Forças de atrito

Considera um bloco em movimento sobre uma mesa.

Quais são as forças que estão a actuar no bloco? 

são forças de contacto que se opõem ao movimento de um corpo e que resultam da interacção entre o corpo e a superfície de contacto.

A intensidade das forças de atrito depende: 

- da massa do corpo (quanto maior for a massa do corpo maior será a intensidade da força de atrito);
- da natureza das superfícies em contacto (quanto mais rugosas forem as superfícies de contacto mais intensa será a força de atrito);
- não depende da área da superfície em contacto.

* As forças de atrito existem quando os corpos se movem não só sobre uma superfície sólida, mas também, no ar e nos líquidos.

* Para uma mesma situação, a força de atrito de escorregamento é sempre maior do que a força de atrito de rolamento.

* Embora o atrito seja “contra o movimento”, existem situações em que ele é prejudicial (para as dobradiças das portas, para o vaivém penetrar na atmosfera terrestre, etc.) e outras que em é útil (para caminharmos com segurança no dia-a-dia e na prática de desporto, para as rodas dos automóveis rodarem e não deslizarem, para acender um fósforo, etc.)

* Podemos reduzir o atrito, substituindo o atrito de deslizamento pelo atrito de rolamento, utilizando lubrificantes, alcatroando as estradas, etc….

Forças e os seus efeitos

Uma força é toda a causa capaz de alterar o estado de repouso ou de movimento de um corpo, ou ainda de lhe causar deformações. É uma grandeza vectorial e uma manifestação de energia.

Resultante de um sistema de forças 

 Chama-se força resultante à força que por si só substitui todas as forças que actuam num corpo. Corresponde à soma de todas as forças.

Como se somam forças?

1. Começas por representar um dos vectores.
2. Depois, na extremidade do primeiro vector, inicias a representação do segundo.
3. Finalmente, unes a origem do primeiro vector com a extremidade do segundo, para obteres o vector soma.

A intensidade da força resultante calcula-se de diferentes formas: 

1. Forças com a mesma direcção e sentido

Quando as forças têm a mesma direcção e sentido, a força resultante tem a mesma direcção e sentido e a sua intensidade é igual à soma das intensidades das forças que actuam.


2. Forças com a mesma direcção e sentidos contrários 

Quando as forças têm a mesma direcção e sentidos contrários, a força resultante tem a mesma direcção, sentido da força de maior intensidade e a sua intensidade corresponde à diferença das intensidades das forças que actuam.



3. Forças com direcções perpendiculares

Quando as forças têm direcções perpendiculares, a direcção da força resultante é oblíqua à direcção das forças componentes do sistema, e obtém-se por aplicação da regra do paralelogramo ou da regra do triângulo de Stévin. A sua intensidade calcula-se pelo teorema de Pitágoras.

Aceleração

Aceleração média: é uma grandeza vectorial que nos indica como varia a velocidade num determinado intervalo de tempo. Em qualquer movimento rectilíneo, o valor da aceleração média calcula - se pela expressão:

Movimento Rectilíneo Uniformemente Variado

Gráfico velocidade-tempo

O espaço percorrido calcula-se através da área do triângulo limitado pelo gráfico:




m.r.u.r

m.r.u.a.

Movimento Rectilíneo Uniforme (m.r.u.)

ATENÇÃO: o valor da velocidade só é igual ao da rapidez média se o movimento for rectilíneo sem inversão do sentido do movimento.


Gráfico posição - tempo

A posição varia linearmente com o tempo, ou seja, o corpo percorre espaços iguais em intervalos de tempo iguais.

Gráfico velocidade - tempo



A velocidade é constante.

A distância percorrida pode calcular-se pela área do rectângulo limitado pelo gráfico velocidade - tempo.

Rapidez e Velocidade

Rapidez média: é uma grandeza escalar, sempre positiva, que relaciona o espaço percorrido com o tempo que demora a percorrê-lo.

Velocidade média: é uma grandeza vectorial, que nos informa sobre a rapidez do movimento sobre a sua direcção e sentido.

Distância ou espaço percorrido e deslocamento

Distância ou espaço percorrido: é a medida da trajectória definida por um corpo durante o seu movimento.

Deslocamento: é uma grandeza vectorial que nos indica a diferença entre o ponto de partida e o ponto de chegada de um movimento em termos de distância, mas que além disso, nos indica a direcção e o sentido desse movimento.

