caderno Física Ciências da Natureza e suas Tecnologias ELABORAÇÃO DE ORIGINAIS

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1 Fíic Ciênci d Nurez e u Tecnologi cderno de ELABORAÇÃO DE ORIGINAIS ANTONIO SÉRGIO MARTINS DE CASTRO Grdudo em fíic pelo Cenro de Ciênci Ex e Tecnológic d Unieridde Federl de São Crlo-SP (UFSCr) e mere em fíic plicd biologi e medicin pel Fculdde de Filoofi, Ciênci e Ler de Ribeirão Preo-SP d Unieridde de São Pulo (USP) EULER DE FREITAS SILVA JUNIOR Grdudo em dminirção de empre pel Unieridde Poiio de Curiib-PR e merndo em ciênci cognii pel Unieridde Gm Filho do Rio de Jneiro-RJ MILTON DE SOUZA PEREIRA FILHO Grdudo e mere em fíic pelo Cenro de Ciênci Ex e Tecnológic d Unieridde Federl de São Crlo-SP (UFSCr) OSVALDO ANTÔNIO GOVONE Grdudo em fíic pel Unieridde Federl de São Crlo-SP (UFSCr) WILSON CARRON Licencido em fíic pel Fculdde de Filoofi, Ciênci e Ler d Unieridde de São Pulo (USP), mere em gronomi (energi nucler n griculur) pel Ecol Superior de Agriculur Luiz de Queiroz d Unieridde de São Pulo (USP) Meril inegrne do Siem Éico de Enino -7-FM.indd 8// 9:4

2 PREZADO EDUCADOR, Ao longo de que um éculo, profeore e luno de odo o Bril êm mnido com Edior Sri um prceri efei como proedor de oluçõe didáic ceíei e de bo qulidde. Noo objeio conne é comprilhr com ocê ref de grnir o ceo merii que conribum pr o bom deempenho ecolr, bo formção e relizção de odo o poencil de no crinç e joen luno. Moido por e inenção, preenmo ocê ee Cderno de Reião, concebido como ferrmen de reforço e poio o período de preprção do luno pr liçõe de finl do Enino Médio, como o eibulre e o Enem. O Cderno de Reião eá orgnizdo em módulo. Cd módulo, que pode er minirdo em um ul, é compoo de: um preenção conci do coneúdo eórico rblhdo durne o curo; iidde inédi e queõe eleciond de exme eibulre. Práico e objeio, ee meril reforç o pono mi imporne rblhdo durne o curo. Sem dúid, eu luno eibulndo enconrrão nele um jud lio pr indipenáel reião de coneúdo que necede pro. Além dee Cderno de Reião, ocê enconr em no coleçõe didáic pr o Enino Médio e eu ie, em no biblioec digil, no porl Sri Educ e em noo eriço de eori didáic odo um conjuno de recuro pendo epecilmene pr fzer de u ul melhore ul e de eu luno, joen bem preprdo pr no fe de id que cheg com o finl d Educção Báic. Um bom rblho! -7-FM.indd 7// 7:6

3 Fíic Pre FM. Cinemáic: MU e MUV... 4 FM. Gráfico: MU e MUV... 8 FM.3 Cinemáic eoril / MCU... FM.4 Projéei... FM. Forç / Lei de Newon... 8 FM.6 Eledor / Trjeóri cur... 3 FM.7 Trblho e energi... 7 FM.8 Energi mecânic... 3 FO. Epelho plno e epelho eférico... 3 FO. Refrção lumino / Lene... 4 FO.3 Ond FO.4 Acúic... FE. Eleroáic: forç eléric e cmpo elérico... FE. Poencil e rblho d forç eléric / Cpciore... 6 FE.3 Correne eléric / Lei de Ohm / Poênci eléric... 6 FE.4 Aocição de reiore / Gerdore e recepore elérico Reolução do exercício complemenre 7 Pre FM.9 Impulo e qunidde de moimeno FM. Coliõe FM. Lei de Kepler / Grição unierl... 9 FM. Eáic... 9 FM.3 Hidroáic FM.4 Empuxo...3 FO. Clorimeri /Ge...6 FO.6 Propgção de clor e dilção érmic... FO.7 Lei d ermodinâmic... FE. Medid e circuio elérico... FE.6 Eleromgneimo... 4 FE.7 Fíic modern FM.indd 3 Reolução do exercício complemenre 3 Anoçõe 4 7// 9:

4 Módulo FM. CONCEITOS BÁSICOS A cinemáic é pre d mecânic que eud o moimeno do corpo em e preocupr com o que cuou ee moimeno, ou ej, não e preocup em ber quem ou o que fz o corpo e moer. Pr eudrmo o moimeno de um corpo, neceimo dor empre um referencil, que pode er qulquer pono meril ou corpo. Um corpo eá em moimeno empre que, em relção o referencil dodo, poição dee corpo mudr com o decorrer do empo. Um corpo eá em repouo empre que, em relção o referencil dodo, poição dee corpo não e lerr com o decorrer do empo. O conceio de moimeno é relio, poi depende empre do referencil dodo. ESPAÇO () O epço (ou poição) de um móel indic que diânci ee móel e enconr d origem num deermindo inne. Exemplo: poição A: correponde A = 4 m; A B C poição B: correponde B = (origem); (m) poição C: correponde C = 6 m. Reprodução proibid. Ar. 84 do Código Penl e Lei 9.6 de 9 de feereiro de 998. Cinemáic: MU e MUV DESLOCAMENTO ESCALAR ( ) O delocmeno pode er clculdo pel expreão: = em que é o epço de chegd e é o epço de prid. É muio imporne lembrr que um delocmeno eclr nulo não ignific que o móel permneceu em repouo. DISTÂNCIA PERCORRIDA (d) A diânci percorrid por um móel repreen om do módulo do delocmeno de odo o rjeo efeudo por ee móel. VELOCIDADE ESCALAR MÉDIA (m) A elocidde eclr médi é dd por: m = = A elocidde eclr médi indic um lor de elocidde que, e foe mnid conne por um móel, ele relizri o memo delocmeno eclr, no memo inerlo de empo. 4-7-FM.indd 4 7// 9:3

5 UNIDADES DE VELOCIDADE No SI, unidde d elocidde é m/. No coidino coummo medir elocidde em km/h. Pr efeurmo rnformção d unidde: GRÁFICOS DO MOVIMENTO UNIFORME GRÁFICO x km. m = = m/ h 3.6 3, 6 ACELERAÇÃO ESCALAR MÉDIA ( m ) A celerção eclr médi é rzão enre rição d elocidde do móel e o correpondene inerlo de empo go pr ocorrer e rição, ou ej: > Moimeno progreio < Moimeno rerógrdo m = = UNIDADES No SI, unidde d celerção é m/. m/ = m / GRÁFICO x A função horári do epço de um móel, em moimeno uniforme ( = + ), é do primeiro gru, porno, eu gráfico é um re crecene ou decrecene. Aim: Reprodução proibid. Ar. 84 do Código Penl e Lei 9.6 de 9 de feereiro de 998. CLASSIFICAÇÃO DOS MOVIMENTOS O inl d elocidde eclr innâne depende do enido de orienção d rjeóri. Aim: > moimeno for d orienção d rjeóri, ou ej, moimeno progreio. < moimeno no enido conrário o d orienção d rjeóri, ou ej, moimeno rerógrdo. MOVIMENTO ACELERADO Um moimeno é dio celerdo qundo o módulo d elocidde umenr com o decorrer do empo. Io i conecer qundo elocidde e celerção preenrem o memo inl. > e > ou < e < MOVIMENTO RETARDADO Um moimeno é dio rerddo qundo o módulo d elocidde diminuir com o decorrer do empo. Io i conecer qundo elocidde e celerção preenrem ini conrário. > e < ou < e > Função crecene: > Moimeno progreio Função decrecene: < Moimeno rerógrdo 3 MOVIMENTO UNIFORMEMENTE VARIADO (MUV) Moimeno uniformemene rido é quele em qu e celerção eclr é conne e diferene de zero, ou ej: = conne. FUNÇÃO HORÁRIA DA VELOCIDADE = + Ne função, e ão conne. A elocidde ri linermene com o empo. FM. MOVIMENTO UNIFORME (MU) FUNÇÃO HORÁRIA DO MUV No MUV, há mbém rição de epço, porno, precimo de um função que no forneç o epço do móel em função do inne de moimeno. Moimeno uniforme é quele em que elocidde eclr do móel permnece conne e diferene de zero, independenemene de form d rjeóri er reilíne ou curilíne: = conne. FUNÇÃO HORÁRIA DO MU Pr um inne, eremo: = + = + + E é função horári do epço no moimeno uniformemene rido (MUV). EQUAÇÃO DE TORRICELLI Engeli Torricelli (68-647) obee um equção pr o MUV que não depende do empo. E é função horári do epço do moimeno uniforme, no qul e ão conne e e ão riáei. = + -7-FM.indd 7// 9:3

