Física 2

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CNF  Física  
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SEE-AC  Coordenação de Ensino Médio CNF  Física  49 
*MÓDULO 1* 
 
Estática – Equilíbrio 
 
Por dentro da estática 
 
 A estática é a área da Física que estuda sistemas em 
equilíbrio. De acordo com a 1.ª Lei de Newton, a 
aceleração desses sistemas é nula. Dizemos que uma 
partícula ou um corpo está em equilíbrio quando se 
encontra em repouso em relação a outro corpo – por 
exemplo, uma televisão colocada sobre uma mesa – ou 
em movimento retilíneo uniforme – um carro rodando 
numa estrada reta em velocidade constante. 
 
 
 
 AFP 
 
 A Ponte do Gard foi projetada pelos romanos como parte de um 
aqueduto que abastecia a cidade de Nîmes 
 
 Como já vimos anteriormente, nessas situações a 
resultante das forças que atuam sobre o corpo (a 
televisão e o carro) é nula. Com isso, podemos concluir 
que, para que um corpo, ou, fisicamente, um ponto 
material (classificado assim quando suas dimensões são 
desprezíveis) qualquer, esteja em equilíbrio, é essencial 
que a resultante de forças que atuam nele seja nula. 
 É exatamente esse princípio da estática que os 
engenheiros romanos usaram para construir os 
aquedutos. Para entender melhor como eles 
conseguiram essa proeza, é preciso saber que todo 
corpo ou sistema tem um “centro de massa”, o local onde 
se considera a ação da força-peso. Para que esse 
sistema ou corpo – que pode ser um corpo humano – 
permaneça parado, sem se desequilibrar nem cair para 
os lados, é necessário que a linha vertical que passa pelo 
seu centro de massa esteja contida no plano da base do 
objeto. No caso do corpo humano, são os pés. É dessa 
forma que nos mantemos em pé. Nosso centro de 
massa, localizado junto ao nosso umbigo e dentro do 
abdome, está sempre acima da área formada pelos 
nossos pés. 
 Para evitar que uma pilha de tijolos, onde cada um 
está um pouco deslocado em relação ao de baixo, se 
desequilibre e se desmorone, é essencial que o centro de 
massa da pilha de tijolos “caia” dentro da área do tijolo 
que está apoiado no chão. No caso de um grupo de 
equilibristas suspensos sobre uma cadeira, o centro de 
massa de cada um deve continuar sobre a base da 
cadeira apoiada no chão. Em ambos os casos, a 
resultante de forças incidindo sobre os corpos (tijolos e 
equilibristas) será nula e eles permanecerão em 
equilíbrio. 
 Agora, para um ponto material – corpo cujas 
dimensões não são relevantes –, como ficam as 
condições de equilíbrio? Como as forças agem sobre 
ele? Visualmente, podemos expressar todas as forças 
que atuam sobre determinado corpo com o gráfico a 
seguir. 
 
 
 
 O gráfico representa a ação das várias forças sobre um corpo cujas 
dimensões não são relevantes 
 
 Note que as várias forças que agem em certo corpo 
(no exemplo do gráfico 1, 2 e 3) podem ser 
substituídas por suas componentes sobre os eixos e 
. Se formos decompor essas forças sobre os eixos 
e , veremos que as forças 1x, 2x e 3x estão sobre o 
eixo , enquanto as forças 1y, 2y e 3y estão sobre o 
eixo . 
 Caso a resultante de todas as componentes sobre os 
dois eixos e sejam nulas, a resultante das forças 
que atuam sobre o corpo também será nula ( R = ). Isso 
significa que a partícula estará em equilíbrio. 
 Resumindo, a condição para que um ponto material 
qualquer esteja em equilíbrio – o que significa estar 
parado ou em movimento retilíneo uniforme – é que as 
resultantes das componentes de forças sobre os eixos 
e sejam nulas. 
 E os arcos romanos, o que eles têm a ver com tudo 
isso? Para que eles se sustentem, o somatório de todas 
as forças que incidem em todas as suas partes precisa 
ser nulo. De outra forma, eles desmoronariam. 
 
 Estática é a parte da Física que estuda corpos em 
equilíbrio, como pontes, edifícios de torres etc. 
 
 Equilíbrio do ponto material: na Física, diz-se que um 
corpo se encontra em equilíbrio quando ele está em 
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repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Em 
ambos os casos, sua aceleração é nula, conforme já 
estudado na 1.ª Lei de Newton. 
 
 Para que uma partícula esteja em equilíbrio, é 
obrigatório que a resultante das forças que atuam 
sobre ela seja nula ( R = ). Isso significa que, se 
formos decompor essas forças em dois eixos e , a 
resultante de forças em cada eixo deve ser zero. 
 
 Corpo extenso é aquele que não sofre deformações 
sob a ação de forças externas – ou cujas 
deformações são desprezíveis – e seu tamanho é 
relevante na resolução dos problemas. 
 
 Momento ou torque de uma força é uma grandeza 
física associada ao movimento de rotação de um 
corpo, em torno de um eixo, que resulta da aplicação 
de uma força sobre esse corpo. A equação que 
define o momento de uma força é , em que 
 é a distância perpendicular do eixo à linha de 
ação de . 
 
 O equilíbrio de um corpo rígido só será atingido 
quando o corpo estiver em equilíbrio de translação 
( x e y ) e rotação ( ). 
 
********** ATIVIDADES 1 ********** 
 
Texto para as questões de 1 a 3. 
 
Os incríveis arcos romanos 
 
Considerada patrimônio da humanidade, a Ponte do 
Gard, construída no sul da França há cerca de 2000 
anos, é uma obra-prima da arquitetura 
 
 Um dos mais belos e impressionantes monumentos 
da era romana em território francês é a Ponte do Gard 
(Pont du Gard, em francês). Localizada no sul do país, 
ela fazia parte de um aqueduto de 50 quilômetros de 
extensão que trazia água de Uzes até Nîmes. A ponte, 
construída pouco antes do início da era cristã, levou 
cinco anos para ficar pronta e chama atenção pela 
beleza e pelo equilíbrio de suas formas. Muitos a 
consideram uma verdadeira obra-prima arquitetônica. 
 Com 49 metros de altura e 275 metros de 
comprimento, o monumento, tombado em 1985 pela 
Organização das Nações Unidas para a Educação, a 
Ciência e a Cultura (Unesco) como patrimônio dahumanidade, é formado por 52 arcos feitos de pedra. 
Eles têm diferentes tamanhos, que variam de 7 a 22 
metros de altura, e estão distribuídos em três planos 
sobre o rio Gard. O nível mais baixo da construção era – 
e ainda é – usado como estrada para travessia do rio, 
enquanto o mais elevado servia de duto para as águas. 
 O mais impressionante é que os arquitetos e 
engenheiros romanos não utilizaram cimento na 
construção dos arcos. As pedras eram simplesmente 
encaixadas umas nas outras. Por um princípio físico que 
envolve forças – fundamentalmente, condições de 
equilíbrio –, assim permaneceram por mais de 2000 
anos. Considerando cada pedra um corpo com 
dimensões desprezíveis, para manter o equilíbrio é 
necessário que a força resultante sobre ela seja nula. 
 Embora os romanos tenham usado e abusado da 
construção de arcos – presentes não apenas em pontes 
e aquedutos, mas também em arenas, como o Coliseu 
de Roma, em arcos do triunfo e outros monumentos –, os 
inventores desse tipo de edificação não foram eles, mas 
os etruscos, povo que viveu no norte da Itália por volta do 
ano 1000 antes de Cristo. 
 
Superinteressante, São Paulo, jun. 2009. 
 
