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FÍSICA GERAL EXPERIMENTAL 1 - Coggle Diagram
FÍSICA GERAL EXPERIMENTAL 1
MEDIÇÃO
A física é uma ciência baseada
em observações experimentais e análises matemáticas
Comprimento é uma
grandeza
1,50 uma
medida
Metro uma
unidade
Sistema Internacional de medidas
Unidades fundamentais
Unidades derivadas
VETORES
Grandeza escalares e grandezas vetoriais
O módulo do vetor resultante é dado pela diagonal do paralelogramo
Para subtrair
As componentes (escalares) Vx e Vy de um vetor bidimensional
MOVIMENTO RETÍLINEO
Um dos objetivos da física é estudar o movimento dos objetos: a rapidez com que se movem, por exemplo, ou a distância que percorrem em um dado intervalo de tempo.
O deslocamento Δx de uma partícula é a variação de sua posição
Velocidade média durante um intervalo
é dada por
Função horário do Movimento Uniforme (MU)
A aceleração escalar média é a razão entre a variação em velocidade ∆v e o
intervalo de tempo ∆t no qual essa variação ocorre:
No movimento uniformemente variado, a velocidade escalar apresenta variações iguais em intervalos de tempo iguais
Função horária do espaço do MUV:
o movimento vertical nas proximidades da superfície da terra
e
MOVIMENTO EM DUAS DIMENSÕES
Lançamento horizontal é o resultado da composição de dois movimentos simultâneos e independentes: queda
livre e movimento horizontal.
A velocidade resultante
Aplicando teorema de Pitágoras em módulo, temos:
Lançamento oblíquo
Como o movimento na direção vertical é uniformemente variado, valem as
funções
Para calcular a altura máxima do lançamento H
O módulo da velocidade horizontal
A velocidade horizontal é sempre a mesma:
Para calcular o alcance
Movimento circular uniforme
. O tempo que a partícula leva para
descrever uma circunferência completa é dado por:
LEIS DE NEWTON DO MOVIMENTO
Primeira lei de Newton: um objeto em repouso tende a permanecer em repouso e um objeto em movimento uniforme tende a permanecer em movimento com a mesma velocidade e na mesma direção e sentido, a menos que sobre ele atue uma força resultante diferente de zero.
Segunda lei de Newton: a força resultante que age sobre um corpo é igual ao produto da massa do corpo pela sua
aceleração.
Terceira lei de Newton: quando dois corpos interagem, as forças que cada corpo exerce sobre o outro são sempre iguais em módulo e têm sentidos opostos.
𝐹lc = 𝐹cl
Força Gravitacional:
Fg=mg
Peso:
P=Fg
P=mg
Força normal:
Fn=Fg
P=Fg
Fn=mg
APLICAÇÃO DAS LEIS DE NEWTON
Força de tensão
A força de puxar que uma corda esticada exerce sobre um objeto ao qual está
amarada é chamada de força de tração ou força de tensão T
Força de atrito
Dois corpos em contato exercem força de atrito um sobre o outro
Estático
Se o corpo começa a deslizar ao longo da superfície, o módulo da força de atrito
diminui rapidamente para um valor que é dado por
Força centrípeta
Toda vez que um corpo descreve uma curva, sua velocidade vetorial varia em
direção
Força elástica
Corpos elásticos se deformam sob ação de
forças de contato. A força exercida por uma mola deformada é diretamente proporcional e tem sentido contrário à deformação (Lei de Hooke).
ENERGIA CINÉTICA E TRABALHO
Uma das tarefas da física é identificar os diferentes tipos de energia que existem no mundo, especialmente as que têm utilidade prática.
Para uma partícula, uma variação da energia cinética é igual ao trabalho total realizado sobre a partícula:
Trabalho de uma Força Constante
durante um deslocamento
Trabalho realizado pela força gravitacional
O trabalho do peso é independente da trajetória.
Trabalho realizado pela força elástica
Potência
No caso de uma forca com velocidade de um objeto
ENERGIA POTENCIAL E CONSERVAÇÃO DA ENERGIA
Energia potencial: Tecnicamente, energia potencial é qualquer energia que pode ser associada à configuração de um sistema de objetos que exercem forças uns sobre os outros.
Energia potencial gravitacional
Energia potencial gravitacional de uma partícula a uma altura é dada por:
Energia potencial elástica
Energia mecânica
A energia cinética e a energia potencial podem variar
a energia mecânica do sistema, não pode variar
CENTRO DE MASSA E MOMENTO LINEAR
Centro de massa
O centro de massa de um sistema de partículas é o ponto que se move como se toda a massa do sistema estivesse concentrada nesse ponto e todas as forças externas estivessem aplicadas nesse ponto.
