Grade 10
  1. Mecânica  1.1. Dinâmica  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas dimensões  1.1.3. Deslocamento e Distância  1.1.4. Velocidade e Rapidez  1.1.5. Aceleração  1.1.6. Representação gráfica do movimento  1.1.7. Equações do movimento  1.1.8. Queda livre e aceleração devido à gravidade  1.1.9. Movimento projetil  1.1.10. Velocidade relativa  1.2. Dinâmica  1.2.1. Leis do Movimento de Newton  1.2.2. Inércia e massa  1.2.3. Força e seus tipos  1.2.4. força de ação e reação  1.2.5. Fricção e seus efeitos  1.2.6. Coeficiente de atrito  1.2.7. Movimento circular  1.2.8. Força centrípeta e aceleração centrípeta  1.2.9. Momento e Impulso  1.2.10. Conservação do momento  1.2.11. A terceira lei de Newton e aplicações  1.3. Trabalho, Energia e Potência  1.3.1. Trabalho realizado pela força  1.3.2. Teorema do trabalho–energia  1.3.3. Energia cinética  1.3.4. Energia potencial  1.3.5. Energia Mecânica  1.3.6. Conservação de Energia  1.3.7. Potência e eficiência  1.3.8. Renewable and non-renewable energy sources  1.4. Força gravitacional  1.4.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional e intensidade do campo  1.4.3. Aceleração da gravidade em diferentes planetas  1.4.4. As leis do movimento planetário de Kepler  1.4.5. Órbitas e satélites  1.4.6. Peso e peso aparente  1.4.7. Energia potencial gravitacional
  2. Properties of matter  2.1. Estados da Matéria  2.1.1. Sólido, líquido e gás  2.1.2. Molecular structure of matter  2.1.3. Forças intermoleculares  2.1.4. Plasma e Condensado de Bose–Einstein  2.2. Pressão  2.2.1. Definição de Pressão  2.2.2. Pressão em líquidos  2.2.3. Pressão atmosférica  2.2.4. Princípio de Pascal  2.2.5. Princípio de Arquimedes e Flutuabilidade  2.2.6. Tensão superficial e capilaridade  2.3. Elasticidade  2.3.1. Lei de Hooke  2.3.2. Tensão e deformação  2.3.3. Limite de Elasticidade e Módulo de Elasticidade  2.3.4. Aplicações da Elasticidade
  3. Física térmica  3.1. calor e temperatura  3.1.1. Diferença Entre Calor e Temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Expansão térmica  3.1.4. Equilíbrio térmico  3.2. Transferência de calor  3.2.1. Condutividade  3.2.2. Convecção  3.2.3. Radiação  3.2.4. Isolamento e suas aplicações  3.3. Propriedades térmicas da matéria  3.3.1. Capacidade térmica específica  3.3.2. Calor latente e mudança de fase  3.3.3. Ponto de Ebulição e Fusão  3.3.4. Motores térmicos e refrigeração  3.4. Laws of Thermodynamics  3.4.1. Lei zero da termodinâmica  3.4.2. Primeira lei da termodinâmica  3.4.3. Segunda lei da termodinâmica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas e óptica  4.1. A natureza e as propriedades das ondas  4.1.1. Tipos de ondas na natureza e propriedades das ondas  4.1.2. Ondas transversais e longitudinais  4.1.3. Parâmetros das ondas  4.1.4. Reflexão e refração de ondas  4.1.5. Superposição e Interferência  4.1.6. Ondas estacionárias e ressonância  4.1.7. Efeito Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características das ondas sonoras  4.2.2. Velocidade do som em diferentes meios  4.2.3. Aplicações das ondas sonoras  4.2.4. Ultrassom e seus usos  4.3. Ondas de Luz e Óptica  4.3.1. Natureza da luz  4.3.2. Reflexão da luz  4.3.3. Leis da reflexão  4.3.4. Espelhos e Formação de Imagens  4.3.5. Refração da luz  4.3.6. Lei de Snell  4.3.7. Lentes e Formação de Imagens  4.3.8. Reflexão interna total e ângulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Optical Instruments  4.4.1. Microscópio  4.4.2. Telescope  4.4.3. Olho humano e defeitos de visão  4.4.4. Câmera e seu princípio de funcionamento
  5. Eletricidade e Magnetismo  5.1. Eletrostática  5.1.1. Electric charge and its properties  5.1.2. Condutores e Isolantes  5.1.3. Lei de Coulomb  5.1.4. Campo elétrico e linhas de campo  5.1.5. Potencial elétrico e diferença de potencial  5.1.6. Capacitores e Capacitância  5.2. Eletricidade Corrente  5.2.1. Corrente elétrica e sua medição  5.2.2. Lei de Ohm  5.2.3. Resistência e resistividade  5.2.4. Circuitos em Série e Paralelos  5.2.5. Energia e potência elétrica  5.2.6. Leis de Kirchhoff  5.3. Magnetismo e Eletromagnetismo  5.3.1. Campo magnético e linhas de campo  5.3.2. Efeitos magnéticos da corrente elétrica  5.3.3. Indução eletromagnética  5.3.4. Leis de Faraday da indução eletromagnética  5.3.5. Transformadores e Aplicações  5.3.6. Corrente AC e DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estrutura do átomo  6.1.2. Modelo atômico de Bohr  6.1.3. Níveis de Energia dos Elétrons  6.1.4. Raios-X e aplicações  6.2. Radioatividade  6.2.1. Tipos de radiação  6.2.2. Meia-vida e decaimento radioativo  6.2.3. Reações nucleares e aplicações  6.2.4. Fissão e Fusão  6.3. Física quântica  6.3.1. Dualidade onda-partícula  6.3.2. Efeito Fotoelétrico  6.3.3. Quantização de energia  6.3.4. Princípio da incerteza de Heisenberg
  7. Eletrônica e Comunicação  7.1. Semicondutores  7.1.1. Condutores, Isolantes e Semicondutores  7.1.2. Diodos e suas aplicações  7.1.3. Transistores e Portas Lógicas  7.1.4. LEDs e fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicação  7.2.1. Noções básicas de comunicação  7.2.2. Analog and digital signals  7.2.3. Comunicação sem fio e por fibra óptica  7.2.4. Ondas de Rádio e Modulação

