apostila eja iii 2015

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Física – Profª Kalyana Gianello UNIDADE I Física significa estudo da Natureza, e como em toda ciência, qualquer acontecimento é denominado fenômeno. Podemos dizer que a necessidade do homem entender o que ocorre a sua volta e explicar os fenômenos naturais é base da física. Sendo assim, podemos concluir que o físico, isto é, o cientista, estuda os fenômenos que ocorrem no Universo. Embora os físicos estudem os fenômenos naturais, isto é, o que ocorre no universo, o caminho percorrido por cada um não é igual. Portanto, para a formulação das leis que conhecemos, para a explicação das teorias, os físicos (cientistas) tiveram que usar imaginação, experimentação direta, sem seguir um caminho preestabelecido. A fim de conhecer melhor as grandezas físicas que estavam envolvidas em um fenômeno, os físicos recorreram a medidas. Por exemplo, usando uma fita métrica conseguimos determinar o comprimento de um objeto. O metro (m) é a unidade fundamental de comprimento do Sistema Internacional de Unidades (SI). O metro, assim como outras unidades de medida, admite múltiplos e submúltiplos. Como exemplo de um múltiplo do metro temos o quilômetro, cujo símbolo é (km) e como submúltiplo temos o centímetro (cm) e o milímetro (mm). = = = Outra unidade de extrema importância em nossos estudos é a unidade fundamental de tempo, que no Sistema Internacional de Unidades é o segundo, cujo símbolo é (s). Assim como o metro, o segundo também admite múltiplos, como por exemplo, o minuto (min) e a hora (h), e submúltiplos, como o milissegundo (1 ms = 10-3), o microssegundo (1μs = 10-6) e o nanossegundo (1 ns = 10-9). Vejamos mais: Tempo 1 min=60 s 1 h=60 min=60 .60 s=3 600 s 1 dia=24 h=24 .3600 s=86 400 s Massa = = = Exercícios 1) Faça as transformações: a) 1g em kg b) 1kg em g c) 1mg em g d) 2T em kg e) 1m em cm f) 1cm em m g) 1cm em mm h) 1mm em cm i) 1km em m j) 1m em km 2) Um intervalo de tempo de 2,4min equivale a quanto em segundos? 3) Um relógio de ponteiros funciona durante um mês. Nesse período o ponteiro dos minutos terá dado quantas voltas? 4) O pêndulo de um relógio cuco faz uma oscilação completa a cada segundo. A cada oscilação do pêndulo o peso desce 0,02mm. Em 24 horas quanto o peso terá se deslocado?

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Apostila de Física para EJA

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  • Fsica Prof Kalyana Gianello

    UNIDADE I

    Fsica significa estudo da Natureza, e como em toda cincia, qualquer acontecimento denominado fenmeno. Podemos dizer que a necessidade do homem entender o que ocorre a sua volta e explicar os fenmenos naturais base da fsica. Sendo assim, podemos concluir que o fsico, isto , o cientista, estuda os fenmenos que ocorrem no Universo. Embora os fsicos estudem os fenmenos naturais, isto , o que ocorre no universo, o caminho percorrido por cada um no igual. Portanto, para a formulao das leis que conhecemos, para a explicao das teorias, os fsicos (cientistas) tiveram que usar imaginao, experimentao direta, sem seguir um caminho preestabelecido.

    A fim de conhecer melhor as grandezas fsicas que estavam envolvidas em um fenmeno, os fsicos recorreram a medidas. Por exemplo, usando uma fita mtrica conseguimos determinar o comprimento de um objeto. O metro (m) a unidade fundamental de comprimento do Sistema Internacional de Unidades (SI).

    O metro, assim como outras unidades de medida, admite mltiplos e submltiplos. Como exemplo de um mltiplo do metro temos o quilmetro, cujo smbolo (km) e como submltiplo temos o centmetro (cm) e o milmetro (mm).

    =

    =

    =

    Outra unidade de extrema importncia em nossos estudos a unidade fundamental de tempo, que no Sistema Internacional de Unidades o segundo, cujo smbolo (s). Assim como o metro, o segundo tambm admite mltiplos, como por exemplo, o minuto (min) e a hora (h), e submltiplos, como o milissegundo (1 ms = 10-3), o microssegundo (1s = 10-6) e o nanossegundo (1 ns = 10-9). Vejamos mais:

    Tempo

    1 min=60 s

    1 h=60 min=60 .60 s=3 600 s

    1 dia=24 h=24 .3600 s=86 400 s

    Massa

    =

    =

    =

    Exerccios

    1) Faa as transformaes:

    a) 1g em kg

    b) 1kg em g

    c) 1mg em g

    d) 2T em kg

    e) 1m em cm

    f) 1cm em m

    g) 1cm em mm

    h) 1mm em cm

    i) 1km em m

    j) 1m em km

    2) Um intervalo de tempo de 2,4min equivale a quanto em segundos?

    3) Um relgio de ponteiros funciona durante um ms. Nesse perodo o ponteiro dos minutos ter dado quantas voltas?

    4) O pndulo de um relgio cuco faz uma oscilao completa a cada segundo. A cada oscilao do pndulo o peso desce 0,02mm. Em 24 horas quanto o peso ter se deslocado?

