CADERNO DE EXERCÍCIOS 1D

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1 CADERNO DE EXERCÍCIOS 1D Ensino Médio Ciências da Natureza Questão Conteúdo 1 Técnica de separação de mistura homogênea (destilação simples) 2 Composição do ar atmosférico 3 4 Doenças parasitológicas Medidas profiláticas para combater parasitoses Habilidade da Matriz da EJA/FB H1 H5 H7 H40 H41 5 Aceleração média H76 6 Leis de Newton e força de atrito H81 H83 1

2 1) A destilação simples é uma técnica de separação dos componentes de uma mistura. A seguir tem-se a ilustração para a separação dos componentes da água do mar. Classifique em verdadeiro (V) ou falso (F) as afirmações a respeito dessa técnica: a) ( ) No balão de vidro em que foi colocada a água do mar, se houver areia, esta irá evaporar junto com a água ao sofrer o aquecimento. b) ( ) Ao aquecer a mistura, o componente que tiver menor ponto de ebulição evaporará primeiro. c) ( ) O sal da água do mar fica retido no condensador. d) ( ) A função da água fria que passa pelo condensador é resfriar o tubo para que os vapores sofram condensação. e) ( ) Se o aquecimento continuar, ou se a fonte de calor for mais intensa, será possível recuperar o sal. f) ( ) A técnica serve para separar os componentes de uma mistura homogênea ou heterogênea. g) ( ) O ideal é que a água do mar já tenha passado por filtração para separar a areia e outras impurezas sólidas. 2) Considerando que o ar atmosférico é uma solução gasosa, responda os itens a seguir: a) Por que o ar atmosférico pode ser considerado uma solução? 2

3 b) O ar poluído tem menos oxigênio que o ar limpo, sem impurezas? c) Considere a seguinte composição do ar atmosférico: 78 % de nitrogênio 21 % de oxigênio 1 % de outros gases como: água, dióxido de carbono e outros. Em um frasco com 2,5 litros de ar atmosférico, determine o volume de nitrogênio e de oxigênio. 3) As parasitoses são doenças de alta incidência mundial causada por organismos parasitas que se instalam no corpo humano ou de outro animal, podendo provocar uma série de danos ao organismo e até mesmo a morte, caso não haja o tratamento devido. Uma das formas de diagnosticar parasitoses em uma pessoa é através do exame de fezes. As parasitoses a seguir podem ser diagnosticadas por meio desse exame? Justifique sua resposta em cada caso. a) Esquistossomose. b) Ascaridíase c) Doença de Chagas. a) 3

4 b) c) 4) As parasitoses são consideradas um problema de saúde pública, principalmente nas regiões de periferias, em que os casos são mais frequentes. Sua transmissão está relacionada às condições de saneamento básico, educação e habitação. Suponha que um político candidato ao cargo de governador garantiu que, se fosse eleito sua prioridade seria implantar o sistema de coleta de esgotos e a rede de abastecimento e tratamento de água em todas as cidades do estado para diminuir a incidência de Doença de Chagas e a Malária. Ele realizou sua promessa de campanha, mas falhou parcialmente no seu propósito, entretanto, conseguiu diminuir consideravelmente a Cólera e a Amebíase. a) Qual a explicação biológica para a falha apontada? b) Qual a explicação biológica para o sucesso conseguido? 4

5 c) Que outra doença pode ser beneficiada com estas medidas? Justifique. 5). Leia atentamente as situações descritas a seguir Situação 1 Testes de um novo veículo mostraram que nas arrancadas de 0 a 100 km/h houve pouca perda de potência. Foram necessários 11,9 segundos para o veículo chegar a essa velocidade. Situação 2 Partindo do repouso, um avião demora 20 s para percorrer os m da pista e deixar o solo com velocidade de 300 km/h. Situação 3 Um motociclista observa o velocímetro de sua moto que indica 80 km/h. Ele resolve acelerar e depois de 5 s sua nova velocidade é de 160 km/h. Situação 4 A partir da altura de 2,25 m, atira-se uma pequena bola de chumbo verticalmente para baixo, com velocidade de módulo 2,0 m/s. Desprezando-se a resistência do ar, após 0,5 s, a bola atinge o solo com velocidade de 7 m/s. Realize os cálculos necessários e indique as situações em que os veículos adquirem a maior e a menor aceleração média. 5

