APRENDER A APRENDER FORTALECENDO SABERES CONTEÚDO E HABILIDADES CIÊNCIAS DESAFIO DO DIA. Conteúdo: - Forças

Transcrição

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2 A Conteúdo: - Forças

3 A Habilidades: - Caracterizar os diferentes tipos de força na física

4 A Forças A palavra Força possui uma definição intuitiva. Em Física, Força designa um agente capaz de modificar o estado de repouso ou de movimento de um determinado corpo. Força é algo que está presente em nosso dia a dia. Por exemplo: quando empurramos ou puxamos um objeto dizemos que estamos fazendo força sobre ele.

5 A Existem vários tipos de força: força elétrica, força magnética, força gravitacional, força de atrito, força peso, força normal e outras.

6 A Uma Força é toda a ação capaz de: Alterar o estado de repouso de um corpo. Se um corpo estiver em repouso e sobre ele atuar uma força, este pode entrar em movimento.

7 A Alterar o estado de movimento de um corpo. Se um corpo já estiver em movimento e sobre ele atuar uma força, o valor da sua velocidade pode aumentar ou diminuir.

8 A Causar deformação nos corpos. Quando os materiais de que são feitos os corpos não resistem à ação da força, sofrem uma deformação.

9 A Medir o valor de uma Força A intensidade de uma força pode ser medida, por exemplo, com um instrumento chamado dinamômetro. Ele é um aparelho constituído de uma mola que se deforma proporcionalmente à intensidade da força aplicada em sua extremidade. No Sistema Internacional de Unidades, a força é medida em Newton (N).

10 A Dinamômetro Analógico Dinamômetro Digital

11 A Representação de uma Força As Forças são grandezas vetoriais e, por isso, F 1 representam-se por meio de vetores. São exemplos de vetores Força os seguintes: F 2 F 3

12 A Exemplos de vetores Força. Analisemos com atenção a seguinte figura, onde se representa um rapaz que exerce uma força de 3 Newton na trela de um cão.

13 A O vetor Força representado a vermelho corresponde à força exercida pelo rapaz sobre o cão. Este vetor apresenta as seguintes características: O vetor força neste caso tem: Ponto de Aplicação: Ponto A; Direção: Horizontal; Sentido: Esquerda para Direita; Intensidade: 3N.

14 A Baseado nas explicações introduzidas sobre força, pense e responda:

15 A Qual a relação entre força e movimento? Por que uma bolinha rolada no chão acaba parando? E o que significa em física, ação e reação?

16 A Tipos de forças Podemos classificar as forças em dois grandes grupos:

17 A Força de contato São aquelas em que há necessidade de um contato físico entre os corpos para que neles atuem forças, como no caso de um objeto apoiado numa superfície, uma pessoa empurrando uma mesa.

18 A Força de campo São aquelas que atuam a distância, sem a necessidade de contato entre os corpos, como é o caso da força da gravidade, da força magnética.

19 A As três leis de Newton do movimento Sir Isaac Newton desenvolveu as três leis do movimento, que descrevem regras básicas sobre como o movimento de objetos físicos muda. Newton foi capaz de definir a relação fundamental entre a aceleração de um objeto e a resultante das forças que agem sobre ele.

20 A Primeira Lei de Newton Lei da Inércia

21 A 1º Lei de Newton: Inércia "Todo corpo permanece em seu estado de repouso, ou de movimento uniforme em linha reta, a menos que seja obrigado a mudar seu estado por forças impressas nele. Esse princípio indica que a velocidade vetorial de um ponto material, não varia. Se o ponto estiver em repouso permanece em repouso e, se estiver em movimento, permanece com velocidade constante realizando movimento retilíneo e uniforme.

22 A Na prática não é possível obter um ponto material livre da ação de forças. No entanto, se o ponto material estiver sujeito a nenhuma força que atue sobre ele, ele estará em repouso ou descreverá movimento retilíneo e uniforme. A existência de forças, não equilibradas, produz variação da velocidade do ponto material.

23 A A tendência que um corpo possui de permanecer em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme, quando livre da ação de forças ou sujeito a forças cuja resultante é nula, é interpretada como uma propriedade que os corpos possuem denominada Inércia.

24 A Quando maior a massa de um corpo maior a sua inércia, isto é, maior é sua tendência de permanecer em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme. Portanto, a massa é a constante característica do corpo que mede a sua inércia. Um corpo em repouso tende, por sua inércia, a permanecer em repouso. Um corpo em movimento tende, por sua inércia, a manter constante sua velocidade.

25 A Exemplo da primeira Lei de Newton: Um foguete no espaço pode se movimentar sem o auxilio dos propulsores apenas por Inércia. Quando os propulsores do foguete são desligados ele continua seu movimento em linha reta e com velocidade constante.

26 INTERATIVA 2 A INTERATIVA 3 DESAFIO DA CIÊNCIA Maré vermelha deixa litoral em alerta. Uma mancha escura formada por um fenômeno conhecido como "maré vermelha" cobriu ontem uma parte do canal de São Sebastião [...] e pode provocar a morte em massa de peixes. A Secretaria de Meio Ambiente de São Sebastião entrou em estado de alerta. O risco para o homem está no consumo de ostras e moluscos contaminados. (Jornal "Vale Paraíbano", )

27 INTERATIVA 2 A INTERATIVA 3 A maré vermelha é causada por a) proliferação de algas macroscópicas do grupo das rodófitas, tóxicas para consumo pelo homem ou pela fauna marinha. b) explosão populacional de algas unicelulares do grupo das pirrófitas, componentes do fitoplâncton. A liberação de toxinas afeta a fauna circunvizinha.

28 INTERATIVA 2 A INTERATIVA 3 c) crescimento de fungos sobre material orgânico em suspensão, material este proveniente de esgotos lançados ao mar nas regiões das grandes cidades litorâneas. d) proliferação de líquens, que são associações entre algas unicelulares componentes do fitoplâncton e fungos. O termo maré vermelha decorre da produção de pigmentos pelas algas marinhas associadas ao fungo.

29 INTERATIVA 2 A INTERATIVA 3 Segunda Lei de Newton De acordo com a segunda lei de Newton, a força resultante sobre um corpo é igual ao produto da massa pela aceleração. A segunda Lei de Newton descreve a relação entre força e aceleração.

30 INTERATIVA 2 A INTERATIVA 3 De acordo com a segunda Lei de Newton: A força resultante que atua sobre um corpo é proporcional ao produto da massa pela aceleração por ele adquirida. Essa relação pode ser descrita com a equação: F = m.a F = resultante de todas as forças que agem sobre o corpo; M = massa do corpo a qual as forças atuam; A = aceleração adquirida

31 INTERATIVA 2 A INTERATIVA 3 De acordo com essa Lei, para que se mude o estado de movimento de um objeto, é necessário exercer uma força sobre ele que dependerá da F = 2N F = 2N 1 Kg 2 Kg a = 2 m/s² a = 1 m/s² F = 2N F = 2N 0,5 Kg 4 Kg massa que ele possui. A aceleração, que é definida como a variação da velocidade com o tempo, terá o mesmo sentido da força aplicada. a = 4 m/s² a = 0,5 m/s²

32 INTERATIVA 2 A INTERATIVA 3 Ao aplicar uma força sobre um objeto, imprimimos sobre ele uma aceleração que será dependente de sua massa. Podemos ver a partir da figura que, ao aplicar uma força de 2N sobre um objeto, ele adquirirá uma aceleração maior quando a massa for 0,5 kg e uma pequena aceleração quando a massa for 4 kg. Isso significa que quanto maior a massa de um corpo, maior precisa ser a força aplicada para que se altere seu estado de movimento.

33 INTERATIVA 2 A INTERATIVA 3 A segunda Lei de Newton também é chamada de princípio fundamental da dinâmica, pois, é a partir dela que se define a Força como uma grandeza necessária para se vencer a inércia de um corpo.

34 INTERATIVA 2 A INTERATIVA 3 Força Peso A partir da Segunda Lei de Newton, também chegamos à outra importante definição na física, o Peso. A Força peso corresponde à atração exercida por um planeta sobre um corpo em sua superfície. Ela é calculada com a equação: P = m. g Sendo g a aceleração da gravidade local.

35 INTERATIVA 2 A INTERATIVA 3 Apesar da massa de um corpo ser fixa, não é o que ocorre com o peso, por exemplo: Um corpo de massa 20 kg no planeta Terra, onde a aceleração da gravidade é 9,8 m/s2, possui o seguinte peso: P = 20. 9,8 P = 196 N

36 INTERATIVA 2 A INTERATIVA 3 O mesmo corpo, em outro planeta, como em Marte, onde g = 3,711 m/s2, possui o peso: P = 20. 3,711 P = 74,22 N

37 INTERATIVA 2 A INTERATIVA 3 Vemos que o peso no planeta Marte é bem menor que na Terra, pois, a gravidade em Marte é bem menor. Isso ocorre porque a gravidade g de um determinado local depende da massa do corpo. Como a massa de Marte é bem menor que a da Terra, ele também terá a gravidade menor.

38 INTERATIVA 2 A INTERATIVA 3 O peso de um corpo é, quantitativamente, o produto de sua massa pela aceleração da gravidade. Uma pessoa pesa, na Terra, 640N, num local onde a aceleração da gravidade é igual a 10m/s2. A massa dessa pessoa na Lua, sabendo-se que lá a aceleração da gravidade vale 1,6m/s2, é: a) 10,2kg b) 40kg c) 64kg d) 64N