1003 Física

 Turma 1003, este espaço é reservado para vocês. Aqui vocês podem baixar os conteúdos de física do bimestre. Mas lembrem de colar a folha impressa no caderno para fazer jus à nota de "caderno completo".

Planejamento anual - 2024 - Física - 1º ano

Professora: Luciana Madsen Ferrão

1º Bimestre: Cinemática

• Movimento e repouso
• Velocidade escalar
• Movimento uniforme
• Movimento uniformemente variado
• Lançamento vertical para cima
• Queda livre

2º Bimestre: Dinâmica

• Leis de Newton
• Peso
• Força elástica
• Força de atrito
• Trabalho e energia
• Impulso e quantidade de movimento

3º Bimestre: Gravitação

• Lei de Kepler
• Lei da gravitação universal
• Satélites em órbitas circulares
• Aceleração da gravidade

4º Bimestre: Estática

• Estática de um ponto material
• Corpo extenso (centro e massa de equilíbrio)
• Estática de um corpo extenso (máquinas simples)

Caso o aluno não obtenha 5 pontos, deverá realizar uma prova de recuperação.

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4o Bimestre: Cinemática

Aula 1 - Estática de um ponto material

A estática é a área da física que estuda as condições necessárias para que um corpo permaneça em equilíbrio, ou seja, em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Quando falamos de um ponto material, estamos nos referindo a um objeto que possui massa, mas cujas dimensões são desprezíveis em relação às forças aplicadas sobre ele. Vamos explorar os conceitos fundamentais da estática de um ponto material, alguns exemplos práticos e curiosidades interessantes.

Conceitos Básicos

1. Equilíbrio de Forças: Para que um ponto material esteja em equilíbrio, a soma vetorial das forças que atuam sobre ele deve ser zero. Isso significa que não há resultante de força que possa causar aceleração.

2. Primeira Condição de Equilíbrio: A condição principal para que um ponto material esteja em equilíbrio é que a soma das forças atuantes seja igual a zero.

3. Vetores e Componentes: Muitas vezes, as forças são decompostas em componentes ao longo de eixos cartesianos, normalmente os eixos x e y, para facilitar a análise das condições de equilíbrio.

Exemplos:

Livro em uma Mesa: Um livro repousado sobre uma mesa está em equilíbrio estático. A força da gravidade que puxa o livro para baixo é contrabalançada pela força normal da mesa que age para cima.

Lâmpada Pendurada: Uma lâmpada pendurada em um teto por um fio está em equilíbrio. A força da tensão no fio equilibra a força da gravidade.

Curiosidades

Equilíbrio na Natureza: As árvores são exemplos naturais de equilíbrio estático. Suas raízes e troncos estão em equilíbrio constante com as forças do vento e da gravidade.

Engenharia e Arquitetura: A estática é fundamental na engenharia civil e na arquitetura para garantir que estruturas como pontes e edifícios permaneçam estáveis.

Fixação dos conceitos

1. O que é necessário para que um ponto material esteja em equilíbrio?

2. Dê um exemplo de um objeto em equilíbrio estático.

3. Qual é a função da força normal em um objeto em repouso sobre uma superfície?

4. Por que é importante decompor forças em componentes?

5. Como a estática é aplicada na engenharia?

6. Qual é a relação entre estática e movimento retilíneo uniforme?

7. O que acontece se a soma das forças não for zero?

8. Como as árvores exemplificam o equilíbrio estático?

9. Qual é a importância da estática na natureza?

Aula 2 - Corpo extenso (centro e massa de equilíbrio)

Quando falamos em física, um "corpo extenso" refere-se a objetos que possuem dimensões espaciais significativas, ao contrário de partículas pontuais que são consideradas sem dimensão. Para entender como esses corpos se comportam sob diferentes forças, é fundamental conhecer alguns conceitos básicos: o centro de massa e o equilíbrio.

Centro de Massa

O centro de massa de um corpo extenso é o ponto que representa a média ponderada da posição de todas as suas partículas, levando em conta suas massas. Basicamente, é o ponto onde podemos imaginar que toda a massa do corpo está concentrada para simplificar o estudo do seu movimento.

Equilíbrio

Um corpo extenso está em equilíbrio quando a soma das forças e a soma dos torques (ou momentos) atuando sobre ele são nulas. Existem três tipos de equilíbrio:

1. Equilíbrio estável: Se, após uma pequena perturbação, o corpo retorna à sua posição original.

2. Equilíbrio instável: Se, após uma pequena perturbação, o corpo tende a se afastar ainda mais de sua posição original.

3. Equilíbrio indiferente: Se, após uma pequena perturbação, o corpo permanece na nova posição sem retornar ou se afastar da posição inicial.

