Ciências Físico-Químicas 9º ano | Forças e movimentos

CIÊNCIAS FÍSICO-QUÍMICAS | 9º ANO

 


RESUMO DA MATÉRIA

POWERPOINTS

VÍDEOS

EXERCÍCIOS

METAS CURRICULARES


 

FORÇAS E MOVIMENTOS

 

 

FORÇAS

 

 

O que é uma força?

 

  • Força:
    • interação entre corpos, por contacto ou à distância, que lhes pode causar deformação, bem como alterar o estado de repouso ou de movimento

 

A força é representada por \(F\) e tem como unidade S.I. o newton (N). Mede-se com o dinamómetro.

 

Como a força é uma grandeza vetorial, é caracterizada por um valor (ou intensidade), direção, sentido e ponto de aplicação.

 

 

Lei da ação-reação (3ª Lei de Newton)

 

A 3ª Lei de Newton demonstra-nos que as forças atuam sempre aos pares, em corpos diferentes: A toda a ação (força exercida) corresponde uma reação (outra força) com a mesma intensidade, a mesma direção, mas sentido oposto. 

  • Exemplo: Um taco exerce uma força numa bola e essa bola exerce uma força no taco com a mesma intensidade, a mesma direção, mas sentido oposto.

 

Estas duas forças formam um par ação-reação.

 

 

Reação normal

 

Um corpo em repouso sobre uma superfície plana e horizontal atua sobre essa superfície uma força de valor igual ao seu peso. Por sua vez, a superfície onde se encontra esse corpo exerce uma força com a mesma intensidade, a mesma direção, mas sentido oposto.

  • Exemplo: Um livro sobre uma mesa exerce sobre esta uma força vertical, descendente, de valor igual à do seu peso. Por sua vez, a mesa exerce uma força vertical, ascendente e com a mesma intensidade sobre o livro.

 

A força de reação da superfície sobre o corpo designa-se reação normal.

 

 

Resultante das forças aplicadas

 

  • Força resultante (ou resultante de forças):
    • força que produz os mesmos efeitos que todas as forças aplicadas num corpo

 

Calcula-se das seguintes formas:

  • Duas forças com a mesma direção e sentido

\(Fr=F_1+F_2\)

 

  • Duas forças com a mesma direção mas sentidos opostos

\(Fr=F_1-F_2\)     ; se F1 > F2

\(Fr=F_2-F_1\)     ; se F2 > F1

 

  • Duas forças com direções perpendiculares  

\(Fr=\sqrt{F_1+F_2}\)

 

 

 

1ª E 2ª LEIS DE NEWTON

 

 

Lei da Inércia (1ª Lei de Newton)

 

  • Quando a força resultante é nula:
    • se o corpo estiver em repouso, continua em repouso
    • se o corpo estiver em movimento, continua em movimento retilíneo uniforme

 

Tal facto justifica-se pela inércia dos corpos.

 

  • Inércia:
    • propriedade dos corpos que nos indica a maior ou menor dificuldade em alterar o seu estado de repouso ou de movimento
    • é tanto maior quanto maior for a sua massa

 

 

Lei fundamental da dinâmica (2ª Lei de Newton)

 

  • Quando a força resultante não é nula:
    • o corpo adquire aceleração

 

  • Se a aceleração tiver sentido do movimento, o corpo adquire movimento retilíneo uniformemente acelerado
  • Se a aceleração tiver sentido oposto do movimento, o corpo adquire movimento retilíneo uniformemente retardado

 

Para uma determinada força resultante, o corpo adquire maior aceleração quanto menor for a sua massa. Ou seja, a aceleração e massa são grandezas inversamente proporcionais:

\(Fr=m×\vec{a}\)

 

Se a força resultante for o peso:

\(P=m×\vec{g}\)

Sendo:

  • \(\vec{g}\) – aceleração gravítica

 

 

 

FORÇAS NA SEGURANÇA RODOVIÁRIA

 

 

Força de colisão

 

  • A força de colisão é tanto maior:
    • quanto maior a massa
    • quanto maior a velocidade
    • quanto menor o tempo de colisão

 

\(F_{colisão}=-m×\frac{v_{colisão}}{Δt}\)

 

 

Pressão

 

A pressão traduz-se na força exercida por unidade de área. É tanto maior quanto menor a área:

\(P=\frac{F}{A}\)

 

A unidade S.I. da pressão é o pascal (Pa).

 

 

Elementos de segurança rodoviária

 

Os elementos de segurança visam aumentar o tempo de colisão e distribuir as forças por áreas maiores de forma a diminuir a sua pressão e assim reduzir os efeitos de uma colisão.

