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Portfólio UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA AGRONOMIA PORTFÓLIO FÍSICA MARCOS PIACENTINI KELYANE RIBEIRO DE SOUSA ROLIM DE MOURA 2016 2 Temas: Ciência Experimental; Revisão Notação Científica; Vetores; Cinemática; Dinâmica; Trabalho e Energia Mecânica; Hidrostática; Termometria; Dilatação Térmica; Calor; Equilíbrio Térmico; Temas dos Seminários. 3 3 ciência experimental Grandezas Físicas e Medidas de Grandezas Físicas: Ao medirmos nossa temperatura estamos usando uma grandeza física, no decorrer do dia sempre lidamos com diversas delas. Existem dois tipos de grandezas: Grandezas Escalares: As que podem ser definidas sendo medidas unicamente com valor numérico e sua devida unidade de medida. Ex: Massa, Temperatura, Comprimento, Potência, etc. Grandezas Vetoriais: Já as grandezas que precisam de direção e sentido, além do valor numérico, são chamadas vetoriais. Ex: Velocidade, Campo Elétrico, etc. 4 11/12/2015 Revisão sobre notação científica É normal o uso na notação científica, isto é, a escrita de um número com o auxílio de potência de base 10. Geralmente usa-se o seguinte formato: Nx10exp onde N é um número maior que 1 e inferior a 10 e exp é o expoente de 10. 5 11/12/2015 Regra: Números Maiores que 10, primeiro: localiza-se a vírgula, em seguida desloca-se esta para esquerda até ficar em algarismos não nulo à esquerda. Esse algarismo inteiro será o N (referido) na expressão correspondente à notação científica. Segundo: conta-se o n° de casas que a vírgula andou (foi deslocado). O n° de casas que a vírgula foi deslocada será o expoente de 10. Assim obtemos o número escrito sob na forma: Nx10exp 6 11/12/2015 Exemplos e exercícios: Exemplos: 200= 2 x 100= 2 x 102 5.300.000= 5,3 x 1.000.000= 5,3 x 106 0,00000024= 2,4 x 0,0000001= 2,4 x 10-7 Exercícios para Fixar Conteúdo: Escreva os números em notação científica: 0,000000000000384= 3,84 x 10-13 256800000000= 2,568 x 1011 7,5 x 10-5= 0,000075 2,045 x 104= 20450 7 17/12/2015 operações com potência 10 Multiplicação Divisão Potenciação Radiciação 8 17/12/2015 Vetores Vetores são objetos matemáticos, que para serem devidamente caracterizados, deve-se conhecer seu módulo, direção e sentido. Adição: Podemos somar vetores através de dois métodos, o método geométrico e o método do paralelogramo. Método geométrico: O vetor aR é o vetor resultante da soma, aR = a1 + a2 + a3 . 9 05/02/2016 Método do Paralelogramo Ângulos Notáveis: 10 05/02/2016 11 05/02/2016 Cinemática 12 12/02/2016 12 Exemplos: 13 12/02/2016 Exercícios do grupo de estudos 14 12/02/2016 15 12/02/2016 5. Um carro desloca-se em uma trajetória retilínea descrita pela função S=20+5t (no SI). Determine: (a) a posição inicial; 20m (b) a velocidade; 5m/s (c) a posição no instante 4s; S= 20+5t S= 20+5.(4) S= 20+20 S= 40m (d) o espaço percorrido após 8s; S= 20+5t S= 20+5. (8) S = 20+40 S= 60m 16 12/02/2016 17 12/02/2016 Dinâmica *Primeira lei de Newton Os corpos permanecem em repouso ou em movimento retilíneo uniforme a não ser que sobre eles atue uma força resultante diferente de zero. Segunda Lei de Newton A aceleração que um corpo adquire é diretamente proporcional à resultante das forças que atuam nele, e tem a mesma direção e o sentido desta resultante. F = m.a. Onde, F é a força resultante, m a massa do corpo e a é a aceleração que o corpo adquire. No caso da força gravitacional substituímos F por P, e a por g (aceleração da gravidade). Ou seja, P = m.g. 18 12/02/2016 Uma força de 30 N é aplicada num corpo de massa 4,0 kg, inicialmente em repouso. Sabendo que essa é a única força atuante, determine a velocidade do corpo após 8,0 s. A= F/M a=30/40 a= 75 m/s2 Sf= Vi + a. t Sf = 0 + 75 . 