Grade 9
  1. Mecânica  1.1. Movimento  1.1.1. Tipos de movimento  1.1.2. Distância e deslocamento  1.1.3. Velocidade e Velocidade  1.1.4. Aceleração  1.1.5. Representação gráfica do movimento  1.1.6. Equações do movimento  1.1.7. Movimento uniforme e não uniforme  1.1.8. Queda livre e aceleração devido à gravidade  1.1.9. Velocidade relativa  1.1.10. Movimento circular  1.2. Leis da força e movimento  1.2.1. O conceito de força  1.2.2. A primeira lei do movimento de Newton  1.2.3. Segunda lei do movimento de Newton  1.2.4. Terceira Lei de Newton do Movimento  1.2.5. Inércia e tipos de inércia  1.2.6. Movimento  1.2.7. Conservação do momento  1.2.8. Aplicação das leis de Newton na vida cotidiana  1.2.9. Tipos de Forças (Contato e Não Contato)  1.2.10. Friction and its effects  1.3. Força Gravicional  1.3.1. Lei da gravitação universal de Newton  1.3.2. Importância da Força Gravitacional  1.3.3. Aceleração devido à gravidade  1.3.4. Queda livre e ausência de peso  1.3.5. Massa e peso  1.3.6. Variação de g com altura e profundidade  1.3.7. Leis do movimento planetário de Kepler  1.3.8. Satélites e suas órbitas  1.4. Trabalho, Energia e Potência  1.4.1. Conceito de trabalho  1.4.2. Ações positivas e negativas  1.4.3. Trabalho realizado por força constante e variável  1.4.4. Energia e suas formas  1.4.5. Kinetic energy and potential energy  1.4.6. Lei da conservação de energia  1.4.8. Unidade comercial de energia  1.4.9. Teorema Trabalho-Energia  1.5. Máquinas simples  1.5.1. Tipos de máquinas simples  1.5.2. Mechanical advantage  1.5.3. Eficiência das máquinas  1.5.4. Alavancas e seus tipos  1.5.5. Polias e Planos Inclinados  1.5.6. Engrenagens e seus usos
  2. Propriedades da matéria  2.1. Estados da matéria  2.1.1. Sólidos, líquidos e gases  2.1.2. Propriedades dos diferentes estados da matéria  2.1.3. Mudança no estado da matéria  2.1.4. Plasma e Condensado de Bose-Einstein  2.2. Densidade e pressão  2.2.1. Conceito de densidade e densidade relativa  2.2.2. Pressão em sólidos, líquidos e gases  2.2.3. Lei de Pascal e suas Aplicações  2.2.4. Pressão atmosférica e suas variações  2.2.5. Tensão superficial e capilaridade  2.3. Flutuabilidade e o princípio de Arquimedes  2.3.1. Força de flutuabilidade  2.3.2. Princípio de Arquimedes  2.3.3. Aplicações do Princípio de Arquimedes  2.3.4. Objetos flutuantes e afundantes  2.3.5. Teoria da Flotação e Princípio de Arquimedes
  3. Calor e Termodinâmica  3.1. Temperatura e calor  3.1.1. Conceito de calor e temperatura  3.1.2. Medição de temperatura  3.1.3. Escalas de temperatura  3.2. Transferência de calor  3.2.1. Condução de calor  3.2.2. Convecção de calor  3.2.3. radiação de calor  3.2.4. Aplicações da transferência de calor  3.2.5. Condutividade térmica  3.3. Expansão térmica  3.3.1. Expansão de sólidos, líquidos e gases  3.3.2. Expansão anômala da água  3.3.3. Aplicações da Expansão Térmica  3.4. Capacidade calorífica específica e calor latente  3.4.1. Conceito de capacidade calorífica específica  3.4.2. Medição e aplicações do calor específico  3.4.3. Calor latente de fusão e vaporização  3.4.4. Motores Térmicos e Eficiência
  4. Ondas e som  4.1. Ondas e seus tipos  4.1.1. Ondas mecânicas e eletromagnéticas  4.1.2. Ondas Longitudinais e Transversais  4.1.3. Propriedades das Ondas  4.1.4. Comprimento de onda, frequência e velocidade da onda  4.1.5. Superposição de ondas  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Natureza e transmissão do som  4.2.2. Velocidade do som em diferentes meios  4.2.3. Reflexão do som e eco  4.2.4. Sonar e ultrassom  4.2.5. Ressonância e pulsação  4.3. Características do som  4.3.1. Intensidade, volume e qualidade do som  4.3.2. Efeito Doppler no som
  5. Iluminação e Óptica  5.1. Reflexão da luz  5.1.1. Leis da reflexão  5.1.2. Reflexão em um espelho plano  5.1.3. Reflexão em um espelho esférico  5.1.4. Formação de imagem por espelhos côncavos e convexos  5.1.5. Aplicações da Reflexão  5.2. Refração da luz  5.2.1. Leis da refração  5.2.2. Índice de refração  5.2.3. Refração através de uma placa de vidro  5.2.4. Refração na água e no ar  5.2.5. Lentes e seus tipos  5.2.6. Formação de imagens por lentes convexas e côncavas  5.2.7. Reflexão interna total e suas aplicações  5.3. Dispersão e espalhamento de luz  5.3.1. Espectro da luz branca  5.3.2. Prismas e Dispersão  5.3.3. Efeito Tyndall e céu azul
  6. Eletricidade e Magnetismo  6.1. Carga elétrica e eletricidade estática  6.1.1. O conceito de carga elétrica  6.1.2. Carregamento por fricção, contato e indução  6.1.3. Eletroscópio e seu funcionamento  6.2. Corrente Elétrica  6.2.1. O conceito de corrente elétrica  6.2.2. Lei de Ohm e Resistência  6.2.3. Fatores que afetam a resistência  6.2.4. Circuitos em Série e Paralelo  6.2.5. Efeito térmico da corrente elétrica  6.2.6. Potência e energia elétrica  6.3. Magnetismo  6.3.1. Ímãs naturais e artificiais  6.3.2. Propriedades dos ímãs  6.3.3. Magnetismo da Terra  6.3.4. Campo magnético e linhas de campo  6.3.5. Eletroímãs e suas aplicações
  7. Física Moderna  7.1. estrutura do átomo  7.1.1. Estrutura Atômica e Partículas Subatômicas  7.1.2. Elétrons, Prótons e Nêutrons  7.1.3. Modelo de Rutherford e Bohr  7.2. Radioatividade  7.2.1. Tipos de emissões radioativas  7.2.2. Meia-vida e decaimento radioativo  7.2.3. Usos e perigos da radioatividade
  8. Ciência espacial e astronomia  8.1. O universo e seus componentes  8.1.1. Estrelas e galáxias  8.1.2. Planetas e Sistema Solar  8.2. Satélites  8.2.1. Satélites naturais e artificiais  8.2.2. Uso de satélites

