Teste Intermédio de Física (17 de Março de 2009)

Teste Intermédio de Física
(17 de Março de 2009)
-Conteúdos Teóricos
10º Ano:
Unidade 1:
1. Energia – do Sol para a Terra
1.1.Balanço energético da Terra
1.2. Equilíbrio térmico
1.3.Temperatura média da Terra
1.4. A radiação solar na produção da energia eléctrica
2. A energia no aquecimento e arrefecimento de sistemas
2.1. A radiação solar no aquecimento
2.2. 1º Lei da Termodinâmica
2.3. Lei da Termodinâmica
Unidade 2:
1.Transferências e transformações de energia em sistemas complexos
1.1. Quando um sistema complexo pode ser representado por um ponto
1.2. Transferir energia como trabalho
1.3. Calcular quantidades de energia transferida: o trabalho de uma força constante
1.4. Quando várias forças contribuem para a variação de energia
1.5. Os atritos são indispensáveis
2. A energia de sistemas em movimento de translação
2.1. O teorema da energia cinética
2.2. A força com que a Terra atrai os corpos realiza trabalho
2.3. As forças que não alteram a energia mecânica
2.4. As forças que alteram a energia mecânica
1
11º Ano
Unidade 1:
1. Viagens com GPS
1.1. Tempo e relógios
1.2. Localização da posição (coordenadas geográficas)
1.3. Sistema de posicionamento global (GPS)
1.4. Localização da posição (coordenadas cartesianas)
1.5. Gráficos posição-tempo para movimentos rectilíneos
1.6. Distância percorrida sobre a trajectória e deslocamento
1.7. Velocidade
1.8. Velocidade e gráficos posição-tempo
1.9. Gráficos posição-tempo
2.Da Terra à Lua
2.1. Interacções à distância e de contacto
2.2. Forças fundamentais da Natureza
2.3. Pares acção-reacção e 3º lei de Newton
2.4. Lei da Gravitação Universal
2.5. Efeito das forças sobre a velocidade
2.6. Aceleração
2.7. 2º lei de Newton
2.8. 1º lei de Newton
2.9. Movimentos de queda à superfície da Terra
2.10. Satélites, Movimento circular e uniforme
Unidade 2:
1.Comunicação de informações a curtas distâncias
1.1.Sinais
1.2. Som
1.3. Microfone e Altifalante
2
11º Ano
1.1. Tempo e tipos de relógios
 Tempo
A medição do tempo faz-se, de uma maneira directa, através de relógios e de cronómetros.
Todos os relógios possuem mecanismos para produzir oscilações regulares e outro mecanismo
que os conta e que os converte para uma unidade de tempo.
 Tipos de Relógios
Relógios mecânicos: baseiam-se em oscilações de um pêndulo.
Relógios de quartzo: os cristais de quartzo vibram quando submetidos a uma diferença de
potencial, produzindo oscilações de frequências conhecidas. São mais precisos que os relógios
mecânicos.
Relógios atómicos: baseiam-se nas frequências das radiações emitidas ou absorvidas por
certos átomos. São relógios de extrema precisão sendo por isso utilizados nos satélites.
1.2. Localização da Posição - Coordenadas Geográficas:
Longitude: coordenada baseada nos meridianos que nos dá a localização exacta de qualquer
ponto no globo. Varia de 0º a 180º Oeste ou de 0º a 180 Este.
Latitude: coordenada medida a partir da linha do Equador até aos pólos (norte ou sul). Varia
de 0º a 90º Norte ou 0º a 90º Sul.
Altitude: informa-nos a que altura nos encontramos em relação ao nível do mar.
1.3. GPS (Sistema de Posicionamento Global)
O GPS tem como funcionalidade determinar a posição de um determinado receptor que se
