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

Movimento e Repouso de um corpo

 Movimento e repouso de um corpo são conceitos relativos, pois dependem de um referencial. (Local a partir do qual se faz a observação).

 Movimento do corpo- Há alterações da posição do corpo em ralação ao referencial.

 Repouso do corpo- Não há alteração da posição do corpo em relação ao referencial.

Deslocamento e Distância Percorrida

A distância percorrida (ou espaço percorrido) é a medida sobre a trajetória descrita no movimento; o seu valor depende da trajetória.
A distância percorrida é uma grandeza escalar (quer dizer que fica completamente definida através de um valor numérico e respectiva unidade de medida), sempre positiva.





O deslocamento é a medida da linha reta que une a posição inicial e a posição final; o seu valor só depende destas posições, não depende da trajetória.
O deslocamento é uma grandeza vetorial (representa-se por um vetor).

Deslocamento = Posição Final - Posição Inicial

Habitualmente representa-se:

Deslocamento por Δx (onde o símbolo Δ - delta - representa variação e x representa posição. Lê-se portanto variação de posição ou Deslocamento);

Posição final por xf (x de posição e f de final);

Posição inicial por xi (x de posição e i de inicial).

Δx = x_f - x_i


A Unidade de Sistema Internacional para a Distância e para o Deslocamento é o metro (m), embora também seja comum apresentar o resultado em Quilómetros (Km).

Porque é que uma garrafa cheia de água rebenta no congelador

 A garrafa rebenta porque a densidade da água diminui quando congela, como a densidade diminui as moléculas afastam-se umas das outras, portanto é preciso ocupar mais espaço do que quando era líquido. A pressão que essa expansão faz rebenta com a garrafa.

evolução do modelo atómico

 Nem sempre o Homem pensou que o átomo é como o conheces atualmente. Foi uma ideia que evoluiu ao longo dos anos. Apesar do 1º modelo atómico ter sido apresentado já no séc. XIX, a ideia de que a matéria é feita de pequenos corpúsculos surgiu há muito, muito tempo.
 No século V a.C., o filósofo grego Leucipo e seu discípulo Demócrito imaginaram a matéria como sendo constituída por pequenas partículas indivisíveis - os átomos, como lhes chamaram. Concluiram que a matéria não poderia ser infinitamente divisível. Se a partíssemos variadas vezes, chegaríamos a uma partícula muito pequena, indivisível e impenetrável a que se denominou átomo.

Esta é uma palavra de origem grega que deriva de "a + thomos" , que significa "sem divisão".

   Esta ideia de que os átomos seriam pequenas partículas indivisíveis perdurou durante mais de vinte séculos !

   
 

Modelo atómico de Dalton


   John Dalton, no séc. XIX (a partir de 1803), retomou a ideia dos átomos como constituintes básicos da matéria. Para ele os átomos seriam partículas pequenas, indivisíveis e indestrutíveis. Cada elemento químico seria constituído por um tipo de átomos iguais entre si. Quando combinados, os átomos dos vários elementos formariam compostos novos.
Assim, na sequência dos seus trabalhos, concluiu que:
Os átomos que pertencem a elementos químicos diferentes, apresentam massas diferentes, assim como propriedades químicas diferentes.
Os compostos são associações de átomos de elementos químicos diferentes.
As reações químicas podem ser explicadas com base no rearranjo dos átomos, de acordo com a lei de Lavoisier.



Modelo atómico de Thomson ou
Modelo do pudim de passas


   Em 1897, Thomson descobriu partículas negativas muito mais pequenas que os átomos, os eletrões, provando assim que os átomos não eram indivisíveis.
Formulou a teoria de que os átomos seriam uma esfera com carga elétrica positiva onde estariam dispersos os eletrões suficientes para que a carga total do átomo fosse nula.



Modelo atómico de Rutherford

Mais tarde Rutherford demonstrou que a maior parte do átomo era espaço vazio, estando a carga positiva localizada no núcleo (ponto central do átomo), tendo este a maior parte da massa do átomo. Os eletrões estariam a girar em torno do núcleo.

Rutherford também descobriu a existência dos protões, as partículas com carga positiva que se encontram no núcleo.

Este Modelo não explicava porque é que os eletrões não caem no núcleo, devido à atração que apresentam pelas cargas positivas aí existentes.


Modelo atómico de Bohr

   Bohr apresentou alterações ao modelo de Rutherford: os eletrões só podem ocupar níveis de energia bem definidos, e os eletrões giram em torno do núcleo em órbitas com energias diferentes. As órbitas interiores apresentam energia mais baixa e à medida que se encontram mais afastadas do núcleo o valor da sua energia é maior. Quando um eletrão recebe energia suficiente passa a ocupar uma órbita mais externa (com maior energia) ficando o átomo num estado excitado. Se um eletrão passar de uma órbita para uma outra mais interior liberta energia.
Os eletrões tendem a ter a menor energia possível - estado fundamental do átomo.



Modelo da nuvem eletrónica

No núcleo (centro) do átomo estão os protões e os neutrões, enquanto que os eletrões giram em seu redor. Na figura ao lado está representada a nuvem eletrónica de um átomo. Esta nuvem representa a probabilidade de encontrar os eletrões num determinado local do espaço.

Os eletrões de um átomo ocupam determinados níveis de energia (o número de eletrões em cada nível de energia é expresso pela distribuição eletrónica).

Os principais cientistas responsáveis por esta proposta foram Heisenberg, Schrödinger e Dirac. No entanto houve também outras contribuições importantes que permitiram que chegássemos ao modelo que hoje consideramos como válido.