Livro: Circuitos Eletrônicos - Guia Mangá


Novatec lança livro Guia Mangá de Circuitos Eletrônicos

O uso de História em Quadrinhos no ensino de Física é um tema que já abordamos anteriormente aqui no Efeito Joule, e não esqueçam as nossas tirinhas de Física, mas hoje trago uma novidade para vocês. O Guia Manga: Circuitos Eletrônicos, livro lançado pela Novatec Editora.

A série Guia Mangá é uma publicação da Novatec Editora em conjunto com a editora americana No Starch Press e a editora japonesa Ohmsha, uma das mais antigas e respeitadas editoras de livros técnicos e científicos do Japão.

livro: circuitos eletrônicos

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Circuitos Eletrônicos


Neste lançamento a proposta é ensinar o conteúdo referente a circuitos eletrônicos. Recebi este livro da editora hoje e gostei muito do desenho e do conteúdo de circuitos. É um ótimo material para alunos de cursos técnicos e profissionalizantes, mas isso não descarta o uso por alunos do ensino médio em geral, estudantes universitários e também professores. Se você tem interesse no assunto e quer um material mais leve numa linguagem mais dinâmica, este é o material certo.

Se você ainda não teve nenhum contato com eletricidade, é melhor estudar alguns conceitos básicos antes de encarar os circuitos eletrônicos, assim você vai ter um aproveitamento melhor do livro.

O mangá proporciona o acesso ao conhecimento de uma forma agradável e divertida, permitindo ao leitor associar o aprendizado ao prazer, e está é a proposta do livro. Este material pode ser utilizado para maior fixação do conteúdo abordado, para introduzir novos conceitos ou mesmo como material de referência.

Quer conhecer o livro?


Toru Shiden é um estudante do ensino médio que está à procura de novos membros para o seu Clube de Eletrônica. Para sua surpresa, Aya Ereki, uma garota animada e um pouco estranha do 1º ano, surge implorando para ser aceita no clube. Embora não saiba nada sobre circuitos eletrônicos, Aya é muito dedicada e se esforça para aprender ao máximo. Porém, ela tem um interesse secreto que vai além do clube...

Com o Guia Mangá Circuitos Eletrônicos você verá circuitos, corrente e ondas à medida que Toru ensina Aya a construir seu primeiro projeto – um rádio transistorizado – e aprenderá sobre transistor, amplificador, demodulador, gerador e tudo o que você precisa saber para compreender os circuitos eletrônicos.

Se você é um estudante de eletrônica ou apenas alguém curioso, vai se divertir e aprender muito com este livro.

Você pode acessar um capítulo de exemplo neste link: mangá circuitos pdf

Confiram os livros já lançados da mesma série: livros guia mangá

Este é mais um texto da série Livros de Física.

Lei de Conservação da Energia

"Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma". Não há nenhuma forma melhor de iniciar nossa conversa sobre Leis de Conservação da Energia do que essa célebre frase de Lavoisier. É claro que isso é uma forma filosófica de unificar suas descobertas sobre a conservação de massa em reações químicas. Aqui pretendo abordar, de forma resumida, alguns aspectos da chamada Lei da Conservação da Energia em sistemas físicos gerais a fim de dar um pequeno preparativo para questões do ENEM que envolvem o assunto.

Existem sistemas que não interagem com nenhuma vizinhança que são ditos sistemas físicos fechados ou isolados. Resumidamente um sistema físico isolado é tratado de forma que ele é o universo. Isso não é nenhuma fantasia, pois sistemas que interagem fracamente com o ambiente e podem manter certas propriedades por um tempo razoável podem ser estudados como um sistema isolado, por exemplo, o café quente dentro de uma garrafa térmica. Para sistemas como esse nós temos uma lei análoga a Lei de Lavoisier que é:

“A energia total de um sistema físico isolado é uma quantidade conservada.”

Note que essa lei fala sobre a energia total, mas não especifica que tipo de energia, isso nos leva a intuir que a soma de todas as energias em um sistema é a sua energia total. Uma consequência direta dessa Lei é a ideia de conversão de energia. Se o valor de certa energia está diminuindo ou aumentando de uma quantidade X no sistema, então deve haver outra forma de energia que está aumentando ou diminuindo, respectivamente, o seu valor também de uma quantidade X. Um exemplo bastante usado envolvem duas grandezas físicas importantes em estudo de sistemas mecânicos: as energias potencial e cinética.

