Física

Física estuda a natureza e seus fenômenos; analisa suas relações e propriedades; descreve e explica a maior parte de suas consequências.”

Norberto Pasqua (1965-)
físico

História da Física

Determinação da massa da Terra e a Constante Gravitacional

Usamos a balança para medir a massa de objetos. Agora, qual a balança para medir a massa da Terra? Obviamente que não existe! É resultado de medidas indiretas. O texto A Massa da Terra e a Constante Gravitacional dá uma ideia de como trabalhos sucessivos de muitos cientistas levaram à determinação dessas grandezas.

História - Parte 1

Começo com a Matemática

História - Parte 2

A Idade das Trevas e o Renascimento

História - Parte 3

Sir Isaac Newton

História - Parte 4

Calor e Energia

História - Parte 5

Eletricidade e Magnetismo

Medidas

Medidas

Medidas e Medições

Sobre o ato de medir e resultado da medição

Análise de medidas

Desvio de qualidade

Arredondamento

Algarismos significativos, arredondamento de medidas

Regras de Ouro

Operações matemáticas com medidas

Estatística

Introdução à Estatística

Média aritmética e incerteza da média

Média e incerteza da média

Média aritmética e incerteza da média

Medida Indireta

Medida Indireta

Elementos para a propagação da incerteza

Média das Funções

Medida indireta e estatística

Regressão

Gráfico: introdução

Elementos para análise de gráficos

Gráfico: anamorfose

Linearização de funções não-lineares

M.M.Q.: Calculadora

Médoto dos mínimos quadrados

M.M.Q.: Planilha

Algoritmo em planilha eletrônica

Gráfico em papel

Construção e análise de gráfico

Mecânica Clássica

Cinemática

Introdução à Cinemática

Definições primeiras em cinemática

M.R.U.V.

Conceitos fundamentais do MRUV

M.C.U.V.

Velocidade e aceleração angulares

Vetores

Introdução aos vetores

Movimento Oblíquo

M.R.U.V. em 2D

M.C.U.V. 2

M.C.: abordagem vetorial

Movimento Relativo

Dois sistemas de medida

Cinemática Escalar

Posição, velocidade, aceleração, equação horária, gráficos

Cinemática Vetorial

Composição de movimentos, velocidade, aceleração, gráficos, velocidade relativa

M.C.U

Movimento circular uniforme, velocidade angular, movimento periódico, equações horárias

Balística

Componentes do movimento, gráfico, altura máxima, tempo de vôo, alcance

Dinâmica

Força

Definição, determinação

Forças especiais

Força gravitacional

Torque

Definição, determinação

Rotação

Centro de massa, momento de inércia

Corpo Extenso

Ação sobre corpo: desliza ou tomba

Leis de Newton

Princípio da inércia, princípio fundamental da dinâmica, princípio da ação-reação

Dinâmica

Atrito, plano inclinado, componentes da força resultante

Estática

teste 3

Mecânica dos Fluidos

Arredondamento

Algarismos significativos, arredondamento de medidas

Regras de Ouro

Operações matemáticas com medidas

Hidrostática

Fluidos em repouso

Hidrodinâmica

Fluidos em movimento

Hidrostática

Densidade, lei de Stevin, pressão manométrica, lei de Pascal, lei de Arquimedes

Oscilações

Oscilação Harmônica

Oscilações harmônicas

Oscilação Amortecida

Oscilações amortecidas

Dissipação de Energia

Dissipação de energia em sistema massa-mola amortecido

Oscilação Amortecida Forçada

Oscilação sistema massa-mola amortecido forçado

M.H.S.

