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LEW - Livraria & Editora Werlang Ltda.

FÍSICA II

MECÂNICA DO FLUIDOS,
TERMOLOGIA E OSCILAÇÕES

Apresentação

Sumário

7ª ed.
2008

          A Física é o mais belo instrumento para compreender o mundo em que vivemos. Partindo desse princípio, seu estudo deveria se tornar um aprendizado agradável; porém o que vemos é uma abordagem demasiadamente matemática (com fórmulas e cálculos), que apavoram os alunos, antes mesmo de terem tempo de considerar a Física uma ciência viva e aplicável.

          Não queremos com isso, dizer que o instrumental matemático não seja necessário para quantizar os fenômenos Físicos. Até porque, algumas Universidades ainda exploram somente este lado matemático em questões de vestibular, como algumas das abordadas neste livro, por essa razão, e que, infelizmente, pouco ou nada tem a ver com os fenômenos Físicos ou da vida diária.

          A experiência de mais de vinte e cinco anos com alunos do Ensino Médio, na disciplina de Física, nos fez refletir sobre esse assunto, e nos leva a questionar que método, eu, professor, devo aplicar para fazer com que o meu aluno adquira o gosto pela disciplina. Por isso, acreditamos que, ao iniciar cada assunto com uma pesquisa ou questionamento, mostrando, na prática, os fenômenos Físicos e seus porquês, o aluno poderá construir a sua aprendizagem, avançando e resolvendo os problemas propostos e situações reais. Dessa maneira, adquire o gosto pela Física porque entende “o que faz” e “para que faz”.

          Neste livro, apresentamos a Mecânica dos Fluidos, Termologia e Oscilações com sugestões de pesquisa inicial, práticas e textos introdutórios para tornar as aulas de Física mais atrativas. Além disso, os exercícios resolvidos e as questões propostas levam o aluno a analisar, na prática, as aplicações daquilo que estudou, bem como ter uma visão de questões das provas de Física dos Vestibulares que as Universidade exploraram nos últimos anos, desse assunto.

Tapera, março de 2008.

Prof. R. Vicente Werlang
e Profª. Maria Denize Vinchiguerra

7ª Edição

Sumário

CAPÍTULO I

Massa Específica - Densidade - Peso Específico

1.1. Questionamentos Iniciais.................................. 09
1.2. Noções de Força, Peso e Massa............................. 10
1.3. Massa Específica, Massa Volumétrica ou Densidade Absoluta..10
1.4. Densidade Relativa........................................ 11
1.5. Peso Específico........................................... 12
1.6. Equilíbrio dos Líquidos................................... 12
1.7. Questões.................................................. 14
1.8. Práticas.................................................. 19

CAPÍTULO II

Pressão
2.1. Questionamentos Iniciais.................................. 24
2.2. Pressão Mecânica ou tensão Mecânica....................... 24
2.3. Transmissão da Pressão Através dos Corpos................. 27
2.4. Princípio de Pascal....................................... 27
2.5. Pressão Hidrostática...................................... 29
2.6. Medida da Pressão Atmosférica............................. 31
2.7. Questões.................................................. 36
2.8 Práticas................................................... 39

CAPÍTULO III

Princípio de Arquimedes

3.1. Questionamentos Iniciais.................................. 45
3.2. Princípio de Arquimedes................................... 45
3.3. Corpos Imersos e Corpos Flutuantes........................ 46
3.4. Densimet.................................................. 47
3.5. Equilíbrio dos Corpos Flutuantes.......................... 47
3.6. Questões.................................................. 47
3.7. Práticas.................................................. 51

CAPÍTULO IV

Hidrodinâmica

4.1. Questionamentos Iniciais.................................. 55
4.2. Tensão Superficial........................................ 56
4.3. Capilaridade.............................................. 56
4.4. Viscosidade............................................... 56
4.5. Equação da Continuidade................................... 56
4.6. Vazão ou Descarga......................................... 56
4.7. Fluxo de Massa............................................ 57
4.8. Velocidade de Escoamento.................................. 57
4.9. Alguns Fenômenos de Hidrodinâmica......................... 57
4.10. Questões................................................. 59
4.11. Práticas................................................. 59



TERMOLOGIA

CAPÍTULO V

Introdução à Termologia

5.1. Questionamentos Inicias................................... 64
5.2. Conceito de Termologia.................................... 64
5.3. Divisão da Termologia..................................... 64
5.4. Estados de Agregação da Matéria........................... 64
5.5. Calor e Temperatura....................................... 65
5.6. Equilíbrio Térmico........................................ 65
5.7. Sensação Térmica.......................................... 65
5.8. Propagação de Calor....................................... 66
5.9. Questões.. 70
5.10. Práticas. 74

