FÍSICA 3 BIMESTRE (2)

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FÍSICA 3 BIMESTRE
1 ANO
energia é a capacidade de realizar trabalho.trata-se de uma quantidade que sempre é conservada,
ou seja, que nunca muda, independentemente de qual seja o fenômeno estudado. Para que um
corpo possa realizar trabalho ou, ainda, mudar de temperatura, é preciso que algum corpo transfira
parte de sua própria energia para ele. De acordo com o SI, a unidade de medida da energia é joule
(J). 1 joule = 1 newton . 1
metro 1J = 1N.m
● Energia cinética: todo corpo que se move é dotado de energia cinética. Essa forma de
energia depende do quadrado da velocidade com que o corpo move-se e é proporcional à
sua massa.
onde m = massa do objeto
v = velocidade do objeto
Isso signifi ca que, para um aumento de
duas vezes na velocidade, a energia cinéti ca aumentará
por um fator de quatro
1 joule = 1 kg.m 2 /s 2
● Energia mecânica: é definida como a soma da energia cinética com todas as formas de
energia potencial de um sistema físico. Quando não há forças dissipativas, a energia
mecânica é conservada.
● Energia potencial gravitacional: quando um corpo está posicionado a alguma altura em
relação ao solo, ele apresenta energia potencial gravitacional. Essa forma de energia está
relacionada à massa, à gravidade e à altura do corpo em relação ao chão.
"Energia Potencial (gravitacional, elástica, elétrica, etc.): é a energia que um corpo possui
em relação à posição particular que ele ocupa.
Na ausência de atrito, a energia mecânica total de um sistema se conserva, havendo
apenas a transformação de energia potencial em energia cinética e vice-versa. Veja:
Emec= Ec + Ep
Essas relações são expressas pela seguinte
equação:
Na equação, acima, ‘m’ representa a massa
do objeto, ‘h’ representa a altura do objeto e ‘g’
representa a aceleração da gravidade (9,8 m/s2 na
Terra).
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/trabalho-forca-constante.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/temperatura-calor.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/sistema-internacional-unidades.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/forca-atrito.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/conservacao-energia-mecanica.htm
● Energia potencial elástica: todo corpo que tende a retornar ao seu formato original após ter
sido deformado apresenta uma quantidade de energia potencial elástica. Essa energia
depende do quadrado da deformação do corpo. Para certas molas, a quantidade de força é
diretamente proporcional à quantidade de estiramento ou compressão (x); a constante de
proporcionalidade é conhecida como constante da mola (k).
F mola = k.x
Diz-se que tais molas seguem a Lei de Hooke.
Se uma mola não é esti cada ou comprimida, não há
energia potencial elásti ca armazenada nela. Dessa
forma, a mola está em sua posição de equilíbrio. A
posição de equilíbrio é a posição que a mola assume,
naturalmente, quando não há nenhuma força aplicada
a ela.
Existe uma equação especial para
molas que relaciona a quanti dade de energia
potencial elásti ca com a quanti dade de esti ramento
(ou compressão) e, a constante da mola.
onde k = constante da mola
x = quanti dade de compressão
(em relação à posição de equilíbrio)
● Energia elétrica: é o nome popular usado para designar a energia potencial elétrica. A
atração entre cargas dá origem a ela. Essa energia depende do produto entre as cargas e é
inversamente proporcional à distância que as separa.
● Energia térmica: é a soma da energia cinética das partículas de um corpo. Essa energia é
diretamente relacionada à temperatura absoluta do corpo, medida em kelvin. Além disso, a
transferência de energia térmica entre corpos é chamada calor.
● Energia nuclear: tem origem nas forças atrativas que mantêm o núcleo atômico coeso.
Quando o núcleo dos átomos é desintegrado, ele emite energia em forma de radiação
corpuscular e ondulatória.
● Trabalho e energia são grandezas de mesma dimensão, ou seja, ambas são medidas
em joules. O trabalho pode ser calculado pelo produto interno entre os vetores força e
deslocamento. Portanto, a componente da força que é paralela à direção da distância
percorrida pelo corpo contribui para a realização do trabalho, enquanto a componente
perpendicular não promove qualquer realização de trabalho.
fórmula usada para calcular o trabalho realizado pela aplicação de uma força, confira:
F – força (N) d – distância (m)
θ – ângulo entre força e trabalho (º)
realização de trabalho sobre um corpo
promove uma variação de energia cinética. Essa
variação é determinada pelo teorema do trabalho e da energia
cinética, mostrado a seguir:
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/carga-eletrica.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/calor.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/nucleo-atomico.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/radiacoes.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/matematica/produto-interno-entre-dois-vetores.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/vetores.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/teorema-energia-cinetica.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/teorema-energia-cinetica.htm
ECF e Eci – Energias cinética final e inicial
mudança da energia cinética, calculada pela diferença entre a energia cinética final e inicial.
