VOCÊ SABIA QUE? A nicotina é uma droga letal. 17

VOCÊ SABIA QUE?
A nicotina é uma droga letal.
Óptica
Princípios da Óptica Geométrica
1) Princípio da propagação retilínea da luz: nos meios homogêneos e transparentes a luz se propaga em linha reta.
Natureza e Velocidade da Luz
A luz apresenta comportamento dual. Ou seja, em determinadas ocasiões a luz comporta-se como onda eletromagnética e em
outras, como partícula (chamadas de fótons).
Qualquer que seja o tipo de luz, sua velocidade de propagação
no vácuo é igual a 300.000 km/s. Nos meios materiais a velocidade da luz é menor que no vácuo.
Atenção! Um exemplo da propagação retilínea da luz é o fenômeno do eclipse. Eclipses são conseqüências das projeções de sombras e
penumbras de um astro sobre o outro.
Câmara escura de orifício
2) Princípio da Independência dos
raios luminosos: quando raios de luz
se cruzam, cada um deles segue seu trajeto como se os outros
não existissem.
A imagem é virtual (dentro do
espelho)
A imagem é enantiomorfa (formas opostas)
A velocidade com que a imagem se próxima do espelho é a
mesma com a que o objeto se aproxima do mesmo.
Campo visual: região que o observador vê por reflexão do espelho.
3) Princípio da Reversibilidade da luz: a trajetória de um raio de
luz não se modifica quando se inverte o sentido de usa propagação.
Para obter o campo visual:
representar o ponto simétrico ao observador.
traçar duas semi-retas que passam pelos extremos do espelho.
Imagem em dois espelhos planos: a associação
permite-nos obter várias imagens de um mesmo
objeto dependendo do ângulo entre os
360
N
1
espelhos.
ESPELHOS ESFÉRICOS
Espelho côncavo
AB
A'B'
a
b
REFLEXÃO
Quando um raio de luz
fície de separação de
na ao meio de origem.
Espelho convexo
incide numa superdois meios e retor-
Leis de reflexão
o ângulo de incidência é igual ao
ângulo de reflexão: i = r
o raio incidente (RI), a normal (N) e o raio refletido (RR) estão
em um mesmo plano.
ESPELHO PLANO
Elementos de um Espelho
C
V
R
centro de curvatura
vértice do espelho
raio de curvatura
Atenção
No ponto médio entre o centro de
vértice está o foco.
f
R
2
curvatura e o
Raios notáveis
Características:
A distância da imagem ao espelho é a mesma do objeto ao
espelho (d=d’).
A imagem possui o mesmo tamanho do objeto.
A imagem é direita (mesmo sentido do objeto)
1) Todo raio de luz que incide paralelamente ao eixo principal
reflete numa direção que passa pelo foco.
2) Todo raio de luz que incide numa direção que passa pelo foco
reflete paralelamente ao eixo principal.
3) Todo raio que incide no vértice reflete simetricamente em
relação ao eixo principal.
4) Um raio que incide na direção do centro de curvatura refletese na mesma direção.
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VOCÊ SABIA QUE?
O álcool pode causar impotência sexual
toda imagem virtual é direita
quando o objeto se desloca, a imagem também se desloca, mas
em sentido contrário.
somente as imagens reais podem ser projetadas em anteparos.
Imagens no Espelho Côncavo
1º) Objeto antes do Centro
Imagem no Espelho Convexo
O espelho convexo conjuga sempre imagens com as mesma
características.
menor
invertida
real
2º) objeto sobre o centro
igual
invertida
real
Equação de Gauss
1
f
1
p
1
p'
Equação do Aumento Linear
3º) Objeto entre centro e foco
maior
invertida
real
menor
direita
virtual
p'
p
i
o
A
Refração da Luz
Índice de refração (n): relação entre a velocidade da luz no vácuo
e a velocidade da luz no meio em questão. Indica quantas vezes
a velocidade da luz no vácuo é maior que a velocidade no meio
considerado.
n
4º) Objeto sobre foco
c
v
Leis da Refração
imprópria
imagem no infinito
quando a luz passa de um meio (1) para outro (2) tem-se:
n1 . sen i
5º) Objeto entre foco e vértice
maior
toda
imagem
direita
é virtual
sempre
vertida
real
inve
n2 . sen r
(lei de Snell)
o raio incidente (I), o raio refratado (R) e a normal pertencem
ao mesmo plano.
REFLEXÃO TOTAL
Condições para reflexão total:
Sentido de propagação da luz: do meio mais refringente para o menos refringente.
Ângulo de incidência maior que o ângulo
limite: i > L.
