Impulsão

Lei de Arquimedes

   Como já sabes, para que um corpo permaneça em repouso, é necessário que a força resultante que nele atua seja nula (Primeira Lei de Newton). Ora um corpo que esteja a flutuar num líquido, está em repouso em relação ao líquido, pois não se afunda, nem se eleva. Sabemos, contudo, que existe uma força que puxa o corpo para baixo - o peso - pelo que terá forçosamente de existir uma outra força que compense o peso, anulando a força resultante. E essa segunda força deverá resultar da ação do líquido. A essa força chama-se Impulsão.
 
   Foi Arquimedes, físico, matemático e inventor grego do século III a.C. quem descobriu de que depende o valor da impulsão. A essa justificação dá-se o nome de Lei de Arquimedes:

"Qualquer corpo colocado num fluido recebe da parte desse fluido uma força vertical, com sentido de baixo para cima, cujo valor é igual ao peso do volume de fluido deslocado pelo corpo."

   Isto significa que o valor da impulsão é igual ao peso do volume do líquido que estava no local onde passa a estar o corpo ou, dito de outra forma, ao peso de um volume do líquido correspondente ao volume imerso (Vi) do corpo.

   Para que um corpo possa flutuar, é necessário que a impulsão e o peso tenham o mesmo valor, pois só assim poderemos ter força resultante nula. Se o peso for maior que a impulsão, então, o corpo vai afundar, descendo com uma força resultante que se chama Peso Aparente (Pa): 

Pa = P - I  

   É claro que o peso aparente é sempre inferior ao peso do corpo. É por esse motivo que um corpo mergulhado em água parece mais leve.

Forças

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

As três leis de Newton

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.

Forcas de atrito

Forças de atrito

 As forças de atrito são forças que se opõem ao movimento e surgem sempre que duas superfícies entram em contacto e uma se tenta movimentar em relação à outra.

 Estas dependem sempre da natureza da superfície de contacto e do peso do corpo que se move.

 Dentro das forças de atrito existe:

   

       - o atrito estático, que é o atrito que temos de vencer para pôr algo em          movimento.

    

       - o atrito cinético, que é o atrito que é necessário vencer durante o                movimento. E dento do atrito cinético existem mais dois tipos, o atrito          de escorregamento e o atrito de rolamento.

Se não existisse o atrito, não existia movimento.

Rapidez e velocidade

Rapidez e Velocidade

Rapidez

A rapidez é uma grandeza escalar que corresponde à distância percorrida em média por unidade de tempo. Calcula-se dividindo a distância percorrida pelo intervalo de tempo gasto no percurso. A sua unidade no S.I. é o m/s (metros por segundo).

Velocidade

A velocidade é uma grandeza vectorial caracterizada por direcção, sentido, ponto de aplicação e intensidade. Mede a rapidez do movimento em cada instante e é medida no S.I. em m/s (metros por segundo). Pode ser calculada dividindo a distância percorrida pelo tempo demorado.

Tipos de movimento

Movimento Retilíneo

Existem três tipos de movimentos retilíneos:

Movimento retilineo uniforme

O movimento retilíneo uniforme (m.r.u.) é um movimento feito sempre no mesmo sentido e direção e com a velocidade constante.

Movimento rectilíneo uniformemente acelerado

O movimento retilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) é um movimento que tem uma aceleração média constante e positiva, ou seja, a aumentar.

Movimento rectilíneo uniformemente retardado

O movimento retilíneo uniformemente retardado (m.r.u.r.) é um movimento que tem uma aceleração média constante e negativa, ou seja, a diminuir.

Distância e deslocamento

Distância

A Distância Percorrida por um corpo ao longo do seu movimento é a medida da linha de trajectória do corpo. Imagina que consegues "esticar" a linha de trajectória do corpo e medir essa mesma linha. A medida obtida corresponde ao valor da Distância Percorrida pelo corpo.
Considera um automóvel que se move desde o prédio A até à casa B, segundo a trajectória representada na figura. Antes de iniciar o movimento, o automobilista colocou o "conta-quilómetros" do automóvel a "zero".

