Física - Fórmulas de Física

Criado por SuperVestibular.com Cinemática Grandezas básicas

a= m

∆v ∆t 

 s

o

2

∆ x = v . t +  o

v = vo

h

1h = 60 min = 3600s 1m = 100 cm 1km = 1000 m

at  2

+ a.t   = v + 2.a. ∆x = v+v

v2

gt 

∆h = v .t  +

M.U.V.

km

M.C.U. v=ω.R (m/s = rad/s.m)

2

v = constante

(m/s2)

= 3,6

M.Q.L.

∆ x = v. t  

∆x = (m/s) ∆t 

vm

1

M.U.

hmax

=

v

2

2π 

ω  =

2 o

2 g 

=

t h _ max max

2

ac

vo  g 

=

 f  =

T  v2

vm

T  =

a = constante

Período do pêndulo simples

L

T  = 2π 

 g 

= ω  . R 2

Período do pêndulo elástico

∆t 

(Hz)

2

= 2π . f  

 R nº voltas

o

o

M.H.S

m

T  = 2π 

∆t  nºvoltas

k 

(s)

Dinâmica 2ª Lei de Newton

F R

Força Peso

= m. a

P = m. g  

(N = kg.m/s2) Força Elástica (Lei de Hooke) Gravitação Universal

 F

F = k. x

= G. M . m

Energia Cinética

 E C  =

mv

2

(J)

2

Energia Potencial Gravitacional E PG PG = m.g.h

Força de atrito

2

d 

G = 6, 67x10 −11

N . m2 2

kg 

 f

= µ . N 

Momento de uma força (Torque)

Energia Potencial Elástica

 E  PE 

= kx

2

Trabalho Mecânico

τ  = F . ∆x

 P y

=

τ = F . ∆x. cosθ  τ  F _resul tan tete= ∆ E  C  

 P x

=

(J = N . m)

Potência Mecânica τ   P  = (W = J/s) ∆t  ou

P = F. v

2

Plano inclinado

P .cosθ 

P .sen θ 

Quantidade de Movimento Q = m.v (kg.m/s) Impulso de uma força I = F. ∆ t   (N.s)

 I

= ∆Q

M = F.d 

Fluidos Massa específica

 µ  =

m

( kg/m3)

Pap

Pressão

 p =

 A

E = µ 

. g. V s ubmerso

Liquido

Peso aparente

v

F 

Empuxo (Arquimedes)

= P−

E  

Pressão absoluta

2

(N/m )

p = patm

Prensa hidráulica (Pascal)

 p1 = p2  F 1  f  2  A1

+ µ . g. h

=

a2

1m3 = 1000 L 1cm2 = 10-4 m2 1atm=105 N/m2 = 76 cmHg= 10mH2O

 µ agua

= 1000kg / m = 910kg / m = 790kg / m

 µ oleo oleo _ soja soja

 µ alcool alcool _ etilico etilico

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1

3

3

3

Física Térmica Escalas termométricas T C  T  F  − 32 T K  − 273 5

=

=

9

Capacidade Térmica

5

∆ L= α .... L . ∆ T o

(J/ºC)

(m = ºC-1 . m . ºC)

Calor específico

Dilatação superficial

c=

∆S = β . S . ∆T  o

∆V = γ  .V . ∆T  1

=

β 2

=

Q = m. c. ∆T  

γ   3

Q = m. L

2

m. vm2 edia _ moleculas

Calor latente de fusão da água LF = 336 kJ/kg = 80 cal/g

 p1V 1

 p2V 2

=

T 1

Calor latente de vaporização da água LV = 2268 kJ/kg = 540 cal/g

T 2

(p  N/m2 ou atm) (V  m3 ou L) (T  K)

Calor latente

1

Calor específico da água c = 4,2 kJ/kg.K = 1 cal/g.oC

Gases ideais

Calor sensível

o

2

k. T =

τ  = p. ∆V 

(J = N/m2 . m3)

m. ∆T 

3

kconstante de Boltzmann k = 1,38x10-23 J/K

Trabalho em uma transformação isobárica.

