As 3 Leis de Newton

1ª Lei de Newton ou Lei da Inércia

 
• A lei da Inércia diz : Qualquer corpo permanece em repouso ou em movimento rectilíneo uniforme se o conjunto de forças que nele actuam tem resultante nula.
• Um corpo em movimento, sujeito a uma resultante de forças nula, vai manter um movimento rectilíneo uniforme. Se não houver qualquer acção do exterior sobre o corpo, este permanece em movimento e a sua velocidade mantém se constante.
• Um corpo em repouso, sujeito a uma resultante de forças nula tem tendência a manter o seu estado de repouso. Se não houver qualquer acção do exterior sobre o corpo, este permanece em repouso.

2ª Lei de Newton ou Lei Fundamental Dinâmica

• A 2ª lei de Newton diz : A força resultante do conjunto das forças que actuam num corpo produz nele uma aceleração com a mesma direcção e o mesmo sentido da força resultante, que é tanto maior quanto maior for a intensidade da força resultante.
• A aceleração é maior quando menor for a massa do corpo e é inversamente proporcional à mesma.
• Pode-se relacionar estas grandezas pela expressão:
  
  

3ª Lei de Newton ou Lei da Acção-Reacção

• E por fim a 3ª Lei de Newton diz : Quando dois corpos estão em interacção, à acção de um corpo sobre outro corresponde sempre uma reacção igual e oposta que o segundo corpo exerce sobre o primeiro.
• Esta lei fundamenta que as forças exercidas num corpo actuam sempre aos pares, ou seja quando um corpo actua uma força sobre outro, esse também actua uma força sobre o primeiro.
• Este par de forças é chamado par acção-reação, e podem actuar por contacto ou à distância. As duas forças têm a mesma direcção e intensidade mas têm sentidos opostos.
• Por exemplo se eu for chutar uma bola, eu exerço uma força sobre a bola e a bola por sua vez exerce uma força no meu pé. -> Estas forças actuam por contacto. Mas no caso da Lua e da Terra, que exercem uma força sobre a outra, são forças que actuam à distância, e é isso que faz a Lua girar à volta da Terra.

Forças

• Uma força é uma interacção entre dois corpos. 
•  É representada por um vector caracterizado por: 

   - Intensidade (N)
   - Sentido 
   - Direcção
   - Ponto de aplicação



Resultante de duas forças


Soma


F1 - 20 N
F2 - 30 N

• Se eu quiser calcular a resultante destas duas forças, visto que elas têm a mesma direcção e o mesmo sentido basta somar F1+F2 = Fr <=> 20 + 30 = 50 N. 
• A intensidade da força resultante é 50 N, a direcção é horizontal e o sentido da esquerda para a direita.

Subtracção

F1 - 80 N
F2 - 100 N

• Quando temos duas forças com sentidos opostos, usamos a subtracção
  -> F2 - F1 = Fr <=> 100N - 80 N = 20 N
• A intensidade da força resultante é 20 N, a direcção é horizontal e o sentido é da direita para a esquerda.
  
  
  
  Teorema de Pitágoras

F1 e F2 - 20N

Quando as duas forças

 têm sentidos opostos 

e formam um ângulo 

de 90º entre si, criamos

 uma linha paralela a F2

 e uma paralela a F1. 

Traçamos uma recta 

desde a origem até ao 

ponto onde as paralelas

 se tocam e por fim usamos o teorema de pitágoras.

                                     

Regra de 3 Simples

•  Quando os vectores têm sentidos opostos e não formam um ângulo de 90º , procedemos da mesma maneira, fazemos linhas paralelas aos vectores e criamos uma linha desde a origem até onde as paralelas se tocam. 
• De seguida medimos a força resultante e fazemos uma regra de 3 simples :

   Ex: A linha da força resultante mede 5,5 cm. 

        Se 1 cm = 1N 

        . . .

     

        Cm             N          

         1 ------------1             X = 5,5 N -> Intensidade da força resultante.

         

        5,5 ---------- X

O movimento

Estou em movimento ou em repouso?

-Para podermos concluir se algo ou alguém está em repouso precisamos de um referencial. 
Por exemplo, um carro estacionado pode estar em repouso em relação a outro carro estacionado mas se o referencial for a lua, esse carro já se encontra em movimento.

-Concluímos que o estado de movimento ou de repouso de um corpo é sempre relativamente a um referencial.

-Um corpo só se encontra em movimento se a sua posição em relação ao referencial se altera ao longo do tempo, da mesma maneira, um corpo só se encontra em repouso se a sua posição não se altera ao longo do tempo.







Gráfico posição-tempo

Um gráfico deste tipo serve para descrever o movimento de um corpo num certo período de tempo.

Pela observação do gráfico podemos concluir que :

- O corpo esteve em movimento dos 0s aos 2s e dos 6s aos 10s.
- O corpo esteve em repouso dos 2s aos 6s.




Distância, deslocamento

- Um indivíduo foi de A para C, passando por B.
- Para descrever a trajectória podemos usar :

• Distância.. é uma grandeza escalar que pode ser representada por s. -> Para calcular a distância acima somamos 15 m + 18 m = 33 m.
• Deslocamento.. é uma grandeza vectorial que se representa através de um vector d caracterizado por direcção, sentido e intensidade. O deslocamento neste caso é 20 m.
  
  
  
  
  Rapidez e Velocidade

• A rapidez média (m/s) é uma grandeza escalar que é calculada dividindo a distância percorrida (s) pelo tempo (t).

           

• A velocidade é uma grandeza que indica a rapidez em cada momento. Como é caracterizada por um vector, ainda nos indica a direcção, o sentido, o ponto de aplicação e a intensidade.

