POR COMPETÊNCIAS E HABILIDADES
CADERNO 1 PROF.: Célio Normando
CA 5 - Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos.
H17 – Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e
representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica.
OBJETO DO CONHECIMENTO: Ordem de Grandeza 1. A recuperação de informações no mundo contemporâneo
“ O volume de informações produzido pela humanidade cresce a um ritmo cada vez mais acelerado. Segundo Hilbert & López (2011, p. 62), apenas em 2007, a quantidade total de informações
produzida no mundo foi de 295 exabytes (ou 295 trilhões de megabytes) – contra 2,6 exabytes em 1986; 15,8 em 1993; e 54,5 em 2000. Para se ter um parâmetro físico sobre o que corresponde a tal quantidade de informação, Hilbert &López (2011:62) apontam que se todas
as informações produzidas em 2007 fossem armazenadas em CD-ROMs de 1,2mm de espessura e se esses CDs fossem empilhados, a pilha produzida teria 1,25 vezes a distância da terra à lua.”
(Daniel Alves; Stela Tagnin - Anais do X Encontro de Linguística de Corpus, p.15)
Se a distância entre a Terra e a Lua é de 384.000 km, então a ordem de grandeza do número de CD-ROMs empilhados, é:
A) 105 B) 106 C) 1010 D) 1012 E) 1015
SOLUÇÃO: distância da Terra à Lua d = 3,84 x 105 km = 3,84 x1011 mm.
Espessura do CD e = 1,2 mm. N é o numero de CDs empilhados. N x e = 1,25 x d N x 1,2 = 1,25 x 3,84 x1011 N = 4 x 1011 OG (N) = 1012
RESPOSTA (D) OBJETO DO CONHECIMENTO: Relações entre as Grandezas
2. (ENEM-2002) O excesso de peso pode prejudicar o desempenho de um atleta profissional em corridas de longa distância como a maratona (42,2km), a meia-maratona (21,1km) ou uma prova de 10km. Para saber uma aproximação do intervalo de tempo a mais perdido para completar uma corrida devido ao excesso de peso, muitos atletas utilizam os dados apresentados na tabela e no gráfico:
Usando essas informações, um atleta de ossatura grande, pesando 63kg e com altura igual a 1,59m,que tenha corrido uma meia-maratona, pode estimar que, em condições de peso ideal, teria melhorado seu tempo na prova em
A) 0,32 minuto. B) 0,67 minuto. C) 1,60 minuto. D) 2,68 minutos. E) 3,35 minutos. SOLUÇÃO: A tabela mostra que o tempo perdido é diretamente proporcional ao “peso” acima do ideal.De acordo com a tabela, o atleta em questão deveria “pesar” 58 kg, isto é, está 5 kg acima do “peso ideal”.
Consultando-se o gráfico, para a meia-maratona, cada 1 kg acima do ideal corresponde a uma perda de 0,67 minutos.
Assim:
1 kg ————— 0,67 min 5 kg ————— t min Portanto:
t = 3,35 minutos RESPOSTA (E) NB: A questão fala em peso, embora a unidade que tenha usado seja de massa.
CA 6 - Apropriar-se de conhecimentos da Física para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.
H21 – Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e (ou) do eletromagnetismo.
3. Como funciona a Máquina de Xerox
Quando se inicia a operação em uma máquina de Xerox, acende-se uma lâmpada, que varre todo o documento a ser copiado. A imagem é projetada por meio de espelhos e lentes sobre a superfície de um tambor fotossensível, que é um cilindro de alumínio revestido de um material fotocondutor. Os fotocondutores são materiais com propriedade isolante no escuro. Mas, quando expostos à luz, são condutores. Assim, quando a imagem refletida nos espelhos chega ao tambor, as cargas superficiais do cilindro se alteram: as áreas claras do documento eliminam as cargas elétricas que estão sobre a superfície do cilindro e as áreas escuras as preservam. Forma-se, então, uma imagem latente, que ainda precisa ser revelada. Para isso, o cilindro é revestido por uma fina tinta de pó, o tonalizador, ou toner, que adere à imagem latente formada sobre o tambor. Em seguida, toda a imagem passa para as fibras do papel, através de pressão e calor. E, assim, chega-se à cópia final. Fonte: Revista Globo Ciência, dez. 1996, p. 18. O texto acima se refere a uma aplicação do fenômeno de eletrização, pois é graças a ele que o toner adere ao cilindro metálico mencionado. O processo de eletrização pode ocorrer de três formas
distintas: atrito, indução e contato, mas todos os processos têm algo em comum. É CORRETO afirmar que o comum destes processos é:
A) Deixar o corpo eletrizado, com um desequilíbrio entre o número de cargas elétricas positivas e negativas.
