Fisica 1

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*MÓDULO 1* 
 
Grandezas físicas – Noções e conceitos 
 
Em busca de padronizações e medidas 
 
 Para entendermos e nos situarmos no mundo em que 
vivemos, é essencial que possamos mensurar uma 
infinidade de coisas no nosso dia a dia. A distância entre 
sua casa e a escola, a quantidade de carne comprada no 
açougue, o tempo que falta para terminar uma partida de 
futebol, o volume de chuva que caiu num determinado 
dia etc. É para nos ajudar nessas tarefas que servem as 
grandezas físicas, que podem ser divididas em dois 
grupos: escalares ou vetoriais. 
 Medir uma grandeza física escalar, por exemplo, 
significa compará-la com outra grandeza de mesma 
espécie tomada como padrão. Esse padrão é o que 
chamamos de unidade de medida. A expressão dessa 
medida é sempre dada por duas partes: o valor numérico 
e a unidade-padrão. Para as grandezas vetoriais, deve- 
-se atentar ainda para a direção e o sentido. Quer um 
exemplo? Se alguém lhe contar que um casal de 
pássaros precisou voar 50 até chegar ao ninho, você não 
vai entender o que ele disse. Faltou especificar a 
unidade: foram 50 metros ou 50 quilômetros? 
 Comprimento, tempo, massa, velocidade, aceleração, 
energia, trabalho e potência são algumas das principais 
grandezas físicas existentes. Na década de 1960, a 
Organização Internacional de Normalização (ISO) criou 
um sistema baseado em sete grandezas de base — ou 
grandezas básicas — e denominou-o de Sistema 
Internacional de Unidades (SI), adotado por quase todos 
os países. Não é exagero dizer que, sem um referencial 
como esse, as ciências perderiam sentido. As grandezas 
básicas, por sua vez, deram origem a todas as demais 
grandezas existentes (veja nas tabelas ao lado o Sistema 
Internacional de Unidades e algumas grandezas físicas 
derivadas das sete básicas). 
 Além de usar as medidas das grandezas físicas para 
realizar os cálculos mais diversos, é importante saber 
fazer algumas conversões de outras unidades de medida 
que não fazem parte do Sistema Internacional de 
Unidades. Esse conhecimento é útil, por exemplo, para 
transformar polegadas em centímetros, milhas em 
quilômetros e libras em quilogramas — e vice-versa. 
Embora a maioria dos países utilize o sistema métrico 
para fazer suas medidas, alguns, como os Estados 
Unidos, usam outro sistema. Lá, as medidas das 
distâncias são feitas em milhas ou pés e as de 
temperatura, em Fahrenheit. 
GRANDEZAS FÍSICAS 
 
Conheça as sete ordens de grandezas básicas 
do Sistema Internacional de Unidades (SI) 
 
GRANDEZA UNIDADE SÍMBOLO 
comprimento metro m 
massa quilograma kg 
tempo segundo s 
corrente elétrica ampère A 
temperatura termodinâmica kelvin K 
quantidade de matéria mol mol 
intensidade luminosa candela cd 
 
... e algumas outras derivadas delas 
 
GRANDEZA UNIDADE SÍMBOLO 
área metro quadrado m
2
 
volume metro cúbico m
3
 
força newton N 
velocidade metro por segundo m/s 
 
aceleração 
metro por segundo 
ao quadrado 
 
m/s
2
 
energia joule J 
potência watt W 
 
MUNDO DE EXTREMOS 
 
Veja abaixo alguns prefixos de múltiplos e submúltiplos 
das unidades do SI com suas abreviações 
 
PREFIXO SÍMBOLO FATOR 
tera T 10
12
 
giga G 10
9
 
mega M 10
6
 
kilo k 10
3
 
hecto h 10
2
 
deca da 10
1
 
deci d 10
–1
 
centi c 10
–2
 
mili m 10
–3
 
micro 10
–6
 
nano n 10
–9
 
pico p 10
–12
 
 
 Grandezas físicas: para a Física, coisas que podem 
ser medidas e padronizadas constituem grandezas. 
A medida de uma grandeza física é dada pelo 
número de vezes que a unidade-padrão, tomada 
como referência, está na grandeza a ser medida. 
 
