Curso de Física - Prof Renato Brito

Detalhes

Informação Adicional

SUMÁRIO DA APOSTILA

CAPÍTULO 1 - VETORES 1

01 - Grandezas Escalares e Grandezas Vetrotoriais 1
02 - Vetores 1
03 - Operações com Vetores - Soma vetorial 1
04 - Operações com Vetores - Subtração de Vetores 2
05 - Método Gráfico do Paralelogramo 2
06 - Ângulo Formado Entre Dois Vetores 3
07 - Decomposição de Vetores 3
08 - Multiplicação de um Vetor por um Número 5
09 - Propriedade do Polígono Fechado de Vetores 5
10 - Representação i e j para Vetores 6
11 - Expandindo para a Notação i, j e k para Vetores 7
12 - Breve Revisão de Geometria Plana 7
- Pensando em Classe 10
- Pensando em Casa 14

CAPÍTULO 2 - DE ARISTÓTELES A GALILEU

01 - Introdução 20
02 - O Pensamento Aristotélico e o Senso Comum 20
03 - Galileu Chega ao Conceito de Inércia 20
04 - O Princípio da Relatividade de Galileu 22
05 - A Primeira Lei de Newton do Movimento 23
06 - Entendendo o Conceito de Equilíbrio 23
07 - Entendendo o Conceito de Repouso 24
08 - O Papel da Força no Movimento dos Corpos 24
09 - Subindo ou Descendo? Acelerado ou Retardado? 25
- Pensando em classe 27
- Pensando em casa 28
10 - Aceleração: A Rapidez Com Que a Velocidade Varia 31
11 - Movimento Uniforme (MU) 32
12 - Movimento Uniformemente Variado (MUV) 32
13 - A Velocidade Escalar Média no MUV 33
14 - A Função Horária da Velocidade no MUV 33
15 - A Função Horária da Posição no MUV 34
16 - Interpretação de Gráficos 34
17 - Conversando Sobre o Lançamento Horizontal 35
18 - Conversando Sobre o Lançamento Obliquo 37
- Pensando em Classe 40
- Pensando em Casa 45
19 - Força Produz Aceleração 50
20 - Massa e Peso 50
21 - Massa Resiste a Aceleração 51
22 - Segunda Lei de Newton do Movimento 51
23 - Quando a Aceleração é g - Queda Livre 52
24 - Forças e Interações 53
- Leitura Complementar: A Natureza das Forças 54
25 - Terceira Lei de Newton do Movimento 56
26 - Ação e Reação em Massas Diferentes 56
27 - Força de Tração T em Fios Ideais 58
28 - Força de Tração T em Polias Ideais 59
29 - Forças e Deformações em Molas Ideais 60
30 - O Formato da Trajetória e o Par de Eixos Padrão 61
- Pensando em classe 64
- Pensando em casa 68

CAPÍTULO 3 - ESTUDO DO ATRITO

01 - Força de Atrito Seco de Escorregamento Entre Sólidos 73
02 - Força de Atrito Estático e Cinético 74
03 - A Força de Atrito na Escala Microscópica 75
04 - Resistência dos Fluídos 77
- Pensando em Classe 83
- Pensando em Casa 88

CAPÍTULO 4 - DINÂMICA DO MOVIMENTO CURVILÍNEO

01 - Introdução 95
02 - As Componentes Tangencial e Centrípeta da Aceleração 96
03 - Forças em Trajetória Curvilínea 97
04 - Estudo do Movimento de um Pêndulo Simples 98
05 - Dinâmica do MCU Plano Horizontal 99
06 - Uma Questão Intrigante: Por Que a Lua Não Cai na Terra? 101
07 - Comentários Finais - Características do MCU 103
08 - Resumo das Propriedades - Componentes da Aceleração 105
- Pensando em Classe 106
- Pensando em Casa 111

