Resumos FISICA - 11ºano

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Resumos relativos á parte de física.
Elaborados a partir de power points fornecidos pela professora da disciplina.
Correspondente ao ano: 2014\2015

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Resumos FISICA - 11ºano

  1. 1. Viagens com o GPS Coordenadasgeográficas Equador- circunferênciaque divide aTerraem doishemisférios.Todosospontosdoequador estãoequidistantesdospolosNorte e Sul daTerra. Paralelos –São circunferênciasmenoresdoque oequador,mas estãocontidosemplanosque são paralelosaoplanoequatorial. Meridianos – Sãosemicircunferênciassobre asuperfície terrestreque passampelospolosda Terra. DividemaTerra emdoishemisférios,hemisférioocidental e hemisfériooriental. Latitude É o arco de meridianoouovalor doanguloao centro da Terra expressoemgraus,medido entre o paraleloque passapelolocal consideradoe oequador. Os valoresdalatitude variamentre 0e 90 graus( para norte e para sul). Longitude É o arco do equadorou o valordo anguloao centroda Terra, expressoemgraus,medidoentre o meridianoque passapelolocal consideradoe omeridianode Greenwich Os valoresdalongitude variamentre 0e 180 graus,tanto para este como para oeste. Altitude É o desnível que existeentre onível mediodasaguasdomar e a posiçãoemque se encontrao corpo. SistemaGPS Segmentoespacial -Usa satélitesem6planosorbitaisdiferentesparaque qualquerpontodasuperfície esteja“ coberto”por pelomenos4 satélites. - São normalmente 24satélites( +3 de reserva). - Estão a cerca de 20200 km de altitude. - Têmum períodode 12 horas - A cada 1 msemite umsinal soba forma de micro-ondas.
  2. 2. Segmentode controlo Conjuntode estaçõesde radare de comunicaçõesque monitorizame controlamossatélites. Cada satélite recebedacentral de controloa informaçãoacerca de possíveiscorreçõesa introduzirnasua orbita. As alteraçõesnas orbitas dos satélitessãodevidas á atração gravitacional do sol e da Lua e á pressão da radicação solar. Segmentodoutilizador Recebe sinaisde 4satélitese traduz-se nainformaçãode:  Coordenadasdaposição  Valoresde velocidade  Cronometragemdotempo; Métodode triangulação 1 - O recetormede adistânciaao satélite 1.O navegante pode estaremqualquerponde da esfera. 2 – O recetormede a distânciaao satélite 2.Onavegante sopode estarnos pontosde interceçãodasduas esferas. 3 – O recetormede a distânciaao satélite 3.A sua posiçãopode estarna interseçãodas3 esferas. 4 - Existe umquartosatélite parasincronizarosrelógiosque estãoabordodossatélites. Tempo É necessárioque hajaumasincronizaçãoe precisãodosrelógiosparaque se possa localizar com exatidãoaposiçãodo recetorGPS á superfície daTerra. Existem3 tiposde relógios: - Os mecânicoscomuma incertezade 100 mspor dia - Os de quartzocom uma incertezade 0.1 ms por dia - Os atómicoscomuma incertezade 0,1 microssegundospordia Os relógiosmecânicos Funcionamcombase nos movimentosde umpendulo,porissodesignam-serelógiosde pendulo. Os relógiosde quartzo O funcionamentodestesrelógiosbaseia-senasoscilaçõesdosátomosde silício.Estas oscilaçõestêmfrequênciasmuitoregulares.
  3. 3. Os relógiosatómicos Um átomo de Césio133 é excitadosofrendo transiçõeseletrónicascomumafrequênciabem definidapermitindoterumcálculobemprecisodotempo. 1 seg.:9 192 631 770 vibraçõesde Césio133 Fontesde erro  O sinal pode sofrerdispersãonaionosferaterreste.  Pode atravessarregiõesdo espaçocomdiferentes propriedades( refração)  Está sujeitoareflecçõesemmontanhasouedifícios…  (…) Correções Usa-se uma estação recetoraterrestre,numaposiçãobemdeterminadaque avaliaoerrode localizaçãoe o corrige, difundindoosparâmetrosdacorreçãoaos recetoresnavizinhança. FunçõesbásicasdoGPS  Fornece a orientaçãonumaviagempoisindicaadireçãoe o sentidodomovimento  Identificaalocalizaçãode pontosnummapaatravésdas suascoordenadas.  Armazenaas coordenadasdasposiçõesnamemora  Localiza  Mede tempos  Conduzao longode um percurso  Navega  Mapeia  (…) Movimentos Estar em movimentosignificaque aposiçãode um corpovaria ao longodo tempo. Para descreverummovimento,temde se escolherumreferencial: - O centrode massa de um corpo material estáemmovimento,emrelaçãoaumdeterminado referencial,quandoassuasposiçõesnesse referencialvariamaolongodotempodo estudodo movimento. -O centrode massa de um corpo material estáemrepouso,emrelaçãoaum determinado referencial,quandoassuas posições nesse referencialnãovariamaolongodo tempodo estudodomovimento. O espaçopercorridoé uma grandezaescalarpositiva. O deslocamentoé umvetor,que pode tervalorespositivos,negativosounulos.
