Aqui têm uma tabela para vos ajudar a esquematizar circuitos elétricos, cada dispositivo de que falámos anteriormente com o seu respetivo símbolo. Alguns aparelhos aqui representados ainda não vos falei, mas mais umas mensagens e saberão o que são.
A imagem a baixo é uma representação de um circuito elétrico com os símbolos acima representados.
Fig. 1
Fig. 2
Agora um exercício muito simples.
Responde às seguintes perguntas:
1- Qual dos circuitos está aberto? E fechado? 2- Quantas lâmpadas tem a figura 2?
3- Faz a descrição do sentido convencional da figura 1.
Se tiverem alguma dúvida ou se quiserem saber o resultado correto comentem-nos para eu vos puder responder.
Todos os dispositivos elétricos têm dois terminais.
Nas pilhas, os terminais chama-se polos, sendo que o polo positivo assinalado por + e o polo negativo por -.
Os recetores também têm terminais. O terminal positivo liga-se ao polo positivo da pilha e o terminal negativo liga-se ao polo negativo da pilha. Mas em alguns recetores, como por exemplo a lâmpada, esses terminais são indiferentes.
Nesta imagem estão representados os respetivos polos positivo e negativo.
Sentido Convencional
→ Os físicos convencionaram que o sentido a corrente elétrica nos circuitos elétricos é feito do polo positivo para o polo negativo, atribuindo o nome de sentido convencional da corrente elétrica.
Sentido Real
→ No entanto, o fluxo de eletrões ocorre sempre do polo negativo para o polo positivo, atribuindo o nome de sentido real da corrente elétrica.
Um circuito elétrico fechado é um caminho para a corrente elétrica.
Para que isto possa acontecer, o circuito elétrico deve ter:
uma fonte de energia, que fornece energia elétrica ao circuito;
um ou mais recetores, que transformam a energia elétrica noutra ou noutros tipos de energia;
e de materiais condutores, que ligam a fonte de energia com o recetor.
A bateria é um exemplo de fonte de energia.
O motor elétrico é um exemplo de recetor.
O cobre é um exemplo de material condutor.
Os circuitos elétricos que usamos na sala de aula têm como:
Fonte de Energia = uma pilha seca;
Recetor de Energia = uma lâmpada;
Materiais Condutores = cabos de ligação e podemos adaptá-los com crocodilos.
Lâmpada
Pilha Seca
Cabos de Ligação
Crocodilos
Interruptor Fechado
E ainda utilizamos interruptores.
Quando o interruptor está aberto, o circuito está interrompido: a corrente elétrica está desligada.
Quando o interruptor está fechado, o circuito não está interrompido: a corrente elétrica está ligada.
Na imagem ao lado o interruptor está fechado, por isso, se estivesse num circuito elétrico, a corrente elétrica estaria ligada.
O circuito elétrico fechado não funcionará com seu devido objetivo se todos estes componentes não estiverem corretamente ligados uns aos outros, ou seja, se a fonte de energia não estiver convenientemente ligada ao recetor. Caso não haja esta ligação é um circuito elétrico aberto.
A corrente elétrica é um movimento orientado por partículas com carga elétrica.
Relembremos a matéria anterior das ligações e das substâncias metálicas e iónicas.
Nos metais é um movimento orientado por eletrões livres, enquanto nas soluções iónicas é um movimento orientado por catiões (iões positivos) num sentido, e no outro, de aniões (iões negativos).
E ainda há dois tipos de materiais distintos:
bons condutores da corrente elétrica;
A água é um exemplo de boa condutora da corrente elétrica.
maus condutores da corrente elétrica.
A madeira é um exemplo de má condutora da corrente elétrica.
Atualmente, usamos a eletricidade em maior parte das coisas que fazemos no nosso dia-a-dia e muitas vezes esquecemos-nos dos cuidados a ter quando a utilizamos e por vezes "quebramos" regras que não devíamos.
A imagem a baixo retrata esse "quebramento" de conjunto de regras:
Temos seis situações, onde as pessoas desta figura, põem em risco a sua saúde:
Na casa de banho temos um menino a secar o cabelo dentro da banheira. Nunca devem fazer isto em circunstância alguma usar aparelhos elétricos ligados ao pé de água e antes de usarem qualquer tipo de aparelho elétricos certifiquem-se que não está molhado e que têm as mãos secas;
Na cozinha temos um senhor a deitar água para dentro de uma chaleira elétrica que está ligada à corrente. Esta situação é parecida com a anterior. Nunca deites água em ferros de engomas, em chaleiras ou cafeteiras elétricas quando ligados à corrente;
Na sala temos um bebé a pôr os dedos numa tomada elétrica. Não se devem por os dedos ou objetos metálicos nas tomadas elétricas, senão ainda apanham um choque elétrico;
Ainda na sala temos uma menina a trocar a lâmpada com o candeeiro ligado. Não se deve substituir uma lâmpada ou reparar qualquer aparelho elétrico ligado à corrente;
A terceira situação da sala, é uma tomada com muitos aparelhos ligados a si: um candeeiro, um rádio, uma guitarra elétrica e um gira discos. Nunca se deve ligar muitos aparelhos elétricos a uma só tomada elétrica;
Quarta e última situação na sala, temos uma senhora a engomar roupa com um ferro de engomar ligado à corrente, mas o seu cabo de ligação está em mau estado. Nunca se deve utilizar aparelhos elétricos com o cabo de ligação em mau estado.
