PROPRIEDADES GERAIS DA MATÉRIA - PARTE 1

ESTUDO DA MASSA (do peso) E DO VOLUME

Matéria é tudo o que tem massa e ocupa lugar no espaço (volume). Ou seja, para ser considerado matéria, tem que ter essas duas propriedades gerais (bem como as outras, que são inerentes à matéria, mas massa e volume são consideradas na definição do que é matéria).

MASSA

Massa é uma quantidade específica de matéria que existe em um CORPO. 

Para a Física, CORPO É UMA PORÇÃO LIMITADA DE MATÉRIA, UMA QUANTIDADE DEFINIDA DE MATÉRIA.

As quantidades de matéria de um corpo são medidas através de instrumentos conhecidos como balanças. As unidades de medida de massa são:

Para fazer as transformações de unidades, você pode decorar a tabela a seguir:

www.joseferreira.com.br

ou você pode utilizar-se da regra de três como você aprendeu em Matemática nos anos anteriores. Caso tenha esquecido, assista à videoaula a seguir que você vai lembrar:

https://www.youtube.com/watch?v=DCYkft-odhE

Atenção: MASSA NÃO É PESO!

A massa é a quantidade de matéria que forma um determinado corpo. Essa medida não não depende da localização do corpo. Independente do lugar, até mesmo do planeta, a massa do corpo não muda.

É diferente de Peso. O Peso é uma força resultante da ação da gravidade sobre a massa do corpo que está sendo considerado.

Para sabermos a massa de um corpo, o colocamos na balança e ela é dada em Kg, gramas, miligramas, etc.

Para sabermos o peso de um corpo devemos usar a seguinte fórmula:

Peso = massa x gravidade (ou aceleração da gravidade) ou resumidamente: P = m x g

A unidade do peso é N (N = Newton) ou Kgf (quilograma-força).

Mas, o que é gravidade?

Segundo Isaac Newton (1.643 - 1.727) - um dos nomes mais importantes da ciência no mundo - "Todos os corpos se atraem mutuamente na razão direta de suas massas e na razão inversa do quadrado de suas distâncias".

Ou seja, não é só o planeta Terra que tem força da gravidade. Todos os corpos têm. Só que essa força depende da massa do corpo: quanto maior a massa de um corpo, maior será sua gravidade. Como o planeta Terra tem cerca de 6 sextilhões de toneladas, ela atrai para o seu centro os corpos sobre ela com maior força do que um corpo possa atrair o outro.

Mas qual o valor da gravidade na Terra?

Observe a figura a seguir (www.geocities.ws):

                                                                   

 

Você consegue perceber que após 1 segundo de queda a esfera atingiu velocidade de 10 metros/segundo, após 2 segundos a esfera atingiu velocidade de 20 m/s e assim por diante? Ou seja, a cada 1 segundo a mais de queda, a velocidade de queda aumenta 10 m/s aproximadamente.

Portanto, a gravidade do planeta Terra equivale a 10 Newtons.

Sabendo disso, a fórmula para calcular o peso de um corpo na Terra fica assim:

P = m x 10       

Calcule o seu peso na Terra agora!

Vamos ver se você realmente entendeu:

Se um elefante e uma formiga pularem de um prédio, qual dos dois chega primeiro ao solo?

    

www.geocities.ws

        

Para saber a resposta, além de prestar atenção à aula, você pode estudar através dessas indicações:

- http://www.ndig.com.br/item/2014/11/uma-bola-de-boliche-e-uma-pena-caem-ao-mesmo-tempo-no-vcuo-quem-chega-primeiro-ao-cho

- http://www2.fc.unesp.br/experimentosdefisica/mec12.htm

- http://www1.folha.uol.com.br/fsp/fovest/fo0902201005.htm

Mas e o peso nos diferentes planetas? E na Lua?

A Lua tem massa 80 vezes menor do que a da Terra, portanto, a força da gravidade na Lua é menor do que a força da gravidade na Terra. A força da gravidade na Lua é 6 vezes menor do que a da Terra, portanto, 10/6 = 1,6 N.

Sendo assim, o peso de uma pessoa que tem massa de 70 Kg, seu peso na Terra e na Lua seria:

Na Terra:

Peso T = massa x gravidade da Terra

Peso T =  70 x 10

Peso na Terra = 70 N

Na Lua

Peso L = massa x gravidade da Lua

Peso L = 70 x 1,6

Peso L = 112 N

Sabendo a atração gravitacional em cada planeta, fica fácil calcular qual seria o seu peso em cada um deles:

Sol são 279 N
Lua 1,6 N
Mercúrio 3,7 N
Vênus 8,8 N
Terra 9,8 N, aproximadamente 10 N
Marte 3,8 N
Júpiter 26,4 N
Saturno 11,5 N
Urano 9,3 N
Netuno 12,2 N

( fonte: http://brainly.com.br/tarefa/147338)

ATENÇÃO: A MASSA NÃO MUDA, MAS O PESO SIM!

Assista ao vídeo a seguir, pois ele auxilia bastante na compreensão deste assunto:

https://www.youtube.com/watch?v=ueVBfi9HROs

Exercícios sobre massa e peso

1 - Calcule o seu peso na Terra.

2 - Calcule o seu peso na Lua.

3 - Qual é o peso de uma pequena melancia de 500 g?

4 - Imagine um astronauta flutuando no espaço longe da atração gravitacional de qualquer astro. Nessa situação, os astronauta tem massa? Ele tem peso? Justifique.