encontra na superfície da Terra ou em sua órbita. Essa posição é dada através da Longitude,
Latitude e Altitude.
Para seu funcionamento utiliza 24 satélites, com as seguintes características:
- Efectuam uma volta à Terra de 12 em 12 horas, logo tem um período de 12 horas.
- Obtêm energia através de painéis fotovoltaicos.
-Utilizam relógios de atómicos de alta precisão.
- Transmitem e captam ondas electromagnéticas na gama dos microondas. Essas ondas
transportam dados referentes à posição e tempo.
3
Quantos Satélites são necessários para determinar a nossa posição?
Em teoria são precisos 3. Mas na prática são utilizados 4. Os satélites enviam-nos sinais em
instantes precisos. Esses sinais viajam à velocidade da luz e são captados pelo GPS. O tempo
que decorre entre a emissão e a receptação do sinal permite calcular a distância entre o
satélite e o receptor pela seguinte expressão:
<=>
(velocidade instantânea)
Qual a função do quarto satélite?
É necessário um quarto satélite para sincronizar os relógios dos satélites e dos receptores de
GPS.
Aplicações do GPS
- Navegação em zonas desconhecidas
- Segurança de veículos como táxis (controlados através de uma estação que conhece a sua
posição).
- Detecção de localizações em situações de emergência accionando os trajectos mais curtos.
 Repouso e Movimento
Um corpo encontra-se em repouso se a sua posição não se alterar ao longo do tempo em
relação a um dado referencial.
Um corpo encontra-se em movimento se a sua posição variar ao longo do tempo em relação a
um dado referencial.
1.4. Localização da posição (coordenadas cartesianas)
Posição – Referencial Cartesiano
Sistema de eixos ligados a um objecto e encontra-se em repouso em relação a ele. Para o
estudo dos movimentos à superfície da Terra pode-se ignorar a curvatura dessa superfície,
considerando-a plana. Assim, em vezes de usarmos coordenadas geográficas utilizamos
coordenadas cartesianas (w, y e z).
Trajectória
É um conjunto de sucessivas posições ocupadas por um corpo ao longo do tempo.
As trajectórias podem ser rectilíneas ou curvilíneas.
4
Exemplo de Movimento:
Trajectória Curvilínea
Trajectória Rectilínea
1.5. Gráficos Posição - Tempo para Movimentos Rectilíneos
-40
0
10
30
50
- O carro move de A para B, de seguida de B para C e por fim de C para D.
NOTA: Os gráficos posição-tempo não representa a trajectória de uma partícula.
Nestes tipos de movimento o vector v tem direcção cte, pelo contrário nos movimentos
curvilíneos o v varia a sua direcção ao longo do movimento.
 Gráficos posição-tempo
50
m=
10
y2 - y1
x2 - x1
-30
Conclusão:
- Quando x(t) é crescente
- Quando x(t) é decrescente
- Quando x(t) é constante
Sentido positivo (+)
Sentido negativo (-)
Repouso
5
=
50 - 10 = 6,7
6-0
x
x
T1
t(s)
T1
Máximo: inversão de Sentido (+ para -)
t(s)
Mínimo: inversão de sentido (- para +)
1.6. Distância percorrida sobre a trajectória e deslocamento
-10
0
20
Deslocamento: x= xf – xi=-10-0= -10m
Distância: S=|20-0|+|-10-20|=20+30=50m
-Deslocamento: Grandeza vectorial que indica como varia a posição (+,-,0)
x= xf-xi
-Distância: Medida do percurso ao longo de uma trajectória. É uma grandeza escalar e é
sempre positiva. S= | x1|+| x2|+…
Espaço percorrido: caminho ou percurso efectuado por um corpo.