Componentes Electrónicos

Um circuito electrónico é constituído por certos componentes que têm a função de controlar o fluxo de electrões que os atravessa.

Na tabela seguinte são apresentados alguns dos principais componentes electrónicos.

Transformadores

Aos elevadores e abaixadores de tensão dá-se o nome de transformadores.

Estes são constituídos por duas bobinas com diferentes números de espiras e um núcleo de ferro.

Ao passar a corrente eléctrica alternada na primeira bobina o núcleo de ferro é magnetizado criando um campo magnético variável que produz corrente eléctrica na outra bobina.

Nos abaixadores de tensão a primeira bobina tem maior número de espiras que a segunda passando de uma maior para uma menor diferença de potencial.

Nos elevadores de tensão a primeira bobina tem um menor número de espiras que a segunda passando de uma menor para uma maior diferença de potencial.

Produção, Transporte e Distribuição da Electricidade

A corrente eléctrica em grande escala é produzida nas centrais eléctricas por alternadores formados por ímanes muito potentes que se movem a alta velocidade no interior de bobinas com milhares de espiras.

A velocidade de rotação desses ímanes ou electroímanes é constante - 50 rotações por segundo.

Para mover o íman podem ser utilizadas várias fontes de energia:

- a água, centrais hidroeléctricas

- o fuelóleo, carvão ou biomassa, centrais termoeléctricas

- o vento, centrais eólicas

- o calor, centrais geotérmicas

- as ondas, centrais de energia das ondas

- o urânio, centrais nucleares

Transporte e Distribuição de Electricidade

Depois de produzida a electricidade é transportada das centrais eléctricas aos locais onde será utilizada através de cabos condutores.

Durante este transporte, para diminuir o efeito de Joule, a corrente passa por elevadores de tensão passando a ser transportada em alta tensão.

Junto das localidades a tensão é de novo reduzida sucessivamente, através de abaixadores de tensão, até atingir os valores adequados às instalações de casas, hospitais, escolas ou fábricas.

Electroíman

Um electroíman é constituído por um núcleo de ferro macio e uma bobina ( um enrolamento de um fio condutor).

Quando a corrente eléctrica percorre o enrolamento esta cria um campo magnético e o núcleo de ferro magnetiza-se tornando-se num íman.

Quanto maior for o número de espirras (voltas de enrolamento) mais forte é o electroíman.  

Quando a corrente é desligada o núcleo de ferro deixa de estar magnetizado.

Electromagnetismo

Os ímanes são objectos com propriedade magnéticas que atraem pequenos objectos de ferro ou de aço.
Qualquer íman altera a zona do espaço que o envolve diz-se que o íman cria à sua volta um campo magnético.

Qualquer íman têm dois pólos um positivo e outro negativo.
Os pólos iguais repelem-se enquanto os pólos diferentes atraem-se. 

Museu da Electricidade - Relatório

No dia 31 de Março, no âmbito da disciplina de ciências físico-químicas, juntamente com outra turma, visitamos o Museu da Electricidade, também conhecido como Central Tejo, com o objectivo de aprofundar os nossos conhecimentos sobre a “Electricidade” e iniciar o estudo do “Electromagnetismo”.

Iniciámos a nossa visita à central termoeléctrica no exterior, onde a guia nos disse que o carvão que chegava do Rio Tejo, era depositado numas grelhas. Ainda no exterior observamos os silos e as noras elevatórias que misturavam e encaminhavam o carvão até à parte superior do edifício das caldeiras.

De seguida fomos para uma sala onde nos foi explicado os meios da produção de energia: luz solar, força da água, força do vento e vapor de água.

Após esta explicação dirigimo-nos aos geradores da central, onde pudemos observar o interior de um deles. Ao longo do percurso era nos explicado como funcionava a central.

Em seguida visitamos uma sala onde se encontravam as Caldeiras, uma delas possibilitávamo-nos a aceder ao seu interior e descobrir a sua estrutura e componentes internos (tapete de grelhas, queimadores, tubos de aquecimento da água).

Além destas, nesta sala, é dado a conhecer a história da construção da central e as condições de trabalho vividas pelos seus trabalhadores.

Depois dirigimo-nos ao piso inferior, onde se localizava a Sala dos Cinzeiros, onde eram recolhidas as cinzas do carvão queimado e é dada uma particular importância às difíceis condições de trabalho existentes, consequências do calor e da respiração de cinzas do carvão queimado. 

Por último fomos a uma divisão onde se encontravam algumas exposições/diversões relacionadas com a electricidade.