Resistência elétrica

Resistência elétrica- é a oposição que os condutores oferecem à passagem da corrente elétrica.

Unidade de SI da resistência elétrica é o Ohm (Ω).

Para medir a Resistência Eléctrica de determinado condutor, pode-se utilizar um Ohmímetro.(diretamente)

Ohmímetro



Para medir a Resistência Elétrica indiretamente tem-se de saber o d.d.p. e a intensidade:

               R=V/I



Lei de Ohm- Para alguns condutores a resistência elétrica é constate (condutores óhmicos).

Intensidade da corrente elétrica

Intensidade da corrente elétrica- relaciona-se com as cargas elétricas que passam numa secção reta do circuito por segundo.
Quanto maior o número de electrões a atravessar o condutor por unidade de tempo, maior a Intensidade de Corrente.

A unidade SI para a Intensidade de Corrente é o Ampere, cuja abreviatura é o símbolo A.

A Intensidade de Corrente que percorre determinado condutor em funcionamento pode ser determinada utilizando um Amperímetro.


Amperímetro Digital

Diferença de Potencial

Diferença de potencial (d.d.p.)- A diferença de potencial de uma fonte de energia relaciona-se com a energia que fornece à unidade de carga elétrica que atravessa o circuito.

A unidade SI para a d.d.p. é o Volt, cuja abreviatura é o símbolo V.
Símbolo da grandeza- U
A d.d.p. de uma fonte de energia ou aos terminais de qualquer componente eléctrico em em funcionamento pode ser determinada utilizando um voltímetro (sempre em paralelo).

Voltímetro Digital

Corrente elétrica e circuitos elétricos

Corrente elétrica- Movimento orientado de partículas com carga elétrica.
                             No caso dos metais,são os eletrões de valência.
                             No caso das soluções iónicas são os iões.

Circuito elétrico- é um caminho para a corrente elétrica, que é constituída por uma fonte de energia. (ex: pilha, bateria, tomada..)


Os circuito elétricos representam-se por:

Na tabela abaixo é indicado o símbolo que corresponde a alguns dos mais importantes componentes eléctricos.

Impulsão

Sempre que um corpo se encontra imerso total ou parcialmente num líquido ou num gás, é sujeito a uma força vertical e ascendente (de cima para baixo), à qual se dá o nome de Impulsão.
É possível confirmar essa força de Impulsão comparando o Peso Real de um objecto (Peso do corpo no ar) com o Peso que este apresenta quando mergulhado num líquido (Peso Aparente). Por exemplo:


Impulsão= Preal-Paparente
Impulsão= 1-0.85= 0.15N

Outra forma de calcular a impulsão e saber o volume do líquido deslocado.



Lei de Arquimedes- Qualquer corpo mergulhado num líquido recebe da parte deste uma impulsão vertical, de baixo para cima, de valor igual ao do peso do volume líquido deslocado.

Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V.)

O Movimento Rectilíneo Uniformemente Variado ocorre quando um corpo se desloca ao longo de uma trajectória rectilínea, e com uma aceleração constante. Quer isto dizer que a velocidade do corpo apresenta sempre a mesma variação, a cada segundo que passa. Se um corpo apresenta Movimento Rectilíneo Uniformemente Variado, é possível caracterizar esse movimento em Acelerado ou Retardado, conforme a variação da velocidade do corpo. Assim:

O Movimento é Rectilíneo Uniformemente Acelerado se o módulo da velocidade aumenta, ou seja, se o valor da velocidade se afasta de zero;

O Movimento é Rectilíneo Uniformemente Retardado se o módulo da velocidade diminui, ou seja, se o valor da velocidade se aproxima de zero;

Rectilíneo Uniformemente Acelerado

Um corpo tem Movimento Rectilíneo Uniformemente Acelerado quando, ao longo de uma trajectória rectilínea, o módulo da sua velocidade apresenta sempre o mesmo aumento em intervalos de tempo iguais.