6 ATIVIDADES (PUC-MG) Um crro que percorre 4 km em, h, km em, h e mi km em 3, h em, durne o percuro, em km/h, elocidde médi de, proximdmene: ) 8 c) 83,3 b) 8,6 d) 86,6 4 km + km + km m =, h +, h + 3, h m = 86,6 km/h Alerni d ) b) Pr que logrem êxio, é neceário que rzão enre celerçõe eclre, e, d repeci crinç, ej: = 7 d) = 8 7 = 8 7 e) c) = 7 (AC) = (AB) + (BC) AB BC co (AC) = (,) (AC) = AC = 7 m = 83 8 (UFTM-MG) Um corpo em moimeno obedeci à função horári = + qundo ee um bruc mudnç em eu ipo de moimeno. Se o moimeno foe euddo prir dee pono de mudnç, u função horári eri dd por = Admiindo que o corpo não enh muddo direção de eu moimeno e coniderndo que, pr mb iuçõe, o iem uilizdo pr repreenr grndez fíic eri o Siem Inerncionl, o inne que correponde à mudnç de edo de moimeno do corpo, em, é: ) 4 d) b) 6 e) 4 c) 8 A mudnç ocorreu n poição = 3 m (poição inicil do MUV). Porno, n função horári do MU, emo: = + 3 = + = 6 Alerni c 3 Um crro eá em moimeno com elocidde de 8 km/h qundo o moori i um obáculo 96 m de diânci. Coniderndo que o empo de reção do moori foi de,, deermine decelerção mínim que ele dee imprimir o eículo pr que ee não inj o obáculo. d = 96 m = 8 km/h = 3 m/ R =, d R = 3, d R = 6 m = + 9 d R = = (3) = 9 = m/ 96 d R Crinç : AC = 7 = Crinç : ABC = 8 = Fzendo (I) : (II), em: 7 7 = = 8 8 Alerni EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES (Fip-PE) Um uomóel reliz um igem d cidde A é cidde C, pndo pel cidde B. A igem é fei em rê ep, em inerlo de empo enre el e empre o longo do memo enido de um rodoi reilíne. N primeir ep, d cidde A à cidde B, o uomóel percorre km em du hor. N egund ep, ele permnece prdo n cidde B durne du hor. N erceir ep, o percuro d cidde B à cidde C, com km de comprimeno, é relizdo em quro hor. A elocidde médi do uomóel n igem comple é de: ) 4 km/h b) km/h c) 6 km/h d) 7 km/h e) 8 km/h (PUC-MG) Um objeo deloc-e em moimeno reilíneo uniforme durne 3. A figur repreen o gráfico d poição () do objeo em função do empo (). (m) (I) (II) Reprodução proibid. Ar. 84 do Código Penl e Lei 9.6 de 9 de feereiro de (Mckenzie-SP) Em um região pln, delimiou-e o riângulo ABC, cujo ldo AB e BC medem, repecimene, 3, m e, m. Du crinç, de 39, kg cd um, prem, imulnemene, do repouo, do pono A, e deem chegr jun o pono C, decreendo moimeno reilíneo uniformemene celerdo () A diânci percorrid pelo objeo o finl de 3 erá, em mero, de: ) 3 b) 4 c) d) 3 Crinç A Crinç B C 6 3 (UFPI) Doi eículo rfegm por um enid cujo limie máximo de elocidde é 7 km/h. Qundo eão m de um rdr fixo, um do eículo eá 9 km/h e eu conduor plic um decelerção de, m/ ; o conduor do ouro eículo, que eá km/h com um celerção mbém de, m/, coninu no memo rimo. Anlie firmi eguine e julgue (V ou F). -7-FM.indd 6 7// 9:3