5 - Considerando o que você aprendeu sobre peso, o significado de peso para a ciência é o mesmo para as pessoas em situações do cotidiano? Explique.

6 - Por que, do ponto de vista científico, é errado uma pessoa dizer "eu peso 90 quilos"?

7 - Um astronauta quando sobe na balança na Terra tem 85 Kg. Pergunta-se:

a) Qual a massa desse astronauta na Terra?

b) Qual o Peso dele na Terra?

c) Qual a massa desse astronauta na Lua?

d) Qual o peso do astronauta na Lua?

8 - Um astronauta foi a um planeta cuja gravidade é 4 vezes maior que a da Terra. Qual seria o peso e a massa dele nesse planeta?

9 - Utilizando os dados abaixo, responda às questões a seguir:

Planeta    Gravidade em N

A                     3,7

B                     9,0

C                     3,8

D                    23,4

E                    11,6

F                    11,5

G                   11,9

H                     0,6

a) Quais são os planetas menores e quais são os maiores que a Terra? Justifique.

b) Vênus é o planeta do Sistema Solar que tem o tamanho e a massa mais próximos aos da Terra. Qual dos planetas dos dados anteriores poderia representar Vênus? Justifique.

c) O planeta D é Júpiter, o maior planeta do Sistema Solar. Se um corpo for abandonado próximo a Júpiter ele cai em direção ao planeta. Após 1s de queda, qual seria a velocidade desse corpo em m/s? E após 3 s?

10 - O dinamômetro é um aparelho capaz de medir o peso. Se um corpo é dependurado em um dinamômetro aqui na Terra e este marca o peso de 30 Newtons, qual é o valor da massa desse corpo?

Construa seu próprio dinamômetro:

http://educador.brasilescola.com/estrategias-ensino/construindo-um-dinamometro.htm

http://www.cienciamao.usp.br/tudo/exibir.php?midia=rip&cod=_dinamometromola-mecanica-txtmec0026

VOLUME

O volume é a medida do espaço ocupado por um corpo, ou seja, a quantidade de espaço ocupada por um corpo.

Por exemplo, como saber o espaço ocupado pela seguinte caixa?

Você já deve ter visto em matemática que, em casos como este, necessita-se de uma régua e com ela medem-se a altura, a largura e o comprimento da caixa. 

www.profjosimar.com.br

Com essas medidas, faz-se o cálculo necessário, que nesse caso é:

altura x largura x comprimento

30 cm x 25 cm x 40 cm

= 30.000 cm3 ou 30 m3

Você já deve ter visto em matemática que, quando se trata de sólidos geométricos, sempre haverá uma fórmula para calcular o volume dele. Por exemplo:

www.matematicaanjos.blogspot.com.br

Mas e quando se trata de um corpo irregular?
Você já reparou quando coloca açúcar ou gelo no suco que vai tomar dá a impressão que o suco sobe? Pois então, o açúcar tem corpo e ocupa lugar no espaço, é matéria, portanto, para ele entrar no copo, certa quantidade de suco tem que se reorganizar para o açúcar entrar.
Uma das soluções possíveis para saber o volume de um corpo irregular é mergulhá-lo na água e ver a quantidade de água deslocada por ele. Esse volume de água deslocado será o volume do corpo. Veja o exemplo:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Volume

Veja que o volume de água na proveta antes era de 20 mL e, após o acréscimo da pedra, o volume passou para 23 mL. Como 1 mL = 1 cm3 a pedra tem então 3 cm3 de volume.

Observação: o volume pode ser dado em Litro, mililitro, decilitro, etc também.

Preste atenção à conversão das unidades, conforme você já deve ter aprendido em matemática:

www.brasilescola.com

www.alunosonline.com.br

www.agracadaquimica.com.br

Exercícios sobre unidades de medida

1 - Um metro de tecido tem quantos centímetros?

2 - Quantos litros de água cabem num reservatório de um metro cúbico?

3 - Um grama equivale a quantos quilogramas?

4 - Transforme 200 miligramas (mg) em gramas (g).

5 - Transforme 5 toneladas em quilogramas (Kg).

7 - 3 litros (L) equivale a quantos centímetros cúbicos (cm3)?

8 - Uma garrafa contém 500 mililitros (mL) de refrigerante. Quanto vale esse volume em centímetros cúbicos (cm3)? E em litros (L)?

9 - Converta 5,5 cm (cm) em metros (m).

10 - Um fio de cabelo pode ter cerca de um décimo de milímetro de espessura. Então, quantos átomos, cada um com 0,1 nanômetro de diâmetro, cabem enfileirados na espessura desse fio?

1 nanômetro (nm) é a milionésima parte do milímetro.

Espero que esta postagem tenha lhe ajudado a compreender duas importantíssimas propriedades gerais da matéria: a massa e o volume. Na próxima postagem, um pouco mais sobre as propriedades gerais para você!

Para saber sobre Isaac Newton: 

http://www.ghtc.usp.br/Biografias/Newton/Newton3.htm

http://astro.if.ufrgs.br/bib/newton.htm

Para saber sobre o cálculo do peso da Terra:

http://chc.cienciahoje.uol.com.br/como-se-pesa-um-planeta/

http://www.searadaciencia.ufc.br/queremosaber/fisica/oldfisica/respostas/qr0586.htm

http://solonaescola.blogspot.com.br/2012/10/o-massa-da-terra.html

Para saber seu peso em outros astros do Sistema Solar:

http://www.planetariodorio.com.br/bloguinho/index.php?option=com_wrapper&view=wrapper&Itemid=213