Grade 11
  1. Mecânica  1.1. dinâmicas  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas e três dimensões  1.1.3. Deslocamento e Distância  1.1.4. Velocidade e Rapidez  1.1.5. Aceleração e desaceleração  1.1.6. Análise gráfica do movimento  1.1.7. Equações do movimento (derivações avançadas)  1.1.8. Queda livre e velocidade terminal  1.1.9. Movimento de projéteis  1.1.10. Velocidade relativa em uma e duas dimensões  1.1.11. Movimento de um carro em um plano inclinado  1.2. Dinâmica  1.2.1. As leis do movimento de Newton e suas aplicações  1.2.2. Inércia e a primeira lei de Newton  1.2.3. Força e tipos de força  1.2.4. Atrito estático e cinético  1.2.5. Movimento circular e aceleração centrípeta  1.2.6. Movimento circular não uniforme  1.2.7. Bancagem de estradas e curvas  1.2.8. Momento e Impulso  1.2.9. Conservação do momento em uma e duas dimensões  1.2.10. Aplicações da Terceira Lei de Newton  1.3. Work, Energy and Power  1.3.1. Trabalho realizado por uma força constante e variável  1.3.2. Teorema trabalho-energia  1.3.3. Energia cinética e potencial  1.3.4. Energia potencial gravitacional e elástica  1.3.5. Conservação da energia mecânica  1.3.6. Poder e potência instantânea  1.3.7. Eficiência das máquinas  1.3.8. Trabalho realizado por forças conservativas e não conservativas  1.4. Movimento rotacional  1.4.1. Torque e aceleração angular  1.4.2. Equilíbrio rotacional  1.4.3. Momento de inércia e suas aplicações  1.4.4. Momento angular e sua conservação  1.4.5. Energia cinética de movimento de rotação e rotação  1.4.6. Teorema dos Eixos Paralelos e Perpendiculares  1.4.7. Dinâmica do movimento rotacional
  2. Gravitational force  2.1. Gravitação universal  2.1.1. Lei da gravitação universal de Newton  2.1.2. Campo gravitacional e potencial  2.1.3. Mudança na aceleração devido à gravidade  2.1.4. Leis do movimento planetário de Kepler  2.1.5. Mecânica orbital e satélites  2.1.6. Velocidade de escape e velocidade orbital  2.1.7. Ausência de peso e queda livre  2.1.8. Energia potencial gravitacional e energia em órbitas  2.1.9. Buracos negros e lente gravitacional
  3. Propriedades da matéria  3.1. Mecânica dos fluidos  3.1.1. Densidade e pressão em líquidos  3.1.2. A teoria de Pascal e aplicações  3.1.3. O Princípio de Arquimedes e a flutuação  3.1.4. A equação de Bernoulli e aplicações  3.1.5. Equação de continuidade e o efeito Venturi  3.1.6. Tensão superficial e capilaridade  3.1.7. Viscosidade e Lei de Poiseuille  3.1.8. Número de Reynolds e turbulência  3.2. Elasticidade e deformação  3.2.1. Lei de Hooke e a relação tensão-deformação  3.2.2. Módulo de elasticidade e aplicações  3.2.3. Deformação e limite de escoamento de sólidos
  4. Física térmica  4.1. Calor e temperatura  4.1.1. Propriedades termométricas e escala de temperatura  4.1.2. Expansão térmica de sólidos, líquidos e gases  4.1.3. Sistema de transferência de calor  4.1.4. Capacidade calorífica específica e calorimetria  4.1.5. Calor latente e mudança de fase  4.2. Kinetic theory of gases  4.2.1. Modelo molecular dos gases  4.2.2. Explicação cinética da temperatura  4.2.3. Equação do Gás Ideal e Desvios  4.2.4. Caminho livre médio e distribuição de Maxwell-Boltzmann  4.3. Leis da Termodinâmica  4.3.1. Lei Zero e Equilíbrio Térmico  4.3.2. Primeira Lei e Energia Interna  4.3.3. A Segunda Lei e Entropia  4.3.4. Ciclo de Carnot e motores térmicos  4.3.5. Refrigeradores e Bombas de Calor
  5. Ondas e oscilações  5.1. Movimento Harmônico Simples  5.1.1. Equações do MHS  5.1.2. Energia no MHS  5.1.3. Oscilações amortecidas e forçadas  5.1.4. Ressonância e aplicações  5.1.5. Pêndulo e sistema massa-mola  5.2. Movimento ondulatório  5.2.1. Tipos de ondas mecânicas  5.2.2. Movimento das ondas e transporte de energia  5.2.3. Princípio da Superposição e Ondas Estacionárias  5.2.4. Reflexão, Refração e Difração  5.2.5. Efeito Doppler em som e luz  5.2.6. Pulsos e interferência
  6. Eletricidade e Magnetismo  6.1. Eletrostática  6.1.1. Carga elétrica e conservação  6.1.2. A lei de Coulomb e suas aplicações  6.1.3. Campo elétrico e fluxo elétrico  6.1.4. Potencial elétrico e energia potencial  6.1.5. Capacitance and Energy Stored in a Capacitor  6.2. Eletricidade Atual  6.2.1. Lei de Ohm e resistência elétrica  6.2.2. Resistência e dependência de temperatura  6.2.3. Leis de Kirchhoff e Análise de Circuitos  6.2.4. Potência elétrica e eficiência  6.2.5. Combinação de resistores  6.3. Magnetismo e Eletromagnetismo  6.3.1. Campos magnéticos e suas fontes  6.3.2. Força magnética em cargas em movimento  6.3.3. Indução eletromagnética  6.3.4. Leis de Faraday e Lenz  6.3.5. Indutância e Transformador  6.3.6. Corrente alternada e suas aplicações
  7. Óptica  7.1. Reflexão e Refração  7.1.1. leis da reflexão e refração  7.1.2. Espelhos e lentes  7.1.3. Reflexão interna total e fibra óptica  7.2. Óptica de ondas  7.2.1. Interferência e Difração  7.2.2. Experimento da dupla fenda de Young  7.2.3. Polarização da luz
  8. Física Moderna  8.1.1. Efeito fotoelétrico e a teoria de Einstein  8.1.2. Dualidade onda-partícula  8.1.3. Princípio da Incerteza de Heisenberg  8.1.4. Compton Effect  8.2. Física Atômica e Nuclear  8.2.1. Modelo atômico e níveis de energia  8.2.2. Decaimento radioativo e meia-vida  8.2.3. Fissão Nuclear e Fusão
  9. Eletrônica e Comunicação  9.1. Semicondutores  9.1.1. junção pn e diodo  9.1.2. Transistores e Portas Lógicas  9.1.3. Circuitos Integrados e Aplicações  9.2. Sistemas de Comunicação  9.2.1. Noções básicas de Comunicação Analógica e Digital  9.2.2. Comunicação Sem Fio e Óptica  9.2.3. Modulação e Demodulação