Tipos de movimento

Uniforme :

Um movimento é uniforme quando a sua velocidade não sofre alterações, ou seja mantém-se constante.

Dentro dos movimentos uniformes, existe o movimento uniforme curvilíneo, no qual a direcção no vector velocidade varia e o movimento rectilíneo uniforme rectilíneo, no qual não há mudança de sentido nem direcção.

Dentro dos movimentos rectilíneos uniformes ainda existem mais dois :

 - Movimento rectilíneo uniformemente acelerado, que é quando o valor da velocidade aumenta sempre uniformemente.

 - Movimento rectilíneo uniformemente retardado, que é quando o valor da velocidade diminui uniformemente.

Distância de segurança

• A distância de segurança é a distância segura que um carro deve distanciar de outro de modo a que se o carro tiver de fazer uma paragem de emergência, não bata no outro.
• A distância de segurança é a distância de reacção do condutor mais a distância de travagem.
• O tempo de travagem depende das características de cada veículo e do pavimento onde se encontra o veículo.

• Para calcular a distância de reação, calculamos a área do rectângulo A = 16 x 0,8 = 12,8 m.
• Para calcular a distância de travagem calculamos a área do triângulo B = (b x h ) :2 = (3 x 16) : 2 = 24 m.
• A distância total de segurança é 24 + 12,8 = 36,8 m.

Aceleração

A aceleração média indica como varia a velocidade ao longo do tempo. 
Para calcular a aceleração média num movimento rectilíneo usamos a expressão:

A unidade da aceleração média é m/s (2) -> metros por segundo ao quadrado

Substâncias

Condutibilidade eléctrica 

Água

Molécula da água 

•  Constituída por um átomo de oxigénio e 2 de
  hidrogénio.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  Os átomos das moléculas ligam-se entre si e entre as moléculaas também existem ligações:
  
• Ligações intramoleculares - entre os átomos
• Ligações intermoleculares - entre as moléculas.

São as forças intermoleculares que determinam os estados físicos das substâncias.

Como se ligam as moléculas de água?

 Na molécula da água, o oxigénio estabelece duas ligações covalentes com dois átomos de hidrogénio.

 Por sua vez, os átomos de hidrogénio, com carga positiva, ligam-se através de pontes  aos átomos de carga eléctrica negativa.

Porque rebenta uma garrafa de água quando é colocada no congelador?

  Quando uma garrafa de água, no estado líquido, é colocada no congelador, a água congela e a garrafa rebenta, porque a densidade da água congelada é menor, fazendo com que as moléculas se afastem, ocupando mais espaço.

Curiosidades:

Experiências com água 

• A vela que faz a água subir

• A colher que desaparece - (Só até aos 2:51)

Distribuição Electrónica e Formação de Iões

Distribuição electrónica 


 A distribuição electrónica consiste na distribuição dos electrões de um átomo em níveis de energia. 
 O primeiro nível de energia só pode conter no máximo 2 electrões, o segundo pode conter 8 electrões, etc. Pode-se descobrir o máximo de electrões que um nível pode conter através da expressão 2n(2).
 Por exemplo, nível 1 = 2x1(2) = 2 . . . nível 2 = 2x2(2) = 8 


 Vamos experimentar fazer a distribuição electrónica...
                                   

Formação de iões

Tabela Periódica

 A tabela periódica é a representação dos elementos químicos, distribuídos em grupos e períodos, em função das suas características.

  Nas colunas ou períodos, os elementos estão organizados de acordo com os 
níveis de energia. Sendo que o primeiro período, tem 1 nível de energia e o sétimo período tem 7 níveis de energia, sendo esse o último período.


 Nas "linhas" ou grupos, os elementos organizam-se de acordo com os seus electrões de valência. Por sua vez, os elementos do mesmo grupo, têm comportamentos químicos semelhantes. Ao todo existem 18 grupos. 
 Desses destacam-se os grupos : 1,2,13,14,15,16,17,e 18.  
O grupo 1 é o dos metais alcalinos, o 2 dos metais alcalino-terrosos, 3 ao 12 são os metais de transição, o grupo 17 é o grupo dos halogéneos e o 18 dos gases nobres.
 As duas últimas linhas da tabela periódica são também designadas por família dos lantanídeos e dos actinídeos.





Os elementos podem-se classificar em: 

• Metais, semi-metais e não metais. Sendo os metais os azuis, os semi-metais verdes e os não metais amarelos.
• Os metais são: Bons condutores de calor e electricidade, geralmente sólidos à temperatura ambiente. 
• Os não-metais são maus condutores de calor e electricidade, menos uniformes nas propriedades do que os metais.
• Os semi-metais têm propriedades intermédias entre os metais e não metais.
  
  
  
  

"Regras":

O tamanho dos átomos aumenta ao longo de um grupo. E diminui ao longo de um período.

 

Os átomos dos elementos do primeiro grupo têm um eletrão de valência . Por isso, têm tendência a formar catiões.

 

Os átomos dos elementos do segundo grupo possuem dois eletrões de valência, têm tendência a formar catiões ou iões dipositivos.

 

Os átomos dos elementos do grupo 16 e 17, apresentam seis e sete eletrões de valência, pelo que dão origem a aniões.

 

Os átomos que pertencem ao grupo 18, denominados gases raros, são átomos estáveis, e por isso não originam iões. 

História da Tabela Periódica

Na imagem, podemos observar a primeira tabela periódica, proposta por Dmitri Mendeleiev. Dmitri resolver elaborar esta tabela depois de ter reparado na periodicidade das propriedades dos elementos.

Nela estão representados 118 dos elementos químicos e algumas das suas propriedades.