Exemplos

1. Balança de dois pratos: O centro de massa está no ponto de apoio. Quando os pesos nos dois pratos são iguais, a balança fica em equilíbrio estável.

2. Cadeira de balanço: Em uma cadeira de balanço, o equilíbrio é estável porque, ao se inclinar para frente ou para trás, a cadeira tende a retornar à posição de descanso.

3. Bola no topo de uma colina: A bola está em equilíbrio instável porque qualquer pequeno empurrão a fará rolar para longe do topo.

Curiosidades

1. Equilíbrio dos corpos humanos: O equilíbrio do corpo humano é mantido pelo sistema vestibular no ouvido interno, que detecta mudanças na posição da cabeça e envia sinais ao cérebro para ajustar a postura.

2. Robótica: Robôs modernos são projetados para manter o equilíbrio usando sensores giroscópicos que detectam a inclinação e ajustam a posição das articulações.

3. Arquitetura: Muitos edifícios antigos, como as pirâmides do Egito, foram projetados com um centro de massa baixo para garantir a estabilidade, resistindo a ventos fortes e terremotos.

Fixação dos conceitos

1. O que é um corpo extenso em física?

2. Defina centro de massa.

3. Quais são os três tipos de equilíbrio?

4. Dê um exemplo de equilíbrio estável.

5. Como o equilíbrio é mantido em uma balança de dois pratos?

6. O que acontece com uma bola no topo de uma colina ao ser perturbada?

7. Como o corpo humano mantém o equilíbrio?

8. O que são sensores giroscópicos e qual é sua função em robôs?

9. Por que as pirâmides do Egito têm um centro de massa baixo?

10. Explique a diferença entre equilíbrio estável e equilíbrio indiferente.

Aula 3 - Estática de um corpo extenso (máquinas simples)

A estática é a área da mecânica que estuda as condições de equilíbrio dos corpos. Quando falamos de um corpo extenso, nos referimos a objetos que têm dimensões apreciáveis e não podem ser considerados como partículas. Em física, para que um corpo extenso esteja em equilíbrio estático, ele deve satisfazer duas condições principais: a soma das forças externas que atuam sobre ele deve ser zero, e a soma dos momentos (ou torques) em relação a qualquer ponto também deve ser zero.

Máquinas Simples

Máquinas simples são dispositivos que alteram a magnitude ou a direção de uma força. Elas são fundamentais, pois constituem a base de máquinas mais complexas. As seis máquinas simples clássicas são:

1. Alavanca: Um dispositivo composto por uma barra rígida que gira em torno de um ponto fixo chamado fulcro. Exemplo: uma gangorra.

2. Roldana: Uma roda com um sulco ao redor de sua borda, por onde passa uma corda. 

3. Plano Inclinado: Uma superfície plana que forma um ângulo com a horizontal. Exemplo: uma rampa.

4. Parafuso: Um plano inclinado enrolado ao redor de um cilindro. Exemplo: um parafuso de metal.

5. Pilha: Um dispositivo semelhante a uma alavanca, mas com o fulcro em uma extremidade.

6. Roda e Eixo: Um sistema composto por duas rodas de diferentes diâmetros fixadas de forma que girem juntas. Exemplo: um moinho de vento.

Conceitos Importantes

Força Resultante Nula: Para que um corpo esteja em equilíbrio translacional, a soma vetorial de todas as forças atuantes deve ser zero.

Momento de Força: O produto da força aplicada pela distância perpendicular ao ponto de rotação. Para equilíbrio rotacional, a soma dos momentos em torno de qualquer ponto deve ser zero.

Centro de Gravidade: O ponto em que se pode considerar que o peso do corpo está concentrado.

Exemplos e Aplicações

Tesoura: Funciona como uma alavanca de primeira classe, onde o fulcro está entre a força aplicada e a carga.

Abridor de Garrafa: Uma alavanca de segunda classe, onde a carga está entre o fulcro e a força aplicada.

Curiosidades.

Os antigos egípcios usaram planos inclinados e alavancas para construir as pirâmides. Arquimedes, um dos maiores matemáticos da história, fez contribuições significativas para o entendimento das alavancas.