Rapidez média e velocidade média
Rapidez média: Grandeza escalar positiva
que define a distância percorrida por um
corpo num dado intervalo de tempo.
Rm = S
Velocidade média: Grandeza vectorial que
Indica se um corpo se desloca mais ou menos
num determinado intervalo de tempo.
Vm=
Exemplo:
-10
0
10
6
x
Rm ?
Vm ?
S = |10-0|+|-10-10|= 30m
Rm= S/ t = 30/2 =15m
x= xf-xi= -10-0=-10m
Vm= x/ t = -10/2=-5m/s
1.7. Velocidade

Velocidade Instantânea ou velocidade
Velocidade: define-se num dado instante. É uma grandeza vectorial tangente à trajectória, que
aponta no sentido do movimento e cujo módulo indica a rapidez do movimento.
Trajectória Rectilínea
Trajectória Curvilínea
NOTA: a velocidade é um vector
tangente à trajectória.
v1
v1= 80Km/h
v2
v2=120Km/h
1.8. Velocidade e gráficos Posição-Tempo
x
t
V= Vm = x/ t
- O valor da velocidade é igual ao declive
da recta ao gráfico posição-tempo.

Gráficos velocidade-tempo
(v=0, indica inversão de sentido)
v2
C
v1
A
v>0 – sentido positivo
v<0 – sentido negativo
B
7
1.9. Gráficos Posição-Tempo

Cálculo de deslocamentos a partir de gráficos v=v(t)
V(m/s)
V(m/s)
t
x
t
x = xf-xi
8
NOTA: só com gráficos velocidade-tempo é que se calcula a área.
 Representação de forças
Superfície com atrito
Corpo a cair
2.Da Terra à Lua
Superfície com atrito
Corpo atirado ao ar
Corpo suspenso
2.1. Interacções à distância e de contacto
Forças
Contacto
Distância: -Força Magnética (íman)
-Forças Gravítica (devido à massa)
-Força eléctrica.
2.2. Forças fundamentais da Natureza

Alcance
As quatro interacções fundamentais da Natureza
Nuclear Forte
10 m
Interacção
Interactua entre
quarks
Efeito
Mantém a
agragação
nuclear
Intensidade
1
Electromagnética
Sem limites
Interactua entre
todas as cargas
eléctricas
Mantém os
átomos
agregados uns
aos outros
10
9
Nuclear Fraca
10 m
Interactua entre
electrões
É responsável
pela
radioactividade
10
Gravitacional
Sem limites
Interactua entre
as massas de
todos os corpos
Mantém os
planetas nas
suas órbitas
10
2.3. Pares acção-reacção e 3º lei de Newton

Pares acção/reacção ou 3ª lei de Newton
Características:
-Têm a mesma intensidade;
-Têm sentidos opostos;
-São aplicados em corpos diferentes;
-Resultam da mesma interacção.
3ª lei newton: quando um corpo exerce uma força sobre outro, este exerce também sobre o
primeiro uma força de igual modulo e direcção, mas de sentido contrário, ou seja, FA/B=-FA/B.
Exemplo:
Sul
F
Norte
Sul
Norte
F
A
Forças de contacto
B
Forças à distância
2.4. Lei da Gravitação Universal

Lei da Gravitação Universal
Dois corpos atraem-se exercendo, cada um sobre o outro, uma força directamente
proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que os
separa, isto é,
Fg 
GMm
d2
Fg – intensidade da força gravítica (N)
M e m- massa dos corpos que interactuam (Kg)
d- distancia existente entre os centros de massa dos corpos (m)
G – constante de gravitação universal (6,67x10 Nm/kg)
10
Terra
Lua
M
m
NOTA: a lei da gravitação universal descreve a atracção existente entre todos os corpos com
massa, em qualquer sítio do universo.
2.5. Efeito das forças sobre a velocidade

Efeito das Forças Sobre a Velocidade
Uma força provoca sempre uma variação na velocidade.
F
F
vA
vB
A
vA
B
A
vB
B
-No movimento rectilíneo, se a velocidade for nula, a força exercida faz mover o corpo;
-Se a força e a velocidade tiverem a mesma direcção, há uma variação no modulo da
velocidade;
-Se tiverem o mesmo sentido aumenta o módulo da velocidade;
-Se tiverem sentidos opostos, o modulo da velocidade diminui.
Fy
vB
F=Fy+Fx
Altera o valor da velocidade
Fx
Altera a direcção
do movimento
-No movimento curvilíneo se a força e a velocidade não tiverem a mesma direcção, a força faz
alterar a direcção da velocidade;
-A componente da força em X dá-nos a direcção da velocidade;
-A componente da força em Y dá-nos a variação do módulo do v.
11
-Uma força que actua numa direcção
perpendicular á da velocidade, altera
apenas a direcção do movimento.
V= cte (movimento circular)
2.6. Aceleração
 Aceleração média
É uma grandeza que mede a variação da velocidade em valor, em direcção e sentido.