1. Leia as quatro afi rmações a seguir e determine se
elas representam ou não exemplos de trabalho.
(A) Um professor aplica uma força a uma parede e
fi ca exausto.
(B) Um livro cai de uma mesa e chega ao chão.
(C) Um garçom carrega uma bandeja cheia de
refeições acima de sua cabeça por um braço
esti cado através da sala em velocidade constante.
(D) Um foguete acelera pelo espaço.
2. João carrega uma mala de 200 N por três lances
de escada (uma altura de 10,0 m) e então a empurra
com uma força horizontal de 50,0 N a uma velocidade
constante de 0,5 m/s por uma distância horizontal de
35,0 metros. Quanto trabalho João fez em sua mala
durante todo esse movimento?
3. Qual é o trabalho realizado por uma força aplicada
para levantar um bloco de 15 Newtons 3,0 metros
verti calmente com velocidade constante?
Um esquilo cansado (massa de aproximadamente 1
kg) faz fl exões aplicando uma força para elevar seu
centro de massa em 5 cm para realizar apenas 0,50
Joules de trabalho. Se o esquilo cansado fi zer todo
esse trabalho em 2 segundos, determine sua potência.
Ao fazer uma barra fi xa, uma estudante de sica
levanta seu corpo de 42,0 kg a uma distância de 0,25
metros em 2 segundos. Qual é a potência fornecida
pelo bíceps do aluno?
Um homem comeu uma refeição que totalizou 600
Kcal. Ao se exercitar, o indivíduo só conseguiu queimar
a energia adquirida com a refeição depois de 6 h de
ati vidade.
Determine a potência aproximada desenvolvida pelo
homem em W.
Dados: 1 cal = 4J; 1 h = 3600 s; 1 Kcal = 1000 cal.
a) 102
b) 122
c) 152
d) 202
e) 112
1. Um carrinho é carregado com um ti jolo e puxado
com velocidade constante ao longo de um plano
inclinado até a altura de um assento. Se a massa do
carrinho carregado é 3,0 kg e a altura do assento
é 0,45 metros, então qual é a energia potencial
do carrinho carregado na altura do assento?
2. Se uma força de 14,7 N for usada para arrastar
o carrinho carregado (da questão anterior) ao
longo do plano inclinado por uma distância de
0,90 metros, qual será o trabalho realizado sobre
o carrinho carregado?
1. As afi rmações, a seguir, tratam das característi cas
de materiais elásti cos.
I – A constante elásti ca indica a difi culdade imposta
pela mola à deformação.
II – A energia potencial elásti ca é inversamente
proporcional à constante elásti ca da mola.
III – A energia potencial elásti ca é diretamente
proporcional ao produto da constante elásti ca pelo
quadrado da deformação sofrida pelo material.
IV – Uma mola de constante elásti ca igual a 150 N/m
pode ser deformada com mais facilidade que outra
mola com constante igual a 250 N/m.
A respeito das afi rmações acima, podemos dizer que:
a) I, II e III são verdadeiras
b) II, III e IV são verdadeiras
c) I, III e IV são verdadeiras
d) II, III e IV são falsas.
e) Todas as afi rmações são verdadeiras.
Use o diagrama a seguir para responderàs questões
1, 2 e 3. Despreze o efeito das forças de resistência.
1. A medida que o objeto se move do ponto A para o
ponto D através da super cie, a soma de seu potencial
gravitacional e energias cinéti cas ____.
a) diminui, apenas
b) diminui e depois aumenta
c) aumenta e depois diminui
d) conti nua o mesmo
2. O objeto terá uma energia potencial gravitacional
mínima no ponto ____.
a) A
b) B
c) C
d) D
e) E
3. A energia cinéti ca do objeto no ponto C é menor
que sua energia cinéti ca no ponto ____.
a) D apenas
b) A, D e E
c) B apenas
d) D e E
4. (Udesc) Deixa-se cair um objeto de massa 500g
de uma altura de 5m acima do solo. Assinale a
alternati va que representa a velocidade do objeto,
imediatamente, antes de tocar o solo, desprezando-se
a resistência do ar.
a) 10 m/s
b) 7,0 m/s
c) 5,0 m/s
d) 15 m/s
e) 2,5 m/s
5. FUVEST – Um ciclista desce uma ladeira, com
forte vento contrário ao movimento. Pedalando
vigorosamente, ele consegue manter a velocidade
constante. Pode-se então afi rmar que:
a) a sua energia cinéti ca está aumentando.
b) a sua energia cinéti ca está diminuindo.
c) a sua energia potencial gravitacional está
aumentando.
d) a sua energia potencial gravitacional está
diminuindo.
e) a sua energia potencial gravitacional é constante.