Fixação dos conceitos 

1. O que é necessário para que um corpo extenso esteja em equilíbrio estático?

2. O que caracteriza uma máquina simples?

3. Dê um exemplo de uma alavanca de primeira classe.

4. Qual é a função de uma roldana?

5. Como o centro de gravidade afeta o equilíbrio de um corpo?

6. Qual máquina simples pode ser encontrada em um parafuso?

7. Qual é a vantagem mecânica de um plano inclinado?

8. Cite um exemplo de roda e eixo.

9. O que é momento de força?

10. Quem foi um grande contribuinte para o estudo das alavancas?

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3º Bimestre

Aula 1 - As leis de Kepler

As leis de Kepler, formuladas pelo astrônomo alemão Johannes Kepler no início do século XVII, são três princípios fundamentais que descrevem o movimento dos planetas ao redor do Sol. Essas leis foram derivadas a partir das observações detalhadas do astrônomo dinamarquês Tycho Brahe e representam um marco importante na história da astronomia, pois ajudaram a consolidar o modelo heliocêntrico do sistema solar.

A primeira lei de Kepler, conhecida como a lei das órbitas elípticas, afirma que os planetas se movem em órbitas elípticas com o Sol ocupando um dos focos da elipse. Isso contrasta com a crença anterior de que os planetas se moviam em órbitas perfeitamente circulares. Uma elipse é uma curva fechada semelhante a um círculo achatado, e seus dois focos são pontos internos específicos que determinam sua forma.

A segunda lei de Kepler, ou a lei das áreas, estabelece que a linha imaginária que conecta um planeta ao Sol varre áreas iguais em intervalos de tempo iguais. Isso significa que os planetas se movem mais rapidamente quando estão mais próximos do Sol (periélio) e mais lentamente quando estão mais distantes (afélio). Essa variação na velocidade orbital é uma consequência direta da conservação do momento angular.

A terceira lei de Kepler, chamada de lei dos períodos, relaciona o período orbital de um planeta ao tamanho de sua órbita. Especificamente, a lei afirma que o quadrado do período orbital de um planeta é proporcional ao cubo do semi-eixo maior de sua órbita elíptica. Esta lei permite prever o tempo que um planeta leva para completar uma volta ao redor do Sol com base no tamanho de sua órbita.

Fixação dos conceitos

1. Quem foi o astrônomo responsável pela formulação das leis que descrevem o movimento dos planetas ao redor do Sol?
2. O que afirma a primeira lei de Kepler sobre as órbitas dos planetas?
3. Como a segunda lei de Kepler descreve a velocidade de um planeta em diferentes pontos de sua órbita?
4. O que é uma elipse e quais são os seus focos?
5. Qual foi a contribuição das observações de Tycho Brahe para as leis de Kepler?

Aula 2 - Lei da gravitacional universal

A lei da gravitação universal, formulada por Isaac Newton no século XVII, é uma das bases fundamentais da física clássica. Esta lei descreve a força de atração gravitacional entre dois corpos com massa. Segundo Newton, a força gravitacional é diretamente proporcional ao produto das massas dos dois corpos e inversamente proporcional ao quadrado da distância que os separa. Isso significa que quanto maior a massa dos corpos, maior será a força de atração entre eles, e quanto maior a distância, menor será essa força.

A constante gravitacional de um planeta pode ser calculada dividindo-se o peso de um objeto por sua massa (g = P/m). Este valor será o mesmo para todos os objetos em um mesmo planeta. Da mesma forma podemos calcular a aceleração de um corpo (P/m = aceleração).O peso de um objeto varia de acordo com a gravidade atuando sobre ele. Portando, se formos a outros planetas, apesar de termos a mesma massa, teremos peso diferente. Isso por que o peso é o produto da massa pela gravidade naquele planeta (P = m x g). Onde a gravidade é menor, como na Lua ou em Marte, o seu peso é menor. Por isso quando os astronautas pousaram na Lua eram capazes de dar grandes saltos. Mas em planetas como Júpiter, onde a gravidade é maior, você é muito mais pesado.

A fórmula matemática que representa a lei da gravitação universal é F = m . G. em que m é a massa do objeto e g é a aceleração gravitacional, cujo valor é de aproximadamente 10 m/s2 .Essa fórmula é crucial para entender fenômenos naturais como a órbita dos planetas, a queda de objetos na Terra e o comportamento das marés.

A lei da gravitação universal não só explicou muitos fenômenos observados na época de Newton, mas também serviu de base para avanços posteriores na física. Ela foi fundamental para o desenvolvimento da teoria da relatividade geral de Einstein, que propôs uma visão mais completa da gravitação em termos de curvatura do espaço-tempo. Até hoje, a lei de Newton continua sendo uma ferramenta indispensável na engenharia e na astronomia, possibilitando cálculos precisos que vão desde o lançamento de satélites até a previsão de eclipses.