v
am 
t

A.
V > 0 (sentido positivo)
tem o mesmo sinal, logo a velocidade aumenta
Am > 0 (sentido positivo)
tem o mesmo sinal, logo a velocidade aumenta
B.
V> 0
(sentido positivo/negativo)
têm os sinais contrários logo a velocidade diminui
Am< 0
V< 0 sentido negativo
V< 0 sentido negativo
Am< 0 V aumenta
Am> 0 V diminui
12
Nota:
 Se a aceleração média e a velocidade tem o mesmo sentido, então o movimento é
rectilíneo acelerado.
 Se a aceleração média e a velocidade tem sentidos opostos, então o movimento é
rectilíneo retardado.
Aceleração: grandeza associada á variação da velocidade num dado intervalo de tempo. o
movimento rectilíneo pode ser acelerado ou retardado.
v
v
(Aa > 0) (Ab < 0)
Aceleração: é o declive da recta tangente ao ponto em gráficos v=v(t)

v
am 
t

-Movimento rectilíneo
uniformemente acelerado
A. V > 0 / A > 0
V aumenta (acelerado)
B. V > 0 / A < 0
V diminui (retardado)
C. V < 0 / A < 0
V aumenta (acelerado)
D. V < 0 / A > 0
V diminui (retardado
- Movimento rectilíneo
uniformemente retardado
13
-Movimento rectilíneo
uniforme (a = 0 m/s)
v1
v2
v1
a=0
v2
a=0
a = 0 porque a direcção da
velocidade está a variar.
a=0
- No movimento curvilíneo a aceleração nunca tem direcção da V.
2.7. 2º Lei de Newton
 2º Lei de Newton
A aceleração adquirida por um corpo é directamente proporcional à intensidade da resultante
das forças que actuam sobre esse corpo, tem a direcção e o sentido da força resultante e é
inversamente proporcional à massa.
a1
a2
a3


Fr  m a
F=mxa
Fr = m x a
14
2.8. 1º Lei de Newton
 1º lei de Newton
Se um corpo está em repouso, há-de permanecer em repouso. Se um corpo está em
movimento, há-de continuar em movimento c/ movimento rectilíneo uniforme.
Nota : quanto maior é a massa, maior é a inércia (a massa influencia a inércia).
Fr = 0 => a = 0 =>
V = cte ; Mov. Rect
2.9. Movimentos de queda à superfície da Terra

Leis do Movimento
v
a
x
t
t
t
-Movimento Rectilíneo Uniforme: v é cte, logo a aceleração é nula.
x  x0  vt
Lei das posições para este movimento
-Movimento Rectilíneo Uniformemente variado:
Acelerado: v aumenta; a>0 (positiva)
Retardado: v diminui; a<0 (negativa)
v
a
v
t
t
15
t
Lei do Movimento
1
x  x0  v0t  at 2
2
v  v0  at
V =V +2a
ou
x
Lei das velocidades

Lançamento na vertical com
resistência do ar desprezável
Fg
Fg 
GMm
d2
Terra
Nota: um corpo sujeito apenas a força gravítica é designado para grave e diz-se em queda
livre.
Subida
1
y  y0  v0t  gt 2
2
Lei das posições
v  v0  gt
Lei das velocidades
Descida
a  g
16
Lei da aceleração
 Lançamento na horizontal
 Lançar um corpo na horizontal significa imprimir-lhe uma velocidade inicial na
horizontal
 Um lançamento horizontal é uma composição de dois movimentos, um movimento
uniforme na direcção horizontal é um movimento uniformemente variado na direcção
vertical.
 Num movimento horizontal só há velocidade inicial na direcção horizontal.
- Num lançamento na horizontal, a função x(t) na direcção horizontal pode ser escrita como :
- Num lançamento na horizontal, a função v(t) na direcção horizontal pode ser escrita como:
- Num lançamento horizontal, a função v(t) na direcção vertical pode ser escrita como:
-Num lançamento horizontal, a função y(t) na direcção vertical pode ser escrita
como:
17
 Queda com resistência do ar não desprezável
-Movimento de queda e subida de corpos sujeitas apenas à Fg :
 São uniformemente variadas: o módulo da aceleração gravítica, g, é constante.
 São uniformemente retardadas na subida (por cada segundo a velocidade diminui de 9.8
m/s) e uniformemente aceleradas a descida (por cada segundo a velocidade aumenta
9,8)
 As funções y(t) e v(t) são :
1
y  y0  v0t  gt 2
2
v  v0  gt
Pára – quedas
(A) P> Rar
(B) P= Rar
(C) P< Rar
(D) P= Rar
A V aumenta, logo a
Rar também
aumenta.
1ª V terminal
A Rar> P
2º V teminal
Fr = P-Rar = 0
Fr=0
Fr = 0;
Movimento
Acelerado
Não é uniforme/ não
é cte.
Movimento rectilíneo
uniforme
(V costante)
Fr = 0 e como Fr se
opõe ao movimento a
V é menor ; a Rar
também dimiunui
Movimento retardado
18
Movimento
rectilíneo uniforme
(V constante)
Velocidade terminal: velocidade atingida por um corpo em queda quando o peso e a força de
Rar se equilibram.
 Lançamento na horizontal com Rar desprezável
Um lançamento horizontal é uma composição de dois movimentos,
 Movimento uniforme, na direcção horizontal.
 Movimente uniformemente variado, na direcção vertical
Segundo o eixo dos xx
Segundo o eixo dos yy
- Lançar um corpo na horizontal significa imprimir-lhe uma velocidade inicial (Vo) na
horizontal.
- Neste movimento só existe Vo segundo o eixo dos xx.

