CIÊNCIAS Conteúdo: - Movimento, velocidade e aceleração - Força, ótica e som
Habilidades: - Relembrar os conceitos de movimento, velocidade e aceleração, bem como sua exemplificação no dia a dia. - Destacar a força, a ótica e o som como conceitos fundamentais para o estudo da Física.
O movimento é relativo Imagine que você está sentado em um ponto de ônibus e logo percebe que o transporte se aproxima. Como o motorista está dentro do ônibus, ele e todos os passageiros se aproximam de você. Logo, percebemos então que o conjunto: ônibus, passageiros e motorista, se movimenta.
Ônibus
As pessoas que estão dentro do ônibus não percebem o motorista nem se afastar e nem se aproximar, para eles (passageiros) o motorista está quieto, ou seja, está em repouso.
Vemos então que para um mesmo evento simultâneo as condições de movimento e repouso são relativas e dependem de quem as observa. Conclui-se que movimento e repouso são relativos, ou seja, dependem do sistema de referência adotado.
Velocidade Velocidade, distância e tempo as grandezas físicas diferentes. Mas há uma relação direta entre elas. Exemplo: Vamos supor que um atleta corra 200 metros, em linha reta, em 15 segundos. Com esses números podemos calcular o que se chama de velocidade média do atleta.
A velocidade média é calculada dividindo-se o deslocamento do atleta pelo tempo gasto para realizar esse deslocamento. Como o atleta percorreu 200 metros em 15 segundos, calculamos: Calculando a velocidade média Velocidade é a grandeza física que relaciona o deslocamento de um corpo com o tempo que ele gasta para realizar esse deslocamento.
Para um percurso qualquer, definimos velocidade média do móvel nesse percurso como sendo o quociente entre a variação da posição inicial do móvel ( S) e o intervalo de tempo gasto nesse movimento ( t), podemos escrever que:
Vm = S t 120 12 Vm = 10 8, 5 Vm = 108 1, 5 Vm = 72 km/h
Movimento Retilíneo Uniforme (MRU) É o movimento no qual a velocidade permanece constante em qualquer instante ou intervalo de tempo, ou seja, o móvel percorre distâncias iguais em intervalo de tempo iguais.
Um ônibus, que se desloca de Santos a São Paulo, está no quilômetro 30 da rodovia e percorre todo trajeto numa velocidade constante de 70Km/h. Dessa forma, calcule a posição que ele estará após 5 horas de viagem percorrida sem variação de velocidade.
De acordo com a equação horária do movimento uniforme: S = S o + v. Δt S =30 + 70.5 S =30+350 Logo, a posição que ele estará S = 380 após 3 horas de viagem será no km 380.
Movimento uniformemente variado (MRUV) Quando a velocidade do móvel varia de maneira constante, aumentando ou diminuindo seu valor sempre na mesma proporção.
Função Horária do MRUV Sabendo-se que a aceleração no MRUV permanece constante podemos calcular a variação do espaço de um móvel no decorrer do tempo. Onde: S = posição final S = S o + Vot + at2 2 a = aceleração So = posição inicial t = tempo Vo = velocidade inicial
A fórmula acima constitui uma função quadrática (2ºgrau).
Vejamos um exemplo rápido Determine a velocidade inicial e o espaço inicial uma vez que o mesmo encontra-se em MRUV seguindo a função S = 20-2t + t2
Resolução Como S = S o + Vot + at2 2, temos S o = 20 m V 0 = 2m/s
Aceleração É a razão entre a variação da velocidade e o intervalo de tempo necessário para que essa variação ocorra. Fórmula para calcular a aceleração a = v t
Exemplo Um foguete espacial pode atingir 600 m/s depois de 20s do lançamento. Qual a aceleração média do foguete?
Calculando a = v t a = 600 20 a = 30 m/s 2
Atividade 1. Um aluno atrasado para a aula corre por 60s uma distância de 500 metros. Calcule a sua velocidade média. 2. Calcule a aceleração de um carro que consegue atingir 1000 m/s depois de 30 s da sua partida.
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. Existem vários tipos de força: força elétrica, força magnética, força gravitacional, força de atrito, força peso, força normal e outras.
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.
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.
No Sistema Internacional de Unidades, a força é medida em Newton (N). 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: 1N.
Ótica De todos nossos sentidos, a visão é aquele cuja interação alcança a maior distância. Podemos ver objetos próximos, como nossas mãos, e também galáxias muito distantes, a bilhões de anos-luz. Isso ocorre porque a energia luminosa carregada pela luz é suficiente para atravessar toda essa distância e ainda sensibilizar os olhos.
Luz é a energia capaz de sensibilizar os olhos, ou seja, qualquer irradiação eletromagnética cuja frequência se situa entre infravermelho e o ultravioleta.
Velocidade da luz no vácuo é a maior velocidade possível de ser atingida. Ela é representada pela letra c e é de quase 300 mil km/s
Meios de propagação de luz Transparente Ex: vidro liso Translúcido Ex: tijolo de vidro
Opaco Ex: madeira Atenção! Elementos como a água e o plástico, dependendo da espessura, podem ser transparentes, translúcidos ou opacos.
Fonte de luz são todos os corpos dos quais se podem receber luz, podendo ser fontes primárias ou secundárias. Fontes primárias: Também chamadas de corpos luminosos, são corpos que emitem luz própria, como por exemplo, o Sol, as estrelas, a chama de uma vela, uma lâmpada acesa,...
Fontes secundárias: Também chamadas de corpos iluminados, são os corpos que enviam a luz que recebem de outras fontes, como por exemplo, a Lua, os planetas, as nuvens, os objetos visíveis que não têm luz própria.
Quanto às suas dimensões, uma fonte pode ser classificada como: Pontual ou puntiforme: uma fonte sem dimensões consideráveis que emite infinitos raios de luz. Extensa: uma fonte com dimensões consideráveis em relação ao ambiente.
A refração da luz consiste na mudança da velocidade da luz ao passar de um meio para o outro. É em virtude desse fenômeno que um objeto colocado dentro de um copo aparenta estar torto ou que uma piscina parece ser mais rasa do que realmente é.
Os Espelhos Os espelhos estão presentes em muitas das nossas atividades diárias. A utilidade do espelho varia consoante a sua forma.
Assim, distinguem-se espelhos planos de espelhos côncavos ou esféricos. TIPOS DE ESPELHOS CÔNCAVO CONVEXO
Atividade 1. A força aplicada a um corpo em movimento tem a capacidade alterar a sua velocidade. Explique esta afirmação. 2. Diferencie os tipos de espelhos que vimos na aula, e responda: qual seria o espelho ideal para refletir um ambiente como a sala de aula?
Som O som é uma onda longitudinal que só se propaga em meios materiais e que tem Som baixo (grave) frequência compreendida na faixa entre 20 e 20000 hertz. Som alto(agudo)
Ondas Em física, uma onda é uma perturbação oscilante de alguma grandeza física no espaço e periódica no tempo. A oscilação espacial é caracterizada pelo comprimento de onda e o tempo decorrido para uma oscilação é medido pelo período da onda, que é o inverso da sua frequência. Estas duas grandezas estão relacionadas pela velocidade de propagação da onda.
Classificação de ondas A fim de especificarmos quais são os tipos de ondas, passaremos a classificá-las segundo dois critérios: forma e natureza. Classificação das Ondas Segundo a sua Forma a) Ondas longitudinais Onda longitudinal é aquela em que os pontos do meio oscilam na mesma direção de propagação da onda.
O som se propagando em um meio gasoso é um exemplo de onda longitudinal.
b) Ondas transversais Onda transversal é aquela em que a direção de propagação da energia (onda) é perpendicular à direção de vibração dos pontos do meio. Ondas que se propagam em uma corda são exemplos de ondas transversais.
Atividade 1. Um aparelho de som está ligado no volume máximo. Costuma-se dizer que o "som está alto". Fisicamente, essa afirmação está: a) correta, porque som alto significa som de grande timbre. b) correta, porque som alto é um som de pequena amplitude.
c) correta, porque som alto significa som de grande intensidade. d) incorreta, porque som alto significa som de grande frequência.