  • Fsica Prof Kalyana Gianello

    UNIDADE II

    VELOCIDADE MDIA

    Se o motorista de um automvel percorre 140 km em 2h, dizemos que, em mdia, ele se deslocou 70 km a cada hora. Esse resultado expressa a velocidade mdia e pode ser escrito da seguinte forma:

    =

    70

    1

    = 70

    = 70 /

    Obs.: =

    Como sempre positivo, o sinal da velocidade mdia coincide com o sinal do deslocamento:

    {

    > 0 > 0 (

    :

    )

    < 0 < 0 (

    :

    )

    = 0 = 0 (

    :

    )

    No SI, a velocidade medida em metros por segundo (m/s). Na prtica a unidade mais usada quilmetro por hora (km/h).

    Converso de km/h para m/s e vice-versa:

    Ex.1) Transforme:

    a) 1800 km/h em m/s

    Resoluo: 1800

    3,6= 500 /

    b) 15 m/s em km/h

    Resoluo: 15 . 3,6 = 54 /

    Ex.2) No instante = 2 o espao de um mvel = 50; no instante = 8 o espao do mvel

    = 230. Calcule a velocidade mdia do

    mvel.

    Resoluo:

    =

    =230 50

    8 2=180

    6

    = 30/

    Exerccios:

    1) Converta:

    a) 54 km/h em m/s

    b) 18 km/h em m/s

    c) 15 m/s em km/h

    d) 70 m/s em km/h

    2) Uma partcula se desloca 5 km a cada 10

    segundos. Determine sua velocidade mdia em

    m/s.

    3) Uma pessoa caminha uma distncia de 20,0 m

    em um tempo de 10,0s. Qual sua velocidade?

    EQUAO HORRIA DOS ESPAOS

    = + .

    Ex.1) Dada a funo abaixo determine o espao

    inicial e a velocidade (no SI):

    a) s = 10 + 2t

    Resoluo:

    =

    = /

    Ex.2) Um mvel executa um movimento cuja

    equao horria s = 40 5t (SI). Determine:

    a) o instante que o mvel passa pela origem da

    trajetria;

    b) o espao no instante t = 10s.

    Resoluo:

    a) O mvel passa pela origem quando = .

    Logo:

    = 40 5 0 = 40 5 =

    b) Fazendo t = 10s, obtemos:

    = 40 5.10 =

  • Exerccios da UN. II

    4) Transforme:

    a) 10m/s em km/h

    b) 54km/h em m/s

    c) 30m/s em km/h

    5) Qual a velocidade mdia de uma pessoa que

    percorre que percorre 5 km em 2 horas?

    6) Se um avio percorre 8 km em 3 minutos,

    calcule a velocidade mdia do avio em km/min e

    m/s.

    7) Um automvel faz um percurso de 20km com

    velocidade mdia de 5 km/h. Qual o tempo de

    percurso?

    8) Um nibus faz um percurso em 5 minutos com

    velocidade mdia de 10 m/s. Qual o

    deslocamento cumprido pelo nibus?

    9) Um mvel percorre uma distancia de 1200 m

    em 4 min. Qual a sua velocidade escalar media em

    m/s?

    10) Uma partcula percorre 30 m com velocidade

    escalar media de 36 km/h. Em quanto tempo faz

    este percurso?

    11) Um avio vai de So Paulo a Recife em 1 hora

    e 40 minutos. A distncia entre essas cidades de

    aproximadamente 3000 km. Qual a velocidade

    mdia do avio?

    12) Qual o valor da velocidade escalar mdia, em

    m/s, de um mvel que se desloca 432 km em 6 h?

    13) Qual o valor da velocidade escalar mdia, em

    m/s, de um mvel que parte de uma cidade e 3 h

    depois est numa cidade distante 324 km?

    14) Se um mvel parte de um ponto s 2 h e s 6 h

    est num ponto distante 300 km, qual a sua

    velocidade escalar mdia, em km/h?

    15) Sabendo que o espao do mvel varia com o

    tempo, e obedece a seguinte funo horria do

    espao: s = -100 + 25 . t, determine:

    a) o espao no instante 8s.

    b) o instante quando o mvel passa na origem das

    posies.

    16) A funo horria do espao de um carro em

    movimento retilneo uniforme dada pela

    seguinte expresso: s = 100 + 8.t. Determine em

    que instante esse mvel passar pela posio

    260m.

    17) Um mvel gasta 10h para percorrer 1100 km

    com velocidade constante. Qual a distncia

    percorrida aps 3 horas da partida?

    18) Um carro est no quilmetro 3 de uma

    rodovia a uma velocidade constante de 90Km/h.

    Determine a posio em que ele estar aps um

    tempo de 4 horas mantendo a mesma velocidade

    durante todo o trajeto.

    19) Dadas as equaes horrias abaixo, determine

    o espao inicial e a velocidade (no SI):

    a) s = 20 5t

    b) s = -50 + 3t

    c) s = -70 4t

    d) s = 8t

    e) s = -6t

  • Fsica Prof Kalyana Gianello

    UNIDADE III

    ACELERAO MDIA

    Imagine um motorista de nibus que est a uma velocidade de 30 km/h e de repente pisa no acelerador fazendo com que a velocidade do automvel chegue a 70 km/h em um tempo de 10 segundos. Observando tal situao podemos dizer que o nibus variou 40 km/h em 10 segundos ou ainda melhor, podemos dizer que variou 4 km/h a cada segundo.

    Esse resultado expressa a acelerao mdia () e pode ser escrito como:

    =

    =

    No SI, a acelerao medida em metros por segundo ao quadrado (m/s).

