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Terra Lua e Forças Gravíticas Forças gravíticas, massa e peso.
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Subdomínio – A Terra, a Lua e forças gravíticas
Físico-química - 7º ano de escolaridade
www.ageracaodobotao.wordpress.com
Forças
Forças gravíticas
Massa e Peso
Físico-Química | 7º ano de escolaridadeDocente:Marília Silva Soares | Ano letivo 2016/2017 2
Subtema III – PLANETA TERRA
COMPETÊNCIAS
• Identificar o significado físico de força e algumas classificações das forças;
• Caraterizar e representar forças por meio de vetores, recorrendo a dinamómetros para medir a
intensidade.
• Reconhecer a existência e a importância da atração gravítica.
• Caraterizar a força responsável pelo movimento de translação dos planetas e pela queda de corpos
• Distinguir entre massa e peso, identificando como varia o peso em função de determinados fatores.
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Forças
•O que é uma força?
•Podemos ver as forças?
•Como atuam as forças?
•Como se caracterizam as forças?
•Como se podem representar as forças?
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Subtema III – PLANETA TERRA
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Subtema III – PLANETA TERRA
COMO SE DETETAM AS FORÇAS?
Um automóvel avariado pode ser posto
em movimento se o empurrarmos.
Os empurrões provocaram o movimento
do carro que estava inicialmente parado.
Uma bola que esteja em
movimento, este pode ser alterado
se a empurrarmos com o pé.
Um empurrão alterou o
movimento da bola, que
segue, agora, noutra
direção.
Um puxão na trela altera o
movimento de um cão e até
pode fazê-lo parar.
Um puxão altera o
movimento do cão,
fazendo-o parar.
Uma mola que é apertada ou esticada
deforma-se, ficando comprimida ou
alongada, respetivamente.
Apertões e esticões
alteram a forma da mola.
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Subtema III – PLANETA TERRA
COMO SE DETETAM AS FORÇAS?
É toda a causa capaz de provocar o movimento de um corpo que está em
repouso, de alterar o estado de movimento ou provocar a sua deformação.
As forças resultam de interações entre corpos, que podem ser de contato ou de
ação à distância, como por exemplo, forças gravitacionais ou magnéticas.
Quando empurramos,
puxamos, travamos,
esticamos ou apertamos
qualquer corpo, estamos a
aplicar forças.
Não podemos ver as
forças, mas
detetamo-las através
dos seus efeitos.
São efeitos das forças: a
alteração do estado de
repouso ou de movimento
de um corpo e a sua
deformação.
O QUE É UMA FORÇA?Registo no caderno diário
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Subtema III – PLANETA TERRA
COM ATUAM AS FORÇAS?
As forças podem ter origens diferentes e atuar de maneiras
diferentes, mas surgem sempre aos pares.
Quando colocas dois ímanes próximos um do outro,
observas:
- atração, se aproximas extremidades diferentes;
- repulsão, se aproximas duas extremidades
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Subtema III – PLANETA TERRA
COMO ATUAM AS FORÇAS?
Interacções de contacto Interacções à distância
Como as forças traduzem interações entre corpos, elas aparecem sempre aos pares, isto significa
que, quando um corpo exerce uma força sobre outro, este exerce também sobre o primeiro uma força
de igual intensidade e direção, mas de sentido contrário.
Estas interações podem ser de contato ou à distância.
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Subtema III – PLANETA TERRA
COM ATUAM AS FORÇAS?
Registo no caderno diário
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Subtema III – PLANETA TERRA
COMO SE CARATERIZAM E REPRESENTAM AS FORÇAS?
A Força, , é uma grandeza vectorial caracterizada pela sua intensidade ou valor, o sentido, a direção;
e o ponto de aplicação (ponto onde a força actua). As forças são representadas por segmentos de reta
com uma seta numa das extremidades, aos quais se chamam vetores.