Movimento harmônico simples, oscilador massa-mola ideal, gráficos, força no MHS, energia no MHS, pêndulo simples, associação de molas

Oscilações Amortecidas

Oscilações amortecidas críticas, subcríticas e supercríticas

Mecânica dos Sólidos

Gravitação

Gravitação, Estática

Leis de Kepler, lei da gravitação universal, equilíbrio ponto material, equilíbrio corpo extenso

Energia e Trabalho

Trabalho e Energia Cinética

ou Cinemática+Dinâmica

Trabalhos e Energias Especiais

Definições, determinações

Conservação de Energia

Energia mecânica e outras Novo

Energia e Trabalho

Definição, trabalho da força peso, teorema da energia cinética, potência mecânica

Energia Mecânica

Energia potencial, conservação de energia, aplicações

Sistemas de Partículas e Corpo Rígido

Sistema

massa-Terra

Momento linear

Definições, propriedades

Colisão

Colisão uni e bidimensional

Impulso, Quantidade de Movimento, Colisões

Definições, teorema do impulso, relação entre energia cinética e quantidade de movimento, sistemas isolados, colisões

Ondulatória

Ondulatória

Ondulatória

Elementos de uma onda

Onda em corda

Onda estacionária em corda

Onda sonora

Onda sonora

Som

Som: fonte e detector

Ondulatória

Natureza da onda, propriedades, reflexão e refração, inteferência, fenômenos ondulatórios, acústica

Termodinâmica

Termodinâmica

Termometria

Calor, temperatura, dilatação térmica

Calorimetria

Calor específico e equação calorimétrica

Lei do Resfriamento de Newton

Tempo característico Novo

Gás ideal

Constante dos gases ideais, equação de estado

Primeira Lei da Termodinâmica

Energia interna, calor e trabalho

Máquinas Térmicas

Aula máquinas térmicas e refrigerador

Processos termodinâmicos

Resumo sobre processos termodinâmicos

Termometria

Conceito temperatura, calorimetria, mudança de estado

Termodinâmica

Transmissão de calor, gás perfeito, processos termodinâmicos

Termodinâmica

Trabalho, energia interna, primeira lei da Termodinâmica, máquina térmica, dilatação térmica

Eletromagnetismo

Eletricidade

Eletrostática

Resumo eletrostática. Imprima o arquivo, leia-o, complete-o.

Formulário eletrostática

Imprima o arquivo, leia-o, complete-o.

Eletrodinâmica

Resumo eletrodinâmica

Tensão Alternada

Circuito AC, tensão eficaz

Circuito Resistivo

Circuito AC resistivo

Circuito Capacitivo

Circuito RC, filtro passa baixa

Circuito Indutivo

Circuito RL, filtro passa alta

Circuito Tanque

Circuito RLC, filtro de banda

Circuito RLC

Resumo sobre Circuito RLC série e paralelo

Eletrodinâmica

Corrente elétrica, resistores, leis de Ohm, associação de resistores, geradores, receptores, potência elétrica, instrumentos de medida

Eletrostática

Eletrização, lei de Coulomb, campo elétrico, potencial elétrico, capacitores, associação de capacitores

Eletromagnetismo

Ímãs, campo magnético, força magnética, fontes de campo magnético

Óptica

Óptica geométrica 1

Resumo sobre Óptica Geométrica 1

Óptica geométrica 2

Outro resumo sobre Óptica Geométrica 2

Espelho Plano

Princípios da óptica geométrica, câmara escura, leis da reflexão, translação e rotação de espelho plano

Espelhos Esféricos

Raios notáveis, construção de imagens, equação de Gauss, aumento linear transvesal

Refração da Luz

Lei de Snell-Descartes, dióptro plano, equação de Gauss, lâminas de faces paralelas, prismas ópticos, dispersão da luz

Lentes Esféricas

Comportamento óptico, rais notáveis, construção de imagens, equação dos fabricantes de lentes

Lentes Esféricas

Óptica da visão, instrumentos de óptica

Física Moderna

Quantização da Energia

Introdução

Introdução à Mecânica Quântica

Quantização da carga

Quantização da carga elétrica

Quantização da energia

Quantização da energia

Planckian Locus

Temperatura da luz

Fóton: partícula?

