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1 Físico-química - 7º ano de escolaridade Subdomínio A Terra, a Lua e forças gravíticas COMPETÊNCIAS Identificar o significado físico de força e algumas classificações das forças; Caraterizar e representar forças por meio de vetores, recorrendo a dinamómetros para medir a intensidade. Reconhecer a existência e a importância da atração gravítica. Caraterizar a força responsável pelo movimento de translação dos planetas e pela queda de corpos Distinguir entre massa e peso, identificando como varia o peso em função de determinados fatores. Forças Forças gravíticas Massa e Peso Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/2017 1

2 COMO SE DETETAM AS FORÇAS? Um automóvel avariado pode ser posto Uma mola que é apertada ou esticada O que é uma força? Forças em movimento se o empurrarmos. Os empurrões provocaram o movimento do carro que estava inicialmente parado. deforma-se, ficando comprimida ou alongada, respetivamente. Apertões e esticões alteram a forma da mola. Podemos ver as forças? Como atuam as forças? Como se caracterizam as forças? Como se podem representar as forças? Um puxão na trela altera o movimento de um cão e até pode fazê-lo parar. Um puxão altera o movimento do cão, fazendo-o parar. Uma bola que esteja em movimento, este pode ser alterado se a empurrarmos com o pé. Um empurrão alterou o movimento da bola, que segue, agora, noutra direção. Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/2017 2

3 COMO SE DETETAM AS FORÇAS? COM ATUAM AS FORÇAS? Quando empurramos, puxamos, travamos, esticamos ou apertamos qualquer corpo, estamos a aplicar forças. Não podemos ver as forças, mas detetamo-las através dos seus efeitos. São efeitos das forças: a alteração do estado de repouso ou de movimento de um corpo e a sua deformação. As forças podem ter origens diferentes e atuar de maneiras diferentes, mas surgem sempre aos pares. O QUE É UMA FORÇA? Registo no caderno diário É toda a causa capaz de provocar o movimento de um corpo que está em repouso, de alterar o estado de movimento ou provocar a sua deformação. As forças resultam de interações entre corpos, que podem ser de contato ou de ação à distância, como por exemplo, forças gravitacionais ou magnéticas. Quando colocas dois ímanes próximos um do outro, observas: - atração, se aproximas extremidades diferentes; - repulsão, se aproximas duas extremidades Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/2017 3

4 COMO ATUAM AS FORÇAS? COM ATUAM AS FORÇAS? Registo no caderno diário Como as forças traduzem interações entre corpos, elas aparecem sempre aos pares, isto significa que, quando um corpo exerce uma força sobre outro, este exerce também sobre o primeiro uma força de igual intensidade e direção, mas de sentido contrário. Estas interações podem ser de contato ou à distância. Interacções de contacto Interacções à distância Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/2017 4

5 COMO SE CARATERIZAM E REPRESENTAM AS FORÇAS? A Força,, é uma grandeza vectorial caracterizada pela sua intensidade ou valor, o sentido, a direção; e o ponto de aplicação (ponto onde a força actua). As forças são representadas por segmentos de reta com uma seta numa das extremidades, aos quais se chamam vetores. Intensidade, F 1N COMO SE CARATERIZAM E REPRESENTAM AS FORÇAS? Exemplo: O vetor representa uma força aplicada num ponto A, com direção vertical, sentido de cima para baixo e intensidade 5 N, Ponto de aplicação Direcção horizontal Sentido da esquerda para a direita Direção a da reta segundo a qual a força atua; essa reta designa-se por linha de ação da força; Sentido indica a orientação da força numa dada direção; em cada direção temos dois sentidos; Intensidade o valor da força acompanhado da respetiva unidade; Ponto de aplicação o ponto onde a força atua. Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/2017 5

6 COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS? Exemplo COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS? Exemplo Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/2017 6

