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ESCOLA ESTADUAL DE ENSINO MÉDIO ANA PONTES FRANCEZ ERIVELTOM DOS SANTOS TRUVÃO ADAPTAÇÕES DE FÍSICA MECÂNICA Tucuruí – PA 2022 ERIVELTOM DOS SANTOS TRUVÃO Diretora: Alda Amorim Professora: Alain Nunes Lima Ensino Médio 05/10/2022 ADAPTAÇÕES DE FÍSICA MECÂNICA Tucuruí – PA 2022 INTRODUÇÃO De modo geral, a mecânica é uma área da Física que se propõe a descrever os princípios básicos que regem os movimentos dos corpos no espaço enquanto o tempo flui. Dessa forma, para sua completa consistência, deve-se definir precisamente o que se entende por tempo, espaço e objeto. Tais conceitos, evidentemente, extrapolam o escopo da mecânica e influenciam na descrição das demais áreas da Física. A Física moderna se apropriou de maneira bastante eficiente do conceito de simetria em um sistema físico e de como os padrões simetria podem restringir a pró pria dinâmica do sistema. O formalismo Lagrangeano é particularmente útil para esse propósito, pois a função Lagrangeano que contém toda informação dinâmica do sistema, por ser uma grandeza escalar, deve ser invariante frente às transformações de simetria. Além disso, e também por isso, o formalismo Lagrangeano é singu- larmente adequado na conexão das simetrias do sistema com grandezas que se conservam durante sua evolução dinâmica (constantes de movimento), que se torna explícita no celebrado Teorema de Northern. Além disso, diferentes noções dessas estruturas levam a distintas realizações da mecânica. O foco deste artigo é a análise da estrutura do que entendemos por mecânica clássica, que também nos referimos por mecânica Newtoniana. De um ponto de vista moderno, a mecânica Newtoniana pode ser entendida como um limite de baixas idades (comparadas com a velocidade da luz) e de grandes distâncias (comparadas com o comprimento de onda de Broglie) de uma mecânica quântica e relativística. Contudo, como sabemos, a concepção da mecânica Newtoniana se deu de forma completamente independente de suas generalizações e constitui, portanto, uma estru-velocitura auto consistente segundo suas premissas e hipóteses. Não quero com isso dizer que ela é consistente com as observações em todas as escalas de distância e para quaisquer velocidades, mas sim que possui uma estrutura lógica consistente. As generalizações da mecânica Newtoniana servem, nesse sentido, para delimitar seu intervalo de validade experimental. Observado este intervalo de validade, a mecânica Newtoniana se mostrou uma teoria de enorme sucesso fenomenológico. Como geralmente ocorre no processo de construção de uma teoria científica, o desenvolvimento da mecânica Newtoniana traçou um caminho altamente sinuoso. Por tentar extrair princípios gerais de fenômenos facilmente acessíveis, diversos conceitos informais do cotidiano foram sendo incorporados na descrição científica, muitas vezes sem a devida precisão. A sistemática do método científico moderno desenvolvido por Galileu, constituiu um avanço importante na formulação da mecânica. Seguindo seus preceitos, Newton foi capaz de enunciar suas três leis do movimento de maneira muito próxima da forma que conhecemos atualmente. UNIDADE I – ELETRICIDADE E MAGNETISMO 1. 1CIRCUITOS ELÉTRICOS O estudo de circuitos elétricos se divide em circuitos de corrente contínua e circuitos de corrente alternada. Os circuitos de corrente contínua são assim chamados por possuírem uma ou mais fontes de tensão e/ou corrente contínua. Os circuitos de corrente alternada são normalmente alimentados por fontes de tensão e/ou corrente senoidais. O estudo de circuitos de corrente contínua se baseia no cálculo de tensões e correntes em circuitos compostos por associações de resistores e fontes de tensão e/ou corrente contínua. FONTES DE TENSÃO A fonte de tensão representa o dispositivo que é capaz de fornecer uma diferença de uma corrente elétrica. O equivalente no meio hidráulico é representado pela caixa d’água das casas. Está potencial, e permitir que com esta diferença de potencial ocorra o estabelecimento de sempre estará em um lugar mais alto da construção de forma a permitir uma diferença de nível, e, portanto, garantir que a água seja forçada a passar pelo caminho hidráulico ( canos ) até o chuveiro, a pia, etc. Da mesma forma que a diferença de nível, no exemplo anterior é fundamental para forçar a passagem da água, no caso elétrico a diferença de potencial é fundamental para que exista uma circulação de elétrons no caminho elétrico ( fiação ) até os aparelhos elétricos. Para garantir que exista uma circulação continuada necessitamos de certos dispositivos elétricos, tais como as pilhas, baterias, alternadores e dínamos, que são capazes de gerar uma diferença de potencial em seus terminais e fornecer elétrons para os equipamentos a eles conectados. Esses aparelhos são chamados de fontes de força eletromotriz, abreviadamente f.e.m (símbolo ε). A unidade de força eletromotriz é o volt. A seguir é apresentado um exemplo de um circuito elétrico simples. onde, r - resistência interna da fonte, em ohms ε - f.e.m, em volts I - intensidade de corrente em ampères Pode-se definir uma fonte de f.e.m, como sendo um dispositivo no qual a energia química, mecânica ou de outra natureza, é transformada em energia elétrica. Essa energia acumulada não aumenta, apesar de haver um fornecimento contínuo de energia pela fonte, pois a mesma é dissipada no resistor, sob a forma de calor. O circuito, onde fontes geradoras e cargas (dispositivos que consomem a energia elétrica) estão associados, de forma que só há um caminho para a corrente percorrer, é denominado circuito simples. As baterias e pilhas fornecem tensão contínua perfeitamente retificada, ou seja, não há variação da diferença de potencial com o tempo, conforme o gráfico abaixo. Diferentemente das fontes de energia na forma contínua são os alternadores, que estão presentes nas usinas hidroelétricas. Estes fornecem tensão alternada e senoidal, conforme o gráfico abaixo. . CORRENTE ELÉTRICA Determinados materiais, quando são submetidos a uma fonte de força eletromotriz, permitem uma movimentação sistemática de elétrons de um átomo a outro, e é este fenômeno que é denominado de corrente elétrica. Pode-se dizer, então que cargas elétricas em movimento ordenado formam a corrente elétrica, ou seja, corrente elétrica é o fluxo de elétrons em um meio condutor. É definido por : i = ∆Q / ∆t [ Coulomb / segundo = ampère = A Fluxo de elétrons em um conduto ENÉRGIA E RESISTÊNCIA ELÉTRICA Ao provocarmos a circulação de corrente por um material condutor através da aplicação de umadiferença de potencial, pode-se observar que, para um mesmo valor de tensão aplicada em condutores de diversos materiais, a corrente possuirá valores diferentes. Isto ocorrerá devido às características intrínsecas de cada material. Este comportamento diferenciado da corrente, deve-se à resistência elétrica de cada