CAPÍTULO VI

Termometria

6.1. Questionamentos Inicias................................... 77
6.2. Medida da Temperatura: Termômetros........................ 77
6.3. Relações entre as Escalas Termométricas................... 77
6.4. Gráficos.................................................. 79
6.5. Questões.................................................. 79
6.6. Práticas.................................................. 82

CAPÍTULO VII

Dilatação dos Sólidos e Líquidos

7.1. Questionamentos Iniciais.................................. 83
7.2. Causas da Dilatação....................................... 83
7.3. Dilatação Linear.......................................... 83
7.4. Dilatação Superficial..................................... 84
7.5. Dilatação Volumétrica..................................... 85
7.6. Observações............................................... 86
7.7. Dilatação de Líquidos..................................... 88
7.8. O Caso da Água............................................ 88
7.9. Questões.. 90
7.10. Práticas. 94

CAPÍTULO VIII
Gases

8.1. Questionamentos Iniciais.................................. 97
8.2. Teoria Cinética dos Gases................................. 97
8.3. Equação de Clapeyron...................................... 97
8.4. Equação Geral dos Gases................................... 97
8.5. Transformações Gasosas.................................... 99
8.6. Questões................................................. 101
8.7. Práticas................................................. 104

CAPÍTULO IX

Calorimetria

9.1. Questionamentos Iniciais................................. 111
9.2. Quantidade de Calor...................................... 111
9.3. Calor Sensível e Calor Latente........................... 111
9.4. Capacidade Térmica....................................... 113
9.5. Princípio Fundamental da Calorimetria.................... 113
9.6. Estados Físicos e Mudanças de Estado..................... 114
9.7. Leis Gerais das Mudanças de Estado Físico................ 116
9.8. Diagramas de Estado (Pressão X Temperatura).............. 117
9.9. Gráfico – Resumo......................................... 117
9.10. Questões ............................................... 117
9.11. Práticas ............................................... 126

CAPÍTULO X

Termodinâmica

10.1. Questionamentos Iniciais................................ 132
10.2. Objetivo ............................................... 132
10.3. Trabalho Termodinâmico.................................. 132
10.4. Primeiro Princípio da Termodinâmica..................... 135
10.5. Princípio da Termodinâmica.............................. 136
10.6. Ciclo de Carnot......................................... 137
10.7. Motor de Explosão....................................... 139
10.8. Questões ............................................... 140
10.9. Práticas ............................................... 147



OSCILAÇÕES

CAPÍTULO XI

Movimento Oscilatório

11.1. Questionamentos Iniciais............................... 151
11.2. Tipos de Movimentos Oscilatórios....................... 151
11.3. Resumo do Movimento Circular Uniforme.................. 152
11.4. Questões............................................... 152

CAPÍTULO XII

Movimento Harmônico Simples

12.1. Questionamentos Iniciais............................... 153
12.2. Conceito............................................... 153
12.3. Elementos de um MHS.................................... 153
12.4. Relação entre Elongação................................ 155
12.5. Questões............................................... 155

CAPÍTULO XIII

Movimento Pendular Simples

13.1. Questionamentos Iniciais............................... 157
13.2. Conceito de Pêndulo.................................... 157
13.3. Período do Movimento Pendular Simples.................. 157
13.4. Leis do Pêndulo Simples................................ 157
13.5. Questões............................................... 157
13.6. Práticas............................................... 158

CAPÍTULO XIV

Movimento Ondulatório

14.1. Questionamentos Iniciais............................... 159
14.2. Conceito de Onda....................................... 159
14.3. Classificação das Ondas................................ 159
14.4. Elementos de uma Onda.................................. 160
14.5. Princípio de Huyghens.................................. 161
14.6. Difração............................................... 161
14.7. Interferência.......................................... 162
14.8. Superposição de Ondas.................................. 162
14.9. Questões............................................... 162
14.10. Práticas.............................................. 167

CAPÍTULO XV

Acústica - O Som
15.1. Questionamentos Iniciais............................... 169
15.2. Introdução............................................. 169
15.3. Capacidade Auditiva Humana............................. 170
15.4. Propagação do Som...................................... 170
15.5. Eco: Reflexão do Som................................... 171
15.6. Refração do Som........................................ 171
15.7. Qualidades Fisiológicas do Som......................... 172
15.8. Fontes Sonoras......................................... 173
15.9. Efeito Döppler – Fizeau................................ 175
15.10. Questões.............................................. 175
15.11. Práticas.............................................. 179

Bibliografia................................................. 191