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A Física no Enem
1. Conhecimentos básicos e fundamentais - Noções de ordem de grandeza. Notação Científica. Sistema Internacional de Unidades. Metodologia de investigação: a procura de regularidades e de sinais na interpretação física do mundo. Observações e mensurações: representação de grandezas físicas como grandezas mensuráveis. Ferramentas básicas: gráficos e vetores. Conceituação de grandezas vetoriais e escalares. Operações básicas com vetores.
2. O movimento, o equilíbrio e a descoberta de leis físicas – Grandezas fundamentais da mecânica: tempo, espaço, velocidade e aceleração. Relação histórica entre força e movimento. Descrições do movimento e sua interpretação: quantificação do movimento e sua descrição matemática e gráfica. Casos especiais de movimentos e suas regularidades observáveis. Conceito de inércia. Noção de sistemas de referência inerciais e não inerciais. Noção dinâmica de massa e quantidade de movimento (momento linear). Força e variação da quantidade de movimento. Leis de Newton. Centro de massa e a ideia de ponto material. Conceito de forças externas e internas. Lei da conservação da quantidade de movimento (momento linear) e teorema do impulso. Momento de uma força (torque). Condições de equilíbrio estático de ponto material e de corpos rígidos. Força de atrito, força peso, força normal de contato e tração. Diagramas de forças. Identificação das forças que atuam nos movimentos circulares. Noção de força centrípeta e sua quantificação. A hidrostática: aspectos históricos e variáveis relevantes. Empuxo. Princípios de Pascal, Arquimedes e Stevin: condições de flutuação, relação entre diferença de nível e pressão hidrostática.
3. Energia, trabalho e potência - Conceituação de trabalho, energia e potência. Conceito de energia potencial e de energia cinética. Conservação de energia mecânica e dissipação de energia. Trabalho da força gravitacional e energia potencial gravitacional. Forças conservativas e dissipativas.
4. A Mecânica e o funcionamento do Universo - Força peso. Aceleração gravitacional. Lei da Gravitação Universal. Leis de Kepler. Movimentos de corpos celestes. Influência na Terra: marés e variações climáticas. Concepções históricas sobre a origem do universo e sua evolução.
5. Fenômenos Elétricos e Magnéticos - Carga elétrica e corrente elétrica. Lei de Coulomb. Campo elétrico e potencial elétrico. Linhas de campo. Superfícies equipotenciais. Poder das pontas. Blindagem. Capacitores. Efeito Joule. Lei de Ohm. Resistência elétrica e resistividade. Relações entre grandezas elétricas: tensão, corrente, potência e energia. Circuitos elétricos simples. Correntes contínua e alternada. Medidores elétricos. Representação gráfica de circuitos. Símbolos convencionais. Potência e consumo de energia em dispositivos elétricos. Campo magnético. Imãs permanentes. Linhas de campo magnético. Campo magnético terrestre.
6. Oscilações, ondas, óptica e radiação - Feixes e frentes de ondas. Reflexão e refração. Óptica geométrica: lentes e espelhos. Formação de imagens. Instrumentos ópticos simples. Fenômenos ondulatórios. Pulsos e ondas. Período e frequência, ciclo. Propagação: relação entre velocidade, frequência e comprimento de onda. Ondas em diferentes meios de propagação.
7. O calor e os fenômenos térmicos - Conceitos de calor e temperatura. Escalas termométricas. Transferência de calor e equilíbrio térmico. Capacidade calorífica e calor específico. Condução do calor. Dilatação térmica. Mudanças de estado físico e calor latente de transformação. Comportamento de Gases ideais. Máquinas térmicas. Ciclo de Carnot. Leis da
Termodinâmica. Aplicações e fenômenos térmicos de uso cotidiano. Compreensão de fenômenos climáticos relacionados ao ciclo da água.
Competências e habilidades no Enem
Competência de área 1 – Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade.
H1 – Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos.
H2 – Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico.
H3 – Confrontar interpretações científicas com interpretações baseadas no senso comum, ao longo do tempo ou em diferentes culturas.
Competência de área 2 – Identificar a presença e aplicar as tecnologias associadas às ciências naturais em diferentes contextos H5 – Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso cotidiano. H6 – Relacionar informações para compreender manuais de instalação ou utilização de aparelhos, ou sistemas tecnológicos de uso comum. H10 – Analisar perturbações ambientais, identificando fontes, transporte e(ou) destino dos poluentes ou prevendo efeitos em sistemas naturais, produtivos ou sociais.
