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CONTEÚDO PROGRAMÁTICO AlfaCon Concursos Públicos Lei do Direito Autoral nº 9.610, de 19 de Fevereiro de 1998: Proíbe a reprodução total ou parcial desse material ou divulgação com fins comerciais ou não, em qualquer meio de comunicação, inclusive na Internet, sem autorização do AlfaCon Concursos Públicos. 1 ÍNDICE Física Básica ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������2 Ramos da Física ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������2 Grandezas Físicas���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������2 Conceitos Iniciais da Mecânica ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������2 Sistema Internacional de Unidades (SI) ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������2 Sistema Usual de Unidades ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������3 Referencial ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������3 Espaço (S) ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������4 Velocidade Média���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������5 Velocidade ESCALAR Média ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������5 Velocidade VETORIAL ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������6 Velocidade Escalar Instantânea ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������6 Múltiplos e Submúltiplos ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������6 AlfaCon Concursos Públicos Lei do Direito Autoral nº 9.610, de 19 de Fevereiro de 1998: Proíbe a reprodução total ou parcial desse material ou divulgação com fins comerciais ou não, em qualquer meio de comunicação, inclusive na Internet, sem autorização do AlfaCon Concursos Públicos. 2 Física Básica A Física é a ciência que estuda a natureza, os seus fenômenos, as suas relações com o meio e as propriedades da matéria e energia�’ Ramos da Física Os ramos da Física são divididos em Mecânica, Termologia, Ondulatória, Eletricidade e Física Moderna. MECÂNICA: estuda o movimento com ou sem as suas causas. TERMOLOGIA: estuda a temperatura, o calor e as suas aplicações. ONDULATÓRIA: estuda as ondas, englobando a óptica e a acústica. ELETROMAGNETISMO: estuda os fenômenos elétricos, magnéticos e suas interações. FÍSICA MODERNA: estuda a estrutura nuclear e atômica, a Relatividade Geral e Restrita, Radioati- vidade e a Física Quântica. Grandezas Físicas Grandezas físicas são aquelas grandezas QUE PODEM SER MEDIDAS, ou seja, que descrevem qualitativamente e quantitativamente as relações entre as propriedades observadas no estudo dos fenômenos físicos� *Paixão, amizade, sabor são grandezas NÃO físicas! Em Física, elas podem ser vetoriais ou escalares, como, por exemplo, o tempo, a massa de um corpo, o comprimento, a velocidade, a aceleração, a força e muitas outras. Grandeza escalar é aquela que precisa somente de um valor numérico e uma unidade para determinar uma grandeza física; um exemplo é a nossa massa corporal. Grandezas como massa, comprimento e tempo são exemplos de grandeza escalar. Já as grandezas vetoriais necessitam, para sua perfeita caracterização, de uma repre- sentação mais precisa. Assim sendo, elas necessitam, além do valor numérico, que mostra a intensida- de, de uma representação espacial que determine a direção e o sentido. Aceleração, velocidade e força são exemplos de grandezas vetoriais. Grandeza física é diferente de unidade física� Por exemplo: o Porche 911 pode alcançar uma ve- locidade de 300 km/h� Nesse exemplo em questão, a velocidade é a grandeza física e km/h (quilôme- tros por hora) é a unidade física� Conceitos Iniciais da Mecânica Sistema Internacional de Unidades (SI) Unidades básicas Comprimento – metro – m Massa – quilograma – kg Tempo – segundo – s AlfaCon Concursos Públicos Lei do Direito Autoral nº 9.610, de 19 de Fevereiro de 1998: Proíbe a reprodução total ou parcial desse material ou divulgação com fins comerciais ou não, em qualquer meio de comunicação, inclusive na Internet, sem autorização do AlfaCon Concursos Públicos. 3 Temperatura termodinâmica – kelvin – K Quantidade de matéria – mol – mol Intensidade de corrente elétrica – ampère – A Intensidade luminosa – candela – cd Unidades fundamentais da mecânica: (MKS) Comprimento – metro – m Massa – quilograma – kg Tempo – segundo – s Sistema Usual de Unidades Sistema CGS: Comprimento – centímetro (cm); Massa – grama (g); Tempo – segundo (s); Outras unidades usuais da mecânica: Comprimento – centímetro (cm); milímetro (mm); decímetro (dm) – nanômetro (nm)� Massa – grama (g); miligrama (mg); centigrama (cg)� Tempo – minutos (min); horas (h); dia; Unidades derivadas: Área – metro quadrado – m² Volume – metro cúbico – m³ Densidade – quilograma por centímetro cúbico – kg/m³ Referencial É qualquer sistema utilizado para se estudar o movimento de um ou mais corpos� Dependendo do referencial, poderemos definir o que é: • movimento e repouso; • trajetórias; • partícula e corpo extenso� a) Movimento e Repouso • Repouso é manter a posição em relação ao referencial escolhido� • Movimento é quando a sua posição modifica em relação ao referencial adotado� Observações: 01. Não existe uma situação de repouso absoluto, o mesmo se diz em relação ao movimento� 02. Tudo depende do referencial escolhido� 03. Não tem referencial com prioridade, ou seja, todos têm a mesma relevância� b) Trajetória Chamamos de trajetória ao conjunto dos pontos ocupados por um corpo em seu movimento� A AlfaCon Concursos Públicos Lei do Direito Autoral nº 9.610, de 19 de Fevereiro de 1998: Proíbe a reprodução total ou parcial desse material ou divulgação com fins comerciais ou não, em qualquer meio de comunicação, inclusive na Internet, sem autorização do AlfaCon Concursos Públicos. 