Apontamentos, resumos, trabalhos, exames e problemas de Física

1. Análise de Barra Longa com Geração de Calor

   Uma barra muito longa de 5 mm de diâmetro e condutividade térmica k = 25 W/m.K é submetida a um processo de tratamento térmico. O centro, 30 mm da extremidade da barra, é colocado em um aquecimento por bobina de indução, estando sujeito a um fluxo de calor volumétrico uniforme de 7,5 x 10⁶ W/m³. As regiões não aquecidas da barra, que se prolongam a partir da bobina de aquecimento de um lado ou de outro, estão sujeitas à convecção com o ar ambiente a T_∞ = 20 ºC e h = 10 W/m².K. Considere que não há convecção a partir da superfície da barra no interior da bobina.

   1. Calcule a temperatura em regime permanente T₀ da barra no ponto médio da porção aquecida da bobina.
   2. Calcule a temperatura

Plutão: Planeta Anão e o Cinturão de Kuiper

Plutão, formalmente designado 134340 Plutão, é um planeta anão do Sistema Solar e o nono maior e décimo mais massivo objeto observado diretamente orbitando o Sol. Originalmente classificado como um planeta, Plutão é atualmente o maior membro conhecido do Cinturão de Kuiper, uma região de corpos além da órbita de Netuno.

Como outros membros do Cinturão de Kuiper, Plutão é composto primariamente de rocha e gelo e é relativamente pequeno, com aproximadamente um quinto da massa da Lua e um terço de seu volume. Ele tem uma órbita altamente inclinada e excêntrica que o leva de 30 a 49 UA do Sol. Isso faz Plutão ficar periodicamente mais perto do Sol do que Netuno. Atualmente, Plutão... Continue a ler "Exercícios de Física: Notação Científica, Força e Ondas" »

SPDA: Sistema de Proteção Contra Descargas Atmosféricas

O SPDA é um sistema completo destinado a proteger uma estrutura contra os efeitos das descargas atmosféricas. É composto por um sistema externo e um sistema interno de proteção.

Componentes do SPDA

Sistema Externo de Proteção

• Subsistema de captores
• Subsistema de condutores de descida
• Subsistema de aterramento

Sistema Interno de Proteção

Dispositivos que reduzem os efeitos elétricos e magnéticos da corrente de descarga atmosférica dentro do volume a proteger.

Formação das Descargas Atmosféricas

Formação das Cargas nas Nuvens

As nuvens formam um enorme bipolo com cargas positivas na parte superior e negativas na inferior.

Formação da Descarga Atmosférica (Raio)

Ocorre um raio quando... Continue a ler "SPDA: Proteção Contra Descargas Atmosféricas e Para-raios" »

As Duas Leis Fundamentais da Termodinâmica

1. Energia não pode ser criada ou destruída, mas somente convertida de uma forma em outra (Conservação da Energia).
2. Energia, espontaneamente, sempre se desloca de níveis mais altos para níveis mais baixos de energia.

Primeira Lei da Termodinâmica

• Toda transformação de energia vem acompanhada de produção de energia térmica (calor).
• Qualquer forma de energia ou trabalho pode ser totalmente convertida em calor.
• Calor não pode ser totalmente convertido em trabalho ou em outra forma de energia.
• Em todas essas transformações e processos, a soma total de energia é sempre constante, ou seja, a energia do universo é constante.

Segunda Lei da Termodinâmica

• É possível, com a realização de trabalho,

Capacidade Térmica

A capacidade térmica é uma propriedade dos materiais que indica a quantidade de calor necessária para variar a sua temperatura em um grau Celsius (ou Kelvin). Quanto maior a capacidade térmica de um material, mais calor ele pode absorver ou ceder para que sua temperatura varie pouco.

Exemplos de Materiais com Alta Capacidade Térmica

• Isopor
• Madeira
• Porcelana
• Alguns plásticos

Cálculo da Capacidade Térmica

A capacidade térmica (C) é calculada pela razão entre a quantidade de calor (ΔQ) que um corpo recebe ou cede e a variação de temperatura (ΔT) resultante:

C = ΔQ / ΔT

Onde:

• ΔQ = Variação do calor (quantidade de calor trocada)
• ΔT = Variação de temperatura

Unidade de Medida

A unidade usual para medir a capacidade térmica... Continue a ler "Física: Capacidade Térmica, Máquinas Térmicas e Reflexão da Luz" »

Clima da Região Norte do Brasil

Classificação de Strahler

5. Com relação ao clima da Região Norte do Brasil, segundo a classificação de Strahler, assinale a opção correta:

As temperaturas elevadas ao longo do ano na Região Norte determinam uma amplitude anual acima de 15ºC.

A atuação combinada ou individual de fenômenos como Zona de Convergência Intertropical e Linhas de Instabilidade faz com que a precipitação sobre o Norte apresente elevada variabilidade interanual.

As médias térmicas mensais ao longo do ano variam entre 24 e 27ºC. As chuvas são constantes e podem atingir índices pluviométricos entre 1500mm e 2500mm anuais.

Na porção sul do estado do Acre ocorre menor variabilidade sazonal de temperatura, em virtude da... Continue a ler "Clima da Região Norte e Radiação Solar" »

Este documento apresenta a resolução detalhada de três exercícios de equações diferenciais exatas, incluindo a verificação da exatidão, a integração para encontrar a função potencial e a aplicação das condições iniciais para determinar a solução particular.

Problema A: (x+y)² dx + (2xy + x² - 1) dy = 0; y(1) = 1

1. Identificação de M(x,y) e N(x,y)

A equação diferencial é da forma M(x,y) dx + N(x,y) dy = 0.

• M(x,y) = (x+y)² = x² + 2xy + y²
• N(x,y) = 2xy + x² - 1

2. Verificação de Exatidão

Para que a equação seja exata, devemos ter ∂M/∂y = ∂N/∂x.

• ∂M/∂y = ∂/∂y (x² + 2xy + y²) = 2x + 2y
• ∂N/∂x = ∂/∂x (2xy + x² - 1) = 2y + 2x

Como ∂M/∂y = ∂N/∂x, a equação é exata.

3. Encontrando a Função

• Construir uma estrutura no Scilab ou Matlab que mostre todos os números de 0 a 50

• Criar um vetor com componentes ímpares entre 31 e 75

4 - Seja x = [3 2 6 8]' e y = [4 1 3 5]' (vetores colunas).

•  a. Some x e y

• b. Eleve cada elemento de x a uma potência dada pelo correspondente elemento de y.
  

b = x .^y

disp (b, "Vetor X elevado pelos elementos do vetor Y")

• c. Divida cada elemento de y pelo correspondente elemento de x
  

c = y ./x

disp (c, "vetor y dividido pelos elementos do vetor x")

•  d. Multiplique cada elemento de x pelo correspondente elemento de y, chamando o resultado de "z".
  

z = x .*y

disp (z, "vetor z criado a partir... Continue a ler "Guia Completo de Operações com Vetores e Matrizes no Scilab/Matlab" »

Problema 1

Problema 2

Problema 3

Mecanismos de Propagação e Atenuação de Ondas de Rádio

MECANISMO DA TROPODIFUSÃO: As antenas TX e RX concentram a energia em uma dada direção, em feixes cônicos e estreitos, tangentes ao solo e direcionados para uma determinada região da troposfera denominada região turbulenta ou região de volume comum. É caro e crítico por depender da formação da região turbulenta capaz de espelhar as ondas de rádio.

MECANISMO DA VISADA DIRETA: A onda de rádio é transmitida diretamente de uma antena para outra com visibilidade entre elas, onde a antena RX capta uma parcela da potência existente na frente de onda irradiada através da atmosfera.

Atenuação em Espaço Livre

É a perda da energia recebida, devido exclusivamente à dispersão... Continue a ler "Propagação de Ondas de Rádio: Mecanismos e Atenuações" »