Fevereiro 2011 | Físic a | eufisica
[1º Volume, 1º Problema]
Variação do Peso Peso e Massa O peso e a massa são duas Grandezas Físicas diferentes.
Índice
A massa é uma Grandeza Física escalar (fica completamente caracterizada pelo seu valor e
Arti gos de Interesse Especial
respectiva unidade – intensidade), o instrumento de medida é a balança e a unidade no Sistema Internacional (SI) é o quilograma (kg). A massa representa a quantidade de matéria que forma o objecto. O peso é uma Grandeza Física vectorial (para caracterizá -la é necessário indicar a
Peso e Massa
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Actividade Experimental
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Isaac Newton
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intensidade, a direcção / sentido e o ponto de aplicação), o instrumento de medida é o
Variação do peso com a altitude 2
dinamómetro e a unidade SI é o newton (N). O peso representa a força que o planeta exerce
Variação do peso com a latitude 3
sobre os objectos, força de atracção gravítica.
Variação do peso com a massa
Esta força depende de outras grandezas físicas como veremos depois.
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Destaques Individuais Força da Gravidade
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A Terra é um geóide
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Variação do peso com a latitude e a
Actividade Experimental A actividade experimental consistiu em medir o peso e a massa de vários corpos. Esses valores foram registados numa tabela e procedeu-se à divisão do peso pela massa. O valor médio desta divisão foi de 9,7 N/kg. Ou seja, o valor do peso divido pela massa de um corpo mantém-se constante. Logo, o peso é directamente proporcional à massa.
altitude
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Links
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2
Isaac Newton (1642 – 1727) Isaac Newton nasceu em Londres, no ano de 1643, e viveu até o ano de 1727. Cientista, químico, físico, mecân ico e matemático, trabalhou junto com Leibniz na elaboração do cálculo in fin itesimal. Durante sua trajectória, ele descobriu várias leis da física, entre elas, a lei da gravidade. Quatro de suas principais descobertas foram realizadas em sua casa, isto ocorreu no ano de 1665, período em que a Universidade de Camb ridge fo i
obrigada a fechar suas portas por causa da peste que se alastrava por toda a Europa. O jovem e brilhante estudante realizou descobertas que mudaram o ru mo da ciência: o teorema bino mial, o cálculo, a lei da gravitação e a natureza das cores. Devido a sua modéstia, não foi fácil convencê-lo a escrever o liv ro Princip ia, considerado uma das obras científicas mais importantes do mundo.
Isaac Newton (1642 - 1727), num lance de inspiração propôs um modelo que trouxe à luz do conhecimento científico a primeira das interacções fundamentais da natureza, denominada interacção gravitacional.
Variação do peso com a altitude
Força da Gravidade
A força da gravidade depende com a altitude e o peso por cada unidade de massa A força da gravidade actua em corpos com diferentes massas. Esta força depe nde da Massa dos corpos e da distância entre eles, sendo dada pela expressão
Sendo F g a força de atracção gravítica, m1 a massa de um corpo, m2 a massa do outro corpo e d a distância entre os dois.
diminui com o quadrado da distância .
Altitude (k m)
Peso / Massa (N/kg)
0 5 10 50 100 400 * 35.700 ** 380.000 ***
9,83 9,81 9,80 9,68 9,53 8,70 0,225 0,0027
* Altitude característica de uma aeronave espacial ** Altitude dos satélites de comunicação
Esta força actua nos dois corpos e é, por
*** Distância Terra – Lua
exemplo,
Como se pode verificar pela tabela à medida que aumenta a altitude (a distância ao
responsável
(interacção Terra – Lua).
pelas
marés
centro da Terra aumenta), o peso de um corpo por cada unidade de massa diminui. É por esta razão que os astronautas conseguem flutuar na Estação Espacial Internacional (ISS).
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A Terra é um geóide
Variação do peso com a latitude
Define-se a forma da Terra como geóide, que tem uma s uperfície
A variação do peso com a latitude é consequência da Terra não apresentar simetria esférica, sendo que a distância dos pólos ao centro da Terra inferior do que a
irregular e,
portanto, não corresponde a uma esfera. Mais precisamente, o geóide é uma
distância do Equador ao centro do nosso planeta .
superfície
equipotencial
do
campo
gravitacional planetá rio, ou seja, sobre essa
Latitude
Peso / massa (N/kg)
0º 20º 40º 45º 60º 80º 90º
9,78 9,79 9,80 9,81 9,82 9,83 9,83
.
superfície
o
pote ncial
do
campo
gravitacional é cons tante, coincidindo com a superfície de e quilíbrio das massas oceânicas. Como o geóide é uma superfície de caracterís ticas físicas comple xas, os cartógrafos busca ram a figura geométrica matematicamente definida que mais se aproximasse
do geóide,
possibilitando
assim a realização de cálculos re lacionados
Como se pode verificar pela tabela, à medida que aumenta a latitude , a força que a
a medições sobre a supe rfície terrestre
Terra exerce, por cada quilograma do objecto, aumenta. A distância ao centro diminui quando aumenta a latitude, logo a força gravítica será maior.
(por e xemplo, medições de coordenadas geográficas, distâncias, ângulos, áreas, etc.).
Variação do peso com a latitude e altitude
Essa
figura
é
o Elipsóide
de
Revolução, definida pela rotação de uma elipse sobre o seu eixo menor (ou polar,
Apesar de nas tuas tabelas anteriores se verificar que estas variações, à primeira
com medida de 6.357km), tendo um eixo
vista, podem ser insignificantes, o efeito da s duas em conjunto na força gravítica
maior ou equa torial de 6.378km.
torna-se significativa. À latitude de 45º e ao nível do mar a intensidade da gravidade terrestre por unidade de massa é de 9,80665N/kg.
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Variação do peso com as massas dos astros Física A relação Peso / massa = const, permite definir essa constante como sendo proporcional à massa do planeta dividida pela quadrado da distância (ver relação de Newton escrita na caixa Força da Gravidade). Essa constante varia de planeta para planeta e outros astros.
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Links
Wikipedia
A Terra não é achatada nos pólos
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Astro
Peso / massa (N/kg)
Es trela de neutrões
1372 x109
Anã branca
1275 X 10 4
Sol
274
Júpiter
22,9
Netuno Terra Saturno Vênus Urano Mercúrio Marte Lua Plutão
11,0 9,8 9,05 8,60 7,77 3,78 3,72 1,67 0,5
Pela tabela, pode-se concluir que, quanto maior a massa do astro, maior será a força que o astro exerce em cada unidade de massa do objecto. Se considerarmos um objecto com um quilograma de massa , pode-se obter o seguinte gráfico dos pesos em cada planeta do Sistema Solar.
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