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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Magnetismo e Eletromagnetismo


Magnetismo e eletromagnetismo são tópicos fascinantes na física que lidam com as propriedades e interações dos campos magnéticos e correntes elétricas. Juntos, eles formam uma parte vital do nosso entendimento de como as forças elétricas e magnéticas funcionam, e têm inúmeras aplicações na tecnologia moderna.

Magnetismo

Magnetismo é uma força que resulta do movimento de cargas elétricas. É uma propriedade fundamental de certos materiais que permite que eles atraiam ou repelem outros materiais. O exemplo mais comum de magnetismo é um ímã, que é um objeto que produz um campo magnético.

Um campo magnético é a região ao redor de um material magnético ou de uma carga elétrica em movimento, onde a força do magnetismo pode ser observada. Você pode pensar nisso como um campo invisível que cerca um ímã e exerce uma força sobre outros objetos magnéticos dentro do campo.

Linhas de campo magnético

Na figura acima, o retângulo representa um ímã, e as linhas são linhas de campo magnético, que mostram a direção da força magnética. As linhas vermelhas representam a direção norte, enquanto as linhas azuis representam a direção sul. Esta ilustração nos ajuda a entender que as linhas de campo magnético emergem do pólo norte do ímã e entram no pólo sul.

Pólo magnético

Os ímãs têm dois pólos: norte (N) e sul (S). Esses pólos são as áreas onde a força magnética é mais forte. Quando você aproxima dois ímãs um do outro:

  • Pólos semelhantes (NN ou SS) repelem-se.
  • Pólos opostos (NS) atraem-se.

O comportamento dos pólos magnéticos é um aspecto essencial do magnetismo. Entender isso nos ajuda em várias aplicações, como uma bússola, onde a agulha se alinha com o campo magnético da Terra.

Magnetismo da Terra

A própria Terra se comporta como um imenso ímã. Seu campo magnético se estende por todo o planeta. É por isso que uma bússola funciona - ela se alinha com o campo magnético da Terra. Os pólos magnéticos da Terra não são os mesmos que os seus pólos geográficos, por isso uma bússola aponta para o norte magnético em vez de para o norte verdadeiro.

Eletromagnetismo

O eletromagnetismo é a interação entre eletricidade e magnetismo. Envolve como um campo magnético é produzido por uma carga elétrica em movimento e como um campo magnético pode induzir uma corrente elétrica em um condutor.

Experimento de Oersted

A conexão entre eletricidade e magnetismo foi descoberta por Hans Christian Oersted em 1820. Ele observou que a agulha de uma bússola magnética desviava quando uma corrente elétrica fluía por um fio próximo. Esta descoberta mostrou que correntes elétricas produzem campos magnéticos.

Fio Campo Magnético

Na figura, você pode ver que um fio transportando corrente elétrica produz um campo magnético circular ao seu redor. Esta ideia forma a base do eletromagnetismo.

Indução eletromagnética

Indução eletromagnética refere-se ao processo de produzir corrente elétrica a partir de um campo magnético em mudança. Este princípio foi descoberto por Michael Faraday em 1831. Os experimentos de Faraday demonstraram que a corrente elétrica pode ser induzida em um fio quando ele passa por um campo magnético ou quando o campo magnético ao seu redor muda.

A lei da indução eletromagnética de Faraday afirma:

A força eletromotriz (fem) induzida em qualquer circuito fechado é igual ao negativo da taxa de variação do fluxo magnético através do circuito.

Matematicamente é expresso como:

fem = -dΦ/dt

Onde:

  • fem é a força eletromotriz em volts.
  • Φ é o fluxo magnético em webers.
  • dt é a mudança no tempo em segundos.

Aplicações do magnetismo e eletromagnetismo

Magnetismo e eletromagnetismo têm muitas aplicações na vida cotidiana e na tecnologia:

Motores elétricos

Motores elétricos convertem energia elétrica em energia mecânica. Eles funcionam nos princípios do eletromagnetismo, onde uma força é exercida em uma bobina com corrente em um campo magnético.

Gerador

Geradores operam por indução eletromagnética para converter energia mecânica em energia elétrica. Quando uma bobina de fio é girada em um campo magnético, uma corrente elétrica é induzida no fio.

Transformadores

Transformadores usam indução eletromagnética para aumentar ou diminuir a tensão da eletricidade de corrente alternada (AC). Eles consistem em duas bobinas (primária e secundária) enroladas em um núcleo magnético. Quando a AC flui na bobina primária, ela induz uma tensão na bobina secundária.

Conclusão

Entender o magnetismo e o eletromagnetismo é importante para entender como muitos dispositivos e tecnologias modernas funcionam. Esses conceitos destacam as relações complexas entre campos elétricos e magnéticos, que usamos para uma variedade de aplicações que melhoram nossa qualidade de vida.


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Magnetismo e Eletromagnetismo

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