.1. (AED-SP) 
 
Quais as dimensões da Ponte do Gard? Quantos níveis e 
arcos ela tem? 
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.2. (AED-SP) 
 
Os romanos foram os primeiros a construir edificações 
em forma de arcos, como aquedutos e arenas? 
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.3. (AED-SP) 
 
Qual é o principal conhecimento de Física necessário 
para realizar a construção dos aquedutos? 
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.4. (INEP-MEC) 
 
Os antigos romanos foram os primeiros a usar 
extensivamente o arco arquitetônico em suas 
construções. A propriedade mais notável do arco é que 
as pedras que o compõem permanecem em equilíbrio 
devido somente às forças mútuas de contato, sem 
necessidade de argamassa para cimentá-las umas às 
outras. Considere que o arco representado na figura 
abaixo está desse modo em equilíbrio e que cada uma 
de suas pedras pesa 150 N. Determine a direção e o 
sentido da resultante das forças que as pedras laterais D 
e E exercem sobre a pedra central C e calcule seu 
módulo. 
 
 
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(A) Horizontal para a esquerda, de intensidade 100 N. 
(B) Vertical para cima, de intensidade 100 N. 
(C) Horizontal para a esquerda, de intensidade 150 N. 
(D) Vertical para cima, de intensidade 150 N. 
(E) Vertical para baixo, de intensidade 150 N. 
 
.5. (INEP-MEC) 
 
A figura a seguir mostra um atleta de ginástica olímpica 
no aparelho de argolas. O ginasta encontra-se parado na 
posição mostrada. 
 
 
 
Dentre as alternativas a seguir, assinale a que melhor 
representa as forças que atuam sobre ele, desprezando- 
-se as forças do ar. 
 
***(A)********(B)**********(C)***********(D)*********(E)****** 
 
 
 
.6. (PUC-RS) 
 
Dois operários suspendem um balde por meio de cordas, 
conforme mostra o esquema a seguir. 
 
 
 
São dados: 
************* 
 
Sabe-se que o balde, com seu conteúdo, tem peso 50 N, 
e que o ângulo formado entre as partes da corda no 
ponto de suspensão é 60º. A corda pode ser considerada 
como ideal (inextensível e de massa desprezível). 
 
Quando o balde está suspenso no ar, em equilíbrio, a 
força exercida por um operário, medida em newtons, 
vale: 
 
(A) (C) (E) 
(B) (D) 
.7. (UNESP) 
 
Um professor de Física pendurou uma pequena esfera, 
pelo seu centro de gravidade, ao teto da sala de aula, 
conforme a figura: 
 
 
 
Em um dos fios que sustentava a esfera, ele acoplou um 
dinamômetro e verificou que, com o sistema em 
equilíbrio, ele marcava 10 N. O peso, em newtons, da 
esfera pendurada é de: 
 
(A) 
(B) 
(C) 
(D) 
(E) 
 
.8. (UNICAMP-SP) 
 
A figura a seguir mostra uma árvore que sofreu uma 
poda drástica e perdeu a parte esquerda da sua copa. 
Após a poda, o centro de massa (CM) da árvore passou 
a ser à direita do eixo do tronco. Uma forte rajada de 
vento exerce uma força horizontal vento sobre a árvore, 
atuando ao longo de uma linha que fica a uma altura da 
raiz. 
 
 
 
Para que a árvore permaneça em equilíbrio estático é 
necessário que tanto a força quanto o torque resultante 
na árvore sejam nulos. O torque de uma força com 
relação a um ponto é dado pelo produto do módulo da 
força pelo seu braço, que é a distância do ponto à linha 
de ação da força. Assim, qual é o conjunto de forças 
agindo nas raízes dessa árvore que poderia garantir seu 
equilíbrio estático? 
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(A) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(B) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(C) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(D) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
________________________________________________ 
*Anotações* 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
********** ATIVIDADES 2 ********** 
 
 
 
 
C1 
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. 
 
.9. (ENEM-MEC) 
 
Um dos modelos usados na caracterização dos sons 
ouvidos pelo ser humano baseia-sena hipótese de que 
ele funciona como um tubo ressonante. Neste caso, os 
sons externos produzem uma variação de pressão do ar 
no interior do canal auditivo, fazendo a membrana 
(tímpano) vibrar. Esse modelo pressupõe que o sistema 
funciona de forma equivalente à propagação de ondas 
sonoras em tubos com uma das extremidades fechadas 
pelo tímpano. As frequências que apresentam 
ressonância com o canal auditivo têm sua intensidade 
reforçada, enquanto outras podem ter sua intensidade 
atenuada. 
 
 
 
Considere que, no caso de ressonância, ocorra um nó 
sobre o tímpano e ocorra um ventre da onda na saída do 
canal auditivo, de comprimento L igual a 3,4 cm. 
Assumindo que a velocidade do som no ar (v) é igual a 
340 m/s, a frequência do primeiro harmônico (frequência 
fundamental, n = 1) que se formaria no canal, ou seja, a 
frequência mais baixa que seria reforçada por uma 
ressonância no canal auditivo, usando este modelo é 
 
(A) 0,025 kHz, valor que considera a frequência do 
primeiro harmônico como igual a nv/4L e equipara o 
ouvido a um tubo com ambas as extremidades 
abertas. 
(B) 2,5 kHz, valor que considera a frequência do primeiro 
harmônico como igual a nv/4L e equipara o ouvido a 
um tubo com uma extremidade fechada. 
(C) 10 kHz, valor que considera a frequência do primeiro 
harmônico como igual a nv/L e equipara o ouvido a 
um tubo com ambas as extremidades fechadas. 
(D) 2.500 kHz, valor que expressa a frequência do 
primeiro harmônico como igual a nv/L, aplicável ao 
ouvido humano. 
(E) 10.000 kHz, valor que expressa a frequência do 
primeiro harmônico como igual a nv/L, aplicável ao 
ouvido e a tubo aberto e fechado. 
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.10. (ENEM-MEC) 
 
Se for necessário transmitir urgentemente uma notícia 
para uma população isolada numa região distante, o 
ideal será enviá-la através de uma emissora de rádio que 
utilize 
 
(A) ondas FM (frequência modulada). 
(B) ondas AM (amplitude modulada). 
(C) ondas curtas. 
(D) ondas médias. 
(E) ondas médias e curtas. 
 
.11. (ENEM-MEC) 
 
Como funciona o sistema de alarme 
que evita o furto em lojas 
 
 Ele é acionado por sensores que ficam quase 
invisíveis nos produtos. Alguns desses aparelhinhos são 
finos como uma folha de papel e têm o circuito ativado 
por ondas de alta frequência, cerca de 8 MHz. Quando 
algum cliente “se esquece” de pagar o produto, o sensor 
colado no produto interage com aquelas grandes barras 
verticais que ficam nas portas das lojas, acionando o 
alarme. 
 
Revista Mundo Estranho, abr. 2004 (com adaptações). 
 
As ondas emitidas por estes sensores são 
 
(A) eletromagnéticas. 
(B) sonoras. 
(C) radioativas. 
(D) mecânicas. 
(E) elétricas. 
 
.12. (ENEM-MEC) 
 
Quando um objeto é iluminado, ele absorve algumas 
cores do espectro da luz incidente e reflete outras. A cor 
com que o objeto é visto será determinada pelas cores 
que ele reflete. 
 
Baseado no exposto, analise as afirmações seguintes. 
 
I. Um objeto branco iluminado com uma luz verde 
reflete a cor azul. 
 
II. Um objeto vermelho iluminado com uma luz 
branca reflete a cor vermelha. 
 
III. Um objeto preto é aquele que absorve todas as 
cores. 
 
IV. Um objeto de vidro transparente azul tem essa 
cor porque reflete todas as cores. 
 
As afirmativas corretas são 
 
(A) I e II. 
(B) I e III. 
(C) II e III. 
(D) II e IV. 
(E) III e IV. 
.13. (ENEM-MEC) 
 
Explosões solares emitem radiações eletromagnéticas 
muito intensas e ejetam, para o espaço, partículas 
carregadas de alta energia, o que provoca efeitos 
danosos na Terra. O gráfico abaixo mostra o tempo 
transcorrido desde a primeira detecção de uma explosão 
solar até a chegada dos diferentes tipos de perturbação e 
seus respectivos efeitos na Terra. 
 
