Física Térmica

RESUMÃO DE FÍSICA DO TETÉU
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Cinemática
Grandezas
básicas
M.R.U.
M.Q.L.
x
  v.t
v = constante
x
(m/s)
vm 
t
v
(m/s2)
a
t
M.U.V.
x  vo . t 
at
2
2
v  v o  a. t
v 2  vo2  2.a.x
v  vo
vm 
2
m
km
1  3,6
s
h
1h = 60 min =
3600s
1m = 100 cm
1km = 1000 m
gt
2
h  vo . t 
M.C.U.
v =  . R=2π.f.R
(m/s = rad/s.m)
2
2
 2 . f
T
v2
ac    2 . R
R
nº voltas
(Hz)
f 
t
t
(s)
T
nº voltas

2
o
v
2g
v
 o
g
hmax 
t h _ max
M.H.S
Período do pêndulo
simples
L
g
T  2
Período do pêndulo
elástico
m
k
T  2
a= constante
Dinâmica
 2ª Lei de Newton
FR  m. a
 ForçaPeso
P  m. g
(N = kg.m/s2)
Força Elástica
(Lei de Hooke)
F  k. x
Gravitação Universal
F  G.
M .m
d2
G  6,67 x10
Energia Cinética
mv
2
EC 
2
(J)
Energia Potencial
Gravitacional
EPG = m.g.h
Força de atrito
11
N . m2
kg 2
f  . N
Momento de uma
força
(Torque)
M = F.d
Trabalho Mecânico
 
  F .x
(J = N . m)
  F . x.cos
 F _resul tan te  EC
Potência Mecânica
Energia Potencial
Elástica
E PE
kx

2
P
2
ou

t
(W = J/s)
P  F. v
Plano inclinado
Py  P.cos
Px  P.sen 
Quantidade de
Movimento


Q  m.v
(kg.m/s)
Impulso de uma força
 
I  F.
t
I  Q
(N.s)
Fluidos
Massa específica

m
v
( kg/m3)
Empuxo (Arquimedes)
E  Liquido . g.Vsubmerso
Peso aparente
Pap  P  E
Pressão
F
p
A
(N/m2)
Prensa hidráulica
(Pascal)
p1  p2
F1 f 2

A1 a2
Pressão absoluta
p  patm  . g. h
1m3 = 1000 L
1cm2 = 10-4 m2
1atm=105 N/m2 = 76 cmHg=
10mH2O
água  1000kg / m3
oleo _ soja  910kg / m3
álcool _ etilico  790kg / m3
1
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Física Térmica
Escalas termométricas
TC TF  32 TK  273


5
9
5
Dilatação linear
L   .. L o . T
S   . So . T
2

Trabalho em uma
transformação isobárica.
kconstante de Boltzmann
k = 1,38x10-23 J/K
  p.V
(J = N/m2 . m3)
Calor específico da água
c = 4,2 kJ/kg.K = 1 cal/g.oC
Gases ideais
Calor sensível
V   .Vo . T

3
1
2
ECM  k .T  m.vmedia
_ moleculas
2
2
(J/g.ºC)
Dilatação volumétrica
1
Energia cinética média das
moléculas de um gás
Q    U
(J/ºC)
Q
c
m.T
Dilatação superficial

Q
T
C  m.c
C
1 º Lei da
Termodinâmica
Calor específico
(m = ºC-1 . m . ºC)

Capacidade
Térmica

Q  m.c.T
p1V1 p2V2

T1
T2
Calor latente de fusão da água
LF = 336 kJ/kg = 80 cal/g
Calor latente
(p  N/m2 ou atm)
(V  m3 ou L)
(T  K)
Calor latente de vaporização da
água
LV = 2268 kJ/kg = 540 cal/g
Q  m. L
3
(J = kg . J/kg)
Óptica Geométrica
Lei da reflexão
i=r
Associação de
espelhos planos
n
360

o
1
n  número de
imagens
Espelhos planos:
Imagem virtual, direta e
do mesmo tamanho
que o objeto
Espelhos convexos e
lentes divergentes:
Imagem virtual, direta e
menor que o objeto
Para casos aonde não
há conjugação de mais
de uma lente ou
espelho e em
condições gaussianas:
Toda imagem real é
invertida e toda imagem
virtual é direta.
Equação de Gauss
Ampliação
1
1
1
 
f
di d o
f
i  di
A 

o do
f  do
ou
f .d o
di 
do  f
Índice de refração absoluto de um
meio
nmeio 
f = distância focal
di = distância da
imagem
do = distância do objeto
Convenção de sinais
di +  imagem real
do -  imagem virtual
f +  espelho côncavo/
lente
convergente
f -  espelho convexo/
lente divergente
do é sempre + para os
casos comuns
c
vmeio
Lei de Snell-Descartes