Ainda há outras regras que não foram referidas na imagem, como:
Não se deve desligar as fichas das tomadas puxando os cabos de ligação, mas sim puxando a própria ficha;
Deve-se ler cuidadosamente as instruções qualquer aparelho elétrico antes de ser usado.
Enquanto estudava os circuitos elétricos também tinha de ter cuidado, pois usei alguns aparelhos elétricos em circuitos que eu mesma construí, embora os riscos de utilização fossem menores do que utilizar aparelhos elétricos em casa, tinha de ter em atenção alguns cuidados:
Cabos de ligação em bom estado de conservação;
Qualquer instalação deve ser feita de acordo com um esquema;
Só se deve ligar o circuito à corrente elétrica depois de se certificar que tudo está corretamente instalado.
É tão fácil usar eletricidade que nem pensamos nos consumos desnecessários. É cada vez mais importante poupar, pois, por um lado poupa-se dinheiro, e por outro lado, poupa-se recursos energéticos, muitos quais se prevêm que se esgotem dentro de alguns anos. Para poupar energia há que ter em atenção os seguintes procedimentos:
Apagar as luzes quando se abandona a divisão;
Aproveitar ao máximo a luz do dia;
Utilizar lâmpadas fluorescentes ou de poupança de energia em vez de lâmpadas de incandescência;
Desligar os aparelhos elétricos que não estão a ser utilizados ou não são necessários, como o aquecedor elétrico, e os que não se está atento às emissões, como a televisão ou o rádio;
Recorrer a aparelhos de classe A que são mais eficientes: o seu funcionamento envolve menos perdas de energia, pelo que o seu consumo de energia elétrica é menor.
Grande parte da eletricidade que utilizamos é ainda é ainda produzida a partir de fontes de energia não renováveis como o carvão e o petróleo.
Os cientistas prevêem que o petróleo, usado no ritmo atual, se esgote em 40 anos e o carvão em 166 anos.
Olá outra vez! Achavam que se iam livrar de mim assim tão facilmente? Nem pensar ainda tenho muito que postar... por isso preparem-se. Nesta mensagem vou abordar o tema das Forças. Mas hoje não vou ser eu a apresentar-vos este tema, mas sim o físico Isaac Newton!
Newton: Olá, como vocês já sabem eu sou o físico Isaac Newton e não só fiz várias descobertas e estudos sobre as Forças como também na área da matemática. Algumas das descobertas que fiz inovaram e deram um grande avanço à ciência, que atualmente ainda são muito utilizadas para estudos importantes.
Alguma vez viste uma Força? Não, porque as Forças não se veem. Apenas se consegue identificar a existência de uma Força, quando esta está a atuar num corpo através dos seus efeitos de alteração do estado de repouso ou de movimento do corpo e da deformação do corpo, tal como estudaste anteriormente.
As Forças são grandezas vetoriais, por isso são caracterizadas por:
Intensidade ou valor;
Ponto de aplicação;
Direção;
Sentido.
(se quiseres saber mais sobre estas variedades de caraterização clica aqui)
Na imagem ao lado está representado um vetor. Neste caso, o vetor tem de sentido para a direita, de direção horizontal com intensidade 5N. Newton ou N é como se representada a intensidade ou valor do vetor, segundo o SI (Sistema Internacional de Unidade), tal como também se utiliza para calcular o peso dos corpos.
1. Força Resultante
Chama-se força resultante à soma vetorial do conjunto das forças aplicadas no mesmo corpo.
Duas forças com a mesma direção:
mesmo sentido ➝ soma-se a intensidade das forças para obter a intensidade da força resultante (Fr)
Fr = F1 + F2
Fr = 80 + 100 ⇔ Fr = 180N
sentidos opostos ➝ subtrai-se a intensidade das 2 forças.
Fr = F4 - F3 Fr = 100 - 80 ⇔ Fr = 20N Duas forças com diferentes direções:
duas forças com um ângulo igual a 90º ➝ utiliza-se o Teorema de Pitágoras;
duas forças com um ângulo diferente de 90º ➝ não é possível utilizar o Teorema de Pitágoras.
utilizar a regra do paralelogramo (traçar as retas paralelas aos vetores).
traçar o vetor Fr.
medir o vetor e utilizar a escala para saber a intensidade de Fr.
E agora um pequeno exercício. Calcula a força resultante dos vetores representados na seguinte figura:
Se quiserem saber a resposta correta, basta comentarem para eu a poder confirmar. Obrigada. 2. Força de Reação Normal
N tem mesma direção e intensidade que P, mas sentido oposto. Logo Fr é nula ➝ o corpo encontra-se em repouso. N ➝ força de reação normal Força aplicada no corpo perpendicular à superfície da mesa. Ex.: Um livro apoiado numa mesa.
Se o plano for inclinado, o corpo não fica em repouso, pois mesmo que a força normal tenha a mesma intensidade, a direção e o sentido não são os mesmos.
3. Forças de Atrito
As forças de atrito são forças de contacto que se opõem sempre ao movimento de um corpo. Dependem das superfícies de contacto e da massa do corpo. Normalmente, a força de atrito tem a mesma direção, mas também tem sentido e intensidade diferentes do vetor de movimento do corpo em que foi aplicada.
4. 1ª Lei de Newton - Lei da Inércia
CONCEITO DA 1ª LEI DE NEWTON: Qualquer corpo permanece no estado de repouso ou em movimento rectilíneo uniforme se o conjunto de forças que nele actuam tem resultante nula.
Até o Garfield conhece esta lei:
A Lei da Inércia também é aplicada quando um autocarro para de repente, e somos lançados para a frente (Fig. 1), portanto o autocarro para de estar em movimento, como também é aplicada quando o autocarro arranca e retoma o andamento, e somos lançados para o assento (Fig. 2), portanto o autocarro para de estar em repouso.
Fig. 1
Fig. 2
5. 2ª Lei de Newton - Lei Fundamental do Movimento
CONCEITO DA 2ª LEI DE NEWTON: A força resultante do conjunto das forças que atuam num corpo
produz nele uma aceleração com a mesma direção e o mesmo sentido da
força resultante. Esta aceleração é tanto maior quanto maior for a
intensidade daforça resultante (velocidade varia).
Com este triângulo é bastante fácil de decorar as formulas de calculo.
Por exemplo, se eu quiser calcular a Força Resultante (Fr) de um corpo em movimento e apenas souber a sua massa e aceleração, tenho que tapar com um dos meus dedos Fr e ver qual a expressão que devo usar.
Para calcular a Força Resultante: m ✖ a
Para calcular a massa: Fr/a
Para calcular a aceleração: Fr/m
Com a 2ª Lei de Newton, podemos concluir que:
A força resultante que atua num corpo tem a mesma direção e sentido que a sua aceleração;
A aceleração é tanto maior quanto maior for a intensidade da força resultante;
Enquanto a força resultante se mantiver constante, a aceleração também se mantém constante. Este movimento, representado graficamente chamar-se-ia de movimento uniformemente acelerado ou
movimento uniformemente retardado;
Quanto maior é a massa do corpo menor é a sua aceleração.
6. Caso Particular da 2ª Lei de Newton: Quando a única força que atua num corpo é o peso, ele cai para a Terra com uma aceleração que se chama aceleração gravítica. O peso e a aceleração gravítica têm a mesma direção e o mesmo sentido➝ direção vertical e sentido descendente. O valor da aceleração gravítica depende do local da Terra onde o corpo se encontra. Até o Garfield sabe perder peso sem levantar um peso:
Tal como vos tinha mostrado anteriormente um triângulo parecido com este para vos facilitar a memória e não ter de estar a decorar aquele monte de expressões, neste triângulo acontece o mesmo, mas neste caso a física decidiu facilitar-nos a vida, pois o valor da aceleração gravítica em Portugal é de 9,8 m/s2 e será com esse valor que iremos trabalhar neste blogue. :)
Para calcular o Peso: m ✖ g (9,8)
Para calcular a massa: P/g (9,8)
Com estas expressões podes calcular o Peso de um corpo quando conheces a massa e vice-versa.
7. 3ª Lei de Newton - Lei da Ação-Reação
CONCEITO DA 3ª LEI DE NEWTON: Quando dois corpos estão em
interação, a ação de um corpo sobre outro corresponde sempre uma reação
igual e oposta que o segundo corpo exerce sobre o primeiro.
As forças descrevem a interação entre dois corpos, que atuam sempre aos pares.
Quando um corpo exerce uma força sobre outro, o segundo exerce também
uma força sobre o primeiro. Qualquer uma das duas forças pode ser
chamada ação, sendo a outra designada por reação. O conjunto das duas forças constitui um par ação-reação.
As forças que constituem um par ação-reação podem atuar por contacto ou à distância e são caracterizadas por:
terem a mesma direção;
terem a mesma intensidade;
terem sentidos opostos;
serem aplicadas em corpos diferentes (uma em cada corpo).
ATENÇÃO: As forças que formam um par ação-reação têm os seus pontos de aplicação em corpos diferentes. É por isso que nunca podes determinar a resultante dessas duas forças.
E porque não há duas sem três, o Garfield também tinha de conhecer a 3ª Lei de Newton:
E para terminar, aqui vai um vídeo (em inglês) que resume e explica muito bem as três leis de Newton.
Espero que vos tenha ajudado a perceber esta matéria das Forças e das Leis de Newton.
Já sabem se tiverem alguma duvida é só comentar. :)