Gráfico da Posição do corpo em função do Tempo;

Gráfico da Posição em função do Tempo

O gráfico obtido não é uma recta, indicando que para intervalos de tempo iguais, o corpo percorre distâncias diferentes. Conclui-se que a velocidade não é constante.

Gráfico da Velocidade do corpo em função do Tempo;

Gráfico da Velocidade em função do Tempo

O gráfico obtido é uma linha recta que reflecte sempre o mesmo aumento da velocidade do corpo a cada segundo que passa. A aceleração é por isso constante.

Gráfico da Aceleração do corpo em função do Tempo.

Gráfico da Aceleração em função do Tempo

O gráfico é uma recta horizontal, o que indica que a aceleração do corpo é constante ao longo do tempo.

Rectilíneo Uniformemente Retardado

Um corpo tem Movimento Rectilíneo Uniformemente Retardado quando, ao longo de uma trajectória rectilínea, o módulo da sua velocidade apresenta sempre a mesma diminuição em intervalos de tempo iguais.

Gráfico da Posição do corpo em função do Tempo;

Gráfico da Posição em função do Tempo

O gráfico obtido não é uma recta, indicando que para intervalos de tempo iguais, o corpo percorre distâncias diferentes. Conclui-se que a velocidade não é constante.

Gráfico da Velocidade do corpo em função do Tempo;

Gráfico da Velocidade em função do Tempo

O gráfico obtido é uma linha recta que reflecte sempre o mesmo aumento da velocidade do corpo a cada segundo que passa. A aceleração é por isso constante.

Gráfico da Aceleração do corpo em função do Tempo.

Gráfico da Aceleração em função do Tempo

O gráfico é uma recta horizontal, o que indica que a aceleração do corpo é constante ao longo do tempo.

As Leis de Newton

Sir Isaac Newton, um cientista inglês que viveu entre 1643 e 1727, publicou, em 1687, uma importante obra chamada Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Nesta obra foram enunciadas aquelas que mais tarde viriam a ser conhecidas como as 3 Leis de Newton.

As três Leis de Newton são:

1.º Lei - Lei da Inércia

2.ª Lei - Lei Fundamental da Dinâmica

3.ª Lei - Lei da Acção - Reacção

1º Lei- Lei da Inércia

Inércia é a resistência que um corpo oferece à alteração do seu estado de repouso ou de movimento. Quanto maior for a massa do corpo, maior a sua inércia, ou seja, maior a resistência que este oferece à alteração do seu estado. De acordo com esta lei:

Um corpo que se encontre em repouso, continuará em repouso se a resultante das forças que nele actuam for nula;

Um corpo em movimento, continuará a mover-se em linha recta e sempre à mesma velocidade, se a resultante das forças que nele actuam for nula;

Para que haja alteração da velocidade do corpo, é necessário que se exerça sobre este uma força.

2.ª Lei - Lei Fundamental da Dinâmica

De acordo com esta lei, sempre que se aplica uma força num corpo, esta pode provocar no corpo uma mudança de velocidade - uma aceleração. Assim, é possível relacionar a força exercida em determinado corpo, com a aceleração sofrida por este, através da expressão:

Força = massa do corpo x aceleração
ou
F = m x a

Sendo:
F - Força
m - massa do corpo
a - aceleração

3.ª Lei - Lei da Acção - Reacção

Sempre que exerces uma força sobre um corpo, esse corpo exerce sobre ti uma força com a mesma direcção, a mesma intensidade, mas sentido oposto à tua. Se exerceres uma força sobre um determinado objecto (Força1)...

... esse objecto também exerce uma força sobre ti (Força2), de igual valor e direcção, mas de sentido oposto à força que exerceste sobre ele.

Resultante de Forças

Quando várias forças actuam num corpo ao mesmo tempo, a melhor forma de estudar o comportamento do corpo quando sujeito a essas forças é determinar a Resultante das Forças (ou Força Resultante) que nele actuam.

