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TERMODINAMICA
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BANCO DE FRMULAS PROF. FRED MOURA
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MRU & MRUV
t
SVm
tvSS 0
t
va tavv 0
2
002t
atvSS
Savv 2202
mV = Velocidade mdia
S = Variao de espao
t = Intervalo de tempo
S = Espao (final)
0S = Espao Inicial
v = velocidade
0v = velocidade inicial
a = acelerao
v = variao da velocidade
Unidades de medida
mV = metro por segundo (m/s)
S = metro (m)
t = segundo (s)
S = metro (m)
0S = metro (m)
v = metro por segundo (m/s)
0v = metro por segundo (m/s)
a = metro por segundo, por segundo (m/s)
v = metro por segundo (m/s)
Movimento Circular
t Rv
Tf
1
T
2
f2 R
vacp
2
= velocidade angular
= espao angular
R = raio
f = freqncia
T = perodo
cpa = acelerao centrpeta
Unidades de medida
= radianos por segundo
(rad/s)
= radianos (rad)
R = metro (m)
f = ciclos por segundo ou hertz (s
1 ou Hz)
T = segundo (s)
cpa = metro por segundo, por
segundo (m/s)
Lanamento Oblquo
* Componente vertical - MUV
senvv y 00
2
2
0
tgtvy y
tgvv yy 0
ygvvyy
2220
g
senvH
2
22
0
* Componente horizontal - MU
cos0vvx
xv = constante
g
senvA
220
yv0 = velocidade inicial
(vertical)
0v = velocidade inicial
= ngulo de lanamento
y = altura
g = gravidade:
H = altura mxima
xv = velocidade horizontal
(constante)
A = alcance
Unidades de medida
= grau ()
y = metro (m)
H = metro (m)
A = metro (m)
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Dinmica
amF
gmP
Nfat
*Movimentos circulares:
cpcp amF
F
= fora
m = massa
a
= acelerao
P = peso
g = acelerao da gravidade
atf = fora de atrito
= coeficiente de atrito
N = fora Normal
cpF
= Fora centrpeta
cpa
= acelerao centrpeta
Unidades de medida
(N)Newton
cp
at
F
f
P
F
m = quilograma (Kg)
= adimensional
cpa
= metro por segundo, por
segundo (m/s)
Trabalho e Potncia
dF
tPot
T
U
P
P
= trabalho realizado por uma
fora
F = fora aplicada
d = deslocamento
Pot = potncia
= rendimento
UP = potncia til
TP = potncia total recebida
Unidades de medida
= Joule (J)
F = Newton (N)
d = metro (m)
Pot = watt (W)
= adimensional
Energia Mecnica
2
2vmEc
hgmE pg
2
2xkE pel
pelpgcM EEEE
fi MMEE
ME = Energia Mecnica
cE = Energia Cintica
pgE = Energia Potencial
Gravitacional
pelE = Energia Potencial
Elstica
m = massa
h = altura
k = constante elstica da mola
x = deformao da mola
iME = Energia Mecnica Inicial
fME = Energia Mecnica Final
Unidades de medida
E = Joule (J)
m = quilograma (Kg)
h = metro
k = Newton por metro (N/m)
x = metro (m)
Leis de Newton:
1 Lei: Todo corpo continua em
seu estado de repouso ou de
movimento retilneo uniforme, a
menos que seja obrigado a
mudar esse estado por foras
aplicadas a ele.
2 Lei: amF
3 Lei: A toda ao corres-
ponde uma reao de mesma
intensidade, mesma direo,
mas em sentido oposto.
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Impulso e Quantidade de Movimento
tFI vmQ
* Colises:
Perfeitamente inelstico: e = 0 Parcialmente elstico: e < 1 Perfeitamente elstico: e = 1
oaproxima de relativa velocidade
oafastament de relativa velocidadee
* Conservao:
depoisantes QQ
I = Impulso
Q = Momento Linear (Quantidade de Movimento)
e = coeficiente de restituio
Unidades de medida
I = Newton segundo (Ns)
Q = quilograma metro por segundo (kgm/s)
e = adimensional
Gravitao Universal
2d
mMGFG
2R
MGg
R
MGve
GF = Fora gravitacional
G = constante gravitacional
M = massa do planeta maior
m = massa do planeta menor
d = distncia (centro a centro)
ev = velocidade de escape
R = raio do planeta
Unidades de medida
GF = Newton (N)
G = 6,71011 Nm/kg
M = quilograma (kg)
m = quilograma (kg)
d = metro (m)
ev = metro por segundo (m/s)
R = metro (m)
Leis de Kepler:
1 Lei: Os planetas descrevem
orbitas elpticas em torno do sol,
que ocupa um dos focos da
elipse.
2 Lei: O segmento imaginrio
que o une o centro do sol ao
centro do planeta varre reas
proporcionais aos intervalos de
tempo dos percursos.
3 Lei: O quadrado do perodo
de revoluo de cada planeta
proporcional ao cubo do raio
mdio da respectiva rbita:
T = K r
T = perodo (tempo de rbita)
r = raio mdio da orbita
Hidrosttica
A
Fp
V
md
* Teorema de Stevin:
hgdpp atm
* Principio de Pascal:
2
2
1
1
A
F
A
F
* Teorema de Arquimedes:
gVdE ff
p = presso
A = rea
d = densidade
V = volume
atmp = presso atmosfrica
h = altura da coluna do liquido
E = empuxo
fd = densidade do fluido
deslocado
fV = volume do fluido
deslocado
Unidades de medida
p = Newton por metro quadrado (N/m)
A = metro quadrado (m)
d = quilograma por metro cbico (kg/m)
V = metro cbico (m)
h = metro (m)
E = Newton (N)
1 atm 105 N/m
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Escalas Termomtricas
9
32
5
FC TT
95
FC TT
273CK TT
CT = Temperatura (Celsius)
FT = Temperatura (Fahrenheit)
KT = Temperatura (Kelvin)
CT = Variao de temperatu-
ra na escala Celsius
FT = Variao de temperatu-
ra na escala Fahrenheit
Unidades de medida
CT = grau Celsius (C)
FT = grau Fahrenheit (F)
KT = Kelvin (K)
Dilatao
TLL 0
TAA 0
TVV 0
2 3
L = Dilatao Linear
= coeficiente de dilatao
linear
0L = comprimento inicial
T = variao da temperatura
A = Dilatao Superficial
= coeficiente de dilatao
superficial
0A = rea inicial
V = Dilatao Volumtrica
= coeficiente de dilatao
volumtrica
0V = volume inicial
Unidades de medida
L = 0L = qualquer unidade
= = = grau Celsius
reciproco (C1
)
T = grau Celsius (C)
A = 0A = qualquer unidade
V = 0V = qualquer unidade
Calorimetria
TcmQ
cmC
* Troca de calor:
0BA QQ
Q = calor trocado
m = massa
c = calor especfico
C = capacidade trmica
Unidades de medida
Q = caloria (cal)
m = grama (g)
c = caloria por grama grau Celsius (cal/g C)
T = grau Celsius (C)
C = caloria por grau Celsius (cal/ C)
Mudana de Fase
LmQ
L = calor latente
Unidades de medida
L = caloria por grama (cal/g)
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Propagao do calor
e
TAK
= fluxo de calor
K = coeficiente de condutibilida-de trmica
A = rea do material
T = variao de temperatura entre as extremidades do material
e = espessura do material
Unidades de medida
= caloria por segundo (cal/s)
K = cal/s cm C
A = centmetro quadrado (cm)
T = grau Celsius (C)
e = centmetro (cm)
Termodinmica
Vp (p constante)
* presso variando:
grfico do rea N
TRnU2
3
QU
= Trabalho
V = variao de volume
U = variao da energia interna do gs
Q = calor
Unidades de medida
= joule (J)
V = metro cbico (m)
U = joule (J)
Q = joule (J)
Gases
2310023,6AN
TRnVp (Eq. Clapeyron)
2
22
1
11
T
Vp
T
Vp (Lei Geral)
AN = numero de Avogadro
p = presso
V = volume
n = numero de mols
R = constante universal dos gases perfeitos
T = temperatura
Unidades de medida
p = atm ou N/m
V = litro ou m
T = Kelvin
Espelhos esfricos
'
111
ppf
p
p
o
iA
'
f = foco do espelho
p = distncia do objeto ao espelho
'p = distncia da imagem ao espelho
A = aumento
i = tamanho da imagem
o = tamanho do objeto
Refrao
v
cn
rsennisenn 21
* ngulo limite: reflexo total:
maior
menor
n
nLsen
n = ndice de refrao
c = velocidade da luz no vcuo
v = velocidade da luz no meio
Unidades de medida
n = adimensional
c = metro por segundo (m/s)
v = metro por segundo (m/s)
Lentes esfricas
211
2 1111
RRn
n
f
fD
1
1n = ndice de refrao da lente 1
2n = ndice de refrao da lente 2
R = raio da lente
D = Vergncia ou Convergncia
Unidades de medida
R = metro (m)
D = dioptria (Di)
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Movimento Harmnico Simples (MHS)
xkFel
Tf
1
k
mT 2
* Funo horria do MHS:
T
2
)( cos 0tax
)( 0tsenav
)( cos 02 ta
* Pndulo Simples:
g
lT 2
elF = fora elstica
k = constante elstica da mola
x = deformao da mola
f = freqncia da oscilao
T = perodo de cada oscilao
m = massa do bloco
pelE = Energia potencial
elstica
x = posio
a = amplitude
= velocidade angular
0 = fase inicial
v = velocidade
= acelerao
l = comprimento do fio do pndulo
Continuao...
Unidades de medida
elF = Newton (N)
k = Newton por metro (N/m)
x = metro (m)
f = ciclos por segundo ou hertz (s
1 ou Hz)
T = segundo (s)
m = quilograma (kg)
pelE = joule (J)
x = (cm ou m)
a = (cm ou m)
= radianos por segundo
(rad/s)
0 = radianos (rad)
v = (cm/s ou m/s)
= (cm/s ou m/s)
l = metro (m)
Ondas
Tv
l
m fv
v = velocidade da onda
T = Trao em uma corda
= densidade linear da corda
m = massa da corda
l = comprimento da corda
= comprimento da onda
f = freqncia da onda
Unidades de medida
T = Newton (N)
= quilograma por metro (kg/m)
Funo de Onda
02 cosx
T
tay
a = amplitude
t = instante
T = perodo de cada oscilao
= comprimento da onda
Som
tA
EI
0
logI
I
I = intensidade sonora
E = Energia que atravessa uma superfcie
A = rea da superfcie
= nvel sonoro
0I = menor intensidade
audvel (1012
W/m)
Unidades de medida
I = watt por metro quadrado (W/m)
E = joule (J)
A = metro quadrado (m)
= bel (B) ou decibel (dB)
* 1 dB = 0,1 B
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Efeito Doppler
F
O
vv
vvff '
'f = freqncia aparente
f = freqncia real
v = velocidade do som
Ov = velocidade do observador
Fv = velocidade da fonte
Unidades de medida
f = hertz (Hz)
v = metro por segundo (m/s)
Ov = metro por segundo (m/s)
Fv = metro por segundo (m/s)
Fora Eltrica
2
21
d
QQkF
F = Fora eltrica
k = constante eletrosttica
Q = mdulo da carga
Unidades de medida
F = Newton (N)
k = Nm/C
Q = Coulomb (C)
Campo Eltrico
q
FE
2d
QkE
E
= Campo Eltrico
q = carga fonte
Q = carga de prova
d = distncia entre as cargas
Unidades de medida
E
= Newton por Coulomb (N/C)
d = metro (m)
Trabalho e Potencial Eltrico
dEq
)( BA VVqUq
d
QkV
= trabalho para deslocar uma
carga
U = diferena de potencial
V = potencial eltrico
Unidades de medida
= joule (J)
U = volt (V)
V = volt (V)
Corrente Eltrica
t
Qi
enQ
i = corrente eltrica
n = n de eltrons
e = carga do eltron
Unidades de medida
i = ampre
n = adimensional
e = 1,6 1019 C
Resistores
iRU iUP
A
lR
* n Resistores em srie:
...21 RRReq
* n Resistores em paralelo:
...111
21 RRReq
* Dois resistores em paralelo:
21
21
RR
RRReq
* n Resistores iguais em
paralelo:
n
RReq
Unidades de medida
R = resistncia: ohm ( )
P = potncia: watt (W)
= resistividade ( m)
l = comprimento: metro (m)
A = rea: metro quadrado (m)
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Gerador Eltrico
irU
* Lei de Pouillet:
rRi
= Fora Eletromotriz (fem)
r = resistncia interna
R = resistncia do circuito
Unidades de medida
= volt (V)
Capacitores
U
QC
* Capacitor plano:
d
AC 0
* n Capacitores em srie
...111
21 CCCeq
* n Capacitores em paralelo:
...21 CCCeq
C = capacitncia
0 = permissividade absoluta
do vcuo
A = rea das placas
d = distncia entre as placas
Unidades de medida
C = farad (F)
0 = 8,8 1012 F/m
A = metro quadrado (m)
d = metro (m)
Campo Magntico
* Fio reto: r
iB
2
0
* Espira circular: r
iB
2
0
* Bobina: r
iNB
2
0
* Solenide: l
iNB 0
B = campo magntico
0 = permeabilidade magntica
do vcuo
r = distncia
N = numero de voltas
l = comprimento do solenide
Unidades de medida
B = tesla (T)
0 = 4 107
Tm/A
r = metro (m)
N = adimensional
l = metro (m)
Fora Magntica
senvqBFm
mF = Fora magntica
v = velocidade da partcula
= ngulo entre o vetor
velocidade e o vetor campo
magntico
Unidades de medida
mF = Newton (N)
v = metro por segundo (m/s)
= graus ()
Induo Eletromagntica
cosAB
* Lei de Lenz:
t
= fluxo magntico
A = rea da superfcie
= ngulo entre o vetor rea
(normal) e o vetor campo magntico
= fora eletromotriz induzida
Unidades de medida
= weber (Wb)
A = metro quadrado (m)
= grau ()
= volt (V)
Mquinas Trmicas
q
f
Q
Q1
* Ciclo de Carnot:
q
f
q
f
T
T
Q
Q
q
f
T
T1
* IMPORTANTE:
10
= rendimento
fQ = Calor da fonte fria
qQ = Calor da fonte quente
fT = Temperatura da fonte fria
qT = Temperatura da fonte quente
Unidades de medida
Q = caloria ou joule
T = kelvin
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ORIENTAES
1. Cuidado para no cair na tentao de simplesmente memorizar as frmulas;
2. Use este material como uma complementao dos estudos;
3. Resolva muitos exerccios, assim ser fcil fixar as frmulas;
4. No pense que essas so as nicas frmulas. Muitas outras surgem pela combinao dessas;
5. Tenha sempre cuidado com as unidades de medida. Unidades erradas levam a resultados errados;
6. Dvidas e sugestes:
Mande e-mail: [email protected]
Deixe recado na minha pgina: www.proffred.wordpress.com
No twitter: @freddmoura