Competência de área 3 – Associar intervenções que resultam em degradação ou conservação ambiental a processos produtivos e sociais e a instrumentos ou ações científico-tecnológicos.
H8 – Identificar etapas em processos de obtenção, transformação, utilização ou reciclagem de recursos naturais, energéticos ou matérias-primas, considerando processos biológicos, químicos ou físicos neles envolvidos.
Competência de área 5 – Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos. H17 – Relacionar informações apresentadas em formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica.
H18 – Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam.
Competência de área 6 – Apropriar-se de conhecimentos da física para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.
H20 – Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes.
H21 – Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e(ou) do eletromagnetismo.
H22 – Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e a matéria em suas manifestações em processos naturais ou tecnológicos, ou em suas implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais.
H23 – Avaliar possibilidades de geração, uso ou transformação de energia em ambientes específicos, considerando implicações éticas, ambientais, sociais e/ou econômicas.
2 Fundamentação teórica
Introdução
"Os princípios da física, pelo que eu posso perceber, não falam contra a possibilidade de manipular as coisas átomo por átomo. Não seria uma violação da lei; é algo que, teoricamente, pode ser feito, mas que, na prática, nunca foi levado a cabo porque somos grandes demais" - Richard Feynman.
Nanotecnologia é a capacidade potencial de criar coisas a partir do mais pequeno, usando as técnicas e ferramentas que estão sendo desenvolvidas nos dias de hoje para colocar cada átomo e cada molécula no lugar desejado. Se conseguirmos este sistema de engenharia molecular, o resultado será uma nova revolução industrial. Além disso, teria também importantes consequências económicas, sociais, ambientais e militares.
A nanotecnologia é utilizada no desenvolvimento de produtos com tamanho inferior a 100 nanômetros (nm). É o caso de remédios, cremes antirrugas com cápsulas nanométricas que levam vitamina A até o fundo da epiderme, o nano tubo de carbono usado para a fabricação de diversos dispositivos, como chips de computador mais rápidos, televisores com telas dobráveis, plásticos mais resistentes e bionanodispositivos capazes de liberar de forma mais segura e gradual, um medicamento em um ponto específico do corpo humano.
Grandeza
Grandeza é tudo aquilo que envolve medidas. Medir significa comparar quantitativamente uma grandeza física com uma unidade através de uma escala pré-definida. Nas medições, as grandezas sempre devem vir acompanhadas de unidades. Uma grandeza descreve qualitativamente um conceito porque para cada noção diferente pode haver (pelo menos em princípio) uma grandeza diferente e vice-versa e descreve quantitativamente um conceito porque o exprime em forma de um binário de número e unidade.
Medir uma grandeza física é compará-la com outra grandeza de mesma espécie, que é a unidade de medida. Verifica-se, então, quantas vezes a unidade está contida na grandeza que está sendo medida. Em resumo, Grandeza Física é tudo aquilo que pode ser medido e associado um valor numérico e a uma unidade.
Exemplos: tempo, comprimento, velocidade, aceleração, força, energia, trabalho, temperatura, pressão, etc.
Grandeza básica, fundamental ou primitiva
São as grandezas que não dependem de outras para serem definidas.
Exemplos: comprimento, massa, tempo. Na década de 1960, a Organização Internacional de Normalização criou um sistema baseado em sete grandezas de base ou grandezas básicas.
Grandeza Unidade Símbolo
Comprimento metro m
Massa quilograma kg
Tempo segundo s
Corrente elétrica ampère A
Temperatura termodinâmica kelvin K
Quantidade de matéria mol mol
Intensidade luminosa candela cd
Grandeza derivada
São definidas por relação entre as grandezas fundamentais. Exemplos: velocidade, aceleração, força, área, volume, entre outras.
