Corrente Eléctrica

A corrente eléctrica é um movimento orientado de partículas portadoras de cargas eléctricas.

Essas partículas podem ser: 

Electrões (negativos)    /    Nos metais e na grafite

                                  

Iões (positivos e negativos) /  Nas soluções condutoras

                                            

Nos circuitos eléctricos, geralmente usa-se fio de cobre para efetuar as ligações entre os diversos componentes; a corrente eléctrica é formada por electrões livres em movimento organizado.

A energia eléctrica transportada pela corrente nada mais é do que a energia cinética dos electrões. Assim, nos circuitos eléctricos, a energia cinética dos electrões livres pode transformar-se em energia luminosa ou em energia cinética dos motores, por exemplo.

• Ao percorrer o circuito, do pólo negativo da pilha até o pólo positivo, os electrões livres perdem totalmente a energia que transportavam. E sem a reposição dessa energia não seria possível a permanência de uma corrente eléctrica. 
• A função de uma pilha é, portanto, fornecer a energia necessária aos electrões livres do fio, para que eles permaneçam em movimento. 
• Dentro da pilha, os electrões adquirem energia ao serem levados do pólo positivo ao negativo. Ao chegarem ao pólo negativo, movimentam-se novamente pela parte externa do circuito até alcançarem o pólo positivo, e assim sucessivamente.

Sentido convencional da corrente – do pólo positivo para o pólo negativo 

Sentido real da corrente – do pólo negativo para o pólo positivo 

Circuitos eléctricos

Um circuito eléctrico é um “caminho” por onde passa a corrente eléctrica.

É constituído obrigatoriamente por um gerador e um receptor, podendo-se também intercalar outros componentes como interruptores, motores e aparelhos de medida (normalmente, multímetros), todos ligados por fios condutores.

Em geral, um circuito eléctrico é constituído por um conjunto de componentes ligados uns aos outros e ligados aos pólos de um gerador. Uma bateria de carro ou uma pilha, pode funcionar como gerador.

De que factores depende a Impulsão?

De acordo com a lei de Arquimedes,  a Impulsão sofrida por um corpo depende de dois factores:

- do volume do corpo;

- da densidade do líquido ou gás em que o corpo é imerso.

Assim:

- quanto maior o volume do corpo, maior a Impulsão por este sofrida;

- quanto maior a densidade do líquido ou gás, maior a Impulsão sofrida pelo corpo          imerso.

Como determinar se um corpo afunda ou  se irá à superfície?

Se compararmos o Peso do corpo com a Impulsão sofrida por este, é fácil de concluir se o corpo afunda ou virá à superfície. Quando o corpo é imerso num líquido ou gás, fica sujeito à força Peso e à Impulsão.

O Peso é vertical e descendente (aponta para o centro da Terra), enquanto que a Impulsão é vertical mas ascendente. Nesse caso basta comparar os valores do Peso do corpo e da Impulsão para perceber se o corpo afunda ou vem à superfície:

- Se a força Peso tiver maior valor que a Impulsão, o corpo afunda;

- Se a Impulsão tiver maior valor que a força Peso, o corpo vem à superfície;

- Se a Impulsão e a força Peso tiverem igual valor, o corpo fica em equilíbrio (não "sobe" nem "desce").

Sempre que um corpo se encontra a flutuar, como a boia mostrada na primeira figura ou os barcos que costumamos ver na praia, a força Peso e a Impulsão apresentam igual valor e por isso o corpo encontra-se em equilíbrio.

Princípio de Arquimedes

Arquimedes foi um sábio Grego que viveu entre 287 e 212 a.C.

Entre outros estudos, dedicou-se à compreensão da Impulsão sofrida por um corpo quando imerso num líquido ou num gás, e enunciou a seguinte lei:

Qualquer corpo mergulhado num líquido recebe da parte deste uma impulsão vertical, de baixo para cima, de valor igual ao do peso do volume de líquido deslocado.

Vamos tentar compreender melhor esta lei: 

Em primeiro lugar, Arquimedes diz que os corpos que são mergulhados num líquido recebem da parte deste uma impulsão vertical e ascendente, o que já sabíamos. Diz também que a Impulsão sofrida pelo corpo tem valor igual ao peso do volume de líquido deslocado. O que será que significa isto?

Para compreender melhor esta segunda parte da lei de Arquimedes, vamos considerar o seguinte exemplo:

Um corpo de volume 50 cm^3 é mergulhado em água, tal como indicado na figura seguinte.

