domingo, 30 de março de 2014

Movimentos e Forças

Um corpo encontra-se em movimento ou em repouso, em relação a um determinado referencial (onde se encontra o observador).

Corpo está em:

  • Movimento--> em relação a um referencial, quando a sua posição varia ao longo do tempo.
  • Repouso--> em relação a um referencial, quando a sua posição não varia a longo do tempo. 
Exemplo (1):
O comboio encontra-se parado na estação.
Os passageiros estão sentados .
Os passageiros em relação à estação encontram-se em repouso.

Exemplo (2):
O comboio iniciou a sua viagem.
Os passageiros (que estão sentados) em relação ao comboio encontram-se em repouso, e em relação à estação encontram-se em movimento.


Trajetória:
A trajetória é uma linha imaginária que o corpo descreve durante o seu movimento. 

Tipos de trajetória:
  • Retilínea

Fig.1- Trajetória retilínea







  • Curvilínea
- Elíptica:

Fig.2- Trajetória curvilínea elíptica


- Circular:
Fig.3- Trajetória curvilínea circular










- Parabólica: 
Fig.4- Trajetória curvilínea parabólica











Distância (d):
  • medida de comprimento da trajetória do corpo;
  • é uma grandeza escalar;
  • é expressa em metros (Si).

Fig.5- distância percorrida

Deslocamento (∆t)

  • é o comprimento em linha reta entre o ponto de chegada e o ponto de partida;
  • é uma variação de posição;
  • o valor indica a distância medida em linha reta;
  • é uma grandeza vetorial;
  • é expressa em metros (SI);
  • como se calcula: Δx = xf - xi
  •  xf : posição final;
  •  xi : posição inicial

Fig.6- deslocamento
Rapidez Média (rm)
  • corresponde à distância percorrida, em média, em cada unidade de tempo;
  • é uma grandeza escalar;
  • é expressa em metros por segundo (m/s);
  • como se calcula: 
    Fig.7- rapidez média










Intervalo de tempo:

  •  Δt= tf - ti
  • tf : tempo final
  • ti : tempo inicial 



Velocidade média:

  • é uma grandeza que nos informa a rapidez do movimento, a direção e o sentido desse movimento;
  • é uma grandeza vetorial caracterizada pela direção, sentido e ponto de aplicação:
- Direção da velocidade é: direção da trajetória - movimento retilíneo; direção da tangente à trajetória - movimento curvilíneo;
- Sentido da velocidade é: o sentido do vetor (esquerda para a direita, cima para baixo);
- Ponto de aplicação: coincide com a posição ocupada pelo corpo o instante considerado.

  • como se calcula:

Fig.8- velocidade média

















Movimento Retilíneo:

Ponto de partida = Ponto de chegada => o movimento é nulo
Sem alteração do sentido => deslocamento = distância



  • Movimento Retilíneo Uniforme (m.r.u):
O valor da velocidade média é constante.
Fig.9- movimento retilíneo uniforme
















  • Movimento Retilíneo Uniformente Acelerado (m.r.u.a)
A velocidade média aumenta ao longo do tempo.
Fig.10- movimento retilíneo uniformemente acelerado















  • Movimento Retilíneo Uniformemente Retardado (m.r.u.r)
A velocidade média diminui ao longo do tempo.
Fig.11- movimento retilíneo uniformemente retardado


















Aceleração média:

  • é uma grandeza que nos indica como varia a velocidade à medida que o tempo decorre;
  • exprime-se em metros por segundo ao quadrado m/s
  • como se calcula: 
    Fig.12- aceleração média













Forças:
  • O vetor força é uma grandeza vetorial (representam-se por vetores);
  • Para caracterizar forças indica-se: Direção, Sentido, Intensidade e o Ponto de Aplicação;
  • O resultado dos efeitos de todas as forças é igual ao de uma única força: a força resultante;
  • Exprime-se em Newton (N);
  • Para medir as forças utilizam-se o Dinamómetro Analógico ou o Dinamómetro Digital

Tipos de Forças:
  • Forças de contacto:  ocorrem quando o agente que exerce a força entra em contacto com o objecto sobre o qual está a exercer a força.
  • Forças à distância: ocorrem quando o agente que exerce a força não entra em contacto com o objecto sobre o qual está a exercer a força.



Forças de atrito: São orças de contacto que se opõem sempre ao movimento de um corpo. Dependem das superfícies de contacto e da massa do corpo.




A força resultante é nula quando:
  • O corpo está em repouso;
  • O corpo está em movimento retilíneo constante (velocidade constante)




1º Lei de Newton ou Lei da Inércia:

Fig.13- 1º lei de newton


A inércia é a oposição que qualquer corpo oferece à alteração da sua velocidade.

A 1º Lei de Newton ou Lei da Inércia é: qualquer corpo permanece no estado de repouso ou de movimento rectilíneo uniforme se a resultante das forças que actuam sobre esse corpo for nula.

A massa de um corpo é uma medida da inércia desse corpo.
Quanto maior for a massa do corpo, maior vai ser a sua inércia, mais difícil se torna alterar a sua velocidade.


