Pré-Prova de Física – UFRGS 2016 Professor Sandro Prass
CAMPO ELÉTRICO
I - A quantidade de Linhas de Força é indicativo do módulo da CARGA (Q) da partícula. II – Quanto mais próximas as linhas de força, mais intenso é o campo elétrico.
No Campo Elétrico Uniforme as linhas estão equidistantes, separadas sempre a mesma distância.
Ocorre entre placas metálicas eletrizadas com sinal contrário (q=Q) paralelas.
Assim como ocorre na força entre duas partículas eletrizadas, ocorre no campo elétrico o seguinte: Se 2Q 2F e 2E Se 3Q 3F e 3E Se Q/2 F/2 e E/2 • Força é diretamente proporcional ao produto das cargas • Campo é diretamente proporcional a carga Mas... Se 2d F/4 e E/4 Se 3d F/9 e E/9 Se d/2 4.F e 4.E Força e Campo são inversamente proporcionais a distância.
Campo elétrico é uma grandeza vetorial, é um VETOR existente em cada ponto da linha de força.
Uma Força eletrostática é a ação de um CAMPO ELÉTRICO sobre uma CARGA ELÉTRICA.
F=E.Q
No interior da Esfera (corpo) eletrizada: CAMPO ELÉTRICO é NULO. O POTENCIAL ELÉTRICO é igual ao da superfície.
Nos RESISTORES SIMPLES (sozinhos) ou em PARALELO (como em uma casa) vale o “RIPITI”:
i P T
pequena resistência = maior corrente elétrica, maior Potência, maior Trabalho, brilho, calor e consumo. r
R i p T Grande resistência = menor corrente elétrica, menor Potência, menor Trabalho, brilho, calor e consumo.
O resistor de 5Ω terá maior corrente elétrica, maior potência, dissipará mais energia e emitirá mais calor ou luz do que os outros.
Na SÉRIE, é diferente. Apesar da CORRENTE ELÉTRICA ser igual para todos os resistores, vale: r i p T menor R, menor P e menor o Trabalho (energia).
Ri P T
maior R, maior P e maior Trabalho.
O resistor de 10Ω terá MAIOR POTÊNCIA, MAIOR BRILHO, EMITIRÁ MAIS CALOR, DISSIPARÁ MAIS ENERGIA.
No PARALELO a Resistência Equivalente sempre será MENOR que o MENOR dos resistores da associação.
Disjuntores ou Fusíveis devem estar sempre em SÉRIE com os circuitos e devem suportar a CORRENTE ELÉTRICA TOTAL deste circuito ou casa.
Queimou o Fusível, APAGA TUDO.
O TRABALHO NA FÍSICA A pergunta mais repetida em 2015 O Trabalho representa a • ENERGIA LIBERADA • ENERGIA CONSUMIDA • ENERGIA DISSIPADA • ENERGIA INVESTIDA em um fenômeno físico.
Em ELETRICIDADE o trabalho é T = POTÊNCIA x TEMPO DE OPERAÇÃO Se o tempo for em HORAS teremos o trabalho em Wh e dividindo por 1000 será kWh. Se o tempo for em segundos teremos o trabalho em Ws ou J (Joule), Sistema Internacional.
LÂMPADA LED : Prêmio Nobel de Física 2014.
O Prêmio Nobel de Física 2014 foi concedido aos três cientistas que pesquisaram por 30 anos uma forma de gerar luz azul a partir de LEDs, que são DIODOS semicondutores e assim possibilitar a emissão da luz BRANCA. Antes só existia LEDs que emitiam luz vermelha ou verde.
Exemplo: Uma aquecedor de resistência 40Ω é percorrida por uma corrente de 5A durante 5 horas todos os dias. Pode-se solicitar: a) A tensão da rede elétrica b) A potência do aquecedor c) A energia dissipada por dia d) A potência dissipada por mês e) O gasto monetário mensal com o aquecedor Resolução: U= R.i U= 40x5 U= 200V
P= i.U P= 5x200 P= 1000W ou 1kW
T=P.t T=1000W.5h T= 5000Wh ou 5kWh (dia)
Custo= T.(valor kWh) Custo= 5kWh. R$0,70 Custo= R$ 3,50 (dia) R$ 3,50 x 30 dias Custo Mensal = R$ 105,00
Em MECÂNICA temos:
Segundo o princípio de PASCAL, a pressão (P) é a mesma nos dois pistões de um elevador hidráulico, a força (F) é diretamente proporcional a área (A) de cada pistão e o deslocamento (d) é inversamente proporcional a essa área.