8 Sf= 60 m/s Terceira Lei de Newton Se um corpo provoca uma força sobre outro corpo, este reage com uma força de mesma intensidade (módulo), mesma direção, mas de sentido oposto. São exemplos: força de tração, força magnética, força de arrasto, força de atrito, e força centrípeta 19 12/02/2016 Força de Atrito > Quando um corpo é arrastado por uma força F sobre uma superfície rugosa, surge uma força de atrito A em sentido contrário ao movimento Forças que Atuam sobre um corpo A: força de atrito (N) N: força normal (N) P: força gravitacional (N) F: força aplicada (N) V: velocidade (m/s) a: aceleração do corpo (m/s2) g: aceleração da gravidade ( m/s2) m: massa (kg) μ: coeficiente de atrito (adimensional). 20 12/02/2016 21 12/02/2016 Trabalho e dinâmica O Trabalho é sempre relacionado a uma força e a um deslocamento. Podemos definir o trabalho T como sendo o produto da força F com o deslocamento d, tomando ambos na mesma direção, sendo T em joules (J), F em newtons (N) e d em metros (m). Potência Considerando ainda sobre o ato de elevar um bloco, podemos afirmar que quanto menor for o tempo gasto, maior foi o esforço empregado. A relação entre o trabalho e o tempo dá uma nova grandeza física, a potência. A unidade de medida utilizada para a potência é o watt (W). 22 19/02/2016 Energia Cinética A energia cinética (EP) está associada ao movimento do corpo, se o corpo se desloca a uma velocidade v diferente de zero, escrevemos: Exercício Um corpo de 10 kg parte do repouso sob ação de uma força constante paralela à trajetória e 5s depois atinge 15 m/s. Determine sua energia cinética no instante 5s e o trabalho da força, suponha única, que atua no corpo no intervalo de 0 a 5s. 23 19/02/2016 Energia Potencial (EP) Está associada à posição que o corpo ocupa em relação a outro, como, por exemplo, a energia associada a um corpo mantido a certa altura da superfície terrestre ou um corpo na extremidade de uma mola esticada. Energia Potencial Gravitacional É a energia que pode ser armazenada em um sistema físico e tem a capacidade de ser transformada em energia cinética. Conforme o corpo perde energia potencial ganha energia cinética ou vice-e-verso. Exercício Um corpo de massa de 5,0 kg é elevado do solo a um ponto situado a 3,0 m de altura. Determine o aumento da energia potencial do corpo. 24 19/02/2016 25 19/02/2016 Substituindo os dados, temos: E = 10 . 0,02 2 E = 0,1 J Um corpo de massa de 6 kg está posicionado a uma altura de 30m. Calcule a energia potencial gravitacional desse corpo. E = m.g.h E = 6 . 10 . 30 E = 1800 J Calcule a energia potencial elástica armazenada em uma mola, cuja constante elástica é 100 N/m, que está comprimida, apresentando uma deformação de 45 cm. Dados K = 100 N/m X = 45 cm = 0,45 m E = kx2 2 E = 100 . 0,452 2 E = 10,13 J 26 19/02/2016 Hidrostática É o ramo da Física que estuda a força exercida por e sobre líquidos em repouso; Faz referência ao primeiro fluido estudado, a água; Fluido é uma substância que pode escoar facilmente; Não tem forma própria e tem a capacidade de mudar de forma ao ser submetido à ação e pequenas forças. A palavra fluido pode designar tanto líquidos quanto gases. Ao estudar hidrostática é de suma importância falar de densidade, pressão, Princípio de Pascal, empuxo e o Princípio Fundamental da Hidrostática. 