DISPERSÃO DA LUZ
Dispersão de uma luz policromática é a sua decomposição nas diversas luzes que a constituem.
Na dispersão luminosa, a luz de maior freqüência sempre sofre o maior desvio. Portanto, para dispersão
da luz branca, a luz vermelha é a de menor freqüência e a luz violeta a de maior freqüência.
LENTES ESFÉRICAS
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A nicotina é uma droga letal.
Lente Divergente
Lente Convergente
Raios notáveis
1) Todo raio de luz que incide na lente, paralelamente ao eixo principal, emerge numa direção que passa pelo foco principal.
2) Todo raio de luz que incide na lente numa direção que passa pelo foco do objeto, emerge paralelamente ao eixo principal.
3) Todo raio de luz que atravessa a lente (convergente ou divergente), passando pelo centro óptico, não sofre nenhum desvio.
Construção de imagens Lente CONVERGENTE
1º) Objeto antes do centro (Ao).
menor
invertida
virtual
2º) Objeto sobre o centro (Ao):
igual
invertida
real
3º) Objeto entre centro e foco
maior
invertida
real
5º) Objeto entre foco e lente
4º) Objeto sobre foco
maior
direita
virtual
Lente DIVERGENTE
imprópria
imagem no infinito
Atenção!
menor
direita
virtual
As características das imagens da lente convergente são as mesmas do espelho côncavo e,
da lente divergente são as mesma do espelho
convexo.
As equações utilizadas no estudo das lentes
também são as mesmas utilizadas nos espelhos
esféricos:
1
f
1
p
1
p'
A
i
o
p'
p
1
f
Unidade (S.I.): dioptria (di)
Vergência: Capacidade da lente em desviar os raios luminosos.
V
ÓPTICA DA VISÃO
Para que o objeto seja visto nitidamente, a imagem forma-se sobre a retina do olho do observador.
DEFEITOS DE VISÃO
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O álcool pode causar impotência sexual
1) Miopia: dificuldade de ver ao longe
3) Astigmatismo
As superfícies que formam o globo ocular apresentam diferentes raios de curvatura. Corrigido através de lentes cilíndricas.
4) Presbiopia (Vista cansada)
Em virtude do envelhecimento natural de nosso organismo, o
cristalino torna-se mais rígido e os músculos que atuam sobre ele
não conseguem acomoda-lo para objetos próximos. Corrigido
pelo uso de lentes convergentes.
ocorre devido ao alongamento do globo ocular
corrigido por lentes divergentes
2) Hipermetropia dificuldade de ver de perto
ocorre devido ao encurtamento do globo ocular
corrigido por lentes convergentes
Eletricidade
3) Indução: eletrização de um corpo, utilizando outro corpo já eletrizado, sem haver contato entre eles.
Indutor: corpo já eletrizado
Induzido: condutor neutro que será eletrizado.
Processos de Eletrização
1) Atrito: eletrização de corpos de materiais diferentes e inicialmente
neutros.
Após atrito entre bastão de vidro e flanela de lã:
Vidro perde elétrons
eletrizado positivamente
Flanela de lã
ganha elétrons
eletrizada
negativamente
aproximar o indutor do induzido
ligar o induzido na Terra
desfazer a ligação Terra
afastar o induzido do indutor.
2) Contato:
Pelo menos um corpo deve estar eletrizado
Os corpos deves ser condutores
Atenção!
Após o contato os corpos ficam com cargas de mesmo sinal.
Se os corpos forem idênticos, faz-se uma média aritmética, obtendo iguais valores de carga para cada corpo.
Após a eletrização por indução, o induzido fica eletrizado com carga
de sinal contrário ao indutor.
cargas de sinais iguais se
repelem e de sinais diferentes
se atraem.
Força Elétrica (Lei de Coulomb)
a força elétrica entre as
cargas obedecem o princípio
da ação e reação.
A intensidade da força elétrica de interação entre duas cargas é
diretamente proporcional ao produto dos módulos das cargas e
inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa.
q .q
F K. 1 2 2
d
K = constante eletrostáticaK0= constante eletrostática do vácuo
N.m
K 9.10 9 2
C
Atenção!
Ser inversamente proporcional ao quadrado distância significa:
dobrar a distância (apenas)
diminuir a força para F/4.
diminuir a distância 4 vezes
aumentar a força para 16F
CAMPO ELÉTRICO
Região do espaço que fica sob influências de uma carga
elétrica (geradora), de tal modo que se colocada outra
carga (carga de prova) nessa região, ela sofrerá ação de
força elétrica.

