Curso de Física Básica, V2 - Fluidos, Oscilações (2002)
Herch Moysés Nussenzveig
Palavras-chave:
Dados técnicos
Editora: Blucher. Número de páginas: 326. Livro em inglês. 4ed, 2002.Comentários
A coleção do Nussenzveig é muito boa na explicação dos conceitos teóricos e por este motivo costuma ser adotada nos cursos de Física dados no Instituto de Física da USP. Tem exercícios de excelente nível também.Capítulos
CAPÍTULO 1 - ESTÁTICA DOS FLUIDOS1.1. Propriedades dos fluidos
1.2. Pressão num fluido
1.3. Equilíbrio num campo de forças
1.4. Fluido incompressível no campo gravitacional
1.5. Aplicações
(a) Princípio de Pascal
(b) Vasos comunicantes
(c) Pressão atmosférica. Manômetros
1.6. Princípio de Arquimedes
Equilíbrio dos corpos flutuantes
1.7. Variação da pressão atmosférica com a altitude
Problemas do Capítulo 1
CAPÍTULO 2 - NOÇÕES DE HIDRODINÂMICA
2.1. Métodos de descrição e regimes de escoamento
2.2. Conservação da massa. Equação de continuidade
2.3. Forças num fluido em movimento
2.4. Equação de Bernoulli
2.5. Aplicações
(a) Fórmula de Torricelli
(b) Tubo de Pitot
(c) Fenômeno de Venturi
2.6. Circulação. Aplicações
(a) Circulação
(b) Escoamentos rotacionais e irrotacionais
(c) Efeito Magnus
(d) Conservação da circulação. Vórtices
(e) Crítica da hidrodinâmica clássica
2.7. Viscosidade
(a) Definição da viscosidade
(b)Lei de Hagen-Poiseuille
(c) Discussão qualitativa dos efeitos da viscosidade
Problemas do Capítulo 2
CAPITULO 3 - O OSC1LADOR HARMÔNICO
3.1. Introdução
3.2. Oscilações harmônicas
(a) Soluções
(b) Linearidade e princípio de superposição
(c) Interpretação física dos parâmetros
(d) Ajuste das condições iniciais
(e) Energia do oscilador
3.3. Exemplos e aplicações
(a) O pêndulo de torção
(b) O pêndulo simples
(c) O pêndulo físico
(d) Oscilações de um líquido num tubo em U
(e) Oscilações de duas partículas
3.4. Movimento harmônico simples e movimento circular uniforme
Notação complexa
Números complexos
A fórmula de Euler
Aplicação ao oscilador harmónico
3.5. Superposição de movimentos harmónicos simples
(a) Mesma direção e frequência
(b) Mesma direção e frequências diferentes. Batimentos
(c) Mesma frequência e direções perpendiculares
(d) Frequências diferentes e direções perpendiculares
Problemas do Capítulo 3
CAPITULO 4 - OSCILAÇÕES AMORTECIDAS E FORÇADAS
4.1. Oscilações amortecidas
4.2. Discussão dos resultados
(a) Amortecimento suberítico {y/2 < w0)
(b) Amortecimento supererítico (y/2 > w0)
(c) Amortecimento crítico (y/2 = w0)
4.3. Oscilações forçadas. Ressonância
(a) Solução estacionária
(b) Interpretação física
(c) Efeito das condições iniciais
4.4. Oscilações forçadas amortecidas
(a) Solução estacionária
(b) Efeitos de ressonância
4.5. O balanço de energia
Regime estacionário
4.6. Oscilações acopladas
Interpretação física
Ajuste das condições iniciais
Outros exemplos de osciladores acoplados
Oscilações transversais
Problemas do Capítulo 4
CAPITULO 5 -ONDAS
5.1. 0 conceito de onda
5.2. Ondas em uma dimensão
(a) Ondas progressivas
(b) Ondas harmônicas
(c) A equação de ondas unidimensional
5.3. A equação das cordas vibrantes
(a) Equação de movimento
(b) Solução geral
(c) O princípio de superposição
5.4. Intensidade de uma onda
5.5. Interferência de ondas
(a) Ondas no mesmo sentido
(b) Sentidos opostos; ondas estacionárias
(c) Batimentos; velocidade de grupo
5.6. Reflexão de ondas
5.7. Modos normais de vibração
5.8. Movimento geral da corda e análise de Fourier
Problemas do Capítulo 5
CAPÍTULO 6-SOM
6.1. Natureza do som
6.2. Ondas sonoras
(a) Relação densidade - pressão
(b) Relação deslocamento - densidade
(c) Relação pressão - deslocamento
(d) A velocidade do som
Velocidade do som em gases
Velocidade do som na água
6.3. Ondas sonoras harmônicas. Intensidade
6.4. Sons musicais. Altura e timbre. Fontes sonoras