 Sistema Internacional de Unidades (SI) é um 
conjunto de unidades que servem para medir e 
comparar as espécies de grandeza. Foi instituído nos 
anos 1960, em substituição ao sistema métrico 
decimal, e é composto de sete grandezas: 
comprimento, massa, tempo, intensidade de corrente 
elétrica, temperatura termodinâmica, quantidade de 
matéria e intensidade luminosa. 
 
 Notação científica é uma forma criada pelos 
cientistas para expressar medidas grandes ou 
pequenas demais. Ela está baseada nas potências 
de 10. 
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 Partícula: de acordo com esse conceito básico da 
Cinemática, um corpo recebe o nome de partícula 
quando suas dimensões são insignificantes ao serem 
comparadas às demais dimensões do fenômeno. 
 
 No movimento retilíneo uniforme, o valor da 
velocidade de deslocamento do corpo permanece 
constante. A fórmula para chegar à distância 
percorrida é simples: , em que é a velocidade 
e , o tempo gasto no deslocamento. 
 
 A diferença em relação ao movimento retilíneo 
uniformemente variado é que a velocidade não é 
constante. Neste segundo caso, o corpo sofre uma 
aceleração. 
 
 O conceito de aceleração está sempre atrelado a 
uma mudança de velocidade. A fórmula para obter a 
aceleração de um corpo é a seguinte: 
variação da velocidade / intervalo de tempo 
percorrido ou 
 
 Queda livre é o nome dado ao movimento que 
resulta exclusivamente da aceleração provocada 
pela gravidade, calculada em 9,8 m/s2. 
 
 Aceleração 
 
 
 Velocidade 
 
 
 Distância percorrida 
 
 
 Grandezas vetoriais: as grandezas escalares 
(massa, temperatura etc.) ficam totalmente definidas 
quando se conhecem seu valor (ou módulo) e a 
unidade usada na medida. Com as grandezas 
vetoriais é preciso também conhecer a direção e o 
sentido. 
 
 A aceleração centrípeta faz parte do movimento de 
uma partícula que descreve uma trajetória em curva. 
Também chamado de normal, esse tipo de 
aceleração é um vetor perpendicular à velocidade e 
dirigido ao centro da trajetória curvilínea. 
 
 O movimento de um projétil (bala de canhão, bola defutebol, pedra lançada por uma catapulta) descreve 
uma trajetória parabólica. Seu movimento é 
acelerado pela gravidade, já que a única força que 
atua sobre ele, desprezando-se a resistência do ar, é 
seu próprio peso. 
 
 O princípio da independência dos movimentos foi 
descrito por Galileu e seu enunciado é o seguinte: 
“Quando um móvel realiza um movimento composto, 
cada um dos movimentos componentes se realiza 
como se os demais não existissem”. É fundamental 
para entender o movimento de corpos em um 
lançamento oblíquo. 
 Equações para o movimento oblíquo: 
 
 para o movimento horizontal (MU) 
 
 
 
 para o movimento vertical (MUV) 
 
 
 
 Alcance máximo horizontal: num lançamento oblíquo, 
sem resistência do ar, o alcance máximo horizontal é 
alcançado quando o arremesso é feito com um 
ângulo de 45º. 
 
 
 *ATENÇÃO, ESTUDANTE!*  
 
Para complementar o estudo deste Módulo, 
utilize seu LIVRO DIDÁTICO. 
 
 
*********** ATIVIDADES *********** 
 
Texto para as questões de 1 a 3. 
 
Gigante da década 
 
O superacelerador de partículas ajuda a entender a 
origem do universo em acontecimentos de escala 
infinitesimal 
 
 
 
© AFP 
 
 No interior do túnel de 27 km de circunferência, cientistas recriaram 
condições equivalentes às do Big Bang 
 