Efeito fotoelétrico e de Compton

Átomo de Bohr

Modelo atômico de Bohr

Dualidade onda-partícula

Onda-partícula, probalidade

Equação de Schrödinger

Equação de Schrödinger

Propriedades da equação de Schrödinger

Partícula livre

Partícula livre e suas propriedades

Poço potencial

Poço potencial e armadilha de partículas

Potencial degrau

Potencial degrau e o efeito fotoelétrico

Barreira de potencial

Barreira de potencial e o efeito túnel

Oscilador harmônico

Potencial elástico e vibrações moleculares (ideais)

Oscilador inarmônico

Potencial de Lennard-Jones e de Morse e vibrações moleculares

Átomos hidrogenoides

Potencial de Coulomb e átomos com apenas um elétron

Estatística Quântica

Estatística Quântica

Estatística de Boltzmann, Bose e Fermi

Calor específico

Bósons e o calor específico

Laser

Bósons e o L.A.S.E.R.

Gás de Fermi

Elétrons quase livres em metais

Semicondutor

Estrutura Cristalina

Estrutura cristalina da matéria condensada

Constante de Madelung

Estrutura cristalina e a constante de Madelung

Bandas de energia

Elétrons quase livres e as bandas de energia

Tight binding

Elétrons quase livres e o grafeno

Semicondutor

Elétrons quase livres e os semicondutores

Dopagem de Semicondutor

Material tipo P e tipo N

Junção PN

Propriedade e aplicações

Batelada

Definição e propriedade

Supercondutor

Elétrons quase livres e os supercondutores

Físico-Química

Gás Ideal

Escopo da Termodinâmica

Introdução à Termodinâmica

Gás ideal

Propriedades do gás ideal

Primeira Lei

Primeira lei da Termodinâmica

Segunda Lei

Segunda lei da Termodinâmica

Transformações termodinâmicas

Resumo de Processos Termodinâmicos

Funções Termodinâmicas

Funções Auxiliares

Funções de estado auxiliares expressas em termos de temperatura e pressão

Funções Auxiliares: gás ideal

Funções termodinâmicas e a EOS-ideal

Funções Auxiliares: consequências

Coeficientes de Funções termodinâmicas em termos de parâmetros mensuráveis

Calor Específico

Calor específico empírico e funções de estado entalpia e entropia

Equilíbrio de Fases

Equilíbrio de fases, principalmente líquido-gás

Gás Real

Gás Real

Fluidos de van der Waals, Peng-Robinson e Expansão Virial

Função de Partida

Variação de grandezas termodinâmicas baseadas em gás real

Fugacidade

Desvio de um gás real em relação a um gás ideal

Difusão Molecular

Mistura de gases ideais

Mistura Gases Ideais

Mistura de gases ideais

Solução

Soluções

Soluções ideais e regulares

Energia de Ligação

Ligação AA, BB, AB

Tensão superficial

Tensão supercial na interface líquido-gás

Sólido

Transferência de calor 1

Propagação por condução

Transferência de calor 2

Propagação por convecção e por radiação

Grandezas

Grandezas Físicas Fundamentais

Grandeza de base Unidade de base Constante física definidora
Grandeza Símbolo típico Nome Símbolo
tempo t segundo s frequência
ΔνCs = 9 192 631 770 Hz
(fixado)
comprimento ℓ, x, r, … metro m velocidade da luz
c = 299 792 548 m s—1
(fixado)
massa m kilograma kg constante de Planck
h = 6,626 070 15 × 10—34 kg m2 s—1
(fixado)
corrente Elétrica I, i ampere A carga elétrica elementar
e = 1,602 176 634 × 10—19 A s
(fixado)
temperatura termodinâmica T kelvin K constante de Boltzmann
kB = 1,380 649 × 10—23 kg m2 s—2 K—1
(fixado)
quantidade de matéria n mol mol número de Avogadro
NA = 6,022 140 76 × 10—23 mol—1
(exato)
intensidade luminosa Iv candela cd eficácia luminosa
Kcd = 683 lm W—1
quando ν = 540 × 1012 Hz
(fixado)