Fixação dos conceitos

1. Quem formulou a lei da gravitação universal?
2. Qual é a relação entre a força gravitacional e as massas dos corpos?
3. Como a força gravitacional é afetada pela distância entre os corpos?
4. Qual é a fórmula que representa a lei da gravitação universal?
5. Como a lei da gravitação universal contribuiu para o desenvolvimento da teoria da relatividade geral?

Aula 3 - Satélites em órbitas circulares

Os satélites em órbitas circulares desempenham um papel crucial na nossa vida cotidiana, desde a comunicação global até a previsão do tempo. Uma órbita circular é uma trajetória em que a distância entre o satélite e o centro do corpo ao redor do qual ele orbita permanece constante. Esse tipo de órbita é particularmente vantajoso para satélites de comunicação e meteorológicos, pois permite uma cobertura consistente e previsível de áreas específicas da Terra.

Para manter uma órbita circular, é essencial que o satélite atinja uma velocidade específica, conhecida como velocidade orbital. Esta velocidade depende da altitude do satélite e da massa do corpo ao redor do qual ele está orbitando. Por exemplo, satélites em órbitas baixas (LEO) precisam de velocidades mais altas em comparação aos satélites em órbitas geoestacionárias (GEO), que estão a uma altitude muito maior. A estabilidade dessas órbitas é mantida pelo equilíbrio entre a força centrípeta, causada pela gravidade, e a força centrífuga, resultante do movimento do satélite.

Além de suas aplicações práticas, os satélites em órbitas circulares também são usados para fins científicos e de exploração espacial. Eles permitem a observação contínua de fenômenos astronômicos e a coleta de dados essenciais para a nossa compreensão do universo. Em resumo, esses satélites são ferramentas indispensáveis que nos proporcionam uma visão global e detalhada do nosso planeta e além.

Fixação dos conceitos

1. Qual é a característica principal de uma órbita circular?
2. Por que órbitas circulares são vantajosas para satélites de comunicação e meteorológicos?
3. O que é necessário para manter um satélite em uma órbita circular?
4. Como a altitude de um satélite afeta sua velocidade orbital?
5. Qual é o equilíbrio necessário para a estabilidade de uma órbita circular?
6. Além das comunicações e previsões meteorológicas, quais outros usos têm os satélites em órbitas circulares?

Aula 4 - Aceleração da gravidade

A aceleração da gravidade é uma das forças fundamentais da natureza, responsável por atrair objetos em direção ao centro da Terra. Essa força, denotada pela letra "g", tem um valor aproximado de 9,81 metros por segundo ao quadrado (m/s²) na superfície terrestre. A aceleração da gravidade é uma constante vital em muitas fórmulas físicas, particularmente naquelas que envolvem movimento e energia. Por exemplo, ao lançar um objeto para cima, ele desacelera até parar momentaneamente e, em seguida, acelera de volta ao solo devido à força gravitacional.

Isaac Newton foi o primeiro a formalizar a teoria da gravitação universal, explicando que todos os corpos se atraem mutuamente com uma força proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles. No contexto da Terra, essa força é o que nos mantém "presos" ao solo e faz com que objetos caiam quando soltos. Essa atração gravitacional também é responsável por fenômenos naturais como as marés e pela órbita de satélites e planetas.

A aceleração da gravidade não é exatamente a mesma em todos os lugares da Terra. Ela pode variar ligeiramente devido a fatores como altitude, latitude e a composição geológica local. Por exemplo, a gravidade é ligeiramente menor nos polos em comparação ao equador devido à forma achatada da Terra. Além disso, em altitudes mais altas, como no topo de uma montanha, a aceleração da gravidade também é um pouco menor porque a distância ao centro da Terra é maior.

Fixação dos conceitos

1. Qual é o valor aproximado da aceleração da gravidade na superfície terrestre?
2. Quem foi o primeiro cientista a formalizar a teoria da gravitação universal?
3. Qual é a unidade de medida para a aceleração da gravidade?
4. A aceleração da gravidade é constante em todos os lugares da Terra? Explique brevemente.
5. Cite dois fenômenos naturais influenciados pela força gravitacional.
6. Por que a aceleração da gravidade é ligeiramente menor nos polos em comparação ao equador?