4 trajetória que um corpo qualquer possui depende do referencial adotado� Exemplos: • Retilínea� • Circular� • Parabólica� c) Partícula Um corpo qualquer poderá ser considerado uma partícula (ponto material) se as suas dimensões forem desprezíveis em relação às distâncias envolvidas no processo. Dessa forma, um avião pode ser uma partícula em uma viagem de 1.000 km. O mesmo avião quando estiver dentro do hangar do aeroporto não poderá ser considerado uma partícula� Neste caso, ele será chamado de Corpo Extenso. Observações: 1 – O conceito de partícula despreza as dimensões, e não a massa� 2 – Para uma partícula não definimos movimento de rotação� Espaço (S) Ponto em que a partícula se encontra em relação ao referencial que foi adotado� DESLOCAMENTO E ESPAÇO PERCORRIDO Uma partícula, quando está em movimento, vai ocupando vários pontos (espaços) em sua tra- jetória� Para que possamos formalizaro estudo deste movimento, podemos escolher um ponto qualquer desta trajetória para ser o marco zero da contagem das distâncias� Este ponto será chamado de origem� Além disso, temos que adotar um sentido qualquer para ser o crescente (sentido positivo do movimento) para estas distâncias� Vejamos a figura: Imaginemos que uma partícula se desloca ao longo da trajetória mostrada a seguir, indo do ponto A ao B e, logo após, retornando ao ponto C� Os valores abaixo de cada letra representam as posições de cada ponto� a) Deslocamento Chamaremos de deslocamento de uma partícula ao vetor que liga o ponto inicial ao ponto final da trajetória� Numericamente, o deslocamento representa a distância entre os pontos de saída e de chegada� No esquema anterior, o deslocamento será a distância entre os pontos A e C� Assim: AlfaCon Concursos Públicos Lei do Direito Autoral nº 9.610, de 19 de Fevereiro de 1998: Proíbe a reprodução total ou parcial desse material ou divulgação com fins comerciais ou não, em qualquer meio de comunicação, inclusive na Internet, sem autorização do AlfaCon Concursos Públicos. 5 D = 8 – 1 = 7 m b) Espaço Percorrido O espaço percorrido por um corpo é definido como sendo o total das distâncias efetivamente percorridas pela partícula, não importando o sentido do movimento� No exemplo anterior, a partí- cula percorreu 19 m para a direita e, logo após, 12 m para a esquerda� Logo, o espaço percorrido por ela foi de 31 m� Observações: 1� Em um movimento em linha reta, sem mudança de sentido, o espaço percorrido e o desloca- mento possuem valores iguais� 2� No caso do item anterior, podemos representar o espaço percorrido por ΔS = S – S0 Em que: ΔS espaço percorrido (m) S espaço final da partícula (m) S0 espaço inicial da partícula (m) Um exemplo dessa situação seria considerarmos apenas o movimento de A para B na figura anterior. Nesse caso, ΔS = 20 – 1 ΔS = 19 m Velocidade Média A velocidade média é uma grandeza física que nos indica a rapidez com que um movimento se processa� Existem várias velocidades que podemos estudar na Física� Dentre as velocidades apresen- tamos aqui alguns tipos� Velocidade ESCALAR Média É a razão entre o Espaço Percorrido por um móvel e o tempo total gasto� Imaginemos um corpo qualquer que se movimenta entre dois pontos, percorrendo um espaço ΔS em um intervalo de tempo Δt� AlfaCon Concursos Públicos Lei do Direito Autoral nº 9.610, de 19 de Fevereiro de 1998: Proíbe a reprodução total ou parcial desse material ou divulgação com fins comerciais ou não, em qualquer meio de comunicação, inclusive na Internet, sem autorização do AlfaCon Concursos Públicos. 6 Velocidade VETORIAL É a razão entre o deslocamento do móvel e o tempo total gasto para deslocá-lo� Velocidade Escalar Instantânea Quando olhamos para o velocímetro de um automóvel, ele mede a velocidade que um automóvel possui em cada instante de tempo� A esta velocidade damos o nome de velocidade escalar instantânea� Podemos dizer que é uma velocidade média em um intervalo de tempo muito pequeno, em que os instantes (e as posições) inicial e final estão muito próximos� Transformações de unidades Múltiplos e Submúltiplos EXERCÍCIOS 01. Qual das opções abaixo representa adequadamente a unidade de energia no sistema interna- cional de unidades? AlfaCon Concursos Públicos Lei do Direito Autoral nº 9.610, de 19 de Fevereiro de 1998: Proíbe a reprodução total ou parcial desse material ou divulgação com fins comerciais ou não, em qualquer meio de comunicação, inclusive na Internet, sem autorização do AlfaCon Concursos Públicos. 7 a) caloria (cal) b) joule (J) c) british thermal unity (BTU) d) watt (W) e) kelvin (K) 02. São grandezas escalares todas as quantidades físicas a seguir, EXCETO: a) massa do átomo de hidrogênio� b) intervalo de tempo entre dois eclipses solares� c) peso de um corpo� d) densidade de uma liga de ferro� e) n�d�a� GABARITO 1 – B 2 – C Física Básica Ramos da Física Grandezas Físicas Conceitos Iniciais da Mecânica Sistema Internacional de Unidades (SI) Sistema Usual de Unidades Referencial Espaço (S) Velocidade Média Velocidade ESCALAR Média Velocidade VETORIAL Velocidade Escalar Instantânea Múltiplos e Submúltiplos
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