Momento linear
Impulso de uma força
O impulso da força resultante num intervalo de tempo é igual à variação da
quantidade de movimento do corpo no mesmo intervalo de tempo.
Colisão
A conservação da quantidade de movimento pode ser expressa em equação:
Em uma colisão elástica do corpo 1 em movimento com o corpo 2 estacionário,
as velocidades finais dos corpos são
Conservação da quantidade de movimento:
ROTAÇÃO
A posição angular é medida em relação ao semieixo x positivo. é medido em
radianos.
A relação entre um ângulo em radianos, um ângulo em revolução e um ângulo
em graus é a seguinte:
Se um corpo sofre um deslocamento angular em um intervalo de tempo ,
sua velocidade angular média
A aceleração angular média
A energia cinética de um corpo rígido em rotação em torno de um eixo fixo é
dada por:
ROLAGEM, TORQUE E MOMENTO ANGULAR
Rolamento
No caso de uma roda de raio R rolando suavemente
Se a roda está sendo acelerada
Torque
O módulo do torque é
A segunda lei de Newton para rotação é
Momento angular
A quantidade de momento angular é o análogo rotacional da quantidade de
momento linear.
EQUILÍBRIO DE CORPOS EXTENSOS
Equilíbrio de um ponto material, quando um corpo rígido está em repouso, dizemos que ele se encontra em
equilíbrio estático
Torque de uma força em relação a um ponto. Relembrando que podemos calcular o torque:
ELASTICIDADE
Todos os corpos rígidos reais são, na verdade, ligeiramente elásticos, o que
significa que podemos mudar ligeiramente suas dimensões puxando-os, empurrando-os, torcendo-os ou comprimindo-os.
A deformação:
A tensão:
A unidade módulo de Young é N/m² ou Pa (Pa=N/m²)
Quando um objeto está sob tração ou compressão
Cisalhamento
Quando um objeto está sob tração de cisalhamento:
Tensão hidrostática
Quando um objeto é submetido a uma compressão hidrostática
GRAVITAÇÃO E OSCILAÇÕES
Lei da gravitação universal de Newton: descreve a força gravitacional que um
objeto exerce em outro.
O módulo da força gravitacional entre dois objetos
O movimento harmônico simples
Um corpo que está em movimento periódico está em uma situação de equilíbrio estável
a equação do deslocamento em função do tempo
da forma
A frequência angular
Lei do movimento harmônico simples
Quando a partícula unida a uma mola idealmente desprovida de massa é deslocada para uma posição x, a mola exerce uma força restauradora sobre ela dada
pela lei de Hooke
Para descobrir qual força deve ser
exercida sobre uma partícula para que ela adquira tal aceleração
Equação do período do oscilador linear
Pêndulo simples
ONDAS
Ondas senoidais
Uma onda senoidal se propaga no sentido positivo de um eixo
A velocidade da onda está relacionada a esses outros parâmetros através das
equações
As ondas sonoras
Têm origem mecânica
A velocidade do som em um gás
Intensidade
Experiências mostram que, para medir a intensidade auditiva, também denominada nível sonoro do som, deve-se utilizar uma escala logarítmica.
FLUIDOS
A massa específica de qualquer material é definida como a massa do material
por unidade de volume.
As unidades mais usadas são
kg/𝑚³, g/cm³ e kg/l.
A pressão
A grandeza dada pela relação entre a intensidade da força que atua perpendicularmente e a área em que ela se distribui é denominada pressão
A pressão em um ponto de um fluido em equilíbrio estático depende da profundidade desse ponto, mas não da dimensão horizontal do fluido ou do recipiente
O princípio de Pascal
Uma variação da pressão aplicada a um fluido incompressível contido em um recipiente é transmitida integralmente a todas as partes do fluido e às paredes do recipiente.
O princípio de Arquimedes
Quando um corpo está total ou parcialmente submerso em um fluido, uma
força de empuxo exercida pelo fluido age sobre o corpo. A força é dirigida para
cima e tem um módulo igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo
Escoamento de fluido ideal
A vazão do fluido é o volume que passa por uma seção reta por unidade de
tempo
A equação da continuidade exprime o fato de que a velocidade de escoamento
de um fluido é inversamente proporcional à área da seção transversal do tubo
A aplicação do princípio de conservação da energia mecânica ao escoamento
de um fluido ideal leva à equação de Bernoulli
Aplicando a equação de Bernoulli ao caso particular em que ℎ1 = ℎ2= ℎ, temos
A equação de Torricelli pode ser usada para a determinação da velocidade