intensidade: E

Fel
q
(Unid: Newton/Coulomb)
direção: a mesma da força
sentido: carga de prova (+)
mesmo da força.
carga de prova (-) contrário ao da força.
Campo Elétrico de uma Carga
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A nicotina é uma droga letal.
E
d
K.
Q
d2
Obs.: o campo elétrico em um ponto
afastado de uma carga também é
inversamente proporcional ao quadrado
da distância.
Linhas de Força Representam o campo elétrico no espaço ao redor das cargas.
Campo Elétrico Uniforme
mesma intensidade, direção e sentido em toda região do campo.
representado por linhas paralelas igualmente espaçadas.
presente entre duas placas paralelas e eletrizadas com cargas de
sinais opostos.
POTENCIAL ELÉTRICO
Energia potencial elétrica armazenada por unidade de carga
elétrica.
V
EP
q
Superfícies Equipotenciais: Superfícies em que o
potencial elétrico possui o mesmo valor em todos os pontos.
Unidade: Volt (V)
o potencial elétrico e a energia potencial elétrica são grandezas escalares
o potencial elétrico não depende da carga de prova.
o potencial elétrico gerado por uma carga: V
K.
Q
d
Atenção!
As linhas de força e as superfícies equipotenciais são sempre
perpendiculares
No sentido de uma linha de força, o potencial elétrico está
diminuindo.
VA
VB
VC
Trabalho da Força Elétrica
No campo uniforme
Pela conservação de cargas
Fe
q.(VA
E.q.d
VB )
onde: VA = potencial elétrico do ponto inicial
o trabalho da força elétrica não depende da trajetória
no infinito, o potencial e a energia potencial valem zero
se
0 , o trabalho é motor e o movimento da carga é
espontâneo, caso contrário, o trabalho é resistente e o movimento é forçado.
Relação no Campo Elétrico
Pontos internos
Campo elétrico (E)
em qualquer ponto interno a um condutor
esférico (ou não) eletrizado e em equilíbrio eletrostático, o campo
elétrico é nulo. (Blindagem eletrostática)
Potencial elétrico (V)
em pontos internos e da superfície o
potencial elétrico é constante.
Pontos da Superfície
E
V
diferentes de zero
valores iguais aos de pontos internos.
Pontos Externos
E
E
K.
Q
d2
V
V
K.
Q
d
ELETRODINÂMICA
Corrente elétrica: Movimento ordenado de cargas elétricas
no interior de um condutor, devido a uma diferença de potencial
(DDP) aplicada nos seus extremos.
U
VA
VB
U
E.d
Condutor Esférico
Intensidade de corrente elétrica (i): grandeza escalar
que mede a quantidade de carga elétrica que atravessa um
condutor na unidade de tempo.
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O álcool pode causar impotência sexual
1 KWh = 3,6.106 J
Resistência Elétrica: Dificuldade à passagem da corrente
i
Q
t
elétrica.
Unid: Ampère (A)
U
i
R
onde: Q = módulo da carga elétrica que atravessa a seção
transversal
t = intervalo de tempo
Unid: Ohm ( )
LEI DE OHM: se a temperatura for constante
resistência
elétrica será constante.
Devemos saber que: Q = n.e
n= elétrons que o corpo ganha ou perde
e 1,6.10 19 C (carga elementar)
Resistores: condutores ôhmicos que possuem resistência
elétrica não desprezível.
Símbolo:
Sentido da Corrente:
Sentido Real: sentido de deslocamento dos elétrons no interior do
condutor.
Sentido Convencional (ou eletrônico): sentido de movimento das
cargas positivas (oposto ao movimento dos elétrons)
Resistividade: Resistência elétrica depende:
R
.

A
do comprimento  do fio;
da área de secção transversa A do fio;
da temperatura T ao qual o condutor está submetido;
do material de que o corpo é feito (coeficiente de resistividade
).
Propriedade: A área do gráfico i x t expressa matematica-
Potência dissipada num resistor
mente a carga elétrica que atravessa a seção transversal de um
condutor.
P i.U
R.i2
P
U2
R
P
Associação de Resistores
1. Associação em Série: corrente elétrica é a mesma.
Efeito Joule: Aquecimento do condutor devida a passagem
itotal
de corrente elétrica.
Utotal
i1
i2
i3
U1
U2
U3
Requivalent el
R1
R2
R3
2. Associação em Paralelo: corrente elétrica se divide.
Potência Elétrica: energia elétrica transformada em outra
forma de energia, num determinado intervalo de tempo.
J
E
Watt (W)
P
Unidade:
s
t
Atenção! Dizer que um aparelho possui potência elétrica
igual a 60 W significa que ele é capaz de transformar 60 J de
energia elétrica em outra forma de energia, a cada segundo.