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Propriedades da matéria


A matéria é tudo ao nosso redor; é tudo o que tem massa e ocupa espaço. É importante entender as propriedades da matéria, pois isso nos ajuda a entender como e por que ela se comporta de maneira diferente em diferentes condições. Neste documento, explicaremos as propriedades essenciais da matéria de uma forma fácil de entender.

1. Estados da matéria

Os estados clássicos da matéria são sólido, líquido e gás. Estes estados são identificados por diferentes características.

1.1 Sólido

Os sólidos mantêm um volume e uma forma definidos. Isso ocorre porque as partículas em um sólido estão próximas umas das outras em um local definido e possuem a menor energia cinética.

Sólido

Imagine o gelo, o estado sólido da água, que retém sua forma até derreter e se tornar um líquido.

1.2 Líquidos

Os líquidos têm um volume fixo, mas assumem a forma de seu recipiente. As partículas em um líquido estão próximas umas das outras, mas podem mover-se livremente umas sobre as outras, o que faz o líquido fluir.

líquido

Por exemplo, a água em um copo assume a forma do copo sem qualquer mudança apreciável em seu volume.

1.3 Gases

Os gases não têm um volume ou forma definidos. Eles se expandem para preencher seus recipientes porque suas partículas estão muito distantes umas das outras e se movem livremente em altas velocidades, conferindo-lhes alta energia cinética.

Considere o vapor da água fervente se espalhando em um ambiente.

