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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Força Gravicional


A gravidade é um fenômeno natural pelo qual todas as coisas com massa ou energia são atraídas umas pelas outras. Isso inclui estrelas, planetas, galáxias e até luz e partículas subatômicas. Entender a gravidade é a chave para compreender a estrutura e o comportamento do nosso universo. É uma força fundamental na física e tem um grande impacto no mundo natural.

Lei da gravitação universal de Newton

A gravidade pode ser melhor explicada pela lei da gravitação universal de Newton. De acordo com esta lei, toda massa atrai todas as outras massas no universo, e a força entre elas é proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre seus centros. Pode ser expressa pela fórmula:

F = G * (m1 * m2) / r^2

Onde:

  • F é a força entre as massas,
  • G é a constante gravitacional (aproximadamente 6.674 × 10^-11 N m²/kg²),
  • m1 e m2 são duas massas,
  • r é a distância entre os centros das duas massas.

Exemplo simples

Vamos ver um exemplo simples. Imagine dois planetas no espaço, Planeta A e Planeta B. Se o Planeta A tem uma massa de 5 x 10^24 kg e o Planeta B tem uma massa de 7 x 10^24 kg e estão a 10.000 km de distância, a força gravitacional entre eles é muito forte quando estão próximos e enfraquece à medida que se afastam.

Visualização da gravidade

Para entender melhor a atração gravitacional, considere a seguinte representação visual de dois objetos no espaço. Os dois círculos representam as duas massas, e as linhas representam as forças gravitacionais atuando sobre eles.

mês 1 mês 2

Por que os objetos caem?

Na Terra, quando deixamos cair um objeto, ele cai no chão devido à gravidade. Este movimento de queda é o resultado da força gravitacional da Terra puxando o objeto em direção ao seu centro. Todo objeto experimenta essa força. Por exemplo, se você deixar cair uma bola de uma altura, ela acelerará em direção à Terra.

Aceleração devida à gravidade (g)

A aceleração experimentada por um objeto quando cai livremente perto da superfície da Terra é chamada de aceleração gravitacional, denotada por g. Na Terra, esse valor é de cerca de 9,8 m/s². Isso significa que a cada segundo que um objeto cai livremente, sua velocidade aumenta em cerca de 9,8 m/s. A fórmula para a força gravitacional que age sobre um objeto é:

F = m * g

Onde:

  • F é a força gravitacional,
  • m é a massa do objeto,
  • g é a aceleração devido à gravidade.

Por exemplo, se você tiver uma pedra com uma massa de 2 kg, a força devida à gravidade seria 2 kg × 9,8 m/s² = 19,6 N

Peso vs massa

É importante diferenciar entre peso e massa. A massa é a quantidade de matéria de um objeto e é medida em quilogramas (kg). Ela não muda independentemente de onde o objeto esteja no universo. No entanto, o peso é a força exercida pela gravidade sobre esse objeto. O peso pode mudar dependendo da força gravitacional. Por exemplo, uma pessoa pesando 60 kg na Terra pesará menos na lua, pois a força gravitacional é mais fraca.

Campo gravitacional

O espaço ao redor de uma massa no qual qualquer outra massa experimenta força gravitacional é chamado de campo gravitacional. A força deste campo em qualquer ponto é medida pela quantidade de força experimentada por uma massa unitária colocada naquele ponto. É representado por:

g = F/m

Uma representação do campo gravitacional é pensar nele como linhas mostrando a direção da força atuando sobre uma massa. Quanto mais densas as linhas, mais forte o campo gravitacional.

Força gravitacional no espaço

As interações gravitacionais governam o comportamento não só dos planetas e luas em nosso sistema solar, mas também das estrelas e galáxias em nosso universo. Esta força gravitacional garante que os planetas se movam ao redor do sol em suas órbitas, e as luas orbitem seus planetas, mantendo estabilidade e ordem em nosso sistema solar e galáxias. Aqui está uma visualização simplificada.

Sol Planeta 1 Planeta 2

Implicações da gravidade

As forças gravitacionais são responsáveis por muitos fenômenos naturais na Terra. Elas afetam as marés devido à interação gravitacional entre a Terra, a Lua e o Sol. Elas também desempenham um papel importante no comportamento e no ciclo de vida das estrelas, fazendo com que se formem e eventualmente colapsem em estrelas de nêutrons ou buracos negros.

Energia potencial gravitacional

Ao levantar um objeto contra a força da gravidade, realizamos trabalho sobre o objeto, dando-lhe energia potencial gravitacional. A quantidade de energia depende de sua altura a partir do ponto de referência e de sua massa. A energia potencial pode ser calculada da seguinte forma:

PE = m * g * h

Onde:

  • PE é a energia potencial,
  • m é a massa do objeto,
  • g é a aceleração gravitacional,
  • h é a altura acima do solo.

Por exemplo, quando você levanta uma pedra de massa 3 kg a uma altura de 5 metros, sua energia potencial é 3 kg × 9,8 m/s² × 5 m = 147 J joules.

Leis de Kepler e gravitação

O movimento descrito pela lei da gravitação de Newton também obedece às três leis do movimento planetário de Kepler. Estas descrevem como os planetas se movem em órbitas elípticas, como cobrem a mesma área em intervalos de tempo iguais e a relação entre o período orbital de um planeta e sua distância do Sol.

A primeira lei de Kepler afirma que a órbita de um planeta é elíptica, com o Sol em um dos dois focos. Estas órbitas elípticas descrevem como a força da gravidade afeta as trajetórias dos corpos celestes.

Conclusão

A gravidade é uma força fundamental que molda a estrutura e o destino de todo o universo. Desde as menores partículas até as gigantescas galáxias, sua influência é de longo alcance. Embora seus efeitos sejam mais visíveis na mecânica celestial, a gravidade também afeta nossas vidas diárias. Ao compreender os princípios da gravidade, adquirimos conhecimentos mais profundos sobre o universo em que vivemos.


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Força Gravicional

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