Segundo a lei de Arquimedes, para determinar a Impulsão sofrida pelo corpo, devo calcular o peso do líquido deslocado.

Ao colocar o corpo de volume 50 cm³ dentro do recipiente, este vai ocupar um espaço que anteriormente era ocupado pelo líquido. Como resultado, a linha de água irá subir. Como o corpo tem 50 cm³ de volume, vai deslocar 50 cm³ de líquido, logo:

Volume de água deslocado = 50 cm³

É possível determinar a massa de líquido deslocado, se soubermos a densidade (massa volúmica) do líquido. Neste caso, como o líquido é água, a sua densidade é 1 g/cm³. Assim sendo, cada cm³ de água tem 1 grama de massa, logo 50 cm³ de água deslocados terão 50 gramas de massa.

Sabemos então que:

- massa = 50g = 0,050Kg

- aceleração da gravidade = 9,8 m/s²

Com estes dados é fácil determinar o peso do líquido deslocado, através da expressão:

Peso _{líquido deslocado} = massa x aceleração da gravidade ⇔

Peso _{líquido deslocado} = 0,050 x 9,8 ⇔

P = 0,49N

Sabendo o Peso do líquido deslocado, sabemos a Impulsão sofrida pelo corpo:

Impulsão = Peso _{líquido deslocado} = 0,49N

Está calculado o valor da Impulsão sofrida pelo corpo, de acordo com a lei de Arquimedes.

Impulsão

Sempre que um corpo se encontra imerso total ou parcialmente num líquido ou num gás, é sujeito a uma força vertical e ascendente, à qual se dá o nome de Impulsão.

É possível confirmar essa força de Impulsão comparando o Peso Real de um objecto (Peso do corpo no ar) com o Peso que este apresenta quando mergulhado num líquido (Peso Aparente). Por exemplo:

Nesta situação o corpo apresenta um Peso Real de 1 N, e um Peso Aparente de 0,85 N.

Esta diferença de 0,15 N face ao valor do Peso Real deve-se à Impulsão que o corpo sofre quando mergulhado no líquido. 0,15 N é o valor da Impulsão sofrida. Assim, conclui-se que:

Impulsão = Peso Real - Peso Aparente

Impulsão = 1 - 0,85 ⇔

Impulsão = 0,15N

A IMPORTÂNCIA DO CINTO DE SEGURANÇA

(veja o vídeo)
O cinto de segurança é um dispositivo simples que serve para proteger a sua vida e diminuir as consequências dos acidentes. Ele impede, em casos de colisão, que o seu corpo se choque contra o volante, painel ou para-brisas, ou que seja projetado para fora do carro.
Numa colisõ de veiculos a apenas 40 km/hora, o motorista pode ser atirado violentamente contra o para-brisas ou arremassado para fora do carro. Alguns motoristas pensam que podem amortecer o choque segurando firmemente no volante. Isto é ilusório, porque a força dos braços só é eficaz a uma velocidade de até 10 km/hora.
Sabia que:

• sem o cinto, as hipoteses de se magoar num acidente são 4 vezes maiores e não apenas para os ocupantes do banco dianteiro: menos de 5% dos passageiros do banco de trás utilizam o cinto de segurança. 
• na hora de um acidente, o passageiro de trás é empurrado contra o banco da frente com o peso de um elefante (1ª lei de newton)
• uma em cada 5 lesões em acidentes de carro aconteceu porque as pessoas dentro do veiculo colidiram umas contra as outras

Com o cinto, isto poderia ser evitado.

OHM

O ohm (símbolo: Ω) é a unidade de medida da resistência elétrica (grandeza física que está relacionada com a oposição que os condutores oferecem à passagem da corrente elétrica), uniformizada pelo SI (Sistema Internacional de Unidades). Corresponde à relação entre a tensão (medida em volts) e uma corrente (medida em ampéres) sobre um elemento, seja ele um condutor ou isolante. Exemplo: um condutor que tenha uma resistência elétrica de 1 ohm, causará uma queda de tensão de 1 volt a cada 1 ampère de corrente que passar por ele. (R(Ω) = U(A) / I (A))
O ohm é simbolizado pela letra grega ómega maiúsculo (Ω).
O nome desta unidade é uma homenagem a Georg Simon Ohm (1787-1854), que descobriu relações matemáticas extremamente simples envolvendo as dimensões dos condutores e as grandezas elétricas, definindo o conceito de resistência elétrica e formulando o que passou a ser chamada Lei de Ohm. A Lei de Ohm afirma que para um condutor mantido à temperatura constante, a razão entre a tensão entre dois pontos e a corrente elétrica é constante.

