Fisica 11ºano

 

[FÍSICO-QUÍMICA 11ºANO] 11ºANO]

Sabina D’Azevedo 

2010/2011 – 1ºteste

RESUMO TEÓRICO FUNCIONAMENTO E APLICAÇÕES DO GPS posiciona mento global) está dividido em três segmentos: segmentos:     O sistema de GPS (sistema de posicionamento espacial: constituído por 24 satélites sendo que cada um tem um período de rotação de   Segmento espacial: 12 horas. Estes são responsáveis responsáveis por calcular com precisão um ponto a superfície da Terra Terra ou na sua orbita. Para posicional e calcular com precisão são necessários necessários na  na teoria três satélites, sendo contudo na prático satélites (o  (o último é usado para sincronizar os relógios atómicos com os dos receptores). utilizados quatro satélites controlo:  é constituído pelas estações existentes na Terra (estações de rádio) onde são   Segmento de controlo: é observadas e monitorizadas as trajectórias de vários satélites e sincronizados os relógios atómicos. utilizador:  é constituído por um receptor de rádio que descodifica a informação   Segmento de utilizador: enviada pelos satélites e assim calcula a posição. Calcular a distância:

       , sendo  sendo c = velocidade da radiação electromagnética =      

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O aparelho de GPS localiza, no mínimo, três satélites e calcula a distância a que se encontra cada um, conhecendo as três distâncias e utilizando o método de triangulação (faz triangulação (faz a intersecção da órbita dos três satélites, obtendo assim um ponto), o GPS determina a sua localização exacta.  exacta.    Aplicações do GPS:   Determinação da velocidade de um atleta   Determinação da posição de um veículo roubado   Determinação do tempo de uma viagem   Determinação do deslocamento A POSIÇÃO E O TEMPO posição é  é necessário conhecer as coordenadas geográficas de geográficas de um ponto:   Para determinar com precisão a posição altitude.   latitude, longitude, altitude. latitude é  é o ângulo que o raio que passa pelo lugar considerado faz com o plano do Equador.  Equador.  Varia entre 0˚    A latitude e 90˚ (no hemisfério Norte e no hemisfério Sul).    A longitude  é o ângulo, ao centro da Terra, descrito entre o meridiano de Greenwich e o meridiano que passa pelo ponto considerado. É a medida em graus, podendo variar entre 0 ˚ e 180˚ para Este ou Oeste.  Oeste.     A altitude num ponto da Terra é a distância, medida na vertical, entre o nível médio da água do mar e o ponto considerado.  considerado.  cartesianas  constituem um sistema utilizado em geometria analítica, que permite a   As coordenadas cartesianas  localização de um ponto em relação a dois ou três eixos. (s).     O tempo é medido, no Sistema Internacional (SI), em segundos (s). 

  O GPS é um sistema de posicionamento que permite conhecer a posição tridimensional de um ponto.   Os sistemas do GPS emitem um sinal electromagnético de ondas de rádio.   O sistema de GPS é constituído por 24 satélites artificiais, cada um destes satélites demora cerca de 12 horas a dar uma volta em torno da Terra.   O período de translação de um satélite geoestacionário é de 24 horas.   Os satélites do GPS permitem que o receptor identifique as suas coordenadas geográficas. 

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  Os satélites do SPS emitem sinais periódicos de ondas de rádio.   Os receptores GPS calculam, primeiro, a distância a que está dos satélites GPS e depois a posição em que se encontra  

 

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Sabina D’Azevedo 

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  A latitude e a longitude são expressas em graus, minutos e segundos.   A altitude de um local pode apresentar valor positivos ou negativos, se o local ficar acima ou abaixo do nível médio das águas do mar, mar , respectivamente. m etros ou através dos seus múltiplos ou submúltiplos.   A altitude é expressa em metros longitude. itude.   Dois locais diferentes da Terra podem ter a mesmo latitude e a mesma long   Um local com longitude 0˚ encontra-se no meridiano de Greenwich. 

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  O tempo é uma grandeza física escalar, que pode ser medida em relógios.   Os relógios mecânicos são os menos precisos, pois baseiam-se em movimentos oscilatórios de um pêndulo ou através de uma mola em hélice.   Os relógios de quartzo funcionam com base na oscilação dos átomos de silício dos cristais de quartzo.   Os relógios atómicos são os mais precisos, pois baseiam-se na frequência das microondas emitidas pelos átomos de césio durante a desexcitação. 

