Novo Período

Olá amigos! Agora que as férias já acabaram vamos ter de voltar ao trabalho! Neste período vamos começar um novo tema: "Sistemas Elétricos e Eletrónicos". Espero que gostem! Vou só relembrar-vos que se tiverem alguma dúvida não tenham receio de perguntar.

Leis de Newton

• PRIMEIRA LEI DE NEWTON OU LEI DA INÉRCIA

Qualquer corpo permanece no estado de repouso ou de movimento rectilíneo uniforme se a resultante das forças que nele actuam for nula. Assim, se o corpo estiver em repouso, continuará em repouso; se estiver em movimento, continuará o seu movimento em linha reta e com valor de velocidade constante.

Quando um autocarro arranca, os passageiros são impelidos para trás, tendo a manter a posição de repouso que possuíam antes do autocarro arrancar.

• SEGUNDA LEI DE NEWTON OU LEI FUNDAMENTAL DA DINÂMICA

A aceleração adquirida por um corpo é diretamente proporcional à intensidade da resultante das forças que atuam sobre o corpo, tem direção e sentido da resultante de forças e é inversamente proporcional à sua massa.

Expressa-se matematicamente pela equação:

NOTA:

No S.I., a massa é expressa em quilograma (kg), a aceleração em metro por segundo ao quadrado (m/s^{2 ) e a intensidade da resultante das forças em nexton (N).}

• TERCEIRA LEI DE NEWTON OU LEI DA AÇÃO-REAÇÃO

Quando dois objectos interactuam, existe um par de forças com a mesma intensidade, a mesma direção, mas sentidos opostos- par ação-reação.

A bola exerce uma força sobre a raquete (ação); a raquete exerce uma força sobre a bola (reação).

Resultante de forças

FORÇA --> é toda a causa capaz de alterar o estado de repouso ou de movimento de um corpo ou de lhe causar deformação. As forças resultam de interações entre corpos, que podem ser de contacto ou de ação à distância como forças gravitacionais ou magnéticas.

O resultado dos efeitos de todas as forças é igual ao de uma única força: a força resultante. A força resultante corresponde à soma de todas as forças aplicadas no mesmo corpo.

RESULTANTE DE DUAS FORÇAS COM A MESMA DIREÇÃO E O MESMO SENTIDO

A resultante tem a mesma direção e o mesmo sentido das forças componentes e a sua intensidade é igual à soma das intensidades das suas componentes.

RESULTANTE DE DUAS FORÇAS COM A MESMA DIREÇÃO MAS SENTIDOS OPOSTOS

A resultante das forças tem o mesmo sentido da componente de maior intensidade e a intensidade da resultante das forças é igual à diferença de intensidade das suas componentes.

RESULTANTE DE DUAS FORÇAS COM DIREÇÕES DIFERENTES

A resultante das forças cujas componentes fazem entre si um ângulo com amplitude de 90º é representada em intensidade, direção e sentido pela diagonal do retângulo construído sobre os vectores que representam as duas forças que o compõem. A intensidade da resultante das forças pode ser calculada pelo Teorema de Pitágoras.

A aceleração dos movimentos

• O QUE É A ACELERAÇÃO

ACELERAÇÃO --> grandeza vectorial que indica o modo como a velocidade de um corpo varia ao longo do tempo, podendo estar a diminuir ou a aumentar.

• COMO SE CALCULA A ACELERAÇÃO

Quando em movimento rectilíneo, o valor da aceleração média pode ser calculado pela expressão matemática:

Os valores da aceleração são expressos em unidade de velocidade/tempo, o que implica que, no S.I., a unidade de aceleração seja m/s²

^EXEMPLOS:

^{a= 5 m/}s²

^{Significa que o valor da velocidade aumenta 5 m/s em cada segundo}

 No movimento uniformemente acelerado ou retardado, a aceleração é constante e o seu valor é, em qualquer instante, igual ao da aceleração média.

No movimento rectilíneo uniformente acelerado, a aceleração é constante, tendo a mesma direção e o mesmo sentido do movimento.

No movimento rectilíneo uniformente retardado, a aceleração é constante, tendo a mesma direção, mas sentido contrário ao movimento.

No movimento rectilíneo uniforme, não há aceleração.