CONSUMO DE ENERGIA ELÉTRICA:
As energias consumidas pelos aparelhos elétricos são expressas por números muito grandes quando se usa a unidade Joule
(J). Por isso, que na prática utilizamos outra unidade para energia: KILOWATT-HORA.
itotal
Utotal
Requivalent e
i1
i2
U1
U2
1
R1
i3
1
R2
U3
1
R3
Caso particular: apenas dois resistores:
R1 .R2
Req.
R1 R2
CAPACITORES
Simbolizados por:
Capacitância:
C
Q
U
Unidade: Farad (F)
Capacitor de placas planas e paralelas:
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VOCÊ SABIA QUE?
A nicotina é uma droga letal.
ímã possui a capacidade de atrair objetos de ferro.
ímã possui dois pólos: norte e sul
pólos de mesmo nome se repelem e de nomes contrários se
atraem.
os pólos são inseparáveis
Campo magnético: região de influências criada por um
ímã, significativa para outros ímãs e alguns materiais.
A capacitância depende:
Quanto maior a área das placas condutoras maior a quantidade de carga armazenada
Quanto maior a distância entre as placas menor a quantidade
de carga elétrica armazenada
A quantidade de carga armazenada num capacitor depende do
dielétrico colocado entre as placas.
C
onde:
0
.
A
d
O campo magnético é um vetor cuja direção é tangente às
linhas de indução magnética (representam o campo magnético
no espaço). A linhas de indução saem do pólo norte e vão para o
pólo sul (fora do ímã).
= permissividade absoluta
Campo magnético terrestre
= permissividade absoluta do vácuo
0 = 8,85.10-12 F/m
A energia
potencial eletrostática de um capacitor é a soma das energias
potenciais calculadas em suas armaduras.
Energia armazenada num capacitor:
EP
Q.U
2
EP
C.U2
2
EP
Q2
2C
Associação de Capacitores
1. Associação em SÉRIE
Eletromagnetismo
Campo ao redor de fio retilíneo
QT
Q1
Q2
Q3
UT
U1
U2
U3
1
Ceq.
1
C1
1
C2
1
C3
2. Associação em PARALELO
intensidade: B
onde:
.i
2 r
= permeabilidade magnética
0
4 .10
7
T.m / A
r = distância do fio ao ponto de medida
direção: tangente às linhas, concêntricas ao fio e situadas num
plano normal ao fio.
sentido: regra da mão direita.
Campo no centro de espira circular
QT
Q1
Q2
Q3
UT
U1
U2
U3
C2
C3
Ceq.
MAGNETISMO
Conceitos iniciais:
C1
intensidade: B
.i
2R
onde: R = raio da espira
direção: normal ao plano da espira
sentido: regra da mão direita
Campo no interior de um solenóide
(bobina)
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VOCÊ SABIA QUE?
O álcool pode causar impotência sexual
intensidade: B
N. .i.

onde: N = número de espiras
 comprimento da bobina
direção: paralelo ao eixo da bobina
sentido: regra da mão direita
intensidade:
Fm
B.i.. sen
direção: perpendicular a
sentido: regra do tapa.
Força magnética sobre cargas elétricas

B
e ao fio.
Força magnética entre dois fios
intensidade: Fm
B. q .v. sen
direção: perpendicular a

B
e

v
Fm
sentido: regra do tapa (empurrão)
Se
2 r
correntes no mesmo sentido: atração
correntes em sentidos contrários: repulsão
Se q > 0; tapa com palma da mão (força magnética)
Se q < 0; inverte o sentido do tapa.
Se
.i1 .i2 .
Fm 0 (carga em M.R.U.)
0 ou
180
90
carga descreve M.C.U.
Fluxo Magnético
Considera-se como sendo a quantidade de linhas de indução
magnética que atravessa a área de uma espira (superfície fechada).
Força magnética sobre fios percorridos por corrente
Indução Magnética
Toda variação de fluxo magnético gera uma corrente induzida na espira, num sentido tal que cria um campo que se opõe a essa variação.
Espira se opõe ao aumento de fluxo. Corrente no sentido antihorário (lei de Lenz).
Ondas Ondas mecânicas:
propaga-se apenas em meios materiais
transporta apenas energia
Ex.: som, ondas do mar, ondas em corda
Ondas eletromagnéticas:
propaga-se no vácuo e em meios materiais
transporta apenas energia
produz campo elétrico e magnético (perpendiculares)
Ex.: espectro eletromagnético
Ondas unidimensionais:
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Espira se opõe à diminuição de fluxo. Corrente no sentido horário
(lei de Lenz).