APÊNDICE - REFERENCIAIS NÃO-INERCIAIS

01 - O Domínio de Validade das Leis de Newton 119
02 - Introdução ao Referencial Inercial 119
03 - Propriedades dos Referenciais Não-Inerciais 121
04 - O Referencial Não Inercial 122
05 - O Princípio da Equivalência de Einstein 122
06 - O Elevador Acelerado Para Cima 123
07 - O Elevador Acelerado Para Baixo 124
08 - Vagão Acelerado Horizontalmente 124
09 - Forças de Interação e Forças de Inércia 126
- Pensando em Classe 130
- Pensando em Casa 132

CAPÍTULO 5 - TRABALHO E ENERGIA

01 - Por Que Estudar Erabalho e Energia? 134
02 - O Significado Físico do Trabalho Realizado por uma Força 134
03 - Entendendo o Sinal Algébrico do Trabalho 135
04 - Trabalho Realizado por Forças Internas 138
05 - Trabalho Realizado por Força Constante Inclinada 140
06 - Trabalho Realizado por Força de Intensidade Variável 140
07 - Aplicação: Cálculo do Trabalho Realizado pela Força Elástica 141
08 - Princípio da Trajetória Alternativa (P. T. A.) 142
09 - Princípio do Trabalho Total ou Trabalho Resultante 142
10 - Trabalho Realizado pela Força Peso 144
11 - Forças Conservativas e Forças Não-Conservativas 145
12 - O Princípio da Conservação da Energia Mecânica 145
13 - Condições para a Conservação da Energia Mecânica 147
14 - Potência Média e Potência Instantânea 149
15 - Máquinas 149
16 - O Simples Conceito de Rendimento 150
- Pensando em Classe 153
- Pensando em Casa 157

CAPÍTULO 6 - SISTEMA DE PARTÍCULAS

01 - A Quantidade de Movimento (qdm) de uma Partícula 165
02 - O impulso: O Ganho de Quantidade de Movimento 165
03 - Impulso Aplicado por uma Força de Intensidade Variável 167
04 - O Conceito de Sistema 168
05 - O Conceito de Forças Internas e Externas 169
06 - Entendo o Impulso Trocado Entre Dois Corpos Como uma Mera Transferência de Quantidade de Movimento Entre Eles 169
07 - Sistema Mecânico Isolado na Direção Horizontal 170
08 - O Centro de Massa de um Sistema de Partículas 173
09 - A Velocidade do Centro de Massa de um Sistema de Partículas 173
10 - A Relação Entre a Quantidade de Movimento de um Sistema e a Velocidade do seu Centro de Massa 176
11 - A 2ª Lei de Newton para Sistema de Partículas 176
12 - Sistemas Mecânicos Isolados e a Primeira Lei de Newton para Sistemas 179
13 - Sistemas Mecânicos Não Isolados na Vertical 182
14 - Coeficiente de Restituição numa Colisão 183
15 - Tipos de Colisão 183
16 - Caso Especial: Colisão Elástica Unidimensional Entre Partículas de Massas Iguais 185
17 - Caso Especial: Colisão Unidimensional em Que Uma das Massas é Muito Maior do Que a Outra 186
- Leitura Complementar: O Efeito da Baladeira Gravitacional 187
- Pensando em Classe 188
- Pensando em Casa 195

CAPÍTULO 7 - HIDROSTÁTICA

01 - O Conceito de Pressão 202
02 - Pressão Exercida por uma Coluna Líquida 203
03 - A Pressão Atmosférica 206
04 - A Variação da Pressão no Interior de um Gás 208
05 - A Experiência de Torricelli 208
06 - Bebendo Água de Canudinho 210
07 - O Sifão 212
08 - O Princípio de Arquimedes do Empuxo 213
09 - A Lógica Por Trás do Princípio de Arquimedes 214
10 - Calculando o Empuxo a Partir das Leis de Newton 216
11 - Empuxo e Densidade 216
12 - Calculando o Empuxo Duplo 218
13 - Empuxo Não-Arquimedianos 219
14 - Referenciais Não-Inerciais na Hidrostática 225
15 - O Princípio de Pascal 227
16 - Mecanismos Hidráulicos 227
- Pensando em Classe 229
- Pensando em Casa 236