material, que depende do tipo de material do condutor, comprimento, área da seção transversal e da temperatura. Esta resistência atua como uma dificuldade à circulação de corrente elétrica, ou à circulação de elétrons. Para haver uma melhor interpretação do fenômeno de resistência, deve-se analisar os aspectos macroscópicos e microscópicos dos diversos materiais. Os aspectos microscópicos referem-se à estrutura da rede cristalina, do número de elétrons livres do material e a movimentação destes elétrons livres no interior do condutor. Quando os elétrons livres são impulsionados a movimentar devido a ação de uma tensão ocorrerão choques entre os próprios elétrons livres e a rede cristalina, então como efeito disto, ter-se-á uma dificuldade ao deslocamento dos elétrons. Assim sendo, as características microscópicas que influenciam no deslocamento dos elétrons livres são: · a forma como estão organizados os íons na rede cristalina. · o espaçamento disponível para o movimento dos elétrons livres. · sua velocidade média de arrasto. · número de íons e de elétrons livres disponíveis por unidade de volume. Os fatores macroscópicos são: · tipo do material que constitui o condutor · comprimento · área da sua seção transversal · temperatura Todos estes fatores irão caracterizar a resistência elétrica do material. 1.2 ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES Com o objetivo de controlar as características elétricas de um circuito de corrente contínua, trabalha-se com a associação dos elementos resistivos de forma que a equivalência da associação produza a resistência desejada. Portanto, trabalha-se com três tipos de combinações, a saber: · associação em série · associação em paralelo · associação mista, combinando-se os dois anteriores a) Série - sua característica básica é proporcionar um único caminho à corrente elétrica, ou seja, a corrente que passa por um resistor será a mesma em todos os outros. Como consequência de tal característica, tem-se a divisão de tensão no circuito, com cada resistor possuindo o seu valor de tensão e a soma destes valores é igual a tensão da fonte. Associação em série = R 1 . I + R 2 . I + R3 . I (1) V = R T . I (2) Substituindo 2 em 1: I . R T = R1 . I + R 2 . I + R 3 . RT = R 1 + R 2 + R 3 Neste caso, a resistência total é a simples soma das resistências presentes no circuito e dispostas em série. b) Paralelo - possui como característica básica o fato da tensão sobre cada resistor ser a mesma, igual à da fonte, com isso a corrente em cada resistor dependerá apenas de sua resistência, e a corrente total será igual a soma de todas as correntes. A corrente proveniente da fonte é dividida em várias partes, tantas quantos forem os resistores ligados. Associação em paralelo V = R T . IT = R 1 .I 1 = R2 . I 2 = R3 . I 3 (1) I= I1 + I2 + I3 (3) 2 em 3, obtém-se: . Neste caso, a resistência total não é a soma das resistências, apresentando um valor sempre menor que a menor resistência disposta em paralelo. c) Mista - neste caso, há uma combinação dos dois tipos anteriores, resultando em: Associação mista 1.3 - A LEI DE OHM O estudo da resistência é de grande valia na determinação da potência dos diversos equipamentos elétricos. A expressão, matemática que permite a obtenção da grandeza resistência é a seguinte: V = R . I , ou seja, R + _V_, onde I R - é a resistência elétrica, dada em ohms, cujo símbolo é Ω (letra grega ômega). V - é a tensão elétrica nos terminais do dispositivo, dada em volt, cujo símbolo é V . I - é a intensidade de corrente que circula pelo dispositivo, dada em ampères, A. Para determinação da resistência, valendo-se dos parâmetros macroscópicos, tem-se a seguinte expressão conhecida como segunda lei de ohm: Onde: ρ - (letra grega rô) é a resistividade específica do material dada em ohm multiplicado por metro(Ω.m). λ - é o comprimento em metros (m). S - é a área da seção transversal em metros quadrados (m 2). Através da observação da expressão, pode-se verificar que o valor da resistência é diretamente proporcional ao comprimento e inversamente proporcional a área da seção transversal, em outras palavras, quanto maior o comprimento, maior a resistência. Quanto maior a área da seção transversal, menor a resistência. 1.4 POTÊNCIA ELÉTRICA Todo circuito elétrico é composto por uma fonte e um receptor. Quando há corrente num circuito, há uma contínua transformação de energia elétrica em outro tipo de energia. Fonte e receptor de energia A fonte transforma qualquer tipo de energia, por exemplo: química, solar, mecânica, eólica, etc., em energia elétrica. No caso do receptor, este transforma a energia elétrica recebida em outro tipo de energia: térmica, mecânica, química, etc. A fonte realiza trabalho sobre as cargas da forma: dW = dq (V A – V B) = dq. VAB Dividindo ambos os membros por dt, temos: Onde se calcula a potência extraída da fonte: então: P = VAB . A energia transferida pode ser escrita por: dW = P . dt ⇒ E = P . ∆t ou E = V AB . i. ∆t Para o receptor temos: P = V AB . i = Ri 2 = V 2/R E = Ri 2 . ∆t = V2 . ∆t Exemplo: Um ebulidor (300W / 120V) é utilizado para aquecer um litro de água, à temperatura inicial de 20ºC. Calcular: a) resistência do ebulidor P = V. i = V2 ___─ _____ R R = V_2 = 1202 = 48 Ω P 300 b) Energia elétrica gasta em 15 min (900s) de uso E = P. ∆t = 300.900 = 270.000 J Ou pode-se indicar a energia em watts. Hora (Wh): E = P.h = 300W.0,25h = 75Wh. c) Supondo um rendimento de 100%, qual a energia necessária para aquecer a água de20º a 100ºC? Considerando: Cg cal1c OH 2 °= e 1 cal = 4,18 J, temos: Q = mc ∆θ = 1000 . 1 . 80 = 80.000 cais ou Q = 334.400 J tempo necessário para esse aquecimento: E = Q (J) ⇒ P.∆t = Q(J) 300. ∆t = 334.400∆t = 1114.6 s = 18,6 minutos tempo necessário para esse aquecimento: E = Q (J) ⇒ P.∆t = Q(J) 300. ∆t = 334.400 ∆t = 1114.6 s = 18,6 minutos 1.5 CAMPO MAGNÉTICO TERRESTRE Também conhecido como campo geomagnético, é o campo magnético que se estende do interior da Terra para o espaço, onde interage com o vento solar, um fluxo de partículas carregadas que emanam do Sol. O campo magnético é gerado por correntes elétricas devido ao movimento das correntes de convecção de uma mistura de ferro e níquel fundidos no núcleo externo da Terra: essas correntes de convecção são causadas pelo calor que sai do núcleo, um processo natural chamado geodinamismo. A magnitude do campo magnético da Terra em sua superfície varia de 25 a 65 micro teslas (0,25 a 0,65 graus). Como aproximação, é representado por um campo de um dipolo magnético atualmente inclinado em um ângulo de cerca de 11 graus em relação ao eixo de rotação da Terra, como se houvesse um imã enorme colocado nesse ângulo através do centro da Terra. O polo geomagnético norte, localizado em 2015 na ilha Ellesmere, Nunavut, Canadá, no hemisfério norte, é na verdade o polo sul do campo magnético da Terra, e vice-versa. Enquanto os polos magnéticos