Física: O movimento do ENEM. Prof.: Éder (boto)

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1 Física: O movimento do ENEM. Prof.: Éder (boto)

2 A Velocidade no ENEM

3 1. Referencial de onde se observa o evento. Trajetória parabólica para o observador fixo à Terra. Trajetória vertical para o observador dentro do trem.

4 2. Movimento Um ponto material está em movimento quando sua posição varia no decorrer do tempo em relação a um referencial. Depende do referencial. Ex: Um ônibus está andando à velocidade de 40 km/h. Seus passageiros estão em movimento ou repouso?

5 3. Repouso Um ponto material está em movimento quando sua posição NÃO varia no decorrer do tempo em relação a um referencial. Depende do referencial. Ex: Um ônibus está andando à velocidade de 40 km/h. Seus passageiros estão em movimento ou repouso?

6 Estamos em movimento ou repouso com a Terra? E em relação com as estrelas? Uma pessoa, em um carro, observa um poste na calçada de uma rua, ao passar por ele. O poste está em repouso ou em movimento? Explique

7 A Terra gira ao redor do Sol? Sol gira ao redor da Terra? Questão de referencial. Ônibus na rodoviária.

8 4. Trajetória É a linha determinada pelas diversas posições que um corpo ocupa no decorrer do tempo. A trajetória depende do referencial adotado. Reta ou curva

9 Velocidades Média Geralmente maiores intervalos de tempo Exemplo: Tempo entre duas cidades depende da velocidade média desenvolvida Instantânea Geralmente pequenos intervalos de tempo Exemplo: Radar

10 Relação com distância (deslocamento) e tempo v= d t

11 Exemplo Quando o brasileiro Joaquim Cruz ganhou a medalha de ouro nas Olimpíadas de Los Angeles, correu 800m em 100s. Qual foi sua velocidade média? v= d t v = m s v= 8 m s v= 8m s

12 V =? Unidades Diversas de velocidade Situação: Pessoa caminha 3600 m em 1 h s = 3600 m t = 1h V = s t V = V = 3600 m h m/h V =? s = 3600 m t = 60 min V = s t V = 3600 m 60 min V = 60 m/min V =? s = 3600 m t = 3600 s V = s t V = V = 1 m s m/s

13 V =? s = 3600 m t = 3600 s V = s t V = m s V =? s = 3,6 km t = 1h h V = s t V = h km h V = 1 m/s V = 3,6 Km/h

14 02) O movimento de um móvel se dá de acordo com o gráfico a seguir. Determine a velocidade média entre t = 0 e t = 4 s. V = s t V = s s 0 t V = V = 30/4 v = 7,5 m/s

15 Velocidade Terminal Durante a queda um corpo ganha velocidade. Quanto maior a velocidade, maior a força com que o ar a segura. F P E S O ar F ar P E S O P E S O

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18 Aceleração

19 Velocidade variou De 0 km/h para 60 km/h

20 Velocidade variou De 0 km/h para 60 km/h Em 3 s Ganhou em média 20 km/h a cada segundo. Aceleração

21 Velocidade variou De 60 km/h para 0 km/h Em 3 s Perdeu, em média, 20 km/h a cada segundo. Aceleração

22 Não possui direta relação com a distância percorrida. Variou de 80 km/h para 140 km/h Em 3 s. Ganhou em média 20 km/h a cada segundo.

23 Medida da Aceleração Valor do ganho de velocidade a cada segundo. Ganhou 20 km/h a cada segundo. a = 20 km/h/s

24 Desaceleração Perdeu 20 km/h a cada segundo. a =-20 km/h/s Desacelerar é acelerar negativamente.

25 Cálculo Velocidade variou de 36 km/h para 144 km/h em 5 s. a = v v 0 t a = = a = 21,6 km/h/s Ou... Velocidade variou de 10 m/s para 40 m/s em 5 s. a = v v 0 t a = = a = 6 m/s/s

26 Um modelo de Ferrari parte do repouso e chega a 100 km/h em 2,7 s. Aproximando... 0 a 108 km/h por segundo em 3 s. a = v a = v t t a = v v 0 a = v v 0 t a = a = a = 36 km/h/s t a = a = 30 3 a = 10 m/s/s

27 Outra forma de representar a unidade 10 m/s/s m m m s s m 1 = = s s s. s s 2 1 m /s 2

28 07) (ENEM) Em uma prova de 100 m rasos, o desempenho típico de um corredor padrão é representado pelo gráfico a seguir: Em que intervalo de tempo o corredor apresenta ACELERAÇÃO máxima? a) Entre 0 e 1 segundo. b) Entre 1 e 5 segundos. c) Entre 5 e 8 segundos. d) Entre 8 e 11 segundos. e) Entre 9 e 15 segundos Aceleração = rapidez com que a velocidade varia. Quanto mais rapidamente varia, maior é a aceleração