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2º Bimestre 

Orientações para a pesquisa

Pode ser feita em dupla. Valor: 5,0 pontos. Entrega: aula 06

Pesquisa bimestral: Impulso e quantidade de movimento

Título: Impulso e Quantidade de Movimento: Entendendo a Dinâmica do Movimento

Objetivos da Pesquisa:

Esta pesquisa tem como objetivo proporcionar uma compreensão aprofundada dos conceitos físicos de impulso e quantidade de movimento. Você e seu colega de trabalho deve explorar como esses conceitos estão interligados e como se aplicam a situações do cotidiano e a sistemas em movimento.

Introdução:

Na introdução defina os termos impulso e quantidade de movimento e explique a importância desse estudo dentro da física. Deve-se explorar a relação entre força, tempo e a mudança na quantidade de movimento de um objeto, assim como a conservação da quantidade de movimento em sistemas isolados.

Desenvolvimento:

1. Definição e Fórmulas Básicas:

Comece discutindo a lei da conservação da quantidade de movimento e como ela se aplica em colisões e explosões.

Explique a fórmula da quantidade de movimento (p = mv) e do impulso (I = Ft)

2. Aplicações no Cotidiano:

Identifique exemplos do dia a dia onde o impulso e a quantidade de movimento são evidentes e os explique.

3. Conclusão:

Faça um resumo das suas descobertas, relacionando a teoria com as observações práticas e exemplos do cotidiano.

Critérios de Avaliação:

• Clareza na definição dos conceitos.
• Profundidade na análise dos exemplos cotidianos e experimentos.
• Capacidade de relacionar teoria com prática.
• Originalidade na escolha dos exemplos e na execução dos experimentos. Qualidade da escrita e organização do trabalho.

Este trabalho de pesquisa visa não apenas aprofundar o conhecimento dos alunos sobre impulso e quantidade de movimento, mas também desenvolver habilidades de pesquisa, análise crítica e aplicação de conceitos teóricos em situações práticas.

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Aula 1 - A Leis de Newton

As três leis de Newton são fundamentais para entender a mecânica clássica, descrevendo o movimento dos corpos e sua interação com as forças. Vamos explorá-las com exemplos práticos.

A primeira lei de Newton, conhecida como Lei da Inércia, afirma que um objeto permanecerá em repouso ou em movimento retilíneo uniforme a menos que uma força externa atue sobre ele. Por exemplo, imagine uma bola de futebol parada no campo; ela só mudará de posição se um jogador a chutar, aplicando uma força externa.

A segunda lei de Newton relaciona a força aplicada a um objeto, sua massa e a aceleração resultante.

Matematicamente, é expressa como F = m*a, onde F é a força, m a massa do objeto, e a a aceleração. Um exemplo prático é quando empurramos um carrinho de compras vazio e depois um cheio; percebemos que é preciso aplicar mais força ao carrinho cheio para obter a mesma aceleração que no carrinho vazio, devido à sua maior massa.

A terceira lei de Newton, ou Lei da Ação e Reação, diz que para toda ação existe uma reação de igual magnitude, mas em direção oposta. Isso é visto quando nos afastamos da borda de uma piscina; ao empurrar a borda, nosso corpo é impulsionado para trás, pela água.

Aula 2 - Fixação dos conceitos da aula anterior

Com base nesse entendimento, aqui estão dez questões para aprofundar o conhecimento sobre as leis de Newton:

1. O que a Lei da Inércia implica sobre o movimento de objetos sem a influência de forças externas?

2. Como a primeira lei de Newton explica a continuidade do movimento de um satélite no espaço?

3. Na segunda lei de Newton, como a variação na massa do objeto afeta sua aceleração, assumindo que a força aplicada permaneça constante?

4. Dê um exemplo da vida cotidiana que ilustre a segunda lei de Newton, diferente do exemplo do carrinho de compras.

5. Como a terceira lei de Newton se aplica ao ato de remar um barco?

6. Qual lei de Newton está envolvida quando um foguete é lançado ao espaço, e como?

7. Por que é mais difícil parar um caminhão em movimento do que uma bicicleta, considerando a primeira e a segunda leis de Newton?

8. Dê um exemplo que ilustre a terceira lei de Newton, envolvendo interações entre objetos no ar.

9. Como a primeira lei de Newton pode ser observada em um avião que voa a uma altitude constante e velocidade constante?

10. De que maneira as leis de Newton ajudam a entender os movimentos esportivos, como o lançamento de um dardo?

Aula 3 - Peso e força elástica

Peso e força elástica são conceitos fundamentais na física, ambos descrevendo diferentes aspectos das interações entre objetos e forças. O peso é a força gravitacional exercida sobre um objeto devido à massa do objeto e à gravidade do corpo celeste próximo. Por exemplo, uma pessoa na Terra sente seu peso devido à atração gravitacional do planeta. Se essa mesma pessoa estivesse na Lua, seu peso seria menor, uma vez que a gravidade lunar é cerca de um sexto da terrestre, apesar de sua massa permanecer inalterada.

