Física para Universitários

Visualizações: 244
Classificação: (0)

O terceiro livro de Bauer, Westfall & Dias descreve e explica cuidadosamente inúmeros tópicos, entre eles: uma visão geral das características físicas de sólidos, líquidos e gases, a natureza do movimento oscilatório, propriedades e o comportamento de ondas, ondas sonoras, conceitos de temperatura, calor e entropia. Discute-se também a natureza do calor e os mecanismos de transferência de energia térmica, a física dos gases, máquinas térmicas e a teoria de relatividade especial. Os autores apresentam o conteúdo conectando-o intimamente com os maiores avanços da física atual. O texto é acompanhado de inúmeras imagens, exercícios e exemplos que envolvem o estudante universitário com as maravilhas da ciência, da tecnologia e da inovação.

FORMATOS DISPONíVEIS

eBook

Disponível no modelo assinatura da Minha Biblioteca

10 capítulos

Formato Comprar item avulso Adicionar à Pasta

As fronteiras da física moderna

PDF Criptografado

As Fronteiras da Física Moderna

Este livro tentará dar a você uma ideia de alguns dos progressos impressionantes feitos pela física recentemente.

Os exemplos das áreas de pesquisa avançada estarão acessíveis com o conhecimento disponível em nível introdutório. Em muitas universidades de ponta, jovens secundaristas já estão envolvidos em pesquisas inovadoras em física. Com frequência, essa participação requer nada além das ferramentas apresentadas neste livro, alguns dias ou semanas de leituras adicionais, e a curiosidade e o desejo de aprender fatos e habilidades novas.

As próximas páginas introduzirão algumas das incríveis fronteiras da pesquisa contemporânea e descreverão alguns resultados obtidos durante os últimos anos. Essa introdução é feita em nível qualitativo, evitando toda a matemática e outros detalhes técnicos.

A física quântica

No ano de 2005 foi comemorado o 100° aniversário dos notáveis artigos de Albert Einstein sobre o movimento browniano (que provou a realidade da existência dos átomos), a teoria da relatividade e o efeito fotoelétrico. Este último artigo introduziu uma das ideias que constituem a base da mecânica quântica, a física da matéria em escalas atômicas e moleculares. A mecânica quântica é um produto do século XX que levou, por exemplo, à invenção do laser, agora rotineiramente empregado em CDs, DVDs e aparelhos de Blu-ray, em leitoras de códigos de barra e mesmo em cirurgias de olhos, entre muitas outras aplicações. A mecânica quântica também forneceu uma compreensão mais fundamental da química; físicos estão usando pulsos curtos de laser com durações menores que 10-13 s para compreender como se desenvolvem as ligações químicas. A revolução quântica inclui também descobertas exóticas como a da antimatéria, e não existe um fim à vista deste processo. Na última década, grupos de átomos denominados condensados de Bose-Einstein foram formados em armadilhas eletromagnéticas, e esse trabalho abriu as portas para um mundo inteiramente novo da física atômica e quântica.

 

Capítulo 1 - Sólidos e Fluidos

PDF Criptografado

Sólidos e Fluidos

1

O QUE APRENDEREMOS

1.1 Átomos e a composição da matéria

1.2 Estados da matéria

1.3 Tensão, compressão e cisalhamento

Elasticidade dos sólidos

Tensão e deformação

Exemplo 1.1 Montagem de uma TV de tela plana na parede

Problema resolvido 1.1 Fio esticado

1.4 Pressão

Relação pressão-profundidade

Pressão manométrica e barômetros

Exemplo 1.2 Submarino

Relação da altitude barométrica para gases

Princípio de Pascal

Exemplo 1.3 Pressão do ar sobre o Monte Everest

1.5 Princípio de Arquimedes

Força de empuxo

Exemplo 1.4 Iceberg flutuando

Determinação da densidade

Exemplo 1.5 Um balão de ar quente

Exemplo 1.6 Encontrando a densidade de um corpo

1.6 Movimento do fluido ideal

Equação de Bernoulli

Aplicações da Equação de Bernoulli

Exemplo 1.7 Pulverizador

Problema resolvido 1.2 Tubo de Venturi

Drenando um tanque

 

