Target Publications Std 10 Science 1 PDF Download Chapter 1 Gravitation
Introdução
A gravitação é uma das forças mais fundamentais da natureza que governa o movimento e a interação de toda a matéria do universo. É também um dos temas mais fascinantes da física que explica muitos fenômenos que observamos em nossa vida diária, como a queda de objetos, as marés, as órbitas dos planetas, etc.
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Neste artigo, exploraremos os conceitos e tópicos abordados no capítulo 1 do livro std 10 science 1 por publicações de destino, que está disponível para download gratuito em formato PDF em seu site. Este livro é baseado no último programa prescrito pelo Conselho de Educação Secundária e Superior do Estado de Maharashtra (MSBSHSE) para alunos std 10. O livro cobre todas as questões importantes, diagramas, atividades, experimentos, problemas numéricos etc.
Lei Universal da Gravitação
A lei universal da gravitação foi descoberta por Sir Isaac Newton em 1687, quando percebeu que a mesma força que faz uma maçã cair de uma árvore também mantém a lua em órbita ao redor da Terra. Ele afirmou que todo objeto no universo atrai todos os outros objetos com uma força que é diretamente proporcional ao produto de suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre eles.
A fórmula da lei da gravitação universal é dada por:
F = G (m1m2) /r
onde F é a força gravitacional agindo entre dois objetos, m1 e m2 são suas massas, r é a distância entre seus centros e G é a constante gravitacional universal, que tem um valor de 6,67 x 10 Nm/kg.
A unidade de força gravitacional é newton (N), que é definida como a força necessária para acelerar uma massa de um quilograma por um metro por segundo ao quadrado.
Alguns exemplos e aplicações da lei universal da gravitação são:
O movimento dos planetas ao redor do sol, que segue órbitas elípticas devido ao equilíbrio da força gravitacional e da força centrípeta.
As marés nos oceanos, que são causadas pela atração gravitacional da lua e do sol na água.
O peso de um objeto, que é a força gravitacional exercida pela Terra sobre o objeto.
A velocidade de escape, que é a velocidade mínima necessária para superar a atração gravitacional de um planeta ou estrela.
Queda livre
A queda livre é o movimento de um objeto apenas sob a influência da gravidade, sem nenhuma outra força atuando sobre ele. Em queda livre, o objeto experimenta uma aceleração constante devido à gravidade, que é denotada por g. O valor de g varia ligeiramente dependendo da localização e da altitude, mas, em média, é de cerca de 9,8 m/s na superfície da terra.
As equações do movimento para queda livre são dadas por:
v = u + gt
s = ut + (1/2)gt
v = u + 2gs
onde v é a velocidade final, u é a velocidade inicial, s é o deslocamento, t é o tempo e g é a aceleração devido à gravidade.
Alguns exemplos e experimentos relacionados à queda livre são:
O movimento de uma bola lançada de uma altura, que cai com uma velocidade crescente e percorre distâncias iguais em intervalos de tempo iguais.
O movimento de uma pena e uma moeda em uma câmara de vácuo, que caem com a mesma aceleração e atingem o solo ao mesmo tempo.
O movimento de um pára-quedista, que atinge uma velocidade terminal quando a resistência do ar equilibra a força gravitacional.
O movimento de um projétil, que segue uma trajetória parabólica devido aos componentes horizontal e vertical de sua velocidade.
Massa e Peso
Massa e peso são duas grandezas físicas diferentes que muitas vezes são confundidas entre si. A massa é uma medida da quantidade de matéria em um objeto, enquanto o peso é uma medida da força gravitacional que age sobre um objeto.A massa é uma quantidade escalar que não muda com a localização ou posição, enquanto o peso é uma quantidade vetorial que depende da força da gravidade.
A massa pode ser medida usando uma balança, que compara a massa de um objeto com uma massa padrão. O peso pode ser medido usando uma balança de mola, que mede a força exercida por um objeto em uma mola. A unidade de massa é o quilograma (kg), enquanto a unidade de peso é o newton (N).
A massa e o peso variam com a altitude e a latitude devido à variação da gravidade. A gravidade diminui à medida que nos afastamos do centro da Terra, de modo que a massa e o peso são menores em altitudes mais altas do que no nível do mar. A gravidade também diminui à medida que nos afastamos dos pólos para o equador, devido à força centrífuga causada pela rotação da Terra, de modo que a massa e o peso são menores em latitudes mais baixas do que em latitudes mais altas.
Impulso e Pressão
Empuxo e pressão são dois conceitos relacionados que lidam com forças que atuam em superfícies. O empuxo é a força total que atua sobre uma superfície, enquanto a pressão é a força que atua por unidade de área da superfície. A fórmula do empuxo é dada por:
T = F
onde T é o empuxo e F é a força. A fórmula da pressão é dada por:
P = F/A
onde P é a pressão, F é a força e A é a área. A unidade de impulso é newton (N), enquanto a unidade de pressão é pascal (Pa), que é definida como um newton por metro quadrado.
Alguns exemplos e aplicações de empuxo e pressão são:
Os pregos e alfinetes, que possuem pontas afiadas para aumentar a pressão e penetrar nas paredes ou tábuas.
