FÍSICAPROF.ª RISÔLDA FARIASPROF. NELSON BEZERRA

EM EJA 1ªFASE

Unidade IIIEnergia: conservação e transformaçãoAula 13Revisão e Avaliação.

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REVISÃO DOS CONTEÚDOS

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AstronomiaDefiniçãoÉ uma ciência natural que estuda corpos celestes (como estrelas, planetas, cometas, nebulosas, aglomerados de estrelas, galáxias) e fenômenos que se originam fora da atmosfera da Terra (como a radiação cósmica de fundo em micro-ondas). Ela está preocupada com a evolução, a física, a química, e o movimento de objetos celestes, bem como a formação e o desenvolvimento do universo.

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Cientistas - movimento dos planetasOs cientistas que se seguem deram importantes contribuições para nosso conhecimento atual do movimento dos planetas:

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Cláudio Ptolomeu Obra principal de Ptolomeu é A grande síntese, geralmente citada com o título da tradução árabe: Almagesto. No livro, o cientista adota o sistema geocêntrico: a Terra encontra-se no centro do universo, e em torno dela giram Mercúrio, Lua, Vênus, Sol, Marte, Júpiter e Saturno.

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Nicolau CopérnicoHeliocentrismoSegundo esse sistema, cada planeta, inclusive a Terra, descreve uma órbita circular em torno do Sol.

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Johannes KeplerEnunciou as três leis: relações entre os períodos, posições, velocidades e trajetórias dos planetas.

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PreviewExplicaçãoJohannes Kepler, baseado no heliocentrismo, em sua intuição e após inúmeras tentativas, ele chegou à conclusão de que os planetas seguiam uma órbita elíptica em torno do Sol e, após anos de estudo, enunciou três leis.

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HidrostáticaDefiniçãoÉ a parte da Física que estuda os fluidos (tanto líquidos como os gasosos) em repouso, ou seja, que não estejam em escoamento (movimento). Além do estudo dos fluidos propriamente ditos, serão estudadas as forças que esses fluidos exercem sobre corpos neles imersos, seja em imersão parcial, como no caso de objetos flutuantes, como os totalmente submersos.

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DensidadeA relação entre a massa do corpo e seu volume determina a densidade:

d = m v

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A densidade na cozinha

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PressãoA pressão é definida como a aplicação de uma força distribuída sobre uma área ou ainda, a grandeza física determinada pelo resultado da divisão entre uma força aplicada e a área de ação dessa força.

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P = |F|

AP pressão módulo da forçaA área de contato|F|

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Exemplos1. A superfície plana da cabeça de um prego tem área de 0,2 cm2. Um martelo atinge-a de modo a exercer sobre ela uma força constante igual a 400N. Qual a pressão exercida pelo martelo sobre o prego em N/cm2?

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PreviewSoluçãoA = 0,2 cm2

F = 400NP = ? = F/A = 400/0,2P= 2000 N/cm2

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2. Uma pessoa de 600 N de peso se equilibra num só pé, cuja área de contato com o solo é de 300 cm2. Qual a pressão exercida no solo, em N/cm2?

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PreviewSoluçãoP = F/AP = 600/300P = 2 N/cm2

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Pressão no cotidiano

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Movimentos da TerraA Terra faz movimentos constantes no espaço. Dentre os principais movimento que a Terra realiza podemos destacar: rotação, translação e precessão.

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Translação da Terra

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Movimento de RotaçãoRotação é o movimento onde a Terra gira em torno de seu próprio eixo. Esse movimento acontece no sentido anti-horário e dura exatamente 23 horas 56 minutos 4 segundos e 9 centésimos para ser concluído, sendo o responsável por termos o dia e a noite.

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Movimento de Rotação

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Quando um lado do planeta está para o lado do sol, é dia, e, consequentemente, do lado oposto é noite. Sem o movimento da Rotação não haveria vida na Terra, já que este movimento desempenha um papel fundamental no equilíbrio de temperatura e composição química da atmosfera.

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O movimento de rotação da Terra ocorre de oeste para leste, ou seja, a porção Leste vê o nascer do sol primeiro que o Oeste. Como exemplo podemos citar o Brasil e o Japão, onde a diferença de fusos horários é exatamente 12 horas. Deste modo, quando no Japão são 6 h da manhã, no Brasil são 6 h da tarde.