do norte e do sul geralmente estão localizados próximo aos polos geográficos, eles se movem lenta e continuamente ao longo das escalas de tempo geológicas, mas suficientemente devagar para que as bússolas comuns continuem sendo úteis para a navegação.No entanto, em intervalos irregulares de várias centenas de milhares de anos, ocorre a inversão geomagnética e os polos magnéticos norte e sul, respectivamente, mudam abruptamente de lugar. Essas reversões dos polos geomagnéticos deixam um registro em rochas valiosas para os paleomagnetistas no cálculo de campos geomagnéticos no passado. Essas informações, por sua vez, são úteis no estudo dos movimentos dos continentes e do fundo do oceano no processo de placas tectônicas. A magnetosfera é a região acima da ionosfera que é definida pela extensão do campo magnético da Terra no espaço. Ela se estende por várias dezenas de milhares de quilômetros ao espaço, protegendo a Terra das partículas carregadas do vento solar e dos raios cósmicos que, de outra forma, destruiriam a atmosfera superior, incluindo a camada de ozônio que protege o planeta da radiação ultravioleta. UNIDADE II – MECÂNICA 2.1 MOVIMENTO UNIFORME Movimento uniforme é o deslocamento que ocorre em linha reta e com velocidade constante, assim, percorre distâncias iguais em intervalos de tempos iguais. No movimento uniforme, não há aceleração. Suponha que um veículo se mova em movimento uniforme com velocidade de 30 km/h. Em um intervalo de tempo de 30 minutos (0,5 hora), esse veículo desloca-se 15 km; em 60 minutos (1 hora), desloca-se 30 km; em 2 horas, portanto, 60 km. Todo movimento uniforme é retilíneo. Se o corpo estiver movendo-se em uma trajetória circular com velocidade constante, sempre haverá uma aceleração apontando para o centro das curvas (aceleração centrípeta), sendo assim, esse tipo de movimento não pode ser categorizado como uniforme, mas sim circular uniforme. O movimento uniforme ocorre em trajetórias retilíneas e sem aceleração. Fórmulas do movimento uniforme No movimento uniforme, a posição varia com o tempo de forma constante. Podemos calcular a posição em que um móvel estará após um intervalo de tempo (t). Para tanto, devemos saber a sua posição inicial (S0) e a velocidade (v) com a qual esse corpo desloca-se. Após ter identificado essas informações, basta utilizá-las na seguinte fórmula: S – posição final do móvel S0 – posição inicial do móvel v – velocidade do móvel t – intervalo de tempo Para utilizar essa fórmula, é necessário lembrar as unidades utilizadas para cada uma das grandezas acima de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI). De acordo com o SI, as posições são dadas em metros (m), a velocidade é dada em metros por segundo (m/s) e o intervalo de tempo é medido em segundos (s). Além disso, a noção de referencial é fundamental para a aplicação correta da fórmula acima. Na Física, referencial é a posição em que se encontra o observador. É a partir dessa posição, denotada como 0, que definimos a posição inicial de um móvel. Observe a figura a seguir: Na figura acima, temos um referencial (0) adotado e três móveis que se deslocam em diferentes sentidos. Para o veículo prata que está à esquerda do referencial, temos uma posição inicial negativa (S0 = -12 m) – da mesma forma é para o veículo vermelho (S0 = -8 m). Para o segundo veículo prata, temos uma posição inicial positiva (S0 = 15 m). Perceba que a escolha do referencial afeta diretamente as posições iniciais dos móveis, além de determinar o sentido do seu movimento. Observe a figura a seguir: Na figura acima, podemos perceber que a escolha do referencial (0) fez com que o primeiro carro prato, localizado à esquerda, estivesse aproximando-se, enquanto os demais veículos afastam-se. Essas são as duas possíveis classificações de movimentos uniformes: quando um móvel se aproxima do referencial, chamamos seu movimento de regressivo; caso o móvel afaste-se, o movimento é progressivo. VELOCIDADE MÉDIA A velocidade média de um movimento é calculada pela razão entre o deslocamento percorrido e o intervalo de tempo. Trata-se de uma grandeza importante para o estudo do movimento uniforme. A fórmula utilizada para o cálculo da velocidade média é simplesmente uma forma diferente de se escrever a função horária da posição do movimento uniforme, mostrada anteriormente. Confira como é definida a fórmula da velocidade média: v – velocidade média ΔS – deslocamento Δt – intervalo de tempo Na fórmula acima, ΔS é chamado de deslocamento e mede a distância entre as posições final (Sf) e inicial de um móvel (S0), portanto, ΔS = Sf - S0. O intervalo de tempo decorrido entre a passagem do móvel pelas posições inicial e final é dado por Δt, calculado pela expressão Δt = tf – t0. UNIDADES DE VELOCIDADE Como sabemos, a unidade de velocidade no SI é o metro por segundo (m/s), no entanto, é comum nos depararmos com situações em que a velocidade informada está em outra unidade, como o quilômetro por hora (km/h). A conversão entre essas duas unidades é bastante simples. Confira a imagem a seguir: Para transformarmos de metros por segundo para quilômetros por hora, multiplicamos o valor pelo fator 3,6. Para realizarmos a transformação inversa, basta dividirmos a velocidade pelo mesmo fator. GRÁFICOS DO MOVIMENTO UNIFORME O movimento uniforme pode ser representado na forma de gráficos de posição em função do tempo com retas ascendentes ou descendentes. Retas ascendentes correspondem a movimentos progressivos, ou seja, movimentos nos quais os móveis afastam-se de seu referencial. As retas descendentes são usadas para movimentos regressivos, aqueles nos quais os móveis aproximam-se dos seus referenciais. Observe o gráfico abaixo, que representa o movimento de um móvel que se desloca com velocidade constante, afastando-se do seu referencial. Já o gráfico abaixo representa um móvel que se desloca em movimento regressivo. Observe: Outra informação importante e bastante útil diz respeito ao cálculo do deslocamento percorrido pelo móvel a partir dos gráficos. No entanto, esse método só funciona para gráficos de velocidade em função do tempo (v(t)), como o mostrado a seguir: No gráfico mostrado acima, por exemplo, a área pintada equivale à área de um retângulo, que pode ser calculada pela fórmula a seguir: A – área b – aresta da base h – altura 2.2 MOVIMENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO Nesta prática propõe-se analisar o Movimento Uniformemente Acelerado (MUA), onde a acelera- ção escalar é uma constante diferente de zero e a velocidade escalar varia uniformemente com o tempo. O estudo do movimento mecânico, aqui, é restrito à cinemática, ou seja, não é necessário conhecer as relações do movimento com as forças a ele associadas. Define-se a aceleração escalar média de um corpo em movimento unidimensional como sendo: (a) = ∆v ∆t = v2 − v1 t2 − t1 Onde, ∆v = v2v1 é a variação da velocidade