícies de densidade diferente, mudando sua direção.
• Difração Sonora: Ocorre quando as ondas sonoras contornam um obstáculo e continuam seu curso, embora enfraquecidas.
• Eco: Ocorre quando o som refletido é ouvido distintamente após o som direto.
• Reverberação: Prolongamento do som após a sua cessação, porque a audiência não percebe a separação entre

Exercícios de Desempenho e Métodos de Frenagem

Problema 1: Temos um motor trifásico assíncrono de 4 polos com as seguintes características na faixa nominal de operação: tensão de 220/380 V em 50 Hz, perdas no ferro e mecânicas insignificantes. Dados: R_est = 1,5 Ω, R'_rot = 1,5 Ω e X_est = X'_rot = 2 Ω. Determinar o desempenho para uma velocidade de 1400 rpm.

Resolução:

• n₁ = (60 · f) / p = 1500 rpm
• Escorregamento (s): (1500 - 1410) / 1500 = 0,06 (conforme dados do sistema operacional)
• Impedância Total (Z_t): (1,5 + 1,5 / 0,06) + j4 = 26,80 ∠ 8,58° Ω
• Corrente (I): (380 / √3) / Z_t = 8,18 ∠ -8,58° A
• Potência de Entrada (P₁): m₁ · V₁ · I₁ · cos φ = 3 · (380 / √3) · 8,18 · cos(-8,58°) = 5.323,65 W
• Potência Mecânica Interna

Eletrostática: Cargas e Interações

Na eletrostática, corpos com a mesma carga elétrica se repelem, e corpos com cargas opostas se atraem.

O Eletroscópio: Detecção de Cargas

O eletroscópio é um dispositivo utilizado para detectar a presença de cargas elétricas em corpos, que podem ser eletrificados por contato ou indução.

Pêndulo Elétrico: Estudo de Forças

O pêndulo elétrico é utilizado para estudar as atrações e repulsões entre corpos carregados.

O Versório de William Gilbert

O versório, criado por William Gilbert, é um dispositivo para detectar corpos carregados. Semelhante a uma agulha de bússola magnética, ele gira livremente em um eixo vertical sem atrito.

Estrutura Atômica e Partículas

Elétrons: Carga Negativa

Elétrons... Continue a ler "Fundamentos de Eletricidade, Átomos e Radioatividade" »

Fenómenos Físicos e Químicos

A Física estuda os fenómenos físicos, que são aqueles em que um corpo afeta a natureza e a sua composição fundamental. Em contraste, a Química estuda os fenómenos químicos, que envolvem a modificação mais profunda da composição do corpo.

Ramos Principais da Física

A Física é dividida em ramos para simplificar o seu estudo, cada um focado em diferentes fenómenos:

• Mecânica: Estudo do movimento, força e suas relações.
• Termologia: Estudo do calor e da temperatura.
• Óptica: Estudo da luz e dos fenómenos luminosos.
• Eletricidade: Estudo dos fenómenos elétricos.
• Magnetismo: Estudo das propriedades magnéticas.

Sub-ramos da Mecânica

A Mecânica, por sua vez, divide-se em:

• Cinemática
• Estática
• Dinâmica

O Método

Calor e Temperatura

Calor: É a grandeza física que mede a energia transmitida de um corpo para outro devido à diferença de temperatura. No SI, a unidade é o Joule (J). 1 caloria = 4,18 J.

Temperatura: Depende da energia cinética das partículas de um corpo (átomos, íons e moléculas).

Propagação de Calor

O calor pode ser transmitido de três formas:

• Condução: Ocorre em corpos sólidos.
• Convecção: Exclusiva de fluidos (líquidos e gases).
• Radiação: Propagação por ondas eletromagnéticas.

Diferença entre condução e convecção: A convecção é característica de fluidos e envolve o deslocamento de matéria (correntes de convecção). Na condução, as partículas sólidas em contato com a fonte de calor adquirem maior energia cinética... Continue a ler "Conceitos Fundamentais de Calor, Temperatura e Som" »

F3: Carga Elétrica e Campo Elétrico

Em cada +Q:

A)E1=KQ/(2d)²->16=KQ/4d²->E2=64N B)E=F/Q F1=qE1->F1=2x10na6.16=32x10na-6N Dois corpusculos. -A intens: F=Kq1q2/d² F=q²/d² q²=F.r²/K=(3,6x10)(10na-2)²/9x10na9 4x10na-3/10na9=4x10-12raiz=2x10na-6C Na quest anterior: E=KQ/d²=(9x10na9)(2x10na-6)/10na-4=1,8x10na8N/C Duas particulas: A) F=Kq1q2/d²->(9x10na9)(5x10na-6)/1²=225x10na-3N B)E=E1-E2, como E1=E2, E=0 Nos vertic. de um quad: A)desenho B)d=l√2=10√2√2=20 d1/2=10cm |EA|=KQ/d²=(9x10na9)(1x10na-6)/(10x1na-2)²=9x10na5N/C Eres=EA+EC=18x10na5N/C Na fig.  A e B eixo x: A) Va=QK/d=(9x10na9)(6x10na-3)/2x10na-3=27x10³ B)Vb=(9x10na9)(6x10na-9)/6x10na-3=9x10³ C) Va-Vb=27x10³-9x10³=>18x10³ Na fig. 2.10na-6 A,B,C,D:

Albedo e Fluxo de Energia

O albedo é a capacidade de diferentes tipos de superfície para refletir a energia solar para a atmosfera.

Balanço do Fluxo de Energia

Os fluxos de radiação à superfície convergem da seguinte forma:

• K: fluxo de radiação solar (S + D)
• K: fluxo de radiação terrestre
• L: fluxo de calor sensível na atmosfera
• H: fluxo de calor sensível no solo
• C: fluxo de calor latente

Fluxo Radiativo da Superfície do Sistema Climático

Se Ts = 288 °K (15 °C), então:

IN = ou T4 = 0,817 x Ly-1 min 10-10 K-4 (288 °K) 4

PT = 0,562 min-1 = 290 Kcal Ly cm-2 ano-1

Uma vez que S = Ly-1 1,94 min, então a energia total que intercepta a superfície é:

Ð S R2

A energia total por unidade de área incidente que Q0 corresponde a 100% é:

Ð S Q0 =... Continue a ler "Termodinâmica: Conceitos e Aplicações" »