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Leis do Movimento de Newton


As leis do movimento de Newton são três leis físicas que formam a base da mecânica clássica. Elas descrevem a relação entre o movimento de um objeto e as forças atuantes sobre ele. Essas leis foram formuladas pela primeira vez por Sir Isaac Newton em sua obra "Philosophiae Naturalis Principia Mathematica", publicada em 1687. As três leis do movimento são as seguintes:

Primeira lei: Lei da inércia

A primeira lei, também chamada de lei da inércia, afirma que um objeto em repouso permanecerá em repouso, e um objeto em movimento continuará se movendo com velocidade constante, a menos que uma força externa seja aplicada a ele. Isso significa que os objetos continuam fazendo o que estão fazendo a menos que haja uma mudança.

Entendendo a inércia

Inércia é a tendência de um objeto de resistir a uma mudança em seu estado de movimento. Mais massa significa mais inércia porque é necessária mais força para mudar o movimento do objeto. Por exemplo, considere um caminhão pesado e um carro pequeno. O carro pequeno é mais fácil de empurrar porque tem menos massa e, portanto, menos inércia do que o caminhão.

inércia de uma caixa

Esta imagem mostra uma caixa no chão. Se nenhuma força for aplicada a ela, a caixa não se moverá devido à sua inércia. Se você empurrá-la, ela começará a se mover, superando a inércia.

Exemplos na vida cotidiana

  • Carro estacionado: Um carro estacionado permanece parado a menos que alguém aplique uma força para movê-lo, como ligar o motor e dirigir.
  • Bicicleta em movimento: Ao pedalar, a bicicleta continua se movendo no caminho até que você aplique os freios ou ela colida com algo.

Segunda lei: Lei da aceleração

A segunda lei descreve como a velocidade de um objeto muda quando uma força externa é aplicada a ele. Esta lei afirma que a aceleração de um objeto é proporcional à força líquida aplicada sobre ele e inversamente proporcional à sua massa. A equação matemática para esta lei é:

F = ma

Onde:

  • F é a força líquida aplicada ao objeto (em Newtons).
  • m é a massa do objeto (em quilogramas).
  • a é a aceleração (em metros por segundo ao quadrado).

Visualização da aceleração

t = 0 t = 1 t = 2 t = 3

A ilustração mostra como a posição de um objeto muda com o tempo quando uma força constante é aplicada. Com o aumento do tempo, a velocidade aumenta, o que mostra aceleração.

Exemplos na vida cotidiana

  • Empurrando um carrinho de compras: Quando a mesma força é aplicada a um carrinho carregado, devido à sua maior massa, ele se move mais devagar do que um carrinho vazio.
  • Deixando cair uma bola: Quando uma bola é deixada cair, ela acelera para baixo devido à força da gravidade.

Terceira lei: Lei de ação e reação

A terceira lei afirma que para toda ação existe uma reação igual e oposta. Esta lei explica a natureza da interação de forças entre dois objetos. Quando um objeto exerce uma força sobre outro objeto, o segundo objeto exerce uma força de magnitude igual, mas em sentido oposto, sobre o primeiro objeto.

Força reação

Este diagrama mostra duas esferas agindo uma sobre a outra. A linha laranja representa a força exercida pela esfera da esquerda, enquanto a linha azul representa a força de reação exercida pela esfera da direita, ilustrando a terceira lei de Newton.

Exemplos na vida cotidiana

  • Andar: Quando você anda, seu pé empurra o chão para trás, e o chão empurra seu pé para frente, movendo-o para frente.
  • Propulsão de foguete: Foguetes se movem para cima empurrando gás para baixo. A ação de expelir o gás cria uma reação igual e oposta que empurra o foguete para cima.

Combinação de leis

Juntas, as três leis de Newton explicam como as forças interagem e fazem com que os objetos se movam. Elas fornecem a compreensão fundamental usada para resolver problemas complexos em física e engenharia. Vamos considerar alguns cenários envolvendo essas leis:

Cenário de acidente de carro

Imagine dois carros colidindo de frente. A primeira lei se aplica porque a inércia fará com que o conteúdo dos carros continue se movendo à velocidade inicial, a menos que outra força seja aplicada a eles. A segunda lei se aplica quando a força aplicada aos carros determina a mudança em sua velocidade ou aceleração. A terceira lei mostra que o carro A e o carro B exercem forças iguais e opostas um sobre o outro durante a colisão.

Cenário de bola quicando

Quando uma bola quica no chão, todas as três leis estão em ação. A primeira lei aparece quando a bola continua se movendo após ser deixada cair. A segunda lei se aplica quando a força do chão muda a direção da velocidade da bola. A terceira lei aparece quando a ação da bola atingindo o chão faz com que o chão exerça uma força igual e oposta para cima, fazendo a bola quicar.

Conclusão

As leis do movimento de Newton fornecem uma estrutura crucial para entender o comportamento dos objetos e as forças que atuam sobre eles. Elas formam a pedra angular da mecânica clássica, permitindo-nos prever como os objetos se moverão e interagirão no mundo ao nosso redor. De atividades cotidianas a avançadas aplicações tecnológicas, essas leis continuam sendo fundamentais para nossa compreensão da física e do movimento.


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