FSICA COMPREENDENDO A FSICA Alberto Gaspar 1 ano

FÍSICA

COMPREENDENDO A FÍSICA Alberto Gaspar – 1º ano ensino médio

UNIDADE 3 – FORÇA E MOVIMENTO Daryl Benson/Masterlife/Other Images CAPÍTULO 10 – MOVIMENTO CIRCULAR E AS LEIS DE NEWTON • Na figura é possível ver o ângulo que cada pá "varre" no intervalo de tempo em que ocorre a exposição. Se a pá gira um ângulo Δ maior, no mesmo intervalo de tempo Δt, pode-se concluir que a "rapidez" do movimento também é maior, ou seja é possível definir uma grandeza alternativa à velocidade linear tendo por base esse ângulo e o intervalo de tempo em que ele é descrito. Essa grandeza é a velocidade angular. As pás do cata-vento “varrem” o ângulo Δϕ no intervalo de tempo Δt. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 10 – MOVIMENTO CIRCULAR E AS LEIS DE NEWTON MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME MCU • um ponto material que descreve uma trajetória circular tem movimento circular uniforme MCU quando sua velocidade angular for constante. Sendo constante, a velocidade angular instantânea ( ) é igual a velocidade angular média ( m), ou seja: COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 10 – MOVIMENTO CIRCULAR E AS LEIS DE NEWTON MOVIMENTO CIRCULAR UNIFORME MCU Frequência e período no MCU: • o movimento circular uniforme é periódico porque o ponto material, quando descreve esse movimento, passa repetidamente pela mesma posição em intervalos de tempos iguais. Período (T) • é o intervalo de tempo em que o ponto material descreve um círculo. Frequência (f) • é o número de ciclos que o ponto material descreve na unidade de tempo. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 10 – MOVIMENTO CIRCULAR E AS LEIS DE NEWTON PERÍODO, FREQUÊNCIA, VELOCIDADE E VELOCIDADE ANGULAR NO MCU • Na figura o ponto material P percorre a circunferência de raio r efetuando um ciclo, o ângulo descrito é Δ = 2π rad e o arco percorrido é AB = 2πr. O intervalo de tempo correspondente é, então, Δt = T, uma vez que o período é o tempo gasto para descrever um ciclo. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 10 – MOVIMENTO CIRCULAR E AS LEIS DE NEWTON • Se existe variação de velocidade, existe aceleração. Entretanto, com a aceleração no movimento circular uniforme não provoca variação no módulo da velocidade, conclui-se que nesse movimento a aceleração é sempre perpendicular à direção de v. • Sendo perpendicular a v, a aceleração a é radical – tem sempre a direção do raio da circunferência - e o sentido é orientado para o centro. Por essa razão denomina-se aceleração centrípeta (ac)*. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre Se a aceleração ac no MCU não fosse perpendicular à velocidade v, ela admitiria um componente tangencial at que iria aumentar (a) ou diminuir (b) o módulo de v. Como o módulo permanece constante, conclui-se que a aceleração ac é sempre perpendicular a v (c). Ilustrações técnicas: Banco de imagens/Arquivo da editora ACELERAÇÃO CENTRÍPETA

CAPÍTULO 10 – MOVIMENTO CIRCULAR E AS LEIS DE NEWTON FORÇA CENTRÍPETA • Força centrípeta é apenas uma denominação particular da força resultante exercida sobre o corpo em movimento circular uniforme, não caracterizando um novo tipo de força. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre

UNIDADE 4 – LEIS DE CONSERVAÇÃO CAPÍTULO 11 – TRABALHO E POTÊNCIA Conceito de trabalho • Segundo a Física, trabalho é uma grandeza que nos permite medir a energia de um corpo, e um corpo tem energia quando é capaz de realizar trabalho COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 11 – TRABALHO E POTÊNCIA TRABALHO E FORÇA CONSTANTE • Como a definição de trabalho se baseia no produto força x deslocamento e o componente Fx é a parcela da força F que influi efetivamente no deslocamento d, o trabalho da força F, simbolizado por TF, é definido pela expressão TF= Fx. d. sendo Fx = F. cos α, rearranjando os termos, obtemos a definição de trabalho da força F, denominado TF : • TF = F. d. cos α COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 11 – TRABALHO E POTÊNCIA UNIDADE DE TRABALHO NO SI – O JOULE • O produto N. m é chamado de joule (J) em homenagem ao físico inglês James Prescott Joule (1818 – 1889). Portanto, "1 joule é o trabalho de uma força de 1 newton exercida na mesma direção e sentido de um deslocamento de 1 metro". Embora seja o resultado do produto de dois vetores (F e d), trabalho é uma grandeza escalar. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 11 – TRABALHO E POTÊNCIA FORÇA DE TRABALHO DE MÓDULO VARIÁVEL • A definição de trabalho de uma força F aqui representada só é válida quando essa força é constante, ou seja, só podemos calcular o trabalho de uma força ao longo de um deslocamento se essa força tiver sempre o mesmo módulo, a mesma direção e o mesmo sentido ao longo desse deslocamento. No entanto, é possível determinar o trabalho de uma força F de módulo variável se ela for exercida na mesma direção do deslocamento e se conhecermos o gráfico do módulo da força em função do módulo desse deslocamento: F x d. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 11 – TRABALHO E POTÊNCIA • a qualidade que diferencia o tempo no qual os trabalhos são realizados. Quanto "menor o tempo" para realizar o mesmo trabalho, "maior a potência" desenvolvida. • A potência é uma grandeza de larga aplicação, tanto para fenômenos naturais, como para aqueles decorrentes de atividade ou ação humanas. Por isso seus valores são expressos por uma variedades de múltiplos e submúltiplos do watt. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 11 – TRABALHO E POTÊNCIA E VELOCIDADE COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 11 – TRABALHO E POTÊNCIA Banco de Imagens/Arquivo da editora RENDIMENTO • Costuma-se denominar potência total (Pt) a potência fornecida para a máquina e potência útil (Pu) a potência fornecida pela máquina. a razão entre a potência útil e a potência total é, por definição, o rendimento da máquina. Temos, portanto: Pt é a potência total consumida pela máquina para funcionar e Pu é a potência útil fornecida pela máquina. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre

UNIDADE 4 – LEIS DE CONSERVAÇÃO A energia e suas formas • O trabalho de força muscular da atleta transfere à bola de metal a energia que faz com que ela se movimente. Essa energia, ou capacidade de realizar trabalho por causa do movimento, é chamada de energia cinética(Ec). Já a força Warren Little/Getty Images CAPÍTULO 12 – ENERGIA Atleta ucraniana em prova de arremesso de peso. Campeonato mundial de atletismo em Doha, Catar, 2015. Paul Gilham/Agência France. Presse/Getty Images muscular da outra atleta ao alongar o arco origina uma energia de posição: quanto maior o alongamento maior o trabalho que o arco pode realizar. Essa energia ou capacidade de realizar trabalho por causa da posição, é uma energia potencial (Ep). Do ponto de vista da Física Clássica só existe na natureza duas formas de energia: a cinética e a potencial. Todas as outras são diferentes apresentações dessas formas fundamentais. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre Atleta britânica em prova de arco e flecha. Jogos Olímpicos de Pequim, 2008, Pequim, China.

CAPÍTULO 12 – ENERGIA Banco de imagens/Arquivo da editora ENERGIA CINÉTICA • é a capacidade que os corpos têm de realizar trabalho por causa do movimento. Por isso para obter o valor dessa energia, devemos retomar o conceito de trabalho e relacioná-los a grandeza dinâmica. Representação do trabalho realizado pela força FR para elevar a velocidade do bloco de massa m até a velocidade v, ao longo do deslocamento d �. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 12 – ENERGIA POTENCIAL: ENERGIA ARMAZENADA EM RAZÃO DA POSIÇÃO • Energia Potencial Elástica O bloco da figura a tem energia potencial gravitacional armazenada; o da figura b armazena energia potencial elástica. . COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre Banco de imagens/ Arquivo da editora Mauro Nakata/Arquivo da editora • Energia Potencial Gravitacional

CAPÍTULO 13 – CONSERVAÇÃO DA ENERGIA MEC NICA (EM) • é, por definição, a soma dessas energias. Assim, se um corpo tem, em um determinado instante, energia cinética, (EC), energia potencial gravitacional, (EPg), e energia potencial elástica, (EPel), sua energia mecânica, (EM) e é por definição: • EM = EC + EPg + EPel COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 13 – CONSERVAÇÃO DA ENERGIA MEC NICA • A aplicação do princípio da conservação da energia mecânica a um corpo em situações físicas é simples, pois em cada ponto onde ele se aplica só interessam esses fatores: • Os módulos da velocidade desse corpo para a determinação da energia cinética dele; • A altura, em relação ao nível de referência escolhido, para a determinação da energia potencial gravitacional desse corpo; • Caso haja energia potencial elástica, a compressão ou alongamento da mola (provocados pelo corpo). COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre

CAPÍTULO 13 – CONSERVAÇÃO DA ENERGIA TRABALHO DE FORÇAS DISSIPATIVAS • O princípio da conservação da energia mecânica tem aplicações idealizadas apenas – na realidade, no mundo macroscópico elas não existem. Forças dissipativas, como a resistência do ar e as forças de atrito, são praticamente inevitáveis. Por isso, a energia mecânica final de um corpo é sempre menor que sua energia mecânica inicial. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 3º Bimestre