Triângulo da visão

Um corpo não luminoso pode ser visto por um observador se sobre o corpo incidir uma luz proveniente de uma fonte luminosa. Parte da luz que sobre ele incide é novamente emitida em várias direcções podendo chegar até ao observador. Assim, ver um objecto implica a existência de três aspectos fundamentaisque constituem o triângulo de visão: o objecto, uma fonte luminosaque ilumine o objecto e o detector.

Propagação da Luz

A luz propaga-se em linha recta e radialmente em todas as direcções sempre que a sua velocidade de propagação seja constante num dado meio.

Cada uma das direcçõesrectílíneas segundo a qual se propaga a luz, chama-se raio luminoso. As fontes luminosas emitem feixes de raios luminosos. E estes feixes de raios luminosos podem ser:

Divergentes - o feixe de luz diverge a partir de um ponto da fonte. Ex: faróis de um carro

Convergentes - o feixe de luz converge  (concentra-se) num ponto. Ex: um raio de luz a incidir sobre uma  lupa

Paralelos - o feixe de luz propaga-se sempre com os raios paralelos entre si. Ex: uma pessoa a cantar.

Ao propagar-se a luz pode atravessar materiais transparentes e translúcidos, mas não atravessa materiais opacos.

materiais opacos ---» não se deixam atravessar pela luz; não é possível ver através deles. Ex: livro;

materiais transparentes ---» deixam-se atravessar pela luz; podem-se ver através deles. Ex: folha de acetato;

materiais translúcidos ---» deixam-se atravessar parcialmente pela luz. Ex: papel vegetal;

Luz

As ondas luminosas são ondas transversais que se propagam e vibram perpendicularmente.
As ondas magnéticas propagam-se no vazio e a velocidade da luz no vazio e no ar corresponde a 3000000km por segundo.

Existem dois tipos de corpos, os corpos luminosos ou os corpos iluminados.

Corpos luminosos---» têm luz própria ou seja produzem e emitem luz.

• Fontes luminosas naturais: Sol; areia; pirilampo
• Fontes luminosas artificiais: Lanterna; faróis; fósforos

Corpos iluminados---» corpos que não têm luz própria; reflectem a luz enviada pelas fontes luminosas.

Ex: Lua; livro

Espectro sonoro

Nem todas as vibrações que atingem os nossos ouvidos são por este percepecionadas. O conjunto de todas as frequências possíveis para as ondas sonoras é denominado espectro sonoro. De acordo com a frequência da onda sonora classifica-se infra-som; som audível e ultra-som.

Ultra-sons - sons com frequências muito elevadas, superiores a 20 000 Hz, que o ouvido humano não consegue ouvir .

Sons audíveis, para os seres humanos - sons de frequência compreendida entre os 20 Hz e os 20000 Hz.

Infra-sons - sons de frequência de 0 a 20 Hz (não audíveis) constituem a zona dos . Estes sons provocam náuseas e perturbações intestinais.

Mas existem seres que conseguem ouvir alguns sons que para nós são inaudíveis.

Escala decibel e audiograma

Os nossos ouvidos não conseguem distinguir sons de itensidade muito próximos ou muito fracos. Por iusso temos uma escala comparativa para avaliar a itensidade dos sons - o nível de intensidade sonora ou nível sonoro. A unidade utilizada para medir o nível sonoro é o decibel (dB). Na imagem a seguir pode-se ver o nível sonoro de alguns sons.

O limite da audibilidade depende da intensidade e frequência do som que é produzido. O limiar de audibilidade de cada pessoa pode ser registado graficamente em função da frequência e do nível sonoro. Estes gráficos denominam-se audiogramas.

Sonares

O sonar é um dispositivo que os barcos usam para detectar obstáculos. Também se utiliza a profundidade dos oceanos e para localizar submarinos.


O princípio do sonar é o seguinte: o aparelho emite ultra-sons e, após um intervalo de tempo, recebe as ondas reflectidas. Sabendo a velocidade das ondas na água e o intervalo de tempo, pode-se determinar a que distância está o obstáculo reflector.

Fenómeno do Som

Reflexão


Existem 2 tipos de reflecção o eco e a reverbação.

Eco

O eco acontece quando o som ao embater numa superfície volta para trás continuando a propagar-se. Para este acontecimento se verificar é necessário um emisor, um obstáculo e uma distância igual ou superior a 17 m entre os dois, pois é necessária uma diferença de pelo menos 0,1 s entre o som original e o som reflectido.