 A formação do universo é um dos mistérios mais 
fascinantes da ciência. Do minúsculo quark aos 
aglomerados de galáxias, estamos agora mais próximos 
de conhecer, em detalhes, o mundo infinitesimal das 
partículas para entender a estrutura da matéria e do 
Cosmo. O grande marco da história da Física aconteceu 
com o início das operações do maior acelerador de 
partículas que já existiu — o LHC, sigla em inglês para 
Grande Colisor de Hádrons (Large Hadrons Collider), em 
2010. 
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 O hádron, palavra grega que significa grosso, é uma 
partícula subatômica com massa — um próton, no caso 
dos primeiros testes no LHC. Essas pequenas partículas 
são uma alegria para os cientistas por serem altamente 
interativas. Os físicos, tanto quanto os paparazzi de 
celebridades, estão sempre interessados em flagrar 
interações. Sob essa ótica, o LHC é um reality show que 
pode produzir e acompanhar as interações mais íntimas 
no interior da matéria. 
 O LHC tem o formato de um túnel com circunferência 
de 27 quilômetros, onde duas pistas se juntam em uma 
única para forçar a colisão entre os prótons. Ao se 
chocarem, despedaçam-se em partículas menores, como 
quarks e fótons. A energia liberada chega a atingir a 
ordem de 14 teraelétrons-volt (TeV), energia equivalente 
à que existiu no Big Bang, a “súbita expansão inicial” do 
universo. 
 O funcionamento do LHC dominou a atenção da 
comunidade científica, e fãs do experimento afirmam 
tratar-se do maior “brinquedo de Física”. Os cientistas da 
CERN (sigla em inglês para European Organization for 
Nuclear Research), responsáveis pelo colisor, recriaram 
as condições do universo quando ele tinha apenas um 
trilionésimo de segundo de existência (ou 10–12 segundo) 
e buscam encontrar o Bóson de Higgs, partícula 
fundamental que, em tese, dotou todas as outras de 
massa logo depois da “grande explosão”. 
 Isso quer dizer que ainda não se sabe o que concede 
“materialidade” ao mundo. O Bóson de Higgs funcionaria 
como agregador de elétrons e prótons e de todas as 
outras partículas fundamentais, que formam o átomo e 
assim por diante. Próximo dessas partículas, o Bóson de 
Higgs as concederia massa. Afastadas dele, elas não 
têm massa. 
 A cada nova descoberta, os cientistas se aproximam 
mais do Bóson de Higgs e já deduzem que esteja no 
intervalo entre 115 e 200 bilhões de elétrons-volt (eV). 
Em comparação, o próton, uma das partículas centrais 
da matéria, possui uma energia de 1 bilhão de elétrons- 
-volt. Um eV é extremamente pequeno. São mais 
comuns unidades de milhões de elétrons-volt, como o 
mega eV (MeV = 1 milhão de elétrons-volt ou 106 eV) ou, 
ainda, o giga eV (GeV = 1 bilhão de elétrons-volt ou 109 
eV). A última geração de aceleradores de partículas 
alcança muitos milhões de elétrons-volt, representados 
por TeV (mil bilhões ou 1012 eV). Para se ter uma ideia, 
um TeV é a quantidade de energia que uma mosca utiliza 
para voar. 
 O LHC é um feito de extraordinárias consequências 
práticas e teóricas. A máquina demorou catorze anos 
para ser construída e custou 8 bilhões de dólares. O mais 
poderoso acelerador do mundo está enterrado no solo da 
fronteira entre a França e a Suíça. 
 
Veja, 25/6/2008 (adaptado). 
.1. (AED-SP) 
 
Que ordens de grandeza você consegue identificar no 
texto? 
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___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.2. (AED-SP) 
 
O que é maior: um hádron ou um átomo? Justifique. 
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.3. (AED-SP) 
 
A energia gerada no LHC, ao reproduzir a quantidade de 
energia presente no Big Bang, é quantas vezes maior ou 
menor do que a quantidade de energia que uma mosca 
utiliza para voar? Justifique. 
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.4. (ENEM-MEC) 
 
 Dados divulgados pelo Instituto Nacional de 
Pesquisas Espaciais mostraram o processo de 
devastação sofrido pela Região Amazônica entre agosto 
de 1999 e agosto de 2000. Analisando fotos de satélites, 
os especialistas concluíram que, nesse período, sumiu 
do mapa um total de 20.000 quilômetros quadrados de 
floresta. Um órgão de imprensa noticiou o fato com o 
seguinte texto: 
 
O assustador ritmo de destruição é de um campo de 
futebol a cada oito segundos. 
 