CAPÍTULO 8 - ESTÁTICA

01 - Introdução 248
02 - Momento de uma Força 248
- Pensando em Classe 250
- Pensando em Casa 253

CAPÍTULO 9 - GRAVITAÇÃO UNIVERSAL

01 - Introdução 255
02 - Geocentrismo 255
03 - Heliocentrismo 255
04 - As Três Leis de Kepler 256
05 - Lei da Gravitação Universal de Newton 256
06 - Intensidade do Campo Gravitacional 256
07 - Corpos em Órbita 258
08 - Imponderabilidade no Interior de Satélites 258
09 - Entendendo as Marés 258
- Pensando em Classe 260
- Pensando em Casa 263

CAPÍTULO 10 - ESPELHOS PLANOS

01 - Introdução 267
02 - Imagem de um Objeto Pontual 267
03 - Imagem de um Corpo Extenso 268
04 - Deslocamento e Velocidade da Imagem 268
05 - Campo Visual de um Espelho Plano 269
06 - Dois Espelhos Associados 269
07 - Rotação de um Espelho Plano 270
08 - Velocidade no Espelho Plano 270
09 - Enantiomorfismo 271

CAPÍTULO 11 - ESPELHOS ESFÉRICOS

01 - Introdução 273
02 - Elementos dos Espelhos Esféricos 273
03 - Leis da Reflexão 274
04 - Condições de Gauss 274
05 - Focos 274
06 - Raios Principais no Espelho Esférico 276
07 - Construção Geométrica de Imagens 276
08 - Espelho Esférico Convexo 277
09 - Espelho Esférico Côncavo 277
10 - Estudo Analítico 279

CAPÍTULO 12 - REFRAÇÃO DA LUZ

01 - Introdução 279
02 - Índice de Refração 279
03 - Leis de Refração da Luz 279
04 - Ângulo Limite e Reflexão Total 280
05 - Dioptro Plano 280
06 - Lâmina de Fases Paralelas 281
07 - Prisma Óptico 282
08 - Prismas de Reflexão Total 284
09 - Decomposição da Luz Branca 285
10 - Refração Atmosférica, Miragens e Arco-íris. 286

CAPÍTULO 13 - LENTES ESFÉRICAS

01 - Introdução 288
02 - Tipos: Elementos e Nomenclatura 288
03 - Comportamento Óptico 289
04 - Focos 289
05 - Distância Focal e Pontos Antiprincipais 290
06 - Propriedades 290
07 - Construção Geométrica de Imagens 291
08 - Estudo Analítico 293
09 - Vergência (V) 293
10 - Fórmulas dos Fabricantes 293
11 - Associação de Lentes 294
12 - Instrumentos Ópticos 295
13 - Lupa 295
14 - Máquina Fotográfica 295
15 - Projetor 296
16 - Microscópio Composto 296
17 - Luneta Astronômica 296
18 - Óptica da Visão 296
19 - Comportamento Óptico do Globo Ocular 297
20 - Acomodação Visual 297
21 - Defeitos da Visão 297
- Pensando em Classe 299
- Pensando em Casa 311