n1 .sen i  n2 .sen r
Índice de refração relativo entre
dois meios

n2 sen i v1 1
n2 ,1  
 
n1 sen r v2 2
Equação de Halley
 1
1
1
 (n  1)  
f
 R1 R2 
2
Reflexão interna total
 n
sen L  menor
nmaior
L é o ângulo limite de
incidência.
Vergência,
convergência ou “grau”
de uma lente
V
1
f
(di = 1/m)
Obs.: uma lente de grau
+1 tem uma vergência
de +1 di (uma dioptria)
Miopia
* olho longo
* imagem na frente da
retina
* usar lente divergente
Hipermetropia
* olho curto
* imagem atrás da
retina
* usar lente
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convergente
Ondulatória e Acústica
v  . f
n o ondas
(Hz)
f 
t
T
Hz)
  v. T
t
(s)
n ondas
1
f 
T
Espectro eletromagnético
no vácuo
Raios gama
Raios X
Ultra violeta
Luz
visível
Verm.
Infravermelho
Microondas
TV
FM
AM
FREQUÜÊNCIA
Altura
Som alto (agudo): alta
freqüência
Som baixo (grave):baixa
freqüência
(m = m/s . s)
Fenômenos ondulatórios
o
Roxo
Azul
Verde
Amar.
Laran.
Qualidades fisiológicas do som
(m/s = m .
Reflexão: a onda bate e
volta
Refração: a onda bate e
muda de meio
Difração: a onda contorna
um obstáculo ou fenda
(orifício)
Interferência:
superposição de duas
ondas
Polarização: uma onda
transversal que vibra em
muitas direções passa a
vibrar em apenas uma
(houve uma seleção)
Dispersão: separação da
luz branca nas suas
componentes.
Ex.: arco-íris e prisma.
Ressonância:
transferência de energia
de um sistema oscilante
para outro com o sistema
emissor emitindo em uma
das freqüências naturais
do receptor.
Intensidade ou volume
Som forte: grande amplitude
Som fraco: pequena amplitude
Cordas vibrantes
F
v


m
L
(kg/m)
f  n.
Nível sonoro
I
N  10log
IO
Timbre
Cada instrumento sonoro emite
ondas com formas próprias.
Efeito Dopler-Fizeau
fo 
(Eq. Taylor)
v
2L
n no de ventres
Tubos sonoros
Abertos
f n
v
2L
Fechados
f  (2n  1)
v  vo
.f
v  vf
V
4L
n no de nós
Luz: onda eletromagnética e
transversal
Som: onda mecânica
longitudinal nos
fluidos e mista nos
sólidos.
Eletroestática
Carga elétrica de um
corpo
Q  n.e
e  1,6 x10 19 C
Lei de Coulomb

Q.q
F  k. 2
d
kvácuo =9.109 N.m2/C2
Vetor campo elétrico
gerado por uma
carga pontual em um
ponto

Q
E  k. 2
d
=Fel/q
Q+: vetor divergente
Q-: vetor convergente
Energia potencial
elétrica
Campo elétrico
uniforme
Q.q
 k.
d
 
F  E .q
Potencial elétrico em
um ponto
V AB  E . d
E PE
VA  k .
Q
d
(N = N/C . C)
(V = V/m . m)
 AB  q.V AB
(J = C . V)
3
1cm  102 m
1C  106 C
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Eletrodinâmica
Corrente elétrica
Q
t
i
1a
(C/s)
Lei de Ohm
Resistores em paralelo
Vários resistores diferentes
1
1
1

 ...
RTotal R1 R2
V AB  R.i
Dois resistores diferentes
(V =  . A)
RTotal 
2a Lei de Ohm
r raio da secção reta fio
D  diâmetro da secção
reta
  resistividade elétrica
do
material
=.m
cobre  aluminio   ferro
Resistores em série
RTotal  R1  R2 ...
R1 . R2
R1  R2
RTotal 
Dica:
10 min = 1/6 h
15 min = ¼ h
20 min = 1/3 h
Rde _ um _ deles
no
Potência elétrica
(1) P  i.V
Geradores reais
VFornecida  VGerada  VPerdida
V AB    r.i
i
E  P.t
SI  (J = W . s)
Usual kWh = kW . h)
Vários resistores iguais
L
R  .
A
2
Ar
A D 2
Consumo de energia
elétrica

Lâmpadas
Para efeitos práticos:
R = constante
O brilho depende da
POTÊNCIA efetivamente
dissipada
Chuveiros
V = constante
R I  P E T
R: resistência
I: corrente
P: potência dissipada
E: energia consumida
T: temperatura água
V2
( 2) P 
R
(3) P  R.i 2
Ri
Sugestões:
VAB  ddp nos terminais do
gerador
  fem
r  resistência interna
R  resistência externa
(circuito)
(2) resistores em
paralelo
V = igual para todos
(3)resistores em série
i = igual para todos
Eletromagnetismo
Vetor campo magnético
em um ponto próximo a
um condutor retilíneo
i
B  k.
d

k 
2
Vetor campo magnético
no centro de uma espira
circular de raio r
i
B  k. . N
r

k 
2
Vetor campo magnético
no centro de um
solenóide
Força magnética sobre uma
carga em movimento
Força magnética sobre um
condutor retilíneo
F  B.i. L sen
F  q.v. B.sen
 
 ângulo entre v e B
Se:
 
v / /B
 = 90o
i .i

F  k. 1 2 . L  k 
2
d
Atenção!
Correntes de mesmo sentido:
ATRAÇÃO
 MCU
Correntes de sentidos
contrários:
REPULSÃO
Raio da trajetória circular
R
  B. A.cos
Wb = T . m2
Força magnética entre dois
fios paralelos
 = 0o ou  =180o  MRU
 
v B
Fluxo magnético
m. v
q. B
 = 4.10-7 T.m/A
4
FEM induzida
Lei de Faraday


t
Haste móvel
  L. B.v
Transformador
(só Corrente
Alternada)
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B  k .i.
N
L
k

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Para outros ângulosMHU
(permeabilidade magnética do
(Movimento Helicoidal
vácuo)
Uniforme)
5
V1 N 1 i2


V2 N 2 i1