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MOVIMENTO E REPOUSO   Um corpo está sempre em repouso ou em movimento dependendo do referencial escolhido.   Um corpo pode estar em movimento em relação a um referencial e em repouso relativamente a outro referencial.   O conceito de movimento é sempre relativo relati vo ao referencial escolhido.   Um corpo encontra-se em movimento relativamente a um referencial quando a sua posição varia ao longo l ongo do tempo em relação a esse referencial.   Um corpo imobilizado encontra-se em repouso relativamente à Terra e em movimento relativamente ao Sol.  

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TRAJECTÓRIA, DISTÂNCIA E DESLOCAMENTO   A trajectória é a linha constituída pelo conjunto de pontos que indicam a posição, em função do tempo, de um corpo em movimento em relação a um referencial. A trajectória do movimento pode ser rectilínea, curvilínea ou circular.. circular   A distância (d) é o espaço percorrido durante um movimento sobre a trajectória. É uma grandeza escalar, sempre positiva.  positiva.   )  é uma grandeza vectorial, representado por um segmento de recta orientado, com   O deslocamento (  origem na posição inicial do movimento e término na posição final do movimento. Pode ser positivo, negativo ou

 A distância percorrida por um corpo que descreve uma trajectória rectilínea só é igual ao deslocamento se não houver inversão de sentido.  Quando não há inversão de sentido do movimento rectilíneo de um móvel, a distância percorrida é igual ao módulo do deslocamento escalar.  O deslocamento é uma grandeza vectorial.  A distância é uma grandeza física escalar.  Deslocamento e distância são grandezas físicas distintas, mas que se exprimem nas mesmas unidades de SI 

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(metros). nulo         

 

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RAPIDEZ MÉDIA, VELOCIDADE MÉDIA E VELOCIDADE INSTÂNTANEA   A velocidade  mede a variação da posição de um corpo com o tempo, sendo que, a variação dessa posição pode ser determinada através da distância percorrida pelo corpo num determinado intervalo de tempo (a que se chama rapidez média   

   

  ), pela variação do vector posição do corpo num determinado

intervalo de tempo (a que se chama velocidade média  

   ), 

ou através da variação do vector posição do

corpo nu instante de tempo tão pequeno que coincide com um instante (a que se chama velocidade instantânea 

  A velocidade média é representada por um vector com o sentido do vector deslocamento, a direcção

do vector deslocamento.   Pode ser positiva, negativa ou nula, sendo que quando é nula o corpo pode partir de um ponto e voltar ao mesmo local.   A velocidade instantânea é representada por um vector com a direcção da recta tangente à trajectória no ponto considerado e com sentido do movimento.   Pode ser positiva ( o movimento faz-se no sentido positivo), negativa (o movimento faz-se no sentido negativo) ou nula (o corpo está em repouso). 

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calcula-se pelo declive da recta tangente ao ponto considerado). considerado). FORÇAS (INTERAÇÕES FUNDAMENTAIS DA NATUREZA)   Uma  força  é uma grandeza física vectorial, representada por um segmento de recta orientado sendo caracterizada por um ponto de aplicação, aplicação, uma direcção direcção,, um sentido sentido e  e uma intensidade (valor). (valor).  forças  ou força   Ao resultado da adição vectorial de um sistema de forças chama-se resultante de forças  resultante ( . .    

Na natureza foram identificadas quatro tipos de interacções, a que se chamam Interacções Fundamentais da Natureza:  interacção gravítica, interacção electromagnética, interacção nuclear forte e interacção nuclear fraca.  fraca.   Interacção Gravítica

  Exemplos: A Lua orbita em volta da Terra; Um pára-quedista durante a queda; Retenção de

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água nos Oceanos; Existência de marés     Apresenta alcance ilimitado, sendo portanto a mais fraca das interacções.    Manifesta-se em quaisquer partículas com massa.   

Interacção Electromagnética

  Exemplos: O cloreto de cálcio é constituído por iões cloreto e iões cálcio; A agulha ag ulha magnética da bússola indica o norte magnético da Terra. ilimitado    Apresenta alcance ilimitado  Manifesta esta efeito efeitoss à escala escala macro macro e microsco microsco ia.   Manif 

 

Interacção Nuclear Forte

  Exemplos: A explosão de uma ogiva nuclear num míssil; Coesão dos núcleos dos átomos.