Classificação
propagação em apenas uma direção
Ex.: ondas em cordas
Ondas bidimensionais:
propagação em duas direções (superfície)
Ex.: onda na superfície dos líquidos.
Ondas tridimensionais:
propagação em todas as direções
Ex.: som e luz.
VOCÊ SABIA QUE?
A nicotina é uma droga letal.
Ondas transversais:
direção de vibração perpendicular à de propagação
Ex.: ondas eletromagnéticas.
Ondas mistas:
ondas transversais e longitudinais simultaneamente.
Ex.: som nos sólidos e ondas na superfície dos líquidos.
Ondas longitudinais:
direção de vibração paralela à de propagação.
Ex.: som nos fluidos
Ondas periódicas
Período (T): tempo para ocorrer uma oscilação.
Freqüência (f): número de
oscilações
1
T
determinado intervalo de tempo.
Amplitude: máximo deslocaà posição de equilíbrio.
f
num
mento em relação
Comprimento de onda ( ): distância percorrida pela
Reflexão de Ondas
onda durante um período, ou seja, podemos considerar distância
de crista a crista.
Após atingir em uma superfície de separação entre dois meios,
a onda volta a se propagar no meio original.
Velocidade de propagação:
Atenção! Na reflexão de ondas o comprimento de onda, a
v
.f
freqüência e velocidade de propagação permanecem constantes.
Reflexão de pulsos (cordas):
Extremidade fixa: reflexão com inversão de fase
Refração de Ondas
Passagem da onda de um meio para outro, de características
diferentes.
Atenção! Na refração, a freqüência permanece constante
(característica da fonte), já o comprimento de onda e velocidade
de propagação, variam.
Extremidade livre: reflexão sem inversão de fase.
Superposição de Pulsos
Encontro de duas ou mais ondas de mesma natureza.
Pulsos em fase: onda resultante
soma das duas amplitudes.
Refração de pulsos (cordas):
Corda B maior densidade linear que A:
velocidade de propagação na B é menor que na A
pulso refletido com inversão de fase
pulso refratado nunca sofre inversão de fase.
Pulsos em oposição de fase: onda resultante
duas amplitudes.
subtração das
Importante! A superposição de ondas em fase é chamada de
interferência construtiva e, em oposição de fase, interferência
destrutiva. Após a interferência, os pulsos continuam suas trajetórias iniciais com as mesmas características.
Corda B com maior densidade linear que A:
velocidade de propagação em B é maior que em A.
reflexão sem inversão de fase.
Batimento
Superposição de ondas periódicas de freqüência ligeiramente
diferentes e de mesma amplitude.
Onda Estacionária
Superposição de duas ondas periódicas que têm freqüências iguais e constantes, amplitudes iguais e constantes e se propagam em
sentidos opostos.
N1 , N2 , N3 , etc . : nós ou nodos (pontos onde não há vibração).
distância entre dois nós ou dois ventres consecutivos:
d
2
V1 , V2 , V3 , etc . : ventres (vibração com amplitude máxima).
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VOCÊ SABIA QUE?
O álcool pode causar impotência sexual
Polarização: Onda passa a vibrar em uma única direção. Portanto, somente ondas transversais podem ser polarizadas.
Princípio de Huygens
Cada ponto de uma frente de onda, num determinado instante, é fonte de ondas secundárias que têm características iguais às da onda
inicial.
Difração: Encurvamento sofrido pelos raios de onda quando ela encontra obstáculos à sua propagação.
Ressonância
Freqüência da fonte se iguala à freqüência natural de vibração do corpo (sistema).
Amplitude de oscilação com valores elevados.
O corpo recebe constantemente energia da fonte.
ACÚSTICA
Ondas sonoras: Ondas longitudinais que se propagam no ar e em outros meios. Têm origem mecânica e, portanto, não se propagam no vácuo.
Velocidade das ondas sonoras
v sólidos
vlíquidos
v gases
Qualidades fisiológicas do som
Altura: relacionada com a freqüência
Som alto: grande freqüência (som agudo)
Som baixo: pequena freqüência (som grave)
Intensidade: relacionada com a energia transportada pela onda.
Som forte: grande amplitude
Som fraco: pequena amplitude.
Timbre: permite diferenciar sons de mesma altura e intensidade, emitidos por fontes diferentes.
Efeito Doppler: Alteração da freqüência percebida pelo observador em virtude do movimento relativo entre eles.
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Aproximação
freqüência maior (som agudo)
menor comprimento de onda
Afastamento
freqüência menor (som grave)
maior comprimento de onda