FÍSICA
1ª SÉRIE
FORÇA E CAMPO (I)
AULA 03
Entender o conceito de força e campo no contexto na Física.
OBJETIVOS DA AULA
PARA INÍCIO DE CONVERSA
Ao sinal do(a) professor(a), responda:
FORÇA E CAMPO: �na linguagem cotidiana e na física, com que significado essas palavras são utilizadas?
Observe as imagens:
“Mais força aí, Carol!”
“Fora do campo!”
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No dia a dia, a palavra força é associada, normalmente, ao ato de empurrar, puxar, apertar ou pressionar os objetos ao nosso redor e, muitas vezes eles se modificam pela ação dessas forças. Observe as imagens:
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Latinha amassada por ação de uma força.
Um carrinho de supermercado ganha velocidade pela ação de uma força.
Um elástico esticado pela ação de uma força.
FORÇA NO DIA A DIA
CONCEITO FÍSICO DE FORÇA
Os livros apoiados sobre a mesa também estão sujeitos a ação de uma força.
Porém, nem sempre a ação de uma força é perceptível, associada a modificação de estado dos corpos. Observe:
Um pêssego pendurado no galho parece não estar sujeito a nenhuma força, mas, na verdade, está!
Por isso, os físicos definem força como uma forma de representar algum tipo de interação entre duas ou mais coisas.
FORÇA MAGNÉTICA
Quando aproximamos um ímã de pequenos parafusos metálicos, eles grudam no ímã.
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Como o ímã é um corpo magnetizado, a interação e a força ganham os seguintes nomes: �interação magnética �e força magnética.
FORÇA ELÉTRICA
A matéria é constituída de átomos, e neles, há uma interação que acontece entre o núcleo e elétrons. Assim, a interação e a força ganham os seguintes nomes: �interação elétrica e força elétrica.
São interações elétricas que provocam, por exemplo, a atração de pedacinhos de papel e um pente de plástico, logo depois que ter sido usado no cabelo.
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+ Prótons
– Elétrons
Nêutrons
FORÇA NUCLEAR
Ainda no átomo, há uma interação que acontece entre as partículas que compõem o núcleo, responsável por mantê-las unidas.
Logo, a interação e a força ganham os seguintes nomes: interação nuclear e força nuclear.
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Força gravitacional
Em nosso estudo, não poderia faltar a investigação mais aprofundada de outro tipo de interação, tão importante quanto as anteriores e, que atua, por exemplo, entre o Planeta Terra e o pêssego, ou ainda, entre você sentado na carteira e o planeta Terra.
PRATICANDO 1
Uma interação muito “massa”!
Ao sinal do(a) professor(a), responda em seu caderno:
Qual o nome da força que representa essa interação?
A UNIVERSALIDADE DA FORÇA GRAVITACIONAL
Foi Isaac Newton que elaborou a tese de que a força gravitacional representa a interação entre massas. Sua teoria permite compreender tanto a queda dos corpos próximos da superfície da Terra, quanto o fato da Terra e os demais planetas do Sistema Solar orbitarem em torno do Sol, e da Lua girar em torno da Terra.
Isaac Newton (1643 - 1727)
Transcende, assim, um aspecto fundamental da sua teoria: �a universalidade.
O CONCEITO FÍSICO DE CAMPO
A Terra consegue dotar o espaço de uma propriedade nova: qualquer outro objeto colocado próximo a ela ficará sujeito a uma força gravitacional. Representamos essa propriedade por meio de linhas de força, como mostra a figura acima.
Nos séculos seguintes a Newton, o estudo de fenômenos elétricos e magnéticos estabeleceu o conceito de campo, que se revelou muito útil para compreender o universo de fenômenos que envolvem as interações, inclusive, à gravitacional.
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O VALOR DO CAMPO GRAVITACIONAL TERRESTRE
Observe que as setas indicam a direção e o sentido da força a que fica sujeito um objeto colocado próximo ao planeta. Esse conjunto de linhas é chamado linhas de força do campo gravitacional.
Além disso, as linhas de força refletem a dependência da força com a distância: quanto mais próximas estiverem uma das outras, maior será o valor do campo gravitacional.
Na superfície da Terra, o valor do campo gravitacional é aproximadamente, 10 N/kg
O VALOR DO CAMPO GRAVITACIONAL TERRESTRE
Observe no quadro ao lado, alguns valores do campo gravitacional da Terra em diferentes altitudes:
UNIDADE DE FORÇA NO SI
Para você ter ideia do quanto vale 1 N de força, imagine que segura um pote de 100 g de manteiga. A força que você fará para sustentá-la vale, aproximadamente, 1 N.
No Sistema Internacional de Unidades (SI), utilizamos a unidade N para força. A abreviação “N” vem de Newton, claro, em homenagem a Isaac Newton.
PRATICANDO 2
Sem flutuar por aí!
1 min.
Analise a questão a seguir e, ao sinal do(a) professor(a), levante a mão indicando com um número a alternativa correta:
Qual é o tipo de interação responsável por manter uma pessoa presa ao planeta Terra?
Professor, caso tenha alguma sugestão ou elogio para esta aula, acesse: https://forms.gle/ZuC8G4UPYMEdztJy5
Na aula de hoje, compreendemos a importância que as observações de Galileu tiveram para compreensão do Universo.
O QUE VIMOS?
GONÇALVES FILHO, Aurélio. Física: interação e tecnologia. Vol. 3. Aurélio Gonçalves Filho, Carlos Toscano. 2ª ed. – São Paulo: Leya, 2016.
HEWITT, Paul G. Fundamentos de Física Conceitual – tradução Trieste Ricci. – Porto Alegre: Bookman, 2009.
TANCREDI, Silvia. "Galileu Galilei"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/biografia/galileu-galilei.htm. Acesso em: 16 dez. 2023.
BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: vol 1 . Física Moderna. 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016.
POLITO, Antony M. M. A Construção da estrutura conceitual da Física Clássica. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2016.
REFERÊNCIAS