Física Parte 1 - Guia Rápido

Introdução

Quando um objeto é empurrado ou puxado, é conhecido como força.
O movimento, gerado em um objeto, é devido à ação de uma força.

A força aplicada faz com que a mesa se mova em uma determinada direção.
A intensidade de uma força é comumente expressa pela magnitude.
A força também tem direção; da mesma forma, se a magnitude ou direção muda, isso afeta diretamente a força.
Se a força for aplicada na direção oposta à direção do movimento, isso resultará em uma diminuição na velocidade do objeto.
Se um objeto está em movimento, a força externa pode mudar no estado ou na direção do movimento desse objeto.
O estado de movimento de um objeto é explicado por sua velocidade e direção do movimento.
O Estado de ‘rest’ de um objeto é considerada a velocidade zero, como -
- Um objeto não pode se mover sozinho.
- Um objeto não pode alterar sua velocidade por si mesmo.
- Um objeto não pode mudar sua direção por si mesmo.
- Um objeto não pode mudar por si mesmo.
- Uma força pode fazer um objeto se mover do repouso.
- Uma força pode alterar a velocidade de um objeto em movimento.
- Uma força pode mudar a direção de um objeto em movimento.
- Uma força pode alterar a forma de um objeto.
A força causada pela ação dos músculos é conhecida como o muscular force.
Alguma força, diminui a velocidade de um objeto em movimento, é conhecida como 'friction. ' Por exemplo, roda em movimento na estrada; uma vez que a fonte de força para de funcionar, a roda para por causa do atrito.
A força aplicada por um corpo carregado em outro corpo carregado ou descarregado é conhecida como 'electrostatic force. '
Objetos ou coisas que caem em direção à terra, à medida que a terra o puxa para si; esta força é conhecida como oforce of gravity ou gravity.
A força da gravidade é aplicável a todos os objetos. Na verdade, cada objeto neste universo, independentemente de seu tamanho e forma, exerce alguma força sobre todos os outros objetos. Acontece apenas por causa do 'gravitational force. '

Pressão

A força aplicada em uma área unitária de uma superfície é conhecida como pressure (Pressão = força / área sobre a qual atua).
Se a área for menor, a pressão na superfície será maior; por exemplo, esta é a razão pela qual a área de uma extremidade de um prego é pontiaguda (para exercer pressão suficiente) e a outra extremidade é maior (como mostrado na imagem abaixo).

Este envelope de ar é conhecido como o atmosphere que se estende por muitos quilômetros acima da superfície da terra.
A pressão exercida pelo ar é conhecida como atmospheric pressure.
A pressão dentro de nossos corpos é exatamente igual à pressão atmosférica e anula a pressão que atua de fora (veja a imagem abaixo).

Líquidos e gases também exercem pressão nas paredes de seus respectivos recipientes.

Introdução

Friction é o resultado das irregularidades nas duas superfícies em contato uma com a outra.

A força de atrito depende das irregularidades da superfície; se for maior, o atrito será maior e se for suave, o atrito será menor.
Efetivamente, o atrito é resultado da interlocking de irregularidades nas duas superfícies.
Se as duas superfícies (em contato) forem pressionadas com mais força, a força de atrito aumentará.
Em uma superfície sem atrito, se um objeto começar a se mover, ele nunca parará; Sem atrito, não é possível construir um edifício.
A fricção produz calor; quando um palito de fósforo é esfregado contra a superfície áspera, ele pega fogo.

Substâncias que reduzem o atrito

As substâncias que reduzem o atrito são conhecidas como lubricants. Por exemplo, quando óleo, graxa ou grafite é aplicado entre a parte móvel de uma máquina, ele cria uma camada fina; consequentemente, as superfícies móveis não se esfregam diretamente umas nas outras, o que reduz o atrito.
Quando um corpo rola sobre a superfície de outro corpo, a resistência ao seu movimento é conhecida como rolling friction. O rolamento reduz a força de atrito.

A força de atrito exercida pelos fluidos é conhecida como drag.
A força de atrito, em um objeto em um fluido, depende de sua velocidade em relação ao fluido.
A força de atrito depende da forma do respectivo objeto e também da natureza do fluido.
O atrito do fluido é minimizado ao dar formas adequadas aos corpos que se movem nos fluidos.

Introdução

Relâmpagos, ciclones, terremotos, etc. são fenômenos naturais.
Benjamin Franklin, um cientista americano, mostrou que o raio e a faísca das roupas são essencialmente os mesmos fenômenos.
Quando um pente de plástico é esfregado com cabelo seco, ele adquire alguma carga e o objeto é conhecido como charged objetos.
Quando as cargas se movem, elas constituem uma corrente elétrica.
Alguns fenômenos naturais podem causar destruição em grande escala da vida humana e propriedades.

Relâmpago

O processo de transferência de carga de um objeto carregado para a terra é conhecido como aterramento.
Quando as cargas negativas e positivas se encontram, ele produz faixas de luz e som brilhantes e o processo é conhecido como electric discharge.
O processo de descarga elétrica também ocorre entre duas ou mais nuvens, ou entre as nuvens e a terra (como mostra a imagem abaixo).

Durante o relâmpago e a tempestade, nenhum lugar aberto é seguro.
Aparelhos elétricos, como computadores, TVs, etc., devem ser desligados; no entanto, as luzes elétricas podem ser deixadas acesas, pois não causam nenhum dano.
O dispositivo, usado para proteger edifícios contra o efeito de raios, é conhecido como Lightning Conductor.
Uma haste metálica, mais alta do que o edifício, é fixada nas paredes do edifício da cabeça aos pés durante sua construção para proteção contra trovoadas (como mostra a imagem abaixo).

As colunas de metal utilizadas durante a fixação de fios elétricos e tubos de água nos edifícios também protegem contra trovoadas e raios.
Se ocorrer uma tempestade, também existe a possibilidade de raios e ciclones.

Terremotos

Um terremoto é um tremor repentino ou tremor de alguma região da terra por um período muito curto.
Um terremoto normalmente é causado por uma perturbação originada no interior da crosta terrestre.
Terremotos continuam ocorrendo quase o tempo todo, em todo o planeta, mas a maioria deles nem mesmo são perceptíveis.
Os principais terremotos são raros, mas muito destrutivos.
O último grande terremoto ocorreu na Índia em 8 ^th Outubro de 2005 no Uri e Tangdhar cidades do norte da Caxemira e antes que um grande terremoto ocorreu em 26 ^th Janeiro de 2001 na Bhuj, Gujarat.
Os terremotos são causados principalmente pelo movimento das placas da Terra (conforme mostrado na imagem abaixo).

Terremotos também são causados por erupções / atividades vulcânicas, quando um meteoro atinge a Terra, ou uma explosão nuclear subterrânea.
A potência de um terremoto é expressa em termos de magnitude e medida em uma escala conhecida como Richter scale (como mostrado na imagem abaixo).

O terremoto, cuja magnitude é superior a 7 na escala Richter, é altamente destrutivo.

Introdução

Movimento significa mudança na posição de um objeto em determinado período de tempo.
O movimento, normalmente, é descrito em termos de deslocamento, velocidade, aceleração, distância, tempo e velocidade.

Movimento ao longo de uma linha reta

O movimento em linha reta é a forma mais simples de movimento.
Magnitude é o valor numérico de uma quantidade física.
A distância mais curta, que é medida da posição inicial até a posição final de um objeto, é chamada de 'displacement. '
A magnitude do deslocamento para um caminho de movimento pode ser zero, mas a distância percorrida correspondente não pode ser zero.
Se um objeto viaja distâncias iguais em intervalos iguais de tempo, diz-se que está em 'uniform motion. '
Se um objeto viaja distâncias desiguais em intervalos iguais de tempo, diz-se que está em 'non-uniform motion. '

Rapidez

A distância percorrida pelo objeto em unidade de tempo é conhecida como a taxa de movimento ou simplesmente speed.
A unidade SI de velocidade é metro por segundo (símbolo m s^–1 or m/s)
A velocidade média de um objeto pode ser obtida dividindo a distância total percorrida pelo tempo total gasto: representado como

$$Average\:Speed = \frac{Total\:Distance\:Travelled}{Total\:Time\:Taken}$$

Velocidade

Se uma quantidade especifica a direção do movimento junto com sua velocidade, é conhecida como velocidade.
Velocidade é a velocidade de um determinado objeto, que se move em uma direção definida.
Velocidade e velocidade têm as mesmas unidades de medição, ou seja, ms ^–1 ou m / s.

$$Average\:Velocity = \frac{Initial\:Velocity\:+\:Final\:Velocity}{2}$$

Aceleração

A mudança na velocidade de um objeto por unidade de tempo é definida como aceleração.
A aceleração é calculada como -

$$Acceleration = \frac{Change\:in\:Velocity}{Time\:Taken}$$

A unidade SI de aceleração é m s^–2.

