Bacharelado em Engenharia Civil. Disciplina: Física Geral e Experimental II 2º período Prof.a: Erica Muniz

Transcrição

1 Bacharelado em Engenharia Civil Disciplina: Física Geral e Experimental II 2º período Prof.a: Erica Muniz

2 Orientações Pontualidade; Diário de Classe (Frequência): Para aprovação na disciplina é obrigatória a frequência de 75% da carga horária. Caso o aluno durante a aula saia da sala o professor poderá anotar a falta do aluno.

3 Para ser aprovado numa disciplina, o aluno deve ter frequência mínima de 75% e rendimento igual ou superior a 60 (sessenta) pontos. Para se habilitar à Avaliação Final, o aluno deve ter frequência mínima de 75% e rendimento mínimo de 20 (vinte) pontos durante o período. Será automaticamente reprovado em uma disciplina o aluno com frequência inferior a 75% das aulas da disciplina.

4 UNIDADES E SUBUNIDADES: UNIDADE 1 Temperatura Temperatura e equilíbrio térmico. Escalas de Temperatura. Dilatação Térmica. Dilatação e a Engenharia Civil. UNIDADE 2 Propriedades Moleculares dos Gases Propriedades de um Gás Ideal. Estudo dos Gases.

5 UNIDADE 3 Primeira Lei da Termodinâmica Calorimetria. Processos de Transferência de Calor. Primeira Lei da Termodinâmica. Trabalho Realizado por um Gás Ideal. Aplicações da Primeira Lei da Termodinâmica. Segunda Lei da Termodinâmica. Entropia e Rendimento de Máquinas. Ciclo de Carnot. UNIDADE 4 Sistemas Oscilantes. Movimento Harmônico Simples. Movimento Harmônico Simples e o Movimento Circular Uniforme. Movimento Harmônico Amortecido.

6 UNIDADE 5 Movimento Ondulatório Ondas Mecânicas. Propagação de Ondas. Interferência. Ondas Estacionárias. Ressonância. UNIDADE 6 Ondas Sonoras Propriedades das Ondas. Potencia e Intensidade Sonora. Ondas Longitudinais. Efeito Doppler.

7 Bibliografia Básica 1. RESNICK, Robert. HALLIDAY, David; KRANE, Kenneth S.. Física. Vol. 2. São Paulo: Livros Técnicos e Científicos, YOUNG, Hugh D.; FREDMAN, Roger A. Física II: Termodinâmica e Ondas 12 ed. São Paulo: Person, TIPLER, Paul A.; MOSCA, Gene. Física para cientistas e engenheiros. Vol ed. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos

8 Bibliografia Complementar 1. HEWITT, P. G. Física Conceitual. 9 ed.. Porto Alegre: Bookman, NUSSENZVEIG, Moysés H. Física Básica. Vol ed. São Paulo: Edgar Blücher,

9 PROGRAMA DE AVALIAÇÃO De acordo com a programação abaixo e em consonância com o Regimento da FACULDADE VÉRTICE - Univértix: Serão oferecidos 100 (cem) pontos durante o período (média entre as etapas), distribuídos ao longo do processo: Etapa 1: Avaliações totalizando 100 (cem) pontos; Etapa 2: Avaliações totalizando 70 (setenta) pontos; Avaliação Multidisciplinar 30 (trinta) pontos. Avaliação de Segunda Chamada - mediante requerimento; e Avaliação final: 100 (cem) pontos.

10 Distribuição das Atividades- 1ª Etapa Avaliações (80,0 pontos) : 20/03/2013; 17/04/2013 Atividades, Trabalhos,Seminários, Aulas Práticas (20,0 pontos); Uso do Jaleco e calçado fechado.

11 Distribuição das Atividades- 2ª Etapa Avaliação (40,0 pontos) 29/05/2013; 19/06/2013 Avaliação Multidisciplinar ( 30,0 pontos). Atividades, Trabalhos,Seminários, Aulas Práticas (30,0 pontos).

12 Orientações de contato: da turma:?

13 ATENÇÃO: LEIA AS ORIENTAÇÕES ANTES DE COMEÇAR A AVALIAÇÃO O preenchimento desta atividade deve ser feito, obrigatoriamente, à caneta. O uso de calculadoras é permitido exceto de celulares. Questões de múltipla escolha ou de enumeração que forem rasuradas, serão invalidadas. Cada questão tem valor de xx pontos. A interpretação das questões faz parte da avaliação.

14 Fenômenos Térmicos

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17 Escalas de Temperatura

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19 Comparando as Escalas

20 Conversões entre Escalas Celsius e Fahrenheit : Celsius em Kelvin: C F

21 Variação de Temperatura a b C F C F C F 5 9

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23 Exemplos 1- Um termômetro é graduado numa escala X, tal que 0 X corresponde a 10 C e 100 X, a 40 C. Na escala X, a temperatura corresponde a 0 C será: 2- Certa escala termométrica adota valores -20 e 580, respectivamente, para os pontos do gelo e do vapor. Determine: a) a fórmula de conversão entre essa escala e a escala Celsius. b) a indicação que nessa escala corresponde a 20 C.

