NÍVEL DE ENSINO: Graduação CARGA HORÁRIA: 80h PROFESSORA-AUTORA: Marina Valentim APRESENTAÇÃO

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1 NÍVEL DE ENSINO: Graduação CARGA HORÁRIA: 80h PROFESSORA-AUTORA: Marina Valentim ONDAS E ÓTICA FÍSICA TERMODINÂMICA, APRESENTAÇÃO A disciplina aborda conteúdos como hidrostática, termodinâmica, ondas e ótica, essenciais para a formação de profissionais que querem conhecer o mundo da física e suas várias aplicações. Primeiramente apresentaremos os conceitos de pressão, empuxo e suas aplicações para discutirmos equilíbrios em fluidos: a hidrostática. O estudante irá aprender também sobre calor e temperatura, e como essas grandezas se relacionam no mundo físico. Apresentaremos os gases ideais e as transformações desses gases, e isso permitirá ao estudante descrever e entender processos térmicos, desde o funcionamento de uma locomotiva a vapor, até a simples troca de calor entre um forno aquecido em uma cozinha. A primeira e segunda leis da termodinâmica também serão estudadas, com o objetivo de entender os processos energéticos de trocas de calor. A parte de ondulatória classificará os movimentos como periódicos ou não, descrevendo o movimento harmônico simples. As propriedades ondulatórias e os fenômenos ondulatórios serão apresentados e isso permitirá ao aluno compreender a interferência das ondas, as ondas eletromagnéticas, o comportamento das ondas em diferentes meios, o som, a formação de ondas estacionárias, dentre outros tópicos. Finalizaremos a disciplina falando sobre os fundamentos de ótica e os estudos das lentes e espelhos, para podermos compreender o funcionamento do olho humano, do microscópio, da lupa e outros instrumentos óticos.

2 ONDAS E ÓTICA FÍSICA TERMODINÂMICA, EMENTA Hidrostática: pressão e suas aplicações, empuxo. Calor e temperatura: equilíbrio térmico e dilatação. Transferência de calor. Mudança de fases. Gases: características, equação de estado. Trabalho e energia interna. Primeira lei da termodinâmica e suas aplicações. Segunda lei da termodinâmica, ciclo de Carnot e suas aplicações. Movimento periódico: oscilações, movimento harmônico simples e suas aplicações. Classificação das ondas e suas características. Fenômenos ondulatórios e suas aplicações. Princípio da superposição e ondas estacionárias. Ondas sonoras. Fundamentos de ótica: natureza da luz. Fenômenos ondulatórios e suas aplicações. Lentes, espelhos e instrumentos óticos. OBJETIVO GERAL Apresentar a hidrostática, a física das ondas, a física térmica, ondulatória e os fundamentos de ótica por meio de exemplos do dia a dia. Compreender os fenômenos físicos relacionados ao conteúdo da disciplina. Conhecer os conceitos principais relacionados à física hidrostática, térmica, ondulatória e à ótica.

3 CONTEÚDO PROGRAMÁTICO Conhecer as escalas termométricas e saber fazer a equivalência entre elas. Caracterizar os processos de transferência de calor e conhecer suas características. Classificar as mudanças de fase e entender o processo de transferência de calor envolvido nessas mudanças. Entender o processo de dilatação de sólidos, líquidos e saber dimensionar a dilatação linear, volumétrica e superficial. Conhecer o processo de dilatação irregular da água e suas consequências. UNIDADE 1 HIDROSTÁTICA UNIDADE 3 GASES, PRIMEIRA E SEGUNDA LEIS DA TERMODINÂMICA Pressão Pressão atmosférica Aplicações Princípio de Arquimedes Compreender o conceito de pressão, da pressão de um líquido. Saber calcular pressão e conhecer sobre suas várias unidades. Compreender quais as influências da pressão atmosférica no dia a dia e compreender o seu significado. Conhecer o princípio de Arquimedes e entender as suas aplicações. UNIDADE 2 Calor e temperatura Escalas de temperatura Transferência de calor Mudança de fase Dilatação Dilatação anômala da água TEMPERATURA, CALOR E DILATAÇÃO Modelo de um gás ideal Equação de estado Energia interna e trabalho Primeira lei da termodinâmica e as transformações térmicas Máquinas térmicas Refrigeradores Ciclo de Carnot Conhecer o modelo de um gás ideal e suas propriedades. Entender o conceito de pressão, volume e temperatura de um gás. Conhecer sobre o conceito de energia interna e trabalho de um gás. Saber aplicar a primeira lei da termodinâmica às transformações térmicas. Entender o que é uma máquina térmica e como ela funciona. Entender o que é um refrigerador e como ele funciona. Saber identificar um ciclo de Carnot, calcular a sua eficiência e aprender sobre a sua importância. Entender o significado de calor e temperatura sob o ponto de vista físico. Compreender o significado de equilíbrio térmico aplicado a diversas situações.