A PILHA DE VOLTA

A pilha de Volta foi o primeiro gerador estático de energia elétrica a ser inventado, e foi criado por Alessandro Volta, por volta de 1800.
Por volta de 1750, o anatomista italiano Luigi Galvani concluiu que a corrente elétrica tinha origem nos músculos animais. Alessandro Volta partiu de um pressuposto diferente do de Galvani: o de que a eletricidade tinha origem nos metais. A pilha de Volta era formada por discos de zinco e de prata intercalados e conectados por um fio condutor, além de um disco umedecido em salmoura. A mesma
produzia energia elétrica sempre que um fio condutor era ligado aos discos de zinco e de cobre, colocados na extremidade da pilha.
Curiosidade: Luigi Galvani pensava que a corrente elétrica vinha dos músculos dos animais porque ele tinha dissecado uma rã e observado que quando dois metais diferentes entravam em contato com ela, os músculos da coxa da rã sofriam contrações. Galvani acreditava que os músculos da rã armazenavam a energia e os metais eram apenas condutores.

explicação do funcionamento da pilha de volta

ISAAC NEWTON

Isaac Newton nasceu dia 25 de dezembro de 1642 (Calendário Juliano, equivalente a 4 de Janeiro de 1643 no Calendário Gregoriano), e faleceu em Londres, dia 31 de março de 1727.  Foi um cientista inglês, mais reconhecido como físico e matemático, embora tenha sido também astrônomo, alquimista, filósofo natural e teólogo.
A sua obra, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, é considerada uma das mais influentes na história da ciência. Publicada em 1687, esta obra descreve a lei da gravitação universal e as três leis de newton, que fundamentaram a mecânica clássica.
Ao demonstrar a consistência que havia entre o sistema por si idealizado e as leis de Kepler do movimento dos planetas, foi o primeiro a demonstrar que os movimentos de objetos, tanto na Terra como noutros corpos celestes, são governados pelo mesmo conjunto de leis naturais. O poder unificador e profético de suas leis era centrado na revolução científica, no avanço do heliocentrismo e na difundida noção de que a investigação racional pode revelar o funcionamento mais intrínseco da natureza.
Newton construiu o primeiro telescópio refletor operacional e desenvolveu a teoria das cores baseada na observação que um prisma decompõe a luz branca em várias cores do espectro visível. Ele também formulou uma lei empírica de resfriamento e estudou a velocidade do som.
Além de seu trabalho em cálculo infinitesimal, como matemático Newton contribuiu para o estudo das séries de potências, generalizou o teorema binomial para expoentes não inteiros, e desenvolveu o método de Newton para a aproximação das raízes de uma função, além de muitas outras contribuições importantes.
Newton também dedicou muito do seu tempo ao estudo da alquimia e da cronologia bíblica, mas a maior parte de seu trabalho nessas áreas permaneceu não publicada até muito tempo depois da sua morte.
Numa pesquisa promovida pela Royal Society, Newton foi considerado o cientista que causou maior impacto na história da ciência. De personalidade sóbria, fechada e solitária, para ele, a função da ciência era descobrir leis universais e enunciá-las de forma precisa e racional.
Falando mais sobre o seu trabalho nas três leis de Newton:
Isaac Newton publicou estas leis em 1687, no seu trabalho de três volumes intitulado Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. As leis explicavam vários comportamentos relativos ao movimento de objetos físicos e foi um extenso trabalho no qual ele se dedicou ao máximo. A forma original na qual as leis foram escritas é a seguinte:

• Lex I: Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus a viribus impressis cogitur statum illum mutare.

Qualquer corpo continua no seu estado de repouso ou de movimento uniforme numa linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças imprimidas sobre ele. É também conhecido como princípio da inércia.

• Lex II: Mutationem motis proportionalem esse vi motrici impressae, et fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur.

A mudança de movimento é proporcional à força motora imprimida, e é produzida na direção da linha reta na qual aquela força é imprimida. É também conhecido como princípio da dinâmica.

• Lex III: Actioni contrariam semper et aequalem esse reactionem: sine corporum duorum actiones in se mutuo semper esse aequales et in partes contrarias dirigi.

Para cada ação há sempre oposta uma reação igual, ou, as ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas a partes opostas. É também conhecido como princípio da ação-reação.