29 O gráfico ao lado modela a distância percorrida, em km, por uma pessoa em certo período de tempo. A escala de tempo a ser adotada para o eixo das abscissas depende da maneira como essa pessoa se desloca. Qual é a opção que apresenta a melhor associação entre meio ou forma de locomoção e unidade de tempo, quando são percorridos 10 km? A carroça semana B carro dia C caminhada hora D bicicleta minuto E avião segundo

30 A Dinâmica no ENEM

31 Lei da Ação e Reação A toda força aplicada existe uma igual e contrária. Dica: Podemos ver quem são os pares ação-reação completando pelo menos uma das frases abaixo: Situação: chutando uma pedra Pé aplica força em pedra aplica pedra força em Pé Pé pedra pedra recebe força de recebe força de Pé

32 Situação: trombando com a água nadador aplica força em água aplica água força em nadador

33 Pessoa caminhando Situação: caminhando pessoa aplica força em chão aplica chão força em pessoa

34 Armas Situação: disparando um projétil arma aplica força em projétil aplica projétil força em arma

35 Principais forças As que temos que saber da sua existência

36 1 -Normal Força normal não quer dizer comum. Significa perpendicular ao plano da superfície. Sobre superfície Normal

37 Sobre superfície Normal

38 2 Força Peso Confunde-se com a força da gravidade Quem aplica? A Terra (ou outro Astro) Quem recebe? O corpo (todos próximos à superfície da Terra) Como representá-la? Vertical para baixo ou para o centro da Terra

39 Na lua existe peso sobre os astronautas? É menor ou maior que na Terra? Porque? E em Marte? Existe peso sobre os astronautas? Maior ou menor que na Terra?

40 Quando o astronauta não tem peso? Peso é força. Força é interação. Entre dois corpos. Massa é propriedade de cada corpo.

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42 Fórmula geral da força peso Peso Resultante Interação Entre o astro e o corpo Massa do corpo Gravidade gerada pelo astro

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44 3 -Tração Aparece em fios, cordas, barbantes. Usado para prolongar a ação da força. Ou mudar a direção.

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46 4 -Elástica Quando uma mola é comprimida ou elongada

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50 A força dos fluidos no ENEM

51 Densidade A grosso modo podemos definir como concentração da massa; A densidade leva em consideração toda a massa e toda a massa e todo o volume do corpo. Ex.: Água 100 g possui 100 cm 3 d = d =1 cm g 3 d = m V

52 Ex.: mercúrio 1360 g possui 100 cm g d = d =13,,6 100 cm d 3 Densidade d = m V

53 Quando mergulhamos um corpo em um líquido, notamos que o seu peso aparente diminui. Esse fato se deve à existência de uma força vertical de baixo para cima, exercida pelo líquido sobre o corpo, à qual damos o nome de empuxo.

54 Empuxo / Flutuabilidade Um corpo inteira ou parcialmente submerso em um fluido sofre um empuxo que é igual ao peso do fluido deslocado. Pulmões podem ser utilizados como elemento flutuador.

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57 Volumes Iguais Sentem Forças de Empuxo Iguais Suponha que você tenha bolas de mesmo tamanho de cortiça, chumbo e alumínio, com densidade específica de 0,2, 11,3, e 2,7. Se o volume de cada um é 10 cm cúbicos então suas massas são 2, 113, e 27 g. Cada um deslocará 10 gramas de água a cortiça será acelerada para cima = 8g O Chunboe o alumínio será acelerado para baixo = 103g e17g

58 Condição do movimento

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60 As Energias no ENEM

61 Formas fundamentais de energia As diferentes designações atribuídas à energia correspondem apenas a duas formas fundamentais de energia: Energia cinética que está associada ao movimento. Energia potencialque corresponde à energia armazenada em condições de poder ser utilizada. Alimento, combustível

62 Energia cinética O automóvel em movimento, a criança que corre e a pedra rolando têm energia cinética. O automóvel em movimento, a criança que corre e a pedra rolando têm velocidade. Qualquer corpo em movimento possui energia cinética!

63 Energia potencial Gravitacional Alpinista: energia armazenada por ser atraido pela Terra energia potencial gravietacional.

64 Energia potencial Elástica

65 Energia potencial química

66 A energia cinética depende de quê? Maior estrago = maior velocidade porque = energia cinética maior.

67 A energia cinética depende de quê? Maior estrago = maior velocidade porque = energia cinética maior.

68 A energia potencial gravítica depende de quê? Se deixarmos cair uma pedra, em qual dos três níveis vai causar maior estrago? Maior estrago = maior altura porque = energia potencial gravitacional maior.