2. Forças intermoleculares

As forças intermoleculares são forças de atração ou repulsão entre partículas vizinhas. Essas forças afetam várias propriedades físicas, como ponto de ebulição e ponto de fusão.

2.1 Força de Van der Waals

Estas são forças fracas e incluem forças de atração e dispersão entre dipolos elétricos.

F = C * (1/r^7)

onde F é a força entre as moléculas, C é uma constante, e r é a distância entre as moléculas.

2.2 Ligações de Hidrogênio

As ligações de hidrogênio são formadas quando um átomo de hidrogênio é compartilhado entre dois átomos eletronegativos, como oxigênio ou nitrogênio.

Isso é responsável pelo ponto de ebulição mais alto da água em comparação com outros hidretos do grupo 16.

3. Densidade

A densidade é a massa por unidade de volume de uma substância e é uma propriedade importante para identificar substâncias.

Densidade (ρ) = Massa (m) / Volume (V)

Considere um bloco de chumbo e um bloco de madeira, ambos com o mesmo volume. O bloco de chumbo terá maior massa e densidade do que o bloco de madeira.

4. Elasticidade

Ductilidade refere-se à capacidade de um material de retornar à sua forma original após a remoção da força deformadora. É uma propriedade essencial dos materiais que determina como eles podem ser usados em várias aplicações.

4.1 Módulo de Young

O módulo de Young é uma medida da rigidez de um material. É a razão entre a tensão e a deformação em um material sob deformação elástica linear.

Módulo de Young (E) = Tensão / Deformação = (F/A) / (ΔL/L0)

Onde F é a força aplicada, A é a área da seção transversal, ΔL é a mudança no comprimento, e L0 é o comprimento original.

4.2 Limite Elástico

O limite elástico é o limite máximo ao qual um objeto sólido pode ser esticado sem causar uma mudança permanente em sua forma.

Se você estica um elástico um pouco, ele retorna à sua forma original. No entanto, se for esticado demais, não retornará, o que mostra que ultrapassou seu limite elástico.

5. Propriedades térmicas

As propriedades térmicas determinam como uma substância responde a mudanças de temperatura. Estas incluem calor específico, expansão térmica e condução de calor.

5.1 Calor específico

Calor específico é a quantidade de calor necessária para alterar a temperatura de uma unidade de massa de uma substância em um grau Celsius.

Q = mcΔT

onde Q é o calor adicionado, m é a massa, c é o calor específico, e ΔT é a mudança na temperatura.

A água possui um calor específico muito alto, o que significa que requer mais energia para mudar sua temperatura do que outras substâncias.

5.2 Expansão Térmica

A maioria das substâncias se expande quando aquecida e se contrai quando resfriada. A mudança no comprimento ou volume com a temperatura é chamada de expansão térmica.

ΔL = αL0ΔT

Onde ΔL é a mudança no comprimento, α é o coeficiente de expansão linear, L0 é o comprimento original, e ΔT é a mudança na temperatura.

Considere uma ponte de metal que pode se expandir no verão e contrair no inverno.

6. Viscosidade

A viscosidade é uma medida da resistência de um fluido à deformação em uma taxa dada. Para líquidos, isso corresponde ao conceito informal de "espessura".

O xarope possui uma viscosidade maior que a água. Esta propriedade é importante para aplicações onde o fluxo de fluidos é relevante, como em sistemas hidráulicos.

7. Tensão superficial

Tensão superficial é a energia necessária para aumentar a área superficial de um líquido devido às forças atuando em sua superfície. Ela permite que insetos caminhem sobre a água e é responsável pela forma das gotas de líquido.

Considere como as gotas de água se acumulam em uma superfície encerada.

Resumo

As propriedades da matéria que discutimos são conceitos fundamentais que nos permitem entender e prever o comportamento de substâncias em diferentes situações. Essas propriedades afetam muitos aspectos da vida cotidiana e encontram inúmeras aplicações na indústria e pesquisa. Quer você esteja lidando com a elasticidade das substâncias, o fluxo de fluidos ou mudanças de estado devido à temperatura, entender essas propriedades proporciona insights profundos sobre os aspectos físicos do mundo ao nosso redor.


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