Variação do peso

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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

1

Isaac Newton

2

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

2

A Terra é um geóide

3

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

3

Links

4


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).


3

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.

Newsletter escrita pelo prof. José Gonçalves. Pode ser utilizado baixo a licença Science Commons (CC NC-SA). Para sugestões ou outras questões escreva para o endereço indicado na newsletter


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