⚛️ Física - Calor, Fluidos e Oscilações

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📍 Área: 02 Físicas e Ciências Básicas | 🏠 Hub Principal

Visão Geral da Disciplina

Disciplina estruturante do núcleo de 02 Físicas e Ciências Básicas. Consolida os fenômenos físicos contínuos que permeiam a engenharia térmica, a infraestrutura hidráulica e os sistemas de telecomunicações. Abrange termometria, dilatação térmica de condutores e calorimetria, termodinâmica aplicada a ciclos de potência e refrigeração, estática e hidrodinâmica dos fluidos incompressíveis (Stevin, Pascal, Arquimedes e Bernoulli), movimento oscilatório mecânico (MHS, amortecimento e ressonância), culminando em óptica geométrica e física com ênfase na propagação guiada por reflexão interna total em cabos ópticos para-raios (OPGW).

📌 Sumário do MOC

1. 📚 Materiais Didáticos e Materiais Teóricos de Referência
2. 🎓 Aulas e Apresentações Completas da Disciplina
   • Módulo 1: Termologia, Dilatação Térmica e Calorimetria (Apostila 01)
   • Módulo 2: Leis da Termodinâmica e Ciclos Térmicos (Apostila 02)
   • Módulo 3: Estática e Dinâmica dos Fluidos (Apostila 03)
   • Módulo 4: Movimento Harmônico Simples, Oscilações e Ondas Mecânicas (Apostila 04)
   • Módulo 5: Óptica Geométrica, Reflexão Total e Fibras Ópticas (Apostila 05)
3. 📚 Bibliografia Clássica Recomendada
4. 🎨 Galeria de Diagramas Técnicos Validados

📚 Materiais Didáticos e Materiais Teóricos de Referência

• Termologia e dilatação térmica (Termometria, Dilatação Térmica e Calorimetria)
• Introdução à termodinâmica – calor (1ª e 2ª Leis da Termodinâmica, Gases Ideais e Ciclos Térmicos)
• Introdução à Mecânica dos Fluidos (Estática e Dinâmica dos Fluidos, Stevin, Pascal e Bernoulli)
• Introdução à Mecânica Ondulatória (Movimento Harmônico Simples, Ondas Mecânicas e Ressonância)
• Óptica e comportamento da luz (Óptica Geométrica, Reflexão Total e Fibras Ópticas OPGW)
• peso-especifico-materiais (Tabela de Propriedades e Pesos Específicos dos Materiais)

🎓 Aulas e Apresentações Completas da Disciplina

Módulo 1: Termologia, Dilatação Térmica e Calorimetria (Apostila 01)

• ✅ Aula 01: 01 - Termometria, Calorimetria e Dilatação Térmica em Sólidos e Líquidos
  • Conteúdo: Escalas termométricas e calibração de sensores PT100/termopares, dilatação térmica linear, superficial e volumétrica em condutores de alumínio e cobre, capacidade térmica e calor específico, calor latente de mudança de fase e balanço térmico em sistemas de arrefecimento de transformadores de potência.

Módulo 2: Leis da Termodinâmica e Ciclos Térmicos (Apostila 02)

• ✅ Aula 02: 02 - Primeira e Segunda Leis da Termodinâmica, Gases Ideais e Ciclos Térmicos
  • Conteúdo: Equação de estado dos gases ideais ($PV=nRT$), trabalho termodinâmico em transformações isotérmicas, isobáricas, isocóricas e adiabáticas, 1ª Lei da Termodinâmica ($Q=\Delta U+W$), 2ª Lei da Termodinâmica e entropia, ciclo teórico de Carnot e rendimento máximo térmico em usinas termelétricas e ciclos combinados a gás.

Módulo 3: Estática e Dinâmica dos Fluidos (Apostila 03)

• ✅ Aula 03: 03 - Estática e Dinâmica dos Fluidos: Stevin, Pascal, Arquimedes e Bernoulli
  • Conteúdo: Pressão hidrostática e gradiente vertical de Stevin, transmissão integral de pressão de Pascal, empuxo de Arquimedes e flutuabilidade, vazão volumétrica e Equação da Continuidade ($A_1{v}_1=A_2{v}_2$), Equação de Bernoulli e conservação de energia em linhas de corrente, perda de carga e dimensionamento de condutos forçados de usinas hidrelétricas.

Módulo 4: Movimento Harmônico Simples, Oscilações e Ondas Mecânicas (Apostila 04)

• ✅ Aula 04: 04 - Movimento Harmônico Simples (MHS), Ondas Mecânicas e Acústica
  • Conteúdo: Equação diferencial do oscilador harmônico simples ($d^{2}x/d{t}^2+{\omega }_0^{2}x=0$), frequência natural e período, analogia mecânico-elétrica com circuitos $LC$, oscilações amortecidas e forçadas, fenômeno de ressonância mecânica em torres de transmissão e cabos sob vento (vibração eólica e amortecedores Stockbridge), ondas transversais e longitudinais e velocidade de propagação.

Módulo 5: Óptica Geométrica, Reflexão Total e Fibras Ópticas (Apostila 05)

• ✅ Aula 05: 05 - Óptica Geométrica, Reflexão Total e Fibras Ópticas OPGW
  • Conteúdo: Natureza dual da luz, Leis de Snell-Descartes da refração ($n_1\sin {\theta }_1=n_2\sin {\theta }_2$), ângulo crítico e fenômeno da reflexão interna total, propagação guiada em fibras ópticas monomodo e multimodo, abertura numérica ($NA$), dispersão cromática e atenuação, e aplicação crítica em cabos para-raios com fibra óptica (OPGW) para teleproteção e supervisão SCADA em sistemas de potência.

📚 Bibliografia Clássica Recomendada

• HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica (Vol. 2). 10. ed. LTC, 2016.
• FOX, Robert W.; MCDONALD, Alan T.; PRITCHARD, Philip J. Introdução à Mecânica dos Fluidos. 8. ed. LTC, 2014.
• HECHT, Eugene. Optics. 5th ed. Pearson, 2017.

🎨 Galeria de Diagramas Técnicos Validados