PASCAL
PRESSÃO ATMOSFÉRICA “depende do peso da camada de ar existente no local” “quanto maior a altitude, menor será a pressão atmosférica” “a pressão atmosférica não varia linearmente, proporcionalmente, como na água em um rio”
A pressão atmosférica força a subida do líquido pelo canudinho, onde a pressão é menor do que a atmosférica.
PRINCÍPIO DE STEVEN – PRESSÃO HIDROSTÁTICA “quanto maior a profundidade maior será a pressão exercida pelo líquido” “mesma profundidade, mesma pressão”
PRESSÃO HIDROSTÁTICA Na água, a cada 10 metros de profundidade temos 1 atm de pressão hidrostática. Assim, para 50 m teremos 5 atm de pressão hidrostática. PRESSÃO REAL, ABSOLUTA OU TOTAL Deve-se somar a pressão da atmosfera, do ar, com a pressão hidrostática. Assim, a 50 m teremos 5 atm de pressão da água + 1 atm de pressão do ar = 6 atm de PRESSÃO ABSOLUTA. P(abs)=P(hidros) + P(atm)
Em um sistema de vasos que se comunicam o líquido terá o MESMO NÍVEL.
Lembre que todo corpo que Flutua apresenta ... PESO = EMPUXO Se P > E o corpo afunda.
O PESO APARENTE dos corpos é o PESO REAL – EMPUXO P(AP) = P(REAL) - EMPUXO
Enquanto o EMPUXO for MAIOR que o PESO, o corpo sobe, a diferença é a FORÇA RESULTANTE.
Fr=E-P (SUBINDO) Fr=P-E (DESCENDO) e Fr=m.a na subida ou descida. Lembremos que o EMPUXO depende do volume do corpo submerso no fluído, quanto MAIOR O VOLUME do corpo, MAIOR será o EMPUXO.
E = V (do corpo submerso). g . d (do líquido) Todas unidades no sistema internacional (m³, m/s² e kg/m³)
Qual a relação entre o empuxo sofrido pelas três esferas?
Empuxo fácil “o empuxo corresponde ao PESO do VOLUME de LÍQUIDO DESLOCADO”
Se um corpo ao ser submerso desloca 600mL de água, então, 600mL = 600g e 600g = 0,6kg e o peso desta quantidade de água é P=m.g P=0,6.10 P=6N então E=6N.
Ondas: Perturbações (vibrações) que se propagam transportando apenas energia. A propagação ondulatória não transporta matéria.
Fique ligado:
•Depois de emitida a onda, seu período e sua frequência não mudam mais. •A velocidade de uma onda só depende do meio onde ela está se propagando. ***A luz é mais rápida em meios menos densos, já o som é o contrário
Quanto maior a FREQUÊNCIA maior a energia da ONDA e menor fica COMPRIMENTO de onda da onda. Física Quântica
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Ondas Eletromagnéticas Raios gama: são emitidos por materiais radioativos e usados no tratamento de câncer e de muitas doenças de pele.
Raios X: ajudam os médicos a tratar e a diagnosticar doenças. Raios ultravioleta: são usados como desinfetantes. Raios infravermelhos: são emitidos por corpos aquecidos e usados para secar pinturas/ assar bolo ou churrasco, controle remoto de TV/DVD/Rádio .
Ondas de rádio: são usadas pelas emissoras de rádio e televisão, controle remoto de portão.
Esquema de uma Onda Eletromagnética B→Campo Magnético E→Campo Elétrico
Velocidade do SOM e da LUZ depende do meio de propagação MEIO DE VELOCIDADE PROPAGAÇÃO DO SOM (+denso, +velocidade e +λ) Quanto maior temperatura maior será velocidade do som.
