Princípios de Física. Mecânica Clássica e Relatividade - Volume 1 (Em Portuguese do Brasil)

Capa......Page 1 4a Capa......Page 2 Ficha catalográfica......Page 4 Folha de Rosto......Page 5 Créditos......Page 6 Sumário......Page 7 Sobre os autores......Page 9 Prefácio......Page 11 Ao aluno......Page 25 Trilha......Page 28 Um convite à física......Page 29 1.1- Padrões de comprimento, massa e tempo......Page 32 Tempo......Page 33 Valores aproximados para comprimento, massa e tempo......Page 34 1.2- Análise dimensional......Page 35 1.3- Conversão de unidades......Page 37 1.4- Cálculos de ordem de grandeza......Page 38 1.5- Algarismos significativos......Page 39 1.6- Sistemas de coordenadas......Page 40 1.7- Vetores e escalares......Page 41 Adição......Page 43 Multiplicação de um vetor por um escalar......Page 44 1.9- Componentes de um vetor e vetores unitários......Page 45 Vetores unitários......Page 46 1.10- Modelagem, representações alternativas e estratégia de solução de problemas......Page 50 RESUMO......Page 56 PERGUNTAS CONCEITUAIS......Page 57 PROBLEMAS......Page 58 Contexto 1- Veículos movidos a combustível alternativo......Page 63 Capítulo 2- Movimento em uma dimensão......Page 65 2.1- Velocidade média......Page 66 2.2- Velocidade instantânea......Page 69 2.3- Modelo de análise: partícula sob velocidade constante......Page 73 2.4- Aceleração......Page 75 2.5- Diagramas de movimento......Page 78 2.6- Modelo de análise: partícula sob aceleração constante......Page 79 2.7- Corpos em queda livre......Page 84 2.8- Conteúdo em contexto: aceleração exigida por consumidores......Page 87 RESUMO......Page 89 Modelo de análise para resolução de problemas......Page 90 PERGUNTAS OBJETIVAS......Page 91 PROBLEMAS......Page 92 3.1- Os vetores posição, velocidade e aceleração......Page 99 3.2- Movimento bidimensional com aceleração constante......Page 101 3.3- Movimento de projéteis......Page 104 Alcance horizontal e altura máxima de um projétil......Page 106 3.4- Modelo de análise: partícula em movimento circular uniforme......Page 111 3.5- Aceleração tangencial e radial......Page 113 3.6- Velocidade relativa e aceleração relativa......Page 114 3.7- Conteúdo em contexto: aceleração lateral de automóveis......Page 117 RESUMO......Page 118 PERGUNTAS OBJETIVAS......Page 119 PROBLEMAS......Page 120 4.1- O conceito de força......Page 129 4.2- A Primeira Lei de Newton......Page 131 4.4- A Segunda Lei de Newton......Page 133 Unidade de força......Page 134 4.5- Força gravitacional e peso......Page 136 4.6- A Terceira Lei de Newton......Page 137 4.7- Modelos de análise utilizando a Segunda Lei de Newton......Page 139 Modelo de análise: partícula sob uma força resultante......Page 140 4.8- Conteúdo em contexto: aceleração em automóveis......Page 147 PERGUNTAS OBJETIVAS......Page 149 PERGUNTAS CONCEITUAIS......Page 150 PROBLEMAS......Page 151 5.1- Forças de atrito......Page 159 5.2- Estendendo a partícula no modelo de movimento circular uniforme......Page 164 5.3- Movimento circular não uniforme......Page 171 Modelo 1: força resistiva proporcional à velocidade do corpo......Page 173 Modelo 2: força resistiva proporcional ao quadrado da velocidade do corpo......Page 175 A força eletromagnética......Page 177 A visão atual das forças fundamentais......Page 178 5.6- Conteúdo em contexto: coeficientes de arrasto de automóveis......Page 179 Modelo de análise para resolução de problemas......Page 180 PERGUNTAS OBJETIVAS......Page 181 PROBLEMAS......Page 182 Capítulo 6- Energia de um sistema......Page 191 6.2- Trabalho realizado por umaforça constante......Page 192 6.3- O produto escalar de dois vetores......Page 195 6.4- Trabalho realizado por uma força variável......Page 197 Trabalho feito por uma mola......Page 199 6.5- Energia cinética e o teorema do trabalho-energia cinética......Page 202 6.6- Energia potencial de um sistema......Page 205 Gráficos de barras da energia......Page 208 6.7- Forças conservativas e não conservativas......Page 210 Forças não conservativas......Page 211 6.8- Relação entre forças conservativase energia potencial......Page 212 6.9- Energia potencial para forças gravitacionais e elétricas......Page 213 6.10- Diagramas de energia e equilíbrio de um sistema......Page 216 6.11- Conteúdo em contexto: energia potencial em combustíveis......Page 217 Biodiesel......Page 218 Veículos elétricos......Page 219 PERGUNTAS OBJETIVAS......Page 220 PROBLEMAS......Page 222 Capítulo 7- Conservação de energia......Page 229 7.1- Modelo de análise: sistema