6 6) Uma corda de massa desprezível pode suportar uma força tensora máxima de 300 N sem se romper. Um trabalhador puxa uma pedra utilizando esta corda, que está esticada horizontalmente, conforme mostrado na ilustração, aplicando a força máxima. O coeficiente de atrito cinético entre a pedra e o piso vale 0,25 e a aceleração da gravidade no local é igual a 10 m/s N Diante do cenário apresentado, indique V para verdadeiro e F para falso nas afirmações a seguir. 1. ( ) a massa da caixa possui valor igual a 60 kg. 2. ( ) a força normal tem intensidade superior a 600 N. 3. ( ) a força de atrito cinético entre a pedra e o piso vale 15 N. 4. ( ) a máxima aceleração que se pode imprimir à caixa é de 7,5 m/s ( ) se a corda puxa a pedra com uma força de 300 N, a pedra puxa a corda com uma força de 150 N. _ 6

7 GABARITO COMENTADO 1. H1, H5 a) F. A areia não evapora com a água porque tem temperatura de ebulição muito mais alta. b) V. c) F. Como o sal tem temperatura de ebulição mais alta que a água, não evapora, por isso não passa pelo condensador. Nessa mistura somente a água evapora, portanto só o vapor passa pelo condensador. d) V. e) F. Com a fonte de calor usual não se atinge o ponto de ebulição do sal. f) F. A destilação simples é utilizada para a separação dos componentes de uma mistura homogênea. g) V. 2. H7 a) O ar atmosférico é uma mistura homogênea de gases, assim pode ser chamada também de solução gasosa. b) Não. Ao considerarmos os componentes naturais, o ar poluído tem a mesma composição de um ar limpo, assim a concentração de gás oxigênio é a mesma e o que difere é a concentração de poluentes e materiais particulados. c) Cálculo do volume de nitrogênio: V = 2,5 litros x 0,78 = 1,95 litros de nitrogênio. Cálculo do volume de oxigênio: V = 2,5 x 0,21 = 0,525 litros de oxigênio. 3. H40 a) Sim, este exame é útil para diagnosticar Esquistossomose. Após a infecção que ocorre geralmente pela água, os parasitas disseminam-se pelo sangue do hospedeiro e atingem o fígado, onde se maturam as formam adultas. Machos e fêmeas adultos unem-se e vivem emparelhados, ambos migram para o interior do intestino, local onde ficam alojados e se reproduzem, os ovos de esquistossomo são eliminadas nas fezes do hospedeiro. b) Sim, este exame é útil para diagnosticar Ascaridíase. A infecção se dá através da ingestão de ovos, geralmente encontrados no solo, água, alimentos e mãos que tiveram contato anterior com fezes contaminadas. Os parasitos completam seu desenvolvimento ao 7

8 chegarem ao intestino delgado, atingindo a fase adulta neste local, reproduzindo-se e dando início ao ciclo novamente com a liberação dos ovos. c) Não, pessoas parasitadas não eliminam ovos, cistos ou formas infectantes do parasita pelas fezes. Esta doença é diagnosticada através de exame de sangue. 4) H41 a) Os projetos sugeridos pelo governador eleito não erradicam a Malária, pois esta é uma doença transmitida pela picada das fêmeas do mosquito Anopheles. As benfeitorias implantadas também não impactam na incidência de Doença de Chagas, pois sua transmissão ocorre através das fezes de triatomíneos, insetos hematófagos conhecidos como barbeiros que eventualmente podem estar infectados pelo protozoário Trypanosoma cruzi, um parasito que desenvolve parte da sua vida no intestino dos triatomíneos e é eliminado junto com as suas fezes. A solução é eliminar estes insetos dos ambientes humanos para evitar sua transmissão. b) A Cólera e Amebíase foram eliminadas porque houve tratamento de água e a rede coletora de esgotos, já que a contaminação é oral e a transmissão, através de fezes de pessoas doentes. c) A Esquistossomose, pois sua transmissão se dá pelo contato com fezes contaminadas com ovos do parasita. Um sistema de coleta de esgoto é uma forma de diminuir o contato com as fezes infectadas. 5) H76 Utilizando a expressão a seguir, determinaremos a aceleração média para as situações analisadas. a = V t Situação 1 A variação de velocidade foi de 0 a 100 km/h. Dessa maneira 8