    Ex.1) Um carro est viajando com velocidade de 30 m/s e aps 5s ele aumenta sua velocidade para 80 m/s. Calcule a acelerao mdia do carro.

    Resoluo:

    =

    =

    =80 30

    5=50

    5= /

    EQUAO HORRIA DA VELOCIDADE

    = + .

    Ex.1) Dada a funo abaixo determine a

    velocidade inicial e a acelerao (no SI):

    a) V = 10 + 2t

    Resoluo:

    = /

    = /

    Ex.2) Um mvel executa um movimento cuja

    equao horria V = 40 + 5t (SI). Determine:

    a) a velocidade do mvel aps 5s;

    b) a velocidade do mvel no instante t = 10s.

    Resoluo:

    a) = 40 + 5 = 40 + 5.5

    = 40 + 25 = 65/

    b) = 40 + 5 = 40 + 5.10

    = 40 + 50 = 90/

    Exerccios

    1) Um veculo aumenta sua velocidade de 15m/s para 20m/s num intervalo de tempo de 10s. Nesse intervalo de tempo, qual foi sua acelerao? 2) Em 4s, a velocidade de um carro passa de 8m/s para 18m/s. Qual a acelerao mdia? 3) Um pssaro que, em 3s altera sua velocidade escalar de 2m/s para 11m/s tem qual acelerao? 4) Um carro teve que reduzir sua velocidade de 20m/s para 14m/s para passa no radar eletrnico. O tempo total gasto para esta reduo foi de 2s. Qual a acelerao do carro? 5) Uma moto que vinha a 20m/s levou 10s para parar. Calcule a acelerao.

    6) Qual a acelerao de um automvel que parte do repouso e atinge a velocidade de 80 km/h em 10s?

    7) Uma partcula, inicialmente a 2 m/s, acelerada uniformemente e, aps percorrer 8 m, alcana a velocidade de 6 m/s. Nessas condies, sua acelerao, em metros por segundo ao quadrado, :

    8) Durante uma viagem, um caminho possui velocidade inicial de 100 Km/h. Quando ele avista na pista uma placa indicando um radar a 1 km de distncia. Nesse momento, ele pisa no freio e atinge a velocidade mxima permitida no local, que 80 km/h no intervalo de tempo de 5s. Calcule a acelerao desse caminho.

    9) Um mvel, partindo do repouso com uma acelerao constante igual 1m/s se desloca durante 5 minutos. Ao final deste tempo, qual a velocidade por ele adquirida?

  • Fsica Prof Kalyana Gianello

    UNIDADE IV

    MOVIMENTO VERTICAL

    Se largarmos uma pena e uma pedra de uma mesma altura, observamos que a pedra chegar antes ao cho. Por isso, pensamos que quanto mais pesado for o corpo, mais rpido ele cair. Porm, se colocarmos a pedra e a pena em um tubo sem ar (vcuo), observar que ambos os objetos levam o mesmo tempo para cair. Assim, conclumos que, se desprezarmos a resistncia do ar, todos os corpos, independente de massa ou formato, cairo com uma acelerao constante: a acelerao da Gravidade. Quando um corpo lanado nas proximidades da Terra, fica ento, sujeito gravidade, que orientada sempre na vertical, em direo ao centro do planeta. O valor da gravidade (g) varia de acordo com a latitude e a altitude do local, mas durante fenmenos de curta durao, tomado como constante e seu valor mdio no nvel do mar :

    g=9,80665m/s No entanto, como um bom

    arredondamento, podemos usar sem muita perda nos valores:

    g=10m/s

    MOVIMENTO VERTICAL PARA CIMA:

    a = - g = -10m/s

    = .

    MOVIMENTO VERTICAL PARA BAIXO:

    a = g = 10m/s

    = + .

    Ex.1) Um corpo abandonado do repouso em queda livre e vertical, prximo superfcie da Terra. Sabendo que a queda dura 5s, calcule a velocidade com que o corpo atinge o solo.

    Resoluo:

    = + . = 0 + 10.5 = /

    Exerccios

    1) Um corpo posto em queda livre partir do repouso. Escreva a equao do movimento deste corpo.

    2) Um objeto lanado para cima com velocidade igual 30 m/s e aps percorrer 5m ele reduz sua velocidade para 15 m/s. Calcule o tempo necessrio para o objeto percorrer os 5m.

    3)

  • Fsica Prof Kalyana Gianello

    UNIDADE V

    1 LEI DE NEWTON LEI DA INRCIA

    Para que um objeto mude sua velocidade ou faa uma curva, deve haver uma fora externa sobre ele. Inrcia a dificuldade que um objeto apresenta para mudar seu movimento: se estiver parado vai continuar parado at que uma fora aumente sua velocidade; se estiver com uma certa velocidade, ele vai ficar com a mesma velocidade at que uma fora a diminua ou aumente (uma fora a favor do movimento vai aumentar a velocidade e uma fora contra o movimento vai diminuir a velocidade). Se no houver nenhuma fora sobre um objeto que j est numa certa velocidade, alm de permanecer na mesma velocidade, ele vai continuar em linha reta: s far uma curva se uma fora o empurrar para o lado que se deseja.

    2 LEI DE NEWTON Newton percebeu que a fora necessria para que um objeto aumentasse (acelerao) ou diminusse de velocidade (desacelerao) dependia de duas coisas:

    Se o objeto for muito pesado (o correto dizer: se tiver muita massa), muita fora ser necessria para alterar seu movimento.

