Física II

Descrição: O curso de Física II é dividido em mecânica e termodinâmica, sendo a parte de fluidos uma transição entre elas. A maior parte do curso será fenomenológica, ou seja, construiremos modelos a partir dos resultados de experimentos. Em algumas partes, como na mecânica, no entanto, a formulação de modelos a partir de primeiros princípios será adotada. Espera-se que ao final do curso o aluno compreenda conceitos como torque, momento angular, leis de conservação, movimento oscilatório, gases ideais e as leis Zero, Um e Dois da Termodinâmica.

 

Playlist dos vídeos: Curso de Física II

Vídeos de apoio Problemas
1.1 Movimentos do Corpo Rígido no Plano: definições de corpo rígido, translação e rotação.

1.2 Variáveis Cinemáticas da Rotação: ângulo, velocidade angular e aceleração angular.

1.3 Movimentos Circulares Uniforme e Uniformemente Variado: MCU, MCUV e MRUV.

 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.
2.1 Revisão Geométrica de Vetores: soma, multiplicação por escalar, produto escalar e produto vetorial.

2.2 Revisão Analítica de Vetores: soma, multiplicação por escalar, produto escalar e produto vetorial.

2.3 Vetores Velocidade e Aceleração Angulares: velocidade angular e aceleração angular como vetores nas rotações em três dimensões.

 8, 9, 10, 11.
3.1 Energia Cinética: energia cinética de rotação, energia cinética total no movimento de corpos rígidos e momento de inércia.

3.2 Centro de Massa: definição de centro de massa.

3.3 Conservação da Energia Mecânica: Uso da lei da conservação da energia mecânica na resolução de problemas.

 12, 13, 14, 15.
4.1 Densidade de Massa: definições de densidade linear, superficial e volumétrica de massa.

4.2 Cálculo de Momento de Inércia: cálculo de momento de inércia de distribuições contínuas de massa.

4.3 Teoremas dos Eixos Perpendiculares e Paralelos: demonstração e aplicação dos teoremas.

 16, 17
5.1 Momento Angular: definição do momento angular para partículas e sistemas de partículas.

5.2 Torque: definição, significado e relação do torque com a taxa de variação do momento angular.

 18, 19, 20, 21, 22, 23.
6.1 Conservação do Momento Angular: dinâmica rotacional na ausência de torque externo.

6.2 Movimento do Giroscópio: demonstração, explicação e utilidade do giroscópio.

 24, 25, 26, 27.
 7.1 Segunda Lei de Newton para Rotações: dinâmica rotacional com torque externo não nulo.

7.2 Como Resolver Problemas de Dinâmica: algoritmo para resolução de problemas de dinâmica de rotação.

 28, 29, 30, 31.
 8.1 Rolamento Puro: definição e exemplos de rolamento puro.

8.2 Eixo Instantâneo de Rotação: demonstração e visualização do eixo instantâneo de rotação.

 32, 33, 34, 35.
 9 Equilíbrio: Aplicação de torque para determinar equilíbrio de corpos rígidos.  36, 37, 38, 39
 Prova P1.
 10.1 Sistema massa-mola: Lei de Hooke; massa-mola; movimento harmônico simples.

10.2 Solução do Movimento Harmônico Simples: equação diferencial do MHS e sua solução.

 1, 2, 3, 4, 5
 11.1 Expansão em Série de Taylor: noções básicas e revisão.

11.2 Pêndulo Simples: equação de movimento; aproximação de pequenas oscilações; período.

11.3 Pêndulo Físico: equações de movimento; aproximação de pequenas oscilações; período; pêndulos equivalentes; pêndulo de Kater.

 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
 12.1 Energia Mecânica no MHS: sistema massa-mola; pêndulo físico.

12.2 Superposição de MHS: superposição em uma dimensão; mesma frequência; som; audição; movimento do tímpano.

12.3 Batimentos: superposição em uma dimensão; frequências distintas; som.

 13, 14
13.1 Equação de Ondas Unidimensional: classificação de ondas; corda vibrante; equação de onda.