A força elástica, por outro lado, é a força exercida por um objeto quando ele é deformado por estiramento ou compressão. Essa força tenta retornar o objeto à sua forma original. Um exemplo clássico é uma mola: ao ser esticada ou comprimida, a mola exerce uma força elástica que tenta restaurar seu comprimento original. Outro exemplo pode ser encontrado em elásticos de borracha; ao esticá-los, eles também geram uma força que tenta trazê-los de volta à forma não esticada.

Fixação dos conceitos

1. O que é peso e o que determina o peso de um objeto?

2. Como a gravidade influencia o peso de um objeto em diferentes planetas?

3. Explique o conceito de força elástica com um exemplo cotidiano.

4. Compare e contraste peso e força elástica.

5. Por que a massa de um objeto não muda, mas seu peso pode mudar quando ele é levado para um corpo celeste diferente?

6. Descreva como a força elástica de uma mola se comporta ao ser estirada.

7. Qual é a relação entre a deformação de um objeto e a força elástica gerada?

8. Dê um exemplo de um objeto que, quando comprimido, exerce força elástica.

9. Como a força elástica pode ser útil em aplicações práticas?

10. Explique o que aconteceria com a força elástica numa mola se ela fosse estirada além de seu limite elástico.

Aula 4 - Força de atrito

A força de atrito é uma força tangencial que surge quando dois corpos em contato tentam se mover um em relação ao outro. Essa força sempre atua no sentido oposto ao do movimento ou da tentativa de movimento. Existem principalmente dois tipos de força de atrito: o atrito estático, que atua entre superfícies que não estão se movendo uma em relação à outra, e o atrito cinético, presente quando há movimento entre as superfícies. O valor da força de atrito pode ser influenciado pela natureza das superfícies em contato e pela força normal (perpendicular ao contato) entre elas.

No dia a dia, a força de atrito tem um papel fundamental. Por exemplo, é ela que permite caminhar ou correr sem escorregar, pois há atrito entre os sapatos e o solo. Ao frear um veículo, é o atrito entre os pneus e a estrada que permite reduzir a velocidade ou parar. Outro exemplo é o uso de um lápis para escrever no papel; o atrito entre a ponta do lápis e a superfície do papel permite que o grafite marque o papel.

Fixação dos conceitos:

1. O que é a força de atrito e quais são seus principais tipos?

2. Como a natureza das superfícies em contato influencia a força de atrito?

3. Dê um exemplo do cotidiano onde a força de atrito estática é essencial.

4. Explique como a força de atrito cinético atua em um carro em movimento.

5. Qual é a relação entre a força normal e a força de atrito?

6. Por que os atletas usam calçados com solas especiais durante competições esportivas?

7. Como o atrito pode ser tanto útil quanto um empecilho em diferentes situações?

8. De que maneira a força de atrito contribui para a segurança no trânsito?

9. Cite um exemplo de como podemos reduzir a força de atrito intencionalmente e explique por que isso pode ser necessário.

10. Como o conceito de força de atrito é aplicado na engenharia de pneus de veículos?

Aula 5 - Trabalho e energia

Trabalho e energia são conceitos fundamentais na física, desempenhando um papel vital tanto no mundo natural quanto nas aplicações tecnológicas. O trabalho, em física, é definido como o produto da força aplicada a um objeto e a distância pela qual esse objeto se move na direção da força. Simplificando, o trabalho é realizado quando uma força faz com que um objeto se mova. Por exemplo, quando empurramos uma caixa ao longo do chão, estamos realizando trabalho sobre a caixa, desde que ela se mova na direção da força que estamos aplicando.

Energia, por outro lado, é a capacidade de realizar trabalho. Existem muitas formas de energia, incluindo energia cinética, potencial, térmica, elétrica, química, e nuclear, cada uma com suas particularidades e formas de conversão. Energia cinética é a energia de movimento; por exemplo, uma bola rolando ladeira abaixo possui energia cinética. Energia potencial é a energia armazenada que tem potencial para realizar trabalho; um exemplo clássico é uma maçã pendurada em uma árvore, que possui energia potencial gravitacional. Quando a maçã cai, sua energia potencial é convertida em energia cinética.