    Se quisermos alterar o movimento muito rapidamente (alta acelerao), muita fora ser necessria tambm.

    Portanto, a fora F DIRETAMENTE PROPORCIONAL massa m e acelerao a. Ou seja, quanto maior a massa, maior a fora necessria para dar uma acelerao; e quanto maior essa acelerao, maior dever ser a fora tambm. Traduzindo essa frase para matematiqus:

    = .

    No SI a massa dada em kg, a acelerao em m/s e a fora em Newtons (N). Ex.1) Voc empurra um sof de massa m = 30 kg enquanto ele adquire uma acelerao de 0,1m/s. Calcule a fora aplicada ao sof. Resoluo:

    = . = . , = 3 LEI DE NEWTON AO E REAO Toda fora de ao tem uma fora de reao de

    mesma intensidade e mesma direo, mas em

    sentido oposto.

    Se existe uma fora em um corpo, certamente vai existir uma outra fora igual e oposta em outro corpo, quer esteja em contato ou no. Um exemplo de pares de fora ao/reao que no exigem o contato dos corpos a fora magntica, ou a fora da gravidade. Ex.2) O Sr. Burro disse o seguinte: Se ao tentar puxar uma carroa, a carroa me puxa com a mesma fora em sentido oposto, ento no adianta nem tentar porque no vou sair do lugar, nem eu nem a carroa. Explique onde o Sr. Burro est certo e onde est errado.

    Resoluo O Sr. Burro est certo ao dizer que ao puxar a carroa para frente com uma certa fora (ao), a carroa vai pux-lo para trs com a mesma fora (reao). Esta a 3a lei de Newton. Est errado ao dizer que por isso no vai sair do lugar, pois a carroa no possui tanto atrito para se resistir fora do burro (para isso servem suas rodas). Mas o atrito das patas do burro

    Fora do burro

    na carroa

    (ao)

    Fora da carroa

    no burro

    (reao)

    Fora de

    atrito na

    carroa

    Fora de

    atrito nas

    patas do

    burro

  • grande o suficiente para no permitir que a fora da carroa o arraste para trs. Por isso a carroa vai para frente, mas o burro no vai para trs. MASSA E PESO Massa uma medida escalar que indica a quantidade de matria presente em um corpo; est relacionada com o nmero de tomos deste corpo. Peso a fora com que a gravidade de um planeta atrai uma certa massa. Est a a diferena entre massa e peso! Massa medida em kg. Mas peso, sendo uma fora, medido em Newtons (N). Ento quando falamos meu peso 70kg, estamos cometendo um erro do ponto de vista cientfico. O certo em cincia (no precisa ser assim no dia-a-dia), 700N. A massa um valor constante em qualquer lugar: 1kg de feijo ser 1kg na Lua, em Marte ou no espao interestelar. Mas o peso muda de lugar para lugar, pois a fora com que um objeto atrado calcular-se com P = m.g, onde g a acelerao da gravidade daquele local. Ex.3) Na Terra a acelerao da gravidade 10m/s; na Lua, 1,6m/s; em Jpiter 30m/s. Calcule o peso, em N de um saco de arroz de 5kg em cada um desses lugares. Resposta: Na Terra

    = . = 5.10 = 50 Na Lua

    = . = 5.1,6 = 8 Em Jpiter

    = . = 5.30 = 150 Observe como o peso fica grande em Jpiter! De fato, l a gravidade muito forte porque o planeta muito grande. Exerccios 1) Observe a tirinha abaixo e explique qual das 3 leis de newton se aplica a ela.

    2) Um objeto A tem massa de 5kg; o objeto B tem massa de 4kg. Qual dos dois precisar de mais fora para ter a mesma acelerao? Por qu? 3) Um carro A acelera a 10km/h a cada s. Outro carro de mesma massa, B, acelera 8km/h a cada s. Qual motor tem mais fora? Por qu? 4) Um objeto A tem massa de 10kg e queremos aceler-lo a 8m/s; outro objeto, B, tem massa de 20kg, e queremos aceler-lo a 3m/s. a) Primeiro responda sem fazer contas: qual precisa de mais fora? Justifique. b) Agora calcule para saber se respondeu corretamente o item anterior. 5) Suponha que exercemos a mesma fora para empurrar uma bola de boliche e uma bola de bilhar. a) Qual dessas bolas vai acelerar mais com a fora? Por qu? b) Para que tivessem a mesma acelerao, o que deveramos fazer? 6) A fora de reao existe no mesmo corpo onde acontece a fora de ao? 7) necessrio contato para haver um par de foras ao/reao? D exemplos. 8) certo dizermos meu peso 50kg? Se no, como o certo ento? 9) O peso de um objeto na Terra de 100N. a) Calcule a massa desse objeto. b) Calcule o peso que esse objeto teria na Lua. 10) Para que uma bola de futebol de massa 3,5 kg

    seja acelerada a 28 m/s, com que intensidade de

    fora ela deve ser chutada?

  • Fsica Prof Kalyana Gianello UNIDADE VI

    TRABALHO DE UMA FORA CONSTANTE

    Considere uma fora F, constante, que desloca um corpo da posio inicial at a posio final.