Grandeza Unidade Símbolo
Área metro quadrado m2
Volume metro cúbico m3
Força newton N
Velocidade metro por segundo m/s
Aceleração metro por segundo ao quadrado m/s2
Energia joule J
Potência watt W
É comum ainda usarmos os múltiplos e submúltiplos decimais de uma unidade, através dos prefixos abaixo:
Prefixo Símbolo Fator
Tera T 1012 Giga G 109 Mega M 106 Kilo k 103 Hecto h 102 Deca da 101 Deci d 10-1 Centi c 10-2 Mili m 10-3 Micro µ 10-6 Nano n 10-9 Pico p 10-12 Notação científica
Ao efetuarmos a medida de uma determinada grandeza física, podemos obter um número que eventualmente pode ser extremamente grande ou extremamente pequeno. Como exemplos, podemos citar a distância da Terra à Lua, 384 000 000 km, e o diâmetro de um átomo de hidrogênio, da ordem de 0,000 000 000 1 m. Para manipular tais números, utilizamos a notação científica, fazendo o uso das potências de dez.
3 Qualquer número (N) pode ser escrito como o produto de
um número (m), onde 1 ≤ x < 10, por outro, que é uma potência de dez (10n):
.
nN
x 10
Vejamos alguns exemplos: 300 = 3. 102
6 700 000 = 6,7. 106
0,000 000 24 = 2,4. 10-7
Ordem de grandeza
A ordem de grandeza é a potência de dez, de expoente inteiro, mais próxima do módulo da medida da grandeza analisada.
Qualquer que seja o número (N) correspondente a essa medida, ele estará compreendido entre duas potências inteiras e consecutivas de dez, ou seja:
n n 1
10
N
10
A ordem de grandeza do número 300 é 102 porque 300 está
mais próximo de 100 (102) do que de 1000 (103). Por outro
lado, a ordem de grandeza do número 600 é 103 porque está
mais próximo de 1000 (103) do que 100 (102).
Grandezas escalares
São aquelas que ficam perfeitamente caracterizados por um número e uma unidade.
Exemplos: Tempo, massa, comprimento, temperatura,
energia, carga elétrica, potencial elétrico, corrente elétrica, resistência elétrica, potência, calor específico, coeficiente de dilatação térmica.
Grandezas vetoriais
São aquelas que, para serem caracterizadas, necessitam de um número e uma unidade (valor algébrico), direção e sentido.
Exemplos: Deslocamento, força, torque, aceleração,
quantidade de movimento, impulso, campo elétrico, campo magnético.
Algarismos significativos
Para utilizarmos qualquer que seja o instrumento de medida, a leitura do módulo de uma grandeza tem sua precisão limitada. Essa leitura é composta de algarismos corretos e de um algarismo duvidoso. Tanto os algarismos corretos como o algarismo duvidoso, são denominados algarismos significativos.
Todo algarismo diferente de zero é significativo. Exemplo: 412 = 3 algarismos significativos.
Todo zero entre dois algarismos significativos é significativo.
Exemplos: 109 = 3 algarismos significativos 2007 = 4 algarismos significativos Os zeros a esquerda não são significativos.
Exemplo: 0,00809 = 3 algarismos significativos
Todo zero à direita do último algarismo não nulo, porém à esquerda de uma vírgula imaginária, não é significativo.
Exemplo: 30500 = 3 algarismos significativos
Todo zero à direita de uma vírgula e após um algarismo não nulo é significativo.
Exemplo: 500,00 = 5 algarismos significativos
Nas operações com algarismos significativos, o resultado final não pode ter mais algarismos significativos do que a medida que tiver o menor de algarismos significativos. Se o primeiro algarismo a ser abandonado for inferior a 5, nós abandonamos, juntamente com os subsequentes. Se for igual ou superior a 5, acrescentamos uma unidade ao número anterior.
Proporcionalidade entre grandezas
Muitos fenômenos que ocorrem na natureza apresentam grandezas que se relacionam entre si, ou seja, fazendo variar uma, a outra também varia.
Exemplos:
1. O comprimento de uma barra de ferro aumenta quando aumentamos sua temperatura.
2. A força entre dois ímãs diminui quando aumentamos a distância entre eles.
Podemos escrever estas relações da seguinte maneira:
Proporção Direta:
Duas grandezas são diretamente proporcionais quando, ao se multiplicar o valor de uma delas por um número positivo, o valor da outra é multiplicado por esse mesmo número positivo.
B
4
Proporção indireta:
Duas grandezas são inversamente proporcionais quando, ao se multiplicar o valor de uma delas por um número positivo, o valor da outra é dividido por esse mesmo número positivo.