9 v = v final v inicial v = = 100 km/h A variação de velocidade foi de 100 km/h que, transformados em m/s, fornecem como valor 100 km/h 27,8 m/s Observação: a regra básica para realizar esta transformação é a divisão do valor em km/h por 3,6 obtendo assim o resultado em m/s. Para mais informações sobre este procedimento, releia no material didático Temas de Estudo o capítulo Parado ou em movimento? Então, temos que: v = 27,8 m/s e t = 11,9 s que foi o tempo necessário para o veículo atingir a velocidade de 100 km/h (27,8 m/s). Teremos, então, para a aceleração: a = V t a = 27,8 m/s 11,9 s a 2,3 m/s 2 Situação 2 A variação de velocidade foi de 0 (repouso) a 300 km/h em 20 s. Dessa maneira v = v final v inicial v = = 300 km/h A variação de velocidade foi de 300 km/h, que transformados em m/s, fornecem como valor 300 km/h 27,8 m/s Então, temos que: 9

10 v = 83,3 m/s e t = 20 s que foi o tempo necessário para o avião atingir a velocidade de 300 km/h (83,3 m/s). Teremos, então, para a aceleração: a = V t a = 83,3 m/s 20 s a 4,2 m/s 2 Situação 3 A variação de velocidade foi de 80 km/h a 160 km/h em 5 s. Dessa maneira: v = v final v inicial v = = 80 km/h A variação de velocidade foi de 80 km/h, que transformados em m/s, fornecem como valor 80 km/h 22,2 m/s Então, temos que: v = 22,2 m/s e t = 5 s Teremos, então, para a aceleração: a = V t a = 22,2 m/s 5 s a 4,4 m/s 2 10

11 Situação 4 A variação de velocidade foi de 2 m/s a 7 m/s em 0,5 s. Dessa maneira: v = v final v inicial v = 7 2 = 5 m/s A variação de velocidade foi de 5 m/s. Observe, que nesta situação, não é necessário realizar a transformação, pois os valores das velocidades inicial e final já foram expressos em m/s. Então, temos que: v = 5 m/s e t = 0,5 s Teremos, então, para a aceleração: a = V t a = 5 m/s 0,5 s a 10 m/s 2 Reunindo as informações de todos os cenários, temos o quadro a seguir: Situação 1 (carro) a = 2,3 m/s 2 Situação 2 (avião) a = 4,2 m/s 2 Situação 3 (moto) a =4,4 m/s 2 Situação 4 (bola) a = 10 m/s 2 Comparando as quatro situações, observa-se que quem adquire a maior aceleração é a bola (10 m/s 2 ) e quem adquire a menor aceleração é o carro (2,3 m/s 2 ). 11

12 6) H81, H83 Na ilustração a seguir foram indicadas as forças atuantes na pedra quando puxada. Força normal Força de atrito 600 N Força tensora Força da gravidade 1. ( V ) a massa da caixa possui valor 60 kg. Foi indicado na ilustração o valor 600 N, que corresponde ao peso P (força de atração gravitacional) da pedra. Utilizando a expressão P = m.g onde P = 600 N e g = 10 m/s 2, teremos: P = m.g 600 =m.10 m = 600/10 = 60 kg 2. ( F ) a força normal tem intensidade superior a 600 N. A pedra só possui movimento na direção horizontal. Dessa maneira, as forças atuantes na direção vertical se equilibram. Dessa maneira Força normal = Força da gravidade Força normal = 600 N 3. ( F ) a força de atrito cinético entre a pedra e o piso vale 15 N. Pela expressão F at =.N, determinamos o valor da força de atrito onde é o coeficiente de atrito cinético entre a pedra e o piso e vale, de acordo com o enunciado, 0,25 ; e N é a força normal de valor 600 N. 12

13 Teremos: F at =.N F at = 0, F at = 150 N 4. ( F ) a máxima aceleração que se pode imprimir à caixa é de 7,5 m/s 2. Para determinar a aceleração, utilizamos a 2ª lei de Newton: F r = m.a Onde m = 60 kg. A força resultante (Fr) pode ser obtida a partir de todas as forças que atuam na pedra como podemos visualizar a seguir. Força normal = 600 N Força de atrito = 150 N 600 N Força tensora = 300 N Força da gravidade = 600 N Considerando que as forças normal e gravidade se anulam (estão em sentidos contrários e possuem o mesmo valor), a força resultante será dada por: Força resultante = Força tensora Força de atrito Força resultante = N Força resultante = 150 N Com as informações da força resultante e da massa, determinamos a aceleração. F r = m.a 150 = 60.a a = 150/60 a = 2,5 m/s 2 5. ( F ) se a corda puxa a pedra com uma força de 300 N, a pedra puxa a corda com uma força de 150 N. 13

14 Esta afirmação está relacionada à 3ª lei de Newton. Se a corda puxa a pedra com uma força de 300 N, a pedra puxa a corda com uma força igual e no sentido contrário de 300 N. 14