Intensidade, F
Ponto de aplicação
Direcção –
horizontal
Sentido – da
esquerda para a
direita
1N
Direção – a da reta segundo a qual a força atua; essa reta designa-se por linha de ação da força;
Sentido – indica a orientação da força numa dada direção; em cada direção temos dois sentidos;
Intensidade – o valor da força acompanhado da respetiva unidade;
Ponto de aplicação – o ponto onde a força atua.
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Subtema III – PLANETA TERRA
COMO SE CARATERIZAM E REPRESENTAM AS FORÇAS?
Exemplo: O vetor representa uma força aplicada num
ponto A, com direção vertical, sentido de cima para
baixo e intensidade 5 N,
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Subtema III – PLANETA TERRA
COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS?
Exemplo
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Subtema III – PLANETA TERRA
COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS?
Exemplo
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Exercício 1
Observa os vetores da figura.
1.1. Completa o seguinte quadro.
1.2. Indica os vetores que representam:
1.2.1. duas forças com direções diferentes;
1.2.2. duas forças com o mesmo sentido;
1.2.3. duas forças com sentidos opostos;
1.2.4. a força com maior intensidade;
1.2.5. duas forças com a mesma linha de ação;
1.2.6. duas forças com igual intensidade.
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Subtema III – PLANETA TERRA
COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS?
Força Ponto de aplicação Direção Sentido Intensidade
F1
F2
F3
F4
Exercício 1 Correção
Observa os vetores da figura.
1.1. Completa o seguinte quadro.
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Subtema III – PLANETA TERRA
COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS?
Força Pto. de aplicação Direção Sentido Intensidade
F1 A Horizontal Da esquerda para a direita 4 N
F2 B Vertical De cima para baixo 2 N
F3 C Horizontal Da direita para a esquerda 3 N
F4 D horizontal Da esquerda para a direita 2 N
1.2. Indica os vetores que representam:
1.2.1. duas forças com direções diferentes; F1 e F2, ou F3 e F2 ou F2 e F4.
1.2.2. duas forças com o mesmo sentido; F1 e F4
1.2.3. duas forças com sentidos opostos; F1 e F3 ou F3 e F4
1.2.4. a força com maior intensidade; F1
1.2.5. duas forças com a mesma linha de ação; F1 e F4
1.2.6. duas forças com igual intensidade. F2 e F4.
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Podemos relacionar o newton e o quilograma-força da seguinte forma:
1 kgf = 9,8 N
Subtema III – PLANETA TERRA
COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS?
A unidade SI, de força é o newton que se representa-se por
N, (embora por vezes se utilize o quilograma-força (kgf)) e o
instrumento utilizado na sua medição, o dinamómetro.
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Subtema III – PLANETA TERRA
COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS?
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Subtema III – PLANETA TERRA
COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS?
Registo no caderno diário
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Subtema III – PLANETA TERRA
COMO SE MEDE A INTENSIDADE DAS FORÇAS?
Exercício
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FORÇA E MOVIMENTO DOS PLANETAS
•Que força provocará o movimento da Terra, ou de outro planeta do
Sistema Solar, à volta do Sol?
•E o movimento da Lua e dos satélites artificiais à volta da Terra?
•Porque é que a Lua não cai para a Terra?
•De que depende a intensidade das forças gravitacionais?
Subtema III – PLANETA TERRA
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CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICAS
Subtema III – PLANETA TERRA
A Terra atrai todos os corpos para o seu centro devido à força gravítica.
A força gravítica que a Terra exerce sobre os corpos está aplicada nos corpos e é
dirigida para o centro da Terra.
Por isso, quando largamos um objeto ele cai.
Anota no
teu
Caderno!
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Subtema III – PLANETA TERRA
Resultam da atração entre as massas de dois corpos;
Qualquer corpo, por muito pequena que seja a sua massa, atrai para si todas as massas que se
encontram à sua volta, ainda que por vezes essa atração não seja percetível.
Porque não se atraem?
CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICAS
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Subtema III – PLANETA TERRA
No nosso dia-a-dia, não vemos corpos comuns a atraírem-se porque o efeito da força gravítica
só é percetível, quando, pelo menos um dos corpos tem uma massa muito grande, como é o
caso dos planetas, estrelas, …(corpos celestes).