 
 
www.sec.noaa.gov (com adaptações). 
 
Considerando-se o gráfico, é correto afirmar que a 
perturbação por ondas de rádio geradas em uma 
explosão solar 
 
(A) dura mais que uma tempestade magnética. 
(B) chega à Terra dez dias antes do plasma solar. 
(C) chega à Terra depois da perturbação por raios X. 
(D) tem duração maior que a da perturbação por raios X. 
(E) tem duração semelhante à da chegada à Terra de 
partículas de alta energia. 
________________________________________________ 
*Anotações* 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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*MÓDULO 2* 
 
Mecânica celeste – Gravitação universal 
 
Balé celestial 
 
 O alemão Johannes Kepler (1571-1630) foi um dos 
maiores astrônomos de todos os tempos, responsável 
pela elaboração das três leis sobre o movimento dos 
planetas que estão na origem da mecânica celeste. A 
primeira dessas leis é uma correção ao sistema 
heliocêntrico proposto pelo polonês Nicolau Copérnico 
(1473-1543). Segundo a teoria de Copérnico, os planetas 
girariam numa órbita circular ao redor do Sol (teoria 
heliocêntrica) – ao contrário da teoria anterior, defendida 
pelo astrônomo Cláudio Ptolomeu, para quem o centro 
do universo era a Terra (teoria geocêntrica; veja na figura 
1). 
 Depois da morte de Copérnico, Kepler aprofundou 
seus estudos e chegou à conclusão de que os planetas 
realmente giravam em torno do Sol, mas em trajetórias 
elípticas – e não necessariamente circulares, como 
previu Copérnico (figura 2). Segundo a 1.ª Lei de Kepler, 
a Lei das Órbitas, os planetas se movem em torno do Sol 
em órbitas elípticas, com o Sol num dos focos da elipse. 
As galáxias, por sua vez, seguem movimentos cíclicos 
semelhantes aos planetas, gerando, assim, sua forma, 
que pode ser elíptica ou circular,entre outras. Lembre-se 
de que a circunferência é um caso particular da elipse, ou 
seja, toda circunferência também é uma elipse. 
 
 
 
 EDITORA ABRIL 
 
 A 2.ª Lei de Kepler, a Lei das Áreas, diz respeito à 
velocidade de deslocamento dos planetas. O astrônomo 
descobriu que essa velocidade varia ao longo da 
trajetória, sendo maior quando o planeta está mais 
próximo do Sol e menor quanto mais distante ele estiver. 
Assim, a velocidade é máxima no ponto mais próximo, 
chamado de periélio (P), e mínima no ponto mais 
afastando, o afélio (A). Observe a figura abaixo e 
considere que, para se deslocar do ponto M para o ponto 
N, o vetor que liga o Sol (S) ao planeta “varre” a área 
entre os pontos SMN, enquanto, para ir do ponto Q para 
o ponto R, “varre” a área entre SQR. Kepler concluiu que, 
para um mesmo intervalo de tempo, as áreas varridas 
são idênticas, não importando a excentricidade da órbita 
do planeta. A 2.ª Lei de Kepler preconiza que os planetas 
percorrem áreas iguais em tempos iguais. 
 
 
 
 EDITORA ABRIL 
 
 Somente dez anos depois, o grande astrônomo 
alemão formulou sua 3.ª Lei, a Lei dos Períodos, que 
relaciona o movimento dos planetas uns com os outros. 
Para isso, ele tentou estabelecer relações entre os 
períodos de revolução dos planetas e os raios médios de 
suas órbitas, chegando à conclusão de que os quadrados 
dos tempos das revoluções siderais dos planetas são 
proporcionais aos cubos dos raios médios, que 
correspondem aos semieixos maiores de suas órbitas. 
 As descobertas de Kepler foram fundamentais para se 
entender o movimento dos planetas. O astrônomo, no 
entanto, não se debruçou sobre as causas desses 
movimentos – e, por isso, suas leis podem ser 
entendidas como a Cinemática do movimento planetário. 
Coube ao físico inglês sir Isaac Newton (1643-1727) 
utilizar os fundamentos estabelecidos por Kepler e, 
alguns anos depois, elaborar um dos princípios 
fundamentais da natureza: a Lei da Gravitação Universal. 
 
 A 1.ª Lei de Kepler afirma que, ao contrário do que 
defendia Copérnico, os planetas se movem em torno 
do Sol em órbitas elípticas (e não circulares), com o 
Sol num dos focos da elipse. 
 
 A 2.ª Lei de Kepler diz que o vetor que liga o Sol aos 
planetas percorre áreas iguais em tempos iguais. 
 
 A 3.ª Lei de Kepler diz que os quadrados dos tempos 
das revoluções siderais dos planetas são 
proporcionais aos cubos dos semieixos maiores de 
suas órbitas. 
 
 A Lei da Gravitação Universal, formulada por Isaac 
Newton, diz que dois corpos quaisquer se atraem 
com uma força proporcional ao produto de suas 
massas e inversamente proporcional ao quadrado da 
distância entre eles. Equacionando: F = G m1m2/r2. 
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Texto para as questões de 1 a 3. 
 
Phobos, a lua de Marte 
 
A origem do satélite é um enigma de longa data, 
mas ganhou pistas com uma revelação científica 
feita no ano passado 
 
 Seria Phobos um asteroide capturado pela gravidade 
de Marte ou teria feito parte do solo planetário antes de 
uma grande explosão? Em uma conferência em Roma, 
no fim de 2010, os astrofísicos apresentaram novas 
evidências que nos levam a crer que Phobos nasceu 
após uma rocha espacial colidir com a superfície do 
planeta vermelho e provocar estilhaços que se 
aglutinaram, “em um evento catastrófico”. As recentes 
informações provenientes da sonda da Agência Espacial 
Europeia, Mars Express, portanto, fazem parecer menos 
provável a hipótese de captura de asteroides. 
 
 
 
 DIVULGAÇÃO / ESA 
 
 Mars Express: a nave da Agência Espacial Europeia (ESA) foi 
desenvolvida para auxiliar no estudo de Marte 
 
 Os asteroides são corpos celestes menores do que os 
planetas. O maior deles, Ceres, considerado um planeta-
-anão, tem pouco menos de mil quilômetros de diâmetro. 
A maioria dos asteroides está nas órbitas entre Marte e 
Júpiter. São conhecidos e catalogados cerca de 4.000 –
mas podem chegar a 30.000 ou 40.000. Acredita-se 
também que alguns possam ser cometas que perderam 
seu envoltório gasoso. 
 Phobos é maior que sua colega Deimos, a outra lua 
de Marte, também de origem incerta, com 18 quilômetros 
de diâmetro. Os dois satélites marcianos foram 
descobertos pelo astrônomo norte-americano Asaph Hall, 
em 1877. Phobos e Deimos são compostos de uma 
espécie de rocha “tipo C”, semelhante à composição de 
alguns asteroides. As observações dos cientistas 
indicam, no entanto, que a superfície de Marte foi 
atingida durante um longo período pelo impacto de 
meteoritos, que provocaram deslizamentos e o 
descolamento de material, posteriormente capturado pela 
gravidade do planeta, deixando rastros escuros nas 
encostas íngremes de crateras gigantes. Daí a origem de 
Phobos. 
 Em comparação com a Lua terrestre, Phobos é 
praticamente um maratonista: percorre a órbita marciana 
três vezes ao dia. Ele está cada vez mais perto da 
superfície do planeta e se aproxima a uma velocidade de 
1,8 metro a cada 100 anos. Daqui a algum tempo, uns 50 
milhões de anos, ele irá se chocar com o planeta 
vermelho ou se dividir em um anel. Para se ter uma ideia, 
Phobos já está tão perto que, de alguns locais de Marte, 
nem sempre pode ser visto. 
 Em Phobos, há variações extremas de temperatura. 
Em seu lado iluminado, equivale a um “dia agradável” de 
inverno, no sul do país, enquanto a poucos quilômetros 
de distância dali, no lado escuro, o clima é mais 
congelante do que uma noite na Antártida. 
 