Velocidade e distância de segurança

TEMPO DE REAÇÃO --> tempo que um condutor demora a actuar, quando se apercebe de um obstáculo; depende do condutor. O tempo de reação médio de um condutor com reflexos normais é de 0,7 s.

DISTÂNCIA DE REAÇÃO --> distância percorrida desde que o condutor se apercebe do perigo até ao momento em que este inicia a travagem

TEMPO DE TRAVAGEM --> tempo necessário para o veículo parar


DISTÂNCIA DE TRAVAGEM --> é a distância percorrida desde o momento em que o condutor inicia a travagem até ao momento em que o veículo para.

DISTÂNCIA DE SEGURANÇA --> é dada pela soma da distância de reação e da distância de travagem

Movimento uniformente variado

• A VELOCIDADE NO MOVIMENTO UNIFORMENTE VARIADO

MOVIMENTO UNIFORMENTE VARIADO --> é um movimento em que o valor da velocidade do corpo aumenta ou diminui a mesma quantidade em cada unidade de tempo

ACELERADO

RETARDADO

CARACTERÍSTICAS DO MOVIMENTO UNIFORME VARIADO:

--> A variação do valor da velocidade é directamente proporcional ao intervalo de tempo, logo o valor da aceleração é sempre constante.

--> No movimento uniformente acelerado, os vectores velocidade e aceleração possuem a mesma direção e o mesmo sentido

--> No movimento uniformente retardado, os vectores velocidade e aceleração possuem a mesma direção e sentidos opostos

NOTA:

A distância percorrida pode ser calculada pela área da figura geometrica definida pelo gráfico velocidade/tempo.

Movimento uniforme

• A VELOCIDADE NO MOVIMENTO UNIFORME

Diz-se que o movimento de um corpo é uniforme quando o valor da velocidade se mantém constante.

No movimento uniforme rectilíneo, o valor, a direção e o sentido do vector velocidade são iguais em todos os instantes.

No movimento uniforme curvilíneo, o valor da velocidade é igual em todos os instantes, mas a direção do vector velocidade varia.

No movimento rectilíneo uniforme, a distância percorrida é sempre igual ao valor do deslocamento.

No movimento uniforme, a distância percorrida é directamente proporcional ao tempo gasto para a percorrer.

No movimento uniforme, o valor da velocidade instantânea é igual à rapidez média.

• GRÁFICOS DISTÂNCIA PERCORRIDA-TEMPO E VELOCIDADE-TEMPO PARA O MOVIMENTO UNIFORME

O gráfico que representa a distância percorrida em função do tempo gasto no percurso é uma linha recta, com uma certa inclinação porque as duas grandezas são directamente proporcionais.

O gráfico que representa a velocidade do corpo em função do tempo é uma linha recta, paralela ao eixo das abcissas, porque o valor da velocidade é constante.

• CÁLCULO DA DISTÂNCIA PERCORRIDA COM MOVIMENTO UNIFORME

Qualquer distância percorrida com movimento uniforme pode ser calculada multiplicando o valor da velocidade pelo tempo gasto no percurso.

Características dos movimentos

• RELATIVIDADE DO MOVIMENTO

O movimento faz parte do nosso dia-a-dia.

Quando estamos sentados num sofá dizemos que estamos em repouso.

No entanto, como fazemos parte do planeta Terra que se move em torno do seu eixo e do Sol podemos também afirmar que estamos em movimento.

Muitas situações do dia-a-dia permitem-nos concluir que o estado de repouso e de movimento de um corpo é sempre relativo, ou seja, depende do referencial.

FIGURA 1

De acordo com o gráfico da figura 1 pode-se afirmar que:

--> no intervalo de tempo (A) e (E) as posições do corpo variam, sendo cada vez mais afastadas da origem das posições- o corpo está em movimento

--> no intervalo de tempo (B), (D) e (F) a posição do corpo é sempre a mesma- o corpo está em repouso

--> no intervalo de tempo (C) as posições do corpo variam, sendo cada vez mais próximas da origem das posições- o corpo está em movimento

• DISTÂNCIA PERCORRIDA E DESLOCAMENTO

DISTÂNCIA --> é uma grandeza escalar que se refere ao caminho percorrido por um corpo durante o seu movimento- comprimento do trajecto seguido por um corpo.