Reverbação

A reverberação dá-se quando o obstáculo se encontra a menos de 17 m. Neste caso existe apenas a sensação de prolongamento do som não se conseguindo distinguir o som original do som reflectido.

Propriedades do som

O som têm 3 propriedades:

• A altura - Característica que permite distinguir um som agudo ou alto de um som grave ou baixo.

Assim esta característica está relacionada com o número de vibrações em cada unidade de tempo, isto é, com a frequência de vibração das ondas sonoras. Logo:


- quanto maior for a frequência da onda sonora, mais agudo ou alto será o som;
- quanto menor for a frequência da onda sonora, mais grave ou baixo será o som.

• A intensidade - característica que nos permite distinguir um som fraco de um som forte.

A intensidade do som é uma característica que está relacionada com a amplitude das ondas sonoras. Logo:

- quanto maior for a amplitude da onda sonora, mais forte será o som;

- quanto menor for a amplitude da onda sonora, mais fraco será o som.

• 
  
  O timbre - característica que nos permite distinguir dois sons com a mesma altura e a mesma intensidade, produzidos por fontes sonoras diferentes.

O timbre pode ser complexo ou puro.

Características das ondas períodicas

Amplitude - Distância entre o ponto de equilíbrio da onda e o ponto de desvio máximo relativamente a ele.



Período - Característica essencial que caracteriza uma onda. Geralmente define-se pelo tempo que um ciclo demora a ser percorrido.


Frequência - Esta grandeza corresponde ao número de vezes que um ciclo é percorrido por unidade de tempo.


Comprimento de Onda - É a distância que um ciclo tem no espaço. Ou, de outra forma, é a distância entre dois pontos consecutivos e equivalentes de uma onda.

Tipos de ondas

As ondas podem ser:

Longitudinal - A direcção de propagação é coincidente com a direcção da perturbação. Ex: ondas sonoras.

Transversasis - A direcção da propagação é vertical com a direcção da perturbação.Ex: corda a ser esticada numa das extremidades.

Como é que o som se propaga?

O som propaga-se através de ondas sonoras ou ondas de pressão).

Nesta imagem podemos observar as ondas. No instante 1  pode-se ver que no nº1 há maior pressão logo é uma zona de rarefação e o nº2 têm menor pressão logo é uma zona de compressão.

No entanto estas ondas não se podem propagar no vazio.

Som

O som é prodzido quando o corpo vibra e faz vibrar o meio à sua volta. O se humano consegue ouvir através do ouvido, no entanto existem sons não audíveis para o ser humano.
Se pegarmos no exemplo do diapasão e decidirmos polo a vibrar veremos que o som não se propaga com muita facilidade, mas se acrescentarmos uma caixa de ressonância o som vai sair muito mais alto.
Mas se agora posermos o diapasão ( sem caixa de ressonância ) dentro de água iremos notar que o diapasão vai formar ondas, como na imagem.
O som necessita de um meio para se propagar (gasoso, sólido, líquido ), o gassoso (meio de comunicçaõ utilizado) é o meio onde o som é mais baixo, o líquido é onde o som é intermédio, e o sólido é o meio onde o som se ouve mais alto.

Temperatura e calor

A palavra temperatura e calor têm significados diferentes em linguagem científica, embora em linguagem corrente sejam iguais.

Na realidade temperatura está associada ao estado de agitação das moléculas de um corpo, e o calor é uma medida de energia térmica transferida espontaneamente entre sistemas a temperaturas diferentes.

Transferência de Calor

Quando 2 corpos, a temperaturas diferentes, são postos em contacto um com o outro,, há transferência de energia térmica do corpo com temperatura mais alta, para o corpo com temperatura mais baixa. Esta transferência ocorr até que os 2 corpos se encontrem à mesma temperatura. Quando isto acontece dá-se o equilíbrio térmico e deixa de haver transferência de energia.

Rendimento

O rendimento expressa a percentagem de energia fornecida que é convertida em energia útil. O rendimento vai depender da quantidade de energia dissipada. Quanto menor for esta energia, maior será a percentagem útil e por consequência maior será o rendimento. A equação que representa a razão entre o valor da energia útil e o valor da energia fornecida:

Afirmar que o rendimento de um automóvel é de 25%, significa que por cada 100J de energia fornecida só 25J são utilizados para o movimento ou seja energia útil. Os restantes 75J são transformados em forma de energia dissipada.

