Grade 10
  1. Mecânica  1.1. Dinâmica  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas dimensões  1.1.3. Deslocamento e Distância  1.1.4. Velocidade e Rapidez  1.1.5. Aceleração  1.1.6. Representação gráfica do movimento  1.1.7. Equações do movimento  1.1.8. Queda livre e aceleração devido à gravidade  1.1.9. Movimento projetil  1.1.10. Velocidade relativa  1.2. Dinâmica  1.2.1. Leis do Movimento de Newton  1.2.2. Inércia e massa  1.2.3. Força e seus tipos  1.2.4. força de ação e reação  1.2.5. Fricção e seus efeitos  1.2.6. Coeficiente de atrito  1.2.7. Movimento circular  1.2.8. Força centrípeta e aceleração centrípeta  1.2.9. Momento e Impulso  1.2.10. Conservação do momento  1.2.11. A terceira lei de Newton e aplicações  1.3. Trabalho, Energia e Potência  1.3.1. Trabalho realizado pela força  1.3.2. Teorema do trabalho–energia  1.3.3. Energia cinética  1.3.4. Energia potencial  1.3.5. Energia Mecânica  1.3.6. Conservação de Energia  1.3.7. Potência e eficiência  1.3.8. Renewable and non-renewable energy sources  1.4. Força gravitacional  1.4.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional e intensidade do campo  1.4.3. Aceleração da gravidade em diferentes planetas  1.4.4. As leis do movimento planetário de Kepler  1.4.5. Órbitas e satélites  1.4.6. Peso e peso aparente  1.4.7. Energia potencial gravitacional
  2. Properties of matter  2.1. Estados da Matéria  2.1.1. Sólido, líquido e gás  2.1.2. Molecular structure of matter  2.1.3. Forças intermoleculares  2.1.4. Plasma e Condensado de Bose–Einstein  2.2. Pressão  2.2.1. Definição de Pressão  2.2.2. Pressão em líquidos  2.2.3. Pressão atmosférica  2.2.4. Princípio de Pascal  2.2.5. Princípio de Arquimedes e Flutuabilidade  2.2.6. Tensão superficial e capilaridade  2.3. Elasticidade  2.3.1. Lei de Hooke  2.3.2. Tensão e deformação  2.3.3. Limite de Elasticidade e Módulo de Elasticidade  2.3.4. Aplicações da Elasticidade
  3. Física térmica  3.1. calor e temperatura  3.1.1. Diferença Entre Calor e Temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Expansão térmica  3.1.4. Equilíbrio térmico  3.2. Transferência de calor  3.2.1. Condutividade  3.2.2. Convecção  3.2.3. Radiação  3.2.4. Isolamento e suas aplicações  3.3. Propriedades térmicas da matéria  3.3.1. Capacidade térmica específica  3.3.2. Calor latente e mudança de fase  3.3.3. Ponto de Ebulição e Fusão  3.3.4. Motores térmicos e refrigeração  3.4. Laws of Thermodynamics  3.4.1. Lei zero da termodinâmica  3.4.2. Primeira lei da termodinâmica  3.4.3. Segunda lei da termodinâmica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas e óptica  4.1. A natureza e as propriedades das ondas  4.1.1. Tipos de ondas na natureza e propriedades das ondas  4.1.2. Ondas transversais e longitudinais  4.1.3. Parâmetros das ondas  4.1.4. Reflexão e refração de ondas  4.1.5. Superposição e Interferência  4.1.6. Ondas estacionárias e ressonância  4.1.7. Efeito Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características das ondas sonoras  4.2.2. Velocidade do som em diferentes meios  4.2.3. Aplicações das ondas sonoras  4.2.4. Ultrassom e seus usos  4.3. Ondas de Luz e Óptica  4.3.1. Natureza da luz  4.3.2. Reflexão da luz  4.3.3. Leis da reflexão  4.3.4. Espelhos e Formação de Imagens  4.3.5. Refração da luz  4.3.6. Lei de Snell  4.3.7. Lentes e Formação de Imagens  4.3.8. Reflexão interna total e ângulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Optical Instruments  4.4.1. Microscópio  4.4.2. Telescope  4.4.3. Olho humano e defeitos de visão  4.4.4. Câmera e seu princípio de funcionamento
  5. Eletricidade e Magnetismo  5.1. Eletrostática  5.1.1. Electric charge and its properties  5.1.2. Condutores e Isolantes  5.1.3. Lei de Coulomb  5.1.4. Campo elétrico e linhas de campo  5.1.5. Potencial elétrico e diferença de potencial  5.1.6. Capacitores e Capacitância  5.2. Eletricidade Corrente  5.2.1. Corrente elétrica e sua medição  5.2.2. Lei de Ohm  5.2.3. Resistência e resistividade  5.2.4. Circuitos em Série e Paralelos  5.2.5. Energia e potência elétrica  5.2.6. Leis de Kirchhoff  5.3. Magnetismo e Eletromagnetismo  5.3.1. Campo magnético e linhas de campo  5.3.2. Efeitos magnéticos da corrente elétrica  5.3.3. Indução eletromagnética  5.3.4. Leis de Faraday da indução eletromagnética  5.3.5. Transformadores e Aplicações  5.3.6. Corrente AC e DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estrutura do átomo  6.1.2. Modelo atômico de Bohr  6.1.3. Níveis de Energia dos Elétrons  6.1.4. Raios-X e aplicações  6.2. Radioatividade  6.2.1. Tipos de radiação  6.2.2. Meia-vida e decaimento radioativo  6.2.3. Reações nucleares e aplicações  6.2.4. Fissão e Fusão  6.3. Física quântica  6.3.1. Dualidade onda-partícula  6.3.2. Efeito Fotoelétrico  6.3.3. Quantização de energia  6.3.4. Princípio da incerteza de Heisenberg
  7. Eletrônica e Comunicação  7.1. Semicondutores  7.1.1. Condutores, Isolantes e Semicondutores  7.1.2. Diodos e suas aplicações  7.1.3. Transistores e Portas Lógicas  7.1.4. LEDs e fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicação  7.2.1. Noções básicas de comunicação  7.2.2. Analog and digital signals  7.2.3. Comunicação sem fio e por fibra óptica  7.2.4. Ondas de Rádio e Modulação