Superinteressante, São Paulo, fev. 2011. 
 
.1. (AED-SP) 
 
Qual é o enigma que envolve Phobos, a lua de Marte? 
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.2. (AED-SP) 
 
Quantas vezes por dia Phobos orbita em torno de Marte? 
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.3. (AED-SP) 
 
Em quanto tempo Phobos poderá desaparecer? 
Justifique. 
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.4. (ENEM-MEC) 
 
A tabela abaixo resume alguns dados importantes sobre 
os satélites de Júpiter. 
 
 
 
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.CNF  Física  
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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, Io, Europa e Calisto. 
(C) Europa, Calisto, Ganimedes e Io. 
(D) Calisto, Ganimedes, Io e Europa. 
(E) Calisto, Io, Europa e Ganimedes. 
 
.5. (INEP-MEC) 
 
Ao ser examinado sobre o movimento dos planetas do 
sistema solar, um aluno escreveu os seguintes 
enunciados para as leis de Kepler. 
 
I. Qualquer planeta gira em torno do Sol, 
descrevendo uma órbita elíptica, da qual o Sol 
ocupa um dos focos. 
 
II. O segmento de reta que une um planeta ao Sol 
“varre” áreas proporcionais aos intervalos de 
tempo dos percursos. 
 
III. Os quadrados dos períodos de revolução dos 
planetas são proporcionais aos cubos dos raios 
médios das órbitas. 
 
Dos enunciados acima, está(ão) correto(s): 
 
(A) todos. 
(B) nenhum. 
(C) somente I. 
(D) somente II. 
(E) somente III. 
 
.6. (INEP-MEC) 
 
 Atualmente, o principal projeto da Nasa é a 
preparação da viagem tripulada a Marte, prevista para a 
segunda década do século XXI. Mais do que problemas 
técnicos, uma missão desse porte ainda é inviável pelo 
fator humano. No espaço, os astronautas sofrem de 
distúrbios do sono, alterações dos batimentos cardíacos, 
atrofias de músculos e ossos e depressão do sistema 
imunológico. Os cientistas precisam superar esses males 
antes de enviar uma tripulação para uma viagem de dois 
anos até Marte. A ida de Glenn ao espaço, aos 77 anos, 
faz parte desse projeto, já que os distúrbios sofridos 
pelos astronautas são semelhantes aos da velhice. 
 
Zero Hora, 23/10/1998. 
 
Sabe-se que a distância média de Marte ao Sol é maior 
que a da Terra ao Sol. Portanto, Marte leva _______ 
tempo que a Terra para dar uma volta completa em torno 
do Sol e sua velocidade orbital é _______ que a da Terra. 
 
As lacunas são corretamente preenchidas, 
respectivamente, por: 
(A) menos; menor. 
(B) menos; maior. 
(C) o mesmo; menor. 
(D) mais; maior. 
(E) mais; menor. 
 
.7. (PUC-SP) 
 
 A sonda Galileo terminou sua tarefa de capturar 
imagens do planeta Júpiter quando, em 29 de setembro 
deste ano, foi lançada em direção ao planeta depois de 
orbitá-lo por um intervalo de tempo correspondente a 8 
anos terrestres. 
 
Folha de S. Paulo, 22/11/2004. 
 
Considerando que Júpiter está cerca de 5 vezes mais 
afastado do Sol do que a Terra, é correto afirmar que, 
nesse intervalo de tempo, Júpiter completou, em torno do 
Sol, 
 
(A) cerca de 1,6 volta. 
(B) menos de meia volta. 
(C) aproximadamente 8 voltas. 
(D) aproximadamente 11 voltas. 
(E) aproximadamente 3/4 de volta. 
 
.8. (UEL-PR) 
 
O planeta Vênus descreve uma trajetória praticamente 
circular de raio 1,0 1011 m ao redor do Sol. Sendo a 
massa de Vênus igual a 5,0 1024 kg e seu período de 
translação de 224,7 dias (2,0 107 segundos), pode-se 
afirmar que a força exercida pelo Sol sobre Vênus é, em 
newtons, aproximadamente: 
 
(A) 5,0 1022. 
(B) 5,0 1020. 
(C) 2,5 1015. 
(D) 5,0 1013. 
(E) 2,5 1011. 
 
.9. (FMTM-MG) 
 
Sabe-se que a aceleração da gravidade terrestre é um 
fator importante na medição do peso dos corpos e que 
seu valor numérico depende, basicamente, da altura em 
relação à Terra em que esses corpos se encontram. 
Ainda se pode dizer que seu valor é: 
 
(A) máximo no Equador e mínimo no Polo Norte. 
(B) mínimo no Equador e máximo no Polo Norte. 
(C) igual no Equador e no Polo Norte. 
(D) nulo no Polo Norte, crescente em latitudes de 90º a 
0º. 
(E) nulo no Equador, crescente em latitudes de 0º a 90º. 
________________________________________________ 
*Anotações* 
 
 
 
 
 
 CNF  Física  
 _________________________________________________________________________________________________________________________ 
 
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________ 
SEE-AC  Coordenação de Ensino Médio CNF  Física  57 
.10. (INEP-MEC) 
 
A maré é o fenômeno natural de subida e descida do 
nível das águas, percebido principalmente nos oceanos, 
causado pela atração gravitacional do Sol e da Lua. A 
ilustração a seguir esquematiza a variação do nível das 
águas ao longo de uma rotação completa da Terra. 
 
 
 
Considere as seguintes proposições sobre maré, e 
assinale a alternativa incorreta. 
 
(A) As marés de maior amplitude ocorrem próximo das 
situações de Lua Nova ou Lua Cheia, quando as 
forças atrativas, devido ao Sol e à Lua, se reforçam 
mutuamente. 
(B) A influência da Lua é maior do que a do Sol, pois, 
embora a sua massa seja muito menor do que a do 
Sol, esse fato é compensado pela menor distância à 
Terra. 
(C) A maré cheia é vista por um observador quando a 
Lua passa por cima dele, ou quando a Lua passa por 
baixo dele. 
(D) As massas de água que estão mais próximas da Lua 
ou do Sol sofrem atração maior do que as massas de 
água que estão mais afastadas, devido à rotação da 
Terra. 
(E) As marés alta e baixa sucedem-se em intervalos de 
aproximadamente 6 horas. 
________________________________________________ 
*Anotações* 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
********** ATIVIDADES 2 ********** 
 
 
 
C2 
Identificar a presença e aplicar as tecnologias 
associadas às ciências naturais em diferentes 
contextos. 
 
H5 
Dimensionar circuitos ou dispositivos elétricos de uso 
cotidiano. 
 
.11. (ENEM-MEC) 
 
 
 
IstoÉ, n.º 1.864, set./2005, p. 69 (com adaptações). 
 
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. 
________________________________________________ 
*Anotações* 
 
 
 
 
 
 
 CNF  Física  
 _________________________________________________________________________________________________________________________ 
 
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________ 
SEE-AC  Coordenação de Ensino Médio CNF  Física  58 
.12. (ENEM-MEC) 
 
 O uso mais popular de energia solar está associado 
ao fornecimento de água quente para fins domésticos. 
Na figura a seguir, 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. 
 
 
 
A. Hinrichs e M. Kleinbach. Energia e meio ambiente. São Paulo: 
Thompson, 3.ª ed., 2004, p. 529 (com adaptações). 
 
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. 
 