Quando o automóvel chega à casa B, o "conta-quilómetros" do carro marca 50 Km. Essa é a medida da linha de trajectória e por isso corresponde à distância percorrida pelo automóvel.
A Distância Percorrida é uma grandeza escalar, que só pode tomar valores positivos ou nulos. A Unidade de Sistema Internacional para a Distância é o metro (m), embora também seja comum apresentar o resultado em Quilómetros (Km).

Distância

O Deslocamento de um corpo é determinado medindo em linha recta a diferença entre o ponto de partida e o ponto de chegada.
Voltando ao exemplo anterior, o ponto de partida do automóvel é o ponto A, enquanto o ponto de chegada é o ponto B. O Deslocamento efectuado pelo corpo é a medida em linha recta da diferença entre estes dois pontos.

Assim, e observando a figura, apesar de o automóvel ter percorrido uma Distância de 50 Km, o seu Deslocamento é apenas de 30 Km. Deslocou-se apenas 30 Km face à posição inicial. Para determinar o Deslocamento de um corpo, não precisamos saber qual a trajectória do corpo, nem precisamos saber por onde o corpo passou. Basta saber de onde partiu e onde chegou.
O Deslocamento é uma grandeza vectorial, isto é, representa-se por meio de um vector. Este vector parte do ponto onde se dá início ao movimento e termina no ponto onde acaba o movimento. A Unidade de Sistema Internacional para o Deslocamento também é o metro (m), embora seja comum apresentar o resultado em Quilómetros (Km).
No exemplo apresentado, o vector tem início no ponto A (onde começa o movimento), e termina no ponto B (onde termina o movimento).

Movimento, repouso e trajectória

Repouso – movimento 

Movimento: é quando um objeto se move de um lugar para o outro. Um corpo está em movimento quando muda de posição em relação a um referencial ao longo do tempo. 

Repouso: é quando o corpo ou objeto não se move do lugar, ou seja, ele fica imóvel, ou seja, se, durante certo intervalo de tempo, o corpo mantém sua posição constante em relação a um referencial, dizemos que ele se encontra em repouso. 

Movimento e repouso são conceitos relativos, ou seja, dependem de um referencial (um carro em viagem numa estrada está em movimento em relação à pista, mas em repouso em relação ao seu motorista). Do ponto de vista físico, são impossíveis repouso absoluto e movimento absoluto (não é possível aceitar que um carro, estando em movimento em relação à pista, esteja em movimento em relação a quaisquer referenciais). 

Vejamos alguns exemplos de repouso e movimento: 

Em relação ao solo terrestre, o ciclista está em movimento

Em relação ao carro, a pessoa está em repouso.

Trajectória

Existem infinitos tipos de trajetórias que um objeto pode percorrer, as mais estudadas são:

Trajectória Retilínea

Trajectória Circular

Trajectória Elíptica

Trajetória parabólica

Outros compostos de carbono

Alcoís.

Os álcoois possuem o grupo funcional hidroxila (-OH) ligados a um ou mais carbonos saturados.

A denominação é realizada trocando-se o final do nome do hidrocarboneto correspondente pelo sufixo "ol". A posição do grupo hidroxila (-OH) deve ser indicada pelo menor número possível.

Classificação dos álcoois 

Depende da posição da hidroxila.

-Álcoois primários – apresentam sua hidroxila ligada a carbono na extremidade da cadeia. Possuindo um grupo característico – CH₂OH.

-Álcoois secundários – apresentam sua hidroxila unida a carbono secundário da cadeia. Possuindo o grupo característico – CHOH.

- Álcoois terciários – apresentam sua hidroxila ligada ao carbono terciário. Possuindo o grupo – COH.

Os ácidos Carboxílicos

Os ácidos carboxílicos são compostos que apresentam o grupo carboxila – COOH. O grupo carboxila, geralmente está nas extremidades da cadeia. Podendo estar ligada a radicais auila (R), arila (Ar) e H.



A denominação começa com a palavra ácido e sufixo óico.



Principais ácidos carboxílicos

- Ácido metanoico - conhecido como ácido fórmico. Está presente nas formigas, em um líquido incolor, de cheiro irritante.

-Ácido etanóico – é um ácido importante na produção de polímeros e nas essências artificiais. É um líquido incolor, tem sabor azedo. Esse ácido é um dos principais componentes do vinagre que é usado como tempero nas alimentações.

