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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Máquinas simples


No fascinante mundo da física, as máquinas simples são dispositivos mecânicos básicos que mudam a direção ou magnitude de uma força. Elas são os blocos de construção para máquinas mais complexas. As máquinas simples facilitam o nosso trabalho, permitindo-nos empurrar ou puxar distâncias maiores.

O que são máquinas simples?

As máquinas simples são os mecanismos mais básicos que utilizam a vantagem mecânica (também chamada de alavancagem) para multiplicar a força. Elas fornecem a base para máquinas ao oferecer manipulação de força básica. As seis máquinas simples clássicas são:

  • alavanca
  • roda e eixo
  • polia
  • plano inclinado
  • prego
  • parafuso

Alavanca

Uma alavanca é uma barra rígida que gira em torno de um ponto fixo chamado fulcro. Ela é usada para transferir força e aumentar a potência. As alavancas são divididas em três categorias com base na posição do fulcro, da carga e do esforço:

  1. Alavanca de primeira classe: Em uma alavanca de primeira classe, o fulcro está localizado entre a força de entrada (esforço) e a força de saída (carga). Exemplos comuns incluem gangorras, tesouras e alicates. 
    Esforço - Fulcro - Carga
    Base Esforço Carga
  2. Alavanca de segunda classe: Neste tipo de alavanca, a carga é colocada entre o fulcro e o esforço. Exemplos incluem o carrinho de mão, quebra-nozes e abridor de garrafas. 
    Fulcro - Carga - Esforço
    Base Carga Esforço
  3. Alavanca de terceira classe: Para uma alavanca de terceira classe, o esforço é aplicado entre o fulcro e a carga. Isso é comum em ferramentas como alicates, martelos e varas de pesca. 
    Fulcro - Esforço - Carga
    Base Esforço Carga

Roda e eixo

A roda e eixo é uma máquina simples composta por uma roda grande conectada a uma roda menor ou eixo chamado eixo. Quando a roda é girada, o eixo gira com ela, e vice-versa. Isso pode reduzir significativamente a quantidade de força necessária para mover um objeto.

Vantagem Mecânica = Raio da Roda / Raio do Eixo
Eixo Roda

Polia

Uma polia consiste em uma roda em um eixo projetado para suportar e mudar a direção do movimento de um cabo ou correia esticado. As polias são usadas para levantar cargas pesadas com pouco esforço e são frequentemente combinadas para aumentar a vantagem mecânica.

  • Polia fixa: não se move e é usada para mudar a direção da força.
  • Polia móvel: move-se com a carga e reduz a quantidade de força de entrada necessária.
Vantagem Mecânica = Número de Cordas Sustentando a Carga
Polia

Plano inclinado

Um plano inclinado é uma superfície de suporte plana inclinada em um ângulo, com uma extremidade mais alta que a outra, usada para levantar ou abaixar uma carga com menos esforço. Ele reduz efetivamente a força necessária para levantar um objeto, distribuindo o trabalho por uma distância maior.

Vantagem Mecânica = Comprimento da Rampa / Altura
Rampa

Prego

Uma cunha é uma ferramenta que é grossa em uma extremidade e fina na outra. É usada para dividir ou cortar objetos e produz força perpendicular às suas bordas (faces).

Prego

Parafuso

Na física, um parafuso é uma rampa inclinada dobrada. É caracterizado por uma estrutura helicoidal que converte a força de rotação em movimento e força lineares.

Vantagem Mecânica = Circunferência / Passo
Parafuso

Usos das máquinas simples no cotidiano

As máquinas simples estão ao nosso redor, ajudando a tornar nossas vidas mais fáceis de inúmeras maneiras. Aqui estão alguns exemplos do cotidiano:

  • Gangorras em parques infantis funcionam como alavancas, permitindo que duas pessoas facilmente se levantem e desçam.
  • Os carrinhos de mão são exemplos excelentes de sistemas de roda e eixo que ajudam a mover cargas pesadas com facilidade.
  • Em mastro de bandeiras, polias fixas são usadas para subir e descer a bandeira, o que não requer muita força.
  • Rampas facilitam a movimentação de objetos pesados para maiores alturas, pois aumentam a distância sobre a qual a força pode ser aplicada.
  • Machados são cunhas simples que ajudam a cortar madeira aplicando força de um lado e forçando-a para fora.
  • Os parafusos usados na tampa do pote convertem a força de rotação vindo das nossas mãos em uma força linear mais forte, que fecha o pote firmemente.

Importância das máquinas simples

Embora essas máquinas sejam chamadas de "simples", sua importância é muito mais profunda. As máquinas simples existem desde os tempos antigos e foram as precursoras dos avanços tecnológicos modernos. Compreender-las nos ajuda a entender os princípios de trabalho e energia, que são conceitos essenciais na física.

Utilizando máquinas simples, os humanos têm sido capazes de aplicar sua força de forma mais eficiente, tornando possível construir estruturas e dispositivos impressionantes. Ao nos dar o poder de mover, levantar e operar máquinas com pouca força, as máquinas simples continuam a desempenhar um papel importante na tecnologia, engenharia e vida cotidiana.

Incentivamos o entusiasmo em explorar e aprender sobre máquinas simples, já que esses conceitos estabelecem a base para entender dispositivos mecânicos mais complexos.


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Máquinas simples

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