Nota: Quanto maior for a velocidade inicial, maior será o alcance.
-Equações paramétricas do movimento / lei das posições
19
-Componente escalar do vector velocidade
-Valor da velocidade num dado instante
- Ângulo que o vector velocidade faz com a
horizontal num dado instante.
 chegam ao chão ao mesmo tempo
 O tempo de queda é independente da massa do corpo.

Quanto maior a Vo, maior será o alcance.
Caem ao mesmo tempo
20
2.10. Satélites, Movimento circular e uniforme
 Satélite geostacionário
Descreve um movimento circular uniforme com um período igual a 24horas numa orbita
equatorial.
T=24H
- Movimento circular uniforme
Direcção da V varia
Terra
V varia -> an = 0 mas, V é cte
Fr = 0 ; F = m x a ; F = m x an
Modulo:
Direcção: radial
Sentido: aponta sempre para o centro da trajectória.
ac 
v2
ou ac   2 R
R
Determina a h da superfície da terra ao satélite.
21
 Movimento circular uniforme
Características:







Trajectória circular;
Velocidade variável com módulo constante;
Força resultante (chamada força centrípeta) também sempre;
Período do movimento (T): tempo de uma rotação completa;
Frequência do movimento (F): numero de rotações por unidade de tempo;
Velocidade angular (w): o ângulo descrito por uma unidade de tempo;
Módulo da aceleração (ac).
Satélite geostacionário é um artificial que:
 Orbita em torno da terra.
 Descreve uma trajectória circular constante.
 Acompanha o movimento da terra com velocidade de módulo constante, direcção
tangente a trajectória e sentido de oeste para este.
 Demora 1 dia, (24horas) a completar uma volta em tono da terra.
 Tem movimento circular uniforme.
Os satélites geostacionários são utilizados para:
 Comunicação
 Observação do planeta para investigação e meteorologia
 Determinação de posição
Velocidade linear (V) : é constante em valor, sendo a sua direcção tangente á circunferência
em qualquer ponto.
v
2 R
ou v   R
T
-> Expressão que relaciona a
velocidade linear com a
velocidade angular.
Velocidade angular (w) : é a grandeza que mede a rapidez a que os ângulos são descritos.


t
22
Período do movimento (t): é o tempo de duração de uma volta completa (SI: segundos)
1
f
T
Frequência (Hz): é o numero de voltas que um corpo executa em cada unidade de tempo (SI:
Hz)
T
1
f
f=1
Aceleração centrípeta :
v2
ac 
ou ac   2 R
R
v
2 R
ou v   R
T