As barragens e paredes, que possuem bases mais largas para reduzir a pressão e suportar a água ou o solo.
As máquinas hidráulicas, como freios, elevadores e prensas, que utilizam líquidos para transmitir e amplificar a pressão.
A pressão atmosférica, que é a pressão exercida pelo peso do ar sobre a superfície terrestre.
Princípio de Arquimedes
O princípio de Arquimedes é um princípio famoso na mecânica dos fluidos que foi descoberto pelo antigo matemático e físico grego Arquimedes. Ele afirmou que quando um objeto é parcial ou totalmente imerso em um fluido, ele experimenta uma força ascendente igual ao peso do fluido deslocado por ele.
A fórmula do princípio de Arquimedes é dada por:
B = wf
onde B é a força de empuxo, e wf é o peso do fluido deslocado pelo objeto. A força de empuxo atua na direção oposta da gravidade e faz com que o objeto pareça mais leve no fluido.
O peso aparente de um objeto em um fluido é dado por:
ca = w - B
onde wa é o peso aparente, w é o peso real e B é a força de empuxo. O peso aparente de um objeto em um fluido pode ser zero, positivo ou negativo, dependendo de sua densidade em relação ao fluido.
Alguns exemplos e aplicações do princípio de Arquimedes são:
A flutuação e afundamento de objetos em líquidos, que depende de sua densidade e forma.
O funcionamento de navios, submarinos, balões e aeronaves, que usam o princípio de Arquimedes para ajustar sua flutuabilidade e altitude.
A determinação da densidade e pureza de sólidos e líquidos, usando dispositivos como hidrômetros e lactômetros.
O momento Eureka, que foi um famoso incidente em que Arquimedes descobriu seu princípio enquanto tomava banho e saiu correndo nu gritando "Eureka!" (Eu encontrei!).
Densidade relativa
A densidade relativa é uma quantidade adimensional que compara a densidade de uma substância com a densidade de uma substância de referência, geralmente a água. Também é conhecido como gravidade específica ou massa relativa. Não tem unidade e pode ser calculado pela seguinte fórmula:
RD = ds /dr
onde R.D. é a densidade relativa, ds é a densidade da substância, e dr é a densidade da substância de referência. A densidade da água a 4C é de 1 g/cm, que é usada como valor padrão para a densidade relativa.
A densidade relativa pode ser medida usando um hidrômetro, que é um dispositivo que flutua em um líquido e indica sua densidade por uma escala. Também pode ser medido usando uma garrafa de densidade, que é um frasco que possui um volume fixo e pode ser preenchido com o líquido e pesado.
A densidade relativa afeta a flutuação e o afundamento de objetos em líquidos, pois determina a força de empuxo que atua sobre eles. Um objeto flutuará em um líquido se sua densidade relativa for menor que 1, afundará se sua densidade relativa for maior que 1 e permanecerá suspenso se sua densidade relativa for igual a 1.
Conclusão
Neste artigo, aprendemos sobre os conceitos e tópicos abordados no capítulo 1 do livro std 10 science 1 por publicações de destino, que é sobre gravitação. Discutimos a lei universal da gravitação, queda livre, massa e peso, empuxo e pressão, princípio de Arquimedes e densidade relativa. Também vimos alguns exemplos e aplicações desses conceitos em nossa vida diária.
A gravitação é um tópico importante da física que nos ajuda a entender o movimento e a interação de toda a matéria do universo. Também nos ajuda a apreciar a beleza e a maravilha da natureza. Esperamos que este artigo tenha ajudado você a obter alguma percepção e interesse neste tópico.
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Desejamos a você tudo de melhor para seus exames de bordo e seus empreendimentos futuros. Continue aprendendo e continue explorando!
perguntas frequentes
Q1: Qual é a diferença entre gravidade e gravitação?
R: A gravidade é a força de atração entre quaisquer dois objetos com massa, enquanto a gravitação é o estudo da gravidade e seus efeitos.
Q2: Quais são os fatores que afetam o valor de g?
R: O valor de g depende da massa e do raio da terra, bem como da altitude e latitude do local. Diminui à medida que nos afastamos do centro ou dos pólos da Terra.
Q3: Quais são as condições para um objeto estar em equilíbrio em um fluido?
R: Um objeto está em equilíbrio em um fluido quando seu peso é igual ao empuxo que age sobre ele, ou quando sua densidade relativa é igual a 1.
Q4: Quais são as vantagens de usar líquidos em máquinas hidráulicas?
R: Os líquidos são utilizados em máquinas hidráulicas porque são incompressíveis, ou seja, não mudam de volume sob pressão. Isso permite que eles transmitam e amplifiquem a pressão uniformemente em todo o sistema.
Q5: Quais são alguns exemplos de fenômenos naturais que envolvem gravitação?
R: Alguns exemplos de fenômenos naturais que envolvem a gravitação são:
A formação e evolução de estrelas, planetas, galáxias, etc.
A ocorrência de eclipses, cometas, meteoros, etc.
A variação das estações, dia e noite, etc.
A energia geotérmica, vulcões, terremotos, etc.
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