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1 APRESENTAÇÃO Este curso foi elaborado com intuito de resgatar os conteúdos vistos na disciplina de Física no ensino médio que serão de grande necessidade para sua vida acadêmica e profissional. A Física, na maioria das vezes, é a grande vilã do ensino médio, quando ouvimos falar a palavra FÍSICA o corpo treme e logo vem na nossa cabeça: FÓRMULAS!!!!! E mais FÓRMULAS. TEORIAS MIRABOLANTES e COMPLICADAS. Ah e a foto do Einstein com a língua pra fora. Mas a física está presente na nossa vida por tempo integral! Por exemplo, tempo já é um conceito físico. É um estudo que você experimenta naturalmente, desde o momento que abre os olhos. Aí então BUUUMMMM!!!!!!! Você começa a observar e indagar o mundo que está a sua volta e como ele funciona. Como funciona o cinema 3D? Porque a água apaga o fogo? Como funciona as redes wi-fi? Na prática qual a diferença de um veículo com motor 1.0 e 2.0? Como o navio flutua? E a minha preferida: Porque o céu é azul? Vivemos melhor a medida que respondemos essas perguntas! Nesse curso discutiremos os conceitos básicos da física, de maneira simples, objetiva e prática. Lembrando que a física existe para ajuda-lo a compreender o mundo. É uma aventura humana, empreendida em benefício de todos, no modo como o mundo funciona. Prontos para embarcar nessa aventura? Vamos ver o que você lembra do seu ensino médio? 2 TESTE DE NIVELAMENTO Questão 1: O planeta que vivemos é a Terra. A massa da terra é de aproximadamente 5,98 x 1024 kg. Sua população mundial tem cerca de 6,9 x 109 de habitantes e seu raio médio é 6 370 000 m. O raio médio da Terra em notação científica e a ordem de grandeza de sua população é respectivamente: a) 63,7x106 m e 1010 habitantes. b) 63,7x10-6 m e 1024 habitantes. c) 6,37x106 m e 1010 habitantes. d) 6,37x106 m e 109 habitantes. e) 6,37x106 km e 1010 habitantes. Gabarito comentado: Letra c. Raio médio = 6 370 000 m = 6,37 x 106 m Notação científica = N x 10y, Onde 101 N e y é a quantidade de casas decimais que você deslocou até N. População = 6,6 x 109 habitantes. Ordem de grandeza de um número é apenas o expoente mais próximo do número. Como 6,9 x 109, está mais perto de 1010 do que de 109, então sua ordem de grandeza é 1010. Questão 2: O alemão Sebastian Vettel em 2010 tornou-se o mais jovem campeão da história da Fórmula 1. Quando dizemos que a velocidade do seu carro é de 85 m/s, horizontal e para a direita, estamos definindo a velocidade como uma grandeza ____________ e sua velocidade é ______ km/h. a) escalar – 306 km/h. b) escalar – 85 km/h. c) vetorial – 85 km/h. d) vetorial – 306 km/h. e) n.d.a. Gabarito comentado: Letra d. 3 Vetor: módulo, direção e sentido. Para mudar a unidade de m/s para km/h multiplica-se por 3,6. Temos que 1 km = 1000 m ou 1m = 10-3 km e 1 h = 3600 s ou 1s = 1h/3600. Substituindo na expressão, temos: Logo 1 metro por segundo equivale a 3,6 quilômetros por hora, 1 m s = 3,6 km h . 85 m s = 85x3,6 km h = 306 m s Questão 3: O gráfico abaixo representa o deslocamento (em metros) de um móvel com o tempo (em segundos). Com base no gráfico, determine posição inicial, a velocidade escalar e a função horária do móvel. a) tSsmvmS 5,25 e 5 ; 5,20 b) tSsmvmS 5,25 e 5,2 ; 50 c) tSsmvmS 5,25 e 5,2 ; 50 d) tSsmvmS 5,25 e 5 ; 5,20 e) 55,2 e 5 ; 5,20 tSsmvmS Gabarito comentado: Letra b. 1 m s = 10-3km 1 3600 h 4 Temos que a função horária do movimento uniforme é dado por tvSS 0 , onde S0 é a posição inicial do deslocamento, v é a velocidade e t é o tempo. Quando t =0 o móvel está na posição inicial, observando o gráfico S0=5 m. A velocidade é dado por t S v . Com base no gráfico temos os dados necessários para encontrá-la. sm tt SS t S v 5,2 10 25 010 530 0 0 Questão 4: Neymar Jr em um treino chuta, em seqüência, três bolas. I, II e III, cujas trajetórias estão representadas nesta figura abaixo. Sejam tI, tII e tIII são os tempos gastos, respectivamente, pelas bolas I, II e III, desde o momento do chute até o instante em que atingem o solo. Considerando- se essas informações, qual a relação entre os tempos abaixo está correta? a) tII > tI = tIII. b) tIII > tII = tI. c) tII > tIII > tI. d) tIII > tII > tI. e) tI = tII = tIII. Gabarito comentado: Letra a. Na vertical, temos um MRUV. Na horizontal, temos um MRU. A bola se move na vertical e horizontal, simultaneamente. Movimentos perpendiculares são 5 independentes e podemos nos ater apenas à subida e descida da bola, que determina sua permanência no ar. Assim, a que vai mais alto demora mais: II. As outras duas subiram o mesmo, e demoram o mesmo! Questão 5: Johannes Kepler foi um astrônomo, matemático e astrólogo alemão e figura-chave da revolução científica do século XVII. É mais conhecido por ter formulado as três leis fundamentais da mecânica celeste, conhecidas como Leis de Kepler. A segunda lei de Kepler (Lei das Áreas) estabelece que a linha traçada do Sol a qualquer planeta descreve áreas iguais em tempos iguais. Com base na figura abaixo, podemos dizer que: a) O planeta se move com a mesma velocidade independente da sua posição em relação ao Sol. b) O planeta se move com menor velocidade perto do Sol (arco AB). c) O planeta se move com maior velocidade perto do Sol (arco AB). d) O planeta se move com maior velocidade afastado do Sol (arco CD). e) Não temos informação suficiente para distinguir a velocidade do planeta nos trechos AB e CD. Gabarito comentado: Letra c. O planeta se move com maior velocidade perto do Sol (arco AB). Isto acontece porque o planeta, estando mais próximo do Sol, sofre uma força de atração maior (comprovado mais tarde por Newton). t S v ABAB e t S v CDCD , temos que t é igual nos dois trechos, igualando: CD CD AB AB v S v S 6 CD CD AB AB v S S v , como CDAB SS , concluímos que CDAB vv . Questão 6: Uma pessoa aperta um prego entre os dedos, como mostrado na figura: A cabeça do prego está apoiada no dedo médio e a ponta, no polegar. Onde MF é o módulo da força e Mp é a pressão que o prego faz sobre o dedo médio da pessoa. Sobre o polegar, essas grandezas são, respectivamente, PF e Pp . Qual afirmativa abaixo é verdadeira? a) MF > PF e Mp = Pp . b) MF = PF e Mp = Pp . c) MF > PF e Mp > Pp . d) MF < PF e Mp > Pp . e) MF = PF e Mp < Pp . Gabarito comentado: Letra e. Está implícito o Equilíbrio: prego está em repouso entre os dedos. Logo, as forças que os dedos fazem precisam ser iguais: 1ª Lei de Newton. Por outro lado, embora não seja fundamental, podemos lembrar também da 3ª Lei de Newton: a força que o dedo faz no prego é igual em módulo à que a prego faz no dedo. Princípio da Ação e Reação. Porém, Pressão é a Força distribuídaem uma Área: A F p 7 E as áreas de contato nos dedos são visualmente distintas. A Pressão é inversamente proporcional à área! Logo, área menor ⇒ pressão maior! A pessoa sente uma Pressão maior no indicador! Questão 7: A figura abaixo mostra dois circuitos. Na situação A, uma lâmpada é conectada a uma bateria, e, na situação B, duas lâmpadas iguais são conectadas em série à mesma bateria. Comparando as duas situações, na situação B, a bateria fornece: a) A mesma luminosidade. b) Maior luminosidade. c) A mesma corrente. d) Maior corrente. e) Menor corrente. Gabarito comentado: Letra e. Na situação B a resistência aumenta, dobra, e assim a corrente e o brilho diminuem. R V i Questão 8: Vivemos em um mundo onde todo o ambiente anda mais barulhento. O excesso de ruído pode ser ainda maior e perigoso para as novas gerações, que não vivem sem aparelhos sonoros em casa, no carro ou fones de ouvido (tocadores de MP3 ou iPods). O uso constante de fones de ouvido pode causar perda irreversível da audição, segundo a otorrinolaringologista Tanit Sanchez. Com relação à intensidade sonora, pode-se afirmar que: I – Aumenta de acordo com a freqüência do som. II – Está relacionada com a energia transportada pela onda sonora. III – Diminui com o timbre de voz. a) somente I é correta. b) somente II é correta. c) apenas I e II são corretas. d) apenas I e III são corretas. e) I, II e III são corretas. 8 Gabarito comentado: Letra b. I e III são falsas, pois a intensidade está relacionada apenas com a amplitude da onda sonora. Como a amplitude indica a energia transportada pela onda, II é verdadeira. Questão 9: Num sistema massa-mola, um bloco de massa m, preso à extremidade de uma mola, oscila num plano horizontal com movimento harmônico simples (MHS), conforme a figura. Podemos afirmar: I – o período independe da constante elástica da mola. II – a energia cinética é máxima no ponto O. III – a energia mecânica do sistema, em qualquer ponto de x, é constante. a) somente I é correta. b) somente II é correta. c) somente III é correta. d) apenas I e II são corretas. e) apenas II e III são corretas. Gabarito comentado: Letra e. I – É falsa, pois k m T 2 . II – É verdadeira, pois 2 2kA EEE pcM . III – É verdadeira, pois em x =0 a energia potencial é igual a zero. Restando somente a energia cinética. pcM EEE Questão 10: Diariamente observamos o fenômeno da dilatação térmica dos sólidos. Na engenharia temos aplicações na construções de pontes, de estrada de ferro e nas distribuição de linhas de alta tensão. 9 A dilatação de um objeto depende de três fatores: do material de que é feito o objeto; do tamanho inicial do objeto e da variação de temperatura que o objeto é submetido. Suponha que você não consiga abrir um recipiente de palmito (feito de vidro com a tampa de zinco). Lembrando das aulas de Física você esquenta água e mergulha o recipiente de palmito. Conseguirá abrir o pote porque: a) O calor específico do vidro é menor que o do zinco. b) O calor específico do vidro é maior que o do zinco. c) A variação de temperatura no vidro é maior. d) O coeficiente de dilatação do vidro é menor que o do zinco. e) O coeficiente de dilatação do vidro é maior que o do zinco. Gabarito comentado: Letra d. O coeficiente de dilatação linear do zinco é aproximadamente 25.10-6 e o do vidro comum é 8.10-6. Logo o zinco e o vidro expostos a mesma variação de temperatura, o zinco dilatará mais que o vidro, devido o seu coeficiente de dilatação ser maior que o do vidro.
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