1. Mecânica
1.1. Cinemática
1.1.1. Movimento Uniforme
1.1.1.1. Velocidade Média
1.1.1.1.1. O axônio de um neurônio motor de um jogador de basquete tem 120 cm de comprimento. Um pulso nervoso percorre essa distância em 5 ms (milissegundos). Qual é a velocidade média, em m/s, desse pulso?
1.1.2. Movimento Variado
1.1.2.1. Aceleração
1.1.2.1.1. Durante uma sessão de fisioterapia, um paciente está aprendendo a andar novamente após uma cirurgia. O fisioterapeuta observa que o paciente aumenta sua velocidade de 0 m/s (em repouso) para 0,6 m/s em um intervalo de tempo de 3 segundos. Calcule a aceleração média do paciente em m/s² durante esse período.
1.1.2.2. Equação Horária do Espaço
1.1.2.2.1. Uma hemácia parte do repouso e percorre 10 mm em 0,1 segundos com movimento uniformemente acelerado. Qual é a aceleração a que ela é submetida, em m/s²?
1.1.2.3. Equação Horária da Velocidade
1.1.2.3.1. Durante uma sessão de reabilitação cardíaca, um paciente em uma esteira tem sua velocidade aumentada de 1 m/s para 3 m/s em 10 segundos, de forma uniformemente acelerada. Qual é a aceleração média do paciente, em m/s², durante esse período?
1.1.2.4. Equação de Torriccelli
1.1.2.4.1. Durante um exame de raio-X, a placa que capta a imagem move-se em linha reta com velocidade inicial de 2 m/s e é desacelerada uniformemente até parar após percorrer 1,6 metros. Qual foi a aceleração média da placa, em m/s², durante o movimento?
1.2. Energia
1.2.1. Trabalho
1.2.1.1. Durante uma sessão de fisioterapia, um terapeuta aplica uma força constante de 50 N para empurrar um paciente em uma cadeira de rodas por uma distância de 6 metros em linha reta. Qual é o trabalho realizado pelo terapeuta, em joules, nesse deslocamento?
1.2.2. Energia Cinética
1.2.2.1. Um paramédico precisa movimentar rapidamente uma maca com um paciente de 80 kg para dentro de uma ambulância. Se a maca atinge a velocidade de 3 m/s, qual é a energia cinética do sistema (paciente + maca)?
1.2.3. Energia Potencial
1.2.3.1. Gravitacional
1.2.3.1.1. Durante um resgate aéreo, um helicóptero suspende uma maca com um paciente de 80 kg a uma altura de 20 metros do solo. Qual é a energia potencial gravitacional do sistema (maca + paciente) em relação ao solo? Considere a aceleração da gravidade como 10 m/s².
1.2.3.2. Elástica
1.2.3.2.1. Durante um procedimento ortodôntico, uma mola do aparelho dentário foi esticada em 5 mm. Sabendo que a mola tem uma constante elástica de 400 N/m, qual é a energia potencial elástica armazenada na mola após a deformação?
1.2.4. Potência
1.2.4.1. Um paramédico precisa levantar um paciente de 90 kg para colocá-lo em uma maca elevada a 1,2 metros de altura em 5 segundos. Sabendo que a gravidade é de 10 m/s², qual é a potência média desenvolvida pelo paramédico?
2. Hidrostática
2.1. Densidade
2.1.1. Durante um procedimento de ultrassom, o médico utiliza um gel de densidade 1.000 kg/m³ para garantir a transmissão das ondas ultrassônicas. Se 0,5 litros de gel são aplicados sobre a pele do paciente, qual é a massa do gel utilizado?
2.2. Pressão
2.2.1. Um médico aplica uma pressão constante sobre um curativo para conter o sangramento de um ferimento. Se a força aplicada é de 60 N e a área do curativo é de 0,02 m², qual é a pressão exercida sobre o ferimento?
2.3. Pressão Hidrostática
2.3.1. Um paciente em tratamento de hidroterapia está submerso até o pescoço em uma piscina. A densidade da água é 1.000 kg/m³ e a gravidade é 10 m/s². Se os pés do paciente estão a 1,5 metros abaixo da superfície da água, qual é a pressão hidrostática exercida sobre os pés do paciente?