Movimento circular uniforme

Quando um objeto se move em um caminho circular em velocidade uniforme, seu movimento é conhecido como movimento circular uniforme.

O movimento da Terra e de todos os outros planetas e seus satélites está quase em uma órbita circular em velocidade constante.

Introdução

Se aplicarmos uma força em um objeto, ele pode mudar sua posição e / e forma também (como mostrado na imagem abaixo).

Galileo Galilei e Isaac Newton explicaram uma abordagem diferente para entender o movimento e a força aplicada.

Primeira Lei do Movimento

De acordo com Galileu, um objeto se move com uma velocidade constante quando nenhuma força age sobre ele.
De acordo com a Primeira Lei do Movimento de Newton, “ um objeto permanece em um estado de repouso ou de movimento uniforme em linha reta, a menos que seja forçado a mudar esse estado por uma força aplicada ”.
A tendência dos objetos ininterruptos de permanecer em repouso ou em movimento (se em movimento) com a mesma velocidade é conhecida como inertia.
A primeira lei do movimento de Newton também é popular como a law of inertia.

Conforme mostrado na imagem dada acima, quando a carta de jogo é sacudida com o dedo, a moeda colocada nela cai no vidro; isso explica a lei da inércia.
Portanto, a inércia é uma tendência natural de qualquer objeto para resistir a uma mudança em seu estado de movimento ou de repouso.

Quantitativamente, a inércia de um objeto é medida pela sua massa, pois os objetos mais pesados ou maiores têm maior inércia e os objetos mais leves ou menores têm menor inércia.

Segunda Lei do Movimento

A segunda lei do movimento afirma que " a taxa de variação do momento de um objeto é proporcional à força desequilibrada aplicada na direção da força ."
O momento (representado como p) de um objeto é definido como o produto de sua massa (representada como m) e velocidade (representada como v).
Da mesma forma, Momentum (m) = Massa (m) × Velocidade (v).
Momentum possui tanto a direção quanto a magnitude.
A unidade SI de momentum é representada como quilograma-metro por segundo (kg ms ^-1 ).
A segunda lei do movimento ilustra um método para medir a força, que atua sobre um objeto como produto de sua massa e aceleração.

Terceira Lei do Movimento

A terceira lei do movimento afirma que - " para cada ação há uma reação igual e oposta ."

É importante lembrar que a ação e a reação sempre atuam sobre dois objetos diferentes.
É importante lembrar que as forças de ação e reação são sempre iguais em magnitude, mas essas forças podem não produzir acelerações de magnitudes iguais porque cada força atua sobre um objeto diferente, que pode ter uma massa diferente.

Conservação de Momentum

A conservação do momentum afirma que, em uma determinada área, a quantidade de momentum permanece constante.
O momentum não é criado nem destruído; entretanto, ele pode ser alterado por meio da ação de forças (descritas pelas leis do movimento de Newton).
A massa de um objeto multiplicada pela velocidade do objeto é conhecida como momentum.

Introdução

Todos os corpos celestes encontrados no universo se atraem e a força de atração entre esses corpos é chamada de gravitational force.

Lei da Gravitação Universal

Cada objeto no universo tem a propriedade de atrair todos os outros objetos com uma força que é diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles (veja a imagem dada abaixo).

F = força de atração entre dois objetos 'A' e 'B'
M = massa de 'A'
m = massa de 'B'
d² = o quadrado da distância entre 'A' e 'B'
G = é a constante de proporcionalidade e é conhecida como constante de gravitação universal.
A unidade SI de G é N m² kg^–2. É obtido substituindo as unidades de força, distância e massa (conforme dado na seguinte equação -

$$G = \frac{Fd^2}{M \times m}$$

Henry Cavendish calculou o valor de ‘G’ Como 6.673 × 10^–11 N m² kg^–2.
Henry Cavendish usou uma balança sensível para encontrar o valor de 'G.'

Significado da Lei da Gravitação Universal

A seguir estão os significados salientes da Lei da Gravitação Universal -
- Isso explica a força que liga todos os objetos (incluindo seres humanos) à terra
- Descreve o movimento da lua ao redor da terra
- Isso explica o movimento dos planetas ao redor do Sol
- Clarifica as marés devido à lua e ao sol

Queda livre

Sempre que um objeto cai em direção à terra, isso envolve uma aceleração; esta aceleração é produzida devido à força gravitacional da Terra.

A aceleração, produzida devido à força gravitacional da Terra, é conhecida como a aceleração devido à força gravitacional da Terra (ou aceleração devido à gravidade).
A aceleração produzida devido à força gravitacional é denotada por g.
Conforme o raio da terra aumenta em direção ao equador (dos pólos), o valor de ‘g’ torna-se maior nos pólos do que no equador.

O valor de g

O valor de g é calculado como -

$$g = G\frac{M}{R^2}$$

G = constante gravitacional universal, que é = 6.7 × 10^–11 N m² kg^-2
M = massa da terra, que é = 6 × 10²⁴ kg
R = raio da terra, que é = 6.4 × 10⁶ m
So,

$$g = \frac{6.7 \: \times 10^{-11} \: Nm^2 \: kg^{-2} \: \times \: 6 \: \times 10^{24} \: kg}{(6.4 \: \times 10^6 \: m)^2}$$

$=9.8 \: m \: s^{-2}$

Portanto, o valor da aceleração devido à gravidade da terra (g) é 9,8 ms ^-2 .

Introdução

A massa de um objeto é sempre constante e não muda de um lugar para outro.

A massa permanece a mesma, esteja o objeto na terra, na lua ou mesmo no espaço sideral.
A força de atração da Terra (devido à força gravitacional) em um objeto é chamada de weight do objeto.
O peso é indicado por letras maiúsculas em inglês 'W. '
O peso é calculado como -

$$W = m \: \times \: g$$

Onde,

m é igual à massa do objeto.
g é igual à aceleração da gravidade.
A unidade SI de peso é a mesma da força, ou seja, newton (N).
Uma vez que, o peso de um objeto depende de certos fatores; portanto, o peso é mutável (dependendo do lugar onde está), mas a massa do mesmo objeto permanece constante independentemente de sua localização (onde está).

Impulso

A força que atua sobre um objeto perpendicular à superfície é conhecida como thrust.

Os efeitos de forças de mesma magnitude em áreas diferentes são diferentes porque o efeito do empuxo depende da área sobre a qual atua.
Por exemplo, se alguém está parado em uma superfície arenosa solta, então a força, ou seja, o peso de seu corpo está agindo sobre uma área igual à área de seus pés. Mas quando ele se deita na mesma superfície, a mesma força atua em uma área igual à área de contato de todo o seu corpo, que é maior do que a área de seus pés. Assim, o efeito do empuxo na superfície arenosa é maior em pé do que deitado.

Pressão

O impulso na área da unidade é conhecido como pressão. É calculado como -

$$Pressure = \frac{Thrust}{Area}$$

A unidade SI de pressão é conhecida como pascal, simbolizado como Pa.
A mesma força, se atuando em uma área menor, exerce uma pressão maior, mas se atuando em uma área maior, exerce uma pressão menor. Por este motivo - um prego tem uma ponta pontiaguda, as facas têm pontas afiadas, etc.

Flutuabilidade

A força ascendente exercida pelas moléculas de água no objeto é conhecida como impulso para cima ou buoyant force.

A magnitude da força de empuxo depende da densidade da água / fluido.
Os objetos, que têm densidade menor que a água / líquido, flutuam sobre a água / líquido; enquanto que os objetos, que têm densidade maior que a água / líquido, afundam na água / líquido.
A massa de um volume unitário é conhecida como density.

Princípio de Arquimedes

A força de empuxo foi notada pela primeira vez por Arquimedes (um cientista grego) e para explicar o fenômeno, ele propôs um princípio conhecido como Princípio de Arquimedes.

Archimedes’ principle- “Quando um corpo está totalmente ou parcialmente imerso em um fluido, ele experimenta uma força para cima que é igual ao peso do fluido deslocado por ele.”

Introdução

Ao atuar (aplicar força), ocorre um deslocamento do ponto de aplicação na direção da força, é conhecido como trabalho.
O termo trabalho foi introduzido pela primeira vez pelo matemático francês Gaspard Gustave Coriolis em 1826.