2º Lei de Newton ou Lei Fundamental da Dinâmica:

Fig.14_ 2º lei de newton

É a força resultante do conjunto das forças que atuam num corpo, é diretamente proporcional à massa do corpo e à aceleração adquirida por este. 

Fr (N) = m (kg) x a ( m/s2)

Caso particular: P (peso=N) = m (g) x g ( m/s2 )

                     g= 9,8  m/s


3º Lei de Newton ou Lei de ação - reação:

As forças atuam sempre aos pares 
O par ação - reaçãp está em corpos diferentes e por isso não se anula
Fig.15- 3º lei de newton







Compostos de Carbono

Os compostos de carbono são substâncias moleculares.

Hidrocarbonetos:

Os hidrocarbonetos são compostos formados por carbono e hidrogénio.


  • Ligação Covalente Simples: Alcanos
Metano (é o alcano mais simples):

Fórmula molecular: CH4
Fórmula de estrutura:

Fig.1- Metano

- Etano:

Fórmula molecular: C2H6
Fórmula de estrutura: 
Fig.2- Etano
- Propano:

Fórmula molecular: C3H8
Fórmula de estrutura: 
Fig.3- Propano
- Butano: 

Fórmula molecular: C4H10
Fórmula de estrutura: 
Fig.4- Butano

As moléculas dos alcanos são designados por hidrocarbonetos saturados.
Nas moléculas dos alcanos só existem ligações covalentes simples.
O Metano, o Etano, o Propano e o Butano são os alcanos mais simpres.
Os alcanos encontram-se no gás natural e no petróleo.
Estes hidrocarbonetos saturados são principalmente utilizados como combustíveis.

  • Ligação Covalente Dupla: Alcenos
- Eteno (alceno mais simples):

Fórmula molecular: C2H4
Fórmula de estrutura: 
Fig.5- Eteno

As moléculas dos alcenos chamam-se hidrocarbonetos insaturados.
Nas moléculas dos alcenos há uma ou mais ligações covalentes duplas entre os átomos de carbono.
Os alcenos são largamente utilizados como matéria-prima na indústria química. 

  • Ligação Covalente Tripla: Alcinos
- Etino (alcino mais simples):

Fórmula molecular: C2H2
Fórmula de estrutura: 
Fig.6- Etino

As moléculas dos alcinos chamam-se hidrocarbonetos insaturados.
Nas moléculas dos alcinos há carbonos unidos por ligações covalentes triplas. 
Os alcinos intervêm em muitos síntese orgânicos.

Substâncias Moleculares, Covalentes, Iónicas e Metálicas

Substâncias Moleculares

Unidade estrutural: Molécula
Tipo de ligação: Ligação Intramolecular e Ligação Intermolecular
Propriedades: 

  • As forças de coesão dos corpúsculos são fracas;
  • Os pontos de fusão e ebulição são baixos;
  • São substâncias más condutoras da corrente elétrica 
  • Quando são soluções aquosas: são bons condutoras se as moléculas são apolares, são más condutoras, se as moleculas são polares;
  • À temperatura hambiente podem ser sólidas, líquidas e gasosas;
  • Quando são sólidas são: pouco duras e muito quebradiças.


Substâncias Covalentes

Unidade estrutural: Átomo
Tipo de ligação: Ligação Covalente
Propriedades:

  • As forças de coesão dos corpúsculos são muito fortes;
  • Os pontos de fusão e ebulição são elevados;
  • Diamante: mau condutor e muito duro;
  • Grafite: boa condutora, mole e quebradiça;
  • São sólidas e não deformáveis. 

Substâncias Iónicas

Unidade estrutural: Ião
Tipo de ligação: Ligação Iónica
Propriedades:

  • As forças de coesão dos corpúsculos são fortes;
  • Os pontos de fusão e ebulição são elevados;
  • Quando são sólidas são más condutoras; 
  • Quando são fundidas ou em solução aquosa, são boas condutoras;
  • São sólidas à temperatura ambiente;
  • Não deformáveis;
  • Quebradiças.

Substâncias Metálicas

Unidade estrutural: Iões positivos e Eletrões livres
Tipo de ligação: Ligação Metálica
Propriedades: 



  • As forças de coesão dos corpúsculos são fortes;
  • Os pontos de fusão e ebulição são variáveis;
  • São boas condutoras elétricas;
  • São sólidas, a não ser o mercúrio, o gálio, o césio e o frâncio que são líquidos;
  • São maleáveis;
  • São dúcteis;
  • São duras;
  • Não são quebradiças.
  • Corrente elétrica

    Corrente elétrica

    A corrente elétrica é um movimento orientado por partículas com carga elétrica (eletrão ou ião).

    Bons condutores elétricos: são todos os metais através dos quais a corrente elétrica passa. ex: cobre, ligas metálicas e a grafite.

    Maus condutores elétricos: são os materiais através dos quais a corrente elétrica não passa. ex: plástico, borracha e o algodão.