Capítulo 2 - Oscilações

PDF Criptografado

Oscilações

2

O QUE APRENDEREMOS

46

2.1 Movimento harmônico simples

Condições iniciais

46

48

48

49

50

51

52

Exemplo 2.1 Condições iniciais

Posição, velocidade e aceleração

Período e frequência

Exemplo 2.2 Túnel através da Lua

Problema resolvido 2.1 Bloco preso a uma mola

Relação entre o movimento harmônico simples e o movimento circular

53

2.2 Movimento pendular

54

Período e frequência de um pêndulo

55

Exemplo 2.3 Pêndulo restrito

56

2.3 Trabalho e energia em oscilações harmônicas

56

Massa presa a uma mola

57

Energia de um pêndulo

58

Exemplo 2.4 Velocidade de uma trapezista

59

2.4 Movimento harmônico amortecido

60

Amortecimento fraco

60

Exemplo 2.5 Bungee Jumping

62

Amortecimento forte

63

Amortecimento crítico

63

Exemplo 2.6 Movimento harmônico amortecido

 

Capítulo 3 - Ondas

PDF Criptografado

3

Ondas

O QUE APRENDEREMOS

83

3.1 Movimento ondulatório

3.2 Osciladores acoplados

Ondas transversais e longitudinais

3.3 Descrição matemática das ondas

Período, comprimento de onda e velocidade

Formas de onda senoidais, número de onda e fase

3.4 Derivação da equação de onda

Soluções da equação de onda

Ondas em uma corda

83

84

85

85

86

Exemplo 3.1 Cabo de elevador

Reflexão de ondas

3.5 Ondas em espaços de duas e três dimensões

Ondas esféricas

Ondas planas

Ondas de superfície

Ondas sísmicas

Exemplo 3.2 Medindo o tamanho do núcleo derretido da Terra

3.6 Energia, potência e intensidade de ondas

Energia de uma onda

Potência e intensidade de uma onda

Problema resolvido 3.1 Potência transmitida por uma onda em uma corda

3.7 Princípio da superposição e interferência

87

88

89

90

91

91

 

Capítulo 4 - Som

PDF Criptografado

4

Som

O QUE APRENDEREMOS

115

4.1 Ondas longitudinais de pressão

Velocidade do som

115

116

118

118

119

120

Exemplo 4.1 Os gritos de uma torcida de futebol

Reflexão do som

4.2 Intensidade sonora

Intensidade relativa e alcance dinâmico

Problema resolvido 4.1 Níveis de som relativos em um concerto de rock

Limites da audição humana

Exemplo 4.2 Faixa de comprimentos de onda da audição humana

4.3 Interferência sonora

Batimentos

Cancelamento ativo de ruído

4.4 Efeito Doppler

Efeito Doppler no espaço de duas e de três dimensões

Aplicações do efeito Doppler

Exemplo 4.3 Medição do fluxo sanguíneo por efeito Doppler ultrassônico

Cone de Mach

Exemplo 4.4 O Concorde

4.5 Ressonância e música

Tons

Tubos semiabertos e abertos

Exemplo 4.5 Um órgão de tubo

120

122

122

123

124

125

126

 

Capítulo 5 - Temperatura

PDF Criptografado

5

Temperatura

O QUE APRENDEREMOS

147

5.1 Definição de temperatura

Escalas de temperatura

5.2 Variações de temperatura

147

148

149

151

151

152

153

153

154

Exemplo 5.1 Temperatura ambiente

Pesquisa no limite de baixa temperatura

Pesquisa de fronteira em altas temperaturas

5.3 Medida da temperatura

5.4 Expansão térmica

Expansão linear

Exemplo 5.2 Expansão térmica da ponte de Mackinac

Problema resolvido 5.1 Lâmina bimetálica

Expansão de área

Problema resolvido 5.2 Expansão de uma placa com um orifício

Expansão de volume

Exemplo 5.3 Expansão térmica da gasolina

5.5 Temperatura da superfície terrestre

Exemplo 5.4 Aumento do nível do mar devido à expansão térmica da água

154

155

157

157

159

160

161

5.6 Temperatura do universo

162

163

O QUE JÁ APRENDEMOS /

 

Capítulo 6 - Calor e a Primeira Lei da Termodinâmica

PDF Criptografado

Calor e a Primeira Lei da Termodinâmica

6

O QUE APRENDEREMOS

172

6.1 Definição de calor

6.2 Equivalente mecânico do calor

172

173

Exemplo 6.1 Conteúdo energético de uma barra de chocolate

6.3 Calor e trabalho

6.4 Primeira lei da termodinâmica

Exemplo 6.2 Halterofilista

Exemplo 6.3 Caminhão escorregando até parar

6.5 Primeira lei para processos especiais

Processos adiabáticos

Processos a volume constante

Processos de caminho fechado

Expansão livre

Processos à pressão constante

Processos à temperatura constante

6.6 Calores específicos de sólidos e fluidos

Exemplo 6.4 Energia necessária para aquecer a água

Calorimetria

Problema resolvido 6.1 Água e chumbo

6.7 Calor latente e transições de fase

Exemplo 6.5 Transformação de gelo em água e água em vapor

Exemplo 6.6 Trabalho realizado para evaporar água

6.8 Modos de transferência de energia térmica

 