Grade 9 → Mecânica → Movimento ↓


Movimento circular


Movimento circular é um conceito fascinante na física que explica o movimento de objetos em um caminho circular. É uma parte importante da mecânica, e compreendê-lo pode nos ajudar a entender como as coisas ao nosso redor se movem. Neste artigo, exploraremos vários aspectos do movimento circular e forneceremos exemplos e fórmulas para ajudar a explicar os conceitos de forma clara e simples.

O que é movimento circular?

Movimento circular refere-se ao movimento de um objeto ao longo da circunferência de um círculo ou que se move ao longo de um caminho circular. O estudo do movimento circular envolve compreender as forças e ângulos que fazem os objetos se moverem dessa maneira única.

O movimento circular pode ser uniforme ou não uniforme. No movimento circular uniforme, a velocidade do objeto é constante, entretanto sua velocidade não é constante, pois a direção muda continuamente. No movimento circular não uniforme, tanto a velocidade quanto a aceleração mudam.

Exemplos de movimento circular

Existem muitos exemplos de movimento circular em nossas vidas diárias. Vamos dar uma olhada em alguns:

  • Porta giratória: Quando você empurra uma porta giratória para entrar em um prédio, a porta gira em um caminho circular ao redor de um ponto central.
  • Roda-gigante: À medida que gira, cada uma de suas cabines gira em um caminho circular ao redor do eixo central.
  • Órbita da Terra ao redor do Sol: Um exemplo clássico de movimento circular no espaço onde a Terra se move em uma órbita quase circular ao redor do Sol.
  • Carrossel: Quando se move em parques, apresenta um movimento circular.

Vamos visualizar o movimento circular com uma ilustração:

objeto raio (r)

Entendendo velocidade e aceleração no movimento circular

Ao estudar o movimento circular, é necessário compreender o conceito de velocidade e aceleração:

Velocidade

No movimento circular, a velocidade é tangencial, o que significa que em qualquer ponto a direção do vetor velocidade é tangente ao círculo. No movimento circular uniforme, o módulo dessa velocidade permanece constante e muda de direção à medida que o objeto se move.

