Física 1 - Força Energia Trabalho Potência Termodinâmica

Energia -> o que faz a matéria \"muda\" se mover.\nHabilidade de realizar trabalho.\n4 É abstrato, pois não é medido.\n4 Nenhum trabalho é realizado sem dissipar energia.\nVetor -> grandezas com direção e sentido (velocidade)\nEscalar -> grandezas com número e unidade de medida (energia) = Joule\n- Conservação de energia\n4 Tipos de energia: Potencial\nCinética -> mover e mexer\nCínética Potencial\nElétrica -> mov. de cargas.\nGravitatcional -> corpos/planetas\nElástica -> config. com mola.\n* Cinética mecânica Nuclear -> energia que mantém\n e mov. de partículas unidas\nOndas (mecânicas) Química (config. de ligações)\n* Calor (Térmica)\nRadiante (ondas eletromagnéticas)\nObs.: ∫[a,b] f(x)dx = a integral definida é a área\n a -> a derivada é o curva tangente\n Energia Cinética\n Rotacional\n Movimento -> Transnacional (Referencial)\n Escalar\nobs.: vetores {magnitude - módulo\n Direção\n Sentido\nForça\nVelocidade\nDeslocamento\n\\vec{v} = a \\cdot \\hat{i} + b \\cdot \\hat{j} + c \\cdot \\hat{k} \n \\left |v \\right | = \\left |\\vec{v}\\right | \nE = mc^{2} -> quanto mais massa, mais energia\nK = \\frac{mv^{2}}{2} -> m(\\vec{v} - \\vec{v}) -> produto escalar\n 2 -> várias partículas\nK = \\sum_{i}\nJoule\nm \\rightarrow kg \\rightarrow [J] = [kg].\\frac{[m^{2}]}{[s^{2}]}\nv \\rightarrow m/s\nJ = \\frac{kg.m^{2}}{s^{2}}\nE_{x}\\rightarrow\n\\frac{h}{2}\n\\frac{v}{h}\nF_{h} = mg\na = gsenθ\nΔt = v = v_{0} + at\nv^{2} = v_{0}^{2} + 2aΔx Trabalho e Energia Cinética\nK = \\frac{1}{2} m.v^{2}\n\\Delta K = K_{2} - K_{1} = \\Delta K\nΔK = \\frac{m v^{2}}{2} - \\frac{m v_{1}^{2}}{2} = \\frac{m}{2}(v_{2}^{2} - v_{1}^{2})\nTorricelli\nv^{2} = v_{1}^{2} + 2ad\nv^{2} - v_{2}^{2} = 2ad\n\\vec{F} = m \\cdot a => a = \\frac{\\vec{F}}{m}\nresultado\n2ª Lei de Newton\n|\\vec{F}| = |\\vec{u}|senθ\nΔK = \\frac{m}{2} (v_{2}^{2} - v_{1}^{2}) = \\frac{m}{2} (2F* d) = Fd\n\\frac{\\Delta K}{\\Delta t} = W\nTrabalho de uma Força Variável\n\\sum Fi\\Delta x_{i} = \\Delta x \\rightarrow 0\nW = \\int_{x_{1}}^{x_{2}} F(x)dx\nNormal = \\vec{N} = mg Força Elástica.\nF = -Kx * Quanto maior é K menor é a deformação da mola.\n* Movimento harmônico simples.\nW = ∫(x1,x2) F(x) dx => ∫(x1,x2) Kx dx = -K ∫(x1,x2) dx\nW = -K(x2^2 - x1^2) / 2 = K/2 (x2^2 - x1^2)\nPotência\nP = W/Δt -> Trabalho\nΔt = tempo Δt->0\nP = dW/dt -> Potência instantânea\nPotência média.\nP = J/s -> Watt (W)\nP = dW/dt = d (F·x) / dt = F · dx / dt\nP = ?\nh = 443m\nΔt = 15 min.\nm = 50kg\nW = mgh => 50 · 9.8 · 443\nW = 217.070\nP = 217.070 / (15 · 60) = 241.29 W Energia Potencial\nConservação de energia.\nW = F·d = -F·d·cosθ\nWf = -Fd\nU = mgh\nΔU = Ue - Ui = mgh2 - mgh1 = mg(h2 - h1)\nComo:\nWf - ΔK ⇒ ΔK = -ΔU ⇒ ΔK + ΔU = 0\nΔK = 1/2 mv2 - 1/2 mv1 => (1/2 mv2^2 + mgh2 = 1/2 mv1^2 + mgh1\nK2 + U2 = K1 + U1\nEx.:\nv0 = 0\nv = ?\nv2 = 2gh\nv = √2gh Potencial Elástica (F = -Kx)\nW = -Kx^2 / 2\nUL = Kx^2 / 2\nΔV + ΔK = 0 força x Energia\nW = F.d . W.d.cosα → mgh.cosα/senθ\nmgh.cosθ → W = mgh.cos(θ + 90°)/senθ\nW = mgh[cosθ.cos90° - senθ.sen90°]/senθ\n= -mgh.senθ ⇒ -mgh\n\n! Força Conservativa:\n- O trabalho não depende do caminho.\n- O trabalho dessa força em um caminho fechado é nula.\n- Depende do caminho: atrito, viscosidade. Temperatura → termômetro\nEscalas → °C, °F, K (0k → absoluto)\nGás Ideal\nDilatação → linear, superf., volumétrica\n\nsistema\nenergia → T↑\nCalor: φ = (J)(ΔT) [J]\nφ = α.ΔT(°C - K) → m.c.ΔT\n↔ coeficiente de proporcionalidade (depende da massa)\nCalor específico → depende do material\n* Exceto nas mudanças de fase → φ = ml\ncalor latente ↔ Não muda a temperatura.\n\nc → [J/kg.K]; m → [kg]; ΔT → [°C; K]; φ → [J]\n\nφ + φ₂ = 0\nJ = 4200 cal.\nC → capacidade térmica. Primeira Lei da Termodinâmica\nφ ↔ sistema ↔ w\nφ > 0 → w > 0\nφ < 0 → w < 0\ndφ = F.dx ↔ P.A (pressão x área)\ndw = P.A.dx\ndw = P.dV\n\ndw = P.dV → W = ∫(v₂)(v₁)P.dV\nφ = P.V |v₁ → P(v₂ - v₁)\nW = PΔV → Processo à pressão constante.\nProcesso Isobárico\nProcesso Isocórico → Volume constante → não tem trabalho\nΔU = (Q - W) = φ. -> Processo Isotérmico\n v1 -> v2\n P1 -> P2\n P\n P2\n\n dw = P.dV\n Lp.PV = nRT -> P1.nRT\n\n v1 -> v2 -> v\n\n dw = nRT.\n v\n\n w = \\int_{v1}^{v2} \\frac{nRT}{v} dV\n = nRT \\int_{v1}^{v2} \\frac{dV}{v}\n\n w = nRT.ln[v2] - ln[v1] = nRT.ln[v2/v1]\n = nRT.ln(\\frac{P2}{P1})\n\n 1º Lei da Termodinâmica\n ΔU = Φ - w\n\n O Trabalho depende do caminho, dos processos envolvidos a mesma coisa com o calor.\n\n * Adiabático -> Φ = 0\n ΔU = -w\n w ≠ 0\n ΔU ≠ 0