B 1 A B 1 k A Análise dimensional
A análise dimensional é uma ferramenta de grande valia no estudo da física, prestando-se para identificar grandezas, obter suas respectivas unidades de medida, verificar a homogeneidade de equações e prever expressões matemáticas a partir de conclusões experimentais.
Através da análise dimensional, podemos estabelecer as relações dimensionais entre grandeza derivada e as fundamentais através de suas dimensões ou símbolos dimensionais.
Grandezas físicas fundamentais
Grandeza Dimensão Unidades do SI
Comprimento [L] metro (m)
Massa [M] quilograma (kg)
Tempo [T] segundo (s)
Temperatura [] kelvin (K)
Corrente elétrica [I] àmpere (A)
Intensidade luminosa [J] candela (cd)
Quantidade de matéria [N] mol (mol)
Dimensões de algumas grandezas físicas
Grandezas físicas
Relação com
outras grandezas Unidade
Fórmula dimensional
Força Massa x Aceleração N [MLT-2]
Trabalho Força x Deslocamento J [ML2T-2] Pressão Força/Área N/m2 [ML-1T-2] Constante gravitacional G Força x Distância2/Massa2 Nm2/kg2 [M-1L3T-2]
Impulso Força x Tempo N. s [MLT-1]
Coeficiente de viscosidade Força x Distância Área x Velocidade N. s/m 2 [ML-1T-1]
Calor latente Calor/Massa J/kg [M0L2T-2]
Carga
elétrica Corrente x Tempo C [M0L0TI]
Potencial
elétrico Trabalho/Carga J/C ou V [ML2T-3I-1]
Resistência Potencial/Corrente Ohm () [ML2T-3I-2]
Capacitância Carga/Potencial Farad (F) [M-1L-2T4I2]
Indutância Potencial Corrente x Tempo Henry (H) [ML2T-2I-2] Campo magnético B Força
Carga x Velocidade Tesla (T) [ML
0T-2I-1] Constante de Planck h Energia/Frequência J. s [MLT-1] Vazão volumétrica Volume/Tempo m3/s [M0L3T-1] Vazão mássica Volume/Massa Kg/s [ML0T-1] Momento
Linear Massa x Velocidade Kg.m/s [MLT-1]
Momento angular Momento linear x Comprimento Kg.m2/s [ML2T-1] Momento de inércia Massa x Comprimento2 Kg.m2 [ML2T0] Teorema de Bridgman
Se uma dada grandeza física depende apenas de outras grandezas físicas independentes entre si, então esta grandeza pode ser expressa pelo produto de um fator puramente numérico por potências das grandezas das quais ela depende. Assim, com o princípio da homogeneidade e o teorema de Bridgman, podemos fazer previsões de fórmulas físicas.
Exemplo:
Experimentalmente verifica-se que a velocidade do pulso de onda (
v
) depende da força tensora (T
) e da densidade linear (
). Pelo teorema de Bridgman, conclui-se que:x y
v
k T
Os expoentes
x
ey
são verificados pelo princípio da homogeneidade, logo:
x y v T
0 1 1 1 1 2 x 1 1 0 yM LT
M LT
M L T
0 1 1 x y x y 2x M LT M L T 0 1 1 1 ; 2 2 2 1 x y x y x y x Experimentalmente demonstra-se que
k
1
, assim:T v
5 Vetores
Um vetor é representado por um segmento de reta orientado, onde possui: uma origem (A) e extremidade (B).
O vetor oposto possui mesmo módulo, mesma direção e sentido oposto ao vetor de origem.
Adição de Vetores
1. Polígono aberto
2. Polígono fechado
3. Regra do paralelogramo
4. Lei dos cossenos
Casos particulares:
1. Vetores paralelos e de mesmo sentido (α = 0°).
2. Vetores paralelos e de sentidos opostos (α = 180°)
3. Vetores ortogonais (α = 90°)
4. Decomposição de vetores
Exercícios de Classe
01. (Enem) O quadro apresenta o consumo médio urbano de veículos do mesmo porte que utilizam diferentes combustíveis e seus respectivos preços. No caso do carro elétrico, o consumo está especificado em termos da distância percorrida em função da quantidade de energia elétrica gasta para carregar suas baterias.
