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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Leis da força e movimento


No estudo da física, é fundamental entender o conceito de força e as leis do movimento. Esses princípios têm sido essenciais para compreender o comportamento dos objetos no mundo ao nosso redor. Esta exploração irá introduzir você ao básico e levar a ideias mais complexas sobre movimento e as forças que o afetam.

O que é força?

Força é essencialmente um empurrão ou puxão que age sobre um objeto. Pode fazer um objeto começar a se mover, parar de se mover, mudar de direção ou mudar sua forma. Na vida cotidiana, encontramos força em muitas formas, como a força de atrito que nos impede de escorregar ao caminhar, a força gravitacional que nos mantém no chão, ou a força de tensão que nos permite puxar uma corda.

Medição da força

A unidade padrão de força no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o newton, representado por "N". Um newton é a quantidade de força necessária para acelerar uma massa de um quilograma por um metro por segundo quadrado. Matematicamente, isso pode ser representado como:

1 N = 1 kg·m/s²

Tipos de forças

Diversas forças agem sobre objetos. Alguns tipos comuns de forças são os seguintes:

  • Força gravitacional: Uma força de atração que puxa objetos uns para os outros. A gravidade da Terra puxa tudo em direção ao seu centro.
  • Força normal: A força de suporte aplicada a um objeto quando ele entra em contato com outro objeto estacionário. Por exemplo, um livro colocado sobre uma mesa experimenta uma força normal aplicada para cima pela mesa.
  • Força de atrito: A força exercida por um objeto sobre uma superfície quando se move sobre ela ou tenta se mover sobre ela. A força de atrito atua na direção oposta à do objeto em movimento.
  • Força de tensão: A força aplicada a um fio, corda ou cabo quando é puxado por forças atuando de extremidades opostas.
  • Força de resistência do ar: Um tipo de força de atrito que atua contra objetos enquanto viajam pelo ar.
  • Força aplicada: A força que é aplicada por alguém ou por outro objeto.

Ilustração das forças com exemplos

Para ver as forças em ação, considere uma pessoa empurrando uma caixa. Essa ação envolve a força aplicada pela pessoa que empurra. Se a caixa se move sobre o chão, o atrito entre a caixa e o chão se opõe à força aplicada.

Leis de Newton do movimento

Sir Isaac Newton formulou três leis do movimento que descrevem o comportamento dos objetos sob a influência de forças. Essas leis estabeleceram a base da mecânica clássica.

Primeira lei de Newton do movimento (lei da inércia)

Esta lei afirma: "Um objeto em repouso permanecerá em repouso, e um objeto em movimento continuará movendo-se com velocidade constante, a menos que uma força externa seja aplicada." É frequentemente chamada de lei da inércia.

Exemplo: Imagine um livro sobre uma mesa. O livro permanecerá em repouso a menos que alguém aplique uma força externa para movê-lo. Da mesma forma, uma bola rolando continuará rolando em linha reta a menos que o atrito ou alguma outra força externa a desacelere.

Segunda lei de Newton do movimento

Esta lei descreve como a velocidade de um objeto muda quando uma força externa é aplicada a ele. Ela é expressa brevemente por esta fórmula:

F = m·a

Onde F é a força aplicada, m é a massa do objeto, e a é a aceleração produzida.

Exemplo: Se você chuta uma bola de futebol, ela acelera por causa da força que você aplica a ela com seu pé. Objetos mais pesados requerem mais força para atingir a mesma aceleração, como mostrado na fórmula. Por exemplo, chutar uma bola de boliche requer muito mais força para atingir a mesma velocidade que uma bola de futebol.

Terceira lei de Newton do movimento

Esta lei é frequentemente resumida como: "Para cada ação, há uma reação igual e oposta." Isso significa que as forças sempre vêm em pares. Quando um objeto exerce uma força sobre outro objeto, o segundo objeto exerce uma força igual na direção oposta sobre o primeiro objeto.

Exemplo: Quando você pula de um barco, você empurra o barco para trás (ação), e o barco empurra você para frente (reação). Da mesma forma, quando os pássaros voam, suas asas empurram o ar para baixo, e o ar os empurra para cima.

Exemplos da implementação das leis de Newton

Vamos olhar para alguns exemplos cotidianos das leis de Newton:

Exemplo #1: Ciclista

Quando um ciclista pedala uma bicicleta, as rodas giram e empurram contra o solo. De acordo com a terceira lei de Newton, o solo empurra de volta nas rodas com uma força igual. Essa reação impulsiona a bicicleta para frente. Além disso, quando o ciclista para de pedalar, a força de atrito atua na direção oposta, desacelerando a bicicleta, o que é derivado da primeira lei da inércia de Newton.

Exemplo #2: Acidente de carro

No caso de um acidente de carro, a força do impacto para o veículo quase instantaneamente. No entanto, os passageiros dentro continuam a se mover para frente devido à inércia (primeira lei de Newton), motivo pelo qual os cintos de segurança são importantes - eles aplicam uma força externa para manter os passageiros no lugar.

Forças equilibradas e desequilibradas

Entender forças equilibradas e desequilibradas é importante para analisar o movimento:

Forças equilibradas

Quando as forças estão equilibradas, elas se cancelam, e não há mudança no movimento. Se um objeto está em repouso ou se movendo com velocidade constante, as forças que atuam sobre ele estão equilibradas.

Força desequilibrada

Quando as forças estão desequilibradas, elas não se cancelam perfeitamente, e o movimento de um objeto muda. Essa mudança pode incluir aceleração, desaceleração ou mudança de direção. A segunda lei de Newton descreve essa situação, porque forças desequilibradas resultam em aceleração.

Diagrama de corpo livre

Diagramas de corpo livre são usados em física para mostrar as forças que atuam sobre um objeto. Eles ajudam a visualizar a intensidade e direção das forças. Aqui está um exemplo simples de uma caixa deslizando em uma superfície sem atrito:

choqueempurrãopesoNormal

Neste diagrama, as forças que atuam sobre a caixa incluem o atrito atuando na direção oposta do empurrão aplicado, o peso da caixa atuando para baixo, e a força normal atuando para cima, que é igual e oposta ao peso das forças equilibradas.

Conclusão

O estudo da força e do movimento nos oferece uma compreensão mais profunda do universo físico. Desde atividades simples, como caminhar, até tecnologias avançadas, como lançamentos de foguetes, as leis de Newton fornecem o conhecimento fundamental para entender esses fenômenos. Com esse entendimento, podemos analisar e prever o movimento dos objetos, aproximando o mundo físico de nossa compreensão.


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Leis da força e movimento

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