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• A propriedade das proporções permite escrever: • Pode-se transformar essa proporcionalidade em igualdade adicionando uma constante de proporcionalidade. • Onde é o coeficiente de dilatação linear. Dilatação Linear • Nota-se que é diferente para cada material. Isso porque as forças que ligam os átomos e as moléculas variam de uma substância para outra. • A unidade de é ou • A tabela mostra alguns exemplos de . Dilatação Superficial • É a variação da área de um material, provocada por uma variação de temperatura. • Obedece as mesmas leis da dilatação linear, assim: • Então: • Onde é o coeficiente de dilatação superficial. Dilatação Superficial • O valor do coeficiente de dilatação superficial também depende do material. Entretanto, não é necessário construir tabelas com os valores de . Pois como verificado empiricamente inúmeras vezes . • Por exemplo: se precisar do valor de para o aço consulta-se uma tabela de coeficiente linear e obtém-se ou Dilatação Volumétrica • De maneira análoga e • Assim • Onde é o coeficiente de dilatação volumétrica. Dilatação Volumétrica • Assim como também não precisa ser calculado, pois como comprovado empiricamente: Exercícios 1) a) Explique por que um copo de vidro comum provavelmente se quebrará se você o encher parcialmente com água fervendo. b) Por que, enchendo-o completamente, há menor probabilidade de se quebrar o copo? c) Por que o copo não se quebrará se for de vidro pirex? 2) A capacidade de um balão volumétrico (completamente cheio), usado nos laboratórios de Química, é de exatamente 100 mL à temperatura de 20°C. Estando esse balão completamente cheio de água em um dia em que a temperatura ambiente seja 30°C, o volume de água nele contido será maior, menor ou igual a esse valor? Exercícios 3) Quando se diz que o coeficiente de dilatação linear do chumbo vale isso significa que uma barra de chumbo: a) De 1 km de comprimento dilata-se em km quando sua temperatura aumenta em _______________ b) De 1 polegada de comprimento dilata-se em polegadas quando sua temperatura aumenta em ______________ c) De 1 cm de comprimento dilata-se em _________cm quando sua temperatura aumenta em 1°C. Exercícios 4) a) Duas barras, A e B, de mesmo comprimento inicial, sofrem a mesma elevação de temperatura. As dilatações dessas barras poderão ser diferentes? Explique. b) Duas barras, A e B, de mesmo material, sofrem a mesma elevação de temperatura. As dilatações dessas barras poderão ser diferentes? Explique. 5) Uma chapa de zinco ( ° ), de forma retangular , tem 60 cm de comprimento e 40 cm de largura à temperatura de 20°C. Supondo que a chapa foi aquecida até 120 °C. Calcule a dilatação superficial da chapa nessas condições. Exercícios 6) Suponha que uma estrada de ferro tenha sido construída com trilhos individuais de um certo comprimento L, deixando-se entre eles juntas de dilatação de largura igual a 1 cm. a) Se a estrada fosse construída com trilhos de comprimento maior do que L, as juntas de dilatação deveriam ter largura maior, menor ou igual a esse valor? Explique. b) Por que, se ocorrer um incêndio , os trilhos da estrada de ferro se deformam apesar das juntas de dilatação? Exercícios 7) Uma esfera de aço está flutuando na superfície do mercúrio contido no recipiente. Suponha que, por um processo qualquer, apenas a temperatura da esfera seja aumentada. a) A densidade da esfera irá aumentar, diminuir ou não sofrerá alteração? b) A fração submersa da esfera aumentará, diminuirá ou não sofrerá alteração? Ótica PROFESSORA ANGELA Luz e fenômenos luminosos o A visão é o sentido que mais colabora para que se conheça o universo que nos rodeia. o Por isto, a Ótica é uma ciência muito antiga. Luz e fenômenos luminosos oObservando os corpos que nos rodeiam, verifica-se que alguns deles emitem luz. Luz e fenômenos luminosos oE outros não emitem luz, mas são iluminados pela luz proveniente de outros corpos. Propagação da luz o Um dos fatos que pode-se observar facilmente sobre o comportamento da luz é que, quando ela se propaga em um meio homogêneo, a sua propagação é retilínea. Propagação da luz oSabendo que a luz se propaga em linha reta, pode-se determinar o tamanho e a posição da sombra de um objeto. Eclipse Solar o O eclipse solar é quando a Lua passa entre o Sol e a Terra, e a sua sombra é projetada sobre uma região da Terra e esta deixa de receber a luz solar. Eclipse Lunar o No eclipse lunar é a Terra que passa entre o Sol e a Lua, e a sua sombra é projetada sobre uma região da Lua. Raios de luz o Considerando uma fonte que emite luz em todas as direções figura (a). As direções em que a luz se propaga podem ser indicadas por linhas retas como a figura (b). Essas linhas são denominadas raios de luz. Feixes de luz o Um conjunto de raios luminosos constitui um feixe luminoso. O feixe de luz emitido por um ponto luminoso é sempre divergente como mostrado nas figuras. Feixes de luz o Porém, um feixe divergente por algum processo pode se tornar um feixe luminoso convergente como mostrado nas figuras. Feixes de luz o Também pode se tornar um feixe luminoso paralelo, como em um farol ou de acordo com a distância como por exemplo os raios luminosos do Sol. Observe as figuras. Propriedade importante o Uma importante propriedade da luz é a independência que se observa na propagação dos raios ou feixes luminosos. Após dois feixes se cruzarem, eles seguem as mesmas trajetórias que iriam seguir se não tivessem se cruzado, isto é, um feixe não perturba a propagação do outro. Velocidade da luz o Baseando-se em medidas atuais, o valor da velocidade da luz no vácuo, representada pela letra , é o Para se ter uma ideia, um objeto que possuísse esta velocidade poderia dar cerca de 7,5 voltas em torno da Terra em apenas 1 segundo. o De acordo com a teoria da relatividade de Einstein, nenhum objeto material consegue atingir velocidade igual ou superior a da luz. Exercícios 1) É correto afirmar que a Lua é uma fonte de luz? 2) Por que podemos enxergar a Lua? 3) A luz do Sol gasta cerca de 8 minutos para chegar à Terra. Imaginando que o espaço entre o Sol e a Terra fosse totalmente cheio de água, o tempo que a luz solar gastaria para chegar até nós seria maior, menor ou igual a 8 minutos? Exercícios 4) O ano-luz é uma unidade de comprimento muito utilizada em Astronomia. O seu valor é igual a distância que a luz percorre, no vácuo, durante um ano. a) Sabendo-se que 1 ano tem , calcule, em metros, o valor de 1 ano-luz. b) Considere uma estrela situada a 20 anos-luz da Terra. Então, quantos anos a luz desta estrela gasta para chegar até nós? c) Qual é, em quilômetros, a distância desta estrela à Terra? ESPELHOS ESFÉRICOS PROFESSORA ANGELA ESPELHOS ESFÉRICOS Uma superfície lisa, de forma esférica, que reflete especularmente a luz, é um espelho esférico. ESPELHOS ESFÉRICOS Os elementos importantes de um espelho esférico são mostrados nas figuras. IMAGEM REAL Quando um feixe de luz emitido por um objeto se reflete em um espelho côncavo, de modo a convergir para um ponto, tem-se, neste ponto, a formação de uma imagem real do objeto. IMAGEM VIRTUAL Quando um feixe de luz emitido por um objeto se reflete em um espelho côncavo e o objeto é colocado entre o foco e o vértice, a imagem formada é virtual, direita e maior do que o objeto. IMAGEM VIRTUAL Qualquer que seja a posição do objeto colocado à frente de um espelho esférico convexo, a imagem formada será: virtual, direita e menor que o objeto. FOCO DE UM ESPELHO A figura mostra um feixe de raios luminosos incidindo paralelamente em um espelho côncavo. Usando as leis da reflexão para traçar os raios refletidos, verifica-se que eles convergem em um ponto , denominado foco do espelho. E o espelho côncavo é um espelho convergente.