Fixação dos conceitos:

1. O que é necessário para que seja realizado trabalho sobre um objeto?

2. Dê um exemplo do dia a dia onde realizamos trabalho, segundo a definição física.

3. Qual é a unidade de medida de trabalho no Sistema Internacional de Unidades?

4. Explique a diferença entre energia cinética e energia potencial com exemplos.

5. Como a energia é conservada na natureza? Dê um exemplo.

6. Se um livro é colocado sobre uma mesa, ele possui energia potencial? Justifique sua resposta.

7. Qual forma de energia está envolvida no funcionamento de um aquecedor elétrico? Explique.

8. Por que dizemos que uma bateria carregada possui energia potencial?

9. Como a fricção afeta o trabalho realizado sobre um objeto? Dê um exemplo.

10. Descreva uma situação onde energia potencial é convertida em energia cinética e vice-versa.

Aula 6 - Entrega e correção das pesquisas

Aula 7 - Vistos nos cadernos 

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1º Bimestre

Pesquisa Bimestral: Queda livre - O que é; 3 exemplos; gráfico da velocidade em queda livre. Individual. No caderno. Apresentação juntamente com os vistos na aula nº 7.

Aula 1

Movimento e repouso

O movimento e o repouso são dois conceitos fundamentais da física que nos permitem entender o comportamento dos objetos no espaço. O movimento se refere à mudança de posição de um objeto em relação a outro, enquanto o repouso se refere à ausência de movimento. Ambos são relativos, ou seja, dependem do ponto de referência escolhido.

Existem diferentes tipos de movimento, como o movimento retilíneo uniforme, em que um objeto se desloca em linha reta com velocidade constante, e o movimento circular, em que um objeto se desloca em torno de um ponto central. Já o repouso pode ser absoluto, quando um objeto não se move em relação a nenhum ponto de referência, ou relativo, quando um objeto não se move em relação a um ponto de referência específico.

O movimento e o repouso são fundamentais para diversas áreas da ciência, como a mecânica e a astronomia. Eles nos permitem entender o comportamento dos corpos celestes no espaço, a dinâmica dos veículos e máquinas, e muitos outros aspectos do mundo físico.

Aula 2 - Fixação de conceitos

1. O que é o movimento?

2. O que é o repouso?

3. Como podemos definir o movimento e o repouso?

4. Quais são os diferentes tipos de movimento?

5. O que é o movimento circular?

6. O que é o repouso absoluto?

7. Como o movimento e o repouso são importantes para a astronomia?

8. Como o movimento e o repouso são importantes para a mecânica?

Aula 3 - Velocidade escalar

Velocidade escalar é a medida da variação da posição de um objeto ao longo do tempo, sem levar em consideração a direção percorrida. Ela é calculada pela divisão do deslocamento pelo tempo decorrido, de acordo com a fórmula V = ΔS / Δt. Onde V é a velocidade escalar, ΔS é o deslocamento e Δt é o tempo decorrido.

Por exemplo, se um carro percorreu 150 km em 2 horas, sua velocidade escalar média foi de 75 km/h (150 km / 2 h). É importante lembrar que a velocidade escalar não leva em consideração a direção percorrida, ou seja, um objeto pode ter a mesma velocidade escalar em trajetórias diferentes, mas com deslocamentos e tempos diferentes.

Além disso, é possível calcular a velocidade escalar instantânea, que é a velocidade em um determinado momento. Para isso, é necessário calcular a derivada da posição em relação ao tempo.

Fixação dos conceitos

1. O que é velocidade escalar?

2. Como é calculada a velocidade escalar?

3. O que é deslocamento?

4. Como é calculada a velocidade escalar média?

5. A velocidade escalar considera a direção percorrida pelo objeto?

6. É possível ter a mesma velocidade escalar em trajetórias diferentes?

7. O que é velocidade escalar instantânea?

8. Como é calculada a velocidade escalar instantânea?

9. Um carro percorre 150 km em 2 horas. Qual é a velocidade escalar média do carro nesse período?

10. Um atleta corre 100 metros em 10 segundos. Qual é a sua velocidade escalar média?

11. Um avião viaja 2000 km em 4 horas. Qual é a velocidade escalar média do avião?

12. Um barco navega a uma velocidade constante de 20 km/h por 3 horas. Qual é a distância percorrida pelo barco?

Aula 4 - Movimento uniforme

O movimento uniforme é um tipo de movimento em que o objeto se desloca em linha reta com velocidade constante. Em outras palavras, a velocidade do objeto não varia com o tempo. Esse tipo de movimento é representado graficamente por uma reta horizontal no gráfico posição x tempo.

Para calcular a velocidade, basta dividir a distância percorrida pelo tempo gasto para percorrer essa distância. A unidade de medida da velocidade no Sistema Internacional é o metro por segundo (m/s).