CAPÍTULO 14 - GASES E TERMODINÂMICA

01 - Entendendo o Estado Gasoso 325
02 - Leis Experimentais dos Gases 325
03 - A Equação de Estado do Gás ideal 327
04 - A Equação Geral dos Gases 328
05 - A Densidade do Gás Ideal 328
06 - Mistura de Gases que Não Reagem Entre Si 329
07 - Transformações Gasosas Particulares 330
7.1 - Transformação Isovolumétrica - Estudo Gráfico e Analítico 330
7.2 - Transformação Isobárica - Estudo Gráfico e Analítico 331
7.3 - Transformação Isotérmica - Estudo Gráfico e Analítico 333
08 - A Teoria Cinética dos Gases 335
09 - Interpretação Molecular da Pressão de um Gás Ideal 335
10 - Interpretação Molecular da Temperatura de um Gás Ideal 336
11 - A Energia Interna de um Gás Ideal 337
12 - Trabalho em Transformações Gasosas 338
13 - Maneiras para Aquecer ou Esfriar um Gás 340
13.1 - Fornecendo Energia ao Gás 340
13.2 - Extraindo Energia do Gás 340
13.3 - Aumentando a Energia Interna U do Gás 340
13.4 - Diminuindo a Energia Interna U do Gás 341
14 - A 1ª Lei da Termodinâmica 341
15 - A Expansão Livre - Um Caso Especial 342
16 - Funções de Estado e Funções de Caminho 344
17 - Calores Molares dos Gases - Cp e Cv 345
17.1 - Calor Fornecido ao Gás no Processo Isovolumétrico (Qv) 345
17.2 - Calor Fornecido ao Gás no Processo Isobárico (Qp) 346
17.3 - Analise Comparativa Entre Qp e Qv 346
17.4 - Proporção Entre Qp, Qv,?U e ?isob Nesse Contexto 347
18 - Relação Entre Cv e ?U 347
19 - A Transformação Adiabática 348
19.1 - Processos Adiabáticos no Dia-a-Dia 348
19.2 - Estudo Analítico da Transformação Adiabática 349
19.3 - Estudo Gráfico da Transformação Adiabática 350
20 - Ciclos Termodinâmicos 350
20.1 - A Variação da Energia Interna ?U num Ciclo Termodinâmico 350
20.2 - O Trabalho Realizado num Ciclo Termodinâmico 351
20.3 - O Calor Trocado por um Gás num Ciclo Termodinâmico 352
20.4 - A Primeira Lei da Termodinâmica Aplicada a um Ciclo 352
20.5 - Interpretando o Ciclo - Máquinas Térmicas 352
20.6 - O Conceito de Rendimento de uma Máquina Térmica 353
20.7 - Máquinas Frigoríficas 353
20.8 - Eficiência de Máquinas Frigoríficas 353
21 - A Segunda Lei da Termodinâmica 354
22 - O Ciclo de Carnot 354
22.1 - A máquina de Carnot na Prática - Exemplo Numérico 355
23 - Uma Visão Histórica das Máquinas Térmicas 357
23.1 - Ciclo Otto - Motores de Automóveis 358
24 - Leis da Termodinâmica - Considerações Finais 359
25 - AutoTestes Comentados 361
- Pensando em Classe 363
- Pensando em Casa 373

- Gabarito Comentado 407
- Manual de Resoluções 421
- Cronograma de Aulas da Frente 2 466

S U M Á R I O

Capítulo 12 – Cargas Elétricas
 1 –  Introdução 1
 2 –  Princípios da Eletrostática 1
 3 –  Condutores e Isolantes 2
 4 –  Processos de Eletrização 2
 5 –  Eletroscópio 7
 6 –  Unidades de Carga Elétrica 8
 7 –  Lei de Coulomb 8
 8 –  Apêndice – Noções de Equilíbrio Eletrostático 9

Capítulo 13 – Campo Elétrico
  1 – Introdução 12
  2 – Entendendo como um Campo de Forças atua 12
  3 – Definição do Vetor Campo Elétrico 13
  4 – Características do Vetor Campo Elétrico 13
  5 – Campo Elétrico gerado por uma Carga Puntiforme 14
  6 – Linhas de Força do Campo Elétrico 14
  7 – Densidade Superficial de Cargas 16
  8 – O Poder das Pontas 16
  9 – Campo Elétrico Uniforme 16
10 – Cargas sujeitas a Campos Elétricos Uniformes 17
11 – Polarização de um isolante (dielétrico) 18
12 – O significado Físico da Permissividade Elétrica  18
13 – Como a Água Dissolve Substâncias Polares ? 19
     - Pensando em  classe 20
     - Pensando  em casa 25
     - Hora de Revisar 32

