Fisica 2

Daniela B. N. Souza Engenharia Elétrica ............. Estudo para Física II Pula: I - Fluidos (será feito ao final); II - Oscilações; III - Ondas; IV - Temperatura e dilatação; V - Calorimetria. II - Movimento Harmônico Simples (MHS). Ele é periódico e oscilatório. É mov. periódico e aquele que a oscilação, aceleração e posição são repetidos em intervalos de temos iguais. Período (T) Frequência (f) T 1 Frequência angular f = ---- = (Hz) w = 2π rad/s T T MHS - 1ª Função: x(t) = A.cos(wt + φ) A - Amplitude w - Frequência angular Φ - Constante de fase t - Tempo Velocidade e aceleração no MHS: v(t) = dx(t) = d [ A.cos(wt + φ) ] ----- -- dt v(t) = w . A . sen(wt + φ) d v(t) a(t) = ----- , logo a(t) = w² . A . cos(wt + φ) dt Outras funções do MHS 2 v² A = √ xo + ---- T = 2π √ m w² k Φ = arctg ( - vo ) w = √ k w.xo m III - Onda é um perturbação que se desloca através de um meio, durante sua propagação, as partículas que constituem o meio sofrem deslocamento. Propagação: longitudinais e transversais exa. . y(x, t) = . p . sen ( kx, wt) Ela pode ser generalizada pela introdução de uma constante de fase (φ) na função da onda: ψ(x,t) e ( ym . sen( ( kx - wt + φ) ) e q1 Ondas: ψ - deslocamento k - número da onda x - posição w - Velocidade angular t - tempo (k) No S.I é dado por m^-1 e definido como: k = 2π λ O período da oscilação de uma onda → T = 2π w Substituindo → frequência f = n = 1. w = w logo, f = w ---------- ---------- ---------- T 2π 2π 2π v = λ.f Onda Estacionárias: Ψ'(x, t) = ψ1(x, t) + ψ2(x, t) λ = 2l l f = m. V --- t --- ----- m lp 2o lp m = 1, 2, 3, 4... lp m - 1, 2, 3, 4... IV. CALOR - É UMA FORMA DE ENERGIA QUE SE TRANSFERE DE UM CORPO PARA OUTRO, EM VIRTUDE DE UMA DIFERENÇA DE TEMPERATURA ENTRE ELES. TEMPERATURA - É A GRANDEZA QUE MEDE O ESTADO DE AGITAÇÃO TÉRMICA DAS PARTÍCULAS QUE CONSTITUEM O CORPO. MODELO ASSOCIAR A ENERGIA CINÉTICA DAS MOLÉCULAS SENDO UMA GRANDEZA QUE CARACTERIZA O ESTADO TÉRMICO DE UM SISTEMA. Tc = Tk - 273,15 CORREÇÃO DAS ESCALAS ° C 0 - 32 - 273 273 DILATAÇÕES E CONDIÇÕES TÉRMICAS PODEM SER: LINEAR, SUPERFICIAL E VOLUMÉTRICA Δl = α . lo . Δθ SENDO: lo - COMPRIMENTO INICIAL; α - COEFICIENTE DIMETRO (°C⁻¹); Δθ = VARIAÇÃO DA TEMP. (°C); θ - TEMPERATURA (°C) DESENVOLVENDO - TEMOS UMA FÓRMULA QUE RELACIONA O COMPRIMENTO FINAL DO BARRO: (l = lo (1 + α . Δθ) SUPERFICIAL: ΔA = β . Ao . Δθ SENDO: A - ÁREA (m², cm², mm², etc) β - COEFICIENTE DE DILATAÇÃO SUPERFICIAL (°C⁻¹) Ao - ÁREA NA TEMPERATURA INICIAL (°C) θ - TEMPERATURA (°C) APLICANDO A EQ., A ÁREA FINAL PODERÁ SER CALCULADA POR: A = Ao . (1 + β . Δθ) AS EXPRESSÕES UTILIZADAS PARA O CÁLCULO DA DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA E DO VOLUME FINAL DO MATERIAL SÃO: ΔV = γ . Vo . Δθ V = Vo (1 + γ . Δθ) SENDO: V - VOLUME (m³, cm³, mm³, etc) γ - COEFICIENTE DE DILATAÇÃO VOLUMÉTRICA (°C⁻¹) Δθ - VARIAÇÃO DA TEMPERATURA (°C) θ - TEMPERATURA (°C) V. ESTADOS DE AGREGAÇÃO DA MATÉRIA: SÓLIDO - É CARACTERIZADO POR UMA FORTE ATRAÇÃO MOLECULAR, OU SEJA, A COESÃO ENTRE AS MOLÉCULAS DE G CONSTONEM NA CONSTITUIÇÃO BRIGIDIDA FORMA E VOLUME BEM DELIMITADO. LÍQUIDO - NESTE ESTADO OBSERVA-SE QUE O VOLUME É BEM DEFINIDO, MAS SUA FORMA É VARIÁVEL. GASEOSO - NESTES ESTADO A INTERAÇÃO ENTRE AS MOLÉCULAS SÃO QUASE INEXISTENTES. MUDANÇA DE ESTADO FÍSICO (PASE) CALOR ESPECÍFICO, CALOR LATENTE E CAPACIDADE CALORÍFICA A QUANTIDADE DE CALOR (Q) RECEBIDA E CEDIDA PELOS CORPOS DO MESMO MATERIAL E MASSA AO PARTIREM O FORÇAÇÃO RESUMINDO PODEMOS DIZER: Q = m . u . Δθ (EQ. 1) ESTA FÓRMULA É CONHECIDA COMO A EQUAÇÃO FUNDAMENTAL DA CALORIMETRIA. NO S.I. A UNIDADE DE CALOR É DADA POR J (JOULES) SENDO: Q - QUANTIDADE DE CALOR m - MASSA u - CALOR ESPECÍFICO Δθ - VARIAÇÃO DA TEMPERATURA Calor específico (c) É a quantidade de calor que um grama de substância deve receber ou ceder para acontecer a variação de um grau de temperatura. No S.I. o calor específico pode ser dado de duas formas: J/kg.K ou J/kg.°C É comum utilizar-se para o calor específico a unidade cal/g°C. A quanto maior o "c" de um corpo, mais difícil é variar sua temperatura. Fórmula para passar latente é dada pela equação: Q = m.L (caz) No S.I. a unidade de L é J/kg, mas normalmente é comum o uso de cal/g. Capacidade calorífica A "C" térmica de um material é definida como a constante de proporcionalidade entre o calor "Q" e a variação de temperatura do objeto. Q = C.Δθ C = Q/Δθ C = m. c Curva de aquecimento da água - - Bloco de Gelo a -15°C vapor para 100°C [gráfico] Para calcular a quantidade de calor necessário para aquecer certa massa "m" de gelo na fase sólida (-15°C) e transformar m₁g em água na fase de vapor, considerando desprezíveis as perdas de massa, é necessário resolvermos a equação Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ Q = m₁₅c₁₅ + m₁Lf + m₂c₁ + m₂Lv + m₃c₅ Equilíbrio Térmico |∑ Qcedido = ∑ Qrecebido| Qcedido + Qrecebido = 0