69 A energia potencial gravítica depende de quê? Se deixarmos cair duas pedras de massas diferentes mas da mesma altura, qual vai causar maior estrago? Maior estrago = maior massa porque = energia potencial gravitacinal maior.

70 Exemplo 1: Energia armazenada no tanque Energia utilizada para o movimento Energia dissipada no aquecimento das peças do motor, etc.

71 Exemplo 2: Energia armazenada na lenha Energia utilizada para aquecer o ambiente Energia dissipada sob a forma de luz Energia dissipada pela chaminé

72 Num diagrama de energia devemos representar a: Energia útil que é a energia que durante a transferência é realmente utilizada. Energia dissipada que é a energia que durante a transferência é perdida. Energia fornecida Sistema Energia útil Energia dissipada

73 Conclusões Energia = qualificada de acordo com o efeito que produz Na Natureza há apenas duas formas de energia: Energia cinética que está associada ao movimento Energia potencial que esta armazenada em condições de poder vir a ser utilizada. A energia pode transferir-se de fontes para receptores. Um sistema físico é uma porção do universo que escolhemos para analisar ou estudar.

74 Transforma: Hidrelétrica

75 Transforma: Termoelétrica

76 Transforma Eólica

77 Termonuclear

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79 Solar

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82 Marémotriz

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84 Fontes Alternativas Hidrogênio Biológicas Álcool Geotérmica Marémotriz Óleos (biodieesel) Biogás (metano)

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88 ENEM 09) A energia geotérmica tem sua origem no núcleo derretido da Terra, onde as temperaturas atingem ºC. Essa energia é primeiramente produzida pela decomposição de materiais radiativos dentro do planeta. Em fontes geotérmicas, a água, aprisionada em um reservatório subterrâneo, é aquecida pelas rochas ao redor e fica submetida a altas pressões, podendo atingir temperaturas de até 370 ºC sem entrar em ebulição. Ao ser liberada na superfície, à pressão ambiente, ela se vaporiza e se resfria, formando fontes ou gêiseres. O vapor de poços geotérmicos é separado da água e é utilizado no funcionamento de turbinas para gerar eletricidade. A água quente pode ser utilizada para aquecimento direto ou em usinas de dessalinização. Depreende-se das informações acima que as usinas geotérmicas

89 A utilizam a mesma fonte primária de energia que as usinas nucleares, sendo, portanto, semelhantes os riscos decorrentes de ambas. B funcionam com base na conversão de energia potencial gravitacional em energia térmica. C podem aproveitar a energia química transformada em térmica no processo de dessalinização. D assemelham-se às usinas nucleares no que diz respeito à conversão de energia térmica em cinética e, depois, em elétrica. E transformam inicialmente a energia solar em energia cinética e, depois, em energia térmica.

90 (ENEM) O uso mais popular de energia solar está associado ao fornecimento de água quente para fins domésticos. Na figura ao lado, é ilustrado um aquecedor de água constituído de dois tanques pretos dentro de uma caixa termicamente isolada e com cobertura de vidro, os quais absorvem energia solar. Nesse sistema de aquecimento, A os tanques, por serem de cor preta, são maus absorvedores de calor e reduzem as perdas de energia. B a cobertura de vidro deixa passar a energia luminosa e reduz a perda de energia térmica utilizada para o aquecimento. C a água circula devido à variação de energia luminosa existente entre os pontos X e Y. D a camada refletiva tem como função armazenar energia luminosa. E o vidro, por ser bom condutor de calor, permite que se mantenha constante a temperatura no interior da caixa.

91 Com o projeto de mochila ilustrado acima, pretende-se aproveitar, na geração de energia elétrica para acionar dispositivos eletrônicos portáteis, parte da energia desperdiçada no ato de caminhar. As transformações de energia envolvidas na produção de eletricidade enquanto uma pessoa caminha com essa mochila podem ser assim esquematizadas: As energias I e II, representadas no esquema acima, podem ser identificadas, respectivamente, como A cinética e elétrica. B térmica e cinética. C térmica e elétrica. D sonora e térmica. E radiante e elétrica

92 Observe a situação descrita na tirinha abaixo. Assim que o menino lança a flecha, há transformação de um tipo de energia em outra. A transformação, nesse caso, é de energia (A) potencial elástica em energia gravitacional. (B) gravitacional em energia potencial. (C) potencial elástica em energia cinética. (D) cinética em energia potencial elástica. (E) gravitacional em energia cinética.

93 Na figura a seguir está esquematizado um tipo de usina utilizada na geração de eletricidade. Analisando o esquema, é possível identificar que se trata de uma usina: a) hidrelétrica, porque a água corrente baixa a temperatura da turbina. b) hidrelétrica, porque a usina faz uso da energia cinética da água. c) termoelétrica, porque no movimento das turbinas ocorre aquecimento. d) eólica, porque a turbina é movida pelo movimento da água. e) nuclear, porque a energia é obtida do núcleo das moléculas de água.