Capítulo 14 – Trabalho e Energia no Campo Eletrostático
 1  – Por que estudar Trabalho e Energia em Eletrostática ? 35
 2 – Forças Conservativas e Função Potencial 35
 3 – Energia Potencial em Campos Coulombianos 35
 4 – Entendendo Fisicamente a Energia Potencial Elétrica 36
 5 – O Referencial da Energia Potencial Elétrica 39
 6 – Energia Potencial Elétrica de um Sistema de Partículas 40
 7 – Número de Ligações elétricas num Sistema de Partículas 41
 8 – Energia Potencial de uma Partícula do Sistema 41
 9 – O Conceito de Potencial 42
10 – Cálculo do Potencial Elétrico num Campo Criado por uma Partícula Eletrizada 43
11 – Potencial num Ponto Causado por Duas ou Mais Partículas 45
12 – Equipotenciais 46
13 – Trabalho em Superfícies Eqüipotenciais 46
14 – Propriedades do Campo Elétrico 46
15 – Espontaneidade e Trabalho 47
16 – Partícula Abandonada num Campo Elétrico 47
17 – Trajetória da Carga 47
18 – Diferença de Potencial Entre Dois Pontos 48
19 – Campo Elétrico do Condutor Esférico 48
20 – Cálculo do Campo Elétrico Causado por Distribuições Esféricas de Cargas 49
21 –Campo Elétrico no interior de uma Esfera isolante 51
22 – Potencial Criado por um Condutor Eletrizado de qualquer formato 52
23 – Potencial Criado por um Condutor Esférico Isolado 53
24 – Condutores Esféricos Ligados entre Si 53
25 – O Potencial Elétrico da Terra 54
26 – O Pára-Raios 55
27 – Cálculo do Potencial Elétrico de uma Esfera Não-Isolada (induzida) 55
28 – Blindagem Eletrostática 57
29 – Entendendo Matematicamente o Poder das Pontas 57
     - Pensando em  classe 58
     - Pensando  em casa 65
     - Hora de Revisar 73

Capítulo 15 – Circuitos Elétricos
 1  - O Divisor de Corrente Simples 75
 2  - O Divisor de Corrente Composto 76
 3  - Cálculo de Diferenças de Potencial em Circuitos 76
 4  - Método Renato Brito para Simplificação de Circuitos Elétricos 77
 5  - Equivalência entre Elementos Lineares 77
 6  - Interpretando o Coeficiente Angular da Característica 78
 7  - Interpretando a Corrente de Curto-Circuito icc na Curva Característica 78
     - Pensando em  classe 84
     - Pensando  em casa 90
     - Hora de Revisar 99

Capítulo 16 – Capacitores
1 – Introdução 102
2 – Visão geral de um Capacitor 102
3 – Estudo do Capacitor  Plano 102
4 – Rigidez Dielétrica 104
5 – Energia Armazenada no Capacitor 104
6 – Associação de Capacitores 104
7 – Circuito R-C Paralelo 105
8 – Circuito R-C série  - Como um capacitor se carrega ? 106
9 – Associação de Dielétricos 106
   - Pensando em  classe 108
   - Pensando  em casa 111
   - Hora de Revisar 115


Capítulo 17 – Interações entre Cargas Elétricas e campos Magnéticos
1 – Ímãs 121
2 – O Campo Magnético 121
3 – O Campo Magnético da Terra 122
4 – Campo Magnético Uniforme 123
5 – Ação do Campo magnético Sobre uma Agulha Imantada 124
6 – Ação do Campo magnético Sobre Cargas Elétricas 124
7 – Orientação da Força Magnética Fm 124
8 – Trajetória de Cargas Elétricas em Movimento em Campos Magnéticos Uniformes 125
9 – O Filtro de Velocidades 127
10 – O Espectrômetro de Massa 128
11 – O Trabalho Realizado pela Força Magnética 128
12 – Trajetória de Cargas Elétricas em Movimento em Campo Magnético B não-Uniforme 129
13 – Leitura Complementar: Os Aceleradores de Partículas 130
     - Pensando em  classe 133
     - Pensando  em casa 138
     - Hora de Revisar 145