2.4. Empuxo
2.4.1. Um fisioterapeuta utiliza uma bola de exercício com 2 kg de massa em uma sessão de hidroterapia. A bola está totalmente submersa em uma piscina. Sabendo que o volume da bola é 0,004 m³ e a densidade da água é 1.000 kg/m³, qual é o valor do empuxo que age sobre a bola?
3. Calor
3.1. Conversão de Temperatura
3.1.1. Celsius x Kelvin
3.1.1.1. Um laboratório médico armazena vacinas em uma câmara refrigerada que opera a uma temperatura de -20 ºC. Qual é essa temperatura em Kelvin?
3.1.2. Fahrenheit x Celsius
3.1.2.1. Durante um exame clínico, a temperatura corporal de um paciente foi medida como 102 ºF. Qual é essa temperatura em graus Celsius?
3.1.3. Kelvin x Fahrenheit
3.1.3.1. Durante um estudo em áreas de alta altitude, foi observada uma temperatura ambiente de 0 ºF. Qual é essa temperatura na escala Kelvin?
3.2. Quantidade de Calor
3.2.1. Quantidade de Calor Sensível
3.2.1.1. Uma enfermeira precisa aquecer uma bolsa de água de 1.000 g, inicialmente a 20 ºC, até uma temperatura de 60 ºC para ser utilizada em uma compressa quente. Sabendo que o calor específico da água é de 1 cal/gºC, qual é a quantidade de calor, em calorias, necessária para aquecer a bolsa de água?
3.2.2. Quantidade de Calor Latente
3.2.2.1. Durante um tratamento com compressa de gelo, 500 g de água inicialmente a 0 ºC devem ser transformados em gelo a 0 ºC. Sabendo que o calor latente de fusão da água é de 80 cal/g, qual é a quantidade de calor que deve ser removida para congelar essa água?
3.2.3. Capacidade Térmica
3.2.3.1. Durante um procedimento de terapia com compressa térmica, um bloco metálico de 2 kg é aquecido de 25 ºC para 75 ºC. Durante esse processo, o bloco absorveu 10.000 calorias de energia. Qual é a capacidade térmica do bloco?
3.2.3.2. Uma enfermeira precisa aquecer um recipiente contendo 500 g de água de 20 ºC para 60 ºC. Sabendo que o calor específico da água é 1 cal/gºC, qual é a capacidade térmica da água contida no recipiente?
3.2.4. Potência
3.2.4.1. Uma enfermeira precisa aquecer 500 g de água de 20 ºC até 80 ºC para preparar uma compressa quente. Sabendo que o calor específico da água é de 1 cal/gºC e que o forno utilizado tem uma potência de 100 cal/s, por quanto tempo o forno deve operar para aquecer a água até a temperatura desejada?
3.3. Propagação do Calor
3.3.1. Condução
3.3.1.1. Sólidos
3.3.2. Convecção
3.3.2.1. Líquidos e Gases
3.3.3. Irradiação
3.3.3.1. Pode ocorrer no vácuo!
4. Ondas
4.1. Classificação das Ondas
4.1.1. Natureza
4.1.1.1. Mecânica
4.1.1.1.1. As ondas mecânicas precisam de um meio material (sólido, líquido ou gasoso) para se propagar.
4.1.1.2. Eletromagnética
4.1.1.2.1. As ondas eletromagnéticas não precisam de um meio material e podem se propagar no vácuo. Elas são geradas por oscilações de campos elétricos e magnéticos.
4.1.1.3. Exercício
4.1.1.3.1. Classifique cada uma das ondas abaixo como mecânica ou eletromagnética: E - Ondas de rádio M - Som E - Luz visível E - Micro-ondas M - Ondas em cordas de violão M - Som M - Ultrassom M - Infrassom E - Raios X M - Ondas sísmicas E - Ondas infravermelhas E - Ondas de calor M - Ondas de choque E - Ondas ultravioletas M - Ondas em molas M - Eco
4.1.2. Direção de Propagação
4.1.2.1. Uni
4.1.2.1.1. Ondas Unidimensionais
4.1.2.2. Bi
4.1.2.2.1. Ondas Bidimensionais
4.1.2.3. Tri
4.1.2.3.1. Ondas Tridimensionais
4.1.3. Direção de Vibração
4.1.3.1. Transversal
4.1.3.1.1. Ondas transversais são aquelas em que o movimento das partículas do meio ocorre de forma perpendicular à direção de propagação da onda. Similar ao movimento de uma serpente!