A energia potencial ou energia potencial gravitacional é uma energia armazenada em um corpo de massa m a uma altura h da superfície da terra e seu valor é calculado pela equação Ep = mgh, onde g é a constante da gravidade. Essa quantidade energia independe de o corpo está em movimento. Por outro lado temos uma energia associada a qualquer corpo em movimento com relação a um dado referencial, que é a Energia Cinética do corpo. Quão mais rápido se move um corpo de massa m, maior a energia cinética do corpo. Essa quantidade é calculada pela equação Ec = mv2/2, onde v é a velocidade do corpo. A composição (soma aritmética) dessas quantidades dá origem a uma energia total chamada Energia Mecânica. Então temos que Emec = Ec + Ep. Com isso podemos dizer que a energia que se conserva no sistema não é a energia cinética ou a potencial, a energia que se conserva é a energia total do sistema, ou seja, a energia mecânica.

Como exemplo, considere uma bola parada (com relação à superfície da terra) há uma distância h da superfície da terra. Então esse corpo tem energia cinética nula, porém tem associado a ela uma energia potencial diferente de zero. Agora largamos a bola e a deixamos em queda livre (supondo que não há atrito com o ar), quando o corpo atinge o chão sua energia potencial é nula, pois não há diferença de altura h do corpo com relação à superfície da terra, então pra onde foi a quantidade de energia potencial do corpo? Sumiu? Não! Note que temos duas quantidades de energia envolvida, então pelo princípio da conservação da energia a energia potencial deve ter “sumido” se a energia cinética aumentou. E isso é bastante óbvio. A bola inicialmente estava parada e só pode ter saído da sua posição inicial se houve um ganho de velocidade e, consequentemente, um ganho em sua energia cinética. Então a explicação é que a medida que a bola caia a sua energia potencial era convertida em energia cinética e quando não há mais energia potencial é porquê toda a energia agora é puramente cinética. Você deve está se perguntando: Calma, mas como a energia agora é cinética se quando a bola está no chão a terra para o corpo e a velocidade é nula? É aí onde a brincadeira fica interessante!

Quando estávamos analisando o sistema em queda ele não estava interagindo (em contato) com nada, então a sua energia é puramente cinética imediatamente antes do contato com a terra. Quando a bola colide com a terra sua velocidade é nula (considerando que ele não sobe novamente e gruda na terra) e sua altura também, então toda a energia mecânica do corpo foi a zero, mas não quer dizer que a energia sumiu. Com a colisão essa energia é dissipada para a terra, ou seja, quando consideramos a interação do nosso sistema com o meio externo (nesse caso o meio externo é a terra) pode haver perda de energia do nosso sistema (que no caso é a bola que estava caindo). Como essa energia dissipada para a terra vai se transformar foge do escopo desse texto, mas podemos garantir com certeza que ela não é destruída, apenas convertida em outras formas de energia.

Texto enviado pelo professor de física Alan Costa dos Santos.

Movimento Circular Uniforme (MCU)

Conceitos do movimento circular uniforme

Neste tópico iremos abordar o estudo de partículas que estão sujeitas a determinada situação que a vincule a permanecer em um movimento com trajetória CIRCULAR e com velocidade escalar SEMPRE constante. Na natureza não é tão fácil de encontrar tais sistemas, mas existem situações onde podemos fazer uma aproximação e considerar que tal movimento acontece para que possamos extrair informações importantes do sistema.

Um exemplo comum é o exemplo de um ponto na extremidade de uma roda de bicicleta ou pneu de um automóvel, é fato que tanto a roda da bicicleta como o pneu do automóvel não são exatamente circulares, mas podemos considerar que são com certa precisão. Outro exemplo mais surpreendente é o estudo do átomo de Bohr, onde consideramos que o movimento dos elétrons em torno do núcleo é circular e com velocidade constante. É claro que isto não é bem verdade, mas quando fazemos considerações como estas nós simplificamos muito os cálculos e podemos extrair excelentes informações sobre o sistema. Antes de iniciar nosso estudo, vamos definir duas quantidades que serão úteis mais a frente.

Frequência (f): É uma quantidade física que é dada pela razão entre o número de vezes em que um evento se repete durante um intervalo tempo ∆t e o intervalo tempo ∆t, matematicamente
frequência
A frequência é dada em segundo -1 = s-1 ou equivalentemente em hertz (Hz).

Período (T): Dado um fenômeno que se repete com certa frequência, o período é uma quantidade física definida como sendo o tempo mínimo para que um ciclo seja realizado.

Podemos relacionar o período com a frequência, para isso basta considerarmos que n=1 e que ∆t=T na equação acima e com isso temos
frequência e período

Assim vemos que a frequência é o inverso do período, pois fT=1.

Trajetória e espaço percorrido

Em cinemática nós sabemos que todo o estudo é feito sem qualquer menção aos agentes que causam o movimento do objeto a ser estudado, então aqui não será diferente.

Considere uma partícula em uma trajetória circular de raio R, então considerado que a mesma inicia seu movimento em um ponto O e termina em um ponto P, como mostra a figura abaixo.
movimento circular

Então nós temos duas quantidades envolvidas que podem nos auxiliar no nosso estudo. A variação da posição angular φ (que chamaremos de distância angular percorrida) e a variação da posição escalar s (que chamaremos de distância linear percorrida). Se lembrarmos de bem de geometria de circunferências, saberemos que existe uma relação entre o ângulo φ (dado em radianos e denotado por rad) e o arco de circunferência, que no nosso caso é a distância percorrida s (que será dada em metros m). Tal relação é
espaço no movimento circular
onde R também deve ser dado em metros. Devemos sempre ter cuidado em movimento circular com as quantidades distância percorrida e deslocamento. Devemos sempre lembrar que deslocamento está diretamente relacionada com a posição do objeto, então se no instante inicial a posição é a mesma da posição ao final do movimento, então temos deslocamento nulo, mas isso não quer dizer que a distância percorrida também será, pois a distância percorrida é definida como a soma, em módulo, de todos os deslocamentos. Se tratando do termo deslocamento, nós temos duas opções. Em movimentos circulares nós podemos descartamos a existência do termo deslocamento devido ao fato de que existem duas quantidades definidas como Frequência e Período que nos induz a não existência de deslocamentos nulos. Ou simplesmente considerar a o termo deslocamento e apenas analisarmos sempre o movimento circular impondo que 0 < = ϕ < 2π pois quando ϕ = 0 e ϕ = 2π, nós teremos sempre a partícula na mesma posição. Então aqui nós não vamos mais voltar a mencionar o termo deslocamento para que ϕ possa ser qualquer número real.

A velocidade angular escalar média.

Sabemos que no movimento retilíneo e uniforme (MRU) nós definimos uma quantidade que nos diz o quão rápido um objeto se distância de sua posição inicial, que chamamos de velocidade linear escalar média. Então como podemos definir a mesma quantidade para o movimento circular? Existe uma quantidade que nos diz o quão rápido um objeto se distancia de sua posição inicial? A resposta claramente é sim. Em qualquer movimento sempre existirá uma velocidade escalar, logo podemos defini-la em movimentos circulares. Definimos aqui a velocidade escalar média v como sendo a razão entre a distância linear percorrida e o intervalo de tempo para que o objeto percorra essa distância, matematicamente temos que
velocidade
Nós também podemos definir uma quantidade conhecida como velocidade angular média, nós agora vamos mostrar como determinar essa quantidade. Considere a equação (4) como uma forma padrão de calcularmos a velocidade, e substituiremos o valor de s da equação (3), com isso ficamos com
velocidade no movimento circular
Como o movimento tem velocidade v constante, vamos analisar o caso de uma única volta, e com isso temos que o intervalo tempo do movimento é exatamente igual ao período (devido a forma como definimos o período. Então para uma volta completa temos ϕ = 2π e ∆t = T, resultando em
velocidade e período
Esta é a expressão para a velocidade linear escalar. Note que a quantidade 2π/T como se fosse uma velocidade com dimensão de rad/s, devido a essa analogia, nós definimos a velocidade angular escalar como sendo
velocidade angular
A última igualdade é verdade por causa da equação (2). Por fim, desde que conheçamos a velocidade angular, podemos determinar a velocidade linear pela equação
velocidade linear e angular
Com essas equações nós podemos estudar e caracterizar completamente o movimento de qualquer partícula que esteja em movimento circular e uniforme. É importante lembrar que todas as equações envolvendo as velocidades angular e linear são equivalentes, assim o uso de uma ou outra equação depende apenas dos dados fornecidos pela questão. Por exemplo, se na questão nos é fornecido o valor da velocidade angular ω e o raio R, então é conveniente usarmos diretamente a equação (8) para determinar a velocidade linear v. Se nos é fornecido o período T e o raio R, podemos proceder de duas formas: 1) usar a equação (7) para determinar a velocidade angular ω e depois usar a equação (8) para determinar a velocidade linear v, ou 2) podemos usar diretamente a equação (6) para este fim.

Texto enviado pelo professor de física Alan Costa dos Santos.

Tirinha movimento circular

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