Aceleração

Mesmo no movimento circular uniforme, sempre há uma aceleração em direção ao centro do círculo. Isso é chamado de aceleração centrípeta. Ele apenas altera a direção da velocidade, não o módulo.

A fórmula para aceleração centrípeta é:

a = v 2 / r

Onde:

  • a é a aceleração centrípeta,
  • v é a velocidade,
  • r é o raio do círculo.

Representação visual da velocidade e aceleração no movimento circular:

V A

Força centrípeta

Força centrípeta é a força que mantém um objeto se movendo em um caminho circular. Atua em direção ao centro do círculo e é necessária para qualquer tipo de movimento circular.

A fórmula para força centrípeta é dada como:

F = m * v 2 / r

Onde:

  • F é a força centrípeta,
  • m é a massa do objeto,
  • v é a velocidade do objeto,
  • r é o raio do círculo.

Exemplo de força centrípeta

Suponha que um carro esteja se movendo a uma velocidade de 20 m por segundo em um caminho circular de raio 50 m. Se a massa do carro é 1000 kg, qual é a força centrípeta atuando no carro?

F = m * v 2 / r = 1000 * (20) 2 / 50 = 8000 N

A força centrípeta atuando no carro é de 8000 Newton.

Tipos de movimento circular

Movimento circular uniforme

No movimento circular uniforme, o objeto se move ao longo de um caminho circular a uma velocidade constante. Embora a velocidade permaneça constante, a direção do movimento muda constantemente, causando uma mudança na velocidade. Este tipo de movimento é comum em objetos orbitando planetas e satélites.

Movimento circular não uniforme

Movimento circular não uniforme ocorre quando a velocidade do objeto varia à medida que se move ao longo de um caminho. Isso é visto em um carrossel que acelera ou desacelera enquanto gira.

Representação matemática do movimento circular

Velocidade angular

Velocidade angular é uma medida de quão rapidamente um objeto gira ao redor de seu centro. É representada pela letra grega ômega (ω). A velocidade angular está relacionada com a velocidade do objeto e o raio do círculo pela fórmula:

ω = v / r

Onde:

  • ω é a velocidade angular,
  • v é a velocidade linear,
  • r é o raio.

Duração e frequência

O período (T) é o tempo necessário para completar uma revolução ao redor do círculo, enquanto a frequência (f) é o número de revoluções por unidade de tempo. Eles são relacionados pela fórmula:

f = 1 / T

Exemplo: Se uma roda gira 3 vezes por segundo, sua frequência é de 3 Hz e seu período é de 1/3 segundo.

Aplicando o conceito de movimento circular

Aplicações práticas

Os princípios do movimento circular são aplicados em uma variedade de cenários do mundo real:

  • Montanhas-russas: Engenheiros usam o conceito de movimento circular para projetar passeios seguros e emocionantes.
  • Astronomia: Para entender como planetas orbitam estrelas e como luas orbitam planetas, precisamos usar as regras do movimento circular.
  • Pneus de veículos: A rotação dos pneus dos veículos é um exemplo simples de movimento circular.

Resolução de problemas com movimento circular

Resolver problemas envolvendo movimento circular muitas vezes envolve determinar variáveis desconhecidas usando as fórmulas para força centrípeta, velocidade e período. Aqui está um exemplo de problema:

Exemplo de problema: Um ciclista está pedalando a uma velocidade de 6 metros por segundo em um caminho circular com raio de 10 metros. Se a massa do ciclista é de 70 kg, calcule a aceleração centrípeta e a força centrípeta.

a = v 2 / r = 6 2 / 10 = 3.6 m/s 2

A aceleração centrípeta é de 3.6 m / s 2.

F = m * a = 70 * 3.6 = 252 N

A força centrípeta é de 252 Newtons.

Compreender esses princípios nos ajuda a entender como força e movimento se combinam para criar os diversos movimentos que vemos.

Conclusão

O movimento circular é um aspecto importante da física que nos ajuda a entender o movimento de vários objetos em nosso universo. Desde a simples rotação de uma porta até a complexa órbita dos planetas, o movimento circular governa como as coisas se movem em um círculo. Ao entender os conceitos básicos de força centrípeta, velocidade, aceleração e velocidade angular, os alunos ganham uma visão das leis que governam os caminhos circulares. Dominar esses conceitos leva a uma compreensão mais profunda do universo e das leis fundamentais do movimento.


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