Aceleração da Gravidade



Porque os corpos caem?

 Fórmula utilizada para o cálculo da aceleração da gravidade de um corpo.

 

Cálculo da aceleração da gravidade da terra. Nesse cálculo foi considerado o valor de G, Massa da terra e o raio da terra.

No nível do mar, na pressão de 1 atmosfera, o valor da gravidade é 9,81m/s2

Nos exercícios propostos normalmente utilizamos o valor g=10m/s2, para facilitar os cálculos na resolução do problemas propostos.
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Considerando o valor de g=10m/s2, o objeto cai e, em cada segundo a velocidade vai aumentando, se passar 2 segundos de queda a velocidade será de 20m/s, 3 segundos de queda a velocidade será de 30m/s e, assim sucessivamente. Na figura abaixo, é mostrado o aumento da velocidade durante a queda de um corpo.




Aceleração da gravidade de alguns planetas

 

 



Momento de uma força

O momento de uma força é calculado multiplicado a força com a distância.
A força é aplicada em um determinado ponto.
A distância é considerada do ponto de aplicação da força até a um outro local considerado como ponto de apoio.
Podemos dizer que quanto maior a distância do ponto de apoio até a força aplicada, menor será o valor da força, considerando que se colocar um ponto de apoio entre a força e um outro ponto de referência.
Como exemplos, poderemos observar os borracheiros retirando a porca da roda do caminhão. Para realizar um menor esforço, eles colocam acoplado a chave de roda uma complemento que designamos de uma alavanca (um tubo acoplado na ferramenta). Quanto maior esse tubo, menor será o esforço praticado pelo borracheiro.




Fórmula e unidades de medidas
M=F.d
M=Momento de uma força (Newton x metro) Nm
F=Força aplicada (Newton) N
d=distância (metro) m

Exemplo
Qual é o momento de uma força em relação a um determinado ponto de apoio:
Força aplicada de 50 Newton.
Distância da força até ao ponto de apoio é de 2 metros.
Desprezar o peso da viga.
Solução:
M=F.d
M=50.2
M=100 Nm

Aplicações
Normalmente as ferramentas mecânicas e os utensílios domésticos, tem uma maior alavanca para facilitar o movimentos.
Panela, garfo, colheres e garfos.
Chave de fenda, alicate, chave de boca, martelo, serrote e chave de roda.
Já pensou em utilizar no lugar do volante original de um automóvel, volante pequeno, você ao girar o volante fará mais esforços.

Trabalho de uma força

Imagem de uma pessoa fazendo uma força

O trabalho de uma força é calculado multiplicando a força pela distância.
Dizemos que o trabalho é diretamente proporcional a força aplicada multiplicada pela distância.

Fórmula e unidades de medidas

T = F . d
T=trabalho (Joule) J
F=força (Newton) N
d= distância (metro)  m

Exemplo
Qual é o trabalho aplicado a um objeto se a força utilizada é de 30 Newton e a distância considerada é de 2 metros?
Solução
T=F.d
T=30.2
T=60 Joule

Densidade

Imagem da densidade de alguns materiais

A densidade é calculada em função da massa e do volume.
Como referência foi adotada a densidade da água em 1g/cm3 (uma grama por centímetro cúbico).
Isso significa que em um volume de 1cm3, temos 1 grama de água.
densidade do ferro = 7,7 g/cm3

Todo o material que a densidade é maior que 1g/cm3 afunda na água.
Os valores menores que 1g/cm3 flutuam na água.

Densidade da água = 1g/cm3 = 1kg/m3

Fórmula e unidades de medidas
d=m/v
d=densidade g/cm3 ou kg/m3
m=massa (grama) g ou, (quilograma) Kg
v=volume (centímetro cúbico ) cm3  ou,  (metro cúbico) m3

Exemplo
Qual é o valor da densidade de uma substância de massa 4 gramas (g) e ocupa um volume de 2 centímetro cúbico (cm3)?
Solução
d=m/v
d=4/2
d=2g/cm3
Isto significa que em 1 cm3, temos 2 gramas.

A densidade da água também pode ser calculada em quilogramas por metro cúbico
d = 1.000 kg/m3.

Peso

Uma pessoa na balança, o valor indicado não é o peso, é o valor somente da massa

O peso é o produto da massa com a gravidade.

