Sobre James Prescott Joule

Joule preocupava-se com a exatidão das medidas em sua pesquisas

James Prescott Joule estudou durante algum tempo com John Dalton (químico e físico inglês, fundador da teoria atômica moderna), mas sua formação científica foi principalmente autodidática.

James Joule foi o primeiro cientista a estabelecer o princípio da interconversibilidade das diversas formas de energia, ou seja, da termodinâmica. Ele também se preocupou, desde cedo, com a importância de se fazerem medidas exatas - suas pesquisas caracterizaram-se particularmente por essa preocupação com a precisão dos dados obtidos.

Sua importante descoberta resultou de uma longa série de experiências sobre as relações quantitativas entre os efeitos elétricos, mecânicos e químicos. Em 1843, Joule anunciou ter determinado a quantidade de trabalho necessária para produzir uma unidade de calor, chamada equivalente mecânico do calor.

Unidade Joule

Para conseguir o equivalente mecânico do calor, Joule empregou quatro métodos crescentes de exatidão. O primeiro consistia em medir a elevação da temperatura, a corrente e o trabalho mecânico resultante da rotação de um pequeno eletromagneto na água entre os pólos de outro magneto.

O segundo método determina a elevação da temperatura forçando a água através de tubos capilares. O terceiro depende da compressão do ar. E o quarto - o mais conhecido nos dias de hoje -, este produz calor pela fricção da água por meio de pás, girando sob a ação da queda de um peso. 

Por esse processo Joule obteve diferentes resultados para a unidade térmica britânica, concluindo por adotar a de 781,8 libras-pé, chamadaunidade Joule, e que corresponde ao trabalho produzido ao se deslocar um metro um corpo com um Newton (1 N) de peso.

James Joule também pesquisou as mudanças térmicas experimentadas pelos gases comprimidos através de pequenas aberturas - e as mudanças experimentadas pelos sólidos, sob compressão, em solução, e em diversas outras situações. 

Sua obra completa foi publicada, em dois volumes, pela Physical Society of London, sob o título Trabalhos científicos, entre 1885 e 1887.

Geradores Elétricos e Força Eletromotriz

 

Gerador elétrico é um equipamento que transforma em energia elétrica outras formas de energia. Uma bateria de automóvel, por exemplo, transforma a energia química em energia elétrica. Uma usina hidrelétrica utiliza a energia mecânica transformando-a em energia elétrica.
Portanto, um gerador elétrico é o aparelho que realiza a transformação de uma forma qualquer de energia em energia elétrica.
Um gerador possui dois terminais denominados polos:
Polo negativo corresponde ao terminal de menor potencial elétrico.
Polo positivo corresponde ao terminal de maior potencial elétrico.
Quando colocado em um circuito, um gerador elétrico fornece energia potencial elétrica para as cargas, que entram em movimento, saindo do polo negativo para o polo positivo.
A potência elétrica total gerada (Pg) por um gerador é diretamente proporcional à intensidade de corrente elétrica. Ou seja:

P_g = f_em . i

Onde:
fem é a constante de proporcionalidade, chamada de força eletromotriz.
i é a intensidade de corrente elétrica entre os terminais do gerador.
Portanto, a força eletromotriz de um gerador pode ser definida pelo quociente:


Sabendo que a potência elétrica é dada em watts (W) e a intensidade da corrente é dada em ampère (A), temos:



Assim, a unidade de medida da força eletromotriz no sistema internacional é o volt (V).

Rendimento elétrico de um gerador

Potência elétrica lançada: É a potência elétrica fornecida pelo gerador ao circuito externo.



onde U é a diferença de potencial ou tensão, entre os terminais do gerador.

A potência elétrica dissipada internamente é dada por:



Onde: r é a resistência interna do gerador.
i é a intensidade de corrente elétrica.

O rendimento (η) do gerador é a razão entre a potência lançada e a potência total gerada, ou seja:

Energia Cinética

Energia cinética é a energia que está relacionada à movimentação dos corpos, ou seja, é a energia que um corpo possui em virtude de ele estar em movimento. Mas como podemos calcular a energia cinética de um corpo? Ao fazer algumas observações sobre os movimentos dos corpos, podemos concluir que a energia cinética de um corpo será cada vez maior quanto maior for a sua velocidade. Do mesmo modo, poderemos concluir que quanto maior for a massa de um corpo maior será sua energia cinética. Para mostrar isso, tomemos como exemplo uma motocicleta e um caminhão. Somente pelas dimensões é possível notar que o caminhão possui mais massa em relação à moto, e que ele também desenvolve velocidades maiores que a de uma moto. De forma a sintetizar essas observações, é possível escrever energia cinética a partir da seguinte equação:

Onde m é a massa do corpo e V é a sua velocidade. A unidade de energia cinética é o joule, representado pela letra J.

Energia

O que vem a ser energia? A energia se apresenta de várias formas na natureza, de maneira que uma forma de energia se converte ou se transforma em outra, pois, de acordo com a lei de Lavoisier, na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma - conceituando, assim, a lei da conservação da energia. Conceituar energia não é tarefa fácil, mas podemos definir energia como sendo a capacidade que um corpo tem de realizar trabalho. Observe os seguintes exemplos que podem auxiliar nesse entendimento de energia:

·        As águas de uma cachoeira possuem energia, pois são capazes de realizar trabalho ao mover as turbinas de uma usina hidrelétrica, por exemplo.

·         A gasolina possui energia, pois ela é capaz de realizar trabalho fazendo o automóvel se locomover.

E muitos outros exemplos. Como dissemos, energia é a capacidade que um corpo tem de realizar trabalho. A unidade de energia no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o joule, assim como a unidade de trabalho de uma força. Essa unidade foi em homenagem a James Prescott Joule, um físico britânico. Ele estudou a natureza do calor e descobriu as relações com o trabalho mecânico.

Fonte: http://www.mundoeducacao.com/fisica/energia-cinetica.htm

Sobre James Watt

Aos esforços de James Watt deve-se o desenvolvimento dos motores

Por volta de 1700 tornou-se conhecido um princípio físico que poderia servir para a construção de um motor: um inglês, Thomas Newcomen, construíra um aparelho que utilizava o vapor de água produzido numa caldeira, aquecida a carvão, para fazer girar uma bomba. A máquina tinha um movimento alternativo simples e constituiu, durante mais de meio século, o meio mais eficaz para bombear água. A invenção de Newcomen, divulgada em 1712, foi valiosa na luta contra os alagamentos nas profundas minas de carvão de seu país.

James Watt nasceu a 19 de janeiro de 1736, em Greenock, Escócia. Era o sexto de oito irmãos, cinco dos quais morreram na infância. Não era uma criança prodígio. Tímido, inseguro e mimado pela mãe, o menino sofria com terríveis dores de cabeça, que se prolongaram até a idade adulta. Desse modo, muitos eram os dias em que James ficava fechado no quarto. Para distraí-lo o pai lhe dava, como brinquedo, diversos instrumentos de navegação, bússolas e sextantes, que ele desmontava e consertava. Essa inocente brincadeira assumiu, mais tarde, importância fundamental.

Como não conseguiu freqüentar a escola primária, aprendeu com os pais a ler e a escrever, além dos princípios da aritmética. Por volta dos 13 anos mostrou grande interesse pela matemática e pela arte da navegação. Aos 16 anos, Watt partiu para Glasgow em busca de trabalho e foi empregado como aprendiz numa fábrica. Para quem queria ser construtor de instrumentos de medida, aquele não era o trabalho ideal. Ao fim de três anos, decidiu tentar a sorte em Londres.

No início, teve que se defrontar com as exigências de experiência e indicação; mas, finalmente, conseguiu empregar-se, com um contrato de um ano. Foi um período difícil, em que era obrigado a trabalhar dez horas por dia, gastando pouco com a alimentação. Além disso o clima de Londres, úmido e frio, causou-lhe reumatismo, obrigando-o a abandonar a cidade. De volta a Glasgow, decidiu trabalhar por conta própria e abriu uma loja de instrumentos.

No entanto, num ambiente conservador e tradicionalista, não era fácil conseguir fregueses, desconfiados como os técnicos e navegadores. Mas Watt conseguira arrumar clientes. Assim, em 1757 foi admitido, na qualidade de fabricante de instrumentos de medida, na Universidade de Glasgow. O trabalho na universidade tornou possível seu encontro com o motor a vapor de Newcomen. Dois anos antes, ele já discutira com seus amigos algumas idéias para melhorá-lo. Além disso, tinha tentado realizar algumas experiências sem bons resultados. Agora ele dispunha de um motor e das peças necessárias para reconstruí-lo.

Watt conseguiu descobrir que, para melhorar seu funcionamento, era necessário elevar a temperatura do vapor, resfriando-o depois bruscamente durante a expansão. Acrescentou o condensador de vapor e outros artifícios destinados a melhorar o rendimento do motor. Depois dessas modificações o resultado era muito semelhante ao do motor ainda hoje em uso, com condensador, caixa de distribuição e sistema biela-manivela, para obter o movimento rotativo a partir do alternado.

O engeneheiro fazia todas as experiências à noite porque durante o dia trabalhava para manter a família, pois seu pai estava arruinado. Sua única distração era passar o domingo no campo, em companhia de um tio materno e de sua prima, Margaret Miller, com quem se casou em 1764 e teve quatro filhos.

As primeiras experiências de Watt, destinadas a mostrar os méritos do seu motor, não foram vitoriosas: os recursos eram escassos e ele não conseguia ordenar seus negócios. Por quatro anos trabalhou como engenheiro civil e elaborou um projeto para um canal entre Forth e Clyde. A Câmara dos Comuns, entretanto, não aprovou o trabalho. Em 1769 fez um segundo projeto, desta vez para o canal destinado a transportar carvão para Glasgow.

Finalmente encontrou um financiador, J. Roebuck, para a aplicação em larga escala de sua descoberta, mas a sociedade fundada para esse fim faliu em pouco tempo. A associação com Matthew Boulton, engenheiro de Birmingham, foi mais afortunada. Conseguiu em 1769 a patente para o motor de Watt e, em 1775, a prorrogação da posse por mais 25 anos. A prova decisiva do invento veio quando uma mina alagada foi inteiramente drenada em dezessete dias, enquanto os métodos tradicionais exigiam meses de esforço.

Watt propôs também que seu motor fosse utilizado para operar os elevadores subterrâneos. O motor tinha numerosas aplicações e como substituía os cavalos, para dar ao comprador uma idéia de sua capacidade, a potência era expressa pelo número de cavalos que podia substituir, gerando a expressão horsepower (hp).

Os aperfeiçoamentos no modelo inicial sucederam-se, exigindo novas patentes, em 1781, 1782 e 1784. Outra invenção foi o controlador centrífugo, graças ao qual a velocidade dos motores rotativos foi automaticamente controlada. Esse trabalho é atualmente considerado como uma das primeiras aplicações da realimentação, um elemento essencial para a automação.

Fonte: http://educacao.uol.com.br/biografias/james-watt.jhtm

Associação em Paralelo

Nesse tipo de associação os resistores são ligados um do lado do outro, de forma que todos os resistores ficam submetidos à mesma diferença de potencial, veja como fica o esquema de um circuito com associação de resistores em paralelo:

A corrente elétrica total que circula por este tipo de circuito é igual à soma da corrente elétrica que atravessa cada um dos resistores, ou seja:

i = i₁ + i₂ + i₃

O valor da resistência equivalente desse tipo de circuito elétrico é sempre menor do que o valor de qualquer uma das resistências que compõem o circuito. E para calcular o seu valor, o da resistência equivalente, podemos utilizar a seguinte equação matemática:

Fonte: http://www.brasilescola.com/fisica/associacao-resistores.htm

Sobre André-Marie Ampère

André-Marie Ampère estabeleceu as bases científicas do eletromagnetismo

André-Marie Ampère tornou-se famoso por suas investigações sobre os fenômenos eletrodinâmicos. Autodidata singular, entregou-se desde cedo às pesquisas matemáticas, demonstrando aptidão excepcional para o cálculo.

Aos 12 anos Ampère já dominava os principais teoremas da álgebra e da geometria, e iniciava a leitura das obras de Leonhard Euler e Jakob Bernoulli.

Espírito enciclopédico, de uma insaciável curiosidade científica, Ampère dedicou-se também aos estudos de física, química, história natural, história latina e letras clássicas. Ainda jovem, inventou uma língua universal, estruturada com certa lógica, porém bastante complexa.

Em 1793 perdeu o pai, vítima do tribunal revolucionário. Essa tragédia abalou-o profundamente. Obrigado a manter a família, abriu um curso de matemática, que lhe propiciava parcos recursos. Nos intervalos entre as aulas lia com entusiasmo os tratados de química de Lavoisier.

Casou-se em 1799 e, pouco depois do nascimento do primeiro filho, obteve um cargo de professor na École Centrale de Bourg.

Afastado da esposa, que deixou em Lyon, consagrou-se inteiramente aos estudos, escrevendo sua primeira obra científica: Considerações sobre a Teoria Matemática do Jogo. Em 1803 foi designado para lecionar no Liceu de Lyon. Sua esposa faleceu poucos meses depois. Ainda muito abalado, seguiu para Paris, onde lecionou no Collège de France, na École Polytechnique e na Faculte des Lettres.

Eleito em 1814 para o Institut de France, elaborou vários estudos sobre temas matemáticos e físicos. Trabalhou intensamente, lecionando e pesquisando, até a época de sua morte.

Bases científicas do eletromagnetismo

A obra de Ampère caracteriza-se pela amplitude dos temas versados. Praticamente, todos os ramos do conhecimento foram tratados em seus escritos. Todavia, foi no domínio da física que ele se notabilizou.

Suas pesquisas sobre os fenômenos elétricos e magnéticos foram apresentadas em conjunto na obra que o imortalizou: Teoria dos Fenômenos Eletrodinâmicos, inteiramente deduzida da experiência, publicada em 1826.

A descoberta de que dois fios condutores atravessados por uma corrente elétrica exercem ações recíprocas um sobre o outro foi apresentada por Ampère, na Académie des Sciences, em Paris, no dia 18 de novembro de 1820. De setembro a novembro do mesmo ano, apresentou à Academia vários outros trabalhos, estabelecendo as bases científicas do eletromagnetismo.

Pouco depois de François Jean Dominique Arago haver descoberto que o ferro adquiria propriedades magnéticas nas proximidades de uma corrente elétrica, Ampère teve a ideia de envolver uma barra de ferro com um fio enrolado em hélice, criando, assim, o primeiro eletroímã.

Os trabalhos de Ampère foram publicados, ainda em vida do autor, nos principais periódicos dos órgãos científicos franceses.

Fonte: http://educacao.uol.com.br/biografias/andre-marie-ampere.jhtm

O Poder das Pontas

O poder das pontas é a forma como é chamado o princípio físico que rege o funcionamento de alguns objetos do nosso cotidiano, como os para-raios e as antenas. Ele foi utilizado por Benjamin Franklin, em 1752, em sua famosa experiência da pipa, que deu origem à sua invenção mais famosa, o para-raios.

Segundo este princípio, o excesso de carga elétrica em um corpo condutor é distribuído por sua superfície externa e se concentra nas regiões pontiagudas ou de menor raio. É nas pontas que a energia é descarregada. Isso ocorre porque as extremidades são regiões muito curvas e, como a eletricidade se acumula mais nessas áreas, um corpo eletrizado dotado de pontas acumula nelas sua energia. A densidade elétrica de um corpo será sempre maior nas regiões pontudas em comparação com as planas.

Sendo assim, uma ponta sempre será eletrizada mais facilmente do que uma região plana. Isso também explica o fato de um corpo já eletrizado perder sua carga elétrica principalmente pelas terminações, sendo difícil mantê-lo dessa forma. Além disso, essa extremidade eletrizada tem sobre os outros corpos um poder muito maior do que as áreas que não são pontudas.

É devido a esse princípio que se recomenda, em dias de tempestade, a não permanência embaixo de árvores ou em  regiões descampadas, porque a árvore e o corpo humano atuam como pontas em relação à superfície do solo, atraindo os raios. Se estiver em um local sem proteção  é recomendado ficar abaixado, com os braços e pernas bem juntos, em forma de esfera, evitando que seu corpo funcione como uma ponta.

Eletricidade

A eCoupled é uma tecnologia de transferência de energia usando imãs e não mais um emaranhado de fios.

O estudo da eletricidade se iniciou na Antiguidade, por volta do século VI a.C, com o filósofo e matemático grego Tales de Mileto. Ele, dentre os maiores sábios da Grécia Antiga, foi quem observou o comportamento de uma resina vegetal denominada de âmbar. Ao atritar essa resina com tecido e/ou pele de animal, Tales percebeu que daquele processo surgia uma importante propriedade: o âmbar adquiria a capacidade de atrair pequenos pedaços de palha e/ou pequenas penas de aves. Em grego, a palavra elektron significa âmbar, a partir desse vocábulo surgiram as palavras elétron e eletricidade.

Apesar desse feito, nada foi descoberto por mais de vinte anos, ficando, dessa forma, intactas as observações de Tales de Mileto. No século XVI, o médico da rainha Elizabeth I, da Inglaterra, Willian Gilbert, descobriu que era possível realizar a mesma experiência de Tales com outros materiais. Nessa época, o método da experimentação, criado por Galileu Galilei, começou a ser utilizado. Gilbert realizou vários estudos e experiências, sendo uma delas as formas de atrito entre os materiais. Já no século XVIII o cientista norte-americano Benjamin Franklin, o inventor do para-raios, teorizou que as cargas elétricas eram um fluido elétrico que podia ser transferido entre os corpos. Contudo, hoje já se sabe que os elétrons é que são transferidos. O corpo com excesso de elétrons está eletricamente negativo, ao contrário do corpo com falta de elétrons, que se encontra eletricamente positivo. Mas qual é o ramo de estudo da eletricidade?

O estudo da eletricidade se divide em três grandes partes:

Eletrostática: é a parte que estuda o comportamento das cargas elétricas em repouso como, por exemplo, o estudo e compreensão do que é carga elétrica, o que é campo elétrico e o que é potencial elétrico.

Eletrodinâmica: essa é a parte que estuda as cargas elétricas quando em movimentação. Ela estuda o que é corrente elétrica, os elementos de um circuito elétrico (resistores e capacitores) bem como a associação deles, tanto em série quanto em paralelo. 

Eletromagnetismo: nessa parte se estuda o comportamento e o efeito produzido pela movimentação das cargas elétricas. É a partir desse estudo que fica possível entender como ocorrem as transmissões de rádio e televisão, bem como entender o que vem a ser campo magnético, força magnética e muito mais.

Corrente Elétrica

Corrente elétrica passando pelo corpo humano - "choque - elétrico"

Já estudamos a eletrostática, parte da física que estuda as interações e o comportamento das cargas elétricas em repouso. Agora vamos estudar a eletrodinâmica, parte da eletricidade que estuda o comportamento das cargas elétricas em movimento.

Vejamos primeiro o conceito de corrente elétrica. Alguns equipamentos elétricos, que chamamos de geradores de eletricidade, como as pilhas e as baterias, apresentam duas regiões que chamamos de polos. Um polo de maior potencial (+) e um polo de menor potencial (-), existindo então uma diferença de potencial.

Nos condutores de eletricidade, os elétrons da última camada, elétrons livres, estão fracamente ligados ao núcleo. Desta forma, quando conectamos um fio condutor a uma bateria (gerador), os elétrons livres iniciam um movimento através do condutor - indo do polo de menor potencial (-) para o de maior potencial (+).
 

Portanto, denominamos corrente elétrica esse movimento ordenado de cargas elétricas pelo condutor.

Tipos de Condutores

- condutores sólidos: a corrente elétrica é constituída somente pelo movimento dos elétrons.

- condutores líquidos: a corrente elétrica é constituída pelo movimento de cargas positivas e negativas, (cátions e ânions). Obs.: também são conhecidos como soluções eletrolíticas, sendo formadas basicamente por solutos e solventes.

- condutores gasosos: a corrente elétrica é constituída pelo movimento de cátions e ânions. Isto ocorre nas lâmpadas fluorescentes a vapor de sódio ou de mercúrio.

Sentido da Corrente

O sentido convencional da corrente coincide com o sentido de movimentação das cargas elétricas positivas, que é contrário ao movimento dos elétrons.
 

Intensidade da Corrente Elétrica

A intensidade da corrente é dada pela quantidade de carga elétrica por unidade de tempo. Então temos:
 

Unidades no Sistema Internacional de Unidades (SI):

Q = carga elétrica > Coulomb (C)

Delta t = intervalo de tempo > segundo (s)

i = intensidade de corrente elétrica > Coulomb por segundo (C/s) = Ampere (A).

http://www.brasilescola.com/fisica/corrente-eletrica.htm

A força de tração

Ao se elevar a caixa através de uma corda verificamos a existência de uma força de tração

Em algum momento já vimos um carro rebocar outro fazendo uso de uma corda. Já vimos também, na construção de uma casa, por exemplo, o uso de cordas para elevar uma lata de massa, ou tijolos. Nesses dois exemplos vimos o uso de cordas para ligar dois objetos, sendo assim, nesses casos, vimos a aplicação de uma força sobre o outro. Uma corda ou fios são capazes, dentro de seus limites, de suportar forças de tração, isto é, elas resistem a esforços de tração.

Quando puxamos um objeto através de uma corda, estamos na verdade transmitindo força ao longo dessa corda até a extremidade oposta. Podemos dizer que cada pedaço dessa corda sofre uma tração, que pode ser representado por um par de forças iguais e contrárias que atuam no sentido do alongar da corda. Denominamos de tração na corda o módulo dessas forças, que formam um par.

Podemos medir a tração em qualquer ponto de uma corda, colocando ali um dinamômetro. O dinamômetro é um aparelho para medir força.

Outra maneira de medir a força de tração de um objeto ou corpo é igualando a tração com o peso. Vejamos a figura acima, como o corpo está pendurado por uma corda atua sobre ele somente a força de tração e a força peso. De acordo com a segunda Lei de Newton temos:

F_R=m.a

Como o corpo se encontra equilibrado, a aceleração é zero.

F_R=0

T-P=0   ⇒   T=P   ⇒   T=m.g

Assim, concluímos que a tração, nesse caso, é o próprio peso do corpo.

Por Domiciano Marques
Graduado em Física

http://www.brasilescola.com/fisica/a-forca-tracao.htm

Trabalho e Potência

TRABALHO REALIZADO POR UMA FORÇA CONSTANTE

Consideremos um corpo que, sob a ação de uma força constante  efetua um deslocamento  (Fig. 1). 

O trabalho da força  ao longo desse deslocamento é definido por:

t = F.d..cos

onde  é o ângulo formado entre  e .

No sistema Internacional a unidade de trabalho é o joule (J).

Diagrama Força Tangencial x Deslocamento

Esta propriedade permite o cálculo do trabalho realizado por forças constantes e variáveis. Neste gráfico a força é analisada do ponto de vista escalar.

O trabalho é positivo quando a força é a favor do movimento (Trabalho motor)

O trabalho é negativo quando a força é contra o movimento (Trabalho resistente)

mais... http://www.10emtudo.com.br/aula/vestibular/trabalho_e_potencia/

Lei de Coulomb

O físico francês Charles Augustin Coulomb desenvolveu uma balança de torção que possibilitou estabelecer uma relação matemática entre a carga de dois corpos e sua força elétrica produzida. ( Uma balança de torção consiste em um mecanismo que é sensível ao torque, ou seja se o corpo for atraído ou sofrer algum tipo de repulsão esta balança pode calcular sua grandeza.)

Assim Coulomb constatou que:

→ A intensidade da força elétrica é diretamente proporcional ao produto das cargas elétricas.
→ A intensidade da força elétrica é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os corpos.

Portanto temos a equação que relaciona a intensidade da força elétrica (F) como sendo:

, onde Q1 e Q2 são o valor da carga elétrica de cada corpo que são medidas em coulomb (C), d é a distância entre as partículas e k é a constante dielétrica do meio no caso do vácuo é de 9×10⁹ Nm²/C².

A força elétrica, bem como todos os tipos de força obedecem a lei da ação e reação assim para cada tipo de interação obtemos as forças aos pares.


Conclusões importantes:

→ mantendo-se a distância entre os corpos e dobrando-se a quantidade de carga elétrica de cada um , a força elétrica será multiplicada por quatro.
→ mantendo-se as cargas elétricas e dobrando-se a distância a força elétrica será dividida por quatro.

Carga Eletrica

A matéria que constitui todos os materiais são constituídas de átomos.
Os átomos são constituídos, pela concepção mais clássica, de prótons(P), nêutrons(N) e elétrons(e).

Sendo que a carga elétrica de cada um é respectivamente positiva, neutra e negativa.

Assim:

Com certos estudos na área de física pode-se provar que a carga elétrica transportada por um próton é a mesma que a de um elétron, que serão diferenciadas apenas pelas cargas de sinais opostos.

Assim pode se determinar a carga elétrica elementar indicada pela letra e , cujo valor é:

e = 1,6 . 10^-19 Coulomb(C), sendo C no sistema internacional de unidades.

Fatos:

Se um corpo está com carga elétrica positiva existe uma falta de elétrons, assim o número de prótons é maior que o número de elétrons.
Se um corpo está com carga elétrica negativa existe uma falta de prótons, assim o número de prótons é menor que o número de elétrons.
Se um corpo está com carga elétrica neutra, o número de prótons é igual ao número de elétrons.

O módula da carga elétrica pode ser definido como:

Q = n.e

Onde Q é o módulo da carga elétrica, n é a quantidade de elétrons,e e é a carga elétrica elementar, e = 1,6 . 10^-19C.

Quando dois corpos são atritados, há uma transferência de elétrons, do corpo que possua menor eletronegatividade, para o de maior. Exemplo: uma caneta de acrílico atritada com uma flanela de lã faz com que a caneta possa atrair objetos.

Um fato muito importante é que os prótons e neutros não se deslocam com a eletrização, somente os elétrons.

A Velocidade da Luz

A luz emitida pelo Sol demora 8 min para chegar à Terra
A distância Terra-Sol é de aproximadamente 144.000.000 km

Durante muito tempo acreditou-se que a propagação da luz fosse instantânea, ou seja, ela seria imediatamente vista por um observador assim que fosse emitida a partir de uma fonte.
James Clerk Maxwell mostrou que quando a luz se propaga através de um meio, ela o faz com uma velocidade determinada.
Essa velocidade é extremamente alta quando comparada com velocidades registradas em fenômenos cotidianos.
No vácuo, a velocidade de propagação da luz, qualquer que seja a frequência ou cor, é de aproximadamente 3,0 x 105 km/s ou 3,0 x 108 m/s. É no vácuo que a luz atinge sua maior velocidade.

Em meios materiais, a velocidade da luz é menor que no vácuo.

O Ano-Luz

Utilizado na astronomia como padrão para medir distâncias, o ano-luz é a unidade correspondente à distância que a luz percorre no vácuo durante um ano.

Sendo que a velocidade da luz é igual a 300.000 km/s e que um ano tem 365 dias e 4 horas ou 31.550.400 segundos, temos que a distância percorrida pela luz no vácuo em 1 ano é, aproximadamente, 9.465.120.000.000 km (aproximadamente 10 trilhões de quilômetros).

O ano-luz, portanto, é utilizado para medir distâncias muito grandes.

A estrela Alfa do Centauro, que é a segunda estrela mais próxima da Terra, está a, aproximadamente, 43 trilhões de quilômetros (43.000.000.000.000 km) ou, simplesmente, 4,3 anos-luz.

Isso quer dizer que a luz emitida hoje por essa estrela irá demorar 4,3 anos para chegar à Terra.

Quando observamos o céu numa noite estrelada, várias daquelas estrelas estão extintas, embora nos deem a impressão de sua existência. 

Fonte: Brasil Escola

Força gravitacional

Ao estudar o movimento da Lua, Newton concluiu que a força que faz com que ela esteja constantemente em órbita é do mesmo tipo que a força que a Terra exerce sobre um corpo em suas proximidades. A partir daí criou a Lei da Gravitação Universal.

Lei da Gravitação Universal de Newton:

"Dois corpos atraem-se com força proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa seus centros de gravidade."

Onde:

F=Força de atração gravitacional entre os dois corpos

G=Constante de gravitação universal

M e m = massa dos corpos

d=distância entre os centros de gravidade dos corpos.

Nas proximidades da Terra a aceleração da gravidade varia, mas em toda a Litosfera (camada em que há vida) esta pode ser considerada constante, seus valores para algumas altitudes determinadas são:

Altitude (km)	Aceleração da Gravidade (m/s²)	Exemplo de altitude
0	9,83	nível do mar
8,8	9,80	cume do Monte Everest
36,6	9,71	maior altura atingida por balão tripulado
400	8,70	órbita de um ônibus espacial
35700	0,225	satélite de comunicação

Dinâmica

A dinâmica é a parte da Física  que se preocupa em estudar as causas dos movimentos e seus possíveis efeitos. Mas o que é movimento? Bem, primeiro devemos definir um referencial, ou seja, um conjunto de coordenadas fixo, também denominado sistema de referências. O mais utilizado cotidianamente é o sistema cartesiano, com coordenadas (x,y,z). Feito isto, podemos definir que movimento é a variação da posição com o tempo. Ou seja, a mudança de coordenadas do corpo com o tempo.

A análise principal feita na dinâmica  começa com o estudo das forças que atuam sobre o corpo ou sistema de corpos em questão. Tais entes físicos podem proporcionar ao massivo uma variação em sua quantidade de movimento. Mas antes de analisarmos as forças, analisemos a inércia dos corpos.

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Conceitos Básicos da Óptica Geométrica

Óptica é a parte da Física que estuda a luz e os fenômenos luminosos. Seu desenvolvimento se deu a partir da publicação da Teoria Corpuscular da Luz, por Isaac Newton, teoria que admitia que a luz era formada por um feixe de partículas.

Define-se luz como sendo o agente físico que sensibiliza nossos órgãos visuais. 

A Luz é uma onda eletromagnética e sua velocidade no vácuo é de aproximadamente 3,0 x 10⁵. 

A óptica é dividida em: 

1) Óptica Geométrica: Estuda os fenômenos luminosos baseados em leis empíricas (experimentais), que são explicados sem que haja necessidade de se conhecer a natureza física da luz. A óptica geométrica usa como ferramenta de estudo a geometria.

2) Óptica Física: Estuda a compreensão da natureza física da luz e fenômenos como interferência, polarização, difração, dispersão entre outros. 

Raios de Luz 

São linhas que representam a direção e o sentido de propagação da luz. A ideia de raios de luz é puramente teórica, e tem como objetivo facilitar o estudo. 

Um conjunto de raios de luz, que possui uma abertura relativamente pequena entre os raios, é chamado de Pincel Luminoso. 

O conjunto de raios luminosos, cuja abertura entre os raios é relativamente grande, é chamado Feixe Luminoso. 

Os Feixes Luminosos ou os Pincéis Luminosos podem ser classificados em: 

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Definição de unidades padrão do SI ( Sistema operacional )

O Sistema Internacional de Unidades (SI) é o conjunto de unidades de medida adotadas como padrão na maior parte dos países do mundo.

Entre inúmeras unidades convencionas, há algumas que são chamadas de unidade-padrão por não derivarem de nenhuma outra unidade; estas são:

Metro – Unidade de comprimento;
Segundo – Unidade de tempo;
Quilograma – Unidade de massa;
Ampère – Unidade de corrente elétrica;
Kelvin – Unidade de temperatura;
Mol – Unidade de quantificação de matéria;
Candela – Unidade de intensidade luminosa.

Por não serem derivadas de nenhuma outra unidade, estas são padronizadas através de medidas que podem parecer um tanto quanto curiosas, como você pode ver abaixo:

O que é metro?

O metro é definido como sendo o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo, durante um intervalo de tempo de 1/299.792.458 de segundo.

O que é segundo?

O segundo é definido como a duração de 9 192 631 770 períodos da radiação correspondente à transição entre dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133.

O que é quilograma?

O quilograma é definido com base em uma unidade-padrão, que fica guardada no Escritório Internacional de Pesos e Medidas, em Sèvres, na França, desde 1889.
Esta unidade-padrão é um cilindro eqüilátero de 39 mm de altura por 39 mm de diâmetro, composto de Irídio e Platina.

O que é ampère?

O ampère é definido como a corrente que produz uma força atrativa de 2.10 elevado a -7 newton por metro de comprimento entre dois condutores retos, paralelos, e de comprimento infinito e secção circular desprezível, colocados a um metro de distância um do outro, no espaço livre.

O que é kelvin?

O kelvin é definido como a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água.

O que é mol?

O mol é a quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quanto são os átomos contidos em 0,012 quilograma de carbono-12.

O que é candela?

A candela é definida como a intensidade luminosa emitida por uma fonte, em uma dada direção, de luz monocromática de frequência 540 x 1012 Hertz, e cuja intensidade de radiação em tal direção é de 1/683 watts por esferorradiano.

Sobre Isaac Newton

Quando criança, Newton não foi um aluno brilhante, mas gostava de inventar e construir objetos. Graças a um tio, estudou em Cambridge, onde desenvolveu um recurso matemático, o binômio de Newton. Na época de sua formatura, foi obrigado a se refugiar na fazenda da mãe, devido à peste que assolava a Inglaterra. Permaneceu lá por cerca de dois anos (1665-1667).

As reflexões dessa época o levaram a formular importantes teorias. Ao observar uma maçã caindo de uma árvore, Newton começou a pensar que a força que havia puxado a fruta para a terra seria a mesma que impedia a Lua de escapar de sua órbita. Descobriu a lei da gravitação universal. Foi a primeira vez que uma lei física foi aplicada tanto a objetos terrestres quanto a corpos celestes. Ao firmar esse princípio, Newton eliminou a dependência da ação divina e influenciou profundamente o pensamento filosófico do século 18, dando início à ciência moderna.

Quando retornou a Cambridge, redigiu o princípio que trata da atração dos corpos, mas só o retomou em 1682. Nos anos iniciais de sua carreira, desenvolveu o cálculo infinitesimal e descobriu a aceleração circular uniforme (embora não tenha conseguido a comprovação dessa teoria, que exigia conhecer a medida do raio terrestre).

Em 1669 o cientista formulou sua teoria das cores, sobre a refração da luz. Quando um raio de sol atravessa um prisma de vidro, sai do outro lado como um feixe de luzes de diferentes cores, como um arco-íris. Newton fez o feixe colorido passar por um segundo prisma, onde as cores voltaram a se juntar em outro feixe, de luz branca, igual ao inicial.

Com essa descoberta, percebeu que o fenômeno da refração luminosa limitava a eficiência dos telescópios da época. Inventou, então, um telescópio refletor, em que a concentração da luz era feita por um espelho parabólico e não por uma lente.

Em 1671, o cientista assumiu o cargo de professor catedrático de Matemática da Universidade de Cambridge e, no ano seguinte foi eleito para a Royal Society. Nos anos posteriores, tratou das propriedades da luz, explicou a produção das cores por lâminas delgadas e formulou a teoria corpuscular da luz.

Newton recebeu, em 1684, a visita do astrônomo Edmond Halley, que queria interrogá-lo sobre o movimento dos planetas, observado pelos astrônomos. Newton retomou, então, suas reflexões sobre a mecânica celeste. O resultado foi sua obra "Princípios Matemáticos da Filosofia Natural", que propõe três princípios básicos: o da inércia, o da dinâmica e o da ação e reação.

Este trabalho obteve grande repercussão internacional. Newton foi eleito para o Parlamento em 1687, e nomeado para a Superintendência da Casa da Moeda em 1696, quando se mudou para Londres. Tornou-se presidente da Royal Society em 1703 e, dois anos depois, sagrado cavaleiro, passou a ser chamado de Sir Isaac Newton.