6. O que vai acontecer com a energia cinéti ca de um
carro se a sua velocidade dobrar?
a) Ficará 2 vezes maior.
b) Ficará 4 vezes maior.
c) Ficará 2 vezes menor.
d) Ficará 4 vezes menor.
e) Permanecerá constante.
7. Determine o módulo da energia cinéti ca associada
ao movimento de um homem e sua motocicleta, cuja
massa é igual a 350 kg e velocidade igual a 72 km/h.
a) 75.000 J
b) 150.000 J
c) 10,5 J
d) 70.000 J
8. Se um corpo permanece deslocando-se em
movimento uniforme, podemos afi rmar que:
a) há realização de trabalho sobre o corpo.
b) sua energia cinéti ca permanece constante.
c) sua energia cinéti ca aumenta de maneira
uniforme.
d) sua energia cinéti ca aumenta de acordo com o
quadrado de sua velocidade.
e) sua energia cinéti ca diminui de acordo com o
quadrado de sua velocidade.
9. Um objeto é empurrado por uma força de
intensidade 100 N que forma um ângulo de 60º com
a horizontal. Sabendo que a velocidade do objeto
durante a atuação da força é de 2 m/s, determine a
potência média desenvolvida.
a) 50 W
b) 100 W
c) 150 W
d) 200 W
e) 250 W
10. Uma mola de constante elásti ca igual a 20 N/m
é esti cada, e seu comprimento, que era inicialmente
de 20 cm, passa a ser de 50 cm. Qual é o módulo da
energia potencial elásti ca armazenada nessa mola?
a) 30 J
b) 200 J
c) 0,9 J
d) 50 J
e) 250 J
11. (Enem 2012) Os carrinhos de brinquedo podem ser
de vários ti pos. Dentre eles, há os movidos a corda, em
que uma mola em seu interior é comprimida quando
a criança puxa o carrinho para trás. Ao ser solto, o
carrinho entra em movimento enquanto a mola volta
à sua forma inicial.
O processo de conversão de energia que ocorre no
carrinho descrito também é verifi cado em
a) Um dínamo.
b) Um freio de automóvel.
c) Um motor a combustão.
d) Uma usina hidroelétrica.
e) Uma ati radeira (esti lingue).
12. (Enem 2012) Suponha que você seja um consultor
e foi contratado para assessorar a implantação de
uma matriz energéti ca em um pequeno país com
as seguintes característi cas: região plana, chuvosa e
com ventos constantes, dispondo de poucos recursos
hídricos e sem reservatórios de combus veis fósseis.
De acordo com as característi cas desse país, a matriz
energéti ca de menor impacto e risco ambientais é a
baseada na energia
a) Dos biocombus veis, pois tem menor impacto
ambiental e maior disponibilidade.
b) Solar, pelo seu baixo custo e pelas característi cas
do país favoráveis à sua implantação.
c) Nuclear, por ter menor risco ambiental e ser
adequada a locais com menor extensão territorial.
d) Hidráulica, devido ao relevo, à extensão territorial
do país e aos recursos naturais disponíveis.
e) Eólica, pelas característi cas do país e por não gerar
gases do efeito estufa nem resíduos de operação.
13. (Mackenzie) Na Olimpíada Rio 2016, nosso
medalhista de ouro em salto com vara, Thiago Braz,
de 75,0 kg, ati ngiu a altura de 6,03 m, um recorde
mundial, caindo a 2,80 m do ponto de apoio da vara.
Considerando o módulo da aceleração da gravidade g
= 10 m/s², o trabalho realizado pela força peso durante
a descida foi aproximadamente de:
a) 2,10 kJ
b) 2,84 kJ
c) 4,52 kJ
d) 4,97 kJ
e) 5,10 kJ
14. Um garoto gasta 75 J de energia para empurrar
uma caixa por três metros. Sabendo que a direção de
aplicação da força do garoto forma um ângulo de 60°
com a direção do deslocamento da caixa, determine
o valor da força feita pelo garoto.
a) 50 N
b) 40 N
c) 25 N
d) 30 N
e) 15N
2 ANO 3 BIMESTRE
"Unidades de volume
Metro cúbico (m3) [unidade-padrão de volume segundo o SI];
Litro (L) ou decímetro cúbico (dm3);
Mililitro (mL) ou centímetro cúbico (cm3).