-Ácido benzóico – é um líquido usado na medicina, é branco, transparente e solúvel em água.

Cetonas

Cetonas são substâncias orgânicas onde o grupo funcional carbonila se encontra ligado a dois átomos de carbono. Uma cetona bastante conhecida é a Propanona. Cuja estrutura é a seguinte: 

           O 
         ?
H3C ? C ? CH3 

Esse composto é conhecido popularmente como Acetona, e se apresenta como um líquido de odor irritante e se dissolve tanto em água como em solventes orgânicos. Essa característica permite sua utilização como solvente de tintas, vernizes e esmaltes. Na indústria alimentícia, possui uma importante utilização: extração de óleos e gorduras de sementes de plantas. Essas plantas são em geral a soja, girassol e amendoim.

As cetonas podem ser encontradas até em nossos organismos, em pequena quantidade, fazendo parte dos corpos cetônicos na corrente sanguínea.

As cetonas mostram o grupo carbonila (C = O), sendo esse carbono secundário. O sufixo -ona é usado para indicar a função:

A numeração da cadeia deve começar depois da extremidade mais próxima do grupo C = O.


A denominação das cetonas ramificadas e/ou insaturadas segue as regras já vistas.



Existe uma nomenclatura usual em que o grupo >C = O é denominado cetona, e seus ligamentos são considerados grupos orgânicos.

Aldeídos

Os aldeídos são compostos orgânicos que se apresentam pela presença do grupo funcional carbonila (–COH). 

 

A denominação é constituída a partir do nome dos hidrocarbonetos, finalizando com a terminação al.

Exemplo:



Nomenclatura dos aldeídos ramificados 

1º - Assinalar a cadeia principal com uma moldura
2º - Numerar a cadeia a partir do carbono do grupo aldoxila que irá adquirir o número 1.
3º - Começar o nome indicando a ramificação ou ramificações.

Exemplo:



Aldeídos de cadeias cíclicas

Aminas

As aminas são consideradas bases orgânicas, elas são obtidas através da substituição de um ou mais hidrogênio da amônia (NH₃) por demais grupos orgânicos. Elas possuem em sua fórmula geral o elemento Nitrogênio.

Veja como pode ser feito o processo de caracterização de aminas:

As aminas primárias, secundárias e terciárias se comportam de modos distintos frente à reação com ácido nitroso, sendo assim, essas reações podem ser usadas para distingui-las.

No frasco que contém a amina, adicione o ácido nitroso e observe o resultado:

Amina terciária: quando não há reação alguma entre os componentes.

Amina secundária: se houver formação de um precipitado de coloração amarela.

Amina primária: há a liberação de gás nitrogênio durante a reação.

Hidrocarbonetos

Os hidrocarbonetos são compostos orgânicos formados unicamente por carbono e hidrogénio unidos tetraedricamente por ligação covalente assim como todos os compostos orgânicos. Os hidrocarbonetos são subdivididos em alcanos, alcenos e alcinos, podendo ser de cadeias ramificadas, cíclicos ou acíclicos, saturados e insaturados e aromáticos onde:

• Ramificadas: possuem ramificações, que são radicais ligados ao carbono.

• Cíclicos: formam ciclos representados através de formas geométricas.

• Acíclico: são hidrocarbonetos que possuem cadeias abertas

• Saturados: possuem somente ligações simples (σ) sendo saturado de hidrogênios (alcanos e cicloalcanos).

• Insaturados: possuem ligações duplas (σπ) e triplas (σππ), em função destas subtrai-se o hidrogênio (alcenos e Alcinos).

• Aromáticos: são os hidrocarbonetos que possuem o anel benzênico.

Hidrocarbonetos Saturados

Alcanos

São hidrocarbonetos saturados que possuem somente simples ligações em sua formula estrutural. O alcano mais comum é ometano CH₄. Exemplos de alcanos:

Nº de C	Hidrocarboneto	Cadeia carbônica
1	Metano	CH4
2	Etano	CH3CH2
3	Propano	CH3 CH2CH3
4	Butano	CH3 CH2 CH2CH3
5	Pentano	CH3 CH2 CH2 CH2CH3
6	Hexano	CH3 CH2 CH2 CH2 CH2CH3
7	Heptano	CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2CH3
8	Octano	CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2CH3
9	Nonano	CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2CH3
10	Decano	CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

Exemplos de alcanos:

3-metil-heptano

Cicloalcanos

São hidrocarbonetos cíclicos, de cadeia fechada, cujo os átomos de carbono estão ligados entre si e mais 2 hidrogênios.