(J/g.ºC)

Dilatação volumétrica

α

Q

=

ECM

∆T 

C = m. c

 

Energia cinética média das moléculas de um gás

Q = τ  + ∆U 

Q

C  =

Dilatação linear 

1 º Lei da Termodinâmica

(J = kg . J/kg)

Óptica Geométrica Lei da reflexão i = r 

Equação de Gauss

1

Associação de espelhos planos

n=

360

α 

o

−1

n  número de imagens Espelhos planos: Imagem virtual, direta e do mesmo tamanho que o objeto

f

=

1

di

+

1

do  

ou

d i

=

f .d o do

−

Ampliação

 A =

Para casos aonde não há conjugação de mais de uma lente ou espelho e em condições gaussianas: Toda imagem real é invertida e toda imagem virtual é direta.

f +  espelho côncavo/ lente convergente f -  espelho convexo/ lente divergente do é sempre + para os casos comuns

=

i

d o

nmeio

f = distância focal di = distância da imagem do = distância do objeto Convenção de sinais di +  imagem real do -  imagem virtual

o

− d 

=

 

sen L =

 f    f

− d 

o

Índice de refração absoluto de um meio

f  

Espelhos convexos e lentes divergentes: Imagem virtual, direta e menor que o objeto

i

Reflexão interna total

=

c vmeio

 

n1 . sen i

= n .sen r 2

 

Índice de refração relativo entre dois meios

  =   = v1 = λ 1 n2 ,1 = n1 sen r  v2 λ 2 n2

sen i

Equação de Halley

    = (n − 1) 1 + 1    f     R R   1

1

2

Vergência, convergência ou “grau” de uma lente

1

 f  

(di = 1/m) Obs.: uma lente de grau +1 tem uma vergência de +1 di (uma dioptria) Miopia * olho longo * imagem na frente da retina * usar lente divergente Hipermetropia * olho curto * imagem atrás da retina

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2

nmaior 

L é o ângulo limite de incidência.

V  =

Lei de Snell-Descartes

nmenor 

* usar lente convergente

Ondulatória e Acústica

 f   = T  =  f   =

n oondas

∆t 

(Hz)

v = λ . f   (m/s = m .

Qualidades fisiológicas do som

Hz)

Altura Som alto (agudo): alta freqüência Som baixo (grave):baixa freqüência

λ  = v. T  (m = m/s . s)

∆t 

(s)

o

n ondas

Fenômenos ondulatórios

1

T 

Espectro eletromagnético no vácuo Raios gama Raios X Ultra violeta Roxo Azul Verde Amar. Laran. Verm.

Luz visível

Infravermelho Microondas TV FM AM FREQUÜÊNCIA

Reflexão: a onda bate e volta Refração: a onda bate e muda de meio Difração: a onda conto contorn rnaa um obst obstác ácul uloo ou fenda (orifício) Interferência: supe superp rpos osiç ição ão de duas duas ondas Pola Polari riza zaçã ção: o: um umaa onda onda transversal que vibra em muitas direções passa a vibr vibrar ar em apen apenas as um umaa (houve uma seleção) Dispersão: separação da luz branc anca nas suas componentes. Ex.: arco-íris e prisma. Ressonância: transferênci transferênciaa de energia de um sistema oscilante para outro com o sistema emissor emitindo em uma das freqüências naturais do receptor.

I 

v ± v f  

(Eq.

m  L

(kg/m)

= n.

v 2 L

o

n n de ventres

 I O

Efeito Dopler-Fizeau

=

 ρ  =  f

Timbre Cada instrumento sonoro emite ondas com formas próprias.

 f  o

 ρ 

Taylor)

Nível sonoro

v ± vo

F 

v=

Intensidade ou volume Som forte: grande amplitude Som fraco: pequena amplitude

 N  = 10log

Cordas vibrantes

Tubos sonoros Abertos

 f

=n

v 2 L

Fechados

 f

. f  

= (2n − 1) V 

4 L

o

n n de nós

Luz: onda eletromagnética e transversal

Som: onda mecânica longitudinal nos fluidos e mista nos sólidos.