do corpo e ∆t = t2 − t1 é a variação do tempo correspondente. Sabe- se que, no caso do movimento retilíneo uniformemente acelerado (MRUA), a aceleração escalar a é uma constante independente do tempo. Como o valor médio de uma constante é igual a essa constante, então a Eq.1, fornece a = 〈a〉 = v2 − v1 t2 − t1 ou, para t1 = 0, v = v0 + at (2) Na Prática anterior, definiu-se também a velocidade escalar média de um corpo em movimento unidimensional como sendo: (v) = ∆x ∆t = x2 − x1 t2 − t1 Onde, ∆x = x2 − x1 é a variação da posição do corpo entre os instantes t2 e t1. Uma outra característica associada ao movimento uniformemente acelerado (MUA) é que, a velocidade escalar média (v) é igual ao valor médio entre a velocidade escalar inicial v0 e a velocidade escalar final v, isto é, (v) = 1 2 (v + v0) (4) Assim, a Eq.3, fazendo t2 = t e t1 = t0 temos x − x0 = 12 (v + v0) (t − t0) ou, para t0 = 0, x = x0 + 1 2 (v + v0) t (5) Substituindo a Eq.2 na Eq.5, obtém-se 1 x = x0 + v0t + 12 at2 A Eq.6 é uma das equações fundamentais da cinemáticae se refere a equação do movimento de um corpo que se move em regime uniformemente acelerado. Esta equação, juntamente com a Eq. 2, formam as equações do movimento retilíneo uniformemente acelerado e são apresentadas, frequentemente, com a inclusão de um índice x nas grandezas v, v0 e a para indicar que o movimento ocorre ao longo do eixo horizontal x, isto é, vx = vx0 + axt x = x0 + vx0 t + 12 axt2 2.3 MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME – MCU O movimento circular uniforme é semelhante ao movimento retilíneo uniforme, ou seja, a partícula percorre distancias iguais em tempos iguais, com a única diferença de ser em uma trajetória circular. Vale lembrar que podemos citar de exemplo aqui o planeta Terra em movimento de rotação, ele completa voltas sempre no mesmo intervalo de tempo. PERÍODO: Tempo gasto para a partícula completar uma volta. Esse período é constante, ou seja, a partícula completa voltar sempre no mesmo intervalo de tempo. Cabe ressaltar que dizemos que um movimento é classificado como periódico quando apresenta grande período para completar sua volta.UNIDADE NO SI → segundo, ou T = Δt T = 1/f FREQUÊNCIA: É uma grandeza que indica o número de voltas dadas pelo móvel a cada segundo. Se uma partícula tem frequência de 1Hz, significa que ela dá uma volta a cada segundo. Se uma partícula tem frequência de 2Hz, significa que ela dá duas voltas a cada segundo. Se uma partícula tem frequência de 3Hz, significa que ela dá três voltas a cada segundo, e assim sucessivamente. Pode ser medido em RPM (rotações por minuto) lembrando que 60RPM é equivalente a 1Hz. Dizemos que um movimento é frequente quando o valor da frequência do móvel tem alto valor. UNIDADE NO SI Hertz (Hz) ou f = N° voltas f = 1/T VELOCIDADE LINEAR ou TANGENCIAL: É a velocidade de qualquer outro movimento. Recebe o nome de linear ou tangencial pois o móvel executando um MCU tem uma tendência natural de sair pela tangente e manter uma trajetória em linha reta. Fenômeno este que explicado pela Lei da Inércia. Lembre-se: se um carro desenvolve uma velocidade de 40km/h então seus pneus giram com essa velocidade de 40km/h. A velocidade desenvolvida por um corpo em MCU é constante em módulo, ou seja, seu valor é o mesmo em todos os pontos. Porém não esqueça que o vetor da velocidade varia a sua direção e seu sentido. UNIDADE NO SI → m/s V = ΔS/Δt V 2.π.R/T ou V= 2.π.R.f VELOCIDADE ANGULAR: Imagine uma linha central que liga o móvel ao centro de sua trajetória circular. Velocidade angular é a rapidez com que essa linha descreve ângulos no passar do tempo. Essa grandeza serve como apoio para se medir a velocidade linear, que é a grandeza mais importante do MCU. Lembre-se: se o móvel em MCU percorre distancias iguais em tempos iguais, essa linha que citamos acima desenha ângulos iguais em tempos iguais. UNIDADE NO SI → rad/s ω = Δθ/Δt ω = 2.π / T V = ω . ω = 2.π. f ACELERAÇÃO CENTRÍPETA: É a única aceleração que age numa partícula em MCU. O móvel que descreve esse movimento não varia o módulo da velocidade, ou seja, a velocidade não aumenta e nem diminui o seu valor. Por isso dizemos que neste movimento não há uma aceleração para o móvel andar mais rápido ou devagar. A função da aceleração centrípeta é apenas varias a direção e o sentido da velocidade linear ou tangencial.UNIDADE NO SI → m/s2 ac = ω² . R ac = v² / R 2.4 LEIS DE NEWTON A dinâmica é a parte da física que estuda os movimentos e as causas que os produzem ou os modificam. Isaac Newton enunciou as três leis fundamentais do movimento, sobre as quais se estrutura a dinâmica. Essas leis são conhecidas hoje como as Leis de Newton. A partir de agora iremos falar muito sobre “corpos isolados”. Mas, afinal, o que significa dizer que um corpo está isolado? Um corpo é dito isolado quando não existem forças atuando sobre ele ou quando a resultante das forças aplicadas sobre ele é nula (igual a zero). PRIMEIRA LEI DE NEWTON (PRINCÍPIO DA INÉRCIA): A primeira lei de Newton (ou princípio da inércia), formalmente, nos diz que: “Um corpo isolado está em repouso ou em movimento retilíneo uniforme (MRU).” Ou, como é mais usual, um corpo em repouso ou em MRU tende a permanecer em seu estado de repouso ou de MRU a menos que uma força resultante não nula seja aplicada sobre ele. Força é a causa que produz em um corpo variação de velocidade e, portanto, aceleração. Inércia é a propriedade da matéria de resistir a qualquer variação em sua velocidade. Um exemplo clássico que ilustra o conceito de inércia é um ônibus se movendo em MRU em relação ao solo. Quando o ônibus freia, os passageiros tendem, por inércia, a continuar o movimento com a velocidade que tinham antes do início da frenagem e por isso, deslocam-se para frente em relação ao solo. 2. SEGUNDA LEI DE NEWTON (PRINCÍPIO FUNDAMENTAL DA DINÂMICA): A segunda lei de Newton relaciona a força resultante (Fr) aplicada a um corpo de massa m e a aceleração (a) que ela provoca. Sendo assim, temos: Fr = m.a (Fr e a são proporcionais) Alguns casos especiais de forças são: - PESO (P): É a força de atração que a Terra exerce sobre um corpo. P=m.g - FORÇA NORMAL: Quando um corpo faz pressão para baixo em uma superfície, esta exerce sobre o corpo uma força normal (N) perpendicular à superfície. - FORÇA DE ATRITO: Quando empurramos ou tentamos empurrar um corpo sobre uma superfície notamos que existe uma resistência ao movimento. Essa resistência recebe o nome de força de atrito e é paralela à superfície e no sentido oposto do movimento (ou da tendência de movimento). - TRAÇÃO: Quando uma corda é presa a um corpo e esticada, aplica ao corpo uma força de tração (T) na direção da corda e que aponta para longe do corpo. 