Normalmente quando pergunta a uma pessoa quanto ela pesa, ela responde um determinado valor que na realidade é a massa.

Quanto você pesa? ela responde 80 kg e, isso representa o valor da massa.

O peso depende também da gravidade do local em que esta alguma coisa.

Então, ficou no popular que a massa é dito como o peso.

Issac Newton, nos seus trabalhos de física, comentou que o peso não é somente a massa, depende também do valor da gravidade do local em que se encontra a massa.

Na terra, no nível do mar, considerando a pressão de 1 atmosfera, o valor da gravidade é de 9,81m/s2.

Para facilitar os cálculos matemáticos, normalmente utilizamos o valor de 10m/s2

Fórmula e unidades de medidas no cálculo do peso:

P=m.g

P=Peso (Newton) N (em homenagem ao Issac Newton)

m=massa (Quilograma) Kg

g=gravidade (metro por segundo ao quadrado) m/s2

Exemplo

Uma pessoa tem 80 kg de massa e esta em um local de gravidade 10m/s2. Qual é o valor do seu peso?

solução

P=m.g

P=80 x 10

P=800 Newton

Energia Cinética

 

É a energia do movimento de um objeto.

Quanto maior a velocidade, maior será o valor da energia cinética.

Essa energia depende também da massa do objeto.

A energia cinética é diretamente proporcional a massa e a velocidade.

 

Fórmula:

Energia cinética é igual a massa multiplicada pela velocidade ao quadrado e divido por 2.

 

Ec=(mv2)/2

Ec=(m.V.V.)/2

 

Ec=Energia cinética (Joule) J

m=massa (Quilograma) Kg

v=velocidade (metro por segundo) m/s

 

Exemplo:

Um veículo esta em movimento e a sua massa é de 500 kg, a velocidade do veículo corresponde a 36km/h (10m/s). Qual é o valor da energia cinética desse veículo?

 

Solução:

Ec=(mv2)/2

Ec=(500 x 10x10)/2

Ec=50.000/2

Ec=25.000 Joule

Energia `Potencial

Imagem de uma esfera

Descrição:

É o tipo de energia que no seu cálculo depende da massa, gravidade e da altura em que se encontra o objeto em relação ao nível da terra.

Foi referenciado o nível da terra como um nível para o cálculo da energia potencial.

Deveremos observar que quando temos mais massa e, o objeto se encontra em altura mais elevada, teremos uma maior quantidade de energia potencial.

A gravidade tem influência no valor da energia cinética.

 

Fórmula e unidades de medidas:

Ep=m.g.h

Ep=Energia potencial (Joule) J

m=massa (quilograma) Kg

g=gravidade do local em que se encontra o objeto (metro por segundo ao quadrado) m/s2

h=altura em que se encontra o objeto (metro) m

Exemplo:

Qual é o valor da energia potencial de uma esfera? Ela esta a uma altura de 20 metros acima do nível da terra (do nível A até ao nível), a massa da esfera é de 5 quilogramas (Kg) e o valor da gravidade do local da esfera é g=10m/s2

Solução:

Ep=m.g.h

Ep=5kg x 10 m/s2 x 20 m

Ep=1.000 Joule

Força aplicada a um corpo no plano horizontal

Força aplicada a um corpo no plano horizontal

Imagem de um bloco sendo empurrado.

No cálculo da força aplicada em um corpo, precisamos conhecer a massa e a aceleração aplicada a esse corpo.

Nessa situação, iremos desprezar o atrito entre a superfície de contato do bloco e o bloco.

Unidades de medidas:

Força = Newton (N), (em homenagem ao Issac Newton).

Massa = Quilograma (Kg)

Aceleração = metro por segundo ao quadrado (m/s2)

Fórmula Física:  

F = m . a

No cálculo poderemos utilizar a força para empurrar ou puxar um corpo.

No exemplo não colocamos a resistência do material em relação ao plano em que se encontra apoiado.

Exemplo:

Qual é a força para empurrar um bloco de massa 50 quilogramas e a aceleração é de 3 m/s2.

Solução: 

F=m.a

F= 50 kg x 3 m/s2

F= 150 Newton.

Espaço percorrido considerando o espaço inicial, velocidade e o tempo gasto no trajeto.