13.2 Ondas Progressivas: velocidade da onda; soluções progressivas da equação de onda.

 1, 2, 3
14.1 Ondas Harmônicas: construção; função de onda; período; frequência; comprimento de onda; número de onda; amplitude.

14.2 Energia Mecânica da Onda Harmônica na Corda: energias cinética, potencial e mecânica; densidade de energia mecânica, valores médios; potência.

 4, 5
 15.1  Ondas Estacionárias: ondas estacionárias na corda; extremos fixos; um extremo fixo e um livre; extremos livres; nodos e antinodos.

15.2 Harmônicos no Violão: superposição de harmônicos; visualização de ondas no osciloscópio.

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 16.1 Ondas Longitudinais em Sólidos: elasticidade; Lei de Young; módulo de Young; equação de onda.

16.2 Ondas Harmônicas em Gases: velocidade do som em gases; intensidade do som; ondas sonoras em três dimensões.

 17
 17.1 Interferência Sonora: superposição; intensidade; padrão de interferência.

17.2 Efeito Doppler: frequências emitidas e observadas.

 18, 19, 20, 21, 22, 23
 Prova P2.
 

18.1 Fluidos: fenomenologia; definições.

18.2 Pressão em Líquidos: Lei de Stevin; vasos comunicantes; pistão hidráulico; medidas de pressão.

18.3 Empuxo: natureza do empuxo; princípio de Arquimedes.

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
19 Escoamento: dinâmica de fluidos; métodos de descrição; regimes de escoamento; vazão. 9, 10
20.1 Teorema de Bernoulli: demonstração e discussão.

20.2 Aplicações do Teorema de Bernoulli: equação de Torricelli; tubo de Pitot; tubo de Venturi.

 11, 12, 13, 14, 15, 16
 21.1 Lei Zero da Termodinâmica: variáveis termodinâmicas; equilíbrio térmico; Lei Zero; temperatura.

21.2  Escalas de Temperatura: definição de escala termodinâmica; escala Celsius; escala Fahrenheit; escala absoluta; conversão de escalas.

21.3 Dilatação Térmica: separação molecular; dilatação linear, superficial e volumétrica de sólidos; dilatação volumétrica de líquidos.

 1, 2, 3, 4,5
 22.1 Primeira Lei da Termodinâmica: caloria; experimento de Joule; equivalente mecânico da caloria; trabalho adiabático; energia interna; calor; conservação da energia.

22.2 Calorimetria: calor sensível; calor de transformação; calor específico; calor latente; capacidade térmica; reservatório térmico.

22.3 Taxa de Condução de Calor: taxa de transferência de calor por condução; constante de condutividade térmica.

 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
 23.1 Trabalho Reversível de um Fluido: processos quase-estáticos e sem atrito; exemplos de processo.

23.2 Gases Ideais: definição; teoria cinética dos gases; lei dos gases ideais; isotermas; Teorema da Equipartição da Energia.

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 24.1 Energia Interna do Gás Ideal: experimento da expansão livre de Joule; calor à volume constante; calor à pressão constate; dependência da energia interna com a temperatura.

24.2 Capacidades Térmicas do Gás Ideal: capacidades térmicas molares à volume ou pressão constantes; relação entre as capacidades térmicas.

24.3 Cálculo das Capacidades Térmicas do Gás Ideal: graus de liberdade; uso do Teorema da Equipartição; congelamento dos graus de liberdade.

18, 19
25.1 Processos Adiabáticos Reversíveis do Gás Ideal: definição; equação da adiabática do gás ideal; constante adiabática.

25.2 Máquinas Térmicas: motor; refrigerador; rendimentos.

20, 21, 22, 23, 24, 25, 26
26.1 Segunda Lei da Termodinâmica: enunciados de Clausius e Kelvin; equivalência dos enunciados.

26.2 Reversibilidade: definição; critérios.

26.3 Teorema de Carnot: máquinas reversíveis; teorema de Carnot; ciclo de Carnot; rendimento de Carnot; temperatura absoluta.

 27
27.1 Entropia: teorema de Clausius; definição e cálculo de diferença de entropia no contexto da termodinâmica.

27.2 Princípio do Aumento da Entropia: variação de entropia em sistemas isolados.

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Prova P3.
Prova de Recuperação.