3. TERCEIRA LEI DE NEWTON (PRINCÍPIO DA AÇÃO E REAÇÃO): Sempre que dois corpos A e B interagem, as forças exercidas são mútuas. Isso significa dizer que A exerce uma força Fa em B ao mesmo tempo que B exerce uma força Fb em A. As forças Fa e Fb obedecem a terceira lei de Newton, tal que: - Fa e Fb tem a mesma intensidade. Ou seja, Fa=Fb (em módulo); - Fa e Fb tem a mesma direção; - Fa e Fb tem sentidos opostos. É importante lembrar também que as forças de ação e reação não se equilibram, pois estão aplicadas em corpos diferentes. Por exemplo, quando chutamos uma pedra, aplicamos uma força de intensidade F (ação) na pedra e por consequência a pedra também exerce no nosso pé uma força de intensidade F (reação). Um corpo de massa m próximo à superfície da Terra é atraído por ela (a Terra exerce sobre o corpo a força peso P). Pelo princípio da ação e reação, o corpo também exerce na terra uma força de mesma intensidade P, com a mesma direção, porém com sentido contrário. Portanto, é correto dizer que a Terra atrai o corpo da mesma forma que o corpo também atrai a Terra. 2.5 APLICAÇÕES DAS LEIS DE NEWTON Força Peso Uma aplicação interessante da segunda lei de Newton é a força peso. Como sabemos, todo corpo próximo da Terra é atraído para ela por uma força gravitacional que chamamos de força peso. Para calcular o valor da força peso P que atua sobre qualquer corpo, basta aplicar a segunda lei de Newton, utilizando o valor da aceleração da gravidade terrestre g: Em que g vale aproximadamente 10 m/s². Vale lembrar que a força peso sempre possui a mesma orientação da aceleração gravitacional terrestre: vertical e para baixo. Massa inercial Note que, na fórmula para a segunda lei de Newton, a massa do corpo atua como constante de proporcionalidade. O que isso significa? Bom, se a mesma força resultante atuar sobre dois corpos de massas diferentes, o mais leve adquirirá uma aceleração maior do que o mais pesado. Por exemplo, na figura abaixo, 1 N de força foi aplicado sobre duas caixas.A caixa de 1 kg adquiriu 1 m/s² de aceleração, já a caixa de 2 kg adquiriu apenas 0,5 m/s² de aceleração. Dessa forma, podemos concluir que a massa de um corpo representa uma medida da sua resistência à mudança de estado de movimento. Estado de movimento Como visto, a aplicação de uma força resultante não nula sobre um corpo causa uma aceleração nele. Sendo assim, há uma alteração no estado de movimento desse corpo. Se uma força atua sobre um corpo em repouso, esse deixará o repouso e entrará em movimento. Para um corpo que já se encontra em movimento retilíneo e uniforme, a aplicação de uma força faz com que ele entre em um movimento retilíneo uniformemente variado, até que a aplicação da força seja interrompida. Muitas situações no estudo da Dinâmica, apresentam interações entre dois ou mais corpos. Para descrever essas situações aplicamos a Lei da Ação e Reação. Por atuar em corpos diferentes, as forças envolvidas nestas interações não se anulam mutuamente. Como a força é uma grandeza vetorial, devemos primeiro analisar vetorialmente todas as forças que atuam em cada corpo que constitui o sistema, assinalando os pares ação e reação. Exemplo: Dois blocos A e B, de massas respectivamente iguais a 10 kg e 5 kg, estão apoiados em uma superfície horizontal perfeitamente lisa, conforme apresentado na figura abaixo. Uma força constante e horizontal de intensidade 30 N passa a atuar sobre o bloco A. Determine: a) A aceleração adquirida pelo sistema. b) A intensidade da força que o bloco A exerce no bloco B. Primeiro, vamos identificar as forças que atuam em cada bloco. Para isso, isolamos os blocos e identificamos as forças, conforme as figuras abaixo: Sendo: · fAB: força que o bloco A exerce sobre o bloco B. · fBA: força que o bloco B exerce sobre o bloco A. · N: força normal, isto é, a força de contato entre o bloco e a superfície. · P: força peso. Os blocos não apresentam movimento na vertical, assim, a força resultante nesta direção é igual a zero. Portanto, o peso e a força normalmente se anulam. P e N não constituem um par ação-reação, pois se aplicam no mesmo corpo. UNIDADE III – ANDULATÓRIA 3.1 CARACTERÍSTICAS DAS ONDAS Para caracterizar as ondas usamos as seguintes grandezas: · Amplitude: corresponde à altura da onda, marcada pela distância entre o ponto de equilíbrio (repouso) da onda até a crista. Note que a “crista” indica o ponto máximo da onda, enquanto o “vale”, representa a ponto mínimo. · Comprimento de onda: Representado pela letra grega lambda (λ), é a distância entre dois vales ou duas cristas sucessivas. · Velocidade: representado pela letra (v), a velocidade de uma onda depende do meio em que ela está se propagando. Assim, quando uma onda muda seu meio de propagação, a sua velocidade pode mudar. · Frequência: representada pela letra (f), no sistema internacional a frequência é medida em hertz (Hz) e corresponde ao número de oscilações da onda em determinado intervalo de tempo. A frequência de uma onda não depende do meio de propagação, apenas da frequência da fonte que produziu a onda. · Período: representado pela letra (T), o período corresponde ao tempo de um comprimento de onda. No sistema internacional, a unidade de medida do período é segunda (s). Elementos das ondas: · Período (T) – Tempo de uma oscilação · Frequência (F) – Número de oscilação por tempo. · Cumprimento de onda () – Distancia medida entre dois vales ou duas cristas consecutivas. FREQUENCIA E PERÍODO 3.2 REFRAÇÃO DE ONDAS Refração é o fenômeno que consiste em uma onda passar de um meio para outro diferente, com alteração na sua velocidade de propagação. PROPRIEDADES DA REFRAÇÃO A Frequência e a Fase não variam a onda refratada está sempre em concordância de fase com a incidente. A mesma conclusão acima é válida para as ondas eletromagnéticas. Quando o segundo meio é mais refringente que o primeiro, a luz se reflete com inversão de fase. A velocidade e o comprimento de onda variam na mesma proporção. Isto acontece porque a frequência é a mesma nos dois meios. Quando uma onda na superfície de um líquido, muda de profundidade, ocorre também refração. 3.3 DIFRAÇÃO É o fenômeno pelo qual uma onda tem a capacidade de contornar um obstáculo. A difração é uma consequência do princípio de Huygens, que diz: cada ponto de uma frente de onda, num determinado instante, é uma fonte de ondas secundárias, com mesmas características da onda inicial. A difração pode ser observada sempre que uma onda ultrapassa um obstáculo ou uma abertura cujas dimensões sejam comparáveis ao seu comprimento de onda. É um fenômeno que pode ocorrer com qualquer tipo de onda. A difração da luz só é nítida quando a dimensão do obstáculo for muito pequena (m710.5). 