Cálculo do espaço total percorrido por um móvel considerando o espaço inicial, velocidade e o tempo gasto no trajeto após o espaço inicial.
 

Fórmula física: S = So + V.t
(Sentado sozinho vendo televisão).

 

S=Espaço total percorrido.

So=Espaço inicial percorrido (é um espaço que não existe o tempo e a velocidade).

V=velocidade após o espaço inicial.

t=tempo gasto após o espaço inicial.

 

Este cálculo é utilizado quando fazemos um trajeto e existe um espaço inicial onde não sabemos o tempo e nem medimos a velocidade, existe a possibilidade de medir o trajeto inicial. Depois desse trajeto inicial, não existe mais possibilidade de medi-lo, então, olhamos o tempo gasto e a velocidade no trajeto.

 

v = s/t

s=v.t

s=so + v.t

 

Exercício 1

Qual é o espaço total percorrido por uma pessoa se, ele fez um trajeto inicial de 3 metros e após esse espaço ele continuou o trajeto com velocidade de 2 m/s e gastou 4 segundos?

Solução:

S=So + V.t

S=3 + 2 x 4

S=3 + 8

S=11 metros.

Velocidade em quilômetro por hora para metro por segundo

Imagem de um velocímetro marcando a velocidade em km/h

Deveremos lembrar que, sendo a velocidade em km/h, isto significa que o km é o espaço percorrido e a hora é o tempo gasto, por isto, poderemos concluir que a velocidade é calculada, dividindo o espaço percorrido pelo tempo gasto em um determinado trajeto.
Velocidade = (Espaço Percorrido)/(Tempo Gasto no Percurso).
Alguns autores adotam a letra "s" para o espaço percorrido, outro adotam a letra "d".

Como transformar a velocidade em quilômetro por hora para a velocidade em metro por segundo?

A velocidade é o valor do espaço, dividido pelo tempo gasto no percurso.

Velocidade = (espaço) / (tempo)

Consideraremos a velocidade em quilômetro por hora (km/h).

Temos que:

1 km = 1.000 metros

1 hora = 3.600 segundos.

Dividiremos 1.000 por 3.600

V = (1.000) / (3.600)

V = 1/3,6

Toda as vezes que transformamos a velocidade de quilômetro por hora (km/h), para o valor de metro por segundo (m/s), deveremos dividir o valor da velocidade em km/h por 3,6, para que o valor encontrado seja obtido em metro por segundo (m/s).

Exemplo 1

Transformar a velocidade de 36 km/h para metro por segundo.

V=36 km/h

V=36/3,6

V=10 m/s

Como transformar a velocidade de metro por segundo (m/s) para a velocidade em quilômetro por hora (km/h)?

Velocidade = (espaço) / (tempo)

V=m/s

Como o cálculo é o contrário, simplesmente deveremos multiplicar a velocidade de m/s por 3,6

Exemplo 2

Calcular a velocidade de 10 m/s para a velocidade em quilômetro por hora (km/h).

V=10 m/s x 3,6

V=36 km/h

Velocidade

Imagem de um veículo em movimento.

No cálculo da velocidade como lembrar da fórmula?

As velocidade são medidas em quilômetro por hora.
V = Km/h
quilometro é o espaço
hora é o tempo.
Então,
V = (espaço percorrido) / (tempo gasto)

Exemplo 1:
Se um veículo fez um trajeto e percorreu 100 km em um tempo de 10 horas, qual será a velocidade do veículo?
Solução:
Para o cálculo da velocidade é somente dividir o espaço pelo tempo.
V = (100 km) / (10 horas)
V = 10 km/h (10 quilômetros por hora)
Isto significa que o veículo percorre 10 quilômetro em cada hora.



As velocidades são medidas em metro por segundo.
V = m/s
metro é o espaço
segundo é o tempo
Então,
V = (espaço percorrido) / (tempo gasto)

Exemplo 2
Se uma pessoa fez um trajeto e percorreu 50 metros em um tempo de 5 segundos, qual será a velocidade do veículo?
Solução:
Para o cálculo da velocidade é somente dividir o espaço percorrido pelo tempo gasto.
V= (50 metros) / (5 segundos)
V=5 m/s (cinco metros por segundo)
Isto significa que a pessoa anda 5 metros em cada segundo.