Grandezas espaciais e temporais

Grandeza Nome da unidade Símbolo da unidade Observações
tempo segundo s Unidade de base do SI
minuto min Unidade fora do SI, em uso com o SI.
1 min = 60 s
hora h Unidade fora do SI, em uso com o SI.
1 h = 60 min = 3 600 s
dia d Unidade fora do SI, em uso com o SI.
1 d = 24 h = 1 440 min = 86 400 s
comprimento metro m Unidade de base do SI
velocidade metro por segundo m/s Unidade do SI
aceleração metro por segundo quadrado m/s2 Unidade do SI
frequência hertz Hz Unidade do SI.
1 Hz = 1 s—1
ângulo plano radiano rad Unidade do SI
grau
minuto
segundo		 °
′
″		 Unidades fora do SI, em uso com o SI.
1° = (π/180) rad
1′ = (1/60)° = (π/10 800) rad
1″ = (1/60)′ = (π/648 000) rad
gon (gradus) gon (gra) Unidade fora do SI, em uso com o SI,
usada na navegação. 1 gon = (π/200) rad
ângulo sólido esferorradiano sr Unidade do SI
velocidade angular radiano por segundo rad/s Unidade do SI
aceleração angular radiano por segundo quadrado rad/s2 Unidade do SI
área metro quadrado m2 Unidade do SI
hectare ha Unidade fora do SI, em uso com o SI,
usada em medidas agrárias.
1 ha = 10 000 m2
volume metro cúbico m3 Unidade do SI
litro ℓ, L O símbolo L (éle maiúsculo) foi adotado
como alternativa para evitar
o risco de confusão entre
a letra l e o algarismo um (1) ou a letra i maiúsculo (I).
1 L = 1 ℓ = 1 dm3 = 103 cm3 = 10—3 m3

Ref.: Inmetro - Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia

Grandezas mecânicas

Grandeza Nome da unidade Símbolo da unidade Observações
concentração mássica quilograma por metro cúbico kg/m3 Unidade do SI
densidade, densidade de massa quilograma por metro cúbico kg/m3 Unidade do SI
densidade linear quilograma por metro kg/m Unidade do SI
densidade relativa dr 1 Grandeza adimensional ou de dimensão 1. Definida por d = ρ /ρ0 onde ρ é a densidade de uma substância e ρ0 é a densidade de uma substância de referência em condições especificadas, geralmente a da água a 4 °C, 1 000 kg m—3
densidade superficial quilograma por metro quadrado kg/m2 Unidade do SI
força newton N Unidade do SI.
1 N = 1 kg m s—2
dina dyn Unidade fora do SI, do antigo sistema CGS, utilizada para atender necessidade específica de determinados grupos, por diferentes motivos.
1 dyn = 10—5 N
impulso newton segundo N s Unidade do SI
impulso angular newton metro segundo N m s Unidade do SI
massa quilograma kg Unidade de base do SI
tonelada t Unidade fora do SI, em uso com o SI. 1 t = 1 000 kg
massa específica quilograma por metro cúbico kg m—3 Unidade do SI
momento angular quilograma metro quadrado por segundo kg m2 s—1 Unidade do SI. Esta grandeza é também chamada quantidade de movimento angular
momento de inércia quilograma metro quadrado kg m2 Unidade do SI
momento de uma força, torque newton metro N m Unidade do SI
potência watt W Unidade do SI
pressão, tensão pascal Pa Unidade do SI. Pascal é também unidade de tensão mecânica (tração, compressão, cisalhamento, tensão tangencial e suas combinações). 1 Pa = 1 N m—2
quantidade de movimento quilograma metro por segundo kg m s—1 Unidade do SI
trabalho, energia joule J Unidade do SI
erg erg Unidade fora do SI, do antigo sistema CGS, utilizada para atender necessidade específica de determinados grupos, por diferentes motivos. 1 erg = 10—7 J
vazão mássica quilograma por segundo kg/s Unidade do SI
vazão volumétrica metro cúbico por segundo m3 s—1 Unidade do SI
viscosidade cinemática metro quadrado por segundo m2 s—1 Unidade do SI
stokes St Unidade fora do SI, do antigo sistema CGS, utilizada para atender necessidade específica de determinados grupos, por diferentes motivos.1 St = 1 cm2 s—1 = 10—4 m2 s—1
viscosidade dinâmica pascal segundo Pa s Unidade do SI
poise P Unidade fora do SI, do antigo sistema CGS, utilizada para atender necessidade específica de determinados grupos, por diferentes motivos.1 P = 1 dyn s cm—2 = 0,1 Pa s
volume específico metro cúbico por quilograma m3 kg—1 Unidade do SI. É o inverso da densidade