7 I. O doi eículo ão muldo pelo rdr fixo. II. O eículo cujo conduor decelerou p primeiro pelo rdr. III. Ambo o eículo pm pelo rdr com elocidde de 6 km/h. IV. O eículo cujo conduor mnee u celerção é muldo pelo rdr fixo. 4 (PUC-RS, dpd) Um moori, dirigindo um crro, ê um obáculo e pi no freio. A diânci percorrid pelo eículo é prr é deermind pel condiçõe do eículo, d pi, do pneu, pel elocidde e pelo empo de reção do moori (proximdmene igul egundo). Durne ee empo, o crro percorre, com elocidde conne, cer diânci ne de começr reduzir elocidde, io é, ne de efeimene começr frer. A diânci ol percorrid pelo eículo é prr é om d diânci percorrid em egundo (empo de reção) com diânci percorrid durne frengem. O moimeno é proximdmene reilíneo uniformemene decelerdo. A bel eguir coném o ddo d diânci ol percorrid por um crro é prr, em pi ec e em pi molhd (coniderndo-e pi de flo). de pequidore que rblhm n áre de imologi, uilizndo um imógrfo inldo n u dependênci, pr deecção de erremoo. Num erremoo, em gerl, du ond, denomind primári (P) e ecundári (S), percorrem o inerior d Terr com elocidde diferene. Admi que informçõe conid no gráfico ão referene um do erremoo ocorrido no RN. Conidere ind que origem do eixo d figur é coincidene com poição d cidde de João Câmr. Nl João Câmr Diânci (km) P S Tempo () Ddo referene à ond P e S, ocido um erremoo ocorrido no Rio Grnde do Nore. Reprodução proibid. Ar. 84 do Código Penl e Lei 9.6 de 9 de feereiro de 998. Diânci ol (m) Velocidde (km/h) Pi ec Pi molhd 3, Durne frengem pr um crro km/h (4 m/) em pi molhd, decelerção le, proximdmene, em m/ : ),3 b) 3, c),8 d) 6, (UFRN) A cidde de João Câmr, 8 km de Nl, no Rio Grnde do Nore (RN), em ido o epicenro (pono d uperfície errere ingido em primeiro lugr, e com mi inenidde, pel ond ímic) de lgun erremoo ocorrido nee edo. O deprmeno de fíic d UFRN em um grupo Dine d informçõe conid no gráfico, é correo firmr que ond mi rápid e diferenç de empo de chegd d ond P e S no imógrfo d UFRN, em Nl, correpondem, repecimene: ) à ond S e 4 egundo. c) à ond P e 6 egundo. b) à ond P e 8 egundo. d) à ond S e 4 egundo. 6 (UERJ) Um foguee peregue um ião, mbo com elocidde conne e mem direção. Enquno o foguee percorre 4, km, o ião percorre pen, km. Admi que, em um inne, diânci enre ele é de 4, km e que, no inne, o foguee lcnç o ião. No inerlo de empo, diânci percorrid pelo foguee, em quilômero, correponde proximdmene : ) 4,7 b),3 c) 6, d) 8,6 FM. 7-7-FM.indd 7 7// 9:3