ATIVIDADE DE FÍSICA PARA AS FÉRIAS 8. o A/B PROF. A GRAZIELA

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1 ATIVIDADE DE FÍSICA PARA AS FÉRIAS 8. o A/B PROF. A GRAZIELA QUESTÃO 1) Utilize as informações do texto abaixo para responder às questões que o seguem. Uma máquina simples para bombear água: A RODA D ÁGUA Na atualidade uma roda d água pode ser utilizada em diferentes situações. Porém, na época em que não se dispunha de eletricidade e de motores elétricos, ela era usada principalmente para bombear água para grandes reservatórios. Trata-se de uma bomba de água, cujo funcionamento é puramente mecânico, ou seja, não é necessário eletricidade. Há registros de rodas d água construídas em a.c., na Mesopotâmia. Os romanos aprenderam com eles e se tornaram grandes construtores de rodas d água por todo o império. Observe uma antiga roda d água romana localizada na Síria, em Hama. Para compreender seu funcionamento, observe uma roda d água produzida e comercializada nos dias de hoje e extensamente utilizada na zona rural: Para que, nas rodas d água deste tipo, o processo de transferência de energia produza os efeitos necessários, são observados os seguintes procedimentos: a) a água é represada em um pequeno açude através de uma barragem (lago, lagoa pequena) para ganhar altura (desnível) e quantidade (volume de água armazenado); b) a água flui por um encanamento de grande diâmetro, em certa quantidade e velocidade, para fazer movimentar uma turbina (I); c) ao girar a turbina, uma bomba, mecanicamente acoplada a ela, bombeia água de um poço ou do próprio açude (II) para outro reservatório em um nível superior (III). d) a água é armazenada no reservatório maior e, em um nível superior, é distribuída para outras caixas ou torneiras (saídas de água). 1. Qual a principal modalidade de energia associada a cada item do processo sequenciado acima? 2. Explique as principais transformações de energia envolvidas nesse processo. 3. Sob a óptica do desenvolvimento sustentável, você diria que a roda d água, principalmente para a zona rural, é uma boa solução para o bombeamento de água entre dois reservatórios? Justifique sua resposta.

2 QUESTÃO 2) Observe, no cartoon abaixo, uma sátira a uma das muitas contradições existentes na sociedade moderna. 1. Na sala representada no cartoon, há uma quantidade exagerada de equipamentos elétricos. Contudo, na maioria das residências, há todos esses equipamentos e, em muitas delas, em quantidades ainda maiores: três televisores, quatro ventiladores, dois computadores, três aparelhos de som, além de micro-ondas, máquina de lavar roupas, chuveiros elétricos, forno elétrico, torneiras elétricas, etc. Acontece que, se as fontes de energia e, assim, os recursos naturais forem muito usados por uma parcela da população, vai faltar energia para a outra... Faça um pequeno texto comentando a necessidade (ou não) da utilização desses equipamentos, como e quando utilizá-los, tendo como referencia o uso racional da energia elétrica e o desenvolvimento sustentável. 2. A fonte de energia para o funcionamento dos diversos equipamentos encontrados na sala é a energia elétrica, que será transformada em várias outras modalidades de energia. Cite pelo menos quatro dessas transformações, especificando as modalidades de energia obtidas e os respectivos aparelhos em que ocorrem tais transformações. QUESTÃO 3) Vários grupos de alunos realizaram um experimento usando duas bolinhas, uma de vidro e outra de aço, ambas com aproximadamente o mesmo tamanho; um papelão duro e plano com as laterais dobradas, transformando-o numa pequena canaleta; três livros com três centímetros de espessura cada um e um bloquinho de madeira. De posse desses materiais, realizaram os seguintes procedimentos: a) montaram uma pequena rampa com o papelão apoiado em apenas um livro.

3 Marcaram uma posição na região superior da rampa (papelão) largando uma bolinha de cada vez, observando a velocidade desenvolvida e a distância percorrida por cada bolinha; b) para aumentar a inclinação da rampa, colocaram mais um livro como apoio, repetindo o procedimento acima e anotando as observações; c) numa terceira situação, usando agora os três livros, inclinaram mais a rampa, colocando no final dela o bloquinho de madeira (que será empurrado quando a bolinha se chocar com ele). Soltaram primeiro a bolinha de vidro, observando o deslocamento do bloquinho. Voltaram o bloquinho à posição inicial, soltaram a bolinha de aço e observaram o maior deslocamento do bloquinho. Analise o experimento descrito, compare-o com o realizado em sala e responda às questões ou complete as lacunas. 1. Na posição inicial em que estão prontas para serem soltas, as bolinhas possuem energia cinética? E energia potencial gravitacional? 2. Na descida da rampa, um pouco antes de colidirem com o bloquinho, as bolinhas possuem energia cinética? 3. Associe suas duas respostas acima e complete os espaços abaixo. Quando uma bolinha é abandonada, ela possui energia, que é transformada em energia enquanto desce a rampa. 4. Que relação pode ser estabelecida entre a altura da rampa e a velocidade desenvolvida pelas bolinhas no final da rampa? 5. Analise suas respostas 3 e 4 e complete os espaços abaixo. Quanto maior for a velocidade de uma bolinha, maior será a sua energia. Quanto for a altura em que uma bolinha se encontre, maior será sua energia. 6. Antes de uma colisão, a energia cinética do bloquinho é nula. Após a colisão com uma bolinha, o bloquinho possui certa quantidade de energia cinética. De onde veio essa energia? 7. Considere, na terceira situação (a rampa com os três livros), que as duas bolinhas tenham atingido, com a mesma velocidade, o bloquinho colocado no final da rampa. Em qual dos casos, o bloquinho terá sofrido maior deslocamento? Por quê? 8. Analise suas respostas 6 e 7 e complete o espaço abaixo. Quanto maior for a massa de uma bolinha, serão as suas energias e.