Ref.: Inmetro - Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia

Grandezas elétricas e magnéticas

Grandeza Nome da unidade Símbolo da unidade Observações
capacitância farad F Unidade do SI
carga elétrica coulomb C Unidade do SI
condutância elétrica siemens S Unidade do SI
condutividade elétrica siemens por metro S/m Unidade do SI
corrente elétrica ampere A Unidade de base do SI
densidade de carga elétrica coulomb por metro cúbico C/m3 Unidade do SI
densidade de carga superficial coulomb por metro quadrado C/m2 Unidade do SI
densidade de corrente ampere por metro quadrado A/m2 Unidade do SI
densidade de fluxo magnético tesla T Unidade do SI
gauss G Unidade fora do SI, do antigo sistema CGS, utilizada para atender necessidade específica de determinados grupos, por diferentes motivos. 1 G = 10−4 T = 10−4 Wb/m2
deslocamento elétrico coulomb por metro quadrado C/m2 Unidade do SI. Denotado por D, é um campo vetorial que aparece nas equações de Maxwell. Também conhecido como “indução elétrica”.
fluxo magnético weber Wb Unidade do SI
maxwell Mx Unidade fora do SI, do antigo sistema CGS, utilizada para atender necessidade específica de determinados grupos, por diferentes motivos. 1 Mx = 1 G·cm2 = 10—8 Wb = 10—8 V·s
indutância henry H Unidade do SI
intensidade de campo elétrico volt por metro V/m Unidade do SI. A intensidade de campo elétrico pode ser também expressa em newtons por coulomb
intensidade de campo magnético ampere por metro A/m Unidade do SI
oersted Oe Unidade fora do SI, do antigo sistema CGS, utilizada para atender necessidade específica de determinados grupos, por diferentes motivos. 1 Oe = 1000/(4π) A/m
momento de dipolo elétrico coulomb metro C m Unidade do SI
permeabilidade henry por metro H/m Unidade do SI
permissividade farad por metro F/m Unidade do SI
potência aparente volt ampere V A Unidade do SI
potência (ativa) watt W Unidade do SI. 1 W = 1 J/s
potência reativa volt ampere V A A unidade (do SI)
var var A unidade (do SI) var (símbolo: var) foi introduzida pela Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) como um nome especial para a unidade de potência reativa. Em termos de var var unidades coerentes do SI, o var é idêntico ao volt ampere
relutância um por henry 1/H Unidade do SI
resistência elétrica ohm Ω Unidade do SI. O ohm é também unidade de impedância e de reatância em elementos de circuito percorridos por corrente alternada
resistividade ohm metro Ω m Unidade do SI
tensão elétrica, diferença de potencial elétrico, força eletromotriz volt V Unidade do SI