4.1.3.2. Longitudinal
4.1.3.2.1. Ondas longitudinais são aquelas em que o movimento das partículas do meio ocorre na mesma direção em que a onda se propaga. Similar ao movimento de uma sanfona.
4.2. Ondas Periodicas
4.2.1. Amplitude
4.2.1.1. A amplitude de uma onda é a altura máxima que a onda atinge em relação à sua posição de equilíbrio (ou posição neutra).
4.2.1.1.1. A amplitude está relacionada com a quantidade de energia que a onda transporta e representa o nível de intensidade ou força da onda. Em ondas sonoras, uma maior amplitude significa um som mais intenso, de maior volume, e em ondas de luz, maior amplitude significa maior brilho.
4.2.2. Comprimento de Onda
4.2.2.1. O comprimento de onda é a distância entre dois pontos consecutivos equivalentes em uma onda, como de uma crista até a próxima crista ou de um vale até o próximo vale.
4.2.3. Frequência
4.2.3.1. Frequência é o número de vezes que uma onda se repete em um determinado intervalo de tempo. Ela mede quantos ciclos ocorrem em um segundo e é expressa em hertz (Hz).
4.2.3.1.1. O comprimento de onda está inversamente relacionado à frequência, ou seja, quando a frequência aumenta, o comprimento de onda diminui, e vice-versa.
4.2.4. Periodo
4.2.4.1. Periodo é o tempo necessário para onda completar um ciclo, em segundos (s).
4.2.5. Exercícios
4.2.5.1. Periodo e Frequência
4.2.5.1.1. Uma onda tem um período de 0,01 segundos. Qual é a frequência dessa onda?
4.2.5.1.2. Uma onda eletromagnética tem frequência de 50 Hz. Qual é o período dessa onda?
4.2.5.2. Velocidade da Onda
4.2.5.2.1. Uma onda sonora possui comprimento de onda de 2 metros e frequência de 170 Hz. Qual é a velocidade de propagação dessa onda?
4.2.5.2.2. Uma onda se propaga com um comprimento de onda de 5 metros e tem um período de 0,02 segundos. Qual é a velocidade de propagação dessa onda?
4.2.5.2.3. Um pulso de onda percorre uma distância de 200 metros em 4 segundos. Qual é a velocidade de propagação desse pulso?
5. Acústica
5.1. Classificação das ondas sonoras quanto a frequência.
5.1.1. Infrassom
5.1.1.1. Sons com frequência abaixo de 20 Hz são chamados de infrassons.
5.1.1.1.1. Movimentos das placas tectônicas, além de terremotos, também geram infrassons que podem ser detectados com equipamentos especiais.
5.1.2. Som Audível
5.1.2.1. A frequência do som audível para seres humanos varia de 20 Hz a 20.000 Hz.
5.1.2.1.1. A frequência do som audível para seres humanos varia de 20 Hz a 20.000 Hz (20 kHz).
5.1.3. Ultrassom
5.1.3.1. Sons com frequência acima de 20.000 Hz são chamados de ultrassons.
5.1.3.1.1. Na medicina, o ultrassom é usado em exames como ultrassonografias para ver dentro do corpo sem cirurgia.
5.1.3.1.2. Golfinhos usam ultrassons para se orientar e encontrar presas, emitindo sons que voltam ao bater em objetos, mesmo em águas turvas.
5.1.3.1.3. Morcegos usam ultrassons para voar e caçar insetos no escuro, emitindo sons e ouvindo o eco para localizar obstáculos e presas.
5.2. Qualidades Fisiológicas do Som
5.2.1. Intensidade
5.2.1.1. Refere-se ao volume do som, ou seja, o quanto ele é forte ou fraco. Sons mais fortes, ou seja, de maior volume, podem ser escutados a longas distâncias.