Para converter uma unidade na outra, basta seguir estas relações:
1 m3 = 1000 L
1L = 1 dm3
1L = 1000 mL
1dm3 = 1000 cm3
1cm3 = 1mL
Relação entre as unidades de volume
Como podemos acompanhar no esquema acima, uma unidade de volume é sempre 1000 vezes
maior que a outra. Quando comparamos a unidade maior (m3) com a unidade menor (mL ou cm3),
a diferença é de 1000000 de vezes.
→ Conversão de unidades de volume
Exemplo 1: vamos transformar 4,5 m3 em dm3.
Como 1 m3 equivale a 1000 dm3, podemos montar a seguinte regra de três:
1m3 --------- 1000 dm3
4,5 m3---------- x
x.1 = 4,5.1000
x = 4500 dm3
Exemplo 2: vamos transformar 300 cm3 em L.
Como 1 L equivale a 1000 de cm3, podemos montar a seguinte regra de três:
1L --------- 1000 cm3
x---------- 300 cm3
1000.x = 300.1
x = 300
1000
x = 0,3 dm3
Unidades de pressão
As unidades mais utilizadas para o trabalho com a pressão são:
Atmosfera (atm);
Milímetro de mercúrio (mmHg);
Centímetro de mercúrio (cmHg);
Pascal (Pa) ou quilopascal (KPa = 1000 Pa) [unidade-padrão de pressão segundo o SI].
Para converter uma unidade na outra, basta seguir estas relações:
1 atm = 101,325 kPa
1 atm = 101325 Pa
1 atm = 760 mmHg
1 atm = 76 cmHg
OBS.: Foram utilizadas relações partindo do atm porque os valores utilizados são numericamente
mais simples de trabalhar e/ou memorizar (caso necessário).
→ Conversão de unidades de pressão
Exemplo 1: vamos transformar 2 atm em KPa.
Como 1 atm equivale a 101,325 KPa, basta montar a seguinte regra de três:
1atm --------- 101,325 KPa
2 atm ---------- x
x.1 = 2.101,325
x = 202, 650 KPa
Exemplo 2: vamos transformar 200 mmHg em cmHg.
Utilizando as relações fornecidas acima, inicialmente devemos converter 200 mmHg para atm por
meio da seguinte regra de três:
1 atm --------- 760 mmHg
x ---------- 200 mmHg
x.760 = 200.1
x = 200
760
x = 0,26 atm
Em seguida, transformamos o resultado em atm para cmHg na regra de três a seguir:
1 atm --------- 76 cmHg
0,26 atm ----------y
y.1 = 0,26.76
y = 19,76 cmHg
Exemplo 3: vamos transformar 500 cmHg em KPa.
Utilizando as relações fornecidas acima, inicialmente devemos converter 500 cmHg para atm por
meio da seguinte regra de três:
1 atm --------- 76 cmHg
x ---------- 500 cmHg
x.76 = 500.1
x = 500
76
x = 6,57 atm
Em seguida, transformamos o resultado em atm para cmHg na regra de três a seguir:
1 atm --------- 101,325 KPa
6,57 atm ----------y
y.1 = 6,57.101,325
y = 665,70 KPa
Veja também: O que é pressão atmosférica?
Unidades de temperatura
As unidades mais utilizadas para o trabalho com temperatura são:
Graus Celsius (oC);
Graus Fahrenheit (oF);
Kelvin (K) [unidade-padrão de temperatura segundo o SI].
Para converter uma unidade de temperatura em outra, podemos utilizar as fórmulas a seguir:
De graus Celsius para Kelvin: TK = ToC + 273
De graus Celsius para Fahrenheit: ToC = ToF-32
5 9
→ Conversão de unidades de temperatura
Exemplo 1: vamos transformar 45 oC para oF.
Para realizar a transformação, basta colocar os dados na fórmula abaixo:
ToC = ToF-32
5 9
45 = ToF-32
5 9
5.(ToF-32) = 45.9
5ToF - 160 = 405
5ToF = 405 + 160
ToF = 565
5
ToF = 113 oF
Exemplo 2: vamos transformar200 K para oC.
Para realizar a transformação, basta colocar os dados na fórmula a seguir:
TK = ToC + 273
200 = ToC + 273
ToC = 200 – 273
ToC = - 73 oC
Para saber mais sobre a conversão de valores entre as escalas termométricas, leia o texto a
seguir: Conversão entre escalas termométricas."
Veja mais sobre "Unidades de medida" em:
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/unidades-medida.htm
3 ANO 3 BIMESTRE PG 82
esumo sobre eletromagnetismo
● O eletromagnetismo comporta tudo que é estudado em eletricidade e em magnetismo.
● Existem diversas fórmulas estudadas no eletromagnetismo, entre elas a lei de
Faraday-Lenz e as equações de Maxwell.
● O eletromagnetismo é importante no desenvolvimento das tecnologias usadas nos
equipamentos elétricos e eletrônicos, investigação da origem da vida e no uso e
aperfeiçoamento da eletricidade e magnetismo para os mais diversos fins.
● No século 19 descobriram-se os efeitos magnéticos das correntes elétricas, sendo o
ponto de partida do estudo do eletromagnetismo.
O que é eletromagnetismo?
O eletromagnetismo é uma área da Física que estuda os fenômenos elétricos junto aos fenômenos
magnéticos.
Conceitos importantes do eletromagnetismo
Existem diversos conceitos relacionados à eletricidade, contudo, devido a sua extensão, abaixo
estão descritos os mais importantes.
● Carga elétrica: é uma propriedade intrínseca da matéria que é conservada e quantizada.
De acordo com o Sistema Internacional de Unidades, ela é medida em Coulomb [C].
Para saber mais sobre essa propriedade, clique aqui.
● Força elétrica: é a força de interação atração ou repulsão entre cargas elétricas com
sinais opostos ou sinais iguais, respectivamente. De acordo com o Sistema Internacional
de Unidades, a sua unidade é o Newton [N]. Para saber mais sobre essa força, clique
aqui
● Campo elétrico: propriedade física gerada no espaço por um corpo eletricamente
carregado. De acordo com o Sistema Internacional de Unidades, a sua unidade é o
Newton por Coulomb [N/C]. Para saber mais sobre essa propriedade, clique aqui
● Lei de Gauss: compara o fluxo total de um campo elétrico sobre uma superfície
gaussiana (superfície fechada) à carga elétrica total que está envolvida pela superfície
sob a constante de permissividade do vácuo.
● Potencial elétrico: indica a energia necessária para transportar uma carga elétrica entre
dois pontos em um espaço com campo elétrico. De acordo com o Sistema Internacional
de Unidades, ela é medida em Volt. Para saber mais sobre esse conceito, clique aqui.
● Capacitância: informa a capacidade que um capacitor tem de acumular cargas elétricas.
De acordo com o Sistema Internacional de Unidades, a sua unidade de medida é o
Faraday [F].
● Corrente elétrica: é o transporte de cargas elétricas dentro de um corpo que sofre uma
diferença de potencial elétrico (tensão elétrica). De acordo com o Sistema Internacional
de Unidades, a sua unidade de medida é o Ampère [A]. Para saber mais sobre esse
conceito, clique aqui.
● Potência elétrica: é o quanto de energia elétrica um circuito elétrico consome em um
período de tempo. De acordo com o Sistema Internacional de Unidades, a sua unidade
de medida é o Watt [W].
● Resistência elétrica: é uma propriedade com a finalidade de resistir ao transporte de
corrente elétrica. De acordo com o Sistema Internacional de Unidades, a sua unidade de
medida é o Ohm [Ω]. Para saber mais sobre essa propriedade, clique aqui.
● Tensão elétrica: é a diferença entre dois potenciais elétricos. De acordo com o Sistema
Internacional de Unidades, ela é medida em Volt.
● Campo magnético: propriedade intrínseca da matéria ou que pode ser produzida pelo
movimento de partículas eletricamente carregadas. De acordo com o Sistema
Internacional de Unidades, ele é medido em Tesla [T]. Para saber mais sobre essa
propriedade, clique aqui.
● Força magnética: força produzida por um campo magnético sobre um corpo
eletricamente carregado em movimento ou dotado de propriedades magnéticas
específicas. De acordo com o Sistema Internacional de Unidades, ela é medida em
Newton N. Para saber mais sobre essa força, clique aqui.
● Fluxo magnético: é a quantidade de campo magnético que percorre uma superfície. De
acordo com o Sistema Internacional de Unidades, ele é medido em Weber [Wb].
● Lei de Faraday: afirma que a força eletromotriz é produzida quando ocorre uma variação
de fluxo magnético em um circuito elétrico. Para saber mais sobre essa lei, clique aqui.
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/carga-eletrica.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/forca-eletrica.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/campo-eletrico.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/potencial-eletrico.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/corrente-eletrica.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/resistencia-eletrica.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/campo-magnetico.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/forca-magnetica.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/lei-faraday.htm
● Equações de Maxwell: conjunto de equações que resumem as leis do eletromagnetismo,
servindo para analisar diversos fenômenos estudados em eletricidade, magnetismo e
óptica.