Grade 11
  1. Mecânica  1.1. dinâmicas  1.1.1. Movimento em uma dimensão  1.1.2. Movimento em duas e três dimensões  1.1.3. Deslocamento e Distância  1.1.4. Velocidade e Rapidez  1.1.5. Aceleração e desaceleração  1.1.6. Análise gráfica do movimento  1.1.7. Equações do movimento (derivações avançadas)  1.1.8. Queda livre e velocidade terminal  1.1.9. Movimento de projéteis  1.1.10. Velocidade relativa em uma e duas dimensões  1.1.11. Movimento de um carro em um plano inclinado  1.2. Dinâmica  1.2.1. As leis do movimento de Newton e suas aplicações  1.2.2. Inércia e a primeira lei de Newton  1.2.3. Força e tipos de força  1.2.4. Atrito estático e cinético  1.2.5. Movimento circular e aceleração centrípeta  1.2.6. Movimento circular não uniforme  1.2.7. Bancagem de estradas e curvas  1.2.8. Momento e Impulso  1.2.9. Conservação do momento em uma e duas dimensões  1.2.10. Aplicações da Terceira Lei de Newton  1.3. Work, Energy and Power  1.3.1. Trabalho realizado por uma força constante e variável  1.3.2. Teorema trabalho-energia  1.3.3. Energia cinética e potencial  1.3.4. Energia potencial gravitacional e elástica  1.3.5. Conservação da energia mecânica  1.3.6. Poder e potência instantânea  1.3.7. Eficiência das máquinas  1.3.8. Trabalho realizado por forças conservativas e não conservativas  1.4. Movimento rotacional  1.4.1. Torque e aceleração angular  1.4.2. Equilíbrio rotacional  1.4.3. Momento de inércia e suas aplicações  1.4.4. Momento angular e sua conservação  1.4.5. Energia cinética de movimento de rotação e rotação  1.4.6. Teorema dos Eixos Paralelos e Perpendiculares  1.4.7. Dinâmica do movimento rotacional
  2. Gravitational force  2.1. Gravitação universal  2.1.1. Lei da gravitação universal de Newton  2.1.2. Campo gravitacional e potencial  2.1.3. Mudança na aceleração devido à gravidade  2.1.4. Leis do movimento planetário de Kepler  2.1.5. Mecânica orbital e satélites  2.1.6. Velocidade de escape e velocidade orbital  2.1.7. Ausência de peso e queda livre  2.1.8. Energia potencial gravitacional e energia em órbitas  2.1.9. Buracos negros e lente gravitacional
  3. Propriedades da matéria  3.1. Mecânica dos fluidos  3.1.1. Densidade e pressão em líquidos  3.1.2. A teoria de Pascal e aplicações  3.1.3. O Princípio de Arquimedes e a flutuação  3.1.4. A equação de Bernoulli e aplicações  3.1.5. Equação de continuidade e o efeito Venturi  3.1.6. Tensão superficial e capilaridade  3.1.7. Viscosidade e Lei de Poiseuille  3.1.8. Número de Reynolds e turbulência  3.2. Elasticidade e deformação  3.2.1. Lei de Hooke e a relação tensão-deformação  3.2.2. Módulo de elasticidade e aplicações  3.2.3. Deformação e limite de escoamento de sólidos
  4. Física térmica  4.1. Calor e temperatura  4.1.1. Propriedades termométricas e escala de temperatura  4.1.2. Expansão térmica de sólidos, líquidos e gases  4.1.3. Sistema de transferência de calor  4.1.4. Capacidade calorífica específica e calorimetria  4.1.5. Calor latente e mudança de fase  4.2. Kinetic theory of gases  4.2.1. Modelo molecular dos gases  4.2.2. Explicação cinética da temperatura  4.2.3. Equação do Gás Ideal e Desvios  4.2.4. Caminho livre médio e distribuição de Maxwell-Boltzmann  4.3. Leis da Termodinâmica  4.3.1. Lei Zero e Equilíbrio Térmico  4.3.2. Primeira Lei e Energia Interna  4.3.3. A Segunda Lei e Entropia  4.3.4. Ciclo de Carnot e motores térmicos  4.3.5. Refrigeradores e Bombas de Calor
  5. Ondas e oscilações  5.1. Movimento Harmônico Simples  5.1.1. Equações do MHS  5.1.2. Energia no MHS  5.1.3. Oscilações amortecidas e forçadas  5.1.4. Ressonância e aplicações  5.1.5. Pêndulo e sistema massa-mola  5.2. Movimento ondulatório  5.2.1. Tipos de ondas mecânicas  5.2.2. Movimento das ondas e transporte de energia  5.2.3. Princípio da Superposição e Ondas Estacionárias  5.2.4. Reflexão, Refração e Difração  5.2.5. Efeito Doppler em som e luz  5.2.6. Pulsos e interferência
  6. Eletricidade e Magnetismo  6.1. Eletrostática  6.1.1. Carga elétrica e conservação  6.1.2. A lei de Coulomb e suas aplicações  6.1.3. Campo elétrico e fluxo elétrico  6.1.4. Potencial elétrico e energia potencial  6.1.5. Capacitance and Energy Stored in a Capacitor  6.2. Eletricidade Atual  6.2.1. Lei de Ohm e resistência elétrica  6.2.2. Resistência e dependência de temperatura  6.2.3. Leis de Kirchhoff e Análise de Circuitos  6.2.4. Potência elétrica e eficiência  6.2.5. Combinação de resistores  6.3. Magnetismo e Eletromagnetismo  6.3.1. Campos magnéticos e suas fontes  6.3.2. Força magnética em cargas em movimento  6.3.3. Indução eletromagnética  6.3.4. Leis de Faraday e Lenz  6.3.5. Indutância e Transformador  6.3.6. Corrente alternada e suas aplicações
  7. Óptica  7.1. Reflexão e Refração  7.1.1. leis da reflexão e refração  7.1.2. Espelhos e lentes  7.1.3. Reflexão interna total e fibra óptica  7.2. Óptica de ondas  7.2.1. Interferência e Difração  7.2.2. Experimento da dupla fenda de Young  7.2.3. Polarização da luz
  8. Física Moderna  8.1.1. Efeito fotoelétrico e a teoria de Einstein  8.1.2. Dualidade onda-partícula  8.1.3. Princípio da Incerteza de Heisenberg  8.1.4. Compton Effect  8.2. Física Atômica e Nuclear  8.2.1. Modelo atômico e níveis de energia  8.2.2. Decaimento radioativo e meia-vida  8.2.3. Fissão Nuclear e Fusão
  9. Eletrônica e Comunicação  9.1. Semicondutores  9.1.1. junção pn e diodo  9.1.2. Transistores e Portas Lógicas  9.1.3. Circuitos Integrados e Aplicações  9.2. Sistemas de Comunicação  9.2.1. Noções básicas de Comunicação Analógica e Digital  9.2.2. Comunicação Sem Fio e Óptica  9.2.3. Modulação e Demodulação

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Força e tipos de força


No estudo da física, particularmente o ramo da mecânica conhecido como dinâmica, o conceito de força é fundamental. A força pode ser vista como um empurrão ou puxão sobre um objeto que pode mudar sua velocidade, direção ou forma. Analisar forças nos permite entender como os objetos se movem e interagem uns com os outros. Vamos dar uma olhada mais profunda no conceito de força, nos tipos de forças encontradas no mundo físico, e como elas são representadas e medidas.

Entendendo a força

A força é uma interação que muda o movimento de um objeto sem oposição. A força pode mudar a velocidade de um objeto com massa, ou seja, acelerá-lo. Da mesma forma, a força também pode fazer com que um objeto deforme ou mude de forma. A maneira mais simples de entender a força é pensar nela como um empurrão ou puxão. A unidade SI de força é o newton (N). Um newton é a quantidade de força necessária para dar a uma massa de 1 quilograma uma aceleração de 1 m/s².

O conceito de força pode ser descrito pelas leis do movimento de Newton. A primeira lei, também chamada de lei da inércia, afirma que um objeto permanecerá em repouso ou em movimento uniforme, a menos que seja afetado por uma força. A segunda lei fornece uma descrição quantitativa dos efeitos da força e é expressa como:

F = m × a

Onde:

  • F é a força aplicada ao objeto
  • m é a massa do objeto
  • a é a aceleração gerada

Tipos de forças

As forças podem ser amplamente classificadas em dois tipos: forças de contato e forças de não contato. Cada tipo tem várias forças específicas que entram em jogo em diferentes situações físicas.

Força de contato

As forças de contato requerem contato físico entre dois objetos interagindo. Alguns tipos comuns de forças de contato são:

Força de atrito

O atrito é a força que se opõe ao movimento relativo de duas superfícies em contato ou a tendência para esse movimento. Atua paralelo à superfície e oposto à direção do movimento ou movimento pretendido.

caixa

Exemplo: Empurrar uma caixa pelo chão. O atrito entre a caixa e o chão resiste ao movimento.

Força de tensão

A tensão é a força transmitida através de uma corda, cabo ou fio quando é puxada por forças que atuam em extremidades opostas. A tensão é uma força de tração e sempre atua ao longo do comprimento do fio ou cabo.

Corda

Exemplo: Um jogo de cabo de guerra em que cada equipe puxa a corda, criando tensão nela.

Força normal

A força normal é uma força de suporte aplicada a um objeto que está em contato com outro objeto estacionário. Atua perpendicular à superfície do objeto.

objeto

Exemplo: Um livro repousa sobre uma mesa. A mesa exerce uma força normal para cima no livro que equilibra seu peso.

Força aplicada

A força aplicada é a força aplicada a um objeto por alguém ou outro objeto.

Exemplo: Para abrir uma porta, você deve aplicar força com a mão.

Força de mola

A força de mola é a força exercida por uma mola comprimida ou esticada em qualquer objeto a ela ligado. É descrita pela lei de Hooke:

F = -k × x

Onde:

  • F é a força exercida pela mola
  • k é a constante da mola, que é uma medida da rigidez da mola
  • x é o deslocamento da mola a partir de sua posição de equilíbrio

Exemplo: Comprimir um lançador de mola de brinquedo antes de ser liberado.

Forças de não contato

As forças de não contato atuam à distância sem contato físico direto. Essas forças surgem dos campos criados pelos objetos. As forças de não contato mais comuns incluem:

Força gravitacional

A gravidade é a força de atração entre dois corpos. É a mais fraca das quatro forças fundamentais, mas é dominante em grandes distâncias e é responsável pelo movimento dos corpos celestes. A força gravitacional atuando sobre um objeto na superfície da Terra é dita ser igual ao peso do objeto e é expressa como:

F = m × g

Onde:

  • F é a força gravitacional
  • m é a massa do objeto
  • g é a aceleração devido à gravidade, cerca de 9,8 m/s²

Força eletromagnética

As forças eletromagnéticas surgem de cargas elétricas. Esta força inclui tanto as forças elétricas, que ocorrem entre cargas estacionárias, quanto as forças magnéticas, que surgem de cargas ou correntes em movimento. As equações de Maxwell descrevem essas forças e como elas interagem.

Exemplo: Repulsão entre duas cargas do mesmo tipo ou atração entre cargas opostas.

Forças nucleares

As forças nucleares incluem as forças fortes e fracas que atuam na escala do núcleo atômico. A força nuclear forte mantém os prótons e nêutrons juntos dentro do núcleo de um átomo e é a força mais forte conhecida. A força fraca é responsável pelo decaimento radioativo e interações de neutrinos, e atua em distâncias ainda menores.

Força magnética

A força magnética está relacionada às forças eletromagnéticas e atua sobre cargas em movimento. Pode ser representada usando linhas de campo magnético e afeta materiais de maneira diferente dependendo de suas propriedades.

Exemplo: A força entre os polos de um ímã ou agulha de bússola que estão alinhados com o campo magnético da Terra.

Conclusão

Compreender os diferentes tipos de forças na mecânica e como elas atuam sobre os objetos é muito importante. As forças são responsáveis pelo movimento e interações de todos os objetos físicos, desde as menores partículas até os maiores corpos celestes. Estudando forças, obtemos informações importantes sobre o funcionamento do mundo natural e os princípios fundamentais que governam tudo no universo.


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Força e tipos de força

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