  4. 4. Nummovimentocurvilíneo,odeslocamentoé umvetor,maso espaçopercorridoé o medido sobre a trajetória. Rapidezmédia->é uma grandezaescalarpositivaque indicase umcorpo percorreumaiorou menorespaçonumdado intervalode tempo. Velocidademédia:é umagrandezavetorial que indicase umcorpo se deslocamaisoumenos numdado intervalode tempo. Gráficos posição-tempo e velocidade Reduzindoointervalode tempoauminstante,avelocidade serádadapelodeclive dareta tangente aesse ponto. O valorpositivoounegativodo decliveestáassociadoaosentidodomovimento: Declive positivo:movimentonosentidoarbitradocomopositivo. Declive negativo:movimentonosentidoarbitradocomonegativo. O valornulodo declive indicaque avelocidade é nulanaquele instante O valorabsolutododeclive indicaarapidezdomovimento. Quandoa velocidade aumenta,odeclive daretatangente aográficoP-Ttambémaumenta.
  5. 5. Numgráficode velocidadetambémpodemosdeterminarovalordo deslocamentoe oespaço percorrido. O espaçopercorridoé calculadopor áreas. Numgráficovelocidade- tempo - Se o movimentose dernosentidopositivo,odeslocamentoé positivoe avelocidade sempre positiva. - Se o sentidofornegativo,odeslocamentoe avelocidade sãonegativas. As interações entre corpos As interaçõespodemserde doistipos:  De contacto  Á distancia As interaçõesde contacto: - Ocorre quandoos corpos temde estar emcontacto umcom o outro para a transmissãoda força. -Conceitomacroscópicoassociadoaofactode,á vistadesarmada,sernecessáriocontacto entre doiscorpos.Por exemplo:Empurrarumcarrinhode supermercado. As interaçõesádistancia: -Quandoa interaçãoocorre semque sejanecessárioqualquertipode contactoentre oscorpos que nelaestãoenvolvidos. -Asforças envolvidassãochamadasforçasde campo por possuíremumcampo associado( um campo é uma regiãodo espaçoonde umcorpo que possaser afetadoporesse campopode sentira ação dessaforça semque á vistadesarmadase observe oque a provoca) O peso: Resultadainteraçãoá distanciaentre a Terra e o corpoque se encontranas suas proximidades. As forçassão grandezasvetoriaisque se representamporvetores. A unidade SIdaforça é o newton. ExistemquatrointeraçõesfundamentaisnaNatureza: InteraçãoGravitacional ouGravítica Interaçãoeletromagnética InteraçãoNuclearforte Interaçãonuclearfraca.
  6. 6. A interação gravítica: - Verifica-se entre partículas com massa - É a menos intensa de todas. - E sempre atrativa. - Tem alcance infinito. Ex: Entre a Terra e a Lua. A interação eletromagnética: - Verifica-se entre partículas com características elétricas ou magnéticas; -Podem ser atrativas ou repulsivas; -Tem alcance infinito; - É cerca de 100 vezes menos intensa do que a interação nuclear forte. A interação nuclear forte: - Verifica-se entre protões e neutrões e é responsável pela união de protões e neutros para formar o núcleo atómico. - Tem um alcance muitocurto, da dimensãodonúcleoatómico.Dominadentrodo núcleomas fora dele deixa de se fazer sentir. - É a mais intensa das 4 interações. A interação nuclear fraca: - é responsávelporprocessosradioativosque permitematransformaçãode umnúcleonoutro, ou seja, de protões do núcleo atómico em neutrões e vice-versa. Ex: transformar G em He no sol). - Tem alcance reduzido ( 10 elevado a menos 16)
  7. 7. -A intensidade é superior á da interação gravitacional mas inferior ás restantes interações. A 3º lei de Newton Quando um corpo interatua com outro corpo exercem-se forças simultâneas que têm: - A mesma linha de ação: - A mesma intensidade; - Sentidos opostos; - As forças atuam em corpos diferentes; A 3 lei diz que: Se um corpo A exerce umaforça sobre um corpo B, então o corpo B exerce,simultaneamente, sobre A uma força com a mesma intensidade e direção, mas com sentido oposto. Lei da gravitação universal Newton concluiu que a força da gravidade é uma força de atração universal que interatua entre todos os corpos, independentemente das suas massas; Este cientista sugeriu que a força que provoca, por exemplo, a queda da maça, é a mesmo em qualquer ponto do universo. Designou-a por Força gravitacional. As forças e os seus efeitos Aceleração média: Mede a variação da velocidade num dado intervalo de tempo.
  8. 8. A aceleraçãode um corpo e de 1m.s^2. Significaque o corpo sofre a variação de velocidade de 1m.s em cada segundo. Segunda lei de Newton A força resultante é obtida somando vectorialmente todas as forças aplicadas num corpo. O valor da aceleração é diretamente proporcional á intensidade da resultante das forças nele exercidas. A contante de proporcionalidade é uma característica de cada corpo e designa-se por massa inercial, ou simplesmente massa. Como a força e a aceleração são grandezas vetoriais, a expressão matemática que relaciona: - a resultante das forças que atuam num corpo; - A sua massa; -A aceleração adquirida pelo seu movimento é:
  9. 9. Fr- Newtons Massa- KG Aceleração- em metros por segundo ao quadrado. Fr e aceleração tem sempre a mesma direção e sentido.  O módulo da força não é proporcional á velocidade,mas sim á aceleração, isto é, á variação de velocidade. Segunda Lei de Newton A aceleraçãoadquiridaporumcorpo(considerandoomodelodapartículamaterialoudocentro de massa) é diretamente proporcional áintensidade daresultante dasforçasque atuam sobre esse corpo,tema direçãoe sentidodessaforçaresultante e é inversamenteproporcionalásua massa. - Se a resultante de forças que atua no sistema é nula, o sistema não tem aceleração. - Se a resultante dasforçasque atuamnosistemafordiferentede zero,este adquireaceleração. Primeira Lei de Newton Um corpopermanece emrepousoouemmovimentoretilíneoe uniformequandosobre elenão atua qualquer força ou quando é nula a resultante das forças que sobre ele atuam. - Um corpo parado permanecerá assim até que a atuação de uma força o faça mover-se; - Um corpo emmovimentoretilíneoe uniforme continuasempre noseuestadode movimento até que a atuação de uma força o faça parar ou alterar o seu movimento; Inércia A primeiraLei de Newtontambémé chamadalei daInércia. Inercia:tendênciaque oscorpostêmpara mantero seuestadode repousoou movimento.Os corpos possueminercia,istoé,oferecemresistênciaaqualqueralteraçãodomovimento. - A massade umcorpo é umamedidada suainercia; - Quantomaiorfor a massa do corpo,menorserá a variaçãode velocidadesofridapela aplicaçãoda mesmaforça. -Quantomaiora massa de um corpo maiorserá a sua inércia.
  10. 10. Movimento retilíneo uniformemente variado Movimentode Queda Quedalivre – movimentode umcorpoque parte do repousoe apenasestásujeitoáforça gravítica que a Terra exerce sobre ele. Um corpo em quedalivre,apartirdo repouso,apresentadeslocamentosescalaressucessivos diretamente proporcionaisaosnúmerosímpares. A aceleraçãode um corpo,devidoauma interaçãogravítica representa-se pelaletrag.É a aceleraçãode quedalivre de qualquercorpoe chama-se aceleraçãodagravidade desse lugar. - Valorque se mantémmaisou menosconstante mutante pequenospercursos. No mesmolocal daTerra, o valorda aceleraçãoda gravidade é 9,8ms^2 e é independente da massa docorpo. A velocidadecomque umcorpo atinge o solonãodepende dasuamassa, apenasdependeda alturaa que ele se encontra. SegundoAristóteles:  Doiscorpos de massasdiferentesabandonadosamesmaalturae ao mesmotempo atingemosoloem temposdiferentes.Ode maiormassaatinge o soloprimeiro.  Alémdissoavelocidade seriadiretamenteproporcionalaopeso. SegundoGalileuGalilei: A sua teoriabaseou-seem: - Mediçãorigorosa. -Previsãomatemática; -Definiçãodosconceitosde distância,de intervalode tempo,de velocidade e de aceleração.  Galileudemonstrouque oscorposemquedaestãosujeitosámesmaaceleração independentemente dasuamassae que estaaceleraçãoé constante.  Conclui que a massade umcorpo não influi noseutempode queda. O espaçopercorridona quedaé diretamente proporcional aoquadradodostempose que a constante de proporcionalidade é aaceleração.
  11. 11. Quedade um grave. Considerandooreferencial positivoparabaixo: Sentidode gcoincide como arbitradocomo positivo. A aceleraçãoe a velocidade têmamesmadireçãoe sentido. Trata-se de um movimentoretilíneo uniformementeacelerado. Considerandooreferencial positivoparacima:  Sentidode gé contrárioao sentidoarbitradocomopositivo.  A aceleraçãoe a velocidade têmamesmadireçãoe sentido.  Trata-se de um movimentoretilíneouniformementeacelerado; Lei das velocidades v0-é a velocidadenoinstante inicial t0 v -é a velocidade noinstante t Lei do movimento Resumo:
  12. 12. Movimentode ascensãode umgrave: A força gravitacional e aaceleraçãotemsentidosopostosávelocidadeinicial. Logo trata-se de um movimentoretilíneouniformemente retardado. Movimento retilíneo e uniforme A velocidademantem-se constanteemmódulo,direçãoe sentido. Os deslocamentossãodiretamente proporcionaisaosintervalosde tempocorrespondentes: A intensidade daresistênciadoardepende daformado objeto,dadensidadee daviscosidade do ar, da área do objetoe davelocidade doobjetorelativamente aoar. Velocidadeterminal–é atingidapor umcorpo em quedalivre,quandoopesoe a força de resistênciadoarse equilibram.
  13. 13. Lançamento Horizontal de projeteis O movimentode umprojétil lançadohorizontalmenteouobliquamenteé ummovimento compostopor doismovimentosindependentes,umsegundoxx e outrosegundoyy. Componente segundoadireçãohorizontal O projétil descreve ummovimentocomvelocidade constanteigual á velocidade inicial com que é lançado,dadoque não existem forçasaatuaremsegundoestadireção. O projétil temmovimentoretilíneouniforme. Componente segundoadireçãovertical O projétil cai emquedalivre,semvelocidade inicial,descrevendoummovimentoemque o mudulodavelocidade aumentae comaceleraçãoigual á aceleraçãoda gravidade,devidoá força gravítica. Satélites e movimento circular uniforme - Os satélitesgeoestacionáriossãosatélitesque se encontramparadosrelativamenteaum pontofica sobre a Terra,geralmente sobre alinhadoequador. - Têmum períodode 24h. Aplicaçõesdossatélites: Em telecomunicações; Na meteorologia; No reconhecimentoparafinsmilitares; Investigaçãoespacial Observaçãoda superfície daTerra Investigação. Comunicaçãoa longasdistancias; Para que um corpo consigaescapará força gravitacional terrestre,é necessárioque adquira uma velocidadede valormuitoelevado-cercade 40000 km por hora.
  14. 14. O movimentocircularuniforme: Trajetóriacircular Velocidadevariável mascommóduloconstante. Força resultante (forçacentrípeta) sempreperpendicularávelocidade Aceleração(aceleraçãocentrípeta) sempre perpendicularávelocidade. Aceleraçãocentrípeta– Representa-se porumvetorperpendicularaovetor velocidade ( direçãoradial) e orientadoparao centroda trajetória. Direção:radial; Sentido:Dirigidoparaocentroda trajetória; Força centrípeta: Direção:Radial Sentido:dirigidoparao centroda trajetória Intensidade: A velocidadeorbital - Nãodepende damassado satélite; - Depende damassado planetaemtornodo qual o satélite estáaorbitar; - Depende dadistânciaaque o satélite se encontradocentrodo planeta.
  15. 15. Período:é o tempoque demoraa completarum ciclo. Frequência:é onúmerode repetiçõesocorridasnumaunidadede tempo; Velocidadelinear: O vetorvelocidade lineartemdireçãotangente átrajetórianopontoconsideradoe osentido do movimentodocorpo. Velocidadeangular: Unidade:rads A velocidadeangulartemvaloresconstantesporque sãodescritosângulosaocentro,de igual amplitude,emintervalosde tempoiguais. A velocidadelineardoscorposdepende doraiodatrajetóriadescrita. A velocidadeangularé a mesmapara qualquercorpo,dependendoapenasdoangulo descrito( é independente doraiodatrajetóriapercorridacommovimentocircular uniforme). Comunicações No processode comunicaçãohásempre: Um emissor Um sinalpropagação Um recetor Comunicaçõesacurtas distancias: Um sinal e umaperturbaçãode qualquerespécie que é usadapaacomunicaruma mensagem. - Um sinal,é ma alteraçãodas propriedadesfísicasdomeio; - Para comunicar,é precisouma perturbaçãoque se propague;
  16. 16. Existemdoistiposde sinais: Quantoá localizaçãonotempo: -Sinal continuo –(se for definidoparaqualquervalordavariável tempo) -Sinal Curtaduração- (quandose define emintervalosde tempocurtos) Quantoá periodicidade: -Periódicos(quese repetemregularmente emintervalosde tempofixosouperiódicos) -Nãoperiódicos( Quandonãohá periodicidade narepetição) Movimentooscilatório:Sempre que umsistemasofre umaperturbaçãodasua +posiçãode equilíbrioestável,ocorre ummovimentode oscilação; As perturbaçõesnumsistemaemequilíbrioque provocamummovimentooscilatório propagam-se noeespaçoásua voltasendopercebidasnoutrospontosdoespaço. No movimentoondulatóriopropaga-seoutransmite energiamasnuncamatéria. As ondas: Solitária– Ondaassociadaa um só pulso Persistente–Ondaassociadaa umasequenciade pulsos; Naturezadasondas: Podemser: Mecânicas– precisamde um meiofísicopara se propagarem, ex:ondassonoras; Eletromagnéticas –nãoprecisasde um meiofísicopara se propagarem.Ex:ondasrádio; Tiposde ondas: Ondatransversal – A perturbaçãodá-se nadireçãoperpendicularáda propagação da onda( ex:ondaseletromagnéticas) Ondalongitudinal –A perturbaçãodá-se na direçãoda propagaçãoda onda ( ex:ondas sonoras). ----;----
  17. 17. Velocidadede propagaçãode umaonda: - A transmissãode umsinal faz-se de umpontopara o outro noespaçoe no tempo; - Há transferênciade energiadurante apropagaçãode um sinal; -Um sinal demoraumcerto tempoa percorrerum espaçoe,consequentemente,pode ser-lhe atribuídauma velocidade de propagação.Esse sinal transmite-se comvelocidadediferente em diferentesmeios; - A velocidade de propagaçãodepende daspropriedadesfísicasdomeio; Ondaperiódica– Resultadaemissãorepetidade umsinal aintervalosde temporegulares, independentemente dasuaforma; Á medidaque umaondaque uma onda periódicase propaga,cadapontodo meiooscila, regularmente,como mesmoperíodo( e,logo,amesmafrequência)dosinal que aorigina. Movimentoharmónico:
  18. 18. Sinal harmónicoe ondaharmónica: - A funçãoque descreve ossinaisharmónicosé trigonométrica.Variaperiodicamente como tempo. - Os sinaisharmónicossãosinusoidaise periódicos.Todostêmorigemnumaperturbação produzidaporosciladoresanimadosde movimentoharmónicosimples. - Um osciladordescreve ummovimentoharmónicosimples,numdadoreferencial,quandoa sua coordenadade posiçãonesse referencialé umafunçãosinusoidal numdadointervalode tempo. - A frequênciadaondageradaé igual á frequênciadafonte emissora. - Numaonda harmónica,a energiatransportadapelaondadepende daamplitudee da frequênciadosinal dafonte.A intensidade,que é aenergiatransferidaporunidade de tempo e porunidade de áreaperpendicularádireçãode propagação,depende tambémdaamplitude e da frequência: - Para ondasharmónicascom a mesmafrequência,aondacom maioramplitude temmaior intensidade. - Para ondasharmónicascom a mesmaamplitude,aondacom maiorfrequênciatemmaior intensidade. O som O som temorigemnavibraçãode partículasou corpos- fonte sonora; A frequênciae aamplitude resultadomovimentovibratóriodaspartículasemredor da fonte sonora; O som é uma ondade pressão,poisexistemzonasde compressãoe rarefaçãodoar; As ondassonorassão longitudinais:aspartículasoscilamna direçãode propagaçãoda onda. O som sose propagaem meiosmateriaiselásticos.A suavelocidadedependedomeio de propagação. A intensidade de umsompermite distinguirumsomforte de som maisfraco( menos intenso).Quantomaiorfora amplitude daondasonoramaioré a intensidade dosom. A alturade umsom permite saberse este é grave ouagudo. Um som agudotem maiorfrequênciaque umsomgrave. Quantomaior a frequência,maioraalturado som. Para ondasharmónicascom a mesmaamplitude,aondacom maioramplitude temmaior intensidadesonora. Para ondasharmónicascom a mesmaamplitude,aondacom maiorfrequênciatemmaior intensidadesonora.
  19. 19. Intensidade sonora– Energia,que emcada unidade de tempo,atravessaumaáreaunitária perpendicularádireçãode propagação. É diretamente proporcional áfrequênciae á amplitude - Sonspuroscom a mesmafrequência:é maisintensoodaonda de maior amplitude. -Sonspuroscom a mesmaamplitude:é maisintensoodaonda de maiorfrequência. Sonspuros – um só comprimentode ondacujaformaé a da função senooucosseno – onda harmónica; Sonscomplexos –Mais do que um comprimentode onda.Nãoé uma ondasinusoidal com frequênciabemdefinida. Sonsharmónicos – Sons puroscuja frequênciaé múltipladafrequênciadosomfundamental. Microfone e altifalante - O microfone converte osinal sonoronumsinal elétricocomamesmainformação. - O altifalante converte umsinal elétriconumsinal sonorocomamesmainformação. Basesde funcionamentodestes: Acústica; Eletricidade e Magnetismo Mecânica; Magnetismo Campode forças – Toda a regiãodo espaçona qual uma certa influenciase fazsentir.Uma partícula colocadaemqualquerpontodessaregiãosofre aação de uma forçabem definida. Íman:Quanto menora distanciadocorpo ao íman, maiora força a que o corpo ficasujeito,ou sejamaisintensoé o campomagnético. Uma linhade campo de um campo magnéticoé umalinhatangente emcada pontoao vetor campo magnéticoe orientadanosentidodeste.
  20. 20. Propriedadesdaslinhasde campo: - São tangentesemcadapontoao vetorcampo magnético. - Têmo sentidodocampo magnético; - O númerode linhasde campo,por unidade de áreaé diretamente proporcional áintensidade do campo magnético: As zonasmaisdensasde linhasde camposão aquelasemque o campoé maisintenso. - São linhasfechadas –Saemdo poloNorte e entrampelopoloSul. - Aslinhasde campo magnéticonuncase cruzam. Campomagnéticoemformade U: Entre osramos paralelosdoíman há umcampo magnéticouniforme- ovetoré constante e as linhasde camposão paralelase equidistantes. Campomagnéticocriadopor fiocondutorelétricoretilíneo: - Circunferênciasem planoshorizontaissendoocampomagnéticoperpendicularaofio; - O campo tema mesmaintensidadeámesmadistanciadofioe diminui ámedidaque a distanciaaumenta; - O campo magnéticoserátantomaisintensoquantomaiorfora intensidadedacorrente elétrica. - Agulhasmagnéticassituadassobre linhasde campoorientam-se nadireçãodocampo( tangente áslinhas) e apontamnosentidodocampo( dado pelopolonorte daagulha) Campomagnéticocriadopor fiocondutorelétricocircular: - Aslinhasde campo passampelointeriordoanel e fecham-se porcimae por baixodeste. - Sobre o eixodaespira,ocampo magnéticotema direçãodopróprioeixo. - O campo vai diminuindode intensidade comadistancia. Campomagnéticocriadopor um bobinaousolenoide: - Aslinhasde campo fecham-se peloladode foradocilindrode correntes; - Linhasde campo semelhantesáscriadaspor umbarra magnética. - Comuma bobinamuitolonga,ocampo no interiorseriaaproximadamente uniformee no exterioraproximadamente nulo.
  21. 21. Campomagnéticoterrestre A Terra comporta-se comoumíman. A diferenciaangularentre opoloNorte magnéticoe opolonorte geográficoé chamada declinaçãomagnética. - Um polonorte magnéticoestápróximodopolosul geográficoe umpólosul magnéticoestá localizadopróximodopolonorte geográfico. - A configuraçãodocampo magnéticoterrestre é muitoparecidacoma que se teriase uma grande barra imanizadafosse enterradanasprofundezasdaTerra. Declinaçãomagnética: diferençaentre osrumosNorte verdadeiroe orumo Norte indicadopor uma bússola. Um campo magnéticoé produzidoporum íman mastambémpode serproduzidopor um fiopercorridoporuma corrente elétrica. Comouma corrente elétricaé ummovimentoorientadode cargas,numfioonde passa corrente há um campoelétrico. Camposelétricosestãorelacionadoscomcamposmagnéticos. O campo elétrico: Pode terdoistiposde carga: positivae negativa. Objetoscomcargas elétricasdomesmosinal repelem-se,de sinaisopostosatraem-se. A unidade SIdacarga elétricaé o Coulomb,C, que é a quantidade de cargaque passa por um condutor,durante umsegundo,quandoaintensidadedacorrente é um ampere. Podemosconsiderarumaquantidademínimade energia,chamadacargaelementar que temcomo valor1,602 elevadoamenos19. A eletrizaçãode umcorpopode serconseguidaporfricção,contacto ou indução. Principiodaconservaçãodacarga: - Numsistemafechado,acarga total dosistemapermanece constante. - Certosmateriaissãocondutorese outrossãoisoladores. -Nosmateriaisisoladores,oseletrosestãofortemente ligadosnaestrutura,nãopodendo passar facilmentede umátomopara o outro. - Nosmateriaiscondutores,oseletrõesde conduçãooueletrõeslivrespodem movimentar-se comfacilidade entre átomosvizinhos. Campoelétrico- Unidade SI- NewtonporCoulomb(NC)
  22. 22. O campo elétrico:  Depende dacarga criadora.  Depende dadistanciadacarga. Campoelétricocriadoporum carga pontual positiva: O campo elétricotemomesmosentido,qualquerque sejaosinal dacarga colocadanum ponto. O vetorcampo elétricoapontaparafora. Campocriado por umacarga pontual negativa: O vetorcampo elétricoapontaparadentro. Características do vetorcampo elétrico:  Pontode aplicação – Pontoconsiderado;  Direção– da retaque une a carga criadora ao pontoconsiderado.  Sentido–Apontapara forada carga criadoraquandoesta é positiva.Apontapara dentroquandoestaé negativa.  Intensidade –diretamente proporcional ácarga criadorae inversamente proporcional ao quadradoda distanciada carga criadora ao pontoconsiderado. As linhasdocampoelétrico: - Têmo sentidodocampo elétrico. - São tangente emcadapontoao vetorcampoelétrico. - O nº de linhasde campo,por unidade de área,é proporcuinal á intensidade docampo elétrico. - Começamnascargas positivase terminamnascargasnegativas. - Linhasuniformese paralelas. Caudal – é a quantidade de fluidoque atravessaasecçãode um tubopor unidade de tempo. Fluxomagnético –avaliaa quantidade de linhasde campomagnéticoque atravessaasecção de uma espira;
  23. 23. Fluxomagnéticoatravésde umae de váriasespirascondutoras - Se o íman estivermuitoafastadodaespira,sóalgumaslinhasde campoatravessama superfície.A induçãomagnéticanointerior daespiraé poucointensa. - Se o íman estivermaispróximodaespira,maislinhasde campopassamatravésdaárea da superfície.A induçãomagnéticanointeriordaespiratorna-se intensa. - Se aumentara área de superfície delimitadapelaespirae oíman se movernas suas proximidades,aumentaonúmerode linhasque atravessamareferidaárea.A indução magnéticanointeriordaespiraé ainda maisintensa. Fluxomagnético: O Fluxomagnéticoque atravessaumabobinade espirasé calculadopeloprodutode um númeroN de espiras dabobinapelo pelofluxomagnéticoque atravessaumaqualquerespira supondoque sãotodas iguais. A superfície delimitadapelasespiracondutoraé perpendicularaocampo magnéticoe ovetor betatem o mesmosentidodanormal o - ângulode 0 graus - o fluxoé positivoe temumvalor máximo. A superfície delimitadapelasespiracondutoraé perpendicularaocampo magnéticoe ovetor betatem sentidoopostoaodanormal- O anguloé de180 graus - o fluxoé negativo e tem valormínimo. A superfície delimitadapelaespiracondutoratemaorientaçãocoincidente comadireçãodo vetorbeta. O anguloé 90º ou 270º- O fluxoé nulopoisnenhumalinhade campo atravessaa espiracondutora Há corrente de induçãonaespiracondutoradesde que varie: - A intensidade dainduçãomagnética. - A orientaçãorelativadaslinhasde campo. - A áreada espiracondutora. A grandezafísicaque relacionaestesefeitosdesigna-se por:fluxomagnético. Resumo: O fluxodepende daintensidadedocampomagnético,daáreadas espiras e doanguloentre uma linhaperpendicularaespirae uma linhade campo
  24. 24. -Serátanto maiorquantomaiorfor a intensidade docampomagnético,aáreada espirae o númerode espiras -Serámáximoquandooplanode espirafor perpendicularaslinhasde campoporque a espira será atravessadapelonúmeromáximode linhasde campo -seránuloquandoo planoda espiracoincide comoplanodas linhasde campoporque a espira não seráatravessadapor linhasde campo. -é positivoparaa menorque 90º e negativoparaa maiorque 90º Indução eletromagnética: - Foi descoberta por Faraday e Henry. - Realizaramexperiencias que lhes permitiram concluir que os campos magnéticos poderiam gerar campos elétricos. -Os geradores eletromagnéticos, os motores elétricos e os transformadores funcionam com base na Indução eletromagnética. A induçãoeletromagnética–consiste na produçãode corrente numcircuitoelétricofechado, quandonele ocorre umavariação de fluxomagnéticoque atravessaasuperfície definidapelos condutores. As correntesproduzidaschamam-secorrentesde induçãooucorrentesinduzidas. - O circuitoelétricopercorridopelacorrente induzidadesigna-se porcircuitoindutor. Experienciasfeitas: 1 - á custa do movimentode umímanjuntoa uma bobina,é possível cariaro fluxomagnético do campopor ele criado,originandoassimumacorrente elétricainduzidanosterminaisda bobina. 2 – O sentidodacorrente depende dosentidodomovimentodoíman. 3- Quanto maisrápidofor a variaçãodo fluxomagnético,maiorseráaintensidadedacorrente induzida. 4- Não há corrente induzidase oíman se moverparalelamenteaoplanodabobina. Lei de ohm: A potencianumcircuitoserátanto maiorquandomaiorfor a força eletromotriz induzida.
  25. 25. Geradorese Motores: - Operamcom base na indução - Geradorde corrente alternada:aparelhoque converteenergiamecânicaemenergiaelétrica. - Geradorde ACmais simples: espiracondutoraque giragraças a um agente externo,num campo magnético Microfone a altifalante Funcionamentodomicrofone: Quandoo som atinge a membrana,estaentraemoscilaçãodevidoásvariaçõesde pressão, provocadaspelaondasonora,onda de pressão. Comoa membranaestáligadaá bobina,estapassaa oscilacom a mesmafrequência,Durante este movimento,ofluxomagnéticodocampocriado peloímanvaria,induzindoumaforça eletromotrizque dáorigemaumacorrente elétricanabobinadomicrofone. Estacorrente alternadainduzidanabobinaapresentaasmesmascaracterísticasdosom original querem frequênciaqueremintensidade. Altifalante:
  26. 26. Comunicações de informação a longas distancias Comojá sabemos,paraque a comunicaçãosejapossível é necessárioexistir: - Um emissor( afonte de informação). -Um portador( São as ondassonoras) - Um recetorda informação ( ouvidos,porexemplo). Limitaçõesdosompara comunicar: - Algumaenergiadasondassonorasé absorvidapelomeiodurante apropagação. - O somdiminui de intensidadeámedidaque se propagaemvariasdireções; -O somnecessitade ummeiomaterial parase propagar,não se propaga no vazio. Amortecimento –A energiaassociadaásondassonorasdissipa-se nomeiode propagação, devidoáinteraçãocom o meiodurante asua vibração. Atenuaçãodosom: É diretamente proporcional ásuafrequência,ouseja,umsomagudoextingue-se empoucos metros,enquantoumsomgrave pode ouvir-se aquilómetrosde distância. É inversamente proporcionalá temperaturae á humidade. Alternativa:ondaseletromagnéticas Ondas eletromagnéticas Vantagensdacomunicaçãopor estasondas: - Propagam-se novazio. - Têmuma velocidade de propagaçãomuitosuperior; - Nãosofremtantasperdasde energia,peloque adiminuiçãodasuaintensidadenãoé tão elevadacomonasondassonoras. Espetroeletromagnético:Conjuntode todasasondaseletromagnéticasde diferentes frequências.
  27. 27. História: Hans ChristianOersted -Descobriuoeletromagnetismoatravésdosefeitosdos magnéticosdacorrente elétrica. Samuel Morse - Inventouotelégrafoque funcionavapormeiode sinaisque eramenviadosde formarápida, barata e segura,constituindooCódigoMorse. Michael Faraday - Aprofundouoconhecimentosobre oeletromagnetismo. - Concluiuque camposmagnéticosvariáveispodemoriginarcamposelétricos- corrente elétricainduzida. JamesMaxwell - Conseguiuprovarteoricamente aexistênciade ondaseletromagnéticas,idênticasásondas luminosas,que se propagavamnovazioávelocidade daluz. -Afirmouque aluzé umaonda eletromagnética. - Lançou as “equaçõesde Maxwell” Concluiuque: - Um campo elétricovariávelproduzumcampomagnéticovariável. - Esse campo magnéticovariável produzumcampoelétrico. -Em ambosos casos o vetorcampoelétricoe campomagnéticosãoperpendiculares. HeinrichHertz - Conseguiuproduzire receberondaseletromagnéticas,aorealizarumaexperiencianaqual criouartificialmente,e peloprimeiravez,ondasde radioque foramdominadasporondas hertzianas. GuglielmoMarconi - Aperfeiçooue explorouosistemade comunicaçãoque até á alturase processavaatravésde fios. -Construiutransmissorese recetoressemfiose conseguiuenviaraprimeiramensagem telegráficasemfiosapartirdo seusótão. Comose produzuma ondaeletromagnética? - Uma carga elétricaoscilante produzumcampoelétricovariável. -Um campo elétricovariável produzumcampomagnéticovariável.
  28. 28. - A propagaçãode um campo elétricoe magnéticovariáveis( campoeletromagnético) origina uma ondaeletromagnética,cujadireçãode propagaçãoé perpendicularásdireçõesdos camposelétricoe magnético( ondatransversal). - Para a produçãoe receçãode ondaseletromagnéticasé necessárioexistirumaantena emissorae umaantenarecetora. Resumindo: A produçãode uma onda eletromagnéticatemoseguinte fundamento: - Uma carga elétricaoscilante produzumcampoelétricovariável; - Uma campo elétricovariávelproduzumcampomagnéticovariável. - A propagaçãode um campo E e B variáveis,originaumaondaeletromagnética,cujadireção de propagação é perpendicularasdireçõesdoscamposEe B. Utilização: - TV -Radio -Wi-Fi -(…) Comose efetuaacomunicação: Ondasportadoras- usam-se paratransmitira informaçãocontidanossinaissonoros.Praissoé necessárioconverterosinal sonoroemelétrico. Transdutoresde entrada- transformamumagrandezanãoelétricanoutraque é elétrica, microfone. Transdutoresde saída – transformamuma grandezaelétricanoutranãoelétrica,altifalante. Estessinaiselétricos,podemseranalógicosoudigitais,dependendodassuascaracterísticas. Sinal analógicoe sinal digital Sinal analógico- varianotempode umaforma continuae suave. É originadoporuma grandezaque varia de um modocontínuoao longodo tempo.É uma funçãocontínua no tempo.
  29. 29. Sinal digital - Nãovaria continuamente como tempo( é umafunção descontinua.Podeterdoisvalores:1 ou 0. Conversão do sinal A voze a musicaque ouvimossãosinaisque variamde formacontinua,são sinais analógicos. -Para beneficiardatecnologiadigital é necessáriorealizarumaconversãode analógicopara digital.Ésob estaformaque os sinaissãotransmitidosouguardadosnoscomputadorese nos discoscompactos. -Porem,paraque depoisamensagem, quer sejasonoraoupor imagem, sejaentendidapelo recetor,é necessáriofazerumaconversãodigital paraanalógico,tentandoreproduziro melhorpossível ascaracterísticasiniciais. Sinal digital  descodificador pulsode tensão  conversor sinal analógico. A qualidade dosinal dependedonumerode estadosde quantizaçãoutilizadose dafrequência de amostragem. Vantagens do digital em relação ao analógico - A transmissãoe oarmazenamentoé muitomaisfiável. - O sinal analógicoperde emamplitude,e aoamplificar,é tambémamplificadooruido. - O sinal digital é também atenuadoquandoé transmitido,masnosrepetidoressóé amplificadaainformação. - A informaçãodigital pode serfacilmente encriptável.
  30. 30. Transmissão de Sinais Os sinaisanalógicospodemsofreralteraçãonasuaforma devidoa: -distorção– se o sinal é alteradoporrespostainadequadadosistemade transmissão. - Interferência–ocorre porsobreposiçãode sinaisestranhos,emitidosnamesmagamade frequênciasmasporoutrasfontes. - Ruido- é devidoasinaisocasionaisimprevisíveisque distorcemamensagemoriginal.Estes podemserproduzidosexternaouinternamente aosistema.~ Os sinaisafetadosnãosãoafetadospeloruido. Para que sejapossível atransmissãode informação a longasdistancias,é necessárioque seja doissinaisiniciais: - sinal de informação- porexemplo,sinalsonoroouimagem. -ondaportadora– temamplitude constante e frequênciaelevada. A combinaçãode duasondas,da onda portadorae da ondaassociada á informaçãoa transmitir,designa-se modulação. A ondaresultante designa-seporondamodulada. Modulação – é umprocessoatravésdo qual uma propriedade daondaportadora( por exemplo,amplitude oufrequência) é modificadapelainformação. Há doisprocessosde modulação: - Sinal moduladaemamplitude( AM). . Sinal moduladamfrequência( FM). Modulaçãoem amplitude: - Consiste navariaçãoda amplitude daondaportadorade frequênciamuitoelevadapelosinal a transmitir. - O sinal de informaçãoatransmitirproduzvariaçãona amplitude daondaportadora.
  31. 31. Modulaçãoem frequência: - Consiste navariaçãoda frequênciadaondaportadorapelosinal a transmitir,mantendoa amplitude constante. - O sinal dainformaçãoa transmitirproduza variaçãona frequênciadaondaportadora. Vantagensdamodulação: - Alta- fidelidade; - Fraca sensibilidade aruídos; - Fácil sintonização;
  32. 32. Fenómenos ondulatórios As ondaseletromagnéticasencontramobstáculosnoseupercursoe podemsofrerreflexão, refração,serabsorvidasoudifratadas,sendooseualcance diferente doque seriase a propagação fosse retilínea. Quandouma ondaincide nummeio,asua energiareparte-se,podendosercedida parcialmente aesse meio.
  33. 33. Absorção:quandohá transferênciade energiadaondapara o meiomaterial que atravessa. Reflexão:Quandoumaondaincide nasuperfície de separaçãode doismeiosparte daenergia que transportavavoltaao meioonde inicialmente se propagava. Refração:Quandouma ondaincide na superfície de separaçãode doismeiosparte daenergia que transportavaatravessaa superfície e continuaapropagar-se nosegundomeio. Istodepende: Da frequênciadaondaincidente. Da inclinaçãodofeixe incidente. Das propriedadesdos materiaisonde asondasse propagam. Reflexãodaluz Pode ser: Reflexãoregular–se o feixe incidirnumasuperfíciepolidae osraiosforemrefletidosna mesmadireção. Reflexãoirregularoudifusãodaluz – se o feixe incidirnumasuperfície nãopolidae osvários raiosforemrefletidosemdireçõesdiferentes. Leisda reflexãode Snell-Descartes - O raioincidente,anormal e o raio refletidoestãonomesmoplano. - O angulode incidênciaé sempre igual aoangulode reflexão. Refraçãoda luz A refraçãoconsiste nodesviodadireçãode propagaçãoda onda devidoávariação da velocidade de propagaçãoquandopassade ummeiopara outro. Ocorre quandoa ondapenetranummeiodiferente emque avelocidadede propagaçãoé diferente,mudandoassimde direçãode propagação. Quantomaior a densidade domeiomenoravelocidade daluznesse meio. Um meioóticomais densodiz-se maisrestringente.
  34. 34. Quandoa luz passade ummeiomenosparaum meiomaisrestringente,oraiorefratado aproxima-se danormal. Índice de refração: Para caracterizar o grau de refraçãode cada material utiliza-se oíndice de refração,n. É a razão entre a velocidade de propagaçãodaluznummeiode referencia( vazio) e a velocidade de propagaçãodaluznesse material. Substanciasmaisdensas – maioríndice de refração.( oticamente densos). Reflexãototal daluz: Quandoa luz passade ummeiomaisrefringenteparaoutromenosrefringente,podemos verificarque apartir de um dadoangulode incidênciatodaaluzse reflete e nenhumase refrata. Angulocritico: Angulode incidênciaparaoqual o de refraçãoé de 90º. Nestasituação,o raiorefratadosegue asuperfície de separaçãoentre osdoismeios.
  35. 35. Fibra ótica São um poderosomeiode comunicaçãoalongadistância,substituindooscaboscoaxiaisde cobre. São constituídasporlongostubosde material flexível de índice de refraçãoelevado.Este material estárevestidoporoutromaterial de menoríndice.A luzpercorre ovidrosofrendo sucessivasreflexõestotais. A luzpropaga-se diretamente emlinhareta. -- São constituídasporum núcleode índice de refração elevado,umrevestimentode refração menore u a proteçãoexterior. Vantagens: -Altamente eficientesparatransmitirinformação. -Maior capacidade de transmissão. -Menordegradaçãodo sinal. -Menorconsumode energia. -Maislevos; - Mais barato; -Maisfinas.

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