Princípio da conservação de energia

Quando ocorrem transferências de energia entre sistemas nem toda a energia fornecida (Ef) é aproveitada, dá-se o nome de energia útil à energia (Eu) que é aproveitada e, energia dissipada (Ed) à energia não pretendida. Assim a energia fornecida (Ef) é igual à soma da energia útil (Eu) com a energia dissipada (Ed). No Universo, nada se cria e nada se perde, tudo se transforma. Isto quer dizer que, a quantidade de energia que temos no final de um processo é sempre igual à quantidade de energia que tínhamos no início desse processo (Lei da Conservação de energia).
Dois exemplos da relação entre energia fornecida, útil e energia dissipada é uma lâmpada e um automóvel.

Transformações de energia

As transformações de energia ocorrem sempre que num sistema há conversão de uma forma de energia noutra. Por exemplo as transferências e as transformações de uma torradeira são representadas assim: Quando se atira uma pedra ao ar, a energia cinética do movimento transforma-se em energia potencial gravítica, pois a velocidade da pedra diminui enquanto esta se afasta da superfície terrestre. Quando a pedra começa a perder altura, a energia potencial gravítica volta a transformar-se em energia cinética.

Outro exemplo é o elástico, dado que ao esticares um elástico está-se a transformar energia cinética em energia potencial elástica.

Fonte e receptor de energia

Uma transferência de energia ocorre de um sistema - a fonte - para outro - o receptor. Por exemplo numa torradeira:


Fonte - tomada da rede
Receptor - torradeira

Transferências e transformações de energia

A energia é algo que não se vê nem se toca e manifesta-se através de diferentes aspectos. A energia transfere-se entre corpos.
As transferências de energia ocorrem sempre que a energia passa de uma sistema para outro.
Os sistemas podem ser abertos, fechados ou isolados.

• Sistemas abertos - permitem a transferência de energia e matéria.

• Sistemas fechados - permitem a transferência de energia para a sua vizinhança.

• Sistemas isolados - não permitem qualquer troca de matéria ou energia.

Formas fundamentais de energia

A energia manifestasse de diferentes modos, sendo detectada pelos efeitos que provoca. Assim dá-se diferentes designações de acordo com o fenómeno observado: manifestações de energia ou com a fonte de energia de onde provém. Mas apesar destas designações de energia estas estão agrupadas em duas formas fundamentais:
- Energia cinética
- Energia potencial
-

Energia cinética

A energia cinética é a energia que está associada aos movimentos dos corpos. Por exemplo um automóvel ou as pessoas possuem energia cinética quando se movimentam. A energia eólica ou a hídrica está associadas ao movimento do vento ou água respectivamente, enquanto a energia térmica está associada à agitação das partículas. A energia cinética depende da massa (m) do corpo e da velocidade (V) a que o corpo se desloca, podendo ser calculada com a seguinte expressão: Com esta expressão podemos concluir que a energia cinética que um corpo possui é tanto maior quanto maior for a sua massa e a velocidade a que esse corpo se desloca.

Energia potencial

A energia potencial é a energia que se encontra armazenada nos corpos. A energia armazenada nos alimentos e nas botijas de gás denomina-se de energia potencial química. Também o combustível de um automóvel tem energia armazenada sob a forma de energia potencial química. Um elástico esticado possui armazenada energia potencial elástica. Qualquer corpo que se encontre afastado da superfície terrestre possui energia potencial gravítica (Epg). Par uma altura de 0 metros admite-se que a energia potencial gravítica é nula. Na Terra esta energia depende da massa (m) e da altura (h) do corpo a que este se encontra da superfície da Terra. Pode-se calcular a energia Potencial gravítica através da seguinte expressão:

Epg = 10 x m x h

Energia primária e secundária

Cada vez a energia é mais um bem essencial e esta pode classificar-se:

Fonte Primária - recursos naturais de energia ( combustíveis fósseis (petróleo; gás natural), o vento, a água, o sol) são exemplos de fontes primárias.

Fonte Secundária - energia obtida a partir de fontes primárias ( gasóleo, gasolina, electricidade) são exemplos de fontes secundárias.

No entanto as fontes primárias ainda podem ser classificadas como:

Fontes não-renováveis
Fontes renováveis

Fontes não-renováveis

As fontes não renováveis demoram milhares de anos a formarem-se e esgotam-se à medida que são utilizadas. Por isso são consideradas limitadas O carvão, o gás natural e o petróleo bruto são chamados de combustíveis fósseis.

Fontes renováveis

As fontes renováveis de energia estão em contínua renovação portanto são fontes ilimitadas ou seja que não se esgotam. As fontes renováveis de energia são:

• radiação solar;
• o vento;
• as ondas;
• as marés;
• a água;
• a geotermia;
• a biomassa;
• o biogás.