Existe atração gravitacional entre uma mesa e uma cadeira, ou entre duas pessoas, no entanto,
essa atração é tão pequena, devido às suas massas serem pequenas, que não nos apercebemos.
CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICAS
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Subtema III – PLANETA TERRA
Resultam da atração entre as massas de dois corpos;
Qualquer corpo, por muito pequena que seja a sua massa, atrai para si todas as massas que se
encontram à sua volta, ainda que por vezes essa atração não seja percetível.
São forças atrativas que interagem à distância;
Estão sempre aplicadas nos corpos que se atraem;
Têm a mesma direção;
Têm o mesmo valor (intensidade);
Têm sentidos opostos
CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICASAnota no
teu
Caderno!
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O Sol exerce uma força sobre a Terra, e sobre todos os planetas do Sistema
Solar uma força responsável pelo movimento dos planetas à sua volta. Se
essa força não existisse, o sistema Solar não existiria.
Subtema III – PLANETA TERRA
CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICASc
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No entanto, também a Terra exerce sobre a Lua, e os satélites que orbitam em torno
da Terra, uma força responsável pelo movimento da Lua à sua volta. Se essa força
não existisse, a Lua mover-se-ia em linha reta através do espaço
Subtema III – PLANETA TERRA
Interação gravítica entre Terra e Lua.
CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICASc
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A Lua não cai para a Terra, a Terra não cai para ao Sol e o Sol não cai para o centro da
galáxia porque todos têm movimentos com velocidade adequadas que lhes permitem estar em
órbita
Um satélite artificial pode ter vários tipos
de órbitas, conforme a função a que se
destinam; as órbitas são mantidas porque o
satélite é lançado com a velocidade
adequada face à força gravítica a que está
sujeito.
Subtema III – PLANETA TERRA
CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICASc
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Subtema III – PLANETA TERRA
CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICAS
Distância entre os corpos que se atraemMassa dos corpos que se atraem
Quanto maior for a distância entre os corpos,
menores serão as forças gravíticas.
Quanto maiores forem as massas dos corpos situados
à mesma distância, maiores serão as forças gravíticas.
O valor da força gravítica depende:
Anota no
teu
Caderno!
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Subtema III – PLANETA TERRA
CARACTERÍSTICAS DAS FORÇAS GRAVÍTICAS
A força gravítica é universal e explica:
• A atração, para o centro da Terra, de todos os corpos que estão à sua volta. Exemplos:
corpos situados na Terra; Lua;
• A forma esférica dos astros.
• Os movimentos de translação de astros de pequena massa em torno de astros de maior
massa. Exemplos: movimento dos satélites à volta dos planetas; movimento dos planetas
do sistema solar à volta do Sol;
Anota no
teu
Caderno!
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Aprendi que… Registo no caderno diário
As forças detetam-se através dos efeitos que produzem nos corpos.
Efeitos das forças
As forças descrevem a interação entre corpos; por isso, atuam sempre aos pares.Há forças de contacto e outras que atuam à distância; há forças musculares, magnéticas, gravíticas e elétricas.
Os elementos que caracterizam uma força são: direção, sentido, intensidade e ponto de aplicação.
A força é uma grandeza física vetorial; por isso, representa-se através de um vetor.
Força Representa-se por um
vector
Simboliza-se por F
A unidade SI é o
newton - N
Mede-se com dinamómetro
Alteração do estado de repouso ou de movimento
Alteração do movimento do corpo
Deformação de um corpo
Subtema III – PLANETA TERRA
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Aprendi que… Registo no caderno diário
A força responsável pelo movimento dos planetas à volta do Sol e dos satélites à
volta dos planetas é uma força central.
A força central tem:
•a direção da reta que une o centro dos dois corpos;
•o sentido do centro do corpo que se move para o centro do outro corpo;
•o ponto de aplicação no centro do corpo que se move.
A força central pertence a um par de forças que descreve a interação gravítica dos
dois corpos.