 

  • Elementos de segurança:
    • cinto de segurança
    • encosto de cabeça
    • airbag
    • capacete
    • estrutura com zonas deformáveis

 

 

 

FORÇAS RESISTENTES AO MOVIMENTO

 

 

Força de atrito

 

  • Força de atrito:
    • força que se opõe ao deslizamento ou à tendência para esse movimento e que resulta da interação do corpo com a superfície em contacto

 

A força de atrito é tanto maior quanto maior for a rugosidade da superfície.

 

As forças de atrito podem ser:

  • úteis:
    • exemplo: a força que resulta do contacto entre os dedos da nossa mão e a superfície de uma caneta para a conseguirmos segurar
  • prejudiciais;
    • exemplo: a força que resulta do contacto ente as peças de um mecanismo de um relógio e que se opõe ao movimento entre estas

 

O atrito pode ser reduzido:

  • através de lubrificantes
  • polindo as peças em contacto

 

 

Força de resistência do ar

 

  • Força de resistência do ar:
    • força que se opõe ao movimento de corpos no ar

 

A força de resistência do ar depende da forma do corpo e da sua velocidade. Quanto maior a velocidade maior a resistência do ar.

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Revê aqui a matéria/resumo/síntese de CFQ:

 

 

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VÍDEOS

 

 

 

 

 

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EXERCÍCIOS

Ficha 1   |   Forças   |   enunciado » resolução

Ficha 2   |   Lei fundamental da dinâmica   |   enunciado » resolução

Ficha 3   |   Forças que se opõem ao movimento   |   enunciado » resolução

Ficha 4   |   Segurança rodoviária   |   enunciado » resolução

Ficha 5   |   Leis de Newton   |   enunciado » resolução

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O que tens de saber neste capítulo, segundo o programa e metas curriculares de Ciências Físico-Químicas – 9º ano:

 

DOMÍNIO: MOVIMENTOS E FORÇAS

SUBDOMÍNIO: FORÇAS E MOVIMENTOS

 

  • Compreender a ação das forças, prever os seus efeitos usando as leis da dinâmica de Newton e aplicar essas leis na interpretação de movimentos e na segurança rodoviária.
  1. Representar uma força por um vetor, caracterizá-la pela direção, sentido e intensidade, indicar a unidade SI e medi-la com um dinamómetro.
  2. Identificar as forças como o resultado da interação entre corpos, concluindo que atuam sempre aos pares, em corpos diferentes, enunciar a lei da ação-reação (3.ª lei de Newton) e identificar pares ação-reação.
  3. Definir resultante das forças e determinar a sua intensidade em sistemas de forças com a mesma direção (sentidos iguais ou opostos) ou com direções perpendiculares.
  4. Interpretar a lei fundamental da dinâmica (2.ª lei de Newton), relacionando a direção e o sentido da resultante das forças e da aceleração e identificando a proporcionalidade direta entre os valores destas grandezas.
  5. Associar a inércia de um corpo à sua massa e concluir que corpos com diferentes massas têm diferentes acelerações sob a ação de forças de igual intensidade.
  6. Concluir, com base na lei fundamental da dinâmica, que a constante de proporcionalidade entre peso e massa é a aceleração gravítica e utilizar essa relação no cálculo do peso a partir da massa.
  7. Aplicar a lei fundamental da dinâmica em movimentos retilíneos (uniformes, uniformemente acelerados ou uniformemente retardados).
  8. Interpretar a lei da inércia (1.ª lei de Newton).
  9. Identificar as forças sobre um veículo que colide e usar a lei fundamental da dinâmica no cálculo da força média que o obstáculo exerce sobre ele.
  10. Justificar a utilização de apoios de cabeça, cintos de segurança, airbags, capacetes e materiais deformáveis nos veículos com base nas leis da dinâmica.
  11. Definir pressão, indicar a sua unidade SI, determinar valores de pressões e interpretar situações do dia a dia com base na sua definição, designadamente nos cintos de segurança.
  12. Definir a força de atrito como a força que se opõe ao deslizamento ou à tendência para esse movimento, que resulta da interação do corpo com a superfície em contacto, e representá-la por um vetor num deslizamento.
  13. Dar exemplos de situações do dia a dia em que se manifestam forças de atrito, avaliar se são úteis ou prejudiciais, assim como o uso de superfícies rugosas ou superfícies polidas e lubrificadas, justificando a obrigatoriedade da utilização de pneus em bom estado.
  14. Concluir que um corpo em movimento no ar está sujeito a uma força de resistência que se opõe ao movimento.

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Todos os capítulos do programa de Ciências Físico-Químicas – 9º ano:

 

DOMÍNIO: MOVIMENTOS E FORÇAS

 

DOMÍNIO: ELETRICIDADE

 

DOMÍNIO: CLASSIFICAÇÃO DOS MATERIAIS

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