7 COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS? Exercício 1 Observa os vetores da figura. COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS? Exercício 1 Correção Observa os vetores da figura Completa o seguinte quadro. Força Ponto de aplicação Direção Sentido Intensidade F 1 F 2 F 3 F Indica os vetores que representam: duas forças com direções diferentes; duas forças com o mesmo sentido; duas forças com sentidos opostos; a força com maior intensidade; duas forças com a mesma linha de ação; duas forças com igual intensidade. Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Completa o seguinte quadro. Força Pto. de aplicação Direção Sentido Intensidade F 1 A Horizontal Da esquerda para a direita 4 N F 2 B Vertical De cima para baixo 2 N F 3 C Horizontal Da direita para a esquerda 3 N F 4 D horizontal Da esquerda para a direita 2 N 1.2. Indica os vetores que representam: duas forças com direções diferentes; F1 e F2, ou F3 e F2 ou F2 e F duas forças com o mesmo sentido; F1 e F duas forças com sentidos opostos; F1 e F3 ou F3 e F a força com maior intensidade; F duas forças com a mesma linha de ação; F1 e F duas forças com igual intensidade. F2 e F4. Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/2017 7

8 COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS? COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS? A unidade SI, de força é o newton que se representa-se por N, (embora por vezes se utilize o quilograma-força (kgf)) e o instrumento utilizado na sua medição, o dinamómetro. Podemos relacionar o newton e o quilograma-força da seguinte forma: 1 kgf = 9,8 N Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/2017 8

9 COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS? Registo no caderno diário COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS? Exercício Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/2017 9

10 FORÇA E MOVIMENTO DOS PLANETAS CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICAS Que força provocará o movimento da Terra, ou de outro planeta do A Terra atrai todos os corpos para o seu centro devido à força gravítica. A força gravítica que a Terra exerce sobre os corpos está aplicada nos corpos e é dirigida para o centro da Terra. Por isso, quando largamos um objeto ele cai. Sistema Solar, à volta do Sol? E o movimento da Lua e dos satélites artificiais à volta da Terra? Porque é que a Lua não cai para a Terra? De que depende a intensidade das forças gravitacionais? Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/

11 CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICAS Resultam da atração entre as massas de dois corpos; Qualquer corpo, por muito pequena que seja a sua massa, atrai para si todas as massas que se encontram à sua volta, ainda que por vezes essa atração não seja percetível. Porque não se atraem? CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICAS No nosso dia-a-dia, não vemos corpos comuns a atraírem-se porque o efeito da força gravítica só é percetível, quando, pelo menos um dos corpos tem uma massa muito grande, como é o caso dos planetas, estrelas, (corpos celestes). Existe atração gravitacional entre uma mesa e uma cadeira, ou entre duas pessoas, no entanto, essa atração é tão pequena, devido às suas massas serem pequenas, que não nos apercebemos. Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/

12 CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICAS CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICASc Resultam da atração entre as massas de dois corpos; Qualquer corpo, por muito pequena que seja a sua massa, atrai para si todas as massas que se encontram à sua volta, ainda que por vezes essa atração não seja percetível. São forças atrativas que interagem à distância; Estão sempre aplicadas nos corpos que se atraem; Têm a mesma direção; Têm o mesmo valor (intensidade); Têm sentidos opostos O Sol exerce uma força sobre a Terra, e sobre todos os planetas do Sistema Solar uma força responsável pelo movimento dos planetas à sua volta. Se essa força não existisse, o sistema Solar não existiria. Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/

13 CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICASc Interação gravítica entre Terra e Lua. CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICASc A Lua não cai para a Terra, a Terra não cai para ao Sol e o Sol não cai para o centro da galáxia porque todos têm movimentos com velocidade adequadas que lhes permitem estar em órbita Um satélite artificial pode ter vários tipos de órbitas, conforme a função a que se destinam; as órbitas são mantidas porque o satélite é lançado com a velocidade adequada face à força gravítica a que está sujeito. No entanto, também a Terra exerce sobre a Lua, e os satélites que orbitam em torno da Terra, uma força responsável pelo movimento da Lua à sua volta. Se essa força não existisse, a Lua mover-se-ia em linha reta através do espaço Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/

14 CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICAS CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICAS O valor da força gravítica depende: A força gravítica é universal e explica: Massa dos corpos que se atraem Quanto maiores forem as massas dos corpos situados à mesma distância, maiores serão as forças gravíticas. Distância entre os corpos que se atraem Quanto maior for a distância entre os corpos, menores serão as forças gravíticas. A atração, para o centro da Terra, de todos os corpos que estão à sua volta. Exemplos: corpos situados na Terra; Lua; A forma esférica dos astros. Os movimentos de translação de astros de pequena massa em torno de astros de maior massa. Exemplos: movimento dos satélites à volta dos planetas; movimento dos planetas do sistema solar à volta do Sol; Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/

15 Aprendi que Registo no caderno diário As forças detetam-se através dos efeitos que produzem nos corpos. Efeitos das forças Alteração do estado de repouso ou de movimento Alteração do movimento do corpo Deformação de um corpo As forças descrevem a interação entre corpos; por isso, atuam sempre aos pares. Há forças de contacto e outras que atuam à distância; há forças musculares, magnéticas, gravíticas e elétricas. Os elementos que caracterizam uma força são: direção, sentido, intensidade e ponto de aplicação. A força é uma grandeza física vetorial; por isso, representa-se através de um vetor. Aprendi que Registo no caderno diário A força responsável pelo movimento dos planetas à volta do Sol e dos satélites à volta dos planetas é uma força central. A força central tem: a direção da reta que une o centro dos dois corpos; o sentido do centro do corpo que se move para o centro do outro corpo; o ponto de aplicação no centro do corpo que se move. A força central pertence a um par de forças que descreve a interação gravítica dos dois corpos. Força Representase por um vector Simboliza-se por F A unidade SI é o newton - N Mede-se com dinamómetro A intensidade da força gravítica é tanto maior quanto maior massa tiverem os dois corpos e quanto menor for a distância entre eles. Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/

16 Ciências Físico-químicas - 7º ano de escolaridade Subtema III Planeta Terra O que é a massa de um corpo? E o peso de um corpo? Que diferença há entre peso e massa? Como varia o peso com o lugar da Terra? Será que o peso de um corpo varia de planeta para planeta? Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/

17 Na linguagem que utilizamos no dia-a-dia confundimos muitas vezes os conceitos de peso e massa. Para os físicos estas frases não estão corretas. Por exemplo, dizemos muitas vezes Quantos quilogramas pesa esta caixa? Vamos saber porquê estudando os conceitos de peso e massa de um corpo. O meu peso é de 57 kg. Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/

18 O peso é a intensidade da força gravítica exercida pela Terra sobre um corpo A massa, m, de um corpo é uma porção limitada de É uma grandeza vetorial, representa-se por um vector, P, que tem: matéria que esse corpo contém. A unidade SI é o quilograma, símbolo, Kg. A massa fica definida através do seu valor é uma grandeza física escalar. A massa é medida em balanças Quando um corpo é formado por mais matéria do que outro, diz-se que esse corpo tem maior massa. O valor da massa não depende do lugar onde o corpo se encontra. ponto de aplicação - no centro de gravidade do corpo, G; direção vertical, ou seja, é a da linha que passa pelo centro do corpo e pelo centro da Terra; sentido descendente, ou seja do corpo para a Terra; intensidade o valor do peso do corpo Para saber o valor do peso de um corpo, basta suspender o corpo num dinamómetro e ler o valor na escala. O peso de um corpo mede-se com um dinamómetro e, dado que se trata de uma força, a unidade do SI é o newton (N). Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/

19 De que depende o peso de um corpo? Cada local da Terra tem a sua vertical! Em qualquer um dos locais da Terra o que se observa é o que está representado na figura B. Da distância entre os corpos Das massas dos corpos que se atraem Quanto maior for a distância que separa o corpo ao centro da Terra, menor será o peso do corpo Exemplo: Se dois corpos, com a mesma massa, forem colocados a diferentes distâncias do centro da Terra, terá maior peso o que estiver a menor distância. Como a Terra não é redonda, logo o peso de um corpo vai depender da latitude e da altitude do lugar. Quanto maior for a massa do corpo que é atraído para a Terra, maior será o peso desse corpo. Exemplo: Se dois corpos forem colocados à mesma distância do centro da Terra, tem maior peso o que tiver maior massa Latitude Altitude Figura A Vertical de lugar. Figura B Vertical direcção de queda de um objecto. Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/

20 De que depende o peso de um corpo? De que depende o peso de um corpo? O peso de um corpo varia com a: Latitude Como a Terra é achatada nos polos, quanto maior for a latitude do lugar menor será a distância ao centro da Terra, por isso maior será o peso. O peso de um corpo varia com a: Altitude o peso é tanto menor quanto maior for a altitude do lugar, pois maior será a distância ao centro da Terra. Maior latitude Menor latitude Maior peso Menor peso Maior altitude Menor altitude Menor peso Maior peso P P P Nos polos o valor do peso é máximo e no equador é mínimo. No cimo de uma montanha o peso de um corpo é menor do que na base da montanha. Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/

21 De que depende o peso de um corpo? Relação entre massa e peso Num mesmo lugar da Terra, o peso de um corpo é tanto maior quanto maior for a sua massa. Os astronautas que flutuam numa nave espacial em órbita da Terra, continuam a ser atraídos por uma força gravítica, embora menor do que à superfície da Terra. Esta sensação de falta de peso chama-se de imponderabilidade. Corpo com massa de 1 kg tem peso de 9,8 N. 1 Kg Maior Massa Maior Peso 2 Kg Corpo com massa de 2 kg tem o peso de 19,6 N. Considerando um local à beira mar e a 45º de latitude. Os astronautas estão numa situação de imponderabilidade (sensação de ausência de peso). Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/

22 Relação entre massa e peso Para todos os corpos no mesmo lugar da Terra, peso e massa são diretamente proporcionais (nos lugares da Terra onde 1 kg pesa 9,8 N): peso constante massa 9,8 N constante 1kg constante 9,8(N/Kg) A proporcionalidade directa entre massa e peso permite-nos, facilmente, calcular : o valor do peso de um corpo, quando conheces a sua massa; o quociente entre o peso e a massa tem um valor constante chamado aceleração da gravidade, g. O valor da aceleração da gravidade é de 9,8 N/kg. Variação do peso no Sistema Solar O peso de um corpo noutro planeta é a força com que esse planeta o atrai. A intensidade dessa força depende da massa do planeta onde o corpo se encontra. P peso (N) 9,8 massa (kg) o valor da massa, quando conheces o valor do peso; peso (N) massa (kg) 9,8 Planeta com maior massa Corpo com maior peso Planeta com menor massa Corpo com menor peso Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/

23 Variação do peso no Sistema Solar Se um corpo for levado para um planeta de maior massa do que a Terra, o peso do corpo é maior. Se um corpo for levado para um planeta de menor massa do que a Terra, o peso do corpo é menor. O QUE É UMA FORÇA? Variação do peso no Sistema Solar Sabendo que o Juvenálio tem de massa 85 kg, e que a aceleração gravítica na Lua é um sexto da aceleração gravítica da Terra, qual será o peso do Juvenálio na Lua? Júpiter Terra Mercúrio Conclusão: Apesar da massa do corpo ser sempre a mesma, o peso do corpo será tanto maior quanto maior for a massa do planeta. 1)cálculoda aceleração gravítica da Lua : g g g g Terra Lua Lua Lua 9,8( N / kg) 1 gterra 6 1 9,8 6 1,633( N / kg) 2)Determinação do peso do Juvenálio na Lua : peso peso peso Lua Lua Lua (N) g Lua (N) 1, (N) 138,805N massa (kg) Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Físico-Química 7º ano Docente:Marília de escolaridade Silva Soares Ano letivo 2016/ Docente: Marília Silva Soares Ano letivo 2016/