A intensidade da força gravítica é tanto maior quanto maior massa tiverem os dois
corpos e quanto menor for a distância entre eles.
Subtema III – PLANETA TERRA
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Subtema III – Planeta Terra
Ciências Físico-químicas - 7º ano de escolaridade
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MASSA E PESO
• O que é a massa de um corpo? E o peso de um corpo?
• Que diferença há entre peso e massa?
• Como varia o peso com o lugar da Terra?
• Será que o peso de um corpo varia de planeta para
planeta?
Subtema III – PLANETA TERRA
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MASSA E PESO
Subtema III – PLANETA TERRA
Na linguagem que utilizamos no dia-a-dia confundimos muitas vezes os conceitos de peso e
massa.
Quantos quilogramas
pesa esta caixa?
O meu peso é de 57 kg.
Por exemplo, dizemos muitas vezes…
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MASSA E PESO
Subtema III – PLANETA TERRA
Para os físicos estas frases não estão corretas.
Vamos saber porquê estudando os conceitos de peso e massa de um corpo.
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MASSA E PESO
A massa , m, de um corpo é uma porção limitada de
matéria que esse corpo contém.
A unidade SI é o quilograma, símbolo, Kg.
A massa fica definida através do seu valor é uma
grandeza física escalar.
A massa é medida em balanças
Quando um corpo é formado por mais matéria do que outro,
diz-se que esse corpo tem maior massa.
O valor da massa não depende do lugar onde o corpo se
encontra.
Subtema III – PLANETA TERRA
Anota no
teu
Caderno!
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MASSA E PESO
O peso é a intensidade da força gravítica exercida pela Terra sobre um corpo
É uma grandeza vetorial, representa-se por um vector, P, que tem:
ponto de aplicação - no centro de gravidade do corpo, G;
direção – vertical, ou seja, é a da linha que passa pelo centro do corpo e
pelo centro da Terra;
sentido – descendente, ou seja do corpo para a Terra;
intensidade – o valor do peso do corpo
Subtema III – PLANETA TERRA
Para saber o valor do peso de um corpo, basta suspender o corpo num
dinamómetro e ler o valor na escala.
O peso de um corpo mede-se com um dinamómetro e, dado que se trata de
uma força, a unidade do SI é o newton (N).
Anota no
teu
Caderno!
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MASSA E PESO
Cada local da Terra tem a sua vertical!
Em qualquer um dos locais da Terra o que se observa é o que está representado na
figura B.
Figura A – Vertical de lugar. Figura B – Vertical direcção de queda
de um objecto.
Subtema III – PLANETA TERRA
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MASSA E PESO
De que depende o peso de um corpo?
Das massas dos corpos que se atraemDa distância entre os corpos
Quanto maior for a massa do corpo que é
atraído para a Terra, maior será o peso desse
corpo.
Quanto maior for a distância que separa o
corpo ao centro da Terra, menor será o peso
do corpo
Exemplo: Se dois corpos forem colocados à
mesma distância do centro da Terra,
tem maior peso o que tiver maior
massa
Exemplo: Se dois corpos, com a mesma massa,
forem colocados a diferentes
distâncias do centro da Terra, terá
maior peso o que estiver a menor
distância.
Subtema III – PLANETA TERRA
Anota no
teu
Caderno!
Como a Terra não é redonda, logo o peso
de um corpo vai depender da latitude e
da altitude do lugar.
LatitudeAltitude
Terra Lua e Forças Gravíticas Forças gravíticas, massa e peso.
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O peso de um corpo varia com a:
Latitude – Como a Terra é achatada nos polos, quanto maior for a latitude do
lugar menor será a distância ao centro da Terra, por isso maior será o peso.
Menor pesoMenor
latitude
Maior
latitudeMaior peso
Subtema III – PLANETA TERRA
MASSA E PESO
De que depende o peso de um corpo? Anota no
teu
Caderno!
Nos polos o valor do peso é máximo e no
equador é mínimo.