27 18/03/2016 18/03/2016 28 Densidade (ou massa específica) de um corpo é a relação entre a massa do m e o volume do mesmo, ou seja: Exemplo: A densidade de glicerina é de 1,26 g/cm3. Quanto pesam 4 litros de glicerina? Adote g = 10m/s. 4 l = 4000 cm3 m = d . V P = m . g d = 1,26g/cm3 m = 1,26 . 4000 P = 5,04 Kg . 10 m/s G = 10m/s m = 5040cm3 ÷ 1000 P = 50,4 N m = 5,040 Kg 18/03/2016 29 18/03/2016 30 Fonte:<http://brasilescola.uol.com.br/fisica/hidrostatica.htm>. 18/03/2016 31 Exercícios: 1. O recipiente da figura contém água até a altura de 20cm. Sabendo que a área base vale aproximadamente 8cm2, g = 10m/s e d = 1 g/m3, calcular: A pressão exercida pela coluna da água no fundo do recipiente. h = 20cm > 0,2 m A = 8cm2 > 8 x 10-4 d = 1g/m3 > 1 x 103 kg/m3 g = 10m/s2 P = h . d . g P = 0,2 . 103 . 10 P = 0,2 X 103 N/m2 ou 2 x 103 ou 2000 N/m2 20 cm Para transformar m2 em cm2 só multiplicar por 104 Para transformar cm2 em m2 só dividir por 104 01/04/2016 32 Princípio de Arquimedes: Segundo Arquimedes: “Todo corpo sólido mergulhado num fluido recebe uma força vertical e para cima de intensidade igual ao peso do fluido deslocado.” Essa força recebe o nome de empuxo; Resumindo: um corpo mergulhado num fluido ou no ar, sendo assim, recebe uma força vertical para cima com intensidade igual ao peso deslocado; Onde: =Empuxo (N) =Densidade do fluido (kg/m³) =Volume do fluido deslocado (m³) g = Aceleração da gravidade (m/s²) Fonte:<http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrostatica/empuxo.php>. 01/02/2016 33 Exemplo: Em um recipiente há um líquido de densidade 2,56g/cm³. Dentro do líquido encontra-se um corpo de volume 1000cm³, que está totalmente imerso. Qual o empuxo sofrido por este corpo? Dado g=10m/s². Fonte:<http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/EstaticaeHidrostatica/empuxo.php>. termometria 08/04/2016 34 Fonte:<http://alunosonline.uol.com.br/quimica/escalas-termometricas-suas-conversoes.html>. termometria 08/04/2016 35 Dilatação térmica 08/04/2016 36 Dilatação térmica 08/04/2016 37 Calor 15/04/2016 38 Calor 15/04/2016 39 EQUILÍBRIO TÉRMICO 21/04/2016 40 Quando dois corpos de diferentes temperaturas são colocados em contato, ex.: quando queremos fazer uma calda de chocolate derretemos a barra de chocolate em banho-maria, quando misturamos leite quente com café frio e em muitas outras situações. Fonte: < http://cesaryukio.com.br/dicas/a-temida-temperagem-do-chocolate/>. Fonte:<http://festaviva.uol.com.br/esfv/Edicoes/23/imprime169297.asp>. 21/04/2016 41 21/04/2016 42 Temas dos seminários 28/04/2016 43 Reflexão da Luz Reflexão é o fenômeno que consiste no fato de a luz voltar a se propagar no meio de origem, após incidir sobre um objeto ou superfície. AB = raio de luz incidente BC = raio de luz refletido N = reta normal à superfície no ponto B T = reta tangente à superfície no ponto B i = ângulo de incidência, formado entre o raio incidente e a reta normal. r = ângulo refletido, formado entre o raio refletido e a reta normal. Fonte:<http://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Reflexaodaluz/reflexao.php>. Temas dos seminários 28/04/2016 44 Associação de Espelhos Dois espelhos planos podem ser associados, com as superfícies refletoras se defrontando e formando um ângulo entre si, com valores entre 0° e 180°. Por razões de simetria, o ponto objeto e os pontos imagem ficam situados sobre uma circunferência. Para se calcular o número de imagens que serão vistas na associação usa-se a fórmula: Temas dos