AR ÁGUA
VELOCIDADE DA LUZ (+denso, -velocidade e -λ)
340 m/s
300.000 km/s
1.500 m/s
225.000 km/s
Reflex達o de Ondas em corda
Extremidade livre Pulso incidente
Extremidade fixa V
L
L
V
V
Pulso incidente
Pulso refletido
L L
V
Pulso refletido
Reflex達o
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NA REFRAÇÃO - OCORRE QUANDO A ONDA TROCA DE MEIO
- VARIA APENAS A VELOCIDADE E O COMPRIMENTO DE ONDA - A FREQUÊNCIA NÃO VARIA - OS MEIOS DEVEM TER DIFERENTES ÍNDICES DE REFRAÇÃO (DENSIDADE/PROPRIEDADES)
- PODE OCORRER DESVIO DA TRAJETÓRIA DA ONDA
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O Raio de luz se afasta da NORMAL quando a velocidade AUMENTA, pois o segundo meio é menos refringente.
O Raio de luz se aproxima da NORMAL quando a velocidade DIMINUI, pois o segundo meio é mais refringente.
REFRINGENTE = DIFÍCIL = DURO 39
É fundamental colocar a NORMAL de cada refração, de cada troca de meio para ver como o raio se comporta. Veja que na 1ª refração o raio se APROXIMA da normal e na segunda refração (na saída) ele se AFASTA.
Note que quanto menos denso o meio, mais afastado da normal está o raio de luz.
C창mara Escura Ano Internacional da Luz
Polarização
Uma onda está polarizada quando oscila num só plano de vibração, chamado plano de polarização da onda. Só ocorre com ondas TRANSVERSAIS (podem ser mecânicas – erro da UPF 2016), nunca com LONGITUDINAIS, não dá para polarizar o SOM.
A polarização ocorre no plano do CAMPO ELÉTRICO. Toda luz ou imagem refletida por um ESPELHO é polarizada. Prof. Sandro Prass
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DIFRAÇÃO A onda contorna obstáculos ou orifícios.
InterferĂŞncia
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A Interferência de ondas de mesma FASE é CONSTRUTIVA e somam-se as AMPLITUDES.
A Interferência de ondas de FASE OPOSTA é DESTRUTIVA e subtraísse as AMPLITUDES.
Efeito Doppler: Com a APROXIMAÇÃO, aumenta a frequência do Som e este fica mais AGUDO. Com o DISTANCIAMENTO diminui a frequência do Som e este fica mais GRAVE.
Com a APROXIMAÇÃO da estrela, aumenta a frequência da LUZ e esta tende ao AZUL. Com o DISTANCIAMENTO diminui a frequência da LUZ e esta tende ao VERMELHO
RESSONÂNCIA Uma onda transfere energia a um sistema fazendo este entrar em oscilação. Pela oscilação pode gerar AQUECIMENTO, QUEBRA e até PULSOS ELÉTRICOS (CORRENTE ELÉTRICA).
CALOR ESPECÍFICO Indica a quantidade de calor necessário para que 1g de determinado material varie 1o C a sua temperatura.
Água = 1 cal/g oC ou J/g oC (pode ser por Kelvin)
O doce do churros, o queijo do risole ou até mesmo a areia da praia estão mais quentes, demoram mais a esfriar, devido ao elevado calor específico (ou capacidade térmica). Precisam perder muito mais calor para reduzir sua temperatura e isso demora mais. UCS/2016
CURVA DE AQUECIMENTO * Enquanto um corpo sofre MEF a sua temperatura permanece constante. Ou varia a temperatura ou muda o estado fĂsico.
Lançamento Obliquo
Vy determina a velocidade inicial de subida, o tempo de subida, de descida e total do movimento e a altura máxima.
Vx é constante e determina junto com o tempo total do movimento a distância horizontal percorrida (alcance).
Supondo: Vi=50m/s sen α= 0,6 e cos α= 0,8 teremos: Vx= 50.0,8 = 40 m/s e Vy=50.0,6= 30m/s
t subida = 30/10 = 3s
t descida = 3s
H máx = 10.3² /2 = 90/2 = 45m
tempo total = 6s
alcance d = 40.6 = 240 m
Boa Prova! Boa Sorte!