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 ↓


Aceleração


A aceleração é um conceito fundamental na física que descreve como a velocidade de um objeto muda ao longo do tempo. É uma quantidade vetorial, ou seja, possui magnitude e direção. Nesta lição, exploraremos o conceito de aceleração em detalhes usando inglês simples, múltiplos exemplos e explicações visuais.

O que é aceleração?

Para entender a aceleração, primeiro precisamos entender a velocidade. Velocidade é a rapidez de algo em uma determinada direção. Por exemplo, se um carro está se movendo para o leste a 60 quilômetros por hora (km/h), essa é sua velocidade.

Agora, a aceleração ocorre quando há uma mudança na velocidade. Esta mudança pode ser um aumento ou uma diminuição na rapidez, uma alteração na direção, ou ambas. Por exemplo, se o carro mencionado anteriormente acelera para 80 km/h, desacelera para 40 km/h, ou vira para o norte enquanto mantém a velocidade, ele está acelerando em todos esses cenários.

Tipos de aceleração

São principalmente três cenários onde a aceleração ocorre:

  • Aceleração positiva: Isso ocorre quando um objeto aumenta a rapidez. Por exemplo, quando um carro parte de uma posição de repouso em um semáforo e ganha velocidade, ele está experimentando aceleração positiva.
  • Aceleração negativa ou desaceleração: Isso ocorre quando um objeto desacelera. Usando o exemplo do carro, quando ele se aproxima de uma placa de parada e começa a desacelerar, o carro desacelera.
  • Mudança na direção: Mesmo que a velocidade permaneça constante, se um objeto muda de direção, ele está acelerando. Considere um carro que está se movendo a uma velocidade constante em uma pista circular. Embora a velocidade não mude, a direção continua mudando constantemente, assim o carro está acelerando.

Fórmula da aceleração

Matematicamente, a aceleração é calculada dividindo a mudança na velocidade pelo tempo durante o qual a mudança ocorre. A fórmula para calcular a aceleração é:

a = (v_f - v_i) / t

Onde:

  • a = aceleração
  • v_f = velocidade final
  • v_i = velocidade inicial
  • t = período de tempo durante o qual ocorre a mudança

Unidades de aceleração

A unidade padrão de aceleração é metros por segundo ao quadrado (m/s 2), mas também pode ser expressa em outras unidades, como quilômetros por hora ao quadrado. Isso depende de quais unidades são usadas para velocidade e tempo.

Exemplo visual 1: Carro acelerando linearmente

Vamos imaginar como a aceleração funciona quando a velocidade de um carro aumenta. Imagine um carro que começa com velocidade zero e acelera em linha reta:

Passo 1: v_i = 0 m/s, t = 0 s --> o carro está em repouso.
Passo 2: Após 1 segundo, v_f = 3 m/s.
Passo 3: Após 2 segundos, v_f = 6 m/s.
O carro está aumentando a velocidade em 3 m/s a cada segundo.
        
        
        Trajetória do carro

Neste exemplo, a aceleração é constante, e pode-se dizer que a aceleração do carro é 3 m/s2.

Exemplo de lição 1: Jogando uma bola para cima

Considere jogar uma bola direto para o alto. Vamos dividir em partes:

  1. Lançamento inicial: A bola se afasta da sua mão com uma alta velocidade positiva quando você aplica força para cima.
  2. No meio: A bola desacelera até parar no pico. Aqui a velocidade é zero e começa a mover-se para trás.
  3. Queda: A bola acelera na direção do solo, aumentando a velocidade conforme desce até ser pega ou atingir o solo.

À medida que a bola sobe, há uma aceleração negativa constante devido à gravidade (conhecida como aceleração gravitacional, que é de cerca de 9.81 m/s 2 em direção à Terra). Ao cair, a bola acelera na direção oposta à mesma taxa.

Exemplo visual 2: Ciclista fazendo uma curva

        
        
        
        Caminho de desvio

Imagine um ciclista movendo-se a uma velocidade constante, mas fazendo uma curva circular. Embora a velocidade permaneça a mesma, a direção muda, o que representa uma mudança no vetor de velocidade. Este é um exemplo de aceleração centrípeta, que é necessária para mudar de direção mantendo a velocidade constante.

Exemplo de texto 2: Parando o ônibus

Considere um ônibus viajando a uma velocidade de 20 metros por segundo (20 m/s) que começa a reduzir sua velocidade para parar em um ponto de ônibus:

  1. A velocidade inicial é de 20 m/s.
  2. À medida que aplica os freios, a velocidade diminui gradualmente para 15 m/s, 10 m/s, 5 m/s, e finalmente para 0 m/s.

Aqui, o ônibus experimenta aceleração negativa quando desacelera. O valor da aceleração será negativo, o que representa a diminuição da velocidade ao longo do tempo até que o ônibus pare.

O papel da aceleração na vida cotidiana

A aceleração não é apenas um conceito na física, mas desempenha um papel importante nas experiências do dia a dia. Aqui estão alguns cenários:

  • Quando você pressiona o pedal do acelerador de um carro, a velocidade do veículo aumenta.
  • A frenagem produz aceleração negativa, que desacelera o veículo.
  • Montanhas-russas proporcionam experiências emocionantes ao mudar rapidamente de velocidade e direção, e exibem tanto aceleração positiva quanto negativa.

Problemas de aceleração

Vamos resolver um problema simples para entender melhor a aceleração:

Problema: Um skatista começa a partir do repouso e alcança uma velocidade de 10 m/s em 5 segundos. Qual é a sua aceleração?

Solução:

        v_i = 0 m/s (velocidade inicial), v_f = 10 m/s (velocidade final), t = 5 s
a = (v_f - v_i) / t
a = (10 m/s - 0 m/s) / 5 s
a = 2 m/s 2

O skatista acelera a uma taxa de 2 metros por segundo ao quadrado.

Conclusão

A aceleração é um aspecto fundamental do movimento dentro da física, essencial para entender como a velocidade dos objetos muda ao longo do tempo. Seja em carros se movendo nas estradas, atletas correndo ou corpos celestes se movendo pelo espaço, a aceleração desempenha um papel vital. Ao entender os tipos, equações e contextos da vida real, você pode compreender melhor como o nosso mundo é dinâmico.


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