6
Combustível Consumo na cidade Preço* (R$)
Eletricidade 6 km/kWh 0,40 kWh
Gasolina 13 km/L 2,70 /L
Diesel 12 km/L 2,10 L
Etanol 9 km/L 2,10 L
Gás natural 13 km/m3 1,60/m3
* Valores aferidos em agosto de 2012. Considerando somente as informações contidas no quadro, o combustível que apresenta o maior custo por quilômetro rodado é o(a)
a) diesel. b) etanol. c) gasolina. d) eletricidade. e) gás natural. 02. (Enem) SEU OLHAR
(Gilberto Gil, 1984) Na eternidade Eu quisera ter Tantos anos-luz Quantos fosse precisar Pra cruzar o túnel Do tempo do seu olhar
Gilberto Gil usa na letra da música a palavra composta ANOS-LUZ. O sentido prático, em geral, não é obrigatoriamente o mesmo que na ciência. Na Física, um ano luz é uma medida que relaciona a velocidade da luz e o tempo de um ano e que, portanto, se refere a a) tempo.
b) aceleração. c) distância. d) velocidade. e) luminosidade.
03. (Enem) A tabela a seguir resume alguns dados importantes sobre os satélites de Júpiter.
Nome Diâmetro (km) Distância média ao centro de Júpiter (km) Período orbital (dias terrestres) Io 3.642 421.800 1,8 Europa 3.138 670.900 3,6 Ganimedes 5.262 1.070.000 7,2 Calisto 4.800 1.880.000 16,7 Ao observar os satélites de Júpiter pela primeira vez, Galileu Galilei fez diversas anotações e tirou importantes conclusões sobre a estrutura de nosso universo. A figura abaixo reproduz uma anotação de Galileu referente a Júpiter e seus satélites.
De acordo com essa representação e com os dados da tabela, os pontos indicados por 1, 2, 3 e 4 correspondem, respectivamente, a:
a) Io, Europa, Ganimedes e Calisto. b) Ganimedes, lo, Europa e Calisto. c) Europa, Calisto, Ganimedes e lo. d) Calisto, Ganimedes, lo e Europa. e) Calisto, lo, Europa e Ganimedes.
04. (Ifpe) No passado, Pernambuco participou ativamente da formação cultural, étnica, social e, até mesmo, quantitativa da população brasileira. No período colonial, e com a chegada dos portugueses à região, em 1501, o território foi explorado por Gaspar de Lemos, que teria criado feitorias ao longo da costa da colônia, possivelmente na atual localidade de Igarassu. A partir daí a população da província só cresceu, porém, mesmo na época da ocupação holandesa (1630-1654), os colonos contavam entre 10 e 20 mil pessoas (não mencionamos aqui o grande quantitativo e mesmo pouco conhecido de indígenas que habitavam toda a província). Hoje, o Brasil possui cerca de 200 milhões de habitantes.
Na Física, expressamos a ordem de grandeza como o valor mais próximo de uma medida em potência de 10. Em uma estimativa aproximada, podemos dizer que a ordem de grandeza do quantitativo de habitantes em nosso país, na atualidade, e de colonos, no período holandês, são, respectivamente,
a) 103 e 10 .6 b) 106 e 10 .3 c) 108 e 10 .4 d) 108 e 10 .5 e) 1010 e 10 .6
05. (Fatec) Sabe-se que a grandeza física potência pode ser expressa como sendo a energia utilizada pela unidade de tempo em um determinado sistema. Considerando como grandezas fundamentais o tempo (T), o comprimento (L) e a massa (M), podemos afirmar corretamente que a fórmula dimensional da potência é a) M L T
b) M L 2T c) M L 2T2 d) M L 2T2 e) M L 2T3
7 06. (Acafe) No Sistema Internacional de Unidades (SI), as
grandezas fundamentais da Mecânica e suas respectivas unidades são: massa em quilograma, comprimento em metro e tempo em segundo.
A alternativa correta que indica a unidade da grandeza potência em função dessas unidades é:
a) quilograma vezes metro dividido por segundo. b) quilograma vezes metro dividido por segundo ao
quadrado.
c) quilograma vezes metro ao quadrado dividido por segundo ao cubo.
d) quilograma vezes metro ao quadrado dividido por segundo ao quadrado.
e) quilograma vezes metro ao cubo dividido por segundo ao quadrado.