    = . . Onde: o trabalho realizado pela fora; a fora aplicada sobre o corpo; o deslocamento sofrido pelo corpo; o ngulo formado entre a fora e o deslocamento. No SI, a unidade de medida para o trabalho Joule (J). Ex.1) Uma fora constante de 18N produz em um corpo um deslocamento de 0,2 m no mesmo sentido da fora. Calcule o trabalho realizado por ela. Resoluo: Como a fora e o deslocamento tm o mesmo sentido, o ngulo entre eles 0 (cos 0 = 1). = . . cos = 18.0,2.1 = 3,6

    Exerccios 1) Um nibus percorre uma distncia de 60m com o motor exercendo uma fora de 8000N. Qual o trabalho realizado pela fora do motor? 2) Um trator utilizado para lavrar a terra arrasta um arado com uma fora de 10.000N. Que trabalho se realiza neste caso num percurso de 200m? 3) Um bloco de 10kg puxado por uma fora F de intensidade 100N, paralela ao deslocamento, sofrendo uma distncia de 20m. Qual o trabalho realizado por esta fora F? 4) Uma fora de mdulo F = 53N acelera um bloco sobre uma superfcie horizontal sem atrito, conforme a figura. O ngulo entre a direo da

    fora e o deslocamento do bloco de 60. Ao final de um deslocamento de 6,0m, qual o trabalho realizado sobre o bloco, em joules? Dado: cos 60 = 0,5. 5) Uma fora F de mdulo 50N atua sobre um objeto, formando ngulo constante de 37 com a direo do deslocamento do objeto. Se d = 10m, calcule o trabalho executado pela fora F. Dado: cos 37= 0,8. ENERGIA CINTICA a energia que um corpo possui em virtude de se encontrar em movimento.

    A unidade de Medida no SI para Energia Cintica a mesma do Trabalho: Joule (J) TEOREMA DA ENERGIA CINTICA

    O trabalho realizado pela resultante das foras que agem num corpo igual variao de ENERGIA CINTICA sofrida por este corpo.

    = =

    2

    22

    Ex.2) Qual a energia cintica de uma bola de massa m = 0,3 kg no instante em que sua velocidade 4 m/s? Resoluo:

    =.2

    2 =

    0,3. (4)2

    2 =

    4,8

    2

    = 2,4

    Ex.3) Um veculo ao se deslocar, possui energia cintica inicial de 15 J e aps algum tempo sua energia cintica passa a ser de 25 J. Calcule o trabalho realizado pelo veculo nesse intervalo de tempo. Resoluo:

    = = 25 25

    = 10

  • Exerccios 1) Um boi arrasta um arado, puxando-o com uma fora de 900 N. Sabendo que o trabalho realizado pelo foi de 18000 J, calcule a distncia percorrida pelo boi. 2) Um tren puxado sobre uma superfcie plana e horizontal por uma fora F = 600 N. O ngulo entre essa fora e o sentido do movimento 30. Sendo o deslocamento do tren igual 50 m, calcule o trabalho realizado pela fora F. Dado: cos 30= 0.9

    3) Qual ser a quantidade de energia cintica de uma bola de boliche de massa de 10kg que desliza em uma pista a uma velocidade de 5m/s? 4) Um carro em uma rodovia est a uma velocidade de 100 /. Sabendo que a energia

    cintica dada pela frmula =2

    2 e que a

    massa do carro 1000 , calcule a energia cintica do carro.

    5) Qual o trabalho realizado por uma fora que varia a velocidade de um corpo de massa 3 kg de 8 m/s a 10 m/s?

    6) Qual o trabalho realizado pela fora que age sobre um corpo de massa 40 kg, cuja velocidade variou de 30 m/s a 50 m/s?

    7) Calcule o trabalho realizado pela fora que varia a velocidade de um corpo de massa 2 kg desde vA = 5 m/s a vB = 1 m/s.

    8) Um corpo de massa 1kg, inicialmente em repouso, posto em movimento sob a ao de uma fora e adquire, aps percorrer 3,5 m, uma velocidade de 2 m/s. Determine o valor da fora aplicada no corpo

    9) Um corpo de massa 5 kg est sob a ao de uma fora de 30 N que atua no sentido do movimento. Sabendo que em determinado instante a velocidade do corpo de 10 m/s, determine sua velocidade aps percorrer 15 m.

  • Fsica Prof Kalyana Gianello

    UNIDADE VII DENSIDADE

    a relao entre a massa de um corpo e o volume que este ocupa.

    =

    No SI, a unidade de medida para densidade kg/m, no entanto outras unidades podem ser usadas, como g/cm ou kg/L. Ex.1) Um corpo possui massa de 25 kg e ocupa um volume de 2m. Calcule a densidade do corpo. Resoluo:

    =

    =

    25

    2 = , /

    PRESSO

    Relao entre a intensidade da fora que atua perpendicularmente e a rea que ela se distribui. Uma fora exerce maior presso se a rea for menor.

    =

    No SI, unidade de medida para presso o N/m que tambm pode ser chamado de Pascal (Pa). Ex.2) Calcule a presso exercida por uma fora de 30 N em uma rea de 5m. Resoluo:

    =

    =30

    5 =

    Exerccios 1) Aplica-se uma fora de 80 N perpendicularmente a uma superfcie de rea 0,8 m. Calcule a presso exercida. 2) Qual a presso exercida por um tanque de gua que pesa 1000 N, sobre a sua base que tem uma rea de 2 m? 3) A gua contida num tanque exerce uma presso de 40 N/m sobre a sua base. Se a base tem uma rea de 10m, calcule a fora exercida pela gua sobre a base.