Eletroestática Carga elétrica de um corpo

Q = n. e

e = 1,6 x1 0 −19 C  Lei de Coulomb  Q. q

 F

= k .

2

d 

kvácuo =9.109 N.m2/C2

Vetor campo elétrico gerado por uma carga pontual em um ponto

 E

= k .

Q d 2

Q+: vetor divergente Q-: vetor  convergente

Energia potencial elétrica

 E PE 

= k .

Q. q d 

Potencial elétrico em um ponto

V A

= k . Q

d 

Campo elétrico uniforme

F = E. q

1cm = 10 −2 m 1 µ C = 10 −6 C 

(N = N/C . C)

V AB

= E .d 

(V = V/m . m)

τ 

= q.V 

AB

AB

(J = C . V)

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3

Eletrodinâmica Corrente elétrica

Q

i=

(C/s)

t 

RTotal 

= R.i

 RTotal  =

2a Lei de Ohm

L

<

ρferro  

Resistores em série

RTotal  = R1 + R2 +...

Lâmpadas Para efeitos práticos: R = constante

R2

E = P. t  

+...

SI  (J = W . s) Usual kWh = kW . h)

R1 . R2  R1

+R

2

 Rde_ um_ dele deless

=V − V  = ε  − r.i

V

Fornecida

Gerada

(1) P = i.V   Perdida

(2) P  =

V AB

i=

R⇑ I ⇓ P⇓ E⇓ T⇓ R: resistência I: corrente P: potência dissipada E: energia consumida T: temperatura água

Potência elétrica

no

ε 

(3) P =

 R + i

VAB  ddp nos terminais do gerador  ε  fem r   resistência interna R  resistência externa (circuito)

O brilho depende da POTÊNCIA efetivamente dissipada Chuveiros V = constante

Dica: 10 min = 1/6 h 15 min = ¼ h 20 min = 1/3 h

Geradores reais

r  raio da secção reta fio D  diâmetro da secção reta ρ  resistividade elétrica do material ρ=Ω.m

ρaluminio

R1

 RTotal  =

 A∝ D 2

<

1

+

Vários resistores iguais

 A  A ∝ r 2

ρcobre

1

=

Dois resistores diferentes

(V = Ω . A)

 R = ρ .

Consumo de energia elétrica

Vários resistores diferentes

1

1a Lei de Ohm

V AB

Resistores em paralelo

V 2  R R. i2

Sugestões: (2) resistores em paralelo V = igual para todos (3)resistores em série i = igual para todos

Eletromagnetismo Vetor campo magnético em um ponto próximo a um condutor retilíneo

 B = k . k  =

i d 

F



Força magnética sobre um condutor retilíneo

F

= q. v. B.senθ 

Força magnética entre dois fios paralelos

Se:

v / /B θ = 0o ou θ =180o  MRU

Vetor campo magnético no centro de uma espira circular de raio r 

 B = k . . N   r 

v ⊥B θ = 90o



= B.i. L senθ 

Fluxo magnético

.cosθ  φ = B. A.co Wb = T . m2

θ ângulo entre v e B

µ  2π 

i

Força magnética sobre uma carga em movimento

 F

= k .

i1 .i2 d 

. L  k  =

µ  2π 

Atenção! Correntes de mesmo sentido: ATRAÇÃO

MCU

Correntes de sentidos contrários: REPULSÃO

Raio da trajetória circular 

FEM induzida Lei de Faraday

ε  =

∆φ  ∆t 

Haste móvel

ε  = L. B.v

Transformador  (só Corrente

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4

k  =

µ 

 R =

2

Vetor campo magnético no centro de um solenóide

B = k. i.

N   L



µ = 4π.10-7 T.m/A

m.v

(permeabilidade magnética do vácuo)

q. B

Para outros ângulosMHU (Movimento Helicoidal Uniforme)

Alternada)

V 1 V 2

k  = µ 

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5

=  N  = i 1

2

 N 2

i1