DESLOCAMENTO --> é uma grandeza vectorial que se refere à mudança da posição de um corpo durante o seu movimento- comprimento da linha recta que liga a posição inicial à final

• RAPIDEZ E VELOCIDADE

RAPIDEZ --> é uma grandeza escalar que dá informação sobre a taxa de variação da distância com o tempo e é determinada pelo quociente entre a distância percorrida e o tempo gasto a percorrê-la.

VELOCIDADE --> é uma grandeza vectorial que dá informação sobre a taxa de variação do deslocamento com o tempo, e que se refere ao modo como um corpo muda a sua posição, isto é, fornece informação sobre a direção, o sentido e o valor da velocidade.

EXEMPLO:

Para descrever a velocidade de um corpo não é suficiente dizer que se desloca a 50 km/h. Deve referir-se informação sobre a direção e o sentido do movimento. O valor 50 km/h diz respeito à rapidez.

A velocidade é uma grandeza vectorial caracterizada por direção, sentido e ponto de aplicação, além da intensidade.

A direção do vector velocidade é:

--> a direção da trajetória, no caso do movimento rectilíneo;

--> a direção da tangente à trajetória, se o movimento é curvilíneo.

O sentido do vector velocidade é o do movimento.

O ponto de aplicação coincide com a posição ocupada pelo corpo no instante considerado.

A intensidade é indicada pelo comprimento do vector velocidade na escala considerada e corresponde à rapidez do movimento em cada instante e posição.

O valor da velocidade corresponde corresponde a intensidade associada ao sinal positivo ou negativo.

Quando um corpo se movimenta, não o faz sempre com a mesma rapidez, sendo conveniente distinguir rapidez instantânea e rapidez média.

RAPIDEZ INSTANTÂNEA --> é a rapidez de um corpo num determinado instante. É avaliada, por exemplo, num carro, pelo velocímetro.

RAPIDEZ MÉDIA --> é o valor médio da rapidez num determinado percurso e num dado intervalo de tempo. É calculado através da seguinte expressão matemática:

NOTA: 

Quando um corpo se move em linha recta pode afirmar-se que a velocidade média e a rapidez média são iguais.

A unidade de medida da rapidez e da velocidade, no Sistema Internacional de Unidades (S.I.), é o metro por segundo (m/s). No entanto, são vulgarmente utilizadas outras unidades de medida: quilómetro por hora (km/h), centímetros por segundo (cm/s) ou milha por hora (mph), por exemplo.

Compostos de carbono

HIDROCARBONETOS

HIDROCARBONETOS --> compostos formados por carbono e hidrogénio

• ALCANOS

--> nas moléculas dos alcanos só existem ligações covalentes simples, por isso, são designados por hidrocarbonetos saturados

--> o nome dos alcanos termina sempre em ano.

• ALCENOS

--> hidrocarbonetos que têm uma ou mais ligações duplas entre os átomos de carbono

--> o alceno mais simples chama-se eteno

--> Nas moléculas dos alcenos há átomos de carbono unidos por ligações covalentes duplas, chamam-se hidrocarbonetos insaturados

--> o nome dos alcenos termina sempre em eno

• ALCINOS

--> hidrocarbonetos que têm uma ou mais ligações triplas entre os átomos de carbono

--> o alcino mais simples é o etino

--> nas moléculas dos alcinos há átomos de carbonos unidos por ligações covalentes triplas, por isso, também são hidrocarbonetos insaturados

--> o nome dos alcinos termina sempre em ino

• HIDROCARBONETOS DE CADEIA CÍCLICA

HIDROCARBONETOS DE CADEIA FECHADA OU CÍCLICA --> conjunto de hidrocarbonetos em que os átomos de carbono se ligam entre si formando anéis. Podem ser saturados ou insaturados.