4 QUESTÃO 4) Na figura abaixo, representamos dois blocos A e B, apoiados em uma superfície horizontal e unidos por meio de uma estrutura que não se deforma. As forças que atuam nos blocos A e B estão indicadas na figura, e suas intensidades são: F1 = 5 N, F2 = 4 N, F3 = 8 N, N1 = P1 = 5 N, N2 = P2 = 8 N. a) Quais são, entre todas as forças representadas, as que têm mesma direção e mesmo sentido? b) Quais são, entre todas as forças representadas, as que têm mesma direção e sentidos opostos? c) Calcule a força resultante e indique sua direção e sentido. RESPOSTAS: QUESTÃO 1) 1. a) Energia potencial gravitacional. b) Energia cinética. c) Energia mecânica (energia cinética + energia potencial gravitacional). d) Energia potencial gravitacional. 2. A energia potencial gravitacional armazenada na água em desnível se transforma em energia cinética ao fluir pelo encanamento, movimentando a turbina, que, através da energia mecânica (energia cinética + energia potencial gravitacional), transporta água para o reservatório em nível superior. A água armazenada deste reservatório será distribuída para outras caixas ou torneiras em nível inferior pela ação da gravidade (energia potencial gravitacional). 3. A roda d água seria uma ótima solução, uma vez que não há utilização de energia elétrica nem da queima de quaisquer tipos de combustíveis. Como o curso d água natural sofre apenas pequenas alterações locais e não é interrompido, revela-se como sendo uma solução de baixo impacto ambiental e bastante adequada às zonas rurais, principalmente quando não se dispõe de energia elétrica. Em muitos casos, podem se acoplar outros equipamentos à roda d água para que sejam executadas tarefas

5 muito corriqueiras no campo, como, por exemplo, a moagem de cereais, o corte da cana, etc. QUESTÃO 2) 1. Na sala representada no cartoon, há uma quantidade exagerada de equipamentos elétricos. Contudo, na maioria das residências, há todos esses equipamentos e, em muitas delas, em quantidades ainda maiores: três televisores, quatro ventiladores, dois computadores, três aparelhos de som, além de micro-ondas, máquina de lavar roupas, chuveiros elétricos, forno elétrico, torneiras elétricas, etc. Acontece que, se as fontes de energia e, assim, os recursos naturais forem muito usados por uma parcela da população, vai faltar energia para a outra... Faça um pequeno texto comentando a necessidade (ou não) da utilização desses equipamentos, como e quando utilizá-los, tendo como referencia o uso racional da energia elétrica e o desenvolvimento sustentável. 2. A fonte de energia para o funcionamento dos diversos equipamentos encontrados na sala é a energia elétrica, que será transformada em várias outras modalidades de energia. Cite pelo menos quatro dessas transformações, especificando as modalidades de energia obtidas e os respectivos aparelhos em que ocorrem tais transformações. QUESTÃO 3) 1. As bolinhas não possuem energia cinética, pois suas velocidades são nulas. Entretanto possuem energia potencial gravitacional, porque estão na iminência de entrarem em movimento. 2. Sim, porque possuem movimento. 3. Quando uma bolinha é abandonada, ela possui energia potencial gravitacional, que é transformada em energia cinética enquanto desce a rampa. 4. Quanto maior a altura em que são abandonadas as bolinhas, maior a sua velocidade ao final da rampa. 5. Quanto maior for a velocidade de uma bolinha, maior será a sua energia cinética. Quanto maior for a altura em que uma bolinha se encontre, maior será sua energia potencial gravitacional. 6. Veio da energia cinética da bolinha. 7. No choque com a bolinha de aço. Por ter maior massa, essa bolinha transfere mais energia, provocando maior deslocamento do bloquinho. 8. Quanto maior for a massa de uma bolinha, maiores serão as suas energias cinética e potencial gravitacional. QUESTÃO 4) a) Forças de mesma direção e mesmo sentido: N1 e N2; P1 e P2; F2 e F3. b) Forças de mesma direção e sentidos opostos: F1 e F2; F1 e F3; N1 e P1; N2 e P2. c) FR = (F2 + F3) F1 FR = (4 N + 8 N) 5 N FR = 12 N 5 N = 7 N Resposta: FR = 7 N, direção horizontal e sentido de F2F3.