Anotações, resumos, trabalhos, provas e exercícios de Física de Universidade

O Pêndulo Simples

O pêndulo simples é constituído por um ponto de massa m suspenso por uma corda leve e inextensível de comprimento L, com a extremidade superior fixa, oscilando no vácuo e na ausência de forças de atrito.

Ao alterar a posição de equilíbrio da massa no ponto A, o pêndulo oscila em um plano vertical com movimentos periódicos. Quando a massa está no ponto B, o seu peso mg é decomposto em duas componentes: mg cos(θ), neutralizado pela tensão do fio, e mg sen(θ), que faz o pêndulo retornar à posição de equilíbrio. A força restauradora F é proporcional ao seno do ângulo, logo, o movimento resultante não é perfeitamente harmônico. O movimento segue as leis do Movimento Harmônico Simples (MHS) apenas quando...

Momentos de Inércia

Fórmulas fundamentais para o cálculo do momento de inércia:

• Sistema Discreto: I = Σ(mᵣ · dᵣ²)
• Sistema Contínuo: I = ∫(d² · dm)
• Teorema de Steiner (Eixos Paralelos): Iᵢ = Iᵣ + m · d², onde Iᵣ é o momento de inércia em relação a um eixo paralelo que passa pelo centro de massa e d é a distância entre os eixos.

Cinemática do Ponto

Conceitos Fundamentais

• Posição (r⃗): Vetor que define a localização de um ponto no espaço em função do tempo, r⃗(t) = x(t)î + y(t)ĵ + z(t)k̂.
• Trajetória: O caminho geométrico descrito pelo ponto.
• Velocidade (v⃗): A taxa de variação da posição. v⃗ = dr⃗(t)/dt. O seu módulo é a celeridade (ds/dt) e é sempre tangente à trajetória.
• Aceleração (a⃗)

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

Visão Geral da Eletricidade

A eletricidade é uma fonte secundária de energia, ou seja, derivada de outras fontes primárias. No Brasil, as principais fontes primárias de energia são:

• Hidroelétrica: 51%
• Gás Natural: 34%
• Carvão: 9%
• Outras (Óleo, etc.): 6%

A energia elétrica corresponde a cerca de 17% das fontes de energia no país, enquanto outras fontes incluem:

• Petróleo: 38%
• Gás Natural: 26%
• Lenha: 13%
• Carvão: 6%

A eletricidade está presente em quase todos os processos de produção, incluindo indústria, mineração, residências e serviços públicos. É praticamente impensável viver sem ela hoje em dia.

No Chile, a cobertura dos serviços de eletricidade é de aproximadamente 99% em áreas urbanas e 90% em áreas rurais.

Estágios do Sistema

1 - Defina comprimento de onda e frequência

Comprimento de onda é a distância entre dois máximos sucessivos. Frequência é o número de oscilações completas que a onda realiza a cada segundo.

2 - Qual a relação entre comprimento de onda, frequência e velocidade da luz?

A velocidade da onda é igual ao produto do comprimento de onda pela frequência: v = λ · ν. No vácuo, v corresponde à velocidade da luz c.

3 - O que é índice de refração?

Índice de refração é a medida do desvio que a luz sofre ao passar de um meio para outro; depende da velocidade da luz em cada meio: n = c / v.

4 - O que é um fóton?

Fóton é a partícula elementar que constitui a luz e transporta energia eletromagnética.

5 - O que são estados excitado e

a) Suponha a existência de um elétron de carga −e dentro de uma região esférica com densidade de carga positiva uniforme ρ. Mostre que seu movimento, se ele tem uma energia cinética, pode ser de oscilações harmônicas simples em torno do centro da esfera.

Direcionamento: igualar a força coulombiana com a força da lei de Hooke.

b) Suponha que a carga positiva total tenha um valor igual em módulo à carga de um elétron (de forma que a carga total do átomo seja igual a zero), e suponhamos que esteja distribuída sobre uma esfera de raio r' = 1,0×10^-10 m; ache a constante da força k e a frequência do movimento do elétron. Substituição direta de valores numéricos nas equações do oscilador harmônico simples.

4) Experimento de

Velocidade e Aceleração Angular

A velocidade angular, w, de uma linha é definida como a taxa de variação da posição angular da linha. A aceleração angular, α, de uma linha é definida como a taxa de variação da velocidade angular da linha. Como a velocidade angular é uma quantidade vetorial, ela pode variar em magnitude, direção ou sentido, ou em todos.

Rotação de Corpo Rígido

Um corpo rígido tem um movimento de rotação se uma linha no corpo, ou em sua extensão, é fixa e todas as suas partículas que não estejam sobre a linha fixa percorrem trajetórias circulares com centros sobre o eixo fixo.

Trabalho de Binário em Corpo Rígido

O trabalho realizado sobre um corpo rígido por um sistema de forças e binários externos...

De que forma é que a radiação eletromagnética pode interagir com a matéria?

• Efeito fotoelétrico: O fotão remove um eletrão de um átomo; toda a energia do fotão é transferida para o eletrão; o eletrão interage com outros átomos.
• Efeito Compton: O fotão interage com um eletrão; parte da energia do fotão é convertida em energia cinética do eletrão.
• Produção de pares eletrão-positrão: Interação de um fotão com um núcleo atómico; o fotão transforma-se em eletrão + positrão.

No contexto da dosimetria radiológica, qual é a diferença entre dose efetiva e dose equivalente?

• Dose equivalente (D_eq = D x F_Q): A mesma quantidade de dose equivalente produz o mesmo efeito biológico, independentemente do tipo de radiação. Diferentes

Redes de Distribuição: Aéreas vs. Subterrâneas

1. Vantagens das Redes de Distribuição Aéreas

Citar 5 vantagens das redes de distribuição aéreas comparadas com a distribuição subterrânea:

• Investimento inicial baixo
• Derivações simples
• Localização de falhas facilitada
• Campo elétrico aberto
• Campo magnético médio

1.2. Causas do Pouco Uso das Redes Subterrâneas

As principais causas do pouco uso das redes subterrâneas são:

• As derivações são mais difíceis de realizar.
• Dificuldade na localização de falhas.
• O investimento inicial é muito alto, o que leva as pessoas a optarem pelo sistema convencional (aéreo).

2. Definição e Representação Gráfica do Triângulo das Potências

Definir, fazendo a representação gráfica, utilizando...