Ref.: Inmetro - Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia

Grandezas químicas

Grandeza Nome da unidade Símbolo da unidade Observações
atividade catalítica katal kat Unidade do SI. 1 kat = 1 mol·s—1
capacidade térmica molar joule por mol kelvin J/(mol·K) Unidade do SI
concentração de atividade catalítica katal por metro cúbico kat/m3 Unidade do SI
concentração de quantidade de matéria mol por metro cúbico mol/m3 Unidade do SI. No termo “quantidade de matéria”, a palavra “matéria” será geralmente substituída por outras palavras
condutividade eletrolítica siemens por metro S/m Unidade do SI
condutividade molar siemens metro quadrado por mol S·m2/mol Unidade do SI
energia interna molar joule por mol J/mol Unidade do SI
entropia molar joule por mol kelvin J/(mol·K) Unidade do SI
massa molar quilograma por mol kg/mol Unidade do SI
quantidade de matéria mol mol Unidade de base do SI
volume molar metro cúbico por mol m 3 /mol Unidade do SI

Ref.: Inmetro - Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia

Grandezas térmicas

Grandeza Nome da unidade Símbolo da unidade Observações
calor, energia, quantidade de calor joule J Unidade do SI
capacidade térmica joule por kelvin J/K Unidade do SI
capacidade térmica específica (calor específico) joule por quilograma kelvin J/(kg·K) Unidade do SI
condutividade térmica watt por metro kelvin W/(m·K) Unidade do SI
densidade de fluxo térmico watt por metro quadrado W/m2 Unidade do SI
fluxo térmico watt W Unidade do SI
gradiente de temperatura kelvin por metro K/m Unidade do SI. Grandeza que descreve a taxa de variação de temperatura em uma área numa direção em particular
temperatura Celsius grau Celsius °C Unidade do SI. 1 °C = 1 K – 273,15. O valor numérico da diferença de temperatura em K ou em °C é o mesmo
temperatura termodinâmica kelvin K Unidade de base do SI

Ref.: Inmetro - Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia

Grandezas ópticas

Grandeza Nome da unidade Símbolo da unidade Observações
eficácia luminosa espectral lúmen por watt lm/W Unidade do SI
emissividade um 1 -----------------
excitância luminosa lúmen por metro quadrado lm/m2 Unidade do SI. Esta grandeza era denominada “emitâncialuminosa”
excitância radiante watt por metro quadrado W/m2 Unidade do SI
fluxo luminoso lúmen lm Unidade do SI
fluxo radiante watt W Unidade do SI
iluminância lux lx Unidade do SI
phot ph Unidade fora do SI, do antigo sistema CGS.1 ph = 1 cd sr cm —2 = 104 lx
índice de refração um 1 -----------------
intensidade luminosa candela cd Unidade de base do SI
intensidade radiante watt por esferorradiano W/sr Unidade do SI
irradiância watt por metro quadrado W/m2 Unidade do SI
luminância candela por metro quadrado cd/m2 Unidade do SI. Luminância de uma fonte com 1 metro quadrado de área e com intensidade luminosa de 1 candela
stilb sb Unidade fora do SI, do sistema CGS.1 sb = 104 cd m—2
número de onda um por metro 1/m Unidade do SI
radiância watt por metro quadrado esferorradiano W/(m2sr) Unidade do SI

Ref.: Inmetro - Instituto Nacional de Metrologia, Qualidade e Tecnologia

Referências Bibliográficas

  1. Dirceu D'Alkmin TELLES e João Mongelli NETTO (org). Física com Aplicação Tecnológica. Vol.1, São Paulo: Blucher, 2011.
  2. FEYNMAN, R.; LEIGHTON, R. B. and SANDS, M. Lectures on Physics. Volumes 1-3, California: Addison-Wesley, 1977.
  3. NUSSENZVEIG, H. Moysés Curso de Física Básica. Volumes 1-4, 4a. ed., São Paulo: Blucher, 2002.
  4. HEWITT, P. G. Física Conceitual. 9a. ed., Porto Alegre: Bookman, 2002.

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