A Impulsão

Segundo Arquimedes - físico, engenheiro, matemático e astrónomo Grego que viveu entre 287 a.C. e 212 a.C. - a impulsão é uma força hidrostática resultante por um fluido sobre um corpo que nele está submerso. 

"Todo corpo mergulhado num fluido em repouso sofre, por parte do fluido, uma força vertical para cima, cuja intensidade é igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo."

(pequeno facto histórico) Supostamente Arquimedes descobriu este fenómeno enquanto tomava banho e ao entrar dentro da banheira cheia de água esta começava a transbordar. De tão feliz e orgulhoso de si próprio Arquimedes terá saído à rua enquanto gritava "Eureka, Eureka!" significando, em Grego, "descobri, achei, encontrei".

A Impulsão é independente do peso de um corpo dependo apenas do volume do objecto.

As Leis de Newton

Isaac Newton foi um físico e matemático Inglês que viveu entre 1643 e 1727. Deixou como marca no mundo importantes teorias e leis da física, entre estas as três leis de Newton e a lei da gravitação universal. Estas leis fundamentaram a mecânica clássica.

Primeira Lei de Newton (lei da inércia)

A primeira lei de Newton diz "Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele.".

Chama-se inércia à oposição que um corpo oferece à alteração da sua velocidade.

A bicicleta desenhada em cima encontrava-se num movimento rectilíneo e, por algum motivo o bonequinho não a travou. Foi contra uma parede e o bonequinho foi projectado para a frente, continuando o movimento que estava a fazer anteriormente. Isto graças à inércia. É por esta razão que o uso de cintos de segurança é indispensável. O cinto impede-nos de ser projectado pelo vidro fora.

Segunda Lei de Newton (lei da dinâmica)

A segunda lei de Newton diz "A mudança de movimento é proporcional à força motora imprimida, e é produzida na direção de linha reta na qual aquela força é imprimida.".

A aceleração de um corpo é tanto maior quanto menor for a massa desse dito corpo.

Pressupondo que esta caixa de madeira pesa 30 kgs, sabemos que a força que o senhor terá de aplicar sobre ela é maior do que se a caixa pesasse 10 kgs. A aceleração será inferior neste caso (em que a caixa pesa 30kgs) do que se a caixa pesasse 10 kgs.

Terceira Lei de Newton (lei da acção/reacção)

A terceira lei de Newton diz que "A toda ação há sempre uma reação oposta e de igual intensidade: ou as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas em sentidos opostos"

Nesta fotografia observamos uma pessoa a saltar à corda. A terceira lei de Newton pode-nos explicar porque é que a pessoa se consegue elevar do chão. Para saltar a senhora empurra o solo (aplica uma força), o chão também exerce uma força de volta com a mesma intensidade porém com direcção oposta e sentido oposto também.

Forças

As forças são grandezas vectoriais sendo caracterizadas por:

• sentido
• direcção
• intensidade
• ponto de aplicação

Tem-se que a intensidade vem expressa em Newtons (N). Utiliza-se um dinamómetro para medir as forças. 

Quando temos duas forças e as queremos somar temos de prestar atenção aos seus sentidos e direcções.

Soma de forças com a mesma direcção e mesmo sentido:

Soma de forças com diferentes direcções e mesmo sentido:

Resultante de duas forças com direcções perpendiculares entre si formando um ângulo de 90º

1. Desenhamos duas paralelas às forças
2. Desenhamos a Fr ligando o ângulo de 90º ao ponto de intersecção das paralelas
3. Calculamos a intensidade da Fr com o Teorema de Pitágoras

Resultante de duas forças com direcções perpendiculares entre si formando um ângulo que não 90º

1. Desenhamos duas paralelas às forças
2. Desenhamos a Fr ligando o ângulo de ao ponto de intersecção das paralelas
3. Fazemos uma regra de três simples com a medida em cm da Fr e transformamos este valor em N com a ajuda de uma legenda.

Movimentos - na vida real

Já todos estivemos a viajar de carro e reparámos nestes sinais que se encontram nas autoestradas. Estas marcas amarelas são bastante importantes e evitam centenas de acidentes! A distância a que estas marcas se encontram umas das outras não são valores ao acaso, foram calculadas e estudadas para prevenir acidentes. Estas medidas têm em conta a distância de segurança. O que é a distância de segurança? A distância de segurança é o valor médio da distância que o carro percorre desde o momento em que o condutor trava par evitar atingir um obstáculo até o carro estar em repouso. Confuso? A imagem abaixo é capaz de esclarecer:

O tempo de reacção médio de um condutor é de 0,7 segundos. Porém existem vários factores que podem condicionar este valor:

• A idade de um condutor. Quando o condutor é mais novo tende a ter um tempo de reacção mais rápido do que se fosse um condutor idoso.
• Se o condutor está bêbado/drogado ou não. Este é um dos factores que influencia muitos acidentes. Quando nos encontramos alcoolizados o tempo de reacção é mais demorado, o mesmo funciona para drogas e soporíferos.
• Condições meteorológicas, se a visibilidade está reduzida o tempo de reacção vai aumentar.

Contudo a distância de travagem vai depender de factores diferentes:

• Estado dos pneus, caso os pneus estejam "carecas" a distância percorrida pelo carro vai ser maior.
• Estado da estrada, caso a estrada está molhada ou não.

Movimentos

Um corpo está em movimento se a sua posição ao longo do tempo se altera.

Um corpo está em repouso se a sua posição ao longo do tempo não se altera.

Contudo, o movimento é algo relativo. 

Se tivermos uma bola em cima de uma mesa plana podemos afirmar que:

• Esta bola está em repouso em relação à mesa.
• Esta bola está em movimento em relação a alguém que esteja a passar junto da mesa.

Podemos então afirmar que apenas podemos determinar se um corpo está em repouso ou em movimento tendo em conta outro objecto. A este objecto que se usa para determinar o estado de um corpo dá-se o nome de referencial.

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Dentro do tema dos movimentos há várias grandezas, como por exemplo:

Distância percorrida (d) - Grandeza escalar. É a trajectória percorrida pelo corpo num espaço de tempo. É o conjunto de todos os pontos ocupados pelo corpo num tempo.

Deslocamento (∆x) - Grandeza vectorial, caracterizada por direcção e sentido. É calculado com a expressão xfinal - xinicial. 

Rapidez Média - Grandeza escalar. Expressa geralmente em m/s (metros por segundo). Dada pela formula d/t sendo "t" o tempo.

Velocidade - Grandeza vectorial logo é caracterizada por sentido, direcção, intensidade e ponto de aplicação.

Aceleração Média - Representada no SI em m/s^2 (metros por segundo ao quadrado) indica a variação da velocidade ao longo de um período de tempo. Grandeza vectorial. Dada pela fórmula ∆x/∆t.

Tipos de Movimento

Movimento Rectilíneo Uniforme - O m.r.u. ocorre quando a velocidade, sentido e direção de um corpo não se alteram (constantes). Com isto podemos afirmar que a aceleração média do corpo é nula.

Movimento Rectilíneo Uniforme Acelerado - O m.r.u.a. ocorre quando a aceleração média de um corpo passa de nula a um valor positivo. Traduzindo isto para um aumento gradual na velocidade do corpo.

Movimento Rectilíneo Uniforme Retardado - O m.r.u.r. ocorre quando a aceleração média de um corpo passa de nula a um valor negativo. Traduzindo isto para uma "diminuição" gradual na velocidade do corpo.

Ao observarmos o gráfico acima representado podemos reparar na variação da aceleração ao longo do tempo:

• Entre os instantes O e t1 há um aumento na aceleração média do corpo. Este é um movimento rectilíneo uniforme acelerado (m.r.u.a.)
• Entre os instantes t1 e t2 não há modificação na aceleração média do corpo. Este é um movimento rectilíneo uniforme (m.r.u.)
• Entre os instantes t2 e t3 há modificação na aceleração média do corpo de novo. Este é um movimento rectilíneo uniforme retardado (m.r.u.r.)

Para calcular a distância percorrida entre dois instantes calculamos a área da figura no gráfico correspondente aos instantes pretendidos (por exemplo, calcular a distância percorrida durante a aceleração do movimento - calcular a área do trapézio [v0Ot1v1]).