3.4 REFLEXÃO REFLEXÃO DIFUSA: Quando vamos ao cinema assistir a um filme, podemos nos sentar na frente, atrás, em cadeiras laterais ou centrais, pois em qualquer desses lugares é possível ver a tela. Isso acontece porque a luz emitida pelo projetor atinge a tela e é refletida para todas as direções, podendo ser vista por todos os espectadores. A reflexão produzida recebe o nome de reflexão difusa, pois se efetua em todas as direções. Também são difusas as reflexões produzidas por paredes, pela página de um livro, enfim, por todos os corpos que não apresentam uma superfície polida como um espelho. REFLEXÃO ESPECULAR (REGULAR): A reflexão produzida por espelhos e metais polidos é chamada reflexão regular, permitindo a formação de imagens. Na reflexão regular, se os raios incidentes forem paralelos, os raios refletidos também serão paralelos. LEIS DA REFLEXÃO 1a Lei: “o raio incidente R, a normal N e o raio refletido R’ são coplanares.” 2a Lei: “o ângulo de reflexão r é igual ao ângulo de incidência i.” ESPELHO PLANO a) Imagem em um espelho plano · de um ponto material. O ponto objeto P e o ponto imagem P’ são simétricos em relação à superfície refletora e têm naturezas opostas. 3.5 EFEITO DOPPLER A frequência que qualquer fenômeno manifesta a um observador depende dos estados de movimento da fonte e do observador. O efeito Doppler se manifesta tanto com ondas sonoras como com a luz. Denominando f’ a frequência recebida pelo observador e f a frequência emitida pela fonte, temos: · vF = Velocidade fonte. · v0 = Velocidade do observador. · f = Frequência real emitida pela fonte. · f’= Frequência aparente recebida pelo observador. · v = Velocidade da onda. · v0 (+) observador se aproxima da fonte · v0 (-) observador se afasta da fonte · vF (+) Fonte se afasta do observador · vF (-) Fonte se aproxima do observador · v0 = 0 - Observador está parado · vF = 0 - fonte está parada EFEITO DOPPLER PARA A LUZ 3.6 ECO O eco e a reverberação são causados pela reflexão das ondas sonoras ao incidirem normalmente sobre um ou mais anteparos. o eco é caracterizado pela nítida distinção entre o som refletido com o som emitido diretamente. No caso das ondas sonoras no ar, o observador deverá estar no mínimo a17 m do anteparo. A reverberação é causada pela reflexão múltipla do som nas paredes de uma grande sala, dando ao observador a impressão que o som continua presente na sala mesmo que a fonte já tenha cessado a sua emissão. UNIDADE IV OPTÍCA Tipos de meios ópticos: a- Meio Homogêneo: É aquele apresenta as mesmas propriedades físicas em toda a sua extensão. b- Meio Isótropo: É aquele no qual a luz se propaga com a mesma velocidade em todas as direções e sentidos. c- Meio Transparente: permite a propagação da luz através de si, segundo trajetórias regulares, permitindo a visão nítida dos objetos (vidro comum, ar).d- Meio Translúcido: permite a propagação da luz através de si, segundo trajetória irregular, não permitindo a visão nítida dos objetos (vidro fosco, papel de seda). e- Meio Opaco: Não permite a propagação da luz através de si (madeira e parede de tijolos). FENOMENO OPTICO ( ECLIPSE,SOMBRA,ARCO-IRÍS ETC) ECLIPSE DO SOL E DA LUA A palavra eclipse significa "ocultação", total ou parcial, de um astro pela interposição de um outro, entre o astro e o observador, ou entre um astro luminoso e outro iluminado. Eclipse total do Sol é visualizado quando o observador se encontra numa região de sombra da Lua. Eclipse parcial do Sol é visualizado quando o observador se encontra numa região de penumbra da Lua. Eclipse total da Lua é visualizado quando o observador se encontra numa região de sombra da Terra. Eclipse parcial da Lua é visualizado quando o observador se encontra numa região de penumbra da Terra. O eclipse da Lua ocorre quando ela está totalmente imersa no cone de sombra da Terra, se a Lua interceptar parcialmente o cone, o eclipse será parcial. Ex.: eclipse lunar SOMBRA Em óptica, a palavra sombra significa uma região não-iluminada. Ela pode ser produzida pela colocação de um objeto opaco entre a fonte e o anteparo; chama-se de penumbra uma região parcialmente iluminada. F: fonte puntiforme AB: fonte extensa. C: corpo opaco. LUZ MONOCROMÁTICA E LUZ POLICROMÁTICA a- Luz Monocromática: constituída de uma única cor, como por exemplo a luz monocromática amarela emitida pelo vapor de sódio, nas lâmpadas. b- Luz policromática: constituída de duas ou mais cores, como por exemplo a luz branca do Sol. A luz do sol (ou das lâmpadas comuns) é chamada de luz branca, pois ao incidir sobre uma das faces de um prisma de vidro, decompõe-se em sete cores fundamentais: vermelha, alaranjada, amarela, verde, azul, anil e violeta. ARCO-ÍRIS O arco-íris é formado em consequência da refração e posterior reflexão da luz solar em gotículas de água em suspensão no ar. Na refração a luz solar se decompõe, sendo a mais desviada a luz violeta e a menos desviada a luz vermelha. . REFRAÇÃO E REFLEXÃO DA LUZ Quando um feixe de luz muda de meio de propagação é possível em geral observar dois efeitos: a reflexão e a refração. O fenômeno da refração ocorre a princípio porque a velocidade da luz varia com a mudança de meio, de forma que o índice de refração n é definido como a relação entre a velocidade da luz no vácuo c e a velocidade da luz nesse meio v. Como consequência direta dessa definição o índice de refração será uma função do comprimento de onda – n(λ) – o que irá ocasionar o fenômeno da dispersão, que pode ser visualizado, por exemplo, através do arco-íris no qual a luz do Sol é decomposta nas cores que a compõem depois de atravessar gotículas de água. Quando um raio de luz incide obliquamente – fazendo um ângulo θ1 com a reta normal à superfície – na interface entre dois meios, por exemplo, ar-vidro, tem-se um raio refletido fazendo um ângulo θ1’ com a normal, de maneira que θ1’=θ1. O que é conhecido como Lei da reflexão. Já o raio refratado fará um ângulo θ2 também em relação à normal que obedecerá a Lei da refração, dada por: Também conhecida como Lei de Snell-Descartes. Analisando agora o comportamento do feixe luminoso dentro do material de índice de refração n2 verificamos que à medida que o ângulo de incidência θ2 vai aumentando, o ângulo de refração também vai aumentando até a situação limite em que θ1 =90°, a partir da qual para valores maiores de θ2=θc (ângulo crítico) não será mais observada a refração. Esse fenômeno é conhecido como reflexão interna total e é o princípio básico do funcionamento das fibras ópticas. O ângulo crítico é definido a partir da Lei da refração como: perpendicularmente sobre a superfície plana no centro do prisma semicircular. UNIDADE V - TERMOLOGIA 5.1 ESCALAS TERMOMÉTRICAS Para graduar uma escala termométrica são necessárias duas referências, os chamados pontos fixos. · Ponto de gelo: é a temperatura de fusão do gelo, à pressão normal; · Ponto de vapor: é a temperatura de ebulição da água, à pressão normal. Pontos fixos das escalas mais usadas: · Celsius: 0°C e 100°C. · Fahrenheit: 32°F e 212°F. · Kelvin: 273 K e 373 K. Relação entre escala Celsius e Fahrenheit. Relação entre escala Celsius e Kelvin Seguindo o mesmo raciocínio usando os pontos fixos das escalas Celsius e Kelvin, obtemos: 𝑇 = 𝜃𝐶 + 273 Relação entre escala Fahrenheit e Kelvin