    4) Para pregar um prego numa parede, aplica-se uma martelada que transmite ao prego uma fora de 50N. A rea de contato da ponta do prego com a parede de 0,002m. Calcule a presso exercida sobre a parede no instante da martelada. 5) Uma pessoa cujo peso 720 N est parada sobre o solo, apoiada nos dois ps. Admitindo que a rea do solado de cada um dos sapatos seja de 0,2m, qual a presso, em Pa, que a pessoa exerce sobre o solo? 6) Um indivduo precisa atravessar um lago coberto com uma fina camada de gelo. Em que situao ele tem maiores probabilidades de atravessar o lago sem que o gelo se quebre, andando normalmente ou arrastando-se deitado no gelo? Explique. 7) Quando uma faca est "cega" (no afiada), necessria uma fora maior, para descascar uma laranja, do que quando ela est afiada. Por qu? 8) Um faquir possui duas "camas", do mesmo tamanho, uma com 500 pregos e a outra com 1000 pregos. Baseando-se no seu conceito de presso, em qual das duas camas voc julga que ele estaria mais "confortavelmente" instalado? 9) Uma amostra de ouro tem 38,6 g de massa e 2 cm3 de volume. Outra amostra, esta de ferro, tem massa de 78 g e volume de 10 cm3. a) Determine as densidades do ouro e do ferro. 10) A densidade de um corpo de 1,8 g/cm3 e seu volume de 10 cm3. Determine a massa desse corpo. 11) A densidade absoluta do mercrio 13,6 g/cm. Calcule o volume ocupado por 680 g dessa substncia.

  • Fsica Prof Kalyana Gianello UNIDADE VIII

    ESCALAS TERMOMTRICAS Escala Celsius

    a escala usada no Brasil e na maior parte dos pases, oficializada em 1742 pelo astrnomo e fsico sueco Anders Celsius (1701-1744). Esta escala tem como pontos de referncia a temperatura de congelamento da gua sob presso normal (0C) e a temperatura de ebulio da gua sob presso normal (100C).

    Escala Fahrenheit

    Outra escala bastante utilizada, principalmente nos pases de lngua inglesa, criada em 1708 pelo fsico alemo Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), tendo como referncia a temperatura de uma mistura de gelo e cloreto de amnia (0F) e a temperatura do corpo humano (100F).

    Em comparao com a escala Celsius:

    0C=32F

    100C=212F

    Escala Kelvin

    Tambm conhecida como escala absoluta, foi verificada pelo fsico ingls William Thompson (1824-1907), tambm conhecido como Lorde Kelvin. Esta escala tem como referncia a temperatura do menor estado de agitao de qualquer molcula (0K) e calculada a partir da escala Celsius.

    Por conveno, no se usa "grau" para esta escala, ou seja 0K, l-se zero kelvin e no zero grau kelvin. Em comparao com a escala Celsius:

    -273C=0K

    0C=273K

    100C=373K

    CONVERSO ENTRE AS ESCALAS Celsius E Fahrenheit

    5= 32

    9

    Onde, a temperatura em Celsius e a temperatura em Fahrenheit.

    Celsius e Kelvin = + 273

    Onde, a temperatura em Celsius e a temperatura em Kelvin. Ex.1) Transforme 50F em C. Resoluo:

    5= 32

    9

    5=50 32

    9

    5=18

    9

    5= 2

    = 2.5

    = 10

    Ex.2) Transforme 27 em K. Resoluo:

    = + 273

    = 27 + 273

    = 300 Exerccios 1) Na tabela a seguir, temos os valores das temperaturas dos pontos de fuso e de ebulio do oxignio, do fenol e do pentano. Quais seriam esses valores na escala kelvin?

    2) Maria usou um livro de receitas para fazer um bolo de fub. Mas, ao fazer a traduo do livro do ingls para o portugus, a temperatura permaneceu em Fahrenheit. A receita disse que o bolo deve ser levado ao forno a 392F e permanecer nessa temperatura por 30 minutos.

  • Qual a temperatura em graus Celsius que Maria deve deixar o forno para no errar a receita? 3) A preocupao com o efeito estufa tem sido cada vez mais notada. Em alguns dias do vero de 2009, a temperatura na cidade de So Paulo chegou a atingir 34 C. O valor dessa temperatura em escala Kelvin : 4) O Oxignio entre em ebulio temperatura de 90K. Quanto vale essa temperatura em C? 5) O gs Hlio torna-se lquido temperatura de -269 C. Expresse essa temperatura em Kelvin. 6) Uma pessoa vai ao Chile e lhe informam que, nesse pas, em janeiro, a temperatura mdia de 64,4 F. Qual o valor correspondente na escala Celsius? 7) Converta: a) 33K em F b) 273K em C c) 220 F em K d) 300F em C e) -44C em F f) 56C em K

  • Fsica Prof Kalyana Gianello UNIDADE IX

    PTICA GEOMTRICA

    Os fenmenos estudados em ptica geomtrica podem ser descritos com a simples noo de raio de luz. Raios de luz so linhas orientadas que representam, graficamente, a direo e o sentido de propagao da luz. Um conjunto de raios de luz constitui um feixe de luz. Este pode ser convergente, divergente ou paralelo.

    Fontes de luz Fontes Primrias

    So os corpos que emitem luz produzida por eles mesmos (corpos luminosos). Ex: O Sol, a chama de uma vela, lmpadas eltricas, etc.