24 Dilatação Os corpos ao serem aquecidos se dilatam e, ao terem suas temperaturas reduzidas, se contraem. Temos no cotidiano: Separações entre dois trilhos, pontes, viadutos, calçamentos, que chamamos de juntas de dilatação.

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28 O vidro quando levado ao fogo quebra exceto o pirex (coeficiente de dilatação menor que o vidro comum). Lâmina Bimetálica Uma tira metálica. Sob aquecimento, o bronze dilata mais que o ferro,e contrai mais do que este sob resfriamento. Por causa deste comportamento, a tira verga.

29 Equações

30 Material Coeficiente a (1/ºC) Chumbo Zinco 26, Alumínio Latão Cobre Ferro Platina Vidro comum Porcelana Vidro pirex Invar (liga de ferro e níquel) Quartzo (fundido) 0,

31 Exemplo João chefe de uma oficina mecânica, precisa encaixar um eixo de aço em um anel de latão, como mostra a figura abaixo:a temperatura ambiente, o diâmetro do eixo é maior que o orifício do anel.sabe-se que o coeficiente de dilatação térmica do latão é maior que o aço. Diante disso, são sugeridos a João alguns procedimentos, descritos nas alternativas abaixo, para encaixar no eixo do anel. Assinale a alternativa que apresenta uma procedimento que NÃO permite este encaixe: a) Resfriar apenas o eixo; b) Aquecer apenas o anel; c) Resfriar o eixo e o anel; d) Aquecer o eixo e o anel.

32 Dilatação de Furos

33 Exemplos 1- O gráfico mostra como varia o comprimento de uma barra metálica em função da temperatura. a) Determine o coeficiente de dilatação linear médio do metal, no intervalo de temperatura considerado. b) Considerando que o gráfico continue com as mesmas características para θ > 40 C, determine o comprimento da barra a 70 C.

34 2- O coeficiente de dilatação superficial de um determinado metal é de C -1. Calcule o coeficiente de dilatação volumétrica desse material.

35 3- Uma chapa quadrada tem lado de 80 cm a 20º C. Sabendo que o material de que é feita a chapa tem coeficiente de dilatação linear 1,5 x 10-5 ºC -1 calcule a área da chapa a 60ºC. 4- Um corpo de volume V 0 e coeficiente de dilatação linear α tem forma cúbica. Este corpo sofre uma variação de temperatura de 10 C. A variação de volume será: a)10.α. V 0 ; b) α.. V 0 ; c) 3.α. V 0 ; d) 30.α. V 0.

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37 5- Nessa figura, o trilho de aço possui 50 m de comprimento a uma temperatura de 20ºC. Esse trilho é usado para servir uma ponte, numa região onde a temperatura máxima pode chegar a aos 42ºC é fixado, à esquerda da ponte, e pode expandir livremente para sua direita. O engenheiro sabe que o coeficiente de dilatação do aço é 11x 10-6 ºC -1 e que, devido ao efeito da dilatação, tem que deixar um vão x entre a ponte e estrada. Com base nas informações faça o que se pede:

38 a) Determine o vão deixado pelo engenheiro. Expresse o resultado em milímetros. b) Explique se a medida do vão deixada pelo engenheiro, seria suficiente para um trilho de uma liga metálica de 15 x10-6 ºC -1.

39 Dilatação de um Líquido Os líquidos dilatam ao serem aquecidos.um líquido, entretanto, está contido em recipiente e, ao serem aquecido ambos se dilatam. Os líquidos não tem forma própria e sempre interessa conhecer a dilatação do seu volume.

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41 Exemplo Um recipiente de vidro de coeficiente de dilatação linear médio 9 x 10-6 C -1 tem volume de 100 cm 3 a 0 C, estando completamente cheio com liquido. Ao ser aquecido ate 200 C, extravasam 5 cm 3 de líquido. Determine: a) o coeficiente de dilatação aparente do líquido; b) o coeficiente de dilatação real do líquido.

42 Dilatação da Água Uma certa massa de água ao ser aquecida de 0 C a 4 C, apresenta redução de volume. Após 4 C ela se dilata normalmente.

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46 Exercícios 1- Um frasco de vidro tem capacidade volumétrica de 540 cm 3 a 20ºC. Verifica-se que colocando um volume determinado de mercúrio a 20ºC, qualquer que seja a variação da temperatura o volume da parte vazia não se altera. Sendo 9 x 10-6 C -1 o coeficiente de dilatação linear do vidro e 180 x 10-6 C -1 o coeficiente de dilatação volumétrica do mercúrio, determine o volume de mercúrio a 20ºC colocado no frasco.

47 2- Um recipiente de vidro cujo o coeficiente de dilatação linear do vidro e 9 x 10-6 C -1 tem a 20ºC capacidade volumétrica de 500 cm 3 estando completamente preenchido por um líquido. Ocorrendo um aquecimento até 70 ºC, transbordam 10 cm 3 líquido. Determine: a) A dilatação volumétrica do recipiente; b) A dilatação volumétrica sofrida pelo líquido;