Um exemplo prático de movimento uniforme é a viagem de carro em uma estrada reta e sem trânsito, onde o velocímetro marca sempre a mesma velocidade.

É importante destacar que o movimento uniforme não é muito comum na natureza, já que a maioria dos objetos está sujeita a forças que alteram sua velocidade.

Fixação dos conceitos:

1. O que é o movimento uniforme?

2. Como é representado o movimento uniforme graficamente?

3. Qual é a unidade de medida da velocidade no Sistema Internacional?

4. O que é necessário para calcular a velocidade de um objeto em movimento uniforme?

5. É comum encontrar o movimento uniforme na natureza? Por quê?

6. Qual é um exemplo prático de movimento uniforme?

7. O que significa dizer que a velocidade é constante no movimento uniforme?

8. O que acontece com a velocidade no movimento uniforme quando a distância percorrida aumenta?

9. O que acontece com a velocidade no movimento uniforme quando a distância percorrida diminui? 10. Como podemos identificar se um objeto está em movimento uniforme apenas observando seu deslocamento?

Aula 5

Movimento uniformemente variado

O movimento uniformemente variado (MUV) é um tipo de movimento em que a velocidade do objeto varia de forma constante ao longo do tempo. Isso significa que a aceleração do objeto também é constante, o que faz com que a velocidade aumente ou diminua em valores iguais a cada intervalo de tempo. A fórmula para o cálculo da posição do objeto em função do tempo é dada por:

Posição: d = d0 + v0.t + (a.t²)/2

Onde d é a posição final do objeto, d0 é a posição inicial, v0 é a velocidade inicial, a é a aceleração e t é o tempo transcorrido.

A fórmula para o cálculo da velocidade em função da aceleração e do tempo é dada por: Velocidade: v = v0 + a.t

Onde v é a velocidade desenvolvida, v0 é velocidade inicial, a é a aceleração e t é o tempo observado.

Um exemplo prático desse tipo de movimento é um carro acelerando em uma pista reta. Se o carro estiver viajando a uma velocidade inicial de 20 m/s e sua aceleração for de 5 m/s², então a sua velocidade aumentará em 5 m/s a cada segundo. Após 5 segundos, sua velocidade será de 45 m/s e ele terá percorrido uma distância de 225 metros.

Fixação dos conceitos:

1. O que é o movimento uniformemente variado?

2. Qual é a fórmula para o cálculo da posição em função do tempo no MUV?

3. O que significa dizer que a aceleração em um MUV é constante?

4. Como é calculada a velocidade em um MUV?

5. Qual é um exemplo prático de MUV?

6. Como a velocidade varia em um MUV?

7. Como o tempo afeta o deslocamento em um MUV?

8. Qual é a diferença entre MUV e MU?

Aula 6 - Lançamento vertical para cima

O lançamento vertical para cima é um conceito fundamental da física que descreve o movimento de um objeto que é jogado para cima. Durante esse tipo de lançamento, a única força que atua sobre o objeto é a força da gravidade, que puxa o objeto para baixo.

Quando um objeto é lançado para cima, sua velocidade inicial é positiva, mas diminui gradualmente à medida que a força da gravidade o desacelera. Quando o objeto atinge o ponto mais alto de sua trajetória, sua velocidade é zero, e a partir desse ponto, a força da gravidade começa a acelerá-lo de volta em direção ao solo.

Alguns exemplos comuns de lançamento vertical para cima incluem jogar uma bola de basquete em direção à cesta, arremessar uma bola de beisebol para o ar ou jogar uma pedra em um lago.

Fixação dos conceitos:

1. O que é o lançamento vertical para cima?

2. Que força atua sobre um objeto durante um lançamento vertical para cima?

3. A velocidade de um objeto aumenta ou diminui durante um lançamento vertical para cima?

4. O que acontece com a velocidade de um objeto quando ele atinge o ponto mais alto de sua trajetória?

5. Quais são alguns exemplos comuns de lançamento vertical para cima?

6. Qual é a força que acelera o objeto de volta em direção ao solo?

7. O que acontece com a velocidade de um objeto à medida que a força da gravidade o desacelera? 8. Por que a velocidade de um objeto é zero quando ele atinge o ponto mais alto de sua trajetória?

8. O que acontece com a trajetória de um objeto após atingir o ponto mais alto de sua trajetória?

9. É possível lançar um objeto para cima sem que a força da gravidade atue sobre ele?

Aula 7: Vistos nos cadernos Aula 8: Recuperações

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