Entre Fahrenheit e Kelvin a relação é: 5.2 DELATAÇÃO TÉRMICA DILATAÇÃO DE SÓLIDOS Todos os corpos quando são aquecidos aumentam as suas distâncias Inter atômicas, devido ao aumento da agitação térmica. Essa dilatação ocorre sempre nas três dimensões, mas, para simplificar, consideramos apenas as mais relevantes. Em relação ao coeficiente de dilatação podemos usar três: · Quando apenas 1 dimensão for considerada: coeficiente de dilatação linear (α); · Quando 2 dimensões forem consideradas: coeficiente de dilatação superficial (β = 2α); · Quando as 3 dimensões forem relevantes: coeficiente de dilatação volumétrica (γ=3α). DILATAÇÃO LINEAR No caso de uma barra metálica, por exemplo, a dimensão mais relevante é o comprimento. A altura e a profundidade por serem muito pequenas, são desprezadas. A variação de comprimento (∆L) da placa, após um aquecimento ∆𝜃 = 𝜃 − 𝜃0, em função do comprimento inicial (L0) e do coeficiente de dilatação linear (α) é dada por: ∆𝐿 = 𝐿0 ∙ 𝛼 ∙ ∆𝜃 Substituindo ∆L por 𝐿 − 𝐿0, e isolando o L, obtemos: 𝐿 = 𝐿0(1 + 𝛼 ∙ ∆𝜃) DILATAÇÃO SUPERFICIAL No caso de uma chapa metálica, por exemplo, apenas a profundidade é desprezível. A variação da área (∆S) da placa, após um aquecimento ∆𝜃 = 𝜃 − 𝜃0, em função da área inicial(S0) e do coeficiente de dilatação superficial (β) é dada por: ∆𝑆 = 𝑆0 ∙ 𝛽 ∙ ∆𝜃 Substituindo ∆S por 𝑆 − 𝑆0, e isolando o A, obtemos: 𝑆 = 𝑆0(1 + 𝛽 ∙ ∆𝜃) DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA A variação do volume (∆V) da placa, após um aquecimento ∆𝑉 = 𝑉 − 𝑉0, em função do volume inicial (V0) e do coeficiente de dilatação volumétrica(γ) é dada por: ∆𝑉 = 𝑉0 ∙ 𝛾 ∙ ∆𝜃 Substituindo ∆V por 𝑉 − 𝑉0, e isolando o V, obtemos: 𝑉 = 𝑉0(1 + 𝛾 ∙ ∆𝜃) DILATAÇÃO DE LÍQUIDOS Os líquidos ocupam um volume delimitado pelo frasco que os contém. Portanto, sua dilatação será sempre volumétrica. Mas como o frasco também se dilata, estamos diante de três dilatações: · A dilatação real do líquido (∆𝑉𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜): ∆𝑉𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = 𝑉0 ∙ 𝛾𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 ∙ ∆𝜃 · A dilatação do frasco (∆𝑉𝑓𝑟𝑎𝑠𝑐𝑜): ∆𝑉𝑓𝑟𝑎𝑠𝑐𝑜 = 𝑉0 ∙ 𝛾𝑓𝑟𝑎𝑠𝑐𝑜 ∙ ∆𝜃 · A dilatação aparente (∆𝑉𝑎𝑝): ∆𝑉𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 = 𝑉0 ∙ 𝛾𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 ∙ ∆𝜃 DILATAÇÃO TÉRMICA Os objetos são formados por pequenas partículas conhecidas como moléculas. Esses objetos, quando se encontram no estado sólido, terão as suas moléculas, fortemente, ligadas umas nas outras e por isso a sua movimentação se restringe a pequenas oscilações. O grau dessas oscilações determina uma grandeza física muito conhecida por nós, a temperatura. Em outras palavras, quanto mais agitadas estiverem as moléculas, maior será a temperatura. Quanto menor o estado de agitação molecular, menor a temperatura. Quanto mais agitadas estiverem as moléculas de um determinado objeto, mais afastadas estarão entre si. O resultado disso é um aumento no tamanho do objeto, ou seja, quando aquecido, ele sofre uma dilatação. Por outro lado, a diminuição de temperatura provoca, por consequência, a diminuição nas dimensões do corpo, chamada de contração térmica. Esses acontecimentos fazem com que ocorra um aumento ou uma diminuição nas dimensões do corpo, fenômeno esse denominado de dilatação térmica, que pode ocorrer de três formas: linear, superficial e volumétrica. 5.3 FORMA DE TRANSMISSÃO DE CALOR Para se proceder ao estudo do comportamentotérmico de uma edificação é necessário o conhecimento de diversos assuntos, dentre os quais podem ser citados: · fisiologia térmica dos ocupantes da edificação; · climatologia; · processos de transmissão de calor. Neste capítulo são estudados os processos de transmissão de calor, bem como as propriedades térmicas dos materiais envolvidos nos processos de troca de calor. O calor ou energia térmica se transmite por duas razões: · existência de um gradiente de temperatura entre os corpos; · mudança de estado físico. Quando um corpo troca calor devido à existência de diferenças de temperatura, chama- se essa forma de transferência de calor de troca seca e a energia transmitida de calor sensível, enquanto que a transferência de calor que envolve mudança de estado, chama-se troca úmida e a energia transmitida de calor latente. Trocas térmicas secas (calor sensível) Constituem as formas de transferência de calor que ocorrem devido a um gradiente de temperatura, podendo ocorrer por condução, convecção ou radiação. Transmissão de calor por condução Trata-se da transmissão de calor molécula a molécula, consequentemente havendo necessidade de um meio material, ocorrendo sempre de um ponto de maior potencial energético (maior temperatura) para um de menor potencial (menor temperatura). Verifica-se experimentalmente que a quantidade de calor que flui através de um elemento opaco é função do material que o constitui, da espessura do elemento e do gradiente de temperatura. A grandeza física que caracteriza se um material é melhor ou pior condutor de calor chama-se condutibilidade térmica (k). A figura 1 ilustra o processo de transmissão de calor por condução. - Transmissão de calor por condução. onde: q = intensidade de fluxo de calor, em W/m2; Q = intensidade total de fluxo de calor, em W (J/s); E = energia (calor), em J; k = condutibilidade térmica do material, em W/m. 0C; ∆T = diferença de temperatura entre exterior e interior, em 0C; ∆t = intervalo de tempo; S = área atravessada pelo fluxo de calor, em m2; L = espessura da parede, em m. A equação 1 pode ser reescrita da seguinte forma: onde: q = intensidade de fluxo de calor, em W/m2; Rt = resistência térmica do material, sendo Rt=L/k, em m2. 0C/W; Kt = condutância térmica do material, sendo Kt=1/Rt, em W/m2. 0C; ∆T = diferença de temperatura entre exterior e interior, em 0C. 5.4 CALORIMETRIA · Calorimetria é a parte da Termologia que estuda fenômenos relacionados ao calor. · O movimento dos átomos ou dos grupamentos atômicos gera a energia térmica, que está relacionada à temperatura, radiação e ao calor · Quando um corpo ganha ou perde energia térmica, são os movimentos dos grupamentos atômicos/átomos que se movimentam com mais ou menos intensidade. · A energia térmica que passa de um corpo ao outro se chama calor (Q). Como as pessoas associam massa ao peso, elas também confundem temperatura com calor. · Um corpo não tem mais calor que o outro, pois calor é uma forma de transferência de energia sem transporte de massa. · Calor é um tipo de onda eletromagnética infravermelha, levando alguns pesadores a classificá-la como uma subdivisão da energia radiante. OS TIPOS Calor Sensível O calor necessário para variar a temperatura de um corpo. É expresso por essas equações:. .Q =M CΔ T./ Q =CΔ T Em que m é a massa, c é o calor específico, C é a capacidade térmica e T é a variação de temperatura. CALOR ESPECÍFICO (C) O calor específico é uma característica da substância, que está relacionada à quantidade de calor por 1g de substância que consegue variar 1ºC na temperatura do corpo. Ela é expressa por estas fórmulas: Em que Q é o calor, m é a massa e Δ T é a variação de temperatura. CAPACIDADE TÉRMICA (C) A capacidade térmica é uma característica do corpo, que está relacionada à quantidade de calor para variar 1°C na temperatura do corpo. Ela é representada por essas fórmulas: Em que C é a capacidade térmica, Q é o calor, e T é a variação de temperatura. CALOR LATENTE Determina a variação na estrutura física do corpo (quando varia o estado físico do corpo). Ela é expressa por esta equação: Q= m L Em que m é a massa e L é a constante calor latente. 