Altura
Notas e escalas musicais
Timbre
Fontes sonoras
Colunas de ar
Membranas e placas vibrantes
Ultrassons
6.5. Ondas em mais dimensões
Ondas esféricas
Ondas bidimensionais
6.6. 0 princípio de Huygens
6.7. Reflexão e refracão
6.8. Interferência em mais dimensões
6.9. Efeito Doppler. Cone de Mach
(a) Efeito Doppler
Fonte em repouso
Fonte em movimento
Fonte e observador em movimento
Movimento numa direção qualquer
(b) Cone de Mach
Problemas do Capítulo 6
CAPÍTULO 7 -TEMPERATURA
7.1. Introdução
7.2. Equilíbrio térmico e a lei zero da termodinâmica
7.3. Temperatura
Termômetros
7.4. O termômetro de gás a volume constante
7.5. Dilatação térmica
Problemas do Capítulo 7
CAPÍTULO 8 - CALOR. PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA
8.1. A natureza do calor
8.2. Quantidade de calor
Capacidade térmica
Capacidade térmica molar
Reservatório térmico
8.3. Condução de calor
8.4. O equivalente mecânico da caloria
8.5. A primeira lei da termodinâmica
Calor
8.6. Processos reversíveis
Representação gráfica
Calor num processo reversível
8.7. Exemplos de processos
(a) Ciclo
(b) Processo isobárico
(c) Processo adiabático
Problemas do Capítulo 8
CAPÍTULO 9 - PROPRIEDADES DOS GASES
9.1. Equação de estado dos gases ideais
(a) A lei de Boyle
(b) A lei de Charles
(c) A lei dos gases perfeitos
(d) Trabalho na expansão isotérmica de um gás ideal
9.2. Energia interna de um gás ideal
(a) A experiência de Joule
(b) A experiência de Joule-Thomson
(c)Entalpia
9.3. Capacidades térmicas molares de um gás ideal
Energia interna de um gás ideal
9.4. Processos adiabáticos num gás ideal
Trabalho numa expansão adiabática
Aplicação à velocidade do som
Problemas do Capítulo 9
CAPÍTULO 10 - A SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA
10.1. Introdução
10.2. Enunciados de Clausius e Kelvin da segunda lei
Consequências imediatas do enunciado de Kelvin
10.3. Motor térmico. Refrigerador. Equivalência dos dois enunciados
(a) Motor térmico
(b) Refrigerador
(c) Equivalência entre os enunciados (K) e (C)
10.4. O ciclo de Carnot
Teorema de Carnot
10.5. A escala termodinâmica de temperatura
Zero absoluto
10.6. O teorema de Clausius
10.7. Entropia. Processos reversíveis
Casos particulares
10.8. Variação de entropia em processos irreversíveis
10.9. O princípio do aumento da entropia
Problemas do Capítulo 10
CAPÍTULO 11 -TEORIA CINÉTICA DOS GASES
11.1. A teoria atômica da matéria
(a) A hipótese atômica na antiguidade
(b) O conceito de elementos
(c) A lei das proporções definidas e a lei das proporções múltiplas
(d) A lei das combinações volumétricas
(e) A hipótese de Avogadro
(f) Massa atômica e molecular; mol
11.2. A teoria cinética dos gases
Hipóteses básicas
11.3. Teoria cinética da pressão
Lei de Dalton
Velocidade quadrática média
11.4. A lei dos gases perfeitos
(a) A equipartição da energia de translação
(b) Consequências
(c) Temperatura e energia cinética média
11.5. Calores específicos e equipartição da energia
11.6. Livre percurso médio
11.7. Gases reais. A equação de Van der Waals
(a) Efeito do tamanho finito das moléculas
(b) Efeito da interação atrativa
(c) Isotermas de Van der Waals
(d) Discussão
Problemas do Capítulo 11
CAPÍTULO 12 - NOÇÕES DE MECÂNICA ESTATÍSTICA
12.1. introdução
12.2. A distribuição de Maxwell
(a) O método de Boltzmann
(b) A distribuição da componente vz
(c) Discussão
(d) A distribuição de Maxwell
(e) Velocidades características
(f) Distribuição de Boltzmann
12.3. Verificação experimentai da distribuição de Maxwell
12.4. Movimento browniano
Passeio ao acaso unidimensional
A relação de Einstein
12.5. Interpretação estatística da entropia
(a) Macroestados e microestados
(b) Entropia e probabilidade
12.6. A seta do tempo
(a) A seta do tempo termodinâmica
(b) A seta do tempo cosmológica
Problemas do Capitulo 12