07. (Ifsp) Mário sabe que sua caixa d’água está com problemas. Para a realização do reparo, foi dito a ele que a caixa d’água deveria estar, no máximo, com 625 mil centímetros cúbicos de água, o que representa um volume máximo de:
a) 62,5 litros. b) 6,25 litros. c) 0,625 litros. d) 625 litros. e) 6.250 litros.
08. (CPS) Vertedouro é um canal artificial com a finalidade de conduzir a água através de uma barreira. Nas usinas hidrelétricas os vertedouros são importantes, pois escoam o excesso de água, regulando, assim, seu nível. A capacidade máxima de escoamento do vertedouro da usina de Itaipu e de 62.200 m / s,3 40 vezes a vazão média das Cataratas do Iguaçu.
<https://www.tinyurl.com/hzbz7ou> Acesso em: 29.02.2016. Adaptado.
Sobre o texto, é correto concluir que a vazão média das Cataratas do Iguaçu é, em m / min, 3
a) 10.337 b) 29.033 c) 50.373 d) 74.330 e) 93.300
09. (Uema) Os espaços públicos fazem uso de muitos aparelhos de ar-condicionado, com vistas ao uso racional da energia-água. Sabendo-se que uma academia utiliza, na sua refrigeração, 10 aparelhos de ar-condicionado, o proprietário deseja reaproveitar a água proveniente das unidades condensadoras para o
consumo da água nos seus banheiros.
Cada aparelho utilizado na academia condensa um volume de 20 litros, por dia, com consumo, em média, de 120.000 litros de água por mês (adote mês de 30 dias).
O percentual de economia de água obtido com o reaproveitamento da água condensada ao final do mês e a quantidade de aparelhos de ar condicionado que garantiriam uma economia de, pelo menos, 3% são, respectivamente, a) 4% e 6 aparelhos. b) 6% e 5 aparelhos. c) 6% e 4 aparelhos. d) 4% e 5 aparelhos. e) 5% e 6 aparelhos.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
A ÁGUA NA ATMOSFERA
O calor proveniente do Sol por irradiação atinge o nosso Planeta e evapora a água que sobe, por ser ela, ao nível do mar, menos densa que o ar. Ao encontrar regiões mais frias na atmosfera, o vapor se condensa, formando pequenas gotículas de água que compõem, então, as nuvens, podendo, em parte, solidificar-se em diferentes tamanhos. Os ventos fortes facilitam o transporte do ar próximo ao chão - a temperatura, em dias de verão, chega quase a 40° - para o topo das
nuvens, quando a temperatura alcança 70°C. Há um
consenso, entre pesquisadores, de que, devido à colisão entre partículas de gelo, água e granizo, ocorre a eletrização da nuvem, sendo possível observar a formação de dois centros: um de cargas positivas e outro de cargas negativas. Quando a concentração de cargas nesses centros cresce muito, acontecem, então, descargas entre regiões com cargas elétricas opostas. Essas descargas elétricas - raios - podem durar até 2s, e sua voltagem encontra-se entre 100 milhões e 1 bilhão de volts, sendo a corrente da ordem de 30 mil amperes, podendo chegar a 300 mil amperes e a 30.000°C de
temperatura. A luz produzida pelo raio chega quase instantaneamente, enquanto que o som, considerada sua velocidade de 300 m/s, chega num tempo 1 milhão de vezes maior. Esse trovão, no entanto, dificilmente será ouvido, se acontecer a uma distância superior a 35 km, já que tende seguir em direção à camada de ar com menor temperatura.
Física na Escola, vol. 2, nº 1, 2001 [adapt.]
10. (Ufpel) No texto, muitas unidades da Física são abordadas, como unidades de Termologia, Mecânica, Eletricidade e Ondas.
8 apenas grandezas físicas escalares referidas no texto.
a) temperatura, tempo, ddp, força elétrica e velocidade.
b) temperatura, tempo, ddp, intensidade de corrente elétrica e distância.
c) força elétrica, campo elétrico, velocidade, aceleração e deslocamento.
d) força elétrica, campo elétrico, potencial elétrico, aceleração e distância.
e) tempo, potencial elétrico, período, frequência e deslocamento. Gabarito 01 02 03 04 05 B C B C E 06 07 08 09 10 C D E E B Exercícios de Casa
01. (UCS) Quando um motorista vai ao posto de gasolina para colocar ar nos pneus do carro, é comum encontrar o valor de pressão fornecido pela bomba de ar expresso na unidade Psi (pound per square inch), que não é uma unidade do Sistema Internacional de Unidades. Se, por exemplo, o manual do usuário do veículo determinar o valor para calibração dos pneus em 30 Psi, sendo que
3
1 Psi6,895 10 Pa, significa que o motorista deve aplicar
a) 30 N de força do ar em toda a área interna do pneu. b) 2,07 10 N 5 de força, aproximadamente, em cada
2
m da área interna do pneu.
c) 4,35 10 3 N de força, aproximadamente, em cada m2 da área interna do pneu.
d) 30 quilogramas de massa de ar em cada m3 da área interna do pneu.
e) uma quantidade de ar à temperatura de 30 C. 02. Assinale a alternativa que apresenta CORRETAMENTE
apenas grandezas cuja natureza física é vetorial. a) Trabalho; deslocamento; frequência sonora;
energia térmica.
b) Força eletromotriz; carga elétrica; intensidade luminosa; potência.
c) Temperatura; trabalho; campo elétrico; forca gravitacional.
d) Força elástica; momento linear; velocidade angular; deslocamento.
e) Calor específico; tempo; momento angular; força eletromotriz.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Texto I
O sangue é um líquido constituído por plasma e algumas células especializadas. O sangue circula pelo coração, artérias, vasos e capilares transportando gases, nutrientes etc. Um adulto de peso médio tem cerca de 5 litros de sangue em circulação.
Texto II
De acordo com a Lei de Poiseville, a velocidade v do sangue, em centímetros por segundo, num ponto P à distância d do eixo central de um vaso sanguíneo de raio r é dada aproximadamente pela expressão v = C (r2 - d2),
onde C é uma constante que depende do vaso.
03. (Puccamp) A unidade da constante C no Sistema Internacional é: a) m-1 . s-1 b) m . s-1 c) m2 . s d) m3 . s e) m3 . s-1
04. (Ufrj) O censo populacional realizado em 1970 constatou que a população do Brasil era de 90 milhões de habitantes. Hoje, o censo estima uma população de 150 milhões de habitantes. A ordem de grandeza que melhor expressa o aumento populacional é
a) 106.
b) 107.
c) 108.
d) 109.
e) 1010.
05. O fluxo total de sangue na grande circulação, também chamado de débito cardíaco, faz com que o coração de um homem adulto seja responsável pelo bombeamento, em média, de 20 litros por minuto. Qual a ordem de grandeza do volume de sangue, em litros, bombeado pelo coração em um dia?
a) 102
b) 103
c) 104
d) 105
e) 106
06. (Ufpi) A superfície do Estado do Piauí mede cerca de 252.000 quilômetros quadrados (km2). A precipitação
pluviométrica média, anual, no Estado, é de cerca de 800mm. Isto significa que o valor médio do volume de água que o Piauí recebe por ano, sob a forma de chuvas, é de 200 quilômetros cúbicos (km3). Esse volume,
expresso em bilhões de metros cúbicos (m3), vale:
a) 2000 b) 200 c) 20
9 d) 2,0
e) 0,2
07. (Ufpi) A nossa galáxia, a Via Láctea, contém cerca de 400 bilhões de estrelas. Suponha que 0,05% dessas estrelas possuam um sistema planetário onde exista um planeta semelhante à Terra. O número de planetas semelhantes à Terra, na Via Láctea, é:
a) 2 × 104
b) 2 × 106
c) 2 × 108
d) 2 × 1011
e) 2 × 1012
08. (Enem) Na Antiguidade, algumas pessoas acreditavam que, no lançamento obliquo de um objeto, a resultante das forças que atuavam sobre ele tinha o mesmo sentido da velocidade em todos os instantes do movimento. Isso não está de acordo com as interpretações científicas atualmente utilizadas para explicar esse fenômeno.
Desprezando a resistência do ar, qual é a direção e o sentido do vetor força resultante que atua sobre o objeto no ponto mais alto da trajetória?
a) Indefinido, pois ele é nulo, assim como a velocidade vertical nesse ponto.
b) Vertical para baixo, pois somente o peso está presente durante o movimento.
c) Horizontal no sentido do movimento, pois devido à inércia o objeto mantém seu movimento.
d) Inclinado na direção do lançamento, pois a força inicial que atua sobre o objeto é constante. e) Inclinado para baixo e no sentido do movimento,
pois aponta para o ponto onde o objeto cairá.
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Leia os textos para responder à(s) questão(ões) a seguir. Os moinhos de vento – utilizados para moer grãos ou bombear água – são bons exemplos do emprego da energia eólica. No trecho da narrativa Dom Quixote de
La Mancha, livro escrito pelo espanhol Miguel de
Cervantes, o herói Dom Quixote enfrenta uma batalha contra moinhos.
Depois de cavalgarem algumas horas, chegaram a um grande campo onde se viam entre trinta e quarenta moinhos de vento.
– A sorte vem nos guiando melhor do que poderíamos desejar – disse Dom Quixote, segurando seu cavalo. – Vê meu fiel Sancho: diante de nós estão mais de trinta insolentes gigantes a quem penso dar combate e matar um por um. Com seus 1despojos iniciaremos nossa
riqueza, além de arrancar essas sementes ruins da face da terra. Essa é a ordem de Deus que devemos cumprir.
– Que gigantes? – perguntou Sancho Pança, que por mais que examinasse o terreno só via os inocentes moinhos de vento agitando suas pás vagarosamente. – Aqueles que ali vês – respondeu o amo. – Têm os braços tão longos que alguns devem medir mais de duas léguas...
– Olhe bem, Vossa Mercê – contestou Sancho. – Aquilo não são gigantes e sim moinhos de ventos, e o que parecem braços são as pás que, movidas pelo vento, fazem girar a pedra que mói os grãos.
– Bem se vê que não tens prática nessas aventuras. São gigantes, e, se tens medo, afasta-te daqui. O melhor é que fiques rezando enquanto me atiro a essa feroz e desigual batalha. E, dizendo isso, 2esporeou o pangaré
sem dar ouvidos ao escudeiro, certo de que combatia ferozes gigantes.
– Não fujais, covardes e 3abjetas criaturas! Sois atacadas
por somente um cavaleiro! Enquanto galopava contra o primeiro moinho, o vento aumentou de intensidade, fazendo girar as pás com mais velocidade.
– Não adianta agitar os braços. Havereis de me pagar! – gritou, atirando-se contra o “inimigo” mais próximo, encomendando-se de todo coração à sua senhora Dulcineia.
Foi a conta. Ao cravar a lança numa das pás do moinho, a força do impacto reduziu-a em pedaços, atirando longe cavalo e cavaleiro. Sancho Pança acorreu em socorro, seu alquebrado jumento troteando grotescamente.
– Valha-me Deus! – disse Sancho. – Não vos avisei que olhásseis bem para o que íeis fazer? Que eram moinhos e não gigantes? Como é que alguém pode-se enganar assim?
CERVANTES, Miguel. Dom Quixote: o cavaleiro da triste figura. Miguel de Cervantes, tradução e adaptação de João Angeli; ilustrações de Salmo Dansa. SP: Scipione, 2007.
Vocabulário
1Despojo: sobras de guerra ou bens de conquista adquiridos
após o guerreiro ter vencido a guerra.
2Esporear: picar o cavalo com as esporas para que ele ande;
estimular, incitar.
3Abjeta: pessoa que merece desprezo; sujeito desprezível.
09. (Cps) Suponha que ao atacar o moinho, Dom Quixote, empunhando sua lança ortogonalmente ao plano das pás, tenha cravado a ponta de sua lança no ponto P, sobre uma das pás que girava de acordo com o sentido indicado pela figura.
10 Considerando que no momento em que o moinho sofre
o ataque, as pás estão na posição conforme indica a figura acima, a direção e o sentido da forca exercida pela pá do moinho, sobre a ponta da lança, é melhor indicada pelo vetor a) b) c) d) e)
10. (Mackenzie) Uma partícula move-se do ponto P1 ao P4
em três deslocamentos vetoriais sucessivos a, b e d.
Então o vetor de deslocamento d é
a) c (a b) b) a b c c) (a c) b d) a b c e) c a b Gabarito 01 02 03 04 05 B D A C C 06 07 08 09 10 B C B E A Anotações:
