1. Bola de vôlei 2. Bilha 3. CD

Transcrição

1 1. Bola de vôlei 2. Bilha 3. CD

2 FÍSICA I Prof. José Freire

3 Sala bloco II (acima da secretaria do depto. de Física)

4 Tópicos do curso P1 Medidas Cinemática em 1D e 3D Vetores P2 Equações de Newton Trabalho e Energia P3 Sistema de Partículas Rotação Momento Angular F = ma

5 No nível do curso...

6 Para aprender mais...

7 Sobre as aulas Todas as aulas serão em Power-Point Todas as aulas estarão disponíveis para download (versão PDF) no site Todos os applets usados em sala estarão disponíveis para download no site Uma lista de presença deve ser assinada ao final da aula

8 O que será cobrado 1. Saber usar corretamente as equações (não é necessário memorizar) 2. Entender os limites de validade das equações 3. Reconhecer em um problema os conceitos físicos/equações que se aplicam

9 Como estudar? 1. ENTENDA os conceitos/equações 2. Faça TODOS os problemas das listas de exercícios 3. Os problemas que você não conseguir fazer são os mais úteis, eles indicam os conceitos/equações que devem ser revistos 4. Reveja esses conceitos/equações e volte ao problema 5. Me procure

10 Porque um Engenheiro Químico precisa saber Física?

11 Chemical engineering requires a foundational knowledge in chemistry, biology, physics, and mathematics. From this foundation, chemical engineers develop core expertise in thermodynamics, transport processes, and chemical kinetics. Combined with a range of complementary elective courses, this describes the essential academic structure behind our three undergraduate degree programs, which are each described below.

12 Student Outcomes The ability to apply basic mathematics, physics, chemistry and biology that underlie the practice of modern technology. The ability to apply the engineering sciences of mass and energy balances, thermodynamics of physical and chemical equilibria, and heat, mass and momentum transfer that underlie the analysis and design of process engineering components. The ability to apply science and engineering in the analysis and evaluation of process engineering components and systems. The ability to accomplish basic design and optimization of process components and systems. An understanding of the molecular structure and interactions and how these parameters influence macroscopic properties. The ability to plan experimental research and carry through with the collection and evaluation of experimental data. An understanding of basic engineering economics and the ability to apply economic principles to the design and optimization of process engineering systems. The ability to express ideas and positions clearly and concisely, both orally and in writing. An understanding of the social and cultural context of their work, and the associated ethical responsibilities of professional engineering. An appreciation of the importance of safety and environmental aspects in the design and operation of process engineering systems. A facility in self-education required to tackle a novel problem. The ability to work effectively in a professional team The ability to use computers in problem solving and basic facility in the use of available software applications.

13 O que será cobrado (lembrando...) 1. Saber usar corretamente as equações (não é necessário memorizar) 2. Entender os limites de validade das equações 3. Reconhecer em um problema os conceitos/equações que se aplicam

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15 Termodinâmica para o Físico Rudolf Clausius Ludwig Eduard Boltzmann ( ) Josiah Willard Gibbs ( )

16 de = calor + trabalho TdS ds 0 (sistema isolado) S = k B log Ω

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18 Tratamento de água contaminada

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20 Porque um Engenheiro Mecânico precisa saber Mecânica Clássica?

21 Upon graduation with a BSME degree, the students will have obtained: (a) an ability to apply knowledge of mathematics, science, and engineering; (b) an ability to design and conduct experiments, as well as to analyze and interpret data; (c) an ability to design a system, component, or process to meet desired needs within realistic constraints such as economic, environmental, social, political, ethical, health and safety, manufacturability, and sustainability; (d) an ability to function on multidisciplinary teams; (e) an ability to identify, formulate, and solve engineering problems; (f) an understanding of professional and ethical responsibility; (g) an ability to communicate effectively ; (h) the broad education necessary to understand the impact of engineering solutions in a global, economic, environmental, and societal context; (i) a recognition of the need for, and an ability to engage in life-long learning; (j) a knowledge of contemporary issues; (k) an ability to use the techniques, skills, and modern engineering tools necessary for engineering practice.

22 O que será cobrado (lembrando...) 1. Saber usar corretamente as equações (não é necessário memorizar) 2. Entender os limites de validade das equações 3. Reconhecer em um problema os conceitos/equações que se aplicam

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25 Mecânica dos Fluidos para o Físico Claude-Louis Navier ( ) Sir George Gabriel Stokes ( ) ρ t u + u u = p + μ 2 u + μ u 3 + ρg

26 Cavitação

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28 Física e Medidas

29 FÍSICA é uma CIÊNCIA EXATA 1. Estuda fatos empíricos (observáveis, reprodutíveis, mensuráveis) 2. Grandezas analisadas devem ser exprimíveis em números 3. Padrões de medida são necessários 4. Desafio: exprimir os fenômenos observados em equações

30 KILOGRAMA a história do kilograma:

31 METRO e SEGUNDO A história do metro e do segundo:

32 Toda medida tem uma INCERTEZA associada

33 Resolução do Instrumento de Medida

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37 Incerteza devida a resolução do instrumento L = 4,6 ± 0,2 cm

38 Incerteza devida ao processo de medida Medida [s] 2,52 2,53 2,51 2,52 Medida [s] 2,52 2,37 2,40 2,50 Δt = 2,52 ± 0,01 s Δt = 2,4 ± 0,1 s

39 Somar ou Subtrair Medidas Manter a MENOR das PRECISÕES 138,7 m + 0,23 m = 138,93 m = 138,9 m 9,7 km + 1,2 m = 9,7 km

40 Multiplicar ou Dividir Medidas Manter a MENOR quantidade de ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS v = 3,6 ± 0,2 cm 2,52 ± 0,01 s = 1,4 ± 0,1 cm/s 1,3438 cm/s = 3,4 cm 2,53 s < v < 3,8 cm 2,51 s Na prática, 3,6 2,52 = 1,4285 = 1,5139 cm/s

41 Algarismos Significativos 0,0045 m 4500,0 m

42 Exemplo Um carro percorre 40 km a 30 km/h e outros 40 km a 60 km/h. Qual o tempo total de viagem? Δt = 40 km 30 km/h + 40 km 60 km/h = 1,3333 h + 0,6666 h = 1,3 h + 0,67 h = 1,97 h = 2,0 h

43 Notação Científica (um exemplo) L = 0, m = 3, m incerteza = 0, m = 10 8 m ordem de grandeza = 10 5 m 10 = 3,1622

44 Estimativa de Ordem de Grandeza

45 Quantos copos de água há nos oceanos?

46 Oceano Pacífico visto do espaço ~ 6400 km

47 Volume de água nos oceanos 0,70 4πR 2 4 km = 1, km 3

48 Número de copos de água nos oceanos 1, km ml = 1,4 109 (10 3 m) (10 3 )(10 1 m) 3 = 7, copos = = 7 quintilhões

49 Quantas moléculas de água há em um copo? 200 g 18 g , moléculas de água

50 Dividindo moléculas em copos

51 O mundo contém coisas de tamanhos bem diferentes...

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53 Sol versus Terra R Sol ~ km R Terra ~ km D T S ~ 1, km

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55 Sistema Solar vs. distância Sol-aCentauro D Sol αcentauro ~ 4,4 anos luz = km D Sol Plutão ~ km