Profº Felipe Carriél: FÍSICA

FÍSICA - 1 EM 2020

Tipos de energia.

Competências e habilidades:

Analisar situações do cotidiano em que ocorram transformações de energia de diferentes tipos (elétrica, química, nuclear, térmica, cinética, potencial gravitacional, potencial elástica, etc.).

ENERGIA CINÉTICA

https://www.youtube.com/watch?v=DpwdATCXoGk

ENERGIA POTENCIAL

https://www.youtube.com/watch?v=pLDA6ZguYbc

A ENERGIA SE TRANSFORMA

A transformação de energia também ocorre nos veículos automotores: a energia química do combustível faz o motor funcionar, gerando energia cinética, que movimenta o veículo e se converte em energia térmica no motor e nas rodas. A energia elétrica armazenada na bateria, por sua vez, transforma-se em energia sonora (a buzina, o som do aparelho de rádio etc) ou energia luminosa (os faróis, luz do painel interno etc).

ENERGIA CINÉTICA

A energia cinética de um corpo depende da sua velocidade e da sua massa. Assim, para um corpo de massa m e velocidade v, energia cinética é definida pela expressão matemática:

Onde:

E_c: energia cinética, em joule (J);

m: massa do corpo, em quilogramas (kg);

v: velocidade do corpo, em metros por segundo (m/s).

ENERGIA POTENCIAL

A palavra “potencial” é um adjetivo relativo à potência, que pode ou não acontecer, ou que exprime uma possibilidade. Em Física, energia potencial é a energia que está armazenada no sistema “esperando” para ser convertida em energia cinética e trabalho.

Há dois tipos de energia potencial: energia potencial gravitacional e energia potencial elástica, que vamos estudar agora:

1 - Energia Potencial Gravitacional

E_pg = m . g . h

Onde:

E_pg= energia potencial gravitacional, em joule (J);

m = massa, em quilogramas (kg);

g = aceleração da gravidade (no caso do Planeta Terra, a aceleração da gravidade é, aproximadamente, 9,8 m/s². Se fosse a Lua, usaríamos outro valor de aceleração de gravidade);

h = altura, em metros.

2 - Energia Potencial Elástica

A energia transformada no experimento acima é a potencial elástica. Uma deformação é elástica

quando, cessada a força que a provoca, o material volta ao seu tamanho e à sua forma original.

A energia potencial elástica é, matematicamente, dada por:

Sendo:

K = constante elástica do material (N/m);

X = deformação (m).

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FÍSICA - 3 EM

Linhas de campo magnético, polos magnéticos e suas representações.

Competências e habilidades:

Identificar as linhas do campo magnético e reconhecer os polos magnéticos de um ímã, por meio de figuras desenhadas, malhas de ferro ou outras representações.

Campo magnético

https://www.youtube.com/watch?v=qt1zEVh3nSs

https://www.youtube.com/watch?v=DOHUL_ddpNM

Campo magnético

Campo Magnético é a concentração de magnetismo que é criado em torno de uma carga magnética num determinado espaço. É o ímã que cria o campo magnético, da mesma forma como é a carga elétrica e a massa que, respectivamente, criam os campos elétrico e gravitacional.

A igualdade numérica de cargas positivas e negativas faz que a ação externa do campo seja nula. Isso se dá em razão da superposição dos campos elétricos das cargas negativas e das cargas positivas, que resulta em um campo elétrico nulo, ainda que haja campos não nulos no interior do corpo.

A eletrização ocorre mediante atrito entre dois corpos, que adquirem sinais opostos. Na segunda, quando os corpos são colocados em contato ocorre distribuição da carga elétrica entre eles, que adquirem o mesmo sinal. Na última, não existe contato; o corpo neutro e induzido pelo campo elétrico do corpo que está carregado e adquire (mediante aterramento) sinal oposto ao deste.

A repulsão entre dois corpos eletrizados ocorre quando ambos têm cargas de mesmo sinal. No caso dos imas, a repulsão se dá quando aproximamos polos de mesmo nome (polo sul com polo sul e polo norte com polo norte).

É a região próxima a um ímã que influencia outros ímãs ou materiais ferromagnéticos e paramagnéticos, como cobalto e ferro.

Compare campo magnético com campo gravitacional ou campo elétrico e verá que todos estes têm as características equivalentes.

Também é possível definir um vetor que descreva este campo, chamado vetor indução magnética e simbolizado por . Se pudermos colocar uma pequena bússola em um ponto sob ação do campo o vetor terá direção da reta em que a agulha se alinha e sentido para onde aponta o polo norte magnético da agulha.

Se pudermos traçar todos os pontos onde há um vetor indução magnética associado veremos linhas que são chamadas linhas de indução do campo magnético. estas são orientados do polo norte em direção ao sul, e em cada ponto o vetor tangencia estas linhas.

As linhas de indução existem também no interior do ímã, portanto são linhas fechadas e sua orientação interna é do polo sul ao polo norte. Assim como as linhas de força, as linhas de indução não podem se cruzar e são mais densas onde o campo é mais intenso.

a origem do campo magnético está na movimentação das cargas elétricas. Quando o campo elétrico oscila em alguma região do espaço, essa oscilação dá origem a um campo magnético orientado em uma direção perpendicular (90º) ao campo elétrico. Para compreendermos melhor as propriedades do campo magnético, fazemos uso de um recurso conhecido como linhas de indução, por meio dele, podemos visualizar melhor o formato do campo magnético.

O campo magnético atribui aos ímãs a capacidade de atraírem-se ou repelirem-se.

Linhas de campo magnético

As linhas do campo magnético são sempre fechadas, elas nunca se cruzam, e quanto mais próximas estiverem, maior será a intensidade do campo magnético naquela região. Além disso, a região dos magnetos de onde saem linhas de indução é chamada de norte magnético, e a região em que essas linhas de indução imergem é conhecida como sul magnético.

As linhas de indução do campo magnético saem do polo norte e entram no polo sul.

Monopolos magnéticos

Outra característica do campo magnético diz respeito à não existência de monopolos magnéticos, isto é, todo campo magnético apresenta um polo sul e um polo norte, diferentemente do campo elétrico, que permite a existência de cargas positivas e negativas, por exemplo.

A figura mostra as linhas do campo magnético terrestre que emergem do norte magnético.

Quando alguma carga elétrica move-se em uma região de campo magnético, uma força magnética, perpendicular à sua velocidade e à direção do campo magnético, surge, produzindo uma deflexão na trajetória das cargas elétricas. Esse fenômeno acontece frequentemente nos polos magnéticos da Terra, que apresentam maior campo magnético e, por isso, são capazes de defletir a partículas carregadas provenientes do vento solar, dando origem às auroras polares.