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

Grade 9 → Propriedades da matéria → Densidade e pressão ↓


Pressão em sólidos, líquidos e gases


A pressão é um conceito importante na física, e entender como ela funciona em diferentes estados da matéria é crucial para compreender o comportamento das substâncias no mundo ao nosso redor. Em física, pressão é definida como a força aplicada por unidade de área. É expressa em unidades de pascals (Pa) ou newtons por metro quadrado (N/m2). Vamos explorar a pressão em sólidos, líquidos e gases, e como a densidade desempenha um papel em cada caso.

Pressão em sólidos

A pressão em sólidos é geralmente usada quando uma força é aplicada a uma superfície. A força pode estar distribuída sobre toda a superfície ou concentrada em um ponto específico. A fórmula para calcular a pressão é:

Pressão (P) = Força (F) / Área (A)

Por exemplo, se um bloco pesando 10 newtons é colocado sobre uma mesa e sua área de base é de 2 metros quadrados, a pressão exercida por ele na mesa pode ser calculada da seguinte forma:

P = F / A = 10 N / 2 m2 = 5 N/m2 ou 5 Pa

Isso significa que uma força de 10 newtons está distribuída sobre uma área de 2 metros quadrados, então cada metro quadrado experimenta uma pressão de 5 pascals.

Exemplo visual

10N força 2m2 área

Pressão em líquidos

Os líquidos têm características únicas em relação à pressão porque se adaptam ao formato do seu recipiente. A pressão em um líquido é devida ao peso do líquido acima de uma certa profundidade. Isso significa que quanto mais fundo você vai no líquido, mais pressão é exercida. A fórmula para estimar a pressão em um líquido é:

Pressão (P) = Densidade (ρ) × Força Gravitacional (g) × Profundidade (h)

Considere uma situação em que você tem um grande tanque cheio de água. A densidade da água é cerca de 1000 kg/m3 e a força do campo gravitacional na Terra é de cerca de 9,8 m/s2. Suponha que você queira calcular a pressão a uma profundidade de 3 m no tanque:

P = 1000 kg/m3 × 9,8 m/s2 × 3 m = 29400 Pa ou 29.4 kPa

Isso nos diz que a pressão exercida pelo líquido a uma profundidade de 3 metros é de 29,4 kilopascals.

Exemplo visual

Água 3m

Pressão em gases

Ao contrário dos sólidos e líquidos, os gases contêm partículas que não estão fixas em um lugar, mas se movem livremente. A pressão nos gases é causada pelo impacto das moléculas de gás colidindo com as superfícies de seu recipiente. A pressão de um gás pode ser afetada pela temperatura, volume e quantidade de partículas de gás. A lei dos gases ideais explica essa relação:

PV = nRT
  • P = Pressão
  • V = volume
  • n = quantidade de substância em mols
  • R = constante do gás ideal (8.31 J/mol K)
  • T = temperatura em Kelvin

Vamos imaginar um recipiente selado com um volume de 2 metros cúbicos preenchido com gás. Se você tiver 1 mol de gás a uma temperatura de 300 Kelvin, encontre a pressão exercida pelo gás:

PV = nRT 
P × 2 m3 = 1 mol × 8.31 J/mol·K × 300 K 
P = (1 × 8.31 × 300) / 2 = 1246.5 / 2 = 623.25 Pa

A pressão do gás dentro do recipiente é de 623,25 Pascal.

Fatores que afetam a pressão em gases

  • Temperatura: À medida que a temperatura de um gás aumenta, a energia cinética das partículas aumenta, fazendo com que elas colidam com as paredes com mais força, aumentando a pressão.
  • Volume: Se o volume de um gás é diminuído, o mesmo número de moléculas colidirá sobre uma área menor, aumentando a pressão.
  • Mols de gás: Aumentar o número de mols de gás aumentará a pressão, uma vez que mais moléculas resultarão em mais colisões com as paredes do recipiente.

Exemplo visual

Moléculas de Gás

Ligando pressão e densidade

Em qualquer meio - sólido, líquido ou gás - a densidade desempenha um papel importante na determinação da pressão. Densidade é definida como a massa por unidade de volume de uma substância:

Densidade (ρ) = Massa (m) / Volume (V)

Maior densidade significa mais massa no mesmo volume, o que geralmente resulta em maior pressão:

  • Para sólidos, substâncias mais densas exercerão mais pressão sobre a superfície onde estão localizadas, porque têm mais massa sobre a mesma área de superfície.
  • Nos fluidos, o aumento da densidade aumenta o peso a uma determinada profundidade, resultando em aumento da pressão de acordo com a fórmula de pressão de fluidos.
  • Para gases, um aumento na densidade geralmente resulta em um aumento na pressão para um dado volume, pois mais partículas colidem com as paredes do recipiente.

Conclusão

Entender a pressão em sólidos, líquidos e gases é a chave para compreender como os materiais funcionam sob diferentes condições. Reconhecer a relação entre pressão, força e área em sólidos nos permite fazer previsões sobre estabilidade estrutural e suporte. Nos líquidos, entender a pressão de fluidos é importante para aplicações que vão desde sistemas hidráulicos até a previsão de padrões climáticos. Para gases, a interação entre temperatura, volume, pressão e número de mols é fundamental em processos como encher um balão ou compreender a pressão atmosférica.

Em suma, a pressão é um conceito unificador que conecta os comportamentos de diferentes estados da matéria, permitindo-nos interpretar e manipular o mundo físico em inúmeras formas práticas e científicas.


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Pressão em sólidos, líquidos e gases

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