Capítulo 7 - Gases Ideais

PDF Criptografado

7

Gases Ideais

O QUE APRENDEREMOS

205

7.1 Leis empíricas dos gases

Lei de Boyle

Lei de Charles

Lei de Gay-Lussac

Lei de Avogadro

7.2 Lei dos gases ideais

205

206

206

207

207

207

209

210

211

Exemplo 7.1 Gás em um cilindro

Exemplo 7.2 Resfriando um balão

Exemplo 7.3 Calor no campo de golfe

Trabalho realizado por um gás ideal com temperatura constante

Lei de Dalton

7.3 Teorema da equipartição

Exemplo 7.4 Energia cinética média das moléculas de ar

7.4 Calor específico de um gás ideal

Calor específico com volume constante

Calor específico à pressão constante

Graus de liberdade

Razão dos calores específicos

7.5 Processos adiabáticos para um gás ideal

Problema resolvido 7.1 Bomba de pneu de bicicleta

Trabalho realizado por um gás ideal em um processo adiabático

7.6 Teoria cinética dos gases

 

Capítulo 8 - A Segunda Lei da Termodinâmica

PDF Criptografado

A Segunda Lei da

Termodinâmica

8

O QUE APRENDEREMOS

240

8.1 Processos reversíveis e irreversíveis

Tempo de recorrência de Poincaré

240

241

241

242

Exemplo 8.1 Baralho de cartas

8.2 Máquinas e refrigeradores

Exemplo 8.2 Aquecimento doméstico com bomba de calor

8.3 Máquinas ideais

Ciclo de Carnot

Exemplo 8.3 Trabalho realizado por uma máquina de Carnot

Exemplo 8.4 Eficiência máxima de uma usina elétrica

8.4 Máquinas reais e eficiência

Ciclo Otto

Problema resolvido 8.1 Eficiência de um motor de automóvel

(a)

(b)

Ciclo diesel

Carros híbridos

Eficiência e a crise energética

8.5 A segunda lei da termodinâmica

8.6 Entropia

Exemplo 8.5 Mudança na entropia para o congelamento da água

Exemplo 8.6 Mudança na entropia para o aquecimento da água

8.7 Interpretação microscópica da entropia

Exemplo 8.7 Aumento de entropia durante a expansão livre de um gás

 

Capítulo 9 - Relatividade

PDF Criptografado

Relatividade

9

O QUE APRENDEREMOS

274

9.1 A pesquisa pelo éter

9.2 Os postulados de Einstein e os sistemas de referência

Beta e gama

274

Exemplo 9.1 A Espaçonave Apolo

Cone de luz

Intervalos espaço-temporais

9.3 Dilatação do tempo e contração do comprimento

Dilatação do tempo

Exemplo 9.2 Decaimento do múon

Contração do comprimento

Exemplo 9.3 Contração de comprimento de um carro de corrida NASCAR

O paradoxo dos gêmeos

9.4 Deslocamento de frequência relativístico

Problema resolvido 9.1 Deslocamento para o vermelho de uma galáxia

9.5 Transformação de Lorentz

Invariantes

9.6 Transformação relativística de velocidades

Problema resolvido 9.2 Partículas em um acelerador

9.7 Momento e energia relativísticos

Momento

Energia

Relação energia-momento

Velocidade, energia e momento

Exemplo 9.4 Elétron a 0,99c

Exemplo 9.5 Decaimento do káon

 

Detalhes do Produto

Livro Impresso
Book
Capítulos

Formato
PDF
Criptografado
Sim
SKU
MFPP000001701
ISBN
9788580551600
Tamanho do arquivo
100 MB
Impressão
Desabilitada
Cópia
Desabilitada
Vocalização de texto
Não
Formato
PDF
Criptografado
Sim
Impressão
Desabilitada
Cópia
Desabilitada
Vocalização de texto
Não
SKU
Em metadados
ISBN
Em metadados
Tamanho do arquivo
Em metadados