Hidrocarbonetos insaturados

Alcenos

São hidrocarbonetos insaturados que além das ligações simples possuem também ligações duplas, os mais importantes alcenos são o eteno e o propeno, e a produção mundial desses compostos supera os 20 milhões de toneladas anuais. 

Alcinos

Etino ou Acetileno

São hidrocarbonetos insaturados que possuem ligações triplas (σ π π), em sua fórmula estrutural. O mais simples dos alcinos é o etino conhecido como acetileno. 

Hidrocarbonetos Aromáticos

São cíclicos e insaturados, que possuem três duplas ligações alternadas no esqueleto carbônico, cujo representante principal e mais simples é o benzeno. Esses hidrocarbonetos são chamados de aromáticos em virtude de possuírem um odor pronunciável.

Benzeno

Nomenclatura dos hidrocarbonetos

Hidrocarboneto	Prefixo de acordo com a quantidade de carbonos.	Terminação
Alcano	1-Met, 2-Et, 3-Prop, 4-But, 5-Pent, 6-Hex, 7-Hept, 8-Oct, 9-Non, 10-Dec, 11-Undec, 12-Dodec, 13-Tridec, 14-Tetradec, 15-Pentadec, 16-Hexadec, 17-Heptadec, 18-Octadec, 19-Nonadec, 20-Icos, 21-Heneicos, 22-Docos, 23-Tricos, 30-Triacont, 31-Hentriacont, 40-Tetracont, 50-Pentacont, 60-Hexacont, 70-Heptacont, 80-Octacont, 90-Nonacont, 100-Hect ...	ano
Alceno		eno
Alcino		ino

No caso de ciclos: Ciclo + prefixo + terminação

Nomenclatura dos aromáticos

Um sistema antigo de nomenclatura sugere que a posição 1,2(o – orto), 1,3(m- meta e 1,4(p-para) acompanhada de xileno, é usada em função da adição de 2 grupos metila ao anel benzênico origina isômeros (compostos idênticos só diferindo na posição dos radicais).

A nomenclatura comum a todos os aromáticos é:

Numero indicativo de posição dos radicais + nome dos radicais + benzeno

Para todos os hidrocarbonetos

Vale lembrar que toda vez que um mesmo radical apresentar-se mais de uma vez na cadeia ele deverá ser acompanhado de di, tri, tetra, penta...etc. com os respectivos números indicativos de posição. Exemplo:

2,3,4-trimetil- 6,7-octadieno

Tipos de substancias e as suas propriedades

1) SUBSTÂNCIA IÓNICA:

 Possuem elevados ponto de fusão (PF) e ponto de ebulição (PE);

 São solúveis em solventes polares;                                                Conduzem a corrente eléctrica quando fundidos (fase líquida) ou em solução aquosa, situações onde existem iões livres na solução;

 Sólidos em temperatura ambiente;

 Formam cristais quebradiços;

3) SUBSTÂNCIA COVALENTE:

 Possuem pontos de fusão e ponto de ebulição variáveis;

 Não conduzem corrente eléctrica (excepção: grafite)

 Podem ser sólidos (glicose), líquidos (água) ou gasosos (oxigénio) em temperatura ambiente;

 Moléculas polares são solúveis em solventes polares, moléculas apolares são solúveis em solventes apolares;

2) SUBSTÂNCIA METÁLICA

 Possuem elevados ponto de fusão (PF) e ponto de ebulição (PE) (excepção: mercúrio, césio e frâncio);

 Na forma metálica são insolúveis em solventes polares e apolares;

 Óptimos condutores de corrente eléctrica, mesmo na fase sólida devido a presença dos electrões livres;

 São dúcteis (fios) e maleáveis (lâminas);

 Óptimos condutores de calor;