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resent enta a maior intensidade intensidade tendo um alcance limitado  limitado    A res

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Interacção Nuclear Fraca

  Exemplos: A datação de um quadro através de carbono-14; Reacção nuclear que ocorre dentro de uma estrela; Radioactividade   Apresenta menor alcance.  alcance.  

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LEIS DE NEWTON   3º Lei de Newton ou Lei da Acção-Reacção: quando um corpo A exerce uma força sobre outro corpo B, este exerce no primeiro A uma força que tem a mesma direcção, a mesmo intensidade e sentidos opostos. A este par de forças chama-se par acção-reacção.  acção-reacção.  m2 existe uma acção atractiva de intensidade   Lei da Gravitação Universal : entre dois corpos de massa m1 e m2 existe directamente proporcional ao produto das suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância d que os separa:    

 

 sendo G a constante de gravitacional =         N.m2.Kg-2 

  2º Lei de Newton ou Lei Fundamental da Dinâmica:

a aceleração adquirida por uma partícula material é directamente proporcional à intensidade da força resultante que nela actua, tendo a sua direcção e sentido,    . e é inversamente proporcional à sua massa 

  1º Lei de Newton ou Lei da Inércia: um corpo continua

em repouso ou em movimento uniforme sempre que

as forças que nele actuam tiverem resultante zero. Isto deve-se à inércia que todos os corpos com massapossuem, sendo que a inércia é directamente proporcional à massa de um corpo.  corpo.   ●

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  Um par acção-reacção caracteriza-se por forças que têm a mesma direcção, pontos de aplicação apl icação distintos, sentidos opostos e intensidades iguais.  iguais.    Num par acção-reacção não se pode determinar a resultante de forças, pois estas actuam em corpos distintos  distintos    As forças de um par acção reacção não se anulam.  anulam.     Num par acção-reacção é indiferente atribuir a reacção a uma das forças e a reacção à outra, dado que ambas ocorrem simultaneamente  simultaneamente    Num par acção-reacção, as forças podem ser de contacto ou à distância.  distância.   inércia.     Quando um piloto de Fórmula 1 trava, o seu corpo é projectado para a frente devido à inércia.    Um corpo que desliza com atrito numa superfície tem tendência a continuar em movimento rectilíneo uniformemente retardado, devido à inércia do corpo.   Se a força resultante que actua sobre um corpo for nula, este permanece em repouso ou em movimento rectilíneo uniforme.  uniforme.    É mais difícil fazer parar um vagão do que mantê-lo em movimento.  movimento.  ●

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ACELERAÇÃO E MOVIMENTOS  

Aceleração média  

 

  , é uma grandeza vectorial caracterizada pela direcção e o sentido da variação

da velocidade. (calcula-se pelo declive da recta tangente ao ponto considerado) ,   Aceleração instantânea (calcula-se

 

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  A aceleração média é a taxa de variação temporal da velocidade.   No SI, a unidade da aceleração é m.s -2.   A aceleração instantânea é definida como o limite para que tende a variação da velocidade quando

  

o intervalo de tempo tende para zero.   No movimento rectilíneo uniforme a aceleração é constante (nula), dado que a velocidade é

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constante. movimento rectilíneo uniformemente retardado os vectores velocidades e aceleração têm   No

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sentidos opostos.   Mo movimento rectilíneo uniformemente acelerado a aceleração aumenta ao longo do tempo, tendo o mesmo sentido do vector velocidade. velocidade.

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  Um móvel desloca-se com valor de velocidade constante se o valor da aceleração for nula.   Num movimento rectilíneo os vectores aceleração e velocidades têm sempre a mesma direcção.   Num movimento uniformemente acelerado a intensidade do vector velocidade inicial ini cial é inferior à intensidade do vector velocidade final. ini cial é superior à   Num movimento uniformemente retardado a intensidade do vector velocidade inicial intensidade do vector velocidade final.

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Movimento rectilíneo uniforme Lei das posições         

Movimento rectilíneo uniformemente variado Lei das velocidades          

Lei das posições  posições             

Nota: Para determinar o deslocamento ou a distância percorrida nos gráficos velocidade-tempo faz-se o somatório das áreas ou do módulo das áreas, respectivamente.