2
ou   2 f
T
-> Para uma volta completa
1.UNIDADE 2 – Comunicações (comunicação de informação a curtas e longas distancias)
1.1.Sinais
Comunicação de informação – a forma escolhida para comunicar depende da distancia entre a
fonte sonora e o receptor.
 As curtas distâncias: a informação é transmitida através de uma onda sonora, para
fazer chegar a onda sonora podem se utilizar altifalantes e microfones.
23
 As longas distâncias: a informação sonora e transmitida através de ondas
electromagnéticas. A comunicação por rádio, Tv e telemóveis propaga-se sob a forma
de luz (radiação) e é enviada e recebida por antenas.
Processo de comunicação:
FONTE (emissão)>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> RECPTOR (recepção)
Sinal: é uma perturbação de qualquer espécie que é usada para (comunicar) transmitir uma
mensagem ou parte dela. Um sinal encontra-se no tempo e no espaço.
 Propagação de um sinal : ondas
Ondas: propagação de uma perturbação
Exemplo: sequência de pulsos numa corda.
Existe:
Energia potencial: devido ao afastamento das partículas em relação a sua posição de
equilíbrio.
Energia cinética: devido ao movimento (há transferência de energia de um local para
o outro. Assim, uma onda transporta energia, mas não matéria.
 Natureza das ondas
Ondas mecânicas: necessitam de um meio material (sólido, liquido e gasoso) para se
propagarem (não se propagam no vazio). Há oscilações das partículas do meio. Exemplo:
ondas sonoras, na água, sísmicas, na corda, SOM.
Ondas electromagnéticas: não necessitam de um meio material para se propagarem.
Propagam-se no vazio. Há oscilações de um campo magnético. Exemplo: radiação ultra violeta,
LUZ.
 Nota: no espaço existem explosões mas não as ouvimos ao facto de não se
propagarem no vazio, no entanto a luz do sol chega ate nós pois a radiação já se
propaga.
24
Ondas transversais: as partículas oscilam numa direcção perpendicular á direcção em que se
propagam as ondas. Exemplo: ondas na água, ondas na corda, radiação electromagnética
(LUZ).
Ondas longitudinais: as partículas oscilam na mesma direcção que se propagam as ondas.
Exemplo: mola, ondas sonoras (som).
 Velocidade de uma onda
v
s
t
 A velocidade de uma onda depende do meio em que se propaga (ou seja propaga-se
em diferentes meios e com velocidades diferentes).
 A velocidade da luz diminui com o aumento da densidade do meio.
 A velocidade do som aumente com o aumento da densidade do meio.
Onda periódica: a periodicidade no tempo está associada ao período (T) da onda.
O período de uma onda só depende do período de emissão de fonte que produz o sinal.
A periodicidade no espaço esta associada ao comprimento de onda( ).
Representação gráfica de ondas
1) Em função do tempo/ periodicidade temporal (t)
T – Período (S)
F – frequência
A e B são pontos na mesma fase de vibração.
Y – enlongamento (m)
Y Max – amplitude (A)
Y min – amplitude (-A)
25
2) em função da distancia / periodicidade espacial ( )
- Comprimento de onda
A - Amplitude
Comprimento de onda ( ) : distancia que a onda avança ao fim de um período. Mede a
periodicidade de uma onda no espaço.
Amplitude (A): máximo afastamento na oscilação em relação à posição de equilíbrio. SI:
metros.
Período (T): intervalo de tempo entre a emissão de dois pulsos, mede a periodicidade da onda
no tempo.
Frequência (f): é o número de oscilações por unidade de tempo SI: Hz
Velocidade (V): o módulo indica a rapidez com que se propaga a onda.
v

T
v
s
t
vf
Fórmulas equivalentes da velocidade.
Formulas da (f) e do (t)
26
Sinal harmónico e onda harmónica
A representação gráfica do deslocamento do corpo em relação á posição de equilíbrio é uma
curva análoga à função seno ou co seno.
Expressão da lei do movimento harmónico
y  A sin t 
(Y): elongações: posição das partículas em relação a posição de equilíbrio (m)
(Ymax): A
(Ymin): –A
(A): amplitude da oscilação: a amplitude da onda está relacionada com a intensidade do sinal
emitido. Um sinal é tanto mais intenso quanto > for a sua amplitude.
(W): frequência angular: é a frequência da fonte que emite o sinal.
  2 f

2
T
1.2. Som
O som resulta da vibração de partículas de um dado meio material, criando zonas de maior
densidade de partículas e outras de menor densidade.
 Produção e propagação de um sinal sonoro:
- O som tem origem na vibração de um meio elástico;
- O som propaga-se em meios líquidos, sólidos ou gasosos;
- Propaga-se em todas as direcções;
- Não se propaga no vazio;
- A propagação do som ocorre devido às várias compressões e rarefracções do meio;
- Nas compressões verifica-se um aumento de pressão ou de massa volúmica do meio;
-Nas rarefracções verifica-se uma diminuição de pressão ou de massa volúmica do meio;
- A onda sonora é uma onda mecânica porque o sinal sonoro necessita de um meio elástico
para se propagar;
- A onda sonora é uma onda longitudinal porque as várias compressões e rarefracções ocorrem
na direcção da sua propagação;
- Nas ondas sonoras ou em qualquer onda mecânica verifica-se a transferência de energia
entre as partículas do meio elástico, mas não se verifica o seu transporte.
27
 Espectro sonoro
0
20
Infra-sons
20000
Sons audíveis
…
Ultra-sons
Frequência (Hz)
Deste modo criam-se :
 Zonas de compressão – P> Patm
 Zonas de rarefacção – P < Patm
A onda sonora é uma onda de pressão – o som propaga-se da esquerda para a direita:
-Num dado ponto a pressão varia periodicamente

Atributos do SOM
Os sons são caracterizados através de:
Altura: Está associada à frequência da onda sonora. A altura do som é a característica que
permite distinguir sons agudos de sons graves. Em acústico, o primeiro chama-se som alto
e o segundo baixo.
28
A altura do som esta directamente relacionado com a frequência da onda sonora: um som é
tanto mais alto quanto maior for a sua frequência.
Os sons das notas musicais (do re mi fa sol la si) têm alturas diferentes, isto é, frequências
diferentes.
A – som grave, frequência baixa
B – som agudo, frequência alta

Intensidade: está associada à amplitude da onda sonora. A intensidade do som
é a característica que permite distinguir um som forte e um som fraco.
A intensidade do som é proporcional ao quadro da amplitude e diminui com o
aumento da distância entre o emissor e o receptor.
Um som será tanto mais forte quanto > for a amplitude da oscilação.
Timbre : está associado à complexidade do som. Permite distinguir sons com a mesma
intensidade e altura, mas produzidos por diferentes fontes sonoros. Exemplo. guitarra e
clarinete, vozes.
Alto/Agudo
Altura
(frequência)
Fraca
Intensidade
Baixo/Grave
Forte
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 Sons puros e sons complexos
Um som puro tem uma frequência bem definida. A forma de um som puro é a de uma função
sinusoidal, ou seja, é uma onda sinusoidal harmónica.
 O diapasão é um instrumento que so produz um som fundamental, ou seja, um som
sem harmónicos, o que o torna muito útil para afinar instrumentos. A sua nota de
referencia é o Lá, cuja frequência é 440 Hz.
Um som complexo resulta da sobreposição de sons puros, combinação do som fundamental e
dos seus harmónicos.
O som é um conjunto de oscilações sinusoidais. A de menor frequência e designada por
frequência fundamental, as outras por harmónicas.
30
- O som é uma nota produzida por um instrumento musical, é a combinçao do som
fundamental com os seus harmónicos.
-O número de harmónicos e as suas intensidades relativas diferem de instrumentos para
instrumento.
Exemplo:
 Do emitido por um piano
 Do emitido por um clarinete
-Têm timbres diferentes, mas têm a mesma frequência fundamental.
1.3. Microfone e Altifalante
 Microfone (funcionamento):
O sinal sonoro provoca:
- A vibração da membrana (devido à variação da pressão da onda sonora).
-Oscilações da bobina que está ligada à membrana.
-Variação do fluxo magnético do campo criado por um íman.
Origina:
-Corrente eléctrica no circuito da bobina
Sinal eléctrico.
Nota: transforma um sinal sonoro em sinal eléctrico de baixa frequência (corrente alternada).
Converte: SINAL SONORO

SINAL ELÉCTRICO
Altifalante (funcionamento):
Sinal Eléctrico:
- A corrente eléctrica proveniente do microfone passa na bobina do altifalante. Como a bobina
está imersa num campo magnético criado por um íman, ela passa a vibrar.
Origina:
-Oscilações da membrana do altifalante
Sinal Sonoro
Converte: SINAL ELÉCTRICO
SINAL SONORO
31

Campo Magnético:
O campo magnético (B) é uma grandeza vectorial que se manifesta através da acção que
exerce sobre ímans e correntes eléctricas. Unidade SI é o Tesla (T).
O vector campo magnético (B) é uma grandeza que caracteriza, em cada ponto, o campo
magnético.
-Linhas de campo magnético: são linhas imaginárias que permitem uma representação das
características do campo magnético.
-Propriedades das mesmas:
- Apresentam maior densidade onde o campo é mais intenso;
-São tangentes em cada ponto ao vector campo magnético e têm o sentido deste;
-São sempre linhas fechadas e não se cruzam;
-Saem do pólo norte e entram no pólo sul.
A – Íman em barra
B – Íman em forma de U
C – Corrente eléctrica num fio condutor longo
D – Solenóide (correntes circulares e paralelas)
- O campo magnético criado entre os ramos de um íman em U ou no interior de um solenóide,
uma bobina percorrida por uma corrente estacionária, são campos magnéticos uniformes.
Estes dois campos são muito semelhantes, têm configurações iguais.
(B-D)
-As linhas de campo são circunferências concêntricas com o condutor em planos
perpendiculares a este. (C)
NOTA: no campo magnético uniforme, o vector campo magnético, é cte e as linhas de campo
paralelas entre si.
32