não isolado (energia)......Page 230 7.2- Modelo de análise: sistema isolado (energia)......Page 232 7.3- Modelo de análise: sistema não isolado em estado estacionário (energia)......Page 238 7.4- Situações que envolvem atrito cinético......Page 240 7.5- Variações na energia mecânica por forças não conservativas......Page 245 7.6- Potência......Page 250 7.7- Conteúdo em contexto: classificação de potência de automóveis......Page 253 RESUMO......Page 254 Modelo de análise para resolução de problemas......Page 255 PERGUNTAS CONCEITUAIS......Page 256 PROBLEMAS......Page 257 Já disponível – veículo elétrico híbrido......Page 268 No futuro – o veículo de célulade combustível......Page 269 Contexto 2- Missão para Marte......Page 271 8.1- Momento linear......Page 273 8.2- Modelo de análise: sistema isolado (momento)......Page 275 8.3- Modelo de análise: sistema não isolado (momento)......Page 278 8.4- Colisões em uma dimensão......Page 281 Colisões elásticas......Page 282 8.5- Colisões em duas dimensões......Page 288 8.6- Centro de massa......Page 291 8.7- Movimento de um sistema de partículas......Page 295 8.8- Conteúdo em contexto: propulsão de foguete......Page 298 RESUMO......Page 300 PERGUNTAS OBJETIVAS......Page 301 PROBLEMAS......Page 303 Capítulo 9- Relatividade......Page 311 9.1- O princípio da relatividade de Galileu......Page 312 9.2- O experimento de Michelson-Morley......Page 314 9.3- O princípio da relatividade de Einstein......Page 315 A simultaneidade e a relatividade do tempo......Page 316 Dilatação do tempo......Page 317 O paradoxo dos gêmeos......Page 320 Contração do espaço......Page 321 9.5- As equações de transformação de Lorentz......Page 324 As equações de transformação de velocidade de Lorentz......Page 325 9.6- Momento relativístico e a forma relativística das leis de Newton......Page 327 9.7- Energia relativística......Page 329 9.8- Massa e energia......Page 332 9.9- Teoria geral da relatividade......Page 333 9.10- Conteúdo em contexto : de Marte às estrelas......Page 335 PERGUNTAS OBJETIVAS......Page 337 PERGUNTAS CONCEITUAIS......Page 338 PROBLEMAS......Page 339 Capítulo 10- Movimento rotacional......Page 345 10.1- Posição, velocidade e aceleração angulares......Page 346 10.2- Modelo de análise: corpo rígido sob aceleração angular constante......Page 348 10.3- Relações entre grandezas rotacionais e translacionais......Page 350 10.4- Energia cinética rotacional......Page 352 10.5- Produto vetorial e torque......Page 356 10.6- Modelo de análise: corpo rígido em equilíbrio......Page 360 10.7- Modelo de análise: corpo rígido sob a ação de um torque resultante......Page 364 10.8- Considerações sobre energia no movimento rotacional......Page 366 10.9- Modelo de análise: sistema não isolado (momento angular)......Page 368 10.10- Modelo de análise: sistema isolado (momento angular)......Page 372 10.11- Movimento de precessão dos giroscópios......Page 375 10.12- Movimento de rolamento de corpos rígidos......Page 377 10.13- Conteúdo em contexto: fazendo o retorno em uma nave espacial......Page 380 RESUMO......Page 381 Modelo de análise para resolução de problemas......Page 382 PERGUNTAS OBJETIVAS......Page 383 PERGUNTAS CONCEITUAIS......Page 384 PROBLEMAS......Page 385 Capítulo 11- Gravidade, órbitas planetárias e o átomo de hidrogênio......Page 397 Medida da constante gravitacional......Page 398 O campo gravitacional......Page 399 11.3- Leis de Kepler......Page 401 A Primeira Lei de Kepler......Page 402 A Segunda Lei de Kepler......Page 403 A Terceira Lei de Kepler......Page 404 11.4- Considerações sobre energia no movimento planetário e de satélites......Page 407 Velocidade de escape......Page 409 Buracos negros......Page 410 11.5- Espectro atômico e a teoria do hidrogênio de Bohr......Page 411 11.6- Conteúdo em contexto: mudança de uma órbita circular para uma elíptica......Page 417 RESUMO......Page 419 PERGUNTAS OBJETIVAS......Page 420 PERGUNTAS CONCEITUAIS......Page 421 PROBLEMAS......Page 422 Contexto 2- Um plano de missão bem-sucedido......Page 429 Tabelas......Page 433 B.1- Notação científica......Page 438 B.2- Álgebra......Page 439 B.3- Geometria......Page 444 B.4- Trigonometria......Page 445 B.5- Expansões de séries......Page 447 B.6- Cálculos diferenciais......Page 448 B.7- Cálculo de integral......Page 450 B.8- Propagação de incerteza......Page 454 Tabela periódica dos elementos......Page 456 Unidades SI......Page 458 Respostas dos testes rápidos e problemas ímpares......Page 459 Índice Remissivo......Page 467