 
 
H7 
Selecionar testes de controle, parâmetros ou critérios 
para a comparação de materiais e produtos, tendo em 
vista a defesa do consumidor, a saúde do trabalhador ou 
a qualidade de vida. 
 
.13. (ENEM-MEC) 
 
Uma loja anunciou a venda de um gerador, movido a 
gasolina, com rendimento de 100%. Pode-se argumentar 
com o vendedor dessa loja que seu anúncio é enganoso, 
porque o rendimento de um bom gerador a gasolina 
 
(A) deve ser sempre maior que 100%. 
(B) não pode ser estimado antes do uso do gerador. 
(C) não passa de 10%. 
(D) não pode ser expresso em porcentagens. 
(E) é sempre inferior a 100%. 
.14. (ENEM-MEC) 
 
Durante uma ação de fiscalização em postos de 
combustíveis, foi encontrado um mecanismo inusitado 
para enganar o consumidor. Durante o inverno, o 
responsável por um posto de combustível compra álcool 
por R$ 0,50/litro, a uma temperatura de 5 ºC. Para 
revender o líquido aos motoristas, instalou um 
mecanismo na bomba de combustível para aquecê-lo, 
para que atinja a temperatura de 35 ºC, sendo o litro de 
álcool revendido a R$ 1,60. Diariamente o posto compra 
20 mil litros de álcool a 5 ºC e os revende. 
 
Com relação à situação hipotética descrita no texto e 
dado que o coeficiente de dilatação volumétrica do álcool 
é de 1 x 10–3 ºC–1, desprezando-se o custo da energia 
gasta no aquecimento do combustível, o ganho financeiro 
que o dono do posto teria obtido devido ao aquecimento 
do álcool após uma semana de vendas estaria entre 
 
(A) R$ 500,00 e R$ 1.000,00. 
(B) R$ 1.050,00 e R$ 1.250,00. 
(C) R$ 4.000,00 e R$ 5.000,00. 
(D) R$ 6.000,00 e R$ 6.900,00. 
(E) R$ 7.000,00 e R$ 7.950,00. 
________________________________________________ 
*Anotações* 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 CNF  Física  
 _________________________________________________________________________________________________________________________ 
 
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________ 
SEE-AC  Coordenação de Ensino Médio CNF  Física  59 
*MÓDULO 3* 
 
Termodinâmica – Calor e movimento 
 
Equilíbrio térmico 
 
 O estudo da temperatura e do calor será o tema deste 
e do próximo módulo. Um conceito interessante para 
iniciar esse estudo é o de equilíbrio térmico. E nada 
melhor do que pensar no tradicional café com leite para 
entender seu significado. 
 O que ocorre quando se misturam o café quente com 
o leite frio? Os dois se amornam e ficam numa só 
temperatura. Fisicamente falando, o que aconteceu é que 
houve transferência de calor, até que a temperatura do 
sistema (o café com leite) ficasse uniforme. Dizemos, 
portanto, que equilíbrio térmico é um estado 
termodinâmico em que um sistema, formado por dois ou 
mais corpos em contato e isolados de influências 
externas, tende a um estado final caracterizado por uma 
uniformidade na temperatura. 
 Por se tratar de uma grandeza física, a temperatura 
precisa ser medida. O instrumento empregado para isso 
é o termômetro. Existe uma grande variedade de 
termômetros, que utilizam grandezas diferentes. O mais 
comum é aquele que se põe debaixo do braço para medir 
a temperatura corporal. Esse modelo de termômetro 
relaciona a temperatura com a altura da coluna de um 
líquido no interior de um tubo bem fino de vidro e baseia- 
-se no efeito da dilatação estabelecido na termodinâmica. 
 Para que os termômetros cumpram sua função de 
medir a temperatura, é preciso que estejam associados a 
uma escala. A mais comum é a Celsius, baseada no 
ponto de congelamento (0 ºC) e no de ebulição da água 
(100 ºC) ao nível do mar. Alguns países de língua inglesa 
preferem utilizar a escala Fahrenheit, na qual o ponto de 
fusão do gelo é marcado com 32 graus Fahrenheit 
(32 ºF) e o ponto de ebulição da água, com 212 ºF. A 
fórmula para converter Celsius em Fahrenheit é TºF = TºC 
x 1,8 + 32. Já a transformação de Fahrenheit em Celsius 
se faz assim: TºC = (TºF – 32)/1,8. 
 Outra escala muito empregada, principalmente para 
medir temperaturas extremas, é a Kelvin (também 
conhecida como escala absoluta). Ela é baseada no 
limite inferior possível para a temperatura de um corpo, 
que é de –273 ºC, também conhecida como zero 
absoluto (ou 0 K). No caso da escala Kelvin, não se usa 
o termo “graus” nem o símbolo º para designá-lo. 
Comparando-a com a escala Celsius, a conversão entre 
elas é TK = TºC + 273. 
 Para finalizar esta breve introdução, é importante 
saber que o calor é a energia transferida de um corpo 
para outro em virtude, unicamente, de uma diferença de 
temperaturaentre eles. A unidade usada para medir calor 
no Sistema Internacional é o joule (J). Outra unidade, 
muito antiga, também comumente empregada é a caloria 
(1 caloria ou 1 cal). Uma caloria é a quantidade de calor 
que deve ser transferida a 1 grama de água para que sua 
temperatura se eleve em 1 ºC. A relação entre joule e 
caloria é a seguinte: 1 cal = 4,18 J. 
 
 
 
 
 EDITORA MOL 
 CNF  Física  
 _________________________________________________________________________________________________________________________ 
 
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________ 
SEE-AC  Coordenação de Ensino Médio CNF  Física  60 
 A dilatação linear ( L) de um corpo depende de seu 
comprimento inicial (L0) e do aumento de 
temperatura ( T). A equação para calculá-la é L = 
 x L0 x T, em que a constante de 
proporcionalidade é denominada coeficiente de 
dilatação linear. 
 
 Na dilatação superficial, o aumento do corpo se dá 
em duas dimensões (comprimento e largura). Ou 
seja, sua área aumenta. O coeficiente de dilatação 
superficial é expresso pela fórmula A = x A0 x T, 
em que A é a área da placa. O coeficiente de 
dilatação superficial varia conforme o material do 
qual é feito o corpo. 
 
 A dilatação volumétrica está relacionada ao aumento 
do volume do corpo, que pode ser um gás, líquido ou 
sólido. Para fazer seu cálculo, a equação é V = x 
V0 x T, em que V é o volume do corpo e , o 
coeficiente de dilatação volumétrica, que equivale a 
três vezes o coeficiente de dilatação linear. 
 
 Calorimetria é a área da Física que estuda o calor. A 
transferência de calor entre dois ou mais corpos 
pode ocorrer de três formas: condução, convecção e 
irradiação. 
 
 A condução térmica geralmente ocorre em materiais 
sólidos. O calor se propaga por condução ao longo 
de um corpo por meio da agitação dos átomos e 
moléculas que o compõem, sem que haja transporte 
dessas partículas. 
 
 Convecção térmica é um processo em que a energia 
térmica (ou calor) é propagada mediante o transporte 
de matéria, ocorrendo, portanto, deslocamento de 
partículas. Assim, acontecem em líquidos e gases. 
 
 Irradiação térmica: ao contrário da condução e da 
convecção térmicas, a irradiação não necessita de 
um meio material para ocorrer. É a única forma de 
transferência de calor que acontece no vácuo. 
 
 Capacidade térmica é uma grandeza física que 
define a variação térmica de um corpo ao receber 
certa quantidade de calor. Quanto mais elevada for a 
capacidade térmica de um corpo, maior será a 
quantidade de calor que ele precisa receber para que 
sua temperatura se eleve. A capacidade térmica (C) 
de um corpo é calculada assim: C = Q/ T, em que 
Q é a quantidade de calor fornecida ou recebida e 
T, a variação de temperatura. 
 