seminários 28/04/2016 45 Refração da Luz Chamamos de refração da luz o fenômeno em que ela é transmitida de um meio para outro diferente. Para se entender melhor este fenômeno, imagine um raio de luz que passa de um meio para outro de superfície plana, conforme mostra a figura abaixo: Fonte:<http://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Refracaodaluz/leis_de_refracao.php>. Temas dos seminários 28/04/2016 46 Lentes Esféricas Sistema óptico constituído por três meios homogêneos e transparentes; Separados por duas superfícies esféricas ou por uma superfície esférica e outra plana; As superfícies formam as faces da lente. Fonte:<http://www.grupoescolar.com/pesquisa/lentes-esfericas.html>. Temas dos seminários 28/04/2016 47 Ondas Uma onda é um movimento causado por uma perturbação, e esta se propaga através de um meio. Um exemplo de onda é tido quando joga-se uma pedra em um lago de águas calmas, onde o impacto causará uma perturbação na água, fazendo com que ondas circulares se propagem pela superfície da água. Fonte:<http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Ondas/classificacao.php>. Temas dos seminários 29/04/2016 48 Acústica A área da Física que estuda o som é chamada de Acústica. O Som é uma onda mecânica que possui a intensidade e frequência necessárias para ser percebida pelo ser humano. Entendemos como onda mecânica uma onda que precisa de meios materiais, como o ar ou o solo, para se propagar. As frequências audíveis pelo ouvido humano ficam entre 16 Hz e 20000Hz (20kHz). Dentro desta faixa a encontram-se a voz humana, instrumentos, musicais, alto-falantes, etc. Fonte:<http://www.infoescola.com/fisica/acustica/>. Conclusão 28/04/2016 49 Conclui-se que, este portfólio foi de suma importância, contribui para melhor aprendizagem e fixação de conteúdos na área da física. Uma forma eficaz de se obter conhecimento, além dos adquiridos em sala. Sendo a física uma área que se desenvolve, cada vez mais, no cotidiano da sociedade, revelando fenômenos da natureza que trazem utilidades e facilidades, resultando em melhores qualidades de vida. referências Ciência Experimental. Disponível em: <http://www.estudopratico.com.br/grandezas-fisicas-escalares-e-vetoriais/>. Acesso em 11 de Dezembro de 2015; Notação Científica. Disponível em: <http://livrozilla.com/doc/761847/texto-de-revis%C3%A3o-01-nota%C3%A7%C3%A3o-cient%C3%Adfica>. Acesso em: 12 de Dezembro de 2015; Vetores. Disponível em: <http://estudanteuma2014.blogspot.com.br/>. Acesso em: 15 de Dezembro de 2015; Cinemática. Disponível em: <http://laboratoriodefisica.com.br/questoes/Cinem%C3%A1tica-Apresenta%C3%A7%C3%A3o.pdf>. Acesso em: 15 de Dezembro de 2015; Exercícios de Cinemática. Disponível em: <http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Cinematica/questoes.php>. Acesso em: 23 de Fevereiro de 2016; Primeira Lei de Newton. Disponível em : <http://www.if.ufrgs.br/tex/fis01043/20042/juliana/as%20leis.htm>. Acesso em: 10 de Março de 2016; Trabalho e Dinâmica. Disponível em: <http://www.sofisica.com.br/conteudos/Mecanica/Dinamica/trabalho.php>. Acesso em: 25 de Março de 2016; 50 28/04/2016 Exercícios sobre Energia Potencial Elástica. Disponível em: <http://exercicios.mundoeducacao.bol.uol.com.br/exercicios-fisica/exercicios-sobre-energia-potencial-gravitacional-elastica.htm#resposta-883>. Acesso em: 21 de Abril de 2016; Equilíbrio térmico. Disponível em: <festaviva.uol.com.br>. Acesso em: 28 de Abril de 2016; 51
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