B) Deixar o corpo eletrizado, com um equilíbrio entre o número de cargas elétricas positivas e negativas.
C) Arrancar as cargas positivas do corpo eletrizado.
D) Deixar o corpo eletrizado com uma corrente elétrica negativa. E) Deixar o corpo eletrizado com um campo magnético.
SOLUÇÃO: Para que um corpo seja eletrizado, por qualquer processo, ele deve ganhar ou perder elétrons, havendo, então, um desequilíbrio entre o número de prótons (cargas positivas) e o número de elétrons (cargas negativas). RESPOSTA (A) OBJETO DO CONHECIMENTO: Lei Qualitativa que rege as Ações Elétricas
4. Um dispositivo simples capaz de detectar se um corpo está ou não eletrizado, é o pêndulo eletrostático, que pode ser feito com uma pequena esfera condutora suspensa por um fio fino e isolante.
Um aluno, ao aproximar um bastão eletrizado do pêndulo, observou que ele foi repelido (etapa I). O aluno segurou a esfera do pêndulo com suas mãos, descarregando-a e, então, ao aproximar
informações, considere as seguintes possibilidades para a carga elétrica presente na esfera do pêndulo:
Possibilidade Etapa I Etapa II Etapa III 1 Neutra Negativa Neutra 2 Positiva Neutra Positiva 3 Negativa Positiva Negativa 4 Positiva Negativa Negativa 5 Negativa Neutra Negativa
Somente pode ser considerado verdadeiro o descrito nas possibilidades a) 1 e 3. b) 1 e 2.
c) 2 e 4. d) 4 e 5. e) 2 e 5.
SOLUÇÃO: Etapa I: como houve repulsão, a esfera pendular e o bastão tinham cargas de mesmo sinal, respectivamente: [(+),(+)] ou [(–),(–)].
Etapa II: a esfera estava descarregada e o bastão continuou com a mesma carga: [(neutra),(+)] ou [(neutra), (–)]
Etapa III: ao entrar em contato com o bastão, a esfera adquiriu carga de mesmo sinal que ele, pois foi novamente repelida. As cargas da esfera e do bastão podiam ser, respectivamente: [(+),(+)] ou [(–),(–)].
Como o sinal da carga do bastão não sofreu alteração, a esfera apresentava cargas de mesmo sinal
nas etapas I e III. Assim as possibilidades de carga são: [(+), (neutra) e (+)] ou [(–), neutra e (–)]. RESPOSTA (E)
CA 5 – Entender métodos e processos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos.
H18 - Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam.
OBJETO DO CONHECIMENTO: Princípios da Óptica Geométrica – Formação de Sombras 5. (ENEM-98) A sombra de uma pessoa que tem 1,80m de altura mede 60cm. No mesmo momento,
a seu lado, a sombra projetada de um poste mede 2,00m. Se, mais tarde, a sombra do poste diminuiu 50cm, a sombra da pessoa passou a medir:
A) 30cm B) 45cm C) 50cm D) 80cm E) 90cm
SOLUÇÃO:
OBJETO DO CONHECIMENTO: Processos de Eletrização – Ligação à Terra 6. (ENEM–2012) No manual de uma máquina de lavar, o usuário vê o símbolo: Este símbolo orienta o consumidor sobre a necessidade de a máquina ser
ligada a A) um fio terra para evitar sobrecarga elétrica. B) um fio neutro para evitar sobrecarga elétrica. C) um fio terra para aproveitar as cargas elétricas do solo. D) uma rede de coleta de água de chuva. E) uma rede de coleta de esgoto doméstico SOLUÇÃO: O símbolo representa uma ligação a Terra. Se por ventura uma carga indesejada
(sobrecarga) chegar até a máquina, esta se descarregará para a Terra.
RESPOSTA (A) OBJETO DO CONHECIMENTO: Transferência de calor – Convecção.
7. (ENEM-2002) Numa área de praia, a brisa marítima é uma conseqüência da diferença no tempo de aquecimento do solo e da água, apesar de ambos estarem submetidos às mesmas condições de irradiação solar. No local (solo) que se aquece mais rapidamente, o ar fica mais quente e sobe, deixando uma área de baixa pressão, provocando o deslocamento do ar da superfície que está mais fria (mar).
À noite, ocorre um processo inverso ao que se verifica durante o dia
Como a água leva mais tempo para esquentar (de dia), mas também leva mais tempo para esfriar (à noite), o fenômeno noturno (brisa terrestre) pode ser explicado da seguinte maneira:
A) O ar que está sobre a água se aquece mais; ao subir, deixa uma área de baixa pressão, causando um deslocamento de ar do continente para o mar.
B) O ar mais quente desce e se desloca do continente para a água, a qual não conseguiu reter calor durante o dia.
D) O ar que está sobre a água se esfria, criando um centro de alta pressão que atrai massas de ar continental.
E) O ar sobre o solo, mais quente, é deslocado para o mar, equilibrando a baixa temperatura do ar que está sobre o mar.
SOLUÇÃO: As correntes de ar são correntes de convecção que acontecem por causa da diferença de temperatura entre a água e a areia. Sendo o fenômeno da brisa terrestre o inverso do da brisa marítima, o ar sobre a água está mais quente e, conseqüentemente, sobe, deixando uma área de baixa pressão.
Isso provoca, portanto, deslocamento de ar do continente para o mar.
RESPOSTA (A) CA 6 - Apropriar-se de conhecimentos da Física para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.
H 20 - Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos ou corpos celestes.
OBJETO DO CONHECIMENTO: Grandezas Fundamentais da Mecânica 8. (ENEM-2001) 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.
SOLUÇÃO: Ano-luz é uma unidade de comprimento, correspondente à distância percorrida pela luz, no vácuo, em um ano.
Astr. Unidade de distância que equivale à distância percorrida pela luz, no vácuo, em um ano, à razão de 299.792 km/s, e igual a aproximadamente 9 trilhões e 450 bilhões de quilômetros. [Pl.: anos-luz.] Novo Dicionário Aurélio.
RESPOSTA (C) CA 6 - Apropriar-se de conhecimentos da Física para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.
H21 – Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e (ou) do eletromagnetismo.
OBJETO DO CONHECIMENTO: Eletrização por Contato – Lei que rege as Ações Elétricas 9. (UERJ 2013) Três pequenas esferas metálicas, E1, E2 e E3, eletricamente carregadas e isoladas, estão alinhadas, em posições fixas, sendo E2 equidistante de E1 e E3. Seus raios possuem o mesmo valor, que é muito menor que as distâncias entre elas, como mostra a figura:
1 2 3
As cargas elétricas das esferas têm, respectivamente, os seguintes valores: Q1 = 20μC, Q2 = - 4μC e Q3 = 2μC
Admita que, em um determinado instante, E1 e E2 são conectadas por um fio metálico; após alguns segundos, a conexão é desfeita.
Nessa nova configuração, podemos afirmar que as cargas elétricas de E1 e E2 e a força resultante sobre E3 serão:
A) 8μC, 8μC, horizontal para direita. B) 4μC, 4μC, horizontal para esquerda. C) 6μC, 6μC, horizontal para direita. D) 8μC, 4μC, horizontal para esquerda. E) 6μC, 8μC, horizontal para direita.
SOLUÇÃO: Conectando as esferas por fios condutores, haverá um rearranjo das cargas. Considerando as esferas idênticas, a carga final de cada uma após a conexão é dada por:
A B Q Q 20 ( 4) Q' 2 2 Q' 8 C μ
Como a carga final de todas as esferas é positiva, a força entre elas será repulsiva. Assim sendo, após a desconexão dos cabos condutores, a força resultante sobre a partícula 3 pode ser
representada pela ilustração abaixo:
Isto é Horizontal para direita. RESPOSTA (A) OBJETO DO CONHECIMENTO: Eletrização por Contato – Lei de Coulomb
10. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas no fim do enunciado que segue, na ordem em que aparecem.
Três esferas metálicas idênticas, A, B e C, são montadas em suportes isolantes. A esfera A está positivamente carregada com carga Q, enquanto as esferas B e C estão eletricamente neutras. Colocam-se as esferas B e C em contato uma com a outra e, então, coloca-se a esfera A em contato com a esfera B, conforme representado na figura.
Depois de assim permanecerem por alguns instantes, as três esferas são simultaneamente separadas. Considerando-se que o experimento foi realizado no vácuo
9 2 2
0
k 9 10 N m / C e que a distância final (d) entre as esferas A e B é muito maior que seu raio, a força eletrostática entre essas duas esferas é _______ e de intensidade igual a _______.
a) 2
2b) 2
2 0 atrativa k Q / 9d c) 2
2 0 repulsiva k Q / 6d d) 2
2 0 atrativa k Q / 4d e) 2
2 0 repulsiva k Q / 4dSOLUÇÃO: O triplo contato faz com que a carga total divida-se por três.
Portanto, qA qB Q 3
.
A força será repulsiva de valor:
2 0 0 2 2 Q Q x k Q 3 3 k d 9d . RESPOSTA (A) GABARITO 1. D 2. E 3. A 4. E 5. B 6. A 7. A 8. C 9. A 10. A