5.2.1.1.1. Ao ajustar o volume da televisão, estamos alterando a intensidade do som e não a altura.
5.2.1.1.2. A intensidade é medida em decibéis e está relacionada à amplitude da onda sonora.
5.2.2. Altura
5.2.2.1. A altura diz respeito ao quão agudo ou grave é o som, determinado pela frequência das ondas sonoras.
5.2.2.1.1. Cada nota musical tem uma altura (frequência) específica.
5.2.2.1.2. A voz masculina é mais grave (som baixo) e a voz feminina é mais aguda (som alto).
5.2.2.1.3. Sons agudos têm alta frequência, enquanto sons graves têm baixa frequência.
5.2.3. Timbre
5.2.3.1. O timbre é o que dá uma "personalidade" única a cada som e permite identificar diferentes instrumentos musicais ou vozes, mesmo quando tocam a mesma nota.
5.2.3.1.1. mesmo que um violão e um piano toquem a mesma nota na mesma altura e com o mesmo volume, conseguimos perceber que os sons são diferentes.
5.2.3.1.2. O timbre está relacionado com a forma da onda, e varia de um instrumento para o outro.
6. Eletricidade
6.1. 1ª Lei de Ohm
6.1.1. Fórmula
6.1.1.1. V = R × I Onde: V é a tensão (voltagem) em volts (V). R é a resistência em ohms (Ω). I é a corrente elétrica em amperes (A).
6.1.2. Exercícios
6.1.2.1. Qual é a diferença de potencial necessária para que uma corrente de 5 A passe por um resistor de 4 Ω?
6.1.2.2. Uma lâmpada é conectada a uma bateria de 12 V e permite a passagem de uma corrente de 2 A. Qual é a resistência da lâmpada?
6.1.2.3. Um resistor de 10 Ω é conectado a uma fonte de 20 V. Qual é a corrente que percorre o resistor?
6.2. Potência Elétrica
6.2.1. Fórmulas
6.2.1.1. Potência em termos de tensão e corrente:
6.2.1.1.1. P = U × I Onde: P é a potência em watts (W) V é a tensão em volts (V) I é a corrente em amperes (A)
6.2.1.2. Potência em termos de corrente e resistência:
6.2.1.2.1. P = I² × R Onde: P é a potência em watts (W) I é a corrente em amperes (A) R é a resistência em ohms (Ω)
6.2.1.3. Potência em termos de tensão e resistência:
6.2.1.3.1. P = U² / R Onde: P é a potência em watts (W) V é a tensão em volts (V) R é a resistência em ohms (Ω)
6.2.2. Exercícios
6.2.2.1. Um resistor de 15 Ω está ligado a uma tensão de 45 V. Qual é a potência dissipada por esse resistor?
6.2.2.2. Um aparelho elétrico tem uma resistência de 10 Ω e uma corrente de 3 A passa por ele. Qual é a potência dissipada no aparelho?
6.2.2.3. Uma lâmpada está conectada a uma tensão de 120 V e a corrente que passa por ela é de 0,5 A. Qual é a potência consumida pela lâmpada?
7. Óptica
7.1. Lentes
7.1.1. Convergente
7.1.1.1. As lentes convergentes (ou convexas) possuem bordas finas e aproximam os raios de luz paralelos a um ponto focal após passarem pela lente.
7.1.1.2. São usadas em instrumentos como câmeras fotográficas, projetores, lupas e óculos para correção de hipermetropia.
7.1.1.3. A lente natural do olho humano, o cristalino, é uma convergente.
7.1.2. Divergente
7.1.2.1. As lentes divergentes (ou côncavas) possuem bordas grossas e afastam os raios de luz paralelos, fazendo-os divergir.
7.1.2.2. São usadas principalmente para corrigir a miopia e em alguns tipos de telescópios.
7.2. Defeitos da Visão
7.2.1. Miopia: A pessoa tem dificuldade em ver objetos distantes, pois a imagem se forma antes da retina. Corrige-se com lentes divergentes.
7.2.2. Hipermetropia: A pessoa tem dificuldade em ver objetos próximos, pois a imagem se forma atrás da retina. Corrige-se com lentes convergentes.
7.2.3. Astigmatismo: Causa visão embaçada devido à curvatura irregular da córnea ou do cristalino. É corrigido com lentes cilíndricas.
7.2.4. Presbiopia: Um defeito associado à idade, em que a pessoa tem dificuldade em ver de perto. Corrige-se com lentes convergentes ou multifocais.