FÍSICA BÁSICA PARA CIÊNCIAS AGRÁRIAS

Transcrição

1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGROVETERINÁRIAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA RURAL FÍSICA BÁSICA PARA CIÊNCIAS AGRÁRIAS Profª. Angela Emilia de Almeida Pinto Departamento de Engenharia Rural 2006

2 ÍNDICE i ÍNDICE CAPÍTULO 1 SISTEMA DE UNIDADES E ANÁLISE DIMENSIONAL O QUE É A FÍSICA? INSTRUMENTOS PARA O ESTUDO DA FÍSICA O MÉTODO EXPERIMENTAL INTRODUÇÃO AO SISTEMA DE UNIDADES UNIDADES FUNDAMENTAIS E DERIVADAS SISTEMAS LMT E LFT O SISTEMA CGS O SISTEMA MKS O SISTEMA MKGFS O SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES OUTROS SISTEMAS USADOS SISTEMA MTS SISTEMA INERCIAL INGLÊS E NORTE AMERICANO SISTEMA GRAVITACIONAL INGLÊS E NORTE AMERICANO CONVERSÃO DE UNIDADES ANÁLISE DIMENSIONAL DENSIDADE E MASSA ATÔMICA...13 CAPÍTULO 2 VETORES VETORES E ESCALARES SOMANDO VETORES GEOMETRICAMENTE COMPONENTES DE VETORES VETORES UNITÁRIOS SOMANDO VETORES COMPONENTE A COMPONENTE O PRODUTO ESCALAR O PRODUTO VETORIAL...30

3 ii ÍNDICE CAPÍTULO 3 CINEMÁTICA MOVIMENTO EM UMA DIMENSÃO Deslocamento Velocidade Média Velocidade Média(Interpretação Geométrica) Velocidade Instantânea Aceleração Média Aceleração Instantânea MOVIMENTO EM DUAS E TRÊS DIMENSÕES Vetor Posição Vetores Velocidade Média e Instantânea O Vetor Aceleração LEIS DE NEWTON Primeira Lei de Newton Segunda Lei de Newton Terceira Lei de Newton A Força da Gravidade: O Peso Diagrama de Forças ATRITO Atrito Estático Atrito Cinético...54 CAPÍTULO 4 TRABALHO E ENERGIA MOVIMENTO UNIDIMENSIONAL COM FORÇAS CONSTANTES O TEOREMA DA ENERGIA CINÉTICA TRABALHO DE UMA FORÇA VARIÁVEL TRABALHO E ENERGIA EM TRÊS DIMENSÕES ENERGIA POTENCIAL E FORÇAS CONSERVATIVAS POTÊNCIA POTÊNCIA CONSTANTE COM ACELERAÇÃO RENDIMENTO...73

4 ÍNDICE iii CAPÍTULO 5 ROTAÇÃO INTRODUÇÃO AS VARIÁVEIS DA ROTAÇÃO Posição Angular Deslocamento Angular Velocidade Angular Aceleração Angular RELACIONANDO AS VARIÁVEIS LINEARES COM AS ANGULARES Posição Velocidade Aceleração TORQUE, MOMENTO DE INÉRCIA E SEGUNDA LEI DE NEWTON PARA A ROTAÇÃO ENERGIA CINÉTICA DE ROTAÇÃO ROTAÇÃO SEM ESCORREGAMENTO...85 CAPÍTULO 6 MECÂNICA DOS FLUIDOS DEFINIÇÃO DENSIDADE PRESSÃO NUM FLUIDO PRESSÃO NUM LÍQUIDO (PRINCÍPIO DE STEVIN) PRINCÍPIO DE PASCAL EMPUXO E O PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES FLUIDOS EM MOVIMENTO EQUAÇÃO DE BERNOULLI...100

5 iv ÍNDICE CAPÍTULO 7 TERMODINÂMICA A TEMPERATURA A DILATAÇÃO TÉRMICA LINEAR DOS SÓLIDOS A DILATAÇÃO TÉRMICA SUPERFICIAL DOS SÓLIDOS A DILATAÇÃO TÉRMICA VOLUMÉTRICA DOS SÓLIDOS CONDUÇÃO DE CALOR Condução Convecção Radiação A TEORIA CINÉTICA DOS GASES Definições Gases Ideais Trabalho feito por Gás Ideal à Temperatura Constante CALOR Unidades de Calor CAPACIDADE CALORÍFICA E CALOR ESPECÍFICO CALOR LATENTE TRABALHO E CALOR NOS PROCESSOS TERMODINÂMICOS A PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA A SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA Primeira forma da 2ª lei da Termodinâmica Segunda forma da 2ª lei da Termodinâmica O CICLO DE CARNOT MOTOR A GASOLINA CAPÍTULO 8 ELETRICIDADE E MAGNETISMO RESISTÊNCIA ELÉTRICA Resistores FORÇA ELETROMOTRIZ ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM SÉRIE ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES EM PARALELO...150

6 ÍNDICE v 8.5 CAPACITORES Capacitância CÁLCULO DA CAPACITÂNCIA Capacitor de Placas Paralelas Capacitor cilíndrico Capacitor Esférico CAPACITORES EM PARALELO CAPACITORES EM SÉRIE CAMPOS MAGNÉTICOS Definição e Propriedades do Campo Magnético CÁLCULO DO CAMPO MAGNÉTICO Campo Magnético Devido a um Fio Retilíneo Longo Campo Magnético Devido a um Solenóide Campo Magnético Devido a um Toróide BIBLIOGRAFIA...182