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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 Fısicas	3
Mecanica – Aula 2: Algarismos Significativos	4
Mecanica – Aula 3: Grandezas Escalares e Vetoriais	7
Mecanica – Aula 4: A Primeira Lei de Newton	10
Mecanica – Aula 5: A Segunda Lei de Newton	12
Mecanica – Aula 6: Energia	14
Mecanica – Aula 7: Energia Potencial	17
Mecanica – Aula 8: Trabalho e Energia Potencial	18
Mecanica – Aula 9: Dinamica do Movimento Circular	20
Mecanica – Aula 10: Quantidade de Movimento	2
Mecanica – Aula 1: Impulso e Momento	23
Mecanica – Aula 12: Conservacao da Quantidade de Movimento	24
Mecanica – Aula 13: Colisoes	25
Mecanica – Aula 14: Lei da Acao e Reacao	26
Mecanica – Aula 15: Forca de Atrito	28
Gravitacao – Aula 1: As Leis de Kepler	30
Gravitacao – Aula 2: Gravitacao Universal	32
Gravitacao – Aula 3: Peso	3
Gravitacao – Aula 4: Centro de Gravidade	35
Otica – Aula 1: Otica	38
Otica – Aula 2: Espelhos Esfericos	40
Otica – Aula 3: Refracao da Luz	43
Otica – Aula 4: Lentes Esfericas	45
Otica – Aula 5: Otica da Visao	48
Fluidos – Aula 1: Fluidos	51

Fluidos – Aula 2: Hidrostatica	53
Cinematica – Aula 1: Cinematica	5
Cinematica – Aula 2: Movimento Uniforme (MU)	57
Cinematica – Aula 3: Movimento Uniformemente Variado (MUV)	59
Cinematica – Aula 4: Queda Livre	61
Cinematica – Aula 5: Movimento Circular Uniforme (MCU)	63
Ondas – Aula 1: Ondas	65
Ondas – Aula 2: Ondas	67
Ondas – Aula 3: Ondas e Interferencia	69
Ondas – Aula 4: Som	72
Ondas – Aula 5: Efeito Doppler	73
Termodinamica – Aula 1: Termodinamica	76
Termodinamica – Aula 2: Dilatacao Termica	7
Termodinamica – Aula 3: Transformacoes Gasosas	79
Termodinamica – Aula 4: Lei de Avogrado	81
Termodinamica – Aula 5: Modelo Molecular de um Gas	82
Termodinamica – Aula 5: Modelo Molecular de um Gas	84
Termodinamica – Aula 7: Capacidade Termica (C)	86
Termodinamica – Aula 8: Primeira Lei da Termodinamica	8
Termodinamica – Aula 9: Maquinas Termicas	90
Termodinamica – Aula 10: Mudancas de Fase	92
Termodinamica – Aula 1: Sublimacao e Diagrama de Fases	93
Eletricidade – Aula 1: Carga Eletrica	95
Eletricidade – Aula 2: Eletroscopio de Folhas	97
Eletricidade – Aula 3: Campo Eletrico	98
Eletricidade – Aula 4: Potencial Eletrico	101
Eletricidade – Aula 5: Superfıcies Equipotenciais	103
Eletricidade – Aula 6: Condutores em Equilıbrio	105
Eletricidade – Aula 7: Capacidade Eletrica	107
Eletricidade – Aula 8: Associacao de Capacitores	109
Eletricidade – Aula 9: Corrente Eletrica	1
Eletricidade – Aula 10: Resistencia Equivalente	113
Eletricidade – Aula 1: Instrumentos de Medida	15

Quımica – Aula 1: Estrutura Atomica	123
Quımica – Aula 2: Modelos Atomicos	124
Quımica – Aula 3: Ligacoes Quımicas	127
Quımica – Aula 4: Ligacoes Quımicas	129
Quımica – Aula 5: A Estrutura da Materia	132
Quımica – Aula 6: Teoria Cinetica dos Gases	134
Quımica – Aula 7: Acidos e Bases	137
Quımica – Aula 8: Solucoes Quımicas	140
Quımica – Aula 9: Equilıbrio Ionico	143
Quımica – Aula 10: Equilıbrio Ionico da Agua e pH	144
Quımica B – Aula 1: O que e Quımica?	146
Quımica B – Aula 2: Materia e Energia	148
Quımica B – Aula 3: Metais, Semi-metais e Ametais	150
Quımica B – Aula 4: Propriedades Periodicas	152
Quımica B – Aula 5: Ligacoes Quımicas	154
Quımica B – Aula 6: Ligacoes Quımicas	156
Quımica B – Aula 7: Equacoes e Reacoes Quımicas	158
Quımica B – Aula 8: Equacoes e Reacoes (I)	160
Quımica B – Aula 9: Solucoes Quımicas	163
Quımica B – Aula 10: Funcoes Quımicas	165
Quımica B – Aula 1: Propriedades Coligativas	168
Quımica B – Aula 12: Eletroquımica	171
Quımica Organica – Aula 1: Introducao a Quımica Organica	174
Quımica Organica – Aula 2: Nomenclatura	177
Quımica Organica – Aula 3: Polımeros	182
Quımica Organica – Aula 4: Isomeria	184

MATEMATICA 191

Matematica A – Aula 1: Relacoes e Funcoes	191
Matematica A – Aula 2: Funcoes Polinomiais	195

Matematica A – Aula 4: Funcoes Especiais (I)	201
Matematica A – Aula 5: Polinomios	204
Matematica A – Aula 6: Equacoes Algebricas	207
Matematica A – Aula 7: Geometria Analıtica	209
Matematica A – Aula 8: Geometria Analıtica	212
Matematica A – Aula 9: Circunferencia	215
Matematica A – Aula 10: Circunferencia - I	216
Matematica B – Aula 1: Matrizes	218
Matematica B – Aula 2: Operacoes com Matrizes	220
Matematica B – Aula 3: Determinantes	2
Matematica B – Aula 4: Sistemas Lineares	225
Matematica B – Aula 5: Discussao de um Sistema Linear	227
Matematica B – Aula 6: Progressao Aritmetica	228
Matematica B – Aula 7: Progressao Geometrica (PG)	230
Matematica C – Aula 1: Teoria dos Conjuntos	232
Matematica C – Aula 2: Conjuntos Numericos	236
Matematica C – Aula 3: Numeros complexos (C)	238
Matematica C – Aula 4: Razoes e Proporcoes	241
Matematica C – Aula 5: Regras de Tres Simples e Composta	242
Matematica C – Aula 6: Juros e Porcentagens	244
Matematica C – Aula 7: Analise Combinatoria	247
Matematica C – Aula 8: Analise Combinatoria	249
Matematica C – Aula 9: Binomio de Newton	251
Matematica C – Aula 10: Probabilidade	253
Matematica C – Aula 1: Inequacoes	255
Matematica C – Aula 12: Equacoes Trigonometricas	259
Matematica C – Aula 13: Introducao a Geometria	261
Matematica C – Aula 14: Triangulos	265
Matematica C – Aula 15: Quadrilateros	268
Matematica C – Aula 16: Circunferencia	270
Matematica C – Aula 17: Polıgonos e Figuras Planas	272
Matematica C – Aula 18: Retas e Planos	274
Matematica C – Aula 19: Poliedros	276

LINGUA PORTUGUESA 285

Lıngua Portuguesa – 01: Variantes Linguısticas	285
Lıngua Portuguesa – 02: Acentuacao Grafica	286
Lıngua Portuguesa – 03: Concordancia Nominal	288
Lıngua Portuguesa – 04: Concordancia Verbal	289
Lıngua Portuguesa – 05: Colocacao Pronominal	291
Lıngua Portuguesa – 06: Crase	292
Lıngua Portuguesa – 07: Interpretacao de Textos	294
Lıngua Portuguesa – 08: Sinonimos, Antonimos e etc	295
Lıngua Portuguesa – 09: Classes de Palavras	297
Lıngua Portuguesa – 10: Verbo	298
Lıngua Portuguesa – 1: Adverbio	300
Lıngua Portuguesa – 12: Interpretacao de Texto	302
Lıngua Portuguesa – 13: Textos e Linguagens	303
Literatura – Aula 14: Nur na Escuridao	304
Literatura – Aula 15: A colina dos suspiros	305
Literatura – Aula 16: No Tempo das Tangerinas	306
Literatura – Aula 17: O menino no espelho	307
Literatura – Aula 18: Sucupira, ame-a ou deixe-a	308

Historia – Aula 1: Historia de Santa Catarina

313

Gabarito de respostas aos exercıcios

319

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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