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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Tipos de máquinas simples


Você já tentou levantar algo muito pesado? Pode ser bastante difícil. Mas imagine se você tivesse um dispositivo especial que facilitasse o levantamento. É isso que as máquinas simples fazem. Elas nos ajudam a realizar o trabalho mais facilmente. Máquinas simples são dispositivos mecânicos básicos que tornam mais fácil aplicar força e realizar trabalho. Vamos aprender sobre os diferentes tipos de máquinas simples.

Alavanca

Uma alavanca é uma barra rígida que gira em torno de um ponto fixo chamado fulcro. Ela ajuda a levantar ou mover uma carga com menos esforço. O balanço no parquinho é um ótimo exemplo de alavanca. Você pode ter notado que quando uma pessoa se senta nele, uma extremidade desce enquanto a outra se levanta.

Base

Existem três classes de alavancas:

  1. Alavancas de primeira classe: O fulcro está entre o esforço e a carga. Exemplos incluem balanços e tesouras.
  2. Alavancas de segunda classe: A carga está entre o fulcro e o esforço. Exemplos incluem o carrinho de mão e o quebra-nozes.
  3. Alavancas de terceira classe: A força é aplicada entre o fulcro e a carga. Exemplos incluem pinças e varas de pescar.

Polia

Uma polia possui uma roda com uma corda ou cabo enrolado ao redor dela. A polia pode mudar a direção da força, facilitando o levantamento de uma carga. Imagine um mastro de bandeira; quando você puxa a corda para baixo, a bandeira sobe.

Polia

Conectando polias, pode-se criar um sistema que requer menos força para levantar um objeto pesado. Isso é conhecido como sistema de talha.

Planos inclinados

Um plano inclinado é uma superfície plana ajustada em ângulo em relação ao horizontal. Isso ajuda a levantar objetos pesados empurrando ou puxando-os por uma rampa em vez de levantá-los diretamente. Um exemplo comum disso é uma rampa.

Plano inclinado

Aumentando o comprimento da rampa, menos força é necessária para mover um objeto pela rampa. A desvantagem é que o objeto precisa ser movido uma distância maior.

Wedgês

Uma cunha é uma ferramenta que é grossa em uma extremidade e fina na outra, usada para quebrar, cortar ou levantar objetos. Portas e machados são bons exemplos de cunhas.

Prego

O prego converte a força aplicada em sua extremidade grossa em uma força aplicada na extremidade fina. É especialmente útil em operações de corte e rasgo.

Parafusos

Um parafuso é um plano inclinado que é enrolado em torno de um cilindro. Ele converte força rotacional em força linear. Parafusos são usados para manter coisas juntas ou levantar materiais. Pense em como um parafuso é usado para unir peças de madeira ou como uma tampa de garrafa funciona.

Parafuso

Girando o parafuso, você aplica uma pequena força por uma longa distância, o que faz com que o parafuso aplique uma grande força por uma curta distância.

Roda e eixo

Uma roda e eixo é uma grande roda conectada a um eixo menor, ambos girando juntos. Aplicando força na roda, uma carga é movida ou transportada. Uma maçaneta é um exemplo de roda e eixo.

Roda e eixo

Esse sistema amplifica a força aplicada, facilitando o movimento de objetos acoplados ao eixo.

Combinação de máquinas simples

Em muitas ferramentas e maquinários, máquinas simples são combinadas para realizar tarefas complexas. Por exemplo, bicicletas usam rodas e eixos, alavancas (como pedais) e polias (dentro dos mecanismos de engrenagens) para tornar a pedalada eficiente.

Outro exemplo é um macaco de carro, que combina parafusos e alavancas para levantar facilmente um veículo para reparos.

Calculando a vantagem mecânica

Uma das principais vantagens de usar máquinas simples é que elas fornecem vantagem mecânica. A vantagem mecânica é a razão entre a força de saída e a força de entrada. Ela mostra o quanto uma máquina facilita uma tarefa.

Alavanca

A vantagem mecânica de uma alavanca pode ser calculada usando a seguinte fórmula:

VM = Comprimento do Braço de Esforço / Comprimento do Braço da Carga

Onde VM é a vantagem mecânica, braço de esforço é a distância do fulcro até o ponto onde o esforço é aplicado, e braço da carga é a distância do fulcro até a carga.

Por exemplo, se o braço de esforço é de 4 m e o braço da carga é de 1 m, então a vantagem mecânica é:

VM = 4 / 1 = 4

Isso significa que a alavanca torna o trabalho 4 vezes mais fácil.

Polia

Para polias, a vantagem mecânica depende do número de segmentos de corda que sustentam a carga. Cada corda de sustentação suporta uma fração da carga total, reduzindo a força necessária.

Plano inclinado

A vantagem mecânica de um plano inclinado é dada por:

VM = Comprimento da Rampa / Altura da Rampa

Se o comprimento da rampa é 10 m e a altura é 2 m, então:

VM = 10 / 2 = 5

Isso significa que 5 vezes menos força será necessária do que a força usada para levantar o objeto verticalmente.

Parafuso

A vantagem mecânica para parafusos é um pouco mais complicada. Envolve a circunferência do parafuso e o passo (a distância entre as roscas). A fórmula é:

VM ≈ 2πr / Passo

onde r é o raio do parafuso.

Roda e eixo

A vantagem mecânica de uma roda e eixo pode ser calculada da seguinte forma:

VM = Raio da Roda / Raio do Eixo

Por exemplo, se o raio da roda é de 40 cm e o raio do eixo é de 10 cm, então a vantagem mecânica é:

VM = 40 / 10 = 4

Isso significa que a máquina multiplica a força por 4, facilitando o trabalho.

Em conclusão, as máquinas simples são uma parte integrante da vida cotidiana, ajudando a realizar tarefas com eficiência e facilidade. Compreender como as máquinas simples funcionam nos permite apreciar a ciência por trás das ferramentas e equipamentos comuns que usamos. Através de alavancas, polias, planos inclinados, cunhas, parafusos e sistemas de roda e eixo, somos capazes de realizar tarefas de forma mais eficaz usando os princípios da mecânica e da física.


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