 Calor específico é a capacidade térmica por unidade 
de massa, ou seja, cada material tem seu calor 
específico independentemente da massa. Pode ser 
calculado por c = C/m. 
 
 Calor sensível é a quantidade de energia térmica 
que uma substância qualquer deve perder ou 
receber para que ocorra variação da sua 
temperatura. Matematicamente: Q = m c T. 
 
 Calor latente é a quantidade de energia térmica (ou 
calor) que uma unidade de massa de uma 
substância qualquer deve perder ou receber para 
que ela mude de estado físico. Ou ainda: Q = m L. 
 
 O princípio geral das trocas de calor diz que, se dois 
ou mais corpos trocam calor entre si, a soma 
algébrica das quantidades de calor trocadas por eles, 
até o estabelecimento do equilíbrio térmico, é nula. 
 
********** ATIVIDADES 1 ********** 
 
Texto para as questões de 1 a 3. 
 
Calor das arábias 
 
Usinas de energia solar podem levar desenvolvimento 
ao interior dos países da região 
 
 Enquanto os países árabes passam por uma ebulição 
política e social para derrubar seus comandantes, outro 
tipo de revolução acontece por lá. De olho no potencial 
energético do calor do Saara, dez empresas europeias, 
unidas em consórcio, começam a planejar a construção 
de uma megausina solar, com o aproveitamento do calor 
em praticamente toda a extensão do deserto. 
 O Saara tem quase o tamanho da Europa – 9.065.000 
km2 e 10.400.000 km2 de área, respectivamente – e 
recebe o maior percentual de incidência solar do mundo. 
“Em seis horas, os desertos recebem mais energia do 
Sol do que a humanidade consome em um dia”, afirma o 
site da Desertec Foundation. 
 A usina termossolar funciona pela incidência da luz 
sobre um conjunto de espelhos, posicionados em uma 
área plana e ampla. Eles refletem os raios solares para 
as torres de aquecimento de água que, em forma de 
vapor, movimentam as turbinas. No caso da usina do 
Saara, a água necessária teria de sair do mar 
Mediterrâneo. A ideia da Desertec é fornecer pelo menos 
15% da eletricidade consumida na Europa e dois terços 
da necessidade do norte africano e do Oriente Médio. 
 Cerca de 2,5 milhões de pessoas vivem nos 13 países 
cortados pelo Saara. A região já registrou a temperatura 
mais elevada do planeta: 58 ºC (em Al’Aziziyah, na 
Líbia), em 1922. Em comparação, a temperatura mais 
baixa foi observada na estação russa de Vostok, na 
Antártica: 89,2 ºC negativos. 
 Ainda hoje, os povos que vivem nas áreas desérticas 
usam roupas de lã branca, como parte de seu traje, para 
se proteger do intenso calor, uma vez que a temperatura 
ambiente chega a 50 ºC durante o dia. A lã é um 
excelente isolante térmico: impede a entrada de calor 
externo, enquanto a cor branca reflete a luz e reduz o 
aquecimento da própria roupa. 
 As revoluções nos países árabes causaram enorme 
impacto no setor petrolífero e abriram caminho para 
outras fontes energéticas. “Ofereceremos emprego e 
oportunidades na região; exatamente o que o povo está 
exigindo”, disse Mouldi Miled, diretor executivo da 
Desertec. 
 
Mundo Estranho, abr. 2011 (adaptado). 
 CNF  Física  
 _________________________________________________________________________________________________________________________ 
 
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________ 
SEE-AC  Coordenaçãode Ensino Médio CNF  Física  61 
.1. (AED-SP) 
 
Quais informações o texto fornece sobre vantagens e 
desafios de construir usinas solares no Saara? 
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.2. (AED-SP) 
 
Em que localidades e continentes foram registradas as 
temperaturas extremas do planeta? Quais foram esses 
valores? 
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.3. (AED-SP) 
 
Com base no texto, por que os povos do deserto usam 
roupa de lã branca? 
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.4. (AFA-SP) 
 
Assinale a alternativa que define corretamente calor. 
 
(A) Trata-se de um sinônimo de temperatura em um 
sistema. 
(B) É uma forma de energia contida no sistema. 
(C) É uma energia em trânsito, de um sistema a outro, 
devido à diferença de temperatura entre eles. 
(D) É uma forma de energia superabundante nos corpos 
quentes. 
(E) É uma forma de energia em trânsito do corpo mais 
frio para o corpo mais quente. 
 
.5. (INEP-MEC) 
 
 Ainda existe um lugar na Terra onde o homem jamais 
pisou. Ele se chama Ridge A (“cordilheira A”, em inglês), 
fica a 4 mil metros de altitude – 30% mais alto que a 
cidade de La Paz, na Bolívia – e está a 600 quilômetros 
do Polo Sul. Mas a principal característica desse lugar, 
que acaba de ser revelado por imagens de satélite, é 
outra: Ridge A é o ponto mais frio da face da Terra, com 
temperatura média de 70 graus Celsius negativos. Até 
então, acreditava-se que o lugar mais frio do mundo 
fosse o lago Vostok, na Antártida, que chegou a registrar 
90 graus Celsius negativos. Mas isso foi uma exceção. 
“Na média, Ridge A é muito mais frio do que o lago 
Vostok ou qualquer outro lugar conhecido”, afirma Will 
Saunders, astrônomo da Universidade de New South 
Wales e descobridor do lugar. 
 
Superinteressante. Edição 271, p. 32, nov. 2009 (adaptado). 
 
Diferentemente de nós, que usamos a escala de 
temperatura Celsius, os americanos utilizam a escala de 
temperatura Fahrenheit. Se o texto acima fosse dirigido a 
estudantes americanos, como seria expressa a 
temperatura de – 70 ºC? 
(A) 0 ºF. 
(B) – 60 ºF. 
(C) – 55 ºF. 
(D) – 40 ºF. 
(E) – 94 ºF. 
 
.6. (PUC-PR) 
 
Dona Maria do Desespero tem um filho chamado 
Pedrinho, que apresentava os sintomas característicos 
da gripe causada pelo vírus H1N1. Para saber a 
temperatura corporal do filho, ela pegou seu termômetro 
digital; entretanto, a pilha tinha se esgotado. Como 
alternativa, resolveu utilizar o termômetro de mercúrio da 
vovó, mas viu que a escala do termômetro tinha se 
apagado, sobrando apenas a temperatura mínima, de 35 
ºC, e a máxima, de 42 ºC. Lembrou-se, então, de suas 
aulas de Termometria do Ensino Médio. Primeiro, mediu 
a distância entre as temperaturas e observou h = 10 cm. 
Em seguida, colocou o termômetro embaixo do braço do 
filho, esperou o equilíbrio térmico e, com uma régua, 
mediu a altura da coluna de mercúrio a partir da 
temperatura de 35 ºC, ao que encontrou h = 5 cm. 
 
Com base no texto, assinale a alternativa correta. 
 
(A) Pedrinho estava com febre, pois sua temperatura era 
de 38,5 ºC. 
(B) Pedrinho não estava com febre, pois sua 
temperatura era de 36,5 ºC. 
(C) Uma variação de 0,7 ºC corresponde a um 
deslocamento de 0,1 cm na coluna de mercúrio. 
(D) Se a altura da coluna de mercúrio fosse h = 2 cm, a 
temperatura correspondente seria de 34 ºC. 
(E) Não é possível estabelecer uma relação entre a 
altura da coluna de mercúrio com a escala 
termométrica. 
 
.7. (INEP-MEC) 
 
O gráfico abaixo mostra como estão relacionadas as 
escalas termométricas Celsius e Fahrenheit. 
 
 
 
No inverno, a temperatura na cidade de Nova York chega 
a atingir o valor de 10,4 ºF. Na escala Celsius, esse valor 
corresponde a 
 
(A) – 12,0. 
(B) – 13,6. 
(C) – 38,9. 
(D) – 42,0. 
(E) – 43,5. 
 CNF  Física  
 _________________________________________________________________________________________________________________________ 
 
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________ 
SEE-AC  Coordenação de Ensino Médio CNF  Física  62 
.8. (INEP-MEC) 
 
Considerando a figura como referência, analise as 
proposições que a seguem: 
 
 
 
 O efeito estufa é um fenômeno causado por gases 
(principalmente gás carbônico, clorofluorcarboneto, 
metano e óxido nitroso) que estão presentes na 
atmosfera desde a formação da Terra, há cerca de 4 
bilhões de anos. São eles os responsáveis por absorver 
a radiação infravermelha vinda da Terra e permitir que a 
temperatura na superfície fique na média de 15 ºC (veja 
o infográfico acima). Sem esses gases, a vida só seria 
viável para micróbios em regiões aquecidas por fontes 
geotermais. 
 
Nova Escola, edição 224, ago. 2009 (adaptado). 
 
I. O calor vindo do Sol chega à Terra pelo 
processo de condução. 
 
II. O calor que é emitido pela Terra se propaga pela 
atmosfera pelos processos de convecção e 
radiação. 
 
III. A radiação infravermelha é mais energética que 
a radiação visível. 
 
Considerando as proposições apresentadas, assinale a 
alternativa correta. 
(A) Apenas as proposições I e II são verdadeiras. 
(B) Apenas a proposição I é verdadeira. 
(C) Apenas a proposição III é verdadeira. 
(D) Apenas as proposições II e III são verdadeiras. 
(E) Apenas a proposição II é verdadeira. 
 
.9. (FCMSC-SP) 
 
Em certos dias, verifica-se o fenômeno da inversão 
térmica, que causa um aumento da poluição do ar, pelo 
fato de a atmosfera apresentar maior estabilidade. Essa 
ocorrência é devido ao seguinte fato: 
 
(A) a temperatura das camadas inferiores do ar 
atmosférico permanece superior à das camadas 
superiores. 
(B) a convecção força as camadas carregadas de 
poluentes a circular. 
(C) a temperatura do ar se uniformiza. 
(D) a condutibilidade térmica do ar diminui. 
(E) as camadas superiores do ar atmosférico têm 
temperatura superior à das camadas inferiores. 
 
.10. (UFSCar-SP) 
 
Um grupo de amigos compra barras de gelo para um 
churrasco, num dia de calor. Como as barras chegam 
com algumas horas de antecedência, alguém sugere que 
sejam envolvidas num grosso cobertor para evitar que 
derretam demais. Essa sugestão: 
 
(A) é absurda, porque o cobertor vai aquecer o gelo, 
derretendo-o ainda mais depressa. 
(B) é absurda, porque o cobertor facilita a troca de calor 
entre o ambiente e o gelo, fazendo com que ele 
derreta ainda mais depressa. 
(C) é inócua, pois o cobertor não fornece nem absorve 
calor ao gelo, não alterando a rapidez com que o 
gelo derrete. 
(D) faz sentido, porque o cobertor facilita a troca de calor 
entre o ambiente e o gelo, retardandoo seu 
derretimento. 
(E) faz sentido, porque o cobertor dificulta a troca de 
calor entre o ambiente e o gelo, retardando o seu 
derretimento. 
 
.11. (UERJ) 
 
Um adulto, ao respirar durante um minuto, inspira, em 
média, 8,0 litros de ar a 20 ºC, expelindo-os a 37 ºC. 
Admita que o calor específico e a densidade do ar sejam, 
respectivamente, iguais a 0,24 cal g–1 ºC–1 e 1,2 g L–1. 
Nessas condições, a energia mínima, em quilocalorias, 
gasta pelo organismo apenas no aquecimento do ar, 
durante 24 horas, é aproximadamente igual a: 
 
(A) 15,4. 
(B) 35,6. 
(C) 56,4. 
(D) 75,5. 
(E) 80,5. 
 CNF  Física  
 _________________________________________________________________________________________________________________________ 
 
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________ 
SEE-AC  Coordenação de Ensino Médio CNF  Física  63 
.12. (PUC-SP) 
 
Leia a tirinha a seguir: 
 
 
 
Bill Watterson (Calvin e Haroldo). 
 
A situação descrita acima se passa 
 
(A) de manhã, e o calor específico da areia é maior que 
o da água. 
(B) à tarde, e o calor específico da areia é maior que o 
da água. 
(C) de manhã, e o calor específico da areia é menor. 
(D) à tarde, e o calor específico da areia é menor que o 
da água. 
(E) ao meio-dia, e o calor específico da areia é igual ao 
da água. 
 
.13. (FUVEST-SP, adaptada) 
 
O processo de pasteurização do leite consiste em 
aquecê-lo a altas temperaturas e resfriá-lo em seguida. 
Para isso, ele percorre três etapas: 
 
I. O leite entra no sistema (através de A), a 5 ºC, 
sendo aquecido (no trocador de calor B) pelo 
leite que já foi pasteurizado e está saindo do 
sistema. 
 
II. Em seguida, completa-se o aquecimento do 
leite, através da resistência R, até que ele atinja 
80 ºC. Com essa temperatura, o leite retorna a 
B. 
 
III. Novamente, em B, o leite quente é resfriado pelo 
leite frio que entra por A, saindo do sistema 
(através de C), a 20 ºC. 
 
 
Em condições de funcionamento estáveis, e supondo que 
o sistema seja bem isolado termicamente, pode-se 
afirmar que a temperatura indicada pelo termômetro T, 
que monitora a temperatura do leite na saída de B, é: 
 
(A) 20 ºC. 
(B) 25 ºC. 
(C) 60 ºC. 
(D) 65 ºC. 
(E) 75 ºC. 
 
********** ATIVIDADES 2 ********** 
 
 
 
C6 
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. 
 
.14. (ENEM-MEC) 
 
Com relação ao funcionamento de uma bicicleta de 
marchas, onde cada marcha é uma combinação de uma 
das coroas dianteiras com uma das coroas traseiras, são 
formuladas as seguintes afirmativas: 
 
I. numa bicicleta que tenha duas coroas dianteiras 
e cinco traseiras, temos um total de dez marchas 
possíveis onde cada marcha representa a 
associação de uma das coroas dianteiras com 
uma das traseiras. 
 
II. em alta velocidade, convém acionar a coroa 
dianteira de maior raio com a coroa traseira de 
maior raio também. 
 
III. em uma subida íngreme, convém acionar a 
coroa dianteira de menor raio e a coroa traseira 
de maior raio. 
 
Entre as afirmações acima, está(ão) correta(s): 
 
(A) I e III, apenas. 
(B) I, II e III. 
(C) I e II, apenas. 
(D) II, apenas. 
(E) III, apenas. 
________________________________________________ 
*Anotações* 
 
 
 
 
 
 CNF  Física  
 _________________________________________________________________________________________________________________________ 
 
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SEE-AC  Coordenação de Ensino Médio CNF  Física  64 
.15. (ENEM-MEC) 
 
Um jovem, sentado no banco da frente de um carro, 
percebe que, durante uma subida, a velocidade, dada 
pelo velocímetro, diminui de 120 km/h para 102 km/h, 
mesmo o carro estando acelerado ao máximo. Chegando 
em casa, estudando para a prova de Física, o jovem 
lembra-se do movimento do carro durante a subida e 
resolve determinar a força resultante sobre o carro 
durante a subida. Considerando que a massa total do 
carro era de 1.200 kg e que a subida durou 20 s, assinale 
a alternativa correta. 
 
 
 
(A) A força resultante média tinha intensidade de 300 N, 
paralela ao plano da subida e com sentido para cima. 
(B) A força resultante média tinha intensidade de 1.080 
N, paralela ao plano da subida e com sentido para 
cima. 
(C) A força resultante média tinha intensidade de 300 N, 
paralela ao plano da subida e com sentido para 
baixo. 
(D) A força resultante média tinha intensidade de 1.080 
N, paralela ao plano da subida e com sentido para 
baixo. 
(E) A força resultante média tinha intensidade de 690 N, 
paralela ao plano da subida e com sentido para cima. 
 
 
 
H21 
Utilizar leis físicas e/ou químicas para interpretar 
processos naturais ou tecnológicos inseridos no contexto 
da termodinâmica e/ou do eletromagnetismo. 
 
.16. (ENEM-MEC) 
 
Leia o anúncio. 
 
 “A nossa empresa usa alta tecnologia para produzir 
panelas de aço inox com fundo triplo. São duas camadas 
de aço inox envolvendo uma camada de alumínio. Dessa 
forma o calor da chama se distribui por igual, deixando os 
alimentos muito mais macios e saborosos. Além disso, a 
comida cozinha muito mais rápido, o que acaba gerando 
economia para você.” 
 
Podemos afirmar que o fundo triplo tem o efeito de 
 
(A) levar o calor para as bordas, pois o alumínio tem 
uma condutividade melhor que o aço. 
(B) aumentar a temperatura do alimento acima do ponto 
de ebulição, gerando economia de gás. 
(C) tornar os alimentos mais saborosos porque o 
cozimento ocorre mais rápido no centro. 
(D) aumentar a espessura do fundo para distribuir 
melhor o calor. O alumínio é usado por economia de 
material. 
(E) aumentar o gasto de gás, mas diminuir o tempo de 
cozimento. 
.17. (ENEM-MEC) 
 
Colocar uma panela com água para ferver em um fogão 
é uma tarefa diária para quem cozinha. Entretanto, 
poucos se dão conta deque se pode economizar uma 
fração apreciável de gás, energia elétrica ou lenha – 
dependendo do tipo de fogão –, se a panela permanecer 
tampada até a fervura. Essa economia provém 
 
(A) da melhor distribuição do calor ao redor da panela. 
(B) da redução do movimento de convecção da água no 
interior da panela. 
(C) da energia que deixa de ser perdida para o ar com a 
evaporação da água. 
(D) do aumento da capacidade de condução do calor 
quando se tampa a panela. 
(E) do equilíbrio térmico entre a panela e o fogão. 
 
.18. (ENEM-MEC) 
 
Suponha que uma indústria de panelas disponha de três 
materiais, X, Y e Z, para utilizar na fabricação de 
panelas. Os valores de condutividade térmica desses 
materiais estão apresentados na tabela. Valores baixos 
de condutividade técnica indicam bons isolantes. 
 
Material 
industrializado 
Condutividade térmica 
(kcalº C.m.s.) 
X 7 x 10–2 
Y 1 x 10–3 
Z 9 x 10–6 
 
Para produzir uma panela com cabo, a indústria deve 
utilizar 
 
(A) Z para a panela e Y para o cabo. 
(B) X para a panela e Z para o cabo. 
(C) Y para a panela e X para o cabo. 
(D) X para a panela e Y para o cabo. 
(E) Z para a panela e X para o cabo. 
________________________________________________ 
*Anotações* 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 CNF  Física  
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SEE-AC  Coordenação de Ensino Médio CNF  Física  65 
*MÓDULO 4* 
 
Termodinâmica – Calor e movimento 
 
Tudo se transforma 
 
 Desde cedo, aprendemos quais são os três estados 
da matéria – o sólido, o líquido e o gasoso –, também 
chamados de fase sólida, fase líquida e fase gasosa. O 
plasma, conhecido como o quarto estado da matéria, é 
pouco estudado porque não é encontrado naturalmente 
na Terra. Considerando os três estados mais comuns, é 
importante saber que algumas substâncias podem mudar 
de fase quando submetidas a uma mudança de 
temperatura. A água, por exemplo, pode congelar se 
reduzirmos demais a temperatura, ou tornar-se um gás 
se elevarmos a temperatura. Variações de pressão 
também podem mudar o estado físico dos materiais. 
 Para entender a mudança de fase dos materiais, é 
importante antes saber como seus átomos e moléculas 
se organizam. Na fase sólida, as moléculas estão 
distribuídas regularmente, num arranjo chamado de 
cristalino. Os sólidos têm forma e volume bem definidos e 
suas forças de coesão são intensas. Na fase líquida, os 
átomos se apresentam mais afastados uns dos outros do 
que na fase sólida e seus movimentos de vibração se 
fazem mais livremente. Isso explica por que eles escoam 
com certa facilidade e se moldam à forma do recipiente 
onde são colocados. Na fase gasosa, por fim, as 
substâncias não apresentam nem forma nem volume 
definidos. As forças que mantêm as moléculas unidas 
são extremamente fracas, o que lhes dá grande liberdade 
de movimento. 
 
 
 
 EDITORA MOL 
 
 Organização da estrutura interna de uma matéria nos estados 
sólido, líquido e gasoso 
 
 As três ilustrações acima mostram os modelos de 
estrutura interna de uma substância sólida, líquida e 
gasosa. Repare na organização das moléculas em cada 
esquema. 
 Como foi dito no início deste texto, dependendo da 
pressão e da temperatura às quais uma substância está 
submetida, ela pode mudar de fase. No diagrama a 
seguir, você pode conferir as mudanças de fase 
possíveis de uma substância. Veja que elas podem 
passar de uma fase a outra quando sofrem variações de 
temperatura e pressão. 
 
 
 
 EDITORA MOL 
 
 O sistema mostra as mudanças de estado físico de uma matéria 
 
 Fusão é a passagem de sólido para líquido, enquanto 
solidificação é a passagem de líquido para sólido (o que 
ocorre com a água quando congela e vira gelo). 
Vaporização é a passagem do estado líquido para o 
gasoso, ao passo que condensação é o caminho 
contrário – a passagem do gasoso para o líquido. 
Chama-se liquefação a mudança do estado gasoso para 
o líquido quando a mudança ocorre por meio do aumento 
da pressão. 
 A passagem direta de sólido para gás, sem passar 
antes pelo estado líquido, é chamada de sublimação. A 
transformação inversa (de gás para sólido) também é 
denominada sublimação ou cristalização. 
 As mudanças climáticas, estudadas no módulo 
anterior, podem ser um exemplo de sistema de 
transformação de estado físico. Com o aumento das 
temperaturas do planeta, as sólidas calotas polares 
tenderiam ao derretimento, passando para o estado 
líquido e, dessa forma, contribuiriam com o volume de 
água dos oceanos. Imagine o que aconteceria se os 38 
milhões de quilômetros cúbicos de gelo existentes na 
Terra se transformassem em 34 milhões de quilômetros 
cúbicos de água. 
 
 Diagrama de fases: por meio dele, é possível saber 
em que estado se encontra a substância. Para isso, 
basta localizar no diagrama o ponto equivalente ao 
par de valores P e T (pressão e temperatura, 
respectivamente). 
 
 A equação de estado de um gás ideal descreve a 
relação entre pressão, temperatura, volume e 
quantidade (em mols) de um gás ideal e é dada por 
P V = n R T, em que P é pressão, V o volume do 
gás, n a quantidade em mols, R a constante 
universal dos gases perfeitos e T a temperatura em 
kelvin. 
 
 Temperatura crítica é aquela acima da qual a 
substância pode existir apenas na forma de gás. 
Acima dessa temperatura, a substância gasosa não 
pode ser liquefeita por compressão isotérmica. 
 CNF  Física  
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SEE-AC  Coordenação de Ensino Médio CNF  Física  66 
 Gás é a denominação para substâncias que se 
encontram no estado gasoso e cuja temperatura é 
superior à temperatura crítica; caso a temperatura da 
substância seja inferior à sua temperatura crítica, ela 
passa