CICLO-HEXANO --> hidrocarboneto de cadeia cíclica saturado

--> tem um "anel" com seis átomos de carbono na sua constituição

BENZENO --> hidrocarboneto da cadeia cíclica insaturado

--> tem um anel com seis átomos de carbono na sua constituição

--> também é habitual utilizar esta outra representação para o benzeno: 

NAFTALENO --> hidrocarboneto cíclico insaturado

--> É vulgarmente conhecido por naftalina

--> tem dois anéis benzénicos na sua constituição

OUTROS COMPOSTOS DE CARBONO 

• ÁLCOOIS

ETANOL OU ÁLCOOL ETÍLICO --> líquido incolor e inflamável

                                                       --> pertence a um grupo de compostos designados por alcoois

As moléculas dos álcoois possuem em comum o grupo hidroxilo -OH

O nome dos álcoois deriva do nome dos respectivos hidrocarbonetos adicionando-lhes as terminações:

--> ol- se é um monoálcool

--> diol- se é um diálcool

--> triol- se é um triálcool

• CETONAS E ALDEÍDOS

ACETONA --> líquido incolor e inflamável

A acetona pertence a um grupo de compostos que se designam por cetonas.

Há outro tipo de compostos orgânicos que também possui o grupo carbonilo, mas localizado no extremo da cadeia. Estes compostos designam-se por aldeídos.

PROPANAL --> aldeído que possui uma cadeia com três átomos de carbono

O nome dos aldeídos deriva do nome dos correspondentes hidrocarbonetos ao qual se adiciona a terminação al.

• ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

O ácido acético pertence a um grupo de compostos designados por ácidos carboxílicos.

O nome dos ácidos carboxílicos deriva do nome dos correspondentes hidrocarbonetos ao qual se acrescenta a terminação óico, iniciando-se pela palavra ácido.

• ÉSTERES

ACETATO DE ETILO --> éster usado como solvente

O grupo característico dos ésteres é:

onde R é uma cadeia de átomos de carbono ligados a átomos de hidrogénio

Propriedades das substâncias moleculares, iónicas e metálicas

SUBSTÂNCIAS MOLECULARES

--> corpúsculos constituintes: moléculas

--> forças de coesão dos  corpúsculos: fracas

--> Pontos de fusão e ebulição: baixos

--> condutibilidade elétrica: substâncias más condutoras; soluções aquosas: más condutoras se as moléculas forem apolares e boas condutoras se as moléculas são polares

--> outras propriedades: à temperatura ambiente podem ser: gasosas (como o cloro), outras líquidas (como a água) e outras, em menor número, sólidas (como o enxofre); as sólidas são pouco duras e muito quebradiças

SUBSTÂNCIAS COVALENTES (DIAMANTE E GRAFITE)

O diamante e a grafite são duas substâncias sólidas. Um diamante ou uma barra de grafite correspondem a um único agregado gigante de átomos de carbono, unidos por ligação covalente simples, em toda a sua extenção.

--> corpúsculos constituintes: átomos que formam uma estrutura gigante

--> forças de coesão dos  corpúsculos: muito fortes

--> Pontos de fusão e ebulição: muito elevados (pois a ligação covalente entre os átomos de carbono é muito forte)

--> condutibilidade elétrica: o diamante é um mau condutor; a grafite é boa condutora

--> outras propriedades: ambas sólidas e não deformáveis; o diamante é muito duro (substância mais dura que existe na Natureza) ; a grafite é mole, risca o papel e é quebradiça

SUBSTÂNCIAS IÓNICAS

--> corpúsculos constituintes: iões positivos e negativos

--> forças de coesão dos  corpúsculos: fortes

--> Pontos de fusão e ebulição: elevados (pois as forças de coesão são muito intensas)

--> condutibilidade elétrica: quando estão no estado sólido são más condutoras (pois os iões não podem mover-se ao longo do sólido) ; quando fundidas ou em solução aquosa são boas condutoras (pois os iões adquirem grande mobilidade após a fusão ou dispersos na água)

--> outras propriedades: são todas sólidas à temperatura ambiente; não deformáveis; são duras e quebradiças (pois, quando sujeitas a forças, se os iões se deslocam muito das suas posições de equilíbrio, aumenta a repulsão entre iões com o mesmo tipo de carga, separando-se uns dos outros)...

 ...dissolvem-se bem na água

SUBSTÂNCIAS METÁLICAS

--> corpúsculos constituintes: iões positivos e eletrões livres

--> forças de coesão dos  corpúsculos: fortes (responsáveis pelas propriedades dos metais)

--> Pontos de fusão e ebulição: variáveis

--> condutibilidade elétrica: boas condutoras

--> outras propriedades: sólidas (excepto mercúrio, gálio, césio e frâncio que são líquidos) e muito densas (o mercúrio também é muito denso); maleáveis, dúcteis, duras e não quebradiças