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Subtema III – PLANETA TERRA
MASSA E PESO
De que depende o peso de um corpo?
Maior
altitudeMenor peso
P
PP
O peso de um corpo varia com a:
Altitude – o peso é tanto menor quanto maior for a altitude do lugar, pois
maior será a distância ao centro da Terra.
Maior pesoMenor
altitude
No cimo de uma montanha o peso de um
corpo é menor do que na base da montanha.
Anota no
teu
Caderno!
Terra Lua e Forças Gravíticas Forças gravíticas, massa e peso.
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Subtema III – PLANETA TERRA
MASSA E PESO
De que depende o peso de um corpo? Anota no
teu
Caderno!
Os astronautas que flutuam numa nave espacial em órbita da Terra,
continuam a ser atraídos por uma força gravítica, embora menor do que à
superfície da Terra.
Esta sensação de falta de peso chama-se de imponderabilidade.
Os astronautas estão numa situação de
imponderabilidade (sensação de
ausência de peso).
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Subtema III – PLANETA TERRA
MASSA E PESO
Relação entre massa e peso
Num mesmo lugar da Terra, o peso de um corpo é tanto maior quanto maior for a sua massa.
Maior Massa
2 Kg1 KgCorpo com massa de 2 kg
tem o peso de 19,6 N.
Corpo com massa de 1
kg tem peso de 9,8 N.
Considerando um local à beira mar e a 45º de latitude.
Maior Peso
Terra Lua e Forças Gravíticas Forças gravíticas, massa e peso.
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Para todos os corpos no mesmo lugar da Terra, peso e massa são diretamente
proporcionais (nos lugares da Terra onde 1 kg pesa 9,8 N):
9,8(N/Kg) constante
constantekg 1
N 9,8
constantemassa
peso
Subtema III – PLANETA TERRA
Anota no
teu
Caderno!
A proporcionalidade directa entre massa e peso permite-nos, facilmente, calcular :
o valor do peso de um corpo, quando conheces a sua massa;
o valor da massa, quando conheces o valor do peso;
9,8
(N) peso(kg) massa
(kg) massa9,8(N) peso
MASSA E PESO
Relação entre massa e peso
o quociente entre o peso e a
massa tem um valor
constante chamado
aceleração da gravidade, g.
O valor da aceleração da
gravidade é de 9,8 N/kg.
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Variação do peso no Sistema Solar
O peso de um corpo noutro planeta é a força com que esse planeta o atrai.
A intensidade dessa força depende da massa do planeta onde o corpo se encontra.
P
Planeta com
menor massa
Corpo com
menor pesoPlaneta com
maior massa
Corpo com
maior peso
Subtema III – PLANETA TERRA
MASSA E PESOAnota no
teu
Caderno!
Terra Lua e Forças Gravíticas Forças gravíticas, massa e peso.
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Subtema III – PLANETA TERRA
Anota no
teu
Caderno!
MASSA E PESO
Se um corpo for levado para um planeta de maior massa do que a Terra, o peso do
corpo é maior.
Se um corpo for levado para um planeta de menor massa do que a Terra, o peso do
corpo é menor.
Júpiter Terra Mercúrio
Conclusão:
Apesar da massa do corpo ser sempre a mesma, o peso do corpo será tanto maior quanto
maior for a massa do planeta.
Variação do peso no Sistema Solar
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Subtema III – PLANETA TERRA
O QUE É UMA FORÇA?
MASSA E PESO
Variação do peso no Sistema Solar
Sabendo que o Juvenálio tem de massa 85 kg, e que a aceleração gravítica
na Lua é um sexto da aceleração gravítica da Terra, qual será o peso do
Juvenálio na Lua?
)/(633,1
8,96
1
6
1
)/(8,9
:Lua da gravítica
aceleração da cálculo 1)
kgNg
g
gg
kgNg
Lua
Lua
TerraLua
Terra
N805,138(N) peso
85633,1(N) peso
(kg) massag(N) peso
:Lua na Juvenálio do
peso do ação2)Determin
Lua
Lua
LuaLua