FSICA COMPREENDENDO A FSICA Alberto Gaspar 1 ano
FÍSICA
COMPREENDENDO A FÍSICA Alberto Gaspar – 1º ano ensino médio
UNIDADE 2 – ESTUDO DOS MOVIMENTOS Alan Bean/Coleção particular CAPÍTULO 5 – MOVIMENTOS SOB AÇÃO DA GRAVIDADE • Se não houvesse a resistência do ar, todos os corpos, de qualquer peso ou forma, abandonados na mesma altura, nas proximidades da atmosfera da Terra, levaria o mesmo tempo para atingir o solo. Esse movimento é conhecido como queda livre. Em 1971, o astronauta David R. Scott, na superfície da Lua, deixou cair um martelo e uma pena, comprovando que, na ausência da resistência do ar, a aceleração com que os corpos caem é a mesma. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 5 – MOVIMENTOS SOB AÇÃO DA GRAVIDADE FUNÇÕES DO MOVIMENTO DE QUEDA LIVRE • No movimento de queda livre a trajetória é retilínea e a aceleração é constante. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 5 – MOVIMENTOS SOB AÇÃO DA GRAVIDADE Ilustrações técnicas: Banco de imagens/Arquivo da editora LANÇAMENTO OBLÍQUO DE PROJÉTEIS • Por meio de um plano inclinado, Galileu estudou o movimento uniforme variado e o movimento de projéteis, concluindo que esse movimento pode ser considerado composto de dois movimentos: um MRU, na direção horizontal, e um MRUV, na vertical com aceleração da gravidade, desprezando a resistência do ar. O movimento de um projétil pode ser decomposto em um movimento horizontal e em um movimento vertical. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
UNIDADE 3 – FORÇA E MOVIMENTO CAPÍTULO 6 – AS LEIS DE NEWTON O conceito de força: • o conceito de força em Física, define-se mediante expressões matemáticas provenientes de leis físicas que estabelecem em seu caráter vetorial, permitindo determinar sua posição e sentido, calcular ou medir seu módulo e definir sua unidade de medida. Inércia - a primeira Lei de Newton: • um corpo permanece em repouso ou em movimento retilíneo uniforme se nenhuma força for exercida sobre ele. Força, massa e aceleração • a segunda Lei de Newton: a segunda lei de Newton também é conhecida com a lei fundamental da Dinâmica é o estudo dos movimentos e suas causas. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 6 – AS LEIS DE NEWTON Mauro Nakata/Arquivo da editora AÇÃO E REAÇÃO - TERCEIRA LEI DE NEWTON • se um corpo A exerce uma força sobre um corpo B, o corpo B exerce sobre o corpo A uma força de mesmo módulo e direção, mas de sentido contrário. Quando o patinador empurra a parede, a parede empurra o patinador na mesma direção, com a mesma intensidade, porém em sentido oposto. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 6 – AS LEIS DE NEWTON: UNIDADE DE FORÇA DO SI A segunda lei de Newton permite uma definição de força, dando origem a sua unidade de medida, o newton (N), que é a unidade de medida de força do SI. Assim se uma força resultante FR produzir num corpo de massa 1 kg a aceleração de módulo 1 m/s , essa força terá, por definição, módulo de 1 newton (N). COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 7 – PESO E EQUILÍBRIO A massa de um corpo é uma propriedade intrínseca dele, isto é, depende apenas do próprio corpo, enquanto o peso de um corpo é a força de atração gravitacional exercida sobre ele. A massa, no entanto, é sempre a mesma em qualquer lugar do Universo. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 7 – PESO E EQUILÍBRIO Ilustrações técnicas: Banco de imagens/Arquivo da editora EQUILÍBRIO DO PONTO MATERIAL • Um ponto material está em equilíbrio se a resultante das forças exercidas sobre ele for nula. Representação de um sistema de forças agindo sobre um ponto material. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 7 – PESO E EQUILÍBRIO MOMENTO DE UMA FORÇA • O efeito da força está relacionada a rotação do corpo rígido e depende do módulo da força e da distância da linha de ação da força ao eixo, a esse efeito denominamos Ilustrações: Paulo Manzi/Arquivo da editora momento ou torque de uma força. Representação de um portão visto de frente. Forças exercidas perpendicularmente ao portão, a diferentes distâncias do eixo O. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre Forças aplicadas, em diferentes ângulos, na extremidade do portão.
CAPÍTULO 7 – PESO E EQUILÍBRIO • Equilíbrio de corpos rígidos: em síntese, levando em conta que um corpo rígido pode deslocar-se e girar, pode-se afirmar que ele só estará em equilíbrio quando suas condições estiverem satisfeitas: • Primeira condição de equilíbrio: a resultante das forças exercidas sobre ele deve ser nula. • Segunda condição de equilíbrio: a soma dos momentos das forças exercidas sobre ele, em relação a qualquer ponto 0, deve ser nula. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 7 – PESO E EQUILÍBRIO Eduardo Santaliestra/Arquivo da editora CENTRO DE GRAVIDADE • tente equilibrar uma tabuinha na horizontal com um dedo só. Mesmo que você não consiga um equilíbrio estável, é fácil perceber que há apenas um ponto de apoio em que esse equilíbrio é possível; na vertical que passa pelo centro de gravidade (CG) da tabuinha. Equilíbrio de uma tabuinha em um só dedo. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 8 – APLICAÇÕES DAS LEIS DE NEWTON DA CINÉTICA À DIN MICA • A Cinética estuda os movimentos sem levar em conta suas causas, limitando-se à simples descrições matemáticas. Agora, com as leis de Newton, podemos nos aprofundar um pouco mais nesse estudo e incluir as causas imediatas dos movimentos – as forças que os originam -, passando, assim, da Cinética à Dinâmica. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 8 – APLICAÇÕES DAS LEIS DE NEWTON FORÇAS DE INTERAÇÃO: APLICAÇÕES DA TERCEIRA LEI DE NEWTON • Até aqui analisamos situações que envolviam apenas um corpo isolado, resolvidas com aplicação da segunda lei de Newton. Quando, porém, consideramos a interação de dois ou mais corpos, é conveniente analisar a situação de dois pontos de vista: • Considerando os corpos como um único sistema ou um só corpo - desse modo reduzimos o problema às situações já estudadas; • Considerando cada corpo ou elemento do conjunto, isoladamente – nesse caso é necessário utilizar a terceira lei de Newton para estabelecer o modo como um corpo é vinculado ao outro. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 9 – PLANO INCLINADO E ATRITO Ilustrações técnicas: Banco de imagens/Arquivo da editora FORÇAS E MOVIMENTO DE UM PLANO INCLINADO • A figura mostra um bloco de massa colocado sobre um plano inclinado sem atrito. Sobre esse bloco são exercidas duas forças: seu peso devido a atração da Terra, vertical para baixo, e a força normal N, exercidas pelo plano e perpendicular a ele para cima. Forças normal, N e peso, P, que agem sobre o bloco. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 9 – PLANO INCLINADO E ATRITO Ilustrações: Mauro Nakata/Arquivo da editora ATRITO • Força de atrito estático; • Força de atrito Cinético. Representação da determinação da força de atrito estático máxima a partir da força elástica. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 9 – PLANO INCLINADO E ATRITO • Leis do atrito: apresentam as propriedades da força de atrito estático e cinético. Apresentam-se três consequências da lei do atrito: • Seus módulos são diretamente proporcionais ao módulo (N) da força normal às superfícies em contato; • Seus módulos são diretamente proporcionais a um fator numérico que depende dos materiais das superfícies em contato denominado coeficiente de atrito; • O módulo da força de atrito estático é variável. Ao atingir seu valor máximo, o corpo se desloca e sobre ele passa a ser exercida a força de atrito cinética, cujo módulo pode ser considerado constantes para velocidades pequenas, em geral até cerca de 5 m/s. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 9 – PLANO INCLINADO E ATRITO • Sabe-se ainda que os coeficientes de atrito, são, em geral, diferentes: o coeficiente de atrito estático é sempre maior que o coeficiente de atrito cinético. Tendo em vista essa considerações, os módulos da força de atrito estático (Fae) e da força d atrito cinético (Fac) são dadas pelas expressões: COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 9 – PLANO INCLINADO E ATRITO • Ao contrário de outras constantes físicas, os coeficientes de atrito são valores experimentais, muito variáveis e imprecisos. • Alguns coeficientes de atrito entre superfícies limpas e secas de dois materiais COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
CAPÍTULO 9 – PLANO INCLINADO E ATRITO A FORÇA DE ATRITO COMO FORÇA MOTORA • Na maioria das vezes a força de atrito possibilita o movimento. Nós só podemos caminhar por causa do atrito entre os nossos pés e o solo. Todos os sistemas de transporte terrestre se movimentam desse modo, graças ao atrito de pneus, rodas de aço ou lagartas com o solo. COMPREENDENDO A FÍSICA | Volume 1 – 2º Bimestre
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