No exemplo seguinte, um rapaz tenta "puxar" um cão exercendo sobre este uma força (1), de intensidade 100 N. O cão recusa mover-se exercendo uma força (2) no sentido oposto, de intensidade 75 N.

Se observarmos o cão, verificamos que sobre ele actuam as forças 1 e 2. É possível então simplificar este sistema de forças calculando a resultante das forças que actuam no cão. Para determinar a Resultante das Forças que actuam no cão, podemos proceder ao cálculo vectorial ou ao cálculo analítico da Resultante de Forças.

Cálculo vetorial da resultante de forças

Tendo em conta a situação anteriormente apresentada, vamos proceder ao cálculo vectorial da Resultante de Forças.

Começa por representar um dos vectores:

Na ponta da seta do primeiro vector, representa o segundo vector:

O vector Força Resultante terá tem ponto de aplicação no início do primeiro vector, e termina na ponta da seta do segundo vector:

O vector Força Resultante será então:

Força de atrito

Os corpos apresentam rugosidades na sua superfície, o que dificulta o movimento dos mesmos quando se deslocam um sobre os outros. Mesmo quando as suas superfícies parecem perfeitamente lisas, a nível microscópico é possível observar algumas rugosidades. Originam-se assim Forças de Atrito que ocorrem entre as superfícies de contacto entre os corpos. No exemplo seguinte, o rapaz procura arrastar uma caixa ao longo de um superfície de madeira.

Quer a caixa quer a superfície apresentam rugosidades, o que dificulta o movimento. As Forças de Atrito surgem assim na superfície de contacto entre estes dois corpos, e ocorrem sempre que um dos corpos se move ou tenta entrar em movimento. Estas forças tentam impedir o movimento do corpo, opondo-se a este.

De que dependem as forças de atrito

Os dois factores de que dependem as Forças de Atrito são:

Natureza das superfícies em Contacto (rugosidade das superfícies)

As superfícies geladas têm menos rugosidades, tornando-se mais fácil mover um objecto sobre estas, pois as Forças de atrito entre as superfícies de contacto são reduzidas.

As superfícies de madeira têm mais rugosidades, tornando-se mais difícil mover um objecto sobre estas, pois as Forças de atrito entre as superfícies de contacto são elevadas.

Quanto mais rugosas forem as superfícies de contacto entre os corpos, maior a força de atrito e maior a oposição ao movimento.

Peso do corpo que se move (apenas válido em superfícies horizontais)

Quando a Massa do corpo é baixa, o seu Peso também é baixo, e as forças de atrito são reduzidas.

Quando a Massa do corpo é alta, o seu Peso também é alto, e as forças de atrito são elevadas.

Quanto maior for o Peso do corpo que se move, maior a força de atrito entre as superfícies de contacto e maior a oposição ao movimento.

Força Gravitíca

Sabemos que o Planeta Terra consegue atraír o nosso corpo para o seu centro, "puxando-nos" continuamente. Essa Força que a Terra exerce sobre o nosso corpo é uma força à distância e designa-se por Força Gravítica.

 Na prática, a Terra confere Peso aos corpos, pelo que Peso e Força Gravítica são a mesma coisa.  A Força Gravítica resulta da atracção entre as massas de dois corpos. Qualquer corpo, por muito pequena que seja a sua massa, atrai para si todas as outras massa que se encontram à sua volta, ainda que por vezes essa atracção não seja perceptível.

Diferença entre Peso e Massa

Nas conversas do dia-a-dia, é habitual misturarmos estes dois conceitos e utilizá-los de forma errada. Peso e Massa são conceitos diferentes, que devemos saber distinguir.

Características da Massa de um corpo:

Massa de um corpo

- A Massa é uma característica do corpo e depende da quantidade de matéria que constitui esse corpo;

- Um determinado corpo apresenta sempre a mesma massa em qualquer local do planeta e em qualquer planeta, pois a quantidade de matéria é a mesma;

- A Massa é uma grandeza escalar;

- Para determinar a massa de um corpo utiliza-se uma balança;

- A unidade de Sistema Internacional para a Massa é o Quilograma (Kg).