0 TRANSFERÊNCIA DE CALOR Quando dois corpos de temperaturas diferentes estão em contato em um sistema isolado, eles tendem a atingir a mesma temperatura. Quem estiver com mais temperatura irá “doar” esta energia para o outro corpo. Na forma algébrica, esta energia cedida teria um saldo negativo, pois a temperatura iria do maior para o menor. Por causa disso, a soma das quantidades de calor cedidas e recebidas deverá ser nula. Qualquer resultado diferente indicará perda ou ganho de energia, o que contraria este princípio. OBS.: A segunda equação só poderá ser aplicada se as quantidades de calor estejam em forma de módulo. 0 TRANSMISSÃO DE CALOR · É como o calor vai ser transferido de um corpo ao outro. Se o calor fosse um ônibus, as transmissões de calor seriam as estradas, auto-estradas ou estradas de barro. · Existem três formas de transmissão de calor: Condução, Convecção Radiação/Irradiação. 5.5 TERMODINÂMICA Termodinâmica é o ramo da física que relaciona as propriedades macroscópicas da matéria com a energia trocada, seja ela sob a forma de calor (Q) ou de trabalho (𝜏), entre corpos ou sistemas. 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS A proposta deste trabalho era analisar como a interpretação de Heidegger sobre Nietzsche, mais especificamente focada na vontade de poder, desdobrava o fim da metafísica, no sentido de sua completude histórica. Vimos que, para Heidegger, a questão da metafísica diz respeito ao esquecimento do ser. Esse esquecimento se dá pela identificação do ser com o ente ao longo da história. Dessa forma, Heidegger dá um passo para dentro da metafísica para pensar as determinações da verdade do ser do ente ao longo da tradição. Esse adestramento é guiado por uma concepção de verdade do ser mais originária, pensada como alétheia, ou desvelamento. Ao mesmo tempo em que o ser se desvela e se mostra a partir dos entes, ele se oculta e, com isso, impede sua plena inteligibilidade ou identificação com os entes. Em seguida vimos, com a metafísica de Platão, como se dá a transformação da verdade enquanto alétheia para a verdade como adequação e correção. Para Heidegger é em Platão que o ser começa a ser interpretado como o maximamente desvelado, ou o maximamente ente. Em Platão, a physis é tomada em um único aspecto, a saber, aquilo que permanece, a ideia. Aquilo que é mutável e inconstante é entendido como não ser. Essa estrutura, mais tarde, é entendida como ressentia, que diz respeito à essência das coisas, e existência, correspondente aos entes particulares. Desse modo, ao pensar o fim da metafísica, Heidegger vê em Nietzsche não apenas a inversão dessa estrutura platônica, mas sua intensificação. Se nossa interrogação acerca do sentido de metafísica em Heidegger se deu a partir de sua compreensão da mudança na essência da verdade no início da tradição filosófica ocidental, a pergunta pelo sentido de metafísica em Nietzsche se orientou também por este viés. Vimos que, já em O nascimento da tragédia , Nietzsche contrapõe-se ao pensamento teórico surgido com Sócrates e Platão. A metafísica para Nietzsche é, basicamente, a divisão do mundo em dois âmbitos ontológicos distintos: o sensível e o suprassensível, atuando este último como normativo. A metafísica surge de uma degeneração dos instintos, da forma decadente de reagir à vertigem das aparências em devir e erigir valores permanentes. Um desses valores é o conceito de verdade. Ao interpretar o mundo como devir, Nietzsche nega que existam verdades fundamentais. Ao contrário, só há interpretações e essas interpretações são perspectivas sobre o devir. Essas perspectivas são simplificações do mundo e, por não se adequarem ou não corresponderemao vira-se constante do mundo, são falsificações. Após previamente pensarmos o que cada um dos autores quer dizer com metafísica adentramos na interpretação heideggeriana da vontade de poder. Podemos concluir de nossa 99 análise que Heidegger entende a vontade de poder como o fundamento dos entes, no sentido de ressentia. Entretanto uma ressentia que já não se distingue da existência, entendida como o eterno retorno do mesmo, pois ambos dizem respeito aos entes. Esse foco nos entes provém da inversão do platonismo, a abolição da divisão entre mundo sensível e suprassensível. Se se abole o mundo suprassensível e todos os conceitos nele forjados, abole-se a pergunta pelo ser entendido metafisicamente. O fim da metafísica se dá quando o devir, abarcado pela noção de vontade de poder, atinge o status de ser por meio do eterno retorno do mesmo. Dessa forma o que há é a ressentia - vontade de poder enquanto unidade -, retornando sobre si mesma e se auto intensificando, inaugurando a era do domínio incondicionado sobre os entes. Esse domínio incondicionado sobre os entes é também, para Heidegger, a era do sem sentido, visto que a realização da verdade do ente não depende de nada externo à própria vontade de poder. A vontade de poder, dessa forma, concebe valores calculai-vos que justificam e intensificam a si mesma. A era do sem sentido é quando se fica o mais distante possível da pergunta pelo ser. Deve-se, desse modo, atravessar o deserto do niilismo e da técnica para pensar a pergunta pelo ser em seu sentido originário. No entanto, nos propomos a pensar Nietzsche enquanto um filósofo não metafísico. Para isso, foi necessário contrapor a interpretação de Heidegger em três pontos. O primeiro consistiu na interpretação que Heidegger faz da noção de vontade de poder. Mostramos, principalmente com ajuda de Muller-Lauter, que a vontade de poder não pode ser vista como uma unidade, ou uma essência, que se auto intensifica. A vontade de poder deve ser vista como multiplicidade de vontades de poder que expressam o continuum do mundo enquanto devir. Dessa forma, vontade de poder não é princípio, mas expressão do devir. 7. BIBLIOGRAFIA ARALDI, C. Heidegger e Nietzscheμ o conflito entre arte e verdade In: Cadernos Nietzsche, n.21, 2006. p.63-77 BAFFA, M. A forma da metafísica – sobre a história na obra tardia de Heidegger . Tese de doutorado em filosofia, PUC-Rio, 2005. CABRAL, A. M. 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