Capítulo 18  – Campo Magnéticos Gerados por Correntes Elétricas
1 – A Corrente Elétrica é Fonte de Campo Magnético 147
2 – Campo Gerado por Corrente Retilínea 147
3 – Campo Gerado por Corrente Circular (Espira Circular) 148
4 – Campo Magnético Gerado por um solenóide 149
5 – Influência da Permeabilidade  Magnética do Meio 150
6 – Força Magnética Sobre Correntes Elétricas 150
7 – Aplicações de Forças Magnéticas Agindo Sobre Correntes Elétricas 151
8 – Forças Magnéticas entre dois Condutores Retilíneos e Paralelos 154
9 – A Definição do Ampère 154
     - Pensando em  classe 155
     - Pensando  em casa

161

Capítulo 19 –  Magnetismo Indução Eletromagnética
1 – A Grande Descoberta 167
2 – Fluxo do Campo Magnético (  ) 167
3 – Variação do Fluxo de Indução 168
4 – Indução Eletromagnética 168
5 – Lei de Lenz e o sentido da corrente induzida   (Princípio da Conservação da Energia)   170
6 – Lei de Faraday-Neumann 171
7 – A Força Eletromotriz (Fem) de Movimento 173
8 – A Fem   (volts) de Movimento – Com Base na Lei de Faraday 174
9 – Análise Energética do Processo 175
10 – Correntes de Foucault e os Freios Magnéticos 177
11 – O Transformador 178
     - Pensando em  classe 180
     - Pensando  em casa 185
     - Hora de Revisar 191

Capítulo 20 – Movimento Harmônico Simples
 1 – Introdução 193
 2 – MHS 193
 3 – Oscilador Harmônico 193
 4 – Energia Mecânica no MHS 194
 5 – Relação entre o MHS e o MCU 195
 6 – Funções Horárias 195
 7 – Diagramas Horários 196
 8 – Período (T) e Constante Elástica (k) 196
 9 – Associação de Molas 196
     - Pensando em  Classe 198
     - Pensando  em Casa 202
     - Hora de Revisar 207

Capítulo 21 –  O N D A S
 1 – Introdução 209
 2 – Ondas 209
 3 – Natureza das Ondas 210
 4 – Tipos e Classificações das Ondas 210
 5 – Velocidade e Comprimento de Onda 211
 6 – Função de Onda 212
 7 – Fenômenos Ondulatórios   213
 8 – Ondas unidimensionais 214
 9 – Ondas Estacionárias 216
10– Ondas bidimensionais 217
11– A Experiência de Young da Dupla Fenda 222
12– Ondas tridimensionais 223
13– Velocidade do Som 224
14– Altura, Intensidade e Timbre 224
15– Freqüências Naturais e Ressonâncias 225
16– Cordas vibrantes 226
17– Tubos Sonoros 228
18– Efeito Doppler 229
     - Pensando em  classe 232
     - Pensando  em casa 242
     - Hora de Revisar 255

Capítulo 22 –  Física Moderna – Parte 1  (Noções de Física Quântica)
 1 – Uma Visão Geral Sobre a História da Física Quântica 259
 2 – O mundo Quântico 260
 3 – Max Planck e o Estudo do Corpo Negro 260
 4 – O Efeito Fotoelétrico 261
 5 – O estudo Experimental do Efeito Fotoelétrico 262
 6 – Conflitos com a Física Clássica 262
 7 – A Explicação de Einstein para o Efeito Fotoelétrico 262
 8 – O Efeito Fotoelétrico na Prática 263
 9 – Observações e Conclusões 264
10 – A Dualidade da Luz 265
11 – Unidade Prática de Energia: o elétron-volt  (eV) 265
12 – O átomo 265
13 – O modelo atômico de Bohr 266
14 – Transições Eletrônicas Causadas por Incidência de Radiação Eletromagnética 267
     - Pensando em  classe 268
     - Pensando  em casa 271

• Complementos Finais (Termologia, Análise Dimensional) 279
• Lista de Revisão Geral com Gabarito 285
• GABARITO COMENTADO – Questões de Casa 338

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