    Fontes secundrias

    So os corpos que reenviam para o espao a luz que recebem de outros corpos (corpos iluminados). Ex: Lua, parede, roupas, etc.

    Conforme a fonte, a luz pode ser: Simples ou monocromtica

    De uma s cor. Ex: luz amarela emitida por vapor de sdio incandescente. Composta ou policromtica

    Resulta da superposio de luzes de cores diferentes. Ex: luz branca emitida pelo sol que a superposio de sete cores principais: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta.

    Os corpos luminosos (fonte primria) e

    iluminados (fonte secundria), podem ser fonte de luz monocromtica ( luz de uma s cor ) ou policromtica ( luz que resulta da superposio de luzes de cores diferentes. Qualquer que seja o tipo de luz monocromtica (vermelha, alaranjada, amarela e etc. ), sua velocidade de propagao, no vcuo, , aproximadamente, igual a 300.000 km/s.

    Em meio material, a velocidade da luz varia conforme o tipo de luz monocromtica. Seu valor sempre menor que a velocidade da luz no vcuo. O ano-luz uma unidade de comprimento usada na medio de distncia astronmicas. Ano-luz a distncia que a luz percorre no vcuo em um ano.

    , . .

    Meios

    Transparentes: Permitem a passagem de luz. Os objetos so vistos com nitidez. Ex: vidro comum, gua em pequenas camadas e o ar.

    Translcidos: permitem a passagem parcial da luz, ocasionando a formao de uma imagem sem nitidez. Ex: vidro fosco, papel de seda e papel vegetal, etc.

    Opacos: no permitem a passagem de luz. Ex: madeira e concreto.

    Fenmenos pticos.

  • A cor de um corpo por reflexo

    A luz branca ( luz emitida pelo sol ou por uma

    lmpada incandescente ) constituda por uma

    infinidade de luzes monocromticas, as quais podem

    ser divididas em sete cores principais.

    Vermelho alaranjado amarelo verde azul

    anil e violeta

    A cor que o corpo apresenta por reflexo

    determinada pelo tipo de luz que ele reflete

    difusamente. Assim, por exemplo, um corpo, ao ser

    iluminado pela luz branca, se apresenta azul, porque

    reflete difusamente a luz azul e absorve as demais.

    Exerccios:

    1 Admita que o Sol subitamente morresse, ou seja,

    sua luz deixasse de ser emitida. 24 horas aps esse

    evento, um eventual sobrevivente, olhando para o cu

    sem nuvens veria:

    a) a Lua e estrelas.

    b) somente a Lua.

    c) somente estrelas.

    d) uma completa escurido.

    2 Numa manh de Sol, Aline encontra-se com a

    beleza de uma rosa vermelha. A rosa parece vermelha

    por que:

    a) irradia a luz vermelha.

    b) reflete a luz vermelha

    c) absorve a luz vermelha.

    d) refrata a luz vermelha

    3 Num cmodo escuro, uma bandeira do Brasil

    iluminada por uma luz monocromtica amarela. O

    retngulo, o losango, o crculo e a faixa central da

    bandeira apresentariam, respectivamente, as cores:

    a) verde, amarela, azul, branca.

    b) preta, amarela, preta, branca.

    c) preta, amarela, preta, amarela.

    d) verde, amarela, verde, amarela.

    4 Um objeto iluminado por luz branca tem colorao

    vermelha. Se iluminado por luz monocromtica azul,

    ele apresentar colorao:

    a) vermelha. b) azul c) laranja

    d) amarela e) preta

    5 Um objeto amarelo, quando observado em uma

    sala iluminada com luz monocromtica azul, ser visto:

    a) amarelo. b) azul c) preta

    d) violeta e) vermelho

    6 Considere dois corpos, A e B, constitudos por

    pigmentos puros. Expostos luz branca, o corpo A se

    apresenta vermelho e o corpo B se apresenta branco.

    Se levarmos A e B a um quarto escuro e os

    iluminarmos com luz vermelha, ento:

    a) A e B ficaro vermelhos.

    b) B ficar vermelho e A, escuro.

    c) A ficar vermelho e B, branco.

    d) A e B ficaro brancos.

    e) ambos ficaro escuros.

  • 7 Considere uma bandeira brasileira tingida com

    pigmentos puros. Se a iluminssemos exclusivamente

    com luz azul monocromtica, ela seria vista:

    a) verde, amarela, azul e branca.

    b) totalmente azul.

    c) preta e branca.

    d) totalmente branca.

    e) preta e azul

    8 Trs corpos, A B, e C, expostos luz branca

    apresentam-se respectivamente, nas cores azul,

    branca e vermelha. Em um recinto iluminado com luz

    vermelha monocromtica, em que cores se

    apresentaro os corpos?

    A = __________ B = __________C = ________

    9 Uma bandeira brasileira, tingida com pigmentos puros e iluminada com luz monocromtica amarela, vista na(s) cor(es): a) totalmente amarela. b) verde e amarela. c) azul e branca. d) preta e branca. e) amarela e preta. 10 Uma folha V reflete apenas luz verde. Outra folha A absorve todas as cores, exceto a amarela. Iluminando ambas as folhas com luz branca e observando atravs de um filtro vermelho: a) ambas parecero pretas. b) ambas parecero vermelhas. c) ambas parecero verdes. d) ambas parecero brancas. e) a folha V parecer amarela e a folha A parecer verde. 11 Suponha que exista um outro universo no qual h um planeta parecido com o nosso, com a diferena de que a luz visvel que o ilumina monocromtica. Um fenmeno ptico causado por esta luz, que no ser observado neste planeta, seria: a) a refrao. b) a reflexo. c) a difrao. d) o arco-ris. e) a sombra.