4 MOVIMENTOS PERIÓDICOS E O MOVIMENTO HARMÔNICO SIMPLES UNIDADE 4 UNIDADE 6 ONDAS SONORAS Movimentos periódicos Movimento harmônico simples Aplicações do movimento harmônico simples Compreender o que é um movimento periódico e os conceitos de período e frequência. Conhecer o movimento harmônico simples e todas as suas características. Conhecer as aplicações do movimento harmônico simples. Características da onda sonora Intensidade, altura e timbre Efeito Doppler. Conhecer as características das ondas sonoras. Saber identificar nos fenômenos do cotidiano as características físicas do som. Aprender sobre o efeito Doppler qualitativamente. UNIDADE 7 ESPELHOS E LENTES UNIDADE 5 ONDAS E FENÔMENOS ONDULATÓRIOS Classificação das ondas Equação do movimento ondulatório Ondas em uma corda Reflexão e refração Difração Interferência Ondas estacionárias Conhecer as características de uma onda e as classificações existentes. Aprender sobre a equação do movimento ondulatório e saber aplicar a equação a determinadas situações. Conhecer sobre os fenômenos ondulatórios, conhecendo as suas características. Relacionar fenômenos cotidianos aos fenômenos ondulatórios. Saber identificar uma onda estacionária e compreender a sua formação. Reflexão da luz Espelhos planos Espelhos esféricos Refração da luz Lentes Aprender características e princípios da reflexão da luz. Compreender a formação de imagens nos espelhos planos e esféricos. Aprender sobre o princípio de refração da luz e suas características. Compreender a formação de imagens nas lentes. UNIDADE 8 O olho humano A lupa A máquina fotográfica O microscópio INSTRUMENTOS ÓTICOS Aprender sobre o funcionamento dos instrumentos óticos de forma qualitativa. Saber aplicar os conhecimentos fundamentais da ótica nos instrumentos óticos.

5 COMPETÊNCIAS Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade. Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos. Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos. Apropriar-se de conhecimentos da física para, em situações-problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas. HABILIDADES Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios, termodinâmicos e oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos. Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas. Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, e sistemas tecnológicos de uso comum. Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas e linguagem simbólica. Relacionar propriedades físicas, químicas e biológicas de produtos, além de sistemas e procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam. Utilizar leis físicas e/ou químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica. BÁSICA BIBLIOGRAFIA HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física, vol.2, 9 ed. Rio de Janeiro: LTC, TIPLER, Paul; MOSCA, Gene. Física para Cientistas e Engenheiros, vol.1, 6 ed. Rio de Janeiro: LTC, SEARS; ZEMANSKY. Física II. Termodinâmica e ondas, 12 ed. São Paulo, Pearson, COMPLEMENTAR CHAVES, Alaor. Física Básica: Gravitação, fluidos, ondas, termodinâmica. Rio de Janeiro: LTC,2011. HEWITT, Paul. Fundamentos de Física Conceitual, 11 ed. São Paulo: Bookman, BAUER, Wolfgang; WESTFALL, Gary; DIAS, Helio. Física para Universitários: Relatividade, Oscilações, Ondas e Calor. São Paulo: McGraw_ Hill, SERWAY, Raymond; JEWE14:2014:20TT, John. Princípios de Física, vol.2, 5 ed. São Paulo: Pearson, NUSSENZVEIG, Moysés. Curso de Física Básica, vol. 2, 5ª edição. São Paulo: Blucher,2014. Versão: 2016/1