Os conteúdos abordados nesta unidade são relevantes para que os estudantes compreendam o comportamento dos corpos em movimento e a interação entre eles. Esses conceitos são aplicados em diversas áreas da ciência e da engenharia, desde a construção de estruturas e máquinas até a compreensão do movimento dos corpos celestes. Espera-se que o estudante desenvolva habilidades analíticas e de resolução de problemas, que são úteis em muitas áreas da vida profissional e acadêmica, e desenvolva um pensamento crítico/analítico em relação ao comportamento dos corpos em movimento e sua interação com o ambiente ao seu redor.
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Conteúdos da Avaliação Semanal do 1° Bimestre:
1° Lei de Newton: Inércia
2° Lei de Newton: F = ma
3° Lei de Newton: Ação e Reação
Forças Mecânicas: Peso, Normal Tração, Atrito e Elástica
Leis de Newton
Primeira Lei de Newton (Lei da Inércia): Um objeto em repouso tende a permanecer em repouso, e um objeto em movimento tende a permanecer em movimento com a mesma velocidade e na mesma direção, a menos que uma força externa atue sobre ele. Isso significa que um objeto precisa de uma força para iniciar seu movimento ou mudar sua velocidade ou direção.
Segunda Lei de Newton (Lei da Força e Aceleração): A aceleração de um objeto é diretamente proporcional à força líquida (resultante) atuando sobre ele e inversamente proporcional à sua massa. Em outras palavras, quando uma força é aplicada a um objeto, ele acelera mais se a força for maior e/ou se sua massa for menor.
Terceira Lei de Newton (Princípio da Ação e Reação): Para cada ação, há sempre uma reação de igual intensidade, mas em direção oposta. Isso significa que toda força exercida em um objeto gera uma força de mesma intensidade, mas em direção contrária, em outro objeto.
Forças
Peso: É a força gravitacional exercida sobre um objeto devido à atração da Terra. A força peso depende da massa do objeto e é sempre dirigida para baixo.
Força Normal: É a força exercida por uma superfície em contato com um objeto. Ela atua perpendicularmente à superfície e equilibra o peso do objeto quando ele está em repouso sobre uma superfície plana.
Força Elástica: É a força exercida por uma mola ou material elástico quando é esticado ou comprimido. A força elástica é diretamente proporcional ao deslocamento do objeto em relação à sua posição de equilíbrio.
Tração: É a força exercida por uma corda ou fio ao puxar um objeto. A tração é direcionada ao longo da corda e sua intensidade depende da força aplicada.
Atrito: É a força que atua entre duas superfícies em contato e se opõe ao movimento relativo entre elas. O atrito pode ser de dois tipos: estático (quando as superfícies estão em repouso relativo) e cinético (quando as superfícies estão em movimento relativo).
O Equilíbrio
O equilíbrio ocorre quando a resultante das forças que atuam sobre um objeto é igual a zero. Isso significa que as forças se equilibram, resultando em ausência de movimento ou em um movimento constante sem mudança de velocidade.
Quando um objeto está em equilíbrio, significa que todas as forças que atuam sobre ele estão balanceadas, não havendo uma força resultante para movê-lo ou alterar seu movimento. Podemos pensar nisso como um jogo de forças, em que todas as forças envolvidas "se anulam".
Vamos usar um exemplo para facilitar a compreensão: imagine um livro em repouso em uma mesa. Nesse caso, o peso do livro está puxando-o para baixo, enquanto a força normal exercida pela mesa equilibra o peso e empurra o livro para cima. Essas duas forças têm a mesma intensidade e direção oposta, resultando em um equilíbrio. Portanto, o livro permanece em repouso.
Da mesma forma, se um objeto está em movimento constante em uma superfície horizontal, isso significa que a força resultante é zero. Por exemplo, se você empurrar um carrinho com uma força constante em uma mesa com atrito, o atrito atuará na direção oposta, equilibrando a força que você está aplicando. Assim, o carrinho continuará se movendo com velocidade constante.
Em resumo, o equilíbrio ocorre quando todas as forças que atuam em um objeto estão balanceadas, resultando em uma resultante de forças igual a zero. Isso pode levar ao repouso do objeto ou a um movimento constante sem mudança de velocidade.