  • Fsica Prof Kalyana Gianello UNIDADE X

    ONDULATRIA

    Imagine uma corda que tem uma de suas extremidades amarrada a uma parede. Na outra extremidade, aplica-se uma fora de intensidade F que far com que a corda seja esticada horizontalmente. O que acontecer na corda (esticada) caso algum bata verticalmente com seu dedo nela? A resposta simples: ela comear a vibrar.

    No exemplo, a corda encontrava-se esticada, mas totalmente em repouso. Sob a influncia de um agente externo, causou-se uma perturbao nesse meio (a corda), fazendo com que a corda inteira comeasse a vibrar. A essa perturbao causada na corda chamamos de Pulso.

    Como a corda encontra-se esticada, esse pulso acaba propagando-se a todos os pontos da corda. Temos, ento, a propagao de uma Onda nessa corda e agora podemos definir: Onda uma perturbao produzida em um ponto de um meio que se propaga a todos os pontos desse meio. Classificao Das Ondas Quanto natureza:

    Ondas Mecnicas: so aquelas que precisam, obrigatoriamente, de um meio material para poder se propagar;

    Ondas Eletromagnticas: so aquelas que no necessitam de um meio material para poder se propagar (o meio material no se faz NECESSRIO. Podem se propagar num meio qualquer, mas caso no exista um meio elas tambm conseguem se propagar facilmente no Vcuo). Classificao Das Ondas Quanto Direo de Vibrao:

    Ondas Transversais: so aquelas cujas vibraes ocorrem perpendicularmente direo de propagao da onda (onda se propaga, por exemplo, na horizontal e as vibraes acontecem na vertical);

    Ondas Longitudinais: so aquelas cujas vibraes ocorrem no mesmo sentido da direo de propagao (onda se propaga, por exemplo, na horizontal e as vibraes acontecem, tambm, na vertical).

    ONDAS PERIDICAS:

    Imagine uma corda que tem uma de suas extremidades amarrada a uma parede. Na outra extremidade, imagine uma pessoa que aplica pulsos sempre de mesma intensidade e em intervalos de tempo absolutamente iguais.

    Considere a figura abaixo:

    Uma vez que os pulsos criados pela pessoa ocorrem sempre em intervalos de tempo iguais, podemos dizer que a onda que se propaga, nesse caso, peridica. Isto significa dizer que pulsos idnticos so criados sempre em intervalos de tempo iguais e se propagam na corda, criando uma onda peridica que ir se propagar pela corda.

    Considerando a figura acima, chamamos de:

    Crista da Onda: a parte mais elevada (alta) da onda;

    Vale (ou Depresso): a parte mais baixa da onda;

    Comprimento de Onda: a distncia existente entre duas cristas consecutivas ou entre dois vales consecutivos. representado na figura pela letra .

    Amplitude da Onda: em relao linha horizontal (pontilhada) que representa o meio de uma onda peridica, a amplitude representa a altura de uma crista (ou de um vale) para aquela onda. representada na figura pela letra a.

    Para uma onda peridica, temos ainda duas grandezas importantes a definir. So elas:

    Perodo: representado pela letra T. o intervalo de tempo necessrio para que duas cristas consecutivas (ou dois vales consecutivos) passem pelo mesmo ponto da corda. Pode ser entendido como o intervalo de tempo necessrio para que ocorra uma onda completa. A unidade no Sistema Internacional (S.I.) o segundo(s).

    Frequncia: representada pela letra f. Representa o nmero de ondas completas que passam por um ponto de uma corda, por unidade de tempo. Se a unidade de tempo escolhida for o

  • segundo (S.I.), a unidade de frequncia ser o hertz (Hz). Pode-se relacionar a Frequncia e o Perodo de uma mesma onda que se propaga numa corda atravs da equao:

    =1

    Onde = frequncia da onda (Hz) e = perodo da onda (s). J vimos que a velocidade de propagao de uma onda (mesmo que peridica) depende exclusivamente do meio onde ela se propaga. Assim, num mesmo meio, a velocidade de propagao da onda no muda no decorrer do tempo. Isto significa que a velocidade da onda, num meio, constante. Como j estudamos um movimento que tinha por principal caracterstica a velocidade constante (Movimento Uniforme), vamos adaptar a equao do Movimento Uniforme para as grandezas fsicas agora envolvidas. Assim, temos:

    = . Onde = velocidade de propagao da onda no meio (m/s), = comprimento de onda (m) e = frequncia da onda (Hz). Ex.2) Uma onda possui comprimento de onda de 2,1m e vibra com frequncia de 200Hz, conforme indica a figura abaixo. Calcule a velocidade de propagao da onda nessa corda.

    = . = 2,1.200 = 420/

    Exerccios 1) Uma onda possui comprimento de onda de 0,9m e vibra com frequncia de 1000Hz. Calcule a velocidade de propagao da onda nessa corda. 2) O grfico abaixo representa uma onda que se propaga com velocidade igual a 300m/s.

    Determine: a) a amplitude da onda; b) o comprimento de onda; c) a frequncia; d) o perodo.

    2,25m

    1,6m