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Movimento de TranslaçãoO movimento de translação é aquele que o planeta Terra realiza ao redor do Sol junto com os outros planetas. O tempo necessário para completar uma volta ao redor do Sol é de 365 dias, 5 horas e cerca de 48 minutos e ocorre numa velocidade média de 107.000 km por hora.

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O tempo que a planeta leva para dar uma volta completa ao redor do Sol é chamado “ano”. O ano civil, aceito por convenção, tem 365 dias. Como o ano sideral, ou o tempo concreto do movimento de translação, é de 365 dias e 6 horas, a cada quatro anos temos um ano de 366 dias, dia este que é acrescido ao nosso calendário no mês de fevereiro e que recebe o nome de ano bissexto.

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O movimento de translação é o responsável pelas quatro estações do ano: verão, outono, inverno e primavera, que ocorrem em razão das diferentes localizações da Terra no espaço.

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Lei da gravitação universalA fim de entender o movimento planetário, Isaac Newton, renomado físico inglês, se fundamenta no modelo heliocêntrico de Nicolau Copérnico para basear seus estudos.

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Lei da gravitação universalAnalisando então o movimento dos planetas, Newton apresentou uma explicação, na qual mostrava que esse movimento era baseado em uma atração entre os corpos, nesse caso, entre os planetas.

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Segundo Newton: • O Sol atrai os planetas.

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• A Terra atrai a Lua.

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• A Terra atrai todos os corpos que estão perto dela.

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Depois de analisar esses fatos, Newton, numa tentativa de resumir esses conceitos, os chamou de força gravitacional. Ou seja, existe uma força que atrai todos os corpos, estejam eles no espaço ou na Terra.Tais forças são grandezas vetoriais, porque possuem módulo, direção e sentido.

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A representação matemática da lei da gravitação universal é:

F = G Mm d2

Onde:F = intensidade da força gravitacional.G = constante de gravitação universal, cujo valor é 6,67.10-11 Nm²/kg²M e m = massa dos corpos analisados.d = distância.

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Baseados na terceira lei de Newton, vemos que a atração entre os corpos deve ser mútua para que haja equilíbrio entre eles, ou seja, o Sol atrai a Terra, mas, em contrapartida, a Terra também atrai o Sol, com mesma intensidade, mesma direção, porém com sentido contrário.

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Em resumo, pode-se definir que a força gravitacional é diretamente proporcional ao produto de massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os centros de massa. Tal análise, é claro, deve ser feita para corpos que se atraem gravitacionalmente.

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Exemplo resolvidoCalcule qual é a força gravitacional entre a Terra e a Lua, sabendo que a massa da Terra é de 6,0 x 1024 kg, a massa da Lua é 7,4 x 1022 kg e que a distância média entre a Terra e a Lua é de 3,8 x 108 km. Considere G = 6,7.10-11 Nm²/kg².

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Preview 2000 2,8

F = G . _____

6,0 1024 7,4 1022

(3,8 108)2F = 6,7 . 10-11 . ________________

297,48 1035

14,44 1016F = ___________

F = 20,6 . 1019 N

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EmpuxoAo entrarmos em uma piscina, nos sentimos mais leves do que quando estamos fora dela.Isto acontece devido a uma força vertical para cima exercida pela água a qual chamamos Empuxo, e a representamos por E.

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O Empuxo representa a força resultante exercida pelo fluido sobre um corpo. Como tem sentido oposto à força Peso, causa o efeito de leveza no caso da piscina.A unidade de medida do Empuxo no S.I. é o Newton (N).

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Princípio de ArquimedesFoi o filósofo, matemático, físico, engenheiro, inventor e astrônomo grego Arquimedes (287 a.C. - 212 a.C.) quem descobriu como calcular o empuxo.

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Arquimedes descobriu que todo o corpo imerso em um fluido em equilíbrio, dentro de um campo gravitacional, fica sob a ação de uma força vertical, com sentido oposto a este campo, aplicada pelo fluido, cuja intensidade é igual à intensidade do peso do fluido que é ocupado pelo corpo.

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Assim:E = PFD = mFD . g

E = dF . VFD . g

Onde:E = Empuxo (N)df = Densidade do fluido (kg/m³)VFD = Volume do fluido deslocado (m³)g = Aceleração da gravidade (m/s²)

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