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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Variação de g com altura e profundidade


O conceito de gravidade é algo que encontramos em nosso cotidiano. Quando uma maçã cai de uma árvore, ou quando pulamos e voltamos, tudo isso é devido à gravidade. A força gravitacional em um objeto próximo à superfície da Terra é reta e geralmente constante. No entanto, essa força gravitacional pode mudar ligeiramente dependendo de onde você está em relação à superfície da Terra. Isso é explicado pela "variação de g com altura e profundidade".

Compreendendo a gravidade (g)

O símbolo "g" representa a aceleração devido à gravidade. Na superfície da Terra, é cerca de 9,8 m/s². Esse valor indica a rapidez com que um objeto irá acelerar quando está em queda livre.

Imagine que você está lançando uma bola diretamente para cima no ar. A bola sobe, pausa por um momento, e depois desce. A razão pela qual a bola desce é que está constantemente sendo puxada pela gravidade da Terra a uma taxa de cerca de 9,8 m/s².

Variação de g com altitude

Quando você se afasta da superfície da Terra, por exemplo, se você sobe uma montanha ou voa em um avião, a distância entre você e o centro da Terra aumenta. Esse aumento de distância causa uma ligeira diminuição no valor de "g".

A fórmula para entender como a gravidade muda com altitude é:

g' = g(1 - 2h/r)

Nesta fórmula:

  • g' é a gravidade na altura.
  • g é a gravidade normal na superfície da Terra, 9,8 m/s².
  • h é a altura acima da superfície da Terra.
  • R é o raio da Terra, aproximadamente 6.371.000 m.

Vamos considerar um exemplo. Suponha que você esteja no topo do Monte Everest, que está aproximadamente 8.848 metros acima do nível do mar. Substitua os valores na fórmula:

G' = 9.8 (1 - 2 * 8848 / 6,371,000)

Resolver isso lhe dará um valor ligeiramente menor de g' do que 9,8 m/s².

Aqui está uma apresentação simples:

Terra h = altura

Variação de g com profundidade

O valor de "g" também muda quando vamos para dentro da superfície da Terra, por exemplo, em cavernas ou minas. Em maiores profundidades, uma parte da massa da Terra está agora acima de você, o que afeta como a força da gravidade é calculada.

A fórmula que mostra como a gravidade muda com profundidade é:

g' = g(1 - d/r)

Nesta fórmula:

  • g' é a gravidade na profundidade.
  • g é a gravidade normal na superfície da Terra, 9,8 m/s².
  • d é a profundidade abaixo da superfície da Terra.
  • R é novamente o raio da Terra, cerca de 6.371.000 m.

Suponha que você esteja em uma mina 3000 metros abaixo da superfície da Terra:

g' = 9.8 (1 - 3000 / 6,371,000)

Quando você calcula isso, verá que g' será ligeiramente menor que 9,8 m/s².

Conceitualmente, vai assim:

Terra d = profundidade

Comparação entre altura e profundidade

Vimos que "g" diminui à medida que nos movemos tanto para cima quanto para baixo a partir da superfície da Terra. No entanto, as razões para isso são diferentes:

  • Em maiores altitudes, a distância do centro da Terra aumenta.
  • Em maiores profundidades, menos massa da Terra estará abaixo de você.

Em ambos os casos, há uma ligeira redução na gravidade, que é negligenciável na vida cotidiana, mas importante para cálculos precisos necessários na engenharia, astrofísica e outros campos.

Implicações na vida real

Para engenheiros que constroem prédios altos ou voam alto no céu, pode ser necessário considerar a variação de g para garantir precisão nos cálculos. Da mesma forma, para mineiros que trabalham nas profundezas da superfície da Terra, entender esse conceito pode melhorar a segurança e a precisão em seu trabalho.

Embora as mudanças em g sejam bastante pequenas e geralmente não sejam sentidas nas atividades do dia a dia, elas são de grande interesse em pesquisa e campos que requerem alta precisão, como a exploração espacial. Por exemplo, satélites e ônibus espaciais levarão em consideração como a gravidade diminui com a altitude para calcular órbitas e trajetórias com alta precisão.

Conclusão

Compreender a variação de g com altura e profundidade nos ajuda a entender as complexidades da física gravitacional. Embora seja um efeito sutil, ele impacta muitos campos científicos, de engenharia e tecnológicos.

Estudar a mudança de g destaca a beleza e a complexidade da física ao explicar os fenômenos naturais em nosso universo.


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Variação de g com altura e profundidade

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