94 ENEM -A figura ao lado ilustra uma gangorra de brinquedo feita com uma vela. A vela é acesa nas duas extremidades e, inicialmente, deixa-se uma das extremidades mais baixa que a outra. A combustão da parafina da extremidade mais baixa provoca a fusão. A parafina da extremidade mais baixa da vela pinga mais rapidamente que na outra extremidade. O pingar da parafina fundida resulta na diminuição da massa da vela na extremidade mais baixa, o que ocasiona a inversão das posições. Assim, enquanto a vela queima, oscilam as duas extremidades. Nesse brinquedo, observa-se a seguinte seqüência de transformações de energia:

95 a)energia resultante de processo químico energia potencial gravitacional energia ciné ca b)energia potencial gravitacional energia elás ca energia ciné ca c)energia ciné ca energia resultante de processo químico energia potencial gravitacional d)energia mecânica energia luminosa energia potencial gravitacional e) energia resultante do processo químico energia

96 Eficiência Energética

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98 Potência Rapidez com que se converte energia Carro do professor x Ferrari? P= Energia Tempo

99 Exemplo - mecânica Levantou um bloco de 5 kg por 1m em 5 segundos. E pg = m.g.h E pg = E pg = 50 J P = 10 J/s P = 10 W

100 Qual seria a potência desenvolvida, se o tempo para realizar o mesmo trabalho, fosse 0,5s?

101 Exemplo - termologia Uma caldeira fornece 1200 cal por minuto. Qual é a potência desta caldeira em Watt?

102 Os demais

103 Sabe-se que o cabelo de uma pessoa cresce em média 3cm a cada dois meses. Suponha que o cabelo não seja cortado e nem caia, o comprimento total, após terem se passado 10 anos será: a) 800 mm b) 1200 mm c) 1000 mm d) 1800 mme) 150 mm 3cm > 2 meses x > 120meses(10 anos) x= 180cm 1 cm > 10mm 180cm ----> y y=1800mm LETRA D

104 (ENEM)No diagrama do exercício anterior estão representadas as duas modalidades mais comuns de usinas elétricas, as hidroelétricas e as termoelétricas. No Brasil, a construção de usinas hidroelétricas deve ser incentivada porque essas: I. utilizam fontes renováveis, o que não ocorre com as termoelétricas que utilizam fontes que necessitam de bilhões de anos para serem reabastecidas. II. apresentam impacto ambiental nulo, pelo represamento das águas no curso normal dos rios. III. aumentam o índice pluviométrico da região de seca do Nordeste, pelo represamento de águas. Das três afirmações acima, somente: a) I está correta b) II está correta c) III está correta d) I e II estão corretas e) II e III estão corretas

105 Não é nova a idéiade se extrair energia dos oceanos aproveitando-se a diferença das marés alta e baixa. Em 1967, os franceses instalaram a primeira usina maré-motriz, construindo uma barragem equipada de 24 turbinas, aproveitando-se a potência máxima instalada de 240 MW, suficiente para a demanda de uma cidade com 200 mil habitantes. Aproximadamente 10% da potência total instalada são demandados pelo consumo residencial. Nessa cidade francesa, aos domingos, quando parcela dos setores industrial e comercial pára, a demanda diminui 40%. Assim, a produção de energia correspondente à demanda aos domingos será atingida mantendo-se I -todas as turbinas em funcionamento, com 60% da capacidade máxima de produção de cada uma delas. II -a metade das turbinas funcionando em capacidade máxima e o restante, com 20% da capacidade máxima. III -quatorze turbinas funcionando em capacidade máxima, uma com 40% da capacidade máxima e as demais desligadas. Está correta a situação descrita a) apenas em I b) apenas em II c) apenas em I e em III d) apenas em II e em III e) em I, II e III

106 O setor de transporte, que concentra uma grande parcela da demanda de energia no país, continuamente busca alternativas de combustíveis. Investigando alternativas ao óleo diesel, alguns especialistas apontam para o uso do óleo de girassol, menos poluente e de fonte renovável, ainda em fase experimental. Foi constatado que um trator pode rodar, NAS MESMAS CONDIÇÕES, mais tempo com um litro de óleo de girassol, que com um litro de óleo diesel. Essa constatação significaria, portanto, que usando óleo de girassol, a) o consumo por km seria maior do que com óleo diesel. b) as velocidades atingidas seriam maiores do que com óleo diesel. c) o combustível do tanque acabaria em menos tempo do que com óleo diesel. d) a potência desenvolvida, pelo motor, em uma hora, seria menor do que com óleo diesel. e) a energia liberada por um litro desse combustível seria maior do que por um de óleo diesel.