O trabalho realizado por uma força agindo sobre o objeto é igual à magnitude da força multiplicada pela distância movida na direção da força e é calculado como -
Trabalho realizado (W) = Força (F) × Deslocamento (s)
O trabalho tem a única magnitude e nenhuma direção.
A unidade de trabalho SI é o joule (J).

Energia

A energia pode ser convertida na forma, mas não pode ser criada ou destruída. Por exemplo, produção de energia elétrica a partir da energia solar, etc.
O objeto que faz o trabalho perde energia e o objeto no qual o trabalho é feito ganha energia.
Além disso, o objeto que possui energia pode exercer uma força sobre outro objeto para transferir energia do anterior para o posterior.
A energia possuída por um objeto é, portanto, medida em termos de sua capacidade de fazer trabalho.
A unidade SI de energia é joule (J).

Formas de Energia

A seguir estão as principais formas de energia -
- Energia potencial
- Energia cinética
- Energia termica
- Energia química
- Energia elétrica
- Energia luminosa
Vamos discutir cada um em breve

Energia potencial

A energia, possuída por um corpo em virtude de sua posição em relação aos outros, é conhecida como energia potencial.
Portanto, a energia potencial é a energia armazenada em um objeto. Por exemplo, energia potencial gravitacional, energia potencial elástica, energia potencial elétrica, etc.
A unidade SI de energia potencial é joule (J).
O termo energia potencial foi introduzido pelo engenheiro e físico escocês William Rankine.

Energia cinética

A energia que um objeto possui devido ao seu movimento é conhecida como kinetic energy.

O corpo em movimento / corrida mantém sua energia cinética, a menos que sua velocidade mude (aumente ou diminua).
A unidade SI de energia cinética é joule (J).

Energia termica

O calor é uma forma de energia transferida espontaneamente de um corpo mais quente para um mais frio.

Energia química

O potencial de uma substância química de passar por uma transformação por meio de uma reação química e transformar outras substâncias químicas é conhecido como energia química. Por exemplo, quebra ou formação de ligações químicas, baterias, etc.
A energia química de uma substância (química) pode ser convertida em outras formas de energia por uma reação química. Por exemplo, as plantas verdes convertem energia solar em energia química (comumente de oxigênio) pelo processo de fotossíntese.

Energia elétrica

A energia, derivada da energia potencial elétrica ou energia cinética, é conhecida como energia elétrica.
A eletricidade é normalmente produzida por geradores eletromecânicos em uma estação de energia.
Os geradores eletromecânicos são movidos principalmente por motores térmicos alimentados pela energia cinética da água corrente e do vento.
Os geradores eletromecânicos também são acionados por motores térmicos alimentados por combustão química ou fissão nuclear.

Energia luminosa

A luz é uma forma de radiação eletromagnética.
A energia da luz provavelmente é a única forma de energia que podemos realmente ver.

A luz está transferindo energia através do espaço de uma forma natural. Por exemplo, energia solar.

Lei de Conservação de Energia

A lei de conservação de energia afirma que a energia não pode ser criada nem destruída; no entanto, ele só pode ser transformado de uma forma para outra.
De acordo com a lei da conservação de energia, a energia total antes e depois da transformação permanece a mesma.
A lei da conservação de energia permanece válida em todas as condições e locais e para todos os tipos de transformações.

Introdução

O fato é - nossos olhos sozinhos não podem ver nenhum objeto até que a luz ajude.
A luz pode ser emitida pelo objeto ou pode ter sido refletida por ele.

Leis da Reflexão

O raio de luz, que atinge uma superfície, é conhecido como o incident ray.
O raio incidente que retorna da superfície é conhecido como o reflected ray (como mostrado na imagem abaixo).

Quando todos os raios paralelos refletidos de uma superfície plana não são necessariamente paralelos e a reflexão é conhecida como diffused ou irregular reflection.
Quase todos os objetos que vemos ao redor são visíveis por causa da luz refletida.
Alguns objetos geram sua própria luz, como o sol, lâmpada elétrica, fogo, chama de uma vela, etc. e se tornam visíveis.
A divisão da luz em suas cores diferentes é conhecida como dispersion of light (como mostrado na imagem abaixo).

O arco-íris é um fenômeno natural que mostra dispersão.

Olhos humanos

Os olhos humanos têm uma forma quase esférica.
A parte frontal transparente é conhecida como cornea (mostrado na imagem abaixo).

A estrutura muscular escura conhecida como iris.
O tamanho da pupila (a pupila é uma pequena abertura na íris) é controlado pelo iris.
É a íris que dá aos olhos a cor distinta.
Lens é encontrado atrás da pupila do olho (veja a imagem dada acima).
A lente focaliza a luz na parte de trás do olho, o que é conhecido como retina.
A retina contém várias células nervosas; com base em seus recursos, eles são divididos em duas categorias: ou seja,
- Cones - São sensíveis à luz brilhante e
- Rods - São sensíveis à luz fraca.
A impressão de uma imagem (na retina) não desaparece imediatamente, em vez persiste lá por cerca de 1/16 ^th de um segundo; portanto, se as imagens estáticas de um objeto em movimento brilharem na retina a uma taxa superior a 16 por segundo, o olho verá esse objeto em movimento.
A distância mínima na qual o olho pode ver um objeto varia distintamente com o envelhecimento.
A distância mais confortável em que um olho normal pode ler é cerca de 25 cm.

Sistema Braille

O recurso mais popular e aceito para pessoas com deficiência visual é conhecido como Braille.
O sistema Braille é desenvolvido para pessoas com deficiência visual; eles podem aprender o sistema Braille começando com letras, depois com caracteres especiais e combinações de letras.
Louis Braille, uma pessoa com deficiência visual, desenvolveu um sistema de aprendizagem especialmente para as pessoas com deficiência visual; e, portanto, o sistema é nomeado após seu nome 'Braille'.

Sistema Braille tem 63 padrões de pontos ou caracteres e cada caractere representa uma letra, uma combinação de letras, uma palavra comum ou um sinal gramatical.

Os pontos são organizados em células de duas fileiras verticais de três pontos cada e, quando esses padrões são gravados em folhas de Braille, ajuda o desafiado visual a identificar palavras ao tocá-las (veja a imagem acima).

Introdução

O agente natural / artificial que acende a visão e torna as coisas visíveis é conhecido como luz.

A luz parece viajar em linhas retas.

Reflexo de luz

O retrocesso por um corpo ou superfície de luz sem absorvê-la é conhecido como reflexo da luz.
Uma superfície altamente polida, como um espelho ou outra superfície lisa e plana, reflete a maior parte da luz que incide sobre ela.

A reflexão da luz é especular (como um espelho) ou difusa (retendo a energia.

Leis da Reflexão da Luz

A seguir estão as leis significativas de reflexão -
- O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão, e
- O raio incidente, o normal ao espelho no ponto de incidência e o raio refletido, estão todos no mesmo plano.
As leis de reflexão descritas acima são aplicáveis a todos os tipos de superfícies refletoras, incluindo superfícies esféricas.
A imagem formada por um espelho plano é sempre virtual e ereta.

Espelho Esférico

O espelho esférico, cuja superfície refletora é curvada para dentro (como mostrado na imagem abaixo), ou seja, está voltado para o centro da esfera, é conhecido como concave mirror.

O espelho esférico, cuja superfície refletora é curvada para fora (como mostrado na imagem abaixo), é conhecido como um convex mirror.

O centro da superfície refletora de um espelho esférico é um ponto conhecido como pole representado por carta em inglês 'P. '
A superfície refletora de um espelho esférico faz parte de uma esfera, que possui um centro, conhecido como center of curvature representado por carta em inglês 'C. '
Lembre-se de que o centro de curvatura não é uma parte do espelho, mas fica fora da superfície refletora.
No caso de espelho côncavo, o centro de curvatura fica na frente dele.
No caso de espelho convexo, o centro de curvatura fica atrás do espelho.
O raio da esfera da qual a superfície refletora de um espelho esférico faz parte é conhecido como o radius of curvature do espelho e representado pela letra inglesa 'R. '
Lembre-se, o pólo de distância (P) e o centro de curvatura (C) são iguais ao raio de curvatura.
A linha reta imaginária, passando pelo pólo e pelo centro de curvatura de um espelho esférico, é conhecida como a principal axis (veja a imagem abaixo).
Todos os raios refletivos que se encontram / se cruzam em um ponto no eixo principal do espelho; este ponto é conhecido como foco principal do espelho côncavo. É representado por letra em inglês‘F’ (veja a imagem abaixo).

Por outro lado, no caso de espelho convexo, os raios refletidos parecem vir de um ponto no eixo principal, conhecido como o principal focus (F) (veja a imagem abaixo).