Considerando que um ano tem aproximadamente 32 x 
106 s (trinta e dois milhões de segundos) e que a medida 
da área oficial de um campo de futebol é 
aproximadamente 10–2 km2 (um centésimo de quilômetro 
quadrado), as informaçõesapresentadas nessa notícia 
permitem concluir que tal ritmo de desmatamento, em um 
ano, implica a destruição de uma área de 
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(A) 10.000 km2, e a comparação dá a ideia de que a 
devastação não é tão grave quanto o dado numérico 
nos indica. 
(B) 10.000 km2, e a comparação dá a ideia de que a 
devastação é mais grave do que o dado numérico 
nos indica. 
(C) 20.000 km2, e a comparação retrata exatamente o 
ritmo da destruição. 
(D) 40.000 km2, e o autor da notícia exagerou na 
comparação, dando a falsa impressão de gravidade 
a um fenômeno natural. 
(E) 40.000 km2 e, ao chamar a atenção para um fato 
realmente grave, o autor da notícia exagerou na 
comparação. 
 
.5. (ENEM-MEC) 
 
 
 
Associação Brasileira de Defesa do Consumidor (com adaptações). 
 
 As figuras acima apresentam dados referentes aos 
consumos de energia elétrica e de água relativos a cinco 
máquinas industriais de lavar roupa comercializadas no 
Brasil. A máquina ideal, quanto a rendimento econômico 
e ambiental, é aquela que gasta, simultaneamente, 
menos energia e água. 
 
Com base nessas informações, conclui-se que, no 
conjunto pesquisado, 
 
(A) quanto mais uma máquina de lavar roupa economiza 
água, mais ela consome energia elétrica. 
(B) a quantidade de energia elétrica consumida por uma 
máquina de lavar roupa é inversamente proporcional 
à quantidade de água consumida por ela. 
(C) a máquina I é ideal, de acordo com a definição 
apresentada. 
(D) a máquina que menos consome energia elétrica não 
é a que consome menos água. 
(E) a máquina que mais consome energia elétrica não é 
a que consome mais água. 
.6. (ENEM-MEC) 
 
 Para medir o tempo de reação de uma pessoa, pode- 
-se realizar a seguinte experiência: 
 
I. Mantenha uma régua (com cerca de 30 cm) 
suspensa verticalmente, segurando-a pela 
extremidade superior, de modo que o zero da 
régua esteja situado na extremidade inferior. 
 
II. A pessoa deve colocar os dedos de sua mão, 
em forma de pinça, próximos do zero da régua, 
sem tocá-la. 
 
III. Sem aviso prévio, a pessoa que estiver 
segurando a régua deve soltá-la. A outra pessoa 
deve procurar segurá-la o mais rapidamente 
possível e observar a posição onde conseguiu 
segurar a régua, isto é, a distância que ela 
percorre durante a queda. 
 
 O quadro seguinte mostra a posição em que três 
pessoas conseguiram segurar a régua e os respectivos 
tempos de reação. 
 
 
 
Disponível em: http://br.geocities.com. Acesso em: 1/2/2009. 
 
A distância percorrida pela régua aumenta mais 
rapidamente que o tempo de reação porque a 
 
(A) energia mecânica da régua aumenta, o que a faz cair 
mais rápido. 
(B) resistência do ar aumenta, o que faz a régua cair 
com menor velocidade. 
(C) aceleração de queda da régua varia, o que provoca 
um movimento acelerado. 
(D) força-peso da régua tem valor constante, o que gera 
um movimento acelerado. 
(E) velocidade da régua é constante, o que provoca uma 
passagem linear de tempo. 
 
.7. (ENEM-MEC) 
 
O Super-homem e as leis do movimento 
 
 Uma das razões para pensar sobre a física dos super-
-heróis é, acima de tudo, uma forma divertida de explorar 
muitos fenômenos físicos interessantes, desde 
fenômenos corriqueiros até eventos considerados 
fantásticos. A figura seguinte mostra o Super-homem 
lançando-se no espaço para chegar ao topo de um 
prédio de altura H. Seria possível admitir que com seus 
superpoderes ele estaria voando com propulsão própria, 
mas considere que ele tenha dado um forte salto. Neste 
caso, sua velocidade final no ponto mais alto do salto 
deve ser zero, caso contrário, ele continuaria subindo. 
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Sendo g a aceleração da gravidade, a relação entre a 
velocidade inicial do Super-homem e a altura atingida é 
dada por: v2 = 2gH. 
 