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Eletricidade e Magnetismo


Eletricidade e magnetismo são dois conceitos intimamente relacionados na física que tratam das forças e interações entre partículas carregadas. No ensino médio, esses tópicos são fundamentais, pois formam a base para compreender tópicos de física mais complexos no futuro. Vamos explorar esses tópicos fascinantes em detalhe.

Eletricidade: fluxo de carga

Eletricidade é o estudo das cargas elétricas e suas interações. Basicamente, a eletricidade trata do fluxo de cargas elétricas de um lugar para outro. O movimento dessas cargas é chamado de corrente elétrica. A unidade de carga elétrica é o coulomb, e o fluxo de carga é medido em amperes (A).

Carga elétrica

Existem dois tipos de cargas elétricas: positiva e negativa. Cargas iguais se repelem, enquanto cargas opostas se atraem. Isso é semelhante ao comportamento de dois ímãs. A força entre cargas elétricas pode ser descrita pela lei de Coulomb, que afirma que a força entre duas cargas varia diretamente com o produto das cargas e inversamente com o quadrado da distância entre elas.

F = k * |q1 * q2| / r^2

Onde F é a força, k é a constante de Coulomb, q1 e q2 são as quantidades de carga, e r é a distância entre as cargas.

Corrente elétrica

Corrente elétrica é a taxa na qual a carga flui através de uma superfície. Ela é geralmente conduzida por elétrons que se movem em um fio. A fórmula para corrente elétrica é:

I = Q / t

Onde I é a corrente, Q é a carga elétrica, e t é o tempo.

Visualização da corrente elétrica

Imagine uma mangueira de água. A água fluindo através da mangueira representa a corrente elétrica, e o volume de água fluindo representa a carga elétrica. A velocidade do fluxo de água é análoga à corrente. Abaixo está uma representação do fluxo de corrente elétrica em um fio:

Tensão: a força motriz por trás da carga elétrica

Tensão, também conhecida como diferença de potencial elétrico, é a força motriz que faz com que as cargas elétricas se movam. É comparável à pressão que empurra a água através de uma mangueira. A tensão é medida em volts (V).

Suportando a tensão

Se você imaginar uma bateria, ela tem uma certa tensão que indica quanta energia ela pode fornecer por carga para mover elétrons através de um circuito. A relação entre tensão, corrente e resistência é descrita pela lei de Ohm:

V = I * R

Onde V é a tensão, I é a corrente, e R é a resistência.

Visualização da tensão

Considere uma bateria conectada a uma lâmpada. A tensão pode ser vista como a energia necessária para empurrar elétrons através do filamento da lâmpada, fazendo com que a lâmpada acenda:

Resistência: opondo-se ao fluxo de corrente

Resistência é a tendência de um material a resistir ao fluxo de carga (corrente). Ela é medida em ohms (Ω). Diferentes materiais têm diferentes níveis de resistência. Por exemplo, fios de cobre têm baixa resistência e conduzem eletricidade bem, enquanto a borracha tem alta resistência e atua como um isolante.

Fatores que afetam a resistência

  • Material: Supercondutores têm resistência extremamente baixa, condutores têm resistência ainda mais baixa, enquanto isolantes têm alta resistência.
  • Comprimento: Fios mais longos têm maior resistência.
  • Área da seção transversal: Fios finos têm maior resistência.
  • Temperatura: Temperaturas mais altas geralmente aumentam a resistência dos condutores.

Exemplo visual da lei de Ohm

Magnetismo: forças e campos magnéticos

Magnetismo é uma força de atração ou repulsão que age à distância. Ele é causado por campos magnéticos, que são causados por cargas elétricas em movimento. Magnetismo e eletricidade estão intrinsecamente conectados porque ambos são aspectos da força eletromagnética.

Polo magnético

Um ímã tem dois polos: norte (N) e sul (S). Polos opostos se atraem, enquanto polos iguais se repelem. A força magnética é uma força sem contato, o que significa que ela age à distância.

N S

Eletromagnetismo

Eletromagnetismo descreve a relação entre eletricidade e magnetismo. Quando a corrente elétrica passa por um fio, ela cria um campo magnético ao redor dele. Este princípio é usado em muitas tecnologias, como motores elétricos e geradores.

Indução eletromagnética

A indução eletromagnética é o processo de produzir corrente elétrica pelo movimento de um campo magnético. Ela foi descoberta por Michael Faraday e é descrita pela lei da indução de Faraday. O princípio da indução eletromagnética é usado na geração de eletricidade.

Visualização do campo eletromagnético

Na figura abaixo, imagine um solenoide ou bobina simples através do qual a corrente elétrica está fluindo, e um campo magnético está sendo criado:

Conclusão

Eletricidade e magnetismo não são apenas tópicos fundamentais na física, mas estão profundamente entrelaçados pelos princípios do eletromagnetismo. Compreender esses princípios não apenas nos ajuda a entender a física fundamental, mas também amplia nossa compreensão das tecnologias que moldam o mundo moderno.


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Eletricidade e Magnetismo

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