Campo Eléctrico
Se numa região do espaço se faz a acção de uma ou mais cargas eléctricas, verifica-se a
existência de campo eléctrico.
-Características:
-Grandeza vectorial;
-É tanto mais intenso quanto maior for a carga eléctrica que o cria;
-É radial, pois tem a direcção do raio que passa pelo ponto;
-É centrípeto se a carga criadora é negativa e centrifugo se a carga criadora for positiva;
-Símbolo (E);
-Unidade SI (V/m);
-O campo criado por uma só carga é um campo de forças atractivas ou repulsivas.
E
Fel
Fel
E
Q>0
Q<0
-Propriedades das linhas de campo:
-São tangentes em cada ponto ao vector campo e têm o sentido destas;
-O nº de linhas de campo é directamente proporcional à intensidade do campo eléctrico;
-São linhas abertas com origem nas cargas positivas e termina nas negativas;
-As linhas também nunca se cruzam.
-Num campo criado por várias cargas, as linhas de campo começam numa carga positiva e
terminam numa carga negativa.
33

Campo Eléctrico Uniforme
(E=cte)
Um campo eléctrico criado entre duas placas paralelas e condutoras com cargas de sinais
opostos é um campo eléctrico uniforme. O vector campo eléctrico é constante e as linhas de
campo são paralelas entre si, estão dirigidos da placa + para a placa menos.

Força electromotriz
induzida
Fluxo magnético através de uma ou de várias espiras: o fluxo magnético, através de uma
superfície plana está associada ao número de linhas de campo.
Oersted: “Uma corrente eléctrica consegue criar um campo magnético.”
Fontes de campo magnético: - ímans
- Corrente eléctrica
Faraday: “Se uma corrente eléctrica consegue criar um campo eléctrico, será que um íman
consegue criar um campo eléctrico? ”
Faraday comprovou experimentalmente a sua hipótese.
Fontes de campo magnético: - cargas eléctricas
- Campos magnéticos variáveis

Fluxo magnético:
Grandeza física relacionada com o nº de linhas de campo que atravessa uma
determinada área e que, por definição, é o produto da intensidade (B) do campo, pelo
valor da área (A) e pelo co-seno do ângulo:
  B A cos  
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- Fluxo magnético, unidade SI é o webber (wb)
B - Intensidade do campo magnético.
A – Área(m2)
NOTA: o fluxo magnético é o produto da intensidade do campo magnético que atravessa
perpendicularmente a espira, pela área de superfície plana.
O fluxo magnético pode alterar-se. Depende da:
-Área da espira;
-Ângulo que a normal à superfície faz com B;
-Intensidade do campo magnético.
-Fluxo magnético é máximo quando:
A superfície é perpendicular ao campo e paralela à normal, ou seja, alfa=0.
n
cos =0
-Fluxo magnético é mínimo quando:
A superfície é paralela ao campo e perpendicular à normal, ou seja,
=90.
n
cos =90
Fluxo magnético TOTAL:
Atravessa a bobina constituída por N espiras todas iguais.
t  N

Indução Electromagnética
Quando o campo magnético, que atravessa uma espira condutora eléctrica varia verifica-se a
produção de uma corrente eléctrica (corrente induzida). Esta corrente eléctrica é produzida
por indução magnética.
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A indução electromagnética consiste na produção de corrente eléctrica através da variação do
fluxo magnético que atravessa uma espira.
O fluxo magnético que atravessa uma espira varia se:
-Um íman se mover no interior de uma espira;
-A espira se mover na região do campo magnético.
-A intensidade da corrente eléctrica induzida aumenta com a rapidez com que o campo
magnético varia.
Lei de Faraday
 

t
Ei – força electromotriz induzida, unidade SI (volt - V).
- Variação do flxo magnético.
- Intervalo de tempo.
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