 
 
KAKALIOS, J. The Physics of Superheroes. 
Gothan Books, USA, 2005. 
 
A altura que o Super-homem alcança em seu salto 
depende do quadrado de sua velocidade inicial porque 
 
(A) a altura do seu pulo é proporcional à sua velocidade 
média multiplicada pelo tempo que ele permanece no 
ar ao quadrado. 
(B) o tempo que ele permanece no ar é diretamente 
proporcional à aceleração da gravidade, e essa é 
diretamente proporcional à velocidade. 
(C) o tempo que ele permanece no ar é inversamente 
proporcional à aceleração da gravidade, e essa é 
inversamente proporcional à velocidade média. 
(D) a aceleração do movimento deve ser elevada ao 
quadrado, pois existem duas acelerações envolvidas: 
a aceleração da gravidade e a aceleração do salto. 
(E) a altura do seu pulo é proporcional à sua velocidade 
média multiplicada pelo tempo que ele permanece no 
ar, e esse tempo também depende da sua 
velocidade inicial. 
 
.8. (ENEM-MEC) 
 
 Seu olhar 
 
Na eternidade 
Eu quisera ter 
Tantos anos-luz 
Quantos fosse precisar 
Pra cruzar o túnel 
Do tempo do seu olhar 
 
(Gilberto Gil, 1984) 
 
Gilberto Gil usa na letra da música a palavra composta 
anos-luz. O sentido prático, em geral, não é 
obrigatoriamente o mesmo que na ciência. Na Física, um 
ano-luz é uma medida que relaciona a velocidade da luz 
e o tempo de um ano e que, portanto, se refere a 
(A) tempo. 
(B) aceleração. 
(C) distância. 
(D) velocidade. 
(E) luminosidade. 
 
.9. (ENEM-MEC) 
 
As cidades de Quito e Cingapura encontram-se próximas 
à Linha do Equador e em pontos diametralmente opostos 
no globo terrestre. Considerando o raio da Terra igual a 
6.370 km, pode-se afirmar que um avião saindo de Quito, 
voando em média 800 km/h, descontandoas paradas de 
escala, chega a Cingapura em, aproximadamente, 
 
(A) 16 horas. 
(B) 20 horas. 
(C) 25 horas. 
(D) 32 horas. 
(E) 36 horas. 
 
.10. (ENEM-MEC) 
 
 O tempo que um ônibus gasta para ir do ponto inicial 
ao ponto final de uma linha varia, durante o dia, conforme 
as condições do trânsito, demorando mais nos horários 
de maior movimento. A empresa que opera essa linha 
forneceu, no gráfico abaixo, o tempo médio de duração 
da viagem conforme o horário de saída do ponto inicial, 
no período da manhã. 
 
 
 
De acordo com as informações do gráfico, um passageiro 
que necessita chegar até às 10.h.30.min ao ponto final 
dessa linha deve tomar o ônibus no ponto inicial, no 
máximo, até às 
 
(A) 9.h.20.min. 
(B) 9.h.30.min. 
(C) 9.h.00.min. 
(D) 8.h.30.min. 
(E) 8.h.50.min. 
________________________________________________ 
*Anotações* 
 
 
 
 
 
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.11. (ENEM-MEC) 
 
 João e Antônio utilizam os ônibus da linha 
mencionada na questão anterior para ir trabalhar, no 
período considerado no gráfico, nas seguintes condições: 
 
 trabalham vinte dias por mês; 
 
 João viaja sempre no horário em que o ônibus faz o 
trajeto no menor tempo; 
 
 Antônio viaja sempre no horário em que o ônibus faz 
o trajeto no maior tempo; 
 
 na volta do trabalho, ambos fazem o trajeto no 
mesmo tempo de percurso. 
 
Considerando-se a diferença de tempo de percurso, 
Antônio gasta, por mês, em média, 
 
(A) 05 horas a mais que João. 
(B) 10 horas a mais que João. 
(C) 20 horas a mais que João. 
(D) 40 horas a mais que João. 
(E) 60 horas a mais que João. 
 
.12. (ENEM-MEC) 
 
Já são comercializados no Brasil veículos com motores 
que podem funcionar com o chamado combustível 
flexível, ou seja, com gasolina ou álcool em qualquer 
proporção. Uma orientação prática para o abastecimento 
mais econômico é que o motorista multiplique o preço do 
litro da gasolina por 0,7 e compare o resultado com o 
preço do litro de álcool. Se for maior, deve optar pelo 
álcool. A razão dessa orientação deve-se ao fato de que, 
em média, se com um certo volume de álcool o veículo 
roda dez quilômetros, com igual volume de gasolina 
rodaria cerca de 
 
(A) 07 km. 
(B) 10 km. 
(C) 14 km. 
(D) 17 km. 
(E) 20 km. 
 
.13. (ENEM-MEC) 
 
O gráfico ao 
lado modela 
a distância 
percorrida, em 
km, por uma 
pessoa em 
certo período 
de tempo. 
A escala de tempo a ser adotada para o eixo das 
abscissas depende da maneira como essa pessoa se 
desloca. Qual é a opção que apresenta a melhor 
associação entre meio ou forma de locomoção e unidade 
de tempo, quando são percorridos 10 km? 
(A) carroça – semana 
(B) carro – dia 
(C) caminhada – hora 
(D) bicicleta – minuto 
(E) avião – segundo 
 
.14. (ENEM-MEC) 
 
 Em certa cidade, algumas de suas principais vias têm 
a designação “radial” ou “perimetral”, acrescentando-se 
ao nome da via uma referência ao ponto cardeal 
correspondente. 
 As ruas 1 e 2 estão indicadas no esquema abaixo, em 
que não estão explicitados os pontos cardeais. 
 
 
 
Os nomes corretos das vias 1 e 2 podem, 
respectivamente, ser: 
 
(A) perimetral sul, radial leste. 
(B) perimetral sul, radial oeste. 
(C) perimetral norte, radial oeste. 
(D) radial sul, perimetral norte. 
(E) radial sul, perimetral oeste. 
 
.15. (ENEM-MEC) 
 
Leia o texto abaixo. 
 
O jardim de caminhos que se bifurcam 
 
 [...] Uma lâmpada aclarava a plataforma, mas os 
rostos dos meninos ficavam na sombra. Um me 
perguntou: — O senhor vai à casa do Dr. Stephen 
Albert? Sem aguardar resposta, outro disse: — A casa 
fica longe daqui, mas o senhor não se perderá se tomar 
esse caminho à esquerda e se em cada encruzilhada do 
caminho dobrar à esquerda. 
 
BORGES, J. L. Ficções. Rio de Janeiro: 
Globo, 1997, p. 96 (adaptado). 
 
Quanto à cena descrita acima, considere que: 
 
I. o Sol nasce à direita dos meninos; 
 
II. o senhor seguiu o conselho dos meninos, tendo 
encontrado duas encruzilhadas até a casa. 
 
Conclui-se que o senhor caminhou, respectivamente, nos 
sentidos: 
 
(A) oeste, sul e leste. 
(B) leste, sul e oeste. 
(C) oeste, norte e leste. 
(D) leste, norte e oeste. 
(E) leste, norte e sul. 
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*MÓDULO 2* 
 
Dinâmica – Leis de Newton 
 
As sacadas de Newton 
 
 Para entender o que acontece dentro de um carro 
quando ele sofre uma brusca desaceleração — por 
exemplo, causada por uma batida —, é necessário 
conhecer alguns fundamentos da Dinâmica, a parte da 
Física que estuda as causas do movimento. O que 
provoca um movimento? O que é preciso para manter um 
movimento? O que causa as variações vistas num 
movimento? Essas são algumas questões que a 
Dinâmica vai resolver. 
 Um dos maiores teóricos sobre o tema foi o físico e 
matemático inglês sir Isaac Newton (1642-1727), autor 
do livro Princípios Matemáticos da Filosofia Natural, 
publicado em 1686. Nessa obra, Newton formulou três 
princípios essenciais para a compreensão dos problemas 
relativos ao movimento. Esses princípios foram 
chamados de 1.ª, 2.ª e 3.ª Leis de Newton, que serão 
estudadas neste Módulo. 
 A 1.ª Lei de Newton, também chamada de Lei da 
Inércia, descreve o que ocorre com os corpos que estão 
em equilíbrio. Para entendê-la — assim como as duas 
outras leis —, é preciso, antes, entrar em contato com 
alguns conceitos fundamentais da Dinâmica. O primeiro 
deles é o de força. Como já vimos no Módulo 1, força é 
uma grandeza vetorial. Isso significa que, além do 
módulo (o valornumérico da força), precisamos também 
conhecer sua direção e seu sentido. Um exemplo de 
força é a que colocamos para puxar ou empurrar um 
objeto qualquer, como um carro ou um carrinho de mão 
(veja a figura abaixo). Quando isso ocorre, estamos 
exercendo uma força sobre o objeto. 
 
 
 
 Outra força presente no nosso 
dia a dia é a força de atração da 
Terra, que é denominada peso do 
corpo. Quando uma maçã cai de 
uma árvore, ela está sob a força 
da gravidade (figura ao lado). 
Nesse caso, a força foi exercida 
sem que houvesse necessidade 
de contato físico com a fruta — 
como ocorreu com o carro e com 
o carrinho de mão. 
 Uma das unidades de medida utilizada para medir as 
forças é o quilograma-força (kgf), que equivale ao peso 
de um quilograma- 
-padrão, ao nível do 
mar e a 45º de 
latitude (figura ao 
lado). Outra, que 
integra o Sistema 
Internacional de 
Unidades (SI), é o 
newton — símbolo 
N. Um newton 
corresponde ao quilograma multiplicado pela aceleração 
da gravidade (9,8 m/s2). Assim, 1 kgf corresponde a 
9,8 N. 
 Agora, voltemos à inércia e ao equilíbrio dos corpos. 
Antes de Isaac Newton, o físico, matemático e astrônomo 
italiano Galileu Galilei (1564-1662) se interessou no 
século XVII pelas causas dos movimentos. A partir de 
suas experiências, cálculos e observações, ele percebeu 
que, se um corpo estiver parado, em repouso, é preciso 
que uma força incida sobre ele para que comece a se 
mover. Galileu percebeu que, uma vez iniciado o 
movimento, interrompendo a ação das forças que atuam 
sobre o corpo, ele continuaria a se mover 
indefinidamente, com velocidade constante e em linha 
reta — em movimento retilíneo uniforme, como já vimos 
no Módulo 1. Concluindo, o físico italiano atribuiu a todos 
os corpos uma propriedade, chamada de inércia, que é a 
tendência de os corpos se manterem em repouso ou em 
movimento retilíneo uniforme. 
 Anos depois, Newton baseou-se nas conclusões de 
Galileu para estruturar os princípios da Dinâmica. 
Segundo a 1.ª Lei de Newton, na ausência de forças, um 
corpo em repouso continua em repouso e um corpo em 
movimento move-se em linha reta com velocidade 
constante. O mesmo ocorre quando a resultante das 
forças (a soma de todas as forças) que atuam em um 
corpo for nula. 
 A 1.ª Lei de Newton explica por que, no momento da 
batida de um carro, os ocupantes são projetados para a 
frente. Durante a colisão, a velocidade do carro é 
interrompida bruscamente, mas os passageiros e objetos 
não são desacelerados. Eles mantêm a velocidade e se 
deslocam na mesma direção e no mesmo sentido 
seguido pelo carro no momento do impacto, pois a força 
da colisão atua somente sobre o carro, e não sobre os 
seus ocupantes. Daí a importância do airbag para 
amortecer o choque. 
 
 A Dinâmica é a parte da Física que estuda a causa 
dos movimentos. Um de seus maiores teóricos foi sir 
Isaac Newton (1642-1727), que elaborou os 
princípios fundamentais para que os problemas 
relativos ao movimento dos corpos pudessem ser 
entendidos. 
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 Força é uma grandeza vetorial, o que significa que, 
para conhecê-la, precisamos saber seu valor (ou 
módulo), direção e sentido. É uma grandeza básica 
para a compreensão do movimento dos corpos. 
 
 Existem duas unidades para medir força. A primeira 
é o quilograma-força (kgf), equivalente ao peso de 
um quilograma-padrão, ao nível do mar e a 45º de 
latitude. A outra é o newton (N), que corresponde ao 
quilograma multiplicado pela aceleração da 
gravidade (9,8 m/s2). Assim, 1 kgf corresponde a 9,8 
N. 
 
 Na força de contato é indispensável que haja contato 
físico entre os corpos para que neles atue esse tipo 
de força. Por exemplo, uma pessoa empurrando uma 
mesa ou alguém caminhando. 
 
 A força de campo atua a distância, sem necessidade 
de contato entre os corpos. Exemplo: a força da 
gravidade da Terra. 
 
 Também chamada de Lei da Inércia, a 1.ª Lei de 
Newton descreve o que ocorre com os corpos em 
equilíbrio. Na ausência de forças, um corpo em 
repouso permanece em repouso e um corpo em 
movimento move-se em linha reta com velocidade 
constante. O mesmo ocorre quando a resultante das 
forças (a soma de todas as forças) que atuam em um 
corpo for nula. 
 
 De acordo com a 2.ª Lei de Newton (o Princípio 
Fundamental da Dinâmica), a aceleração que um 
corpo adquire é diretamente proporcional à 
resultante das forças que atuam nele e tem a mesma 
direção e o mesmo sentido dessa resultante. A 
equação que demonstra esse princípio é R . 
 
 Conhecida como Lei da Ação e Reação, a 3.ª Lei de 
Newton enuncia que, quando um corpo A exerce 
uma força sobre o corpo B, o corpo B reage sobre o 
A com uma força de mesma intensidade (ou 
módulo), mesma direção e sentido contrário. 
 
 Os elevadores permitem que verifiquemos, na 
prática, como funcionam as Leis de Newton, que são 
os princípios básicos da Dinâmica. Considerando 
que os elevadores são um bloco de massa , eles 
podem desenvolver um movimento uniforme, em que 
o módulo da velocidade é constante, acelerado (o 
módulo da velocidade aumenta) ou retardado (o 
módulo da velocidade diminui). 
 
 Força é uma grandeza vetorial. A ocorrência da força 
de atrito implica a existência de movimentos relativos 
entre os corpos em contato (atrito cinético) ou, pelo 
menos, a tendência de um se movimentar em 
relação ao outro (atrito estático) por causa da ação 
de outras forças externas a eles aplicadas. 
 A força de atrito estático se opõe ao início do 
movimento entre duas superfícies ou ao atrito de 
rolamento de uma superfície sobre a outra. Quando 
uma pessoa tenta empurrar um guarda-roupa no 
quarto, a dificuldade inicial encontrada para tirar o 
guarda-roupa do repouso, e fazê-lo mover-se, deve- 
-se, em parte, à força de atrito estático. 
 
 A força de atrito máxima é a máxima força de atrito 
estático ( ) que pode existir entre duas superfícies 
sem que essas deslizem uma sobre a outra. Esse 
valor máximo é dado pela seguinte equação: 
 , em que é o coeficiente de atrito 
estático entre as superfícies e é a força normal. 
 
 A força de atrito cinético é a existente entre 
superfícies que apresentam movimento relativo de 
deslizamento entre si. A força de atrito cinético 
(também chamado de dinâmico) se opõe sempre a 
esse deslizamento e atua nos corpos de forma a 
sempre contrariá-lo (tentar impedi-lo). Sua 
intensidade é dada por uma equação similar à da 
força de atrito estático máxima, apenas trocando-se 
o coeficiente de atrito estático pelo coeficientede 
atrito cinético: , em que é o coeficiente de 
atrito cinético entre o corpo e a superfície. 
 
 
 *ATENÇÃO, ESTUDANTE!*  
 
Para complementar o estudo deste Módulo, 
utilize seu LIVRO DIDÁTICO. 
 
 
*********** ATIVIDADES *********** 
 
Texto para as questões 1 e 2. 
 
Airbag obrigatório 
 
As bolsas infláveis protegem o motorista contra 
ferimentos na cabeça e no tórax. A partir de 2014, elas 
serão obrigatórias em todos os carros 
 
 Atualmente, apenas veículos não populares saem de 
fábrica equipados com airbags, espécie de almofada de 
ar localizada dentro do volante e acima do porta-luvas 
que infla quando o carro bate, evitando que o motorista e 
o passageiro do banco dianteiro sejam projetados contra 
o vidro em decorrência da rápida desaceleração do carro. 
Com a aprovação da lei que obriga o airbag frontal duplo, 
todos os automóveis leves deverão vir de fábrica com o 