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Apostila Preparatoria para o Vestibular Vocacionado UDESC n dofisico joi vn ill

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Aline Felizardo Golcalves Andre Alexandre Silveira Andre Antonio Bernardo

Cesar Manchein

Flabio Esteves Cordeiro

Gisele Maria Leite Dalmonico

Marcio Rodrigo Loos

Priscila Fischer

Ricardo Fernandes da Silva

Sidinei Schaefer Professores

Luciano Camargo Martins Coordenador

Nossa Apostila

A edicao dessa apostila, concretiza os esforcos feitos desde o ano de 2003, quando os alunos do antigo Curso de Licenciatura Plena em Fısica da UDESC mobilizaram-se por forca e vontade proprias no projeto, desenvolvimento e apresentacao de um Curso Pre- Vestibular aberto a comunidade, gratuito, que preparasse melhor os alunos interessados nos cursos oferecidos pelo Centro de Ciencias Tecnologicas (CCT) da UDESC-Joinville.

Essa primeira tentativa de implantar o Curso Pre- Vestibular nao chegou a se realizar, por razoes puramente burocraticas, apesar dos esforcos gastos na preparacao das aulas e do material didatico inicial.

Nos anos que se seguiram, a ideia original foi abracada por um projeto de extensao oficial, e so entao pode ser realizada com relativo sucesso, ja tendo atendido centenas de alunos ate agora.

Adaptada ao vestibular vocacionado da UDESC, esperamos que esse material seja minimamente suficiente para a revisao dos conteudos exigidos nas provas de ingresso aos seus bancos academicos.

Extrapolando o objetivo inicial do projeto, moldado pela nossa visao local de ensino e extensao, as versoes on line dessa apostila ganharam os quatro cantos do paıs, e tem auxiliado muitos alunos e escolas como material didatico inicial, especialmente util para aqueles alunos de cidades pequenas e locais isolados, que tanto nos incentivam com suas perguntas e sugestoes diariamente recebidas e respondidas por correio eletronico ou convencional. A julgar pelas impressoes que ficaram desses contatos breves com os internautas, muitos parecem ainda nao dispor de acesso aos materiais mais sofisticados e completos existentes na internet, que nao sao poucos, porem nem todos sao de uso livre e gratuito; e outros tantos parecem carecer completamente de livros proprios e professores qualificados.

E a essas pessoas, os internautas que nos procuram diariamente, que dedico essa revisao ampliada e um pouco melhorada do material precedente, no sentido de oferecer um material simples e compacto, que auxilie especialmente aqueles que almejam o ingresso na universidade, ou mesmo aqueles que por outras razoes queiram aprender coisas novas ou simplesmente rever alguns dos conteudos do Ensino Medio brasileiro.

Nessa revisao atual, foi feito um grande esforco pessoal no sentido de rever todo o material apresentado, textos e graficos, e incluir o tao solicitado gabarito de respostas aos exercıcios existentes no final de cada aula, incluıdo ao final da apostila, junto com uma tabela periodica dos elementos quımicos. A apostila apresenta

Disciplina No de aulas Fısica 59 Quımica 26 Matematica 37 Lıngua Portuguesa 18 Historia de SC 1 totalizando 141 aulas e 894 exercıcios propostos.

Toda a apostila foi diagramada automaticamente em LATEX(w.latex-project.org), os graficos foram gerados com Xfig (w.xfig.org) e GNUPlot

(w.gnuplot.info), todos softwares livres e rodando num sistema operacional aberto e livre: o Linux! Maiores informacoes em http://br-linux.org.

Convidamos a todos para que visitem o nosso site, e eventualmente, nos ajude na divulgacao desse projeto maior chamado de Mundo Fısico!

Envie suas sugestoes, crıticas ou comentarios.

Endereco na Internet: http://www.mundofisico.joinville.udesc.br

Contato por correio eletronico: mundofisico@joinville.udesc.br

Porto Alegre-RS, 1 de novembro de 2009 Professor Luciano Camargo Martins

Sumario

FISICA 3

Mecanica – Aula 1: Grandezas Fısicas3
Mecanica – Aula 2: Algarismos Significativos4
Mecanica – Aula 3: Grandezas Escalares e Vetoriais7
Mecanica – Aula 4: A Primeira Lei de Newton10
Mecanica – Aula 5: A Segunda Lei de Newton12
Mecanica – Aula 6: Energia14
Mecanica – Aula 7: Energia Potencial17
Mecanica – Aula 8: Trabalho e Energia Potencial18
Mecanica – Aula 9: Dinamica do Movimento Circular20
Mecanica – Aula 10: Quantidade de Movimento2
Mecanica – Aula 1: Impulso e Momento23
Mecanica – Aula 12: Conservacao da Quantidade de Movimento24
Mecanica – Aula 13: Colisoes25
Mecanica – Aula 14: Lei da Acao e Reacao26
Mecanica – Aula 15: Forca de Atrito28
Gravitacao – Aula 1: As Leis de Kepler30
Gravitacao – Aula 2: Gravitacao Universal32
Gravitacao – Aula 3: Peso3
Gravitacao – Aula 4: Centro de Gravidade35
Otica – Aula 1: Otica38
Otica – Aula 2: Espelhos Esfericos40
Otica – Aula 3: Refracao da Luz43
Otica – Aula 4: Lentes Esfericas45
Otica – Aula 5: Otica da Visao48
Fluidos – Aula 1: Fluidos51
Fluidos – Aula 2: Hidrostatica53
Cinematica – Aula 1: Cinematica5
Cinematica – Aula 2: Movimento Uniforme (MU)57
Cinematica – Aula 3: Movimento Uniformemente Variado (MUV)59
Cinematica – Aula 4: Queda Livre61
Cinematica – Aula 5: Movimento Circular Uniforme (MCU)63
Ondas – Aula 1: Ondas65
Ondas – Aula 2: Ondas67
Ondas – Aula 3: Ondas e Interferencia69
Ondas – Aula 4: Som72
Ondas – Aula 5: Efeito Doppler73
Termodinamica – Aula 1: Termodinamica76
Termodinamica – Aula 2: Dilatacao Termica7
Termodinamica – Aula 3: Transformacoes Gasosas79
Termodinamica – Aula 4: Lei de Avogrado81
Termodinamica – Aula 5: Modelo Molecular de um Gas82
Termodinamica – Aula 5: Modelo Molecular de um Gas84
Termodinamica – Aula 7: Capacidade Termica (C)86
Termodinamica – Aula 8: Primeira Lei da Termodinamica8
Termodinamica – Aula 9: Maquinas Termicas90
Termodinamica – Aula 10: Mudancas de Fase92
Termodinamica – Aula 1: Sublimacao e Diagrama de Fases93
Eletricidade – Aula 1: Carga Eletrica95
Eletricidade – Aula 2: Eletroscopio de Folhas97
Eletricidade – Aula 3: Campo Eletrico98
Eletricidade – Aula 4: Potencial Eletrico101
Eletricidade – Aula 5: Superfıcies Equipotenciais103
Eletricidade – Aula 6: Condutores em Equilıbrio105
Eletricidade – Aula 7: Capacidade Eletrica107
Eletricidade – Aula 8: Associacao de Capacitores109
Eletricidade – Aula 9: Corrente Eletrica1
Eletricidade – Aula 10: Resistencia Equivalente113
Eletricidade – Aula 1: Instrumentos de Medida15
Quımica – Aula 1: Estrutura Atomica123
Quımica – Aula 2: Modelos Atomicos124
Quımica – Aula 3: Ligacoes Quımicas127
Quımica – Aula 4: Ligacoes Quımicas129
Quımica – Aula 5: A Estrutura da Materia132
Quımica – Aula 6: Teoria Cinetica dos Gases134
Quımica – Aula 7: Acidos e Bases137
Quımica – Aula 8: Solucoes Quımicas140
Quımica – Aula 9: Equilıbrio Ionico143
Quımica – Aula 10: Equilıbrio Ionico da Agua e pH144
Quımica B – Aula 1: O que e Quımica?146
Quımica B – Aula 2: Materia e Energia148
Quımica B – Aula 3: Metais, Semi-metais e Ametais150
Quımica B – Aula 4: Propriedades Periodicas152
Quımica B – Aula 5: Ligacoes Quımicas154
Quımica B – Aula 6: Ligacoes Quımicas156
Quımica B – Aula 7: Equacoes e Reacoes Quımicas158
Quımica B – Aula 8: Equacoes e Reacoes (I)160
Quımica B – Aula 9: Solucoes Quımicas163
Quımica B – Aula 10: Funcoes Quımicas165
Quımica B – Aula 1: Propriedades Coligativas168
Quımica B – Aula 12: Eletroquımica171
Quımica Organica – Aula 1: Introducao a Quımica Organica174
Quımica Organica – Aula 2: Nomenclatura177
Quımica Organica – Aula 3: Polımeros182
Quımica Organica – Aula 4: Isomeria184

MATEMATICA 191

Matematica A – Aula 1: Relacoes e Funcoes191
Matematica A – Aula 2: Funcoes Polinomiais195
Matematica A – Aula 4: Funcoes Especiais (I)201
Matematica A – Aula 5: Polinomios204
Matematica A – Aula 6: Equacoes Algebricas207
Matematica A – Aula 7: Geometria Analıtica209
Matematica A – Aula 8: Geometria Analıtica212
Matematica A – Aula 9: Circunferencia215
Matematica A – Aula 10: Circunferencia - I216
Matematica B – Aula 1: Matrizes218
Matematica B – Aula 2: Operacoes com Matrizes220
Matematica B – Aula 3: Determinantes2
Matematica B – Aula 4: Sistemas Lineares225
Matematica B – Aula 5: Discussao de um Sistema Linear227
Matematica B – Aula 6: Progressao Aritmetica228
Matematica B – Aula 7: Progressao Geometrica (PG)230
Matematica C – Aula 1: Teoria dos Conjuntos232
Matematica C – Aula 2: Conjuntos Numericos236
Matematica C – Aula 3: Numeros complexos (C)238
Matematica C – Aula 4: Razoes e Proporcoes241
Matematica C – Aula 5: Regras de Tres Simples e Composta242
Matematica C – Aula 6: Juros e Porcentagens244
Matematica C – Aula 7: Analise Combinatoria247
Matematica C – Aula 8: Analise Combinatoria249
Matematica C – Aula 9: Binomio de Newton251
Matematica C – Aula 10: Probabilidade253
Matematica C – Aula 1: Inequacoes255
Matematica C – Aula 12: Equacoes Trigonometricas259
Matematica C – Aula 13: Introducao a Geometria261
Matematica C – Aula 14: Triangulos265
Matematica C – Aula 15: Quadrilateros268
Matematica C – Aula 16: Circunferencia270
Matematica C – Aula 17: Polıgonos e Figuras Planas272
Matematica C – Aula 18: Retas e Planos274
Matematica C – Aula 19: Poliedros276

LINGUA PORTUGUESA 285

Lıngua Portuguesa – 01: Variantes Linguısticas285
Lıngua Portuguesa – 02: Acentuacao Grafica286
Lıngua Portuguesa – 03: Concordancia Nominal288
Lıngua Portuguesa – 04: Concordancia Verbal289
Lıngua Portuguesa – 05: Colocacao Pronominal291
Lıngua Portuguesa – 06: Crase292
Lıngua Portuguesa – 07: Interpretacao de Textos294
Lıngua Portuguesa – 08: Sinonimos, Antonimos e etc295
Lıngua Portuguesa – 09: Classes de Palavras297
Lıngua Portuguesa – 10: Verbo298
Lıngua Portuguesa – 1: Adverbio300
Lıngua Portuguesa – 12: Interpretacao de Texto302
Lıngua Portuguesa – 13: Textos e Linguagens303
Literatura – Aula 14: Nur na Escuridao304
Literatura – Aula 15: A colina dos suspiros305
Literatura – Aula 16: No Tempo das Tangerinas306
Literatura – Aula 17: O menino no espelho307
Literatura – Aula 18: Sucupira, ame-a ou deixe-a308
Historia – Aula 1: Historia de Santa Catarina313
Gabarito de respostas aos exercıcios319

Tabela Periodica 317 Referencias Bicliograficas 329

Parte I Fısica

Mecanica – Aula 1 3 Mecanica Aula 1

Grandezas Fısicas

Apesar de existirem muitas grandezas fısicas, sao estabelecidos padroes e definidas unidades para que tenhamos um numeromınimo de grandezas denominadas fundamentais. Utilizando as grandezas fundamentais definem-se unidades para todas as demais grandezas, as chamadas grandezas derivadas.

A partir de uma das grandezas fundamentais, o comprimento por exemplo, cuja unidade e o metro (m), pode-se definir as unidades derivadas, como area (m2) e volume (m3). Utilizando o metro e outra grandeza fundamental, a de tempo, definem-se as unidades de velocidade (m/s) e aceleracao (m/s2).

Sistema Internacional(SI)

Ate o final do seculo XV I era muito grande a quantidade de padroes existentes. Cada regiao escolhia arbitrariamente as suas unidades. Por motivos historicos, os paıses de lıngua inglesa utilizam ate hoje os seus padroes regionais. O elevado aumento nos intercambios economicos e culturais levou ao surgimento do Sistema Internacional de Unidades ou SI, o sistema metrico.

Grandeza Unidade Sımbolo comprimento metro m massa quilograma kg tempo segundo s corrente eletrica ampere A temperatura kelvin K quantidade de materia mol mol intensidade luminosa candela cd

Tabela de unidades fundamentais do SI.

Em 1971, a 14a Conferencia Geral de Pesos e Medidas escolheu sete grandezas como fundamentais, formando assim a base do SI. Alem das grandezas, definiu-se tambem os sımbolos, unidades derivadas e prefixos. A tabela acima mostra as unidades fundamentais do SI e a tabela abaixo apresenta algumas unidades derivadas do SI.

Grandeza Unidade Sımbolo area metro quadrado m2 volume metro cubico m3 densidade quilograma por metro cubico velocidade metro por segundo m/s aceleracao metro por segundo ao quadrado forca newton N = Kgm/s2 pressao pascal Pa = N/m2 trabalho, energia, calor joule J potencia watt W = J/s carga eletrica coulomb C = As diferenca de potencial volt V = J/C resistencia eletrica ohm Ω = V/A

Tabela de algumas unidades derivadas do SI.

Prefixos, sımbolos e potencias de dez.

Notacao Cientıfica

A medida de uma determinada grandeza fısica pode resultar em um numero que seja extremamente grande ou extremamente pequeno, por exemplos temos:

Para manipular tais numeros, utilizamos a notacao cientıfica, fazendo uso das potencias de 10.

O modulo de qualquer numero g pode ser escrito como um produto de uma mantissa a, entre um e dez, por outro, que e uma potencia de dez:

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