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

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Equações do movimento


Na física, especificamente na mecânica, as "equações do movimento" são princípios fundamentais que descrevem como os objetos se movem. Essas equações nos permitem prever a posição e a velocidade futura de objetos em movimento. Vamos aprender o que são essas equações e como podemos usá-las para entender melhor o movimento.

Os fundamentos da velocidade

O movimento significa a mudança de posição de um objeto ao longo do tempo. Na vida cotidiana, você vê movimento em toda parte: uma bola rolando colina abaixo, um carro se movendo pela estrada ou um avião voando no céu. Na física, geralmente descrevemos o movimento da seguinte forma:

  • Localização: O lugar onde o objeto está localizado.
  • Velocidade: Quão rápido e em que direção um objeto está se movendo.
  • Aceleração: Como a velocidade de um objeto muda com o tempo.

Três equações do movimento

Existem três principais equações do movimento que se relacionam com esses conceitos. Essas equações assumem que a aceleração do objeto é constante. Esta simplificação nos permite estimar com precisão o movimento. As equações são as seguintes:

Primeira equação do movimento

A primeira equação relaciona a velocidade inicial, a velocidade final, a aceleração e o tempo. É expressa como:

v = u + at

Onde:

  • v é a velocidade final
  • u é a velocidade inicial
  • a é a aceleração
  • t é o tempo

Imagine que você está andando de bicicleta. Você começa do repouso, então sua velocidade inicial é 0. À medida que você pedala mais rápido, sua velocidade aumenta. Se você pedalar com aceleração constante por um certo tempo, onde você estará? Esta equação ajuda a encontrar sua velocidade após esse tempo.

Exemplo: Suponha que você jogue uma bola para cima com uma velocidade inicial de 10 m/s², e ela está sujeita a uma aceleração gravitacional de -9,8 m/s² (negativa porque a gravidade atua para baixo). Após 2 segundos, qual é a sua velocidade?

v = 10 m/s + (-9,8 m/s²) * 2 s
v = 10 m/s - 19,6 m/s
v = -9,6 m/s

Após 2 segundos, a velocidade da bola será de -9,6 m/s, o que significa que ela está se movendo para baixo.

Segunda equação do movimento

A segunda equação fornece a posição do objeto. Esta relação é a seguinte:

s = ut + (1/2)at²

Onde:

  • s é o deslocamento
  • u, a, e t são definidos como antes

Esta equação ajuda a descobrir quanta distância você percorreu. Pense assim: quanta distância o carro percorreu após partir do repouso e depois acelerar por algum tempo.

Exemplo: Suponha que você deixe cair uma pedra do topo de uma torre. Se ela começa em repouso (velocidade inicial é 0) e a aceleração devido à gravidade é -9,8 m/s², até onde ela cairá em 3 segundos?

s = 0 * 3 s + 0,5 * (-9,8 m/s²) * (3 s)²
s = 0 - 0,5 * 9,8 m/s² * 9
s = -44,1 m

O sinal negativo indica que a rocha caiu 44,1 m.

pedra

Esta imagem mostra uma pedra caindo de uma torre.

Terceira equação do movimento

A terceira equação relaciona velocidade, aceleração e deslocamento, deixando de fora o tempo. É expressa como:

v² = u² + 2as

Esta equação é útil quando você precisa resolver para deslocamento sem saber quanto tempo levou. Ela também ajuda a determinar quão rápido um objeto pode estar se movendo em um dado deslocamento.

Exemplo: Imagine que uma flecha é lançada para cima com uma velocidade inicial de 15 m/s. Descubra quão alto ela viajará até parar (quando a velocidade final é 0), assumindo que uma aceleração gravitacional uniforme de -9,8 m/s² atua sobre ela.

0 = (15 m/s)² + 2 * (-9,8 m/s²) * s
0 = 225 m²/s² - 19,6 m/s² * s
19,6 m/s² * s = 225 m²/s²
s = 225 m²/s² / 19,6 m/s²
s = 11,48 m

Portanto, a flecha subirá cerca de 11,48 metros de seu ponto de partida e, em seguida, fará uma pausa por um momento antes de cair novamente.

Compreensão visual do movimento com SVG

Visualizar o movimento pode ajudar a esclarecer esses conceitos. O diagrama simples a seguir mostra um objeto primeiro se movendo de forma constante e depois acelerando.

Início Velocidade constante Aceleração Fim

O ponto azul representa a posição inicial. Os pontos verde e amarelo representam velocidade constante, onde o intervalo permanece o mesmo ao longo do tempo. O ponto vermelho representa a distância aumentada devido à aceleração.

Aplicações práticas

Compreender e aplicar as equações do movimento ajuda a resolver muitos problemas do mundo real. Por exemplo, engenheiros usam esses princípios para projetar distâncias de frenagem de veículos, atletas os usam para melhorar seu desempenho e astrônomos calculam as trajetórias de espaçonaves.

Por exemplo, se um engenheiro deseja projetar uma nova montanha-russa, ele deve garantir que os carros tenham velocidade suficiente no topo do loop, calcular as forças g atuando sobre os passageiros, e mais. Usar as equações do movimento os guiará na realização desses cálculos de forma segura e precisa.

Conclusão

Equações do movimento são ferramentas essenciais na física para descrever e prever o movimento dos objetos. Ao compreender a velocidade inicial, aceleração e tempo, pode-se encontrar a posição e a velocidade dos objetos em movimento.

Essas equações não apenas fornecem uma base sólida para estudos mais avançados em física, mas também têm aplicações práticas em diversos campos, o que nos ajuda a entender o papel da física em nossas vidas diárias.


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Equações do movimento

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