Características do Peso de um corpo

Peso de um corpo

O Peso de um corpo varia consoante o planeta onde o corpo se encontra (o Peso do corpo na Terra é superior ao Peso do mesmo corpo na Lua);

O Peso de um corpo varia consoante o local do planeta onde o corpo se encontra (quanto mais próximos do centro do planeta, maior o nosso Peso);

- O Peso é uma grandeza vectorial;

- Para determinar o Peso de um corpo utiliza-se um dinamómetro;

- A unidade de Sistema Internacional para o Peso, tal como para as restantes forças, é o Newton (N).

Determinar o peso ou força gravítica exercida num corpo

Para determinar o Peso de um corpo, basta suspender o corpo num dinamómetro que este indica imediatamente qual a Força com que a Terra está a "puxar" o corpo. Outra forma de o fazer, é recorrer à relação matemática que existe entre o Peso de um corpo, a massa deste e a aceleração da gravidade do planeta em que o corpo se encontra:

Peso = massa do corpo x aceleração da gravidade
ou
P = m x g

Sendo:
P - Peso do corpo
m - massa do corpo
g - aceleração da gravidade

Noção de Força

Uma Força é toda a acção 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 actuar uma força, o valor da sua velocidade pode aumentar ou diminuir.

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

Medir o valor de uma força

Para medir o valor de uma força deve ser utilizado um Dinamómetro.

Representação de uma força

As Forças são grandezas vectoriais, e por isso representam-se por meio de vectores. São exemplos de vectores Força os seguintes:

Exemplos de vectores Força.

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

O vector Força representado a vermelho corresponde à força exercida pelo rapaz sobre o cão. Este vector apresenta as seguintes características:

O vector força neste caso tem:

Ponto de Aplicação: Ponto A;

Direcção: Horizontal;

Sentido: Esquerda para Direita;

Intensidade: 3N.

Tipos de força

Distinguem-se habitualmente dois tipos de Forças:

Forças de Contacto

A Força exercida por uma grua quando levanta uma carga.

A Força exercida pelo ciclista nos pedais da bicicleta.

As 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

A Força Gravítica exercida pelo Planeta Terra.

A Força exercida por um íman em objectos de Ferro.

As 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.

Rapidez média, Velocidade média e Aceleração média

Rapidez média

O cálculo da Rapidez Média permite obter a distância média percorrida em cada unidade de tempo.

Abreviatura: Rm
É uma grandeza escalar.

Calculo de Rm:






Velocidade média

Indica o quão rápido um objeto se desloca em um intervalo de tempo médio e é dada pela seguinte razão:

Onde:

  = Velocidade Média
  = Intervalo do deslocamento [posição final – posição inicial ()]
  = Intervalo de tempo [tempo final – tempo inicial ()]

Abreviatura: 

Grandeza vetorial

No Sistema Internacional (S.I.), a unidade padrão de velocidade é o m/s. Por isso, é importante saber efetuar a conversão entre o km/h e o m/s, que é dada pela seguinte relação:

Aceleração média

A Aceleração Média de um corpo é uma grandeza que reflecte a variação de velocidade do corpo por intervalo de tempo e pode ser calculada através da expressão:




A unidade de Sistema Internacional para a aceleração média é o metro por segundo ao quadrado (m/s²).


Como calcular a velocidade média (ΔV) de um corpo:

 ΔV= Vf-Vi


Abreviatura: am

Trajetória do movimento

 Trajetória- Linha imaginária que une as várias posições que o corpo ocupa ao longo do seu movimento, ou seja, é a linha imaginária que descreve o movimento do corpo.

Tipos de trajetória

Trajetória retilínea- movimentos retilínios. 

  

Trajetória curvilínea- movimentos curvilíneos.

trajetória circular- círculo

   trajetória elíptica- elípse