A distância entre o pólo (P) e o foco principal (F) de um espelho esférico é conhecida como o focal length e é representado pela letra em inglês ‘f’ (veja a imagem dada acima).
O diâmetro da superfície refletora do espelho esférico é conhecido como seu aperture.

Introdução

Desenhar os diagramas de raios é uma forma ideal de ilustrar a formação de imagens por espelhos esféricos.
A interseção de pelo menos dois raios refletidos dá a posição correta da imagem do objeto pontual.
A tabela a seguir ilustra a imagem formada por um concave mirror para diferentes posições do objeto dado -

Posição do objeto	Posição da imagem	Tamanho da imagem	Natureza da Imagem
No infinito	No foco F	Altamente diminuído, pontudo	Real e invertido
Além de C	B / w F e C	Diminuída	Real e invertido
Em C	Em C	Mesmo tamanho	Real e invertido
B / w C e F	Além de C	Ampliado	Real e invertido
Em F	No infinito	Aumentar muito	Real e invertido
B / w P e F	Atrás do espelho	Ampliado	Virtual e ereto

Usos do espelho côncavo

Para obter poderosos feixes de luz paralelos, os espelhos côncavos são universalmente usados em tochas, faróis de busca e faróis de veículos.
Espelho côncavo também é usado no salão de barbeiro, pois dá uma visão maior.
Espelho côncavo também é usado por dentistas, para ver as grandes imagens dos dentes dos pacientes.
Grandes espelhos côncavos são usados para concentrar a luz solar para produzir o máximo de calor nos fornos solares.

Formação de imagem por um espelho convexo

A tabela a seguir ilustra a imagem formada por um concave mirror para diferentes posições do objeto dado -

Posição do objeto	Posição da imagem	Tamanho da imagem	Natureza da Imagem	Imagem
No infinito	No foco F, atrás do espelho	Altamente diminuído, tamanho de ponto	Virtual e ereto
P / B infinito e pólo do espelho	P / b P e F, atrás do espelho	Diminuir	Virtual e ereto

Usos de espelhos convexos

Em todos os veículos, os espelhos convexos são universalmente usados como espelhos retrovisores (laterais).
Nos veículos, os espelhos convexos são preferidos, pois dão embora diminuídos, mas uma imagem ereta.

Mirror Formula

A fórmula é expressa como:

$$\frac{1}{v} + \frac{1}{u} = \frac{1}{f}$$

A fórmula do espelho expressa as relações entre a distância do objeto (ou seja, u), distância da imagem (ou seja v) e comprimento focal (ou seja, f) de um espelho esférico.

Introdução

A luz, normalmente, viaja ao longo dos caminhos em linha reta em um meio transparente.
Quando a luz está viajando obliquamente de um meio para outro, a direção de propagação da luz muda no segundo meio, o fenômeno é conhecido como refraction of light.
Na imagem (a) dada abaixo, por causa da refração em um copo d'água, a imagem é invertida.

Na imagem (b) dada acima, o canudo parece quebrado por causa da refração da luz.

Conforme mostrado na imagem dada acima, por causa da refração na água, o peixe não aparece em sua posição real um pouco acima de sua posição real.

Leis da Refração da Luz

A seguir estão as leis significativas de refração da luz -
- O raio incidente, o raio refratado e o normal para a interface de dois meios transparentes no ponto de incidência, todos estão no mesmo plano.
- A razão entre o seno do ângulo de incidência e o seno do ângulo de refração é uma constante, para a luz de uma determinada cor e para um determinado par de meios. Esta lei também é conhecida como lei de refração de Snell.
O valor constante do segundo meio em relação ao primeiro é conhecido como índice de refração.

O Índice de Refração

Em um determinado par de meios, a extensão da mudança na direção é expressa em termos do índice de refração.
Para um determinado par de meios, o valor do índice de refração depende da velocidade da luz nos dois meios.
A aptidão de um meio para refratar a luz também pode ser expressa em termos de sua optical density.
A tabela a seguir ilustra o índice de refração absoluto de alguns meios materiais significativos -

Meio Material	Índice de refração
Ar	1,0003
Gelo	1,31
Água	1,33
Álcool	1,36
Querosene	1,44
Quartzo fundido	1,46
Óleo de terebintina	1,47
Sal-gema	1,54
Diamante	2,42

Introdução

Um material transparente (normalmente vidro) ligado por duas superfícies, das quais uma ou ambas as superfícies são esféricas, é conhecido como "lente esférica".

Lente convexa

Uma lente pode ter duas superfícies esféricas, salientes para fora (como mostrado na imagem abaixo), é conhecida como lente convexa ou lente convexa dupla.

A parte do meio desta lente é abaulada (mais espessa) e nas duas extremidades é estreita.
Lentes convexas convergem os raios de luz; portanto, também é conhecido comoconverging lens.

Lente côncava

Uma lente pode ter duas superfícies esféricas, curvadas para dentro (como mostrado na imagem abaixo), é conhecida como lente côncava ou lente côncava dupla.

A parte central desta lente é estreita (curvada para dentro) e ambas as bordas são mais grossas.
Lentes côncavas divergem os raios de luz; portanto, também é conhecido comodiverging lens.
Uma lente, côncava ou convexa, tem duas superfícies esféricas e cada uma dessas superfícies faz parte da esfera. Os centros dessas esferas são conhecidos comocenters of curvature, representado por carta em inglês 'C. '
Como existem dois centros de curvatura, portanto, representados como 'C ₁ ' e 'C _2. '
Uma linha reta imaginária, passando por ambos os centros de curvatura de uma lente, é conhecida como principal axis.
O centro óptico é o ponto central de uma lente. É representado por 'O. '
Uma abertura é o diâmetro real do contorno circular de uma lente esférica.
O foco principal da lente é representado por 'F. '
Uma lente geralmente tem dois focos representados como F ₁ e F ₂ .
Focal lengthé a distância entre o foco principal e o centro óptico de uma lente. É representado por 'f. '
A tabela a seguir ilustra a natureza e a posição das imagens formadas por uma lente convexa -

Posição do objeto	Posição da imagem	Tamanho da imagem	Natureza da Imagem
No infinito	No foco F ₂	Altamente diminuído, pontudo	Real e invertido
Além de 2F ₁	B / w F ₂ e 2F ₂	Diminuída	Real e invertido
Em 2F ₁	Em 2F ₂	Mesmo tamanho	Real e invertido
P / B F ₁ e 2F ₁	Além de 2F ₂	Ampliado	Real e invertido
Em foco F ₁	No infinito	Infinitamente grande ou muito ampliado	Real e invertido
Foco P / B F ₁ e centro ótico O	No mesmo lado da lente que o objeto	Ampliado	Virtual e ereto

A tabela a seguir ilustra a natureza e a posição das imagens formadas por uma lente côncava -

Posição do objeto	Posição da imagem	Tamanho Relativo da Imagem	Natureza da Imagem	Imagem
No infinito	No foco F ₁	Altamente diminuído, pontiagudo	Virtual e ereto
P / B infinito e centro ótico O da lente	P / B F ₁ e centro óptico O	Diminuir	Virtual e ereto

Fórmula da lente

A fórmula é expressa como -

$$\frac{1}{v} - \frac{1}{u} = \frac{1}{f}$$

A fórmula da lente expressa as relações entre o objeto-distância (ou seja, u), distância da imagem (ou seja v) e distância focal (ou seja, f) de uma lente.

Introdução

O olho humano é um dos órgãos dos sentidos mais valiosos e sensíveis. Ele nos capacita a ver as coisas maravilhosas e coloridas ao nosso redor.

Olho humano

O olho humano é muito semelhante a uma câmera.
O sistema de lentes de um olho forma uma imagem em uma tela sensível à luz conhecida como retina (veja a imagem abaixo).
A luz entra no olho através de uma membrana fina conhecida como cornea.

Com um diâmetro de cerca de 2,3 cm, o globo ocular tem forma quase esférica.
Atrás da córnea, existe uma estrutura, conhecida como iris (veja a imagem dada acima).
A íris é um diafragma muscular escuro; tem a função principal de controlar o tamanho da pupila.
A pupila tem a função principal de controlar e regular a quantidade de luz que entra no olho.
A lente do olho forma uma imagem real invertida de um objeto na retina.

Poder de acomodação

O cristalino, que é composto de um material fibroso e gelatinoso, desempenha um papel importante; além disso, a mudança na curvatura da lente do olho também altera o comprimento focal.
Quando os músculos estão em estado de relaxamento, a lente encolhe e torna-se fina; portanto, seu comprimento focal aumenta nesta posição e nos permite ver os objetos distantes claramente.
Por outro lado, quando você olha para um objeto mais próximo de seu olho, os músculos ciliares se contraem; conseqüentemente, a curvatura da lente do olho aumenta e a lente do olho se torna mais espessa. Em tal condição, a distância focal da lente do olho diminui, o que nos permite ver objetos próximos claramente.
Essa capacidade da lente do olho de ajustar sua distância focal é conhecida como accommodation.
Além disso, a distância focal da lente do olho não pode ser diminuída abaixo de um certo limite (mínimo). Esta é a razão pela qual não podemos ler o livro muito perto dos nossos olhos, mas temos que manter uma certa distância.
Para ver um objeto confortável e claramente, o objeto deve ser mantido à distância de (cerca de) 25 cm dos olhos.
No entanto, não há limite para o ponto mais distante; um olho humano pode ver objetos do infinito, por exemplo, lua, estrelas, etc.

Defeitos de Visão e Sua Correção

Quando o cristalino de um olho (normalmente na velhice), torna-se leitoso e turvo, é conhecido como cataract.
A catarata causa perda parcial ou total da visão; no entanto, pode ser tratada por meio de uma cirurgia de catarata.
A seguir estão os três defeitos refrativos comuns da visão -
- Miopia ou miopia
- Hipermetropia ou hipermetropia e
- Presbyopia
Vamos discutir cada um deles em breve:

Miopia

A miopia também é conhecida como miopia.
Uma pessoa que sofre de miopia pode ver objetos próximos claramente, mas não pode ver objetos distantes com clareza.

Conforme mostrado na imagem dada acima, em um myopic eye, a imagem de um objeto distante é formada na frente da retina em vez de na retina.
A miopia pode surgir devido a -
- Curvatura excessiva da lente do olho, ou
- Alongamento do globo ocular.
Este defeito pode ser corrigido usando um concave lens de potência adequada.
Conforme mostrado na imagem dada acima, usando de concave lensde potência adequada, traz a imagem de volta à retina; da mesma forma, o defeito é corrigido.

Hipermetropia

A hipermetropia também é conhecida como clarividência.
Uma pessoa que sofre de hipermetropia pode ver os objetos distantes claramente, mas não pode ver os objetos próximos claramente.
Nesse caso, conforme mostrado na imagem abaixo, o ponto próximo está mais longe do ponto normal próximo (ou seja, 25 cm).

A hipermetropia pode surgir devido a
A distância focal da lente do olho - quando é muito longa, ou
O globo ocular ficou muito pequeno.
A hipermetropia pode ser corrigida usando um convex lens de potência apropriada.
Conforme mostrado na imagem dada acima, os óculos com lentes convergentes fornecem o poder de foco adicional que ajuda na formação da imagem na retina.

Presbiopia

A presbiopia, um problema ocular, surge devido ao enfraquecimento gradual dos músculos ciliares e à diminuição da flexibilidade do cristalino.
Algumas pessoas sofrem de miopia e hipermetropia; esse tipo de defeito ocular é tratado usandobifocal lentes.
Um tipo comum de lentes bifocais consiste em lentes côncavas e convexas.

Introdução

O prisma é um vidro triangular, que possui duas bases triangulares e três superfícies laterais retangulares (como mostrado na imagem abaixo).

A forma única do prisma faz com que o raio emergente se curve em um ângulo na direção do raio incidente e este ângulo é conhecido como angle of deviation.
O ângulo entre as duas faces laterais de um prisma é conhecido como o angle of the prism.

Dispersão de luz branca por um prisma de vidro

Conforme mostrado na imagem fornecida acima, o prisma dividiu a luz branca incidente em uma faixa de cores.
As várias cores que são vistas através do prisma estão organizadas em ordem; este pedido é nomeado como 'VIBGYOR. '
O VIBGYOR é constituído após receber a primeira letra de todas as seguintes cores -
- V - violeta
- I - Indigo
- B - azul
- G - verde
- Y - amarelo
- O - laranja
- R - vermelho
A banda dos componentes coloridos de um feixe de luz é conhecida como spectrum e VIBGYOR é a sequência de cores que você pode ver na imagem acima.
A divisão da luz em cores diferentes é conhecida como dispersion.
Todas as cores têm ângulos de curvatura diferentes em relação ao raio incidente; a lista de curvas da luz vermelha (pode ser vista no topo) enquanto a violeta dobra mais (veja a imagem dada acima).
Por terem ângulos de dobra diferentes, todas as cores se tornam distintas.
Newton foi o primeiro cientista a usar um prisma de vidro para obter o espectro da luz solar e concluiu que a luz do sol é composta por sete cores.
Um arco-íris é um espectro natural que provavelmente aparece no céu após uma chuva (veja a imagem abaixo).

O arco-íris após a chuva normalmente é resultado da dispersão da luz solar pelas minúsculas gotas de água.
As minúsculas gotículas de água presentes na atmosfera agem como pequenos prismas.
Um arco-íris sempre se forma na direção oposta do Sol.

Refração Atmosférica

O desvio dos raios de luz de um caminho reto na atmosfera (normalmente por causa da variação na densidade do ar) é conhecido como atmospheric refraction.
A refração atmosférica próxima ao solo produz miragens, o que significa que os objetos à distância parecem elevados ou abaixados, tremeluzentes ou ondulantes, alongados ou encurtados, etc.
À noite, as estrelas parecem cintilantes, também por causa da refração atmosférica.
Por causa da refração atmosférica, o Sol permanece visível cerca de 2 minutos após o pôr do sol real e cerca de 2 minutos antes do nascer do sol real (veja a imagem abaixo).

Efeito Tyndall

A atmosfera da Terra é amplamente constituída de uma mistura heterogênea, como minúsculas gotículas de água, partículas suspensas de poeira, fumaça e moléculas de ar. Quando um feixe de luz atinge essas partículas finas, o caminho do feixe se espalha. O fenômeno da dispersão da luz pelas partículas coloidais (da atmosfera) dá origem aTyndall effect.
A dispersão da luz torna as partículas visíveis na atmosfera.
Partículas muito finas espalham amplamente a luz azul, enquanto as partículas de tamanho maior espalham a luz, que tem comprimentos de onda mais longos.
A luz vermelha tem um comprimento de onda (cerca de) 1,8 vezes maior do que a luz azul.

Introdução

Se a carga elétrica flui através de um condutor, como um fio metálico, é conhecido como electric current no condutor.
Um caminho contínuo e fechado de uma corrente elétrica é conhecido como um electric circuit (conforme mostrado na imagem abaixo) -

Em um circuito elétrico, normalmente, a direção da corrente elétrica (conhecida como cargas positivas), é considerada oposta à direção do fluxo de elétrons, que são considerados cargas negativas.
A unidade SI de carga elétrica é coulomb (C)
Coulomb é equivalente à carga contida em 6 × 10¹⁸ elétrons.
A corrente elétrica é expressa por uma unidade conhecida como ampere (A)
Recebeu o nome do cientista francês Andre-Marie Ampere.
Um ampere constitui pelo fluxo de um coulomb de carga por segundo, ou seja, 1 A = 1 C/1 s.
O instrumento que mede a corrente elétrica em um circuito é conhecido como ammeter.
A corrente elétrica flui no circuito partindo do terminal positivo para o terminal negativo da célula através da lâmpada e do amperímetro.

Potencial elétrico e diferença de potencial

Os elétrons de um condutor se movem apenas se houver uma diferença de pressão elétrica, conhecida como potential difference.
A ação química dentro de uma célula produz a diferença de potencial entre os terminais da célula. Além disso, quando esta célula está ligada a um elemento de circuito condutor, a diferença de potencial coloca as cargas em movimento (no condutor) e gera uma corrente elétrica.
Alessandro Volta (1745-1827), um físico italiano, notou pela primeira vez a diferença de potencial elétrico; portanto, a unidade SI de diferença de potencial elétrico é dadavolt (V)
O instrumento que mede a diferença de potencial é conhecido como o voltmeter.

Diagrama de circuito

Alguns símbolos definidos são usados para ilustrar os componentes elétricos mais comumente usados em diagramas de circuitos.
A tabela a seguir descreve alguns dos símbolos comumente usados para definir os componentes elétricos -

Componentes	Símbolos
Uma célula elétrica
Uma bateria ou combinação de células
Chave ou interruptor do plugue (aberto)
Chave ou interruptor do plugue (fechado)
Uma junta de arame
Fios se cruzando sem se juntar
Lâmpada elétrica
Um resistor de resistência R
Resistência variável ou reostato
Amperímetro
Voltímetro

Lei de Ohm

Um físico alemão, Georg Simon Ohmem 1827, afirmou que “A corrente elétrica que flui através de um fio metálico é diretamente proporcional à diferença de potencial (V), em suas extremidades, desde que sua temperatura permaneça a mesma.”

Energia elétrica

A taxa na qual a energia elétrica é dissipada ou consumida em um circuito elétrico é conhecida como electric power.
A unidade SI de energia elétrica é watt (W)

Introdução

A maioria dos líquidos que conduzem eletricidade pertence a soluções de ácidos, bases e sais.
Alguns líquidos são bons condutores e alguns são maus condutores de eletricidade.
A passagem de uma corrente elétrica através de um líquido condutor normalmente causa reações químicas e os efeitos resultantes dessa reação são conhecidos como chemical effects of currents.
O processo de deposição de uma camada de qualquer metal desejado em outro material por meio de eletricidade é conhecido como electroplating.

A galvanoplastia é comumente usada na indústria para revestir objetos de metal com uma fina camada de um metal diferente.

O revestimento de zinco é aplicado no ferro para protegê-lo da corrosão e da formação de ferrugem.

Introdução

A eletricidade e o magnetismo estão ligados entre si e fica provado que quando a corrente elétrica passa pelo fio de cobre, produz um efeito magnético.
Os efeitos eletromagnéticos notados pela primeira vez por Hans Christian Oersted.

Campo magnético

O campo magnético é uma quantidade, que tem magnitude e direção.
A direção de um campo magnético é geralmente considerada a direção em que um pólo norte da agulha da bússola se move dentro dele.

É a convenção que as linhas de campo emergem do pólo norte e se fundem no pólo sul (veja a imagem dada acima).
Não há duas linhas de campo de uma barra magnética que se cruzem. Se isso acontecer, significa que no ponto de intersecção, a agulha da bússola apontaria para duas direções, o que simplesmente não é possível.
A magnitude do campo magnético (produzido por uma corrente elétrica) em um determinado ponto aumenta com o aumento da corrente através do fio.

Regra do polegar direito

Também conhecida como regra do saca-rolhas de Maxwell, a regra do polegar direito ilustra a direção do campo magnético associado a um condutor condutor de corrente (veja a imagem abaixo).

Right-hand thumb ruleafirma que “Imagine que você está segurando um condutor reto que conduz a corrente em sua mão direita de forma que o polegar aponte na direção da corrente. Em seguida, seus dedos envolverão o condutor na direção das linhas de campo do campo magnético. ”

Regra da mão esquerda de Fleming

Fleming’s left-hand ruleafirma que “Estique o polegar, o indicador e o dedo médio da sua mão esquerda de forma que fiquem mutuamente perpendiculares (conforme mostrado na imagem abaixo). Se o primeiro dedo apontar na direção do campo magnético e o segundo dedo na direção da corrente, o polegar apontará na direção do movimento ou a força atuando no condutor. ”

O corpo humano também produz campo magnético; no entanto, é muito fraco e cerca de um bilionésimo do campo magnético da Terra.
Coração e cérebro são os dois órgãos principais do corpo humano onde o campo magnético foi produzido.
O campo magnético dentro do corpo humano é a base para a obtenção de imagens de diferentes partes do corpo.
A técnica usada para obter a imagem de parte do corpo é conhecida como o Magnetic Resonance Imaging (Ressonância magnética).

Introdução

Um motor elétrico é um dispositivo giratório, feito para converter energia elétrica em energia mecânica.
Utilizamos dezenas de dispositivos nos quais são utilizados motores elétricos, tais como, geladeiras, misturadores, ventiladores, máquinas de lavar, computadores, etc.

O uso de motores comerciais e de alta potência -
- Um eletroímã no lugar de um ímã permanente.
- Grande número de voltas do fio condutor na bobina condutora de corrente elétrica; e
- Um núcleo de ferro macio no qual a bobina está devidamente enrolada.
O núcleo de ferro macio (enrolado com a bobina) e as bobinas, são conhecidos como um armature.
A armadura tem como função principal aumentar a potência do motor.

Indução eletromagnética

Em 1831, Michael Faraday, um físico inglês, descobriu que um ímã em movimento pode ser usado para gerar correntes elétricas.

Como mostrado na imagem dada acima, o ímã em movimento em direção a uma bobina cria corrente no circuito da bobina, que é indicada e lida por deflexão na agulha do galvanômetro.
Por causa do campo magnético variável, a indução eletromagnética produz uma força eletromotriz (fem) em um condutor.
Um galvanômetro é um instrumento usado para detectar a presença de corrente em um circuito.

Regra da mão direita de Fleming

Fleming’s right-hand ruleafirma que “Estique o polegar, o indicador e o dedo médio da mão direita de forma que fiquem perpendiculares entre si (veja a imagem abaixo). Se o dedo indicador indicar a direção do campo magnético e o polegar mostrar a direção do movimento do condutor, o dedo médio mostrará a direção da corrente induzida. Essa regra simples é chamada de regra da mão direita de Fleming. ”

Gerador elétrico

Um gerador elétrico é um dispositivo que converte energia mecânica em energia elétrica.

Em um gerador elétrico, a energia mecânica é usada para girar o condutor em um campo magnético, como resultado dessa eletricidade é produzida.

Tipos de corrente elétrica

A seguir estão os dois tipos de corrente elétrica -
- Corrente Alternada (ou AC)
- Corrente contínua (de DC)
A diferença entre a corrente alternada e a corrente contínua é - a corrente alternada continua revertendo sua direção periodicamente; ao passo que a corrente contínua sempre flui em uma direção.
A maioria das estações de energia elétrica produz corrente alternada.
Nas casas de repouso, existem diferentes aparelhos elétricos, a maioria funcionando com corrente alternada.
Na fiação de nossa casa, fuse é o dispositivo de segurança mais importante.
O fusível é usado para proteger os circuitos que podem danificar devido a curto-circuito ou sobrecarga dos circuitos.

Introdução

A energia, que não é criada nem destruída, tem muitas fontes; significativo deles são -
- Muscular energy- A maioria dos organismos tem (por padrão); por isso temos capacidade para realizar trabalhos físicos.
- Electrical energy - A maioria dos aparelhos elétricos de nossa casa funciona com energia elétrica.
- Chemical energy - a energia química é normalmente usada para cozinhar, dirigir veículos, etc.
Com base nas reservas de energia, a energia é categorizada como -
- Conventional Source of Energy- As fontes de energia, que se encontram em quantidade limitada (e esgotável), são conhecidas como fontes convencionais de energia. Por exemplo, combustíveis fósseis (como carvão, petróleo, etc.).
- Non-Convention Source of Energy- É também conhecida como fonte renovável de energia. Por exemplo, energia eólica, energia solar, energia geotérmica, etc.

Usina Térmica

Uma enorme quantidade de combustível fóssil é queimada para aquecer a água e produzir vapor, que, em última instância, aciona uma turbina e gera eletricidade.

O termo usina termelétrica é usado propositalmente, pois o combustível é queimado para produzir energia térmica que, em última instância, é convertida em energia elétrica.

Hidrelétricas

Água corrente / caindo tem um grande potencial de energia; a usina hidrelétrica converte essa energia potencial em eletricidade.

As barragens são construídas propositadamente para gerar eletricidade através da água.
No entanto, a construção de grandes barragens é uma ameaça para o respectivo ecossistema; portanto, grandes barragens só podem ser construídas em locais geográficos específicos.

Combustível de biomassa

Os combustíveis, gerados a partir de produtos de plantas e animais, são conhecidos como combustíveis de biomassa. Gobar Gas (Bio Gas) é o melhor exemplo de combustível de biomassa.

O biogás é uma excelente fonte de combustível, pois contém cerca de 75% de metano.
O biogás queima sem fumaça e não deixa resíduos como as cinzas na madeira.

Energia eólica

O vento possui grande quantidade de energia cinética, que pode ser aproveitada por moinhos de vento.

O movimento rotatório do moinho de vento é definido para operar a turbina que, em última análise, gera energia elétrica.
Na Dinamarca, mais de 25% da eletricidade (das necessidades totais) são geradas por meio de uma vasta rede de moinhos de vento; portanto, é conhecido como 'country of winds. '
No entanto, em termos de produção total, a Alemanha está em primeiro lugar.
A Índia ocupa a quinta posição em termos de aproveitamento de energia eólica para a produção de eletricidade.
Com capacidade de 380 MW, Kanyakumari (Tamil Nadu), é o maior parque eólico da Índia.
A energia eólica é uma tecnologia amiga do ambiente e fonte eficiente de energia renovável.
No entanto, uma das maiores limitações com a energia eólica é - ela não pode ser instalada em qualquer lugar, mas pode ser instalada na região onde podemos obter o vento soprando consistentemente na velocidade (pelo menos) 15 km / hora.

Energia solar

A energia produzida através dos raios solares é conhecida como energia solar.
Esse tipo de energia tem custo de manutenção muito baixo.
Pode ser usado em pequena escala (como apenas acender uma lâmpada tubular com ventilador) bem como para dirigir uma grande indústria, pois tem um grande potencial.
No entanto, a tecnologia ainda é muito cara; portanto, é difícil torná-lo generalizado.

Energia das marés

A energia produzida pelo poder potencial das marés é conhecida como energia das marés.
Uma turbina é instalada na abertura da barragem (construída nas proximidades da costa) que converte a energia das marés em eletricidade.

Energia das ondas

As ondas do mar têm grande potencial de energia perto da costa; portanto, a energia elétrica produzida pela onda do mar é conhecida como energia das ondas.

Energia térmica do oceano

A energia elétrica, produzida pela diferença de temperatura da água oceânica, é conhecida como energia térmica oceânica.

Energia geotérmica

A energia elétrica, produzida a partir de fontes termais naturais, é conhecida como energia geotérmica. Manikarn, Himachal Pradesh, é o local de energia geotérmica na Índia.

Energia nuclear

A energia, liberada pelo processo de fissão ou fusão nuclear, é conhecida como energia nuclear.
Durante o processo de reações nucleares, a energia nuclear é liberada, que é usada para gerar calor; essa energia térmica é então usada em turbinas a vapor para produzir eletricidade.

Introdução

O movimento para frente e para trás ou para frente e para trás de um objeto é conhecido comovibration. Portanto, quando uma faixa bem esticada é puxada, ela vibra e quando vibra, produzsound.

Em alguns casos, a vibração pode ser facilmente observada, mas na maioria dos casos, sua amplitude é tão pequena que é muito difícil vê-los a olho nu; entretanto, sua vibração pode ser facilmente sentida na forma de som. Por exemplo, Tabla, Harmônio, Flauta, Sitar, etc.

No ser humano, o som é produzido pela laringe (também conhecida como caixa de voz).
Pode-se sentir a vibração mantendo os dedos na garganta; esta é a parte conhecida como caixa de voz.

Som produzido por seres humanos

Duas cordas vocais (como mostrado na imagem dada), são esticadas através da caixa de voz (ou laringe) de tal forma que deixa uma fenda estreita entre elas para a passagem do ar; é assim que o som é produzido.
As cordas vocais nos homens têm cerca de 20 mm de comprimento.
As cordas vocais nas mulheres têm cerca de 15 mm de comprimento e as das crianças são ainda mais curtas; esta é a razão pela qual homens, mulheres e crianças têm vozes diferentes.

Orelhas Humanas

A parte pela qual ouvimos é conhecida como ear.
O formato da parte externa da orelha é semelhante a um funil; portanto, quando o som entra nele, ele continua descendo por um canal até o fim. No final, há uma fina membrana bem esticada; é conhecido como oeardrum.

O tímpano é muito semelhante a uma folha de borracha esticada e as vibrações sonoras fazem o tímpano vibrar.
O tímpano envia vibrações para o ouvido interno e, de lá, o sinal vai para o cérebro; é assim que ouvimos o som com clareza.

Frequência de uma vibração

O movimento de vibração é conhecido como oscillatory motion.
O número de oscilações por segundo é conhecido pelo frequency de oscilação e a frequência é expressa em hertz (Hz).
Amplitude e frequência são as duas características significativas de qualquer som.
O volume do som depende de sua amplitude; se a amplitude for maior, o som fica mais alto e se a amplitude for menor, o som é fraco.
A intensidade do som é expressa em uma unidade e é expressa em decibel (dB).
A tabela a seguir ilustra a intensidade do som gerado a partir de várias fontes -

Fonte de Som	Intensidade do som
Respiração normal	10 dB
Sussurro suave (a 5m)	30 dB
Conversa normal	60 dB
Tráfego intenso	70 dB
Fábrica média	80 dB

A frequência determina o tom ou estridência do som; portanto, se a frequência da vibração for mais alta, o som terá um tom mais alto e o estridente será mais alto e vice-versa.

As frequências de som inferiores a cerca de 20 vibrações por segundo (ou seja, 20 Hz) não podem ser percebidas pelo ouvido humano.
As frequências de som superiores a cerca de 20.000 vibrações por segundo (ou seja, 20 kHz) não podem ser percebidas pelo ouvido humano.
Para um ouvido humano, a faixa de frequências audíveis varia aproximadamente entre 20 e 20.000 Hz.
Alguns dos animais podem ouvir sons de frequências superiores a 20.000 Hz, por exemplo, cães.

Ruído e Poluição

Sons desagradáveis são chamados de ruído.
A presença de sons excessivos ou irritantes no ambiente é chamada de ruído pollution.
A poluição sonora pode causar muitos problemas de saúde. Como falta de sono, hipertensão (pressão alta), ansiedade, deficiência auditiva, etc.
A plantação na beira da estrada e em outros locais, especialmente na região da cidade e na área industrial, pode reduzir efetivamente a poluição sonora.

Introdução

O som é uma forma de energia, que produz uma sensação quando o ouvimos em nossos ouvidos.

O som pode ser produzido de várias maneiras, como ao arrancar, arranhar, esfregar, soprar ou sacudir diferentes objetos.
O som da voz humana é produzido por causa das vibrações nas cordas vocais.
As ondas sonoras são tipicamente caracterizadas pelo movimento / vibração de partículas no meio e, portanto, conhecidas como mechanical waves.
As ondas sonoras oscilam para frente e para trás em sua posição; portanto, eles são conhecidos comolongitudinal waves.

Propagação de Som

A substância ou objeto através do qual o som é transmitido é conhecido como medium.
O som se move por um meio desde o ponto da geração até o ouvinte; o meio de som pode ser sólido, líquido ou gasoso.
No entanto, o som não pode viajar através de um meio de vácuo.
As partículas (de gás, líquido ou sólido) não viajam todo o caminho do objeto vibrante até o ouvido, mas, ao invés, quando o objeto vibra, ele faz as partículas do meio ao seu redor vibrarem e assim por diante.

Em outras palavras, as partículas do meio não viajam / avançam, mas a perturbação é transportada de uma partícula vibrante para outra.
Quando as partículas vibratórias se movem para a frente, elas empurram e comprimem o ar à sua frente e criam uma região de alta pressão conhecida como compression (veja a imagem abaixo).

Além disso, quando as partículas vibratórias se movem para trás, isso cria uma região de baixa pressão conhecida como rarefaction (R) (veja a imagem dada acima).
À medida que as partículas se movem para frente e para trás rapidamente, uma série de compressões (zona de alta pressão) e rarefações (zona de baixa pressão) é criada no ar; da mesma forma, a onda sonora se propaga pelo meio.
Conforme mostrado na imagem dada acima, a parte inferior (vale) da curva é conhecida como trough e a porção superior (pico) é conhecida como crest.
A distância entre duas compressões consecutivas ou duas rarefações consecutivas é conhecida como o wavelength.
O comprimento de onda é geralmente representado pela letra grega lambda (λ) e sua unidade SI é metro (m).
O número de compressões ou rarefações contadas por unidade de tempo é conhecido como frequency da onda sonora.
A frequência da onda sonora é comumente representada por ν (Letra grega, nu).
A unidade SI de frequência da onda sonora é hertz (Hz).
A sensação de uma frequência que sentimos / ouvimos é geralmente referida como o pitch de um som.
Quanto mais rápida a vibração da fonte de som, mais alta é a frequência e, portanto, mais alta é a altura (veja a imagem abaixo).

Da mesma forma, um som de alta frequência tem mais número de compressões e rarefações passando do ponto fixo por unidade de tempo.
Quanto mais baixa a vibração da fonte sonora, menor é a frequência e, portanto, menor é o tom (veja a imagem abaixo).

Da mesma forma, um som de pitch mais baixo tem menos número de compressões e rarefações passando do ponto fixo por unidade de tempo.
A magnitude da perturbação máxima em um determinado meio em qualquer lado do valor médio é conhecida como o amplitude da onda sonora.
A amplitude é comumente representada pela letra A.
A suavidade ou volume de um som é fundamentalmente determinado por sua amplitude.
Um som de frequência única é conhecido como tone.
O som, que é criado pela mistura de várias frequências harmoniosas, é conhecido como note.
A nota é agradável de ouvir.

Introdução

A velocidade do som depende do tipo e das propriedades do meio pelo qual ele está viajando.
A velocidade do som em um meio específico depende da temperatura e da pressão desse meio.
A velocidade do som diminui quando ele passa do estado sólido para o gasoso de um determinado meio.
Em qualquer meio, se a temperatura aumentar, a velocidade do som também aumenta e vice-versa.
Por exemplo, a velocidade do som no ar a 0 ⁰ C é 331 ms ^–1 e a 22 ⁰ C é 344 ms ^–1 .
A tabela a seguir ilustra a velocidade do som em diferentes mídias a 250 C -

Estado	Substância	Velocidade em m / s
Sólidos	Alumínio	6420
	Níquel	6040
	Aço	5960
	Ferro	5950
	Latão	4700
	Vidro	3980
Líquido	Água do mar	1531
	Água destilada	1498
	Etanol	1207
	Metanol	1103
Gases	Hidrogênio	1284
	Hélio	965
	Ar	346
	Oxigênio	316
	Dióxido de enxofre	213

Sonic Boom

Quando a velocidade de qualquer objeto ultrapassa a velocidade das ondas sonoras, a velocidade do respectivo objeto é conhecida como supersonic speed. Por exemplo, a velocidade de balas, aviões a jato, etc.

Quando uma fonte de produção de som se move com uma velocidade superior à do som, ela produz o shock waves no ar.
As ondas de choque carregam uma grande quantidade de energia, o que causa variação na pressão do ar em seu ambiente imediato.
As ondas de choque produzem um som muito forte e alto, que é conhecido como sonic boom.

Reflexo do Som

Quando as ondas sonoras atingem uma parede sólida ou até mesmo um líquido, elas são refletidas de volta.

Eco

Se você gritar ou bater palmas em uma região (especialmente) montanhosa, depois de um tempo, você ouvirá o mesmo som, é conhecido como echo.
A sensação de som continua em nosso cérebro por cerca de 0,1 s; portanto, para ouvir um som de eco distinto, o intervalo de tempo entre o som original e o som refletido deve ser de pelo menos 0,1s.
Para ouvir o som de eco distinto, a distância mínima do obstáculo da fonte de som deve ser de 17,2 m. No entanto, essa distância é variável, pois depende da temperatura.

Reverberação

A reflexão repetida que resulta na persistência das ondas sonoras é conhecida como reverberation. Por exemplo, em um grande salão (especialmente um auditório), a reverberação excessiva pode ser ouvida.
Normalmente, os tetos das salas de concerto ou cinema são curvados para que as ondas sonoras após a reflexão alcancem todos os cantos da sala (veja a imagem abaixo).

Faixa de som audível

A faixa audível do som para os seres humanos varia entre 20 Hz a 20.000 Hz.
No entanto, à medida que as pessoas envelhecem, seus ouvidos tornam-se gradualmente menos sensíveis a frequências sonoras mais altas.
Os sons de frequências inferiores a 20 Hz são conhecidos como infrasonic sound ou infrasound.
Baleias, rinocerontes e elefantes produzem sons na faixa do infra-som.
Os sons de frequências superiores a 20 kHz são conhecidos como ultrasonic sound ou ultrasound.
A tecnologia de ultrassom é amplamente utilizada em diferentes setores e para fins médicos.
Golfinhos, morcegos e botos produzem sons de ultrassom.

Aparelho auditivo

O aparelho auditivo é um dispositivo eletrônico que auxilia os surdos a escutar corretamente.

Um aparelho auditivo é um dispositivo operado por bateria que recebe som por meio de um microfone.

SONAR

O termo SONAR significa Sound Navigation And Ranging.

Sonar é um dispositivo avançado que usa ondas ultrassônicas para medir a direção, distância e velocidade de objetos subaquáticos (submarinos); profundidade do mar; sob colinas de água; vales; navios afundados; etc.

Introdução

O Sol e todos os corpos celestes que giram em torno dele (o sol) são conhecidos como o solar system.
O sistema solar consiste em um grande número de corpos, incluindo planetas, cometas, asteróides e meteoros.
Existem oito planetas; eles são organizados em sua ordem de distância do Sol como: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano e Netuno (veja a imagem abaixo).
Os primeiros quatro planetas, Mercúrio, Vênus, Terra e Marte, são conhecidos como 'inner planets. '
Júpiter, Saturno, Urano e Netuno estão muito mais distantes do sol e são conhecidos como 'outer planet. '

O sol

O Sol é a estrela mais próxima da Terra.
O Sol está a cerca de 150 milhões de quilômetros (150 milhões de quilômetros) de distância da Terra.
O Sol é a fonte de quase toda a energia disponível na Terra.
Depois do sol, Alpha Centauri é a estrela mais próxima da Terra.
Ano-luz é a distância percorrida pela luz em um ano.
A velocidade da luz é de cerca de 300.000 km por segundo.

Os planetas

Existem oito planetas que mudam constantemente de posição em relação às estrelas.
Os planetas têm caminhos definidos nos quais giram em torno do sol.
O caminho do planeta é conhecido como um orbit (veja a imagem dada acima).
O tempo que um planeta leva para completar uma revolução é conhecido como o período de revolution.
O período de revolução aumenta com o aumento da distância do planeta ao sol.
Todo planeta também gira em seu próprio eixo, que é conhecido como período de rotação.
Um corpo celeste girando em torno do planeta é conhecido como satellite ou moon.
O planeta mercúrio é o menor e mais próximo do sol.
Mercúrio não tem satélite próprio.
Vênus é o planeta mais próximo da Terra.
Vênus é o planeta mais brilhante.
Vênus aparece no céu oriental antes do nascer do sol e no céu ocidental após o pôr do sol; portanto, também é conhecida como estrela da manhã ou da tarde.
Vênus não tem lua / satélite.
Vênus gira de leste a oeste.
Do espaço, a terra aparece azul-esverdeada devido ao reflexo da luz da água e massa terrestre de acordo.
A Terra tem uma lua.
Marte parece um pouco avermelhado e, portanto, conhecido como planeta vermelho.
Marte tem dois satélites naturais.
Júpiter é o maior planeta do sistema solar.
Júpiter é cerca de 318 vezes mais pesado que o da Terra.
Saturno parece amarelado.
Saturno tem anéis ao seu redor.
Saturno é o menos denso entre todos os planetas (até a água é mais densa do que Saturno).
Como Vênus, Urano também gira de leste a oeste.
A característica mais significativa de Urano é que ele tem eixo de rotação altamente inclinado.
Existe uma grande lacuna entre as órbitas de Marte e Júpiter; é preenchido com alguns objetos conhecidos como‘asteroids’ e esta região é conhecida como cinturão de asteróides (veja a imagem abaixo).

Um cometa aparece geralmente como uma cabeça brilhante com uma cauda longa e o comprimento da cauda aumenta de tamanho à medida que se aproxima do sol (veja a imagem abaixo).

O cometa de Halley aparece após (quase) a cada 76 anos; visto pela última vez em 1986.
UMA meteor é tipicamente um pequeno objeto que ocasionalmente entra na atmosfera terrestre.
Meteoros são comumente conhecidos como shooting stars.

Alguns meteoros são muito grandes e chegam à Terra antes de evaporarem completamente.
O meteoro que atinge a Terra é conhecido como meteorite.

Introdução

As estrelas, os planetas, a lua e muitos outros objetos no céu são conhecidos como celestial objects.

A lua

A lua é visível em diferentes formas em diferentes pontos do tempo; isso acontece porque a luz do sol incide sobre ele e, subsequentemente, é refletido para a terra.
As várias formas da parte brilhante da lua, vistas em diferentes pontos do tempo, são conhecidas como phases of the moon (como mostrado na imagem abaixo).

Pela primeira vez, o astronauta americano Neil Armstrong pousou na lua em 21 de julho de 1969.
A superfície da lua é empoeirada e estéril e tem muitas crateras de tamanhos diferentes (como mostrado na imagem abaixo).

A lua tem um grande número de montanhas altas e íngremes.
A lua não tem atmosfera.

As estrelas

Da Terra, as estrelas estão milhões de vezes mais distantes do que o Sol.
As estrelas que formam um grupo que tem uma forma distinta são conhecidas como constellation.
As formas de muitas das constelações se assemelham a objetos familiares (como mostrado na imagem abaixo).

Orion é uma constelação reconhecida que pode ser vista durante o inverno nas tardes.
Ele também tem sete ou oito estrelas brilhantes (veja a imagem acima) e é conhecido como o Hunter.
As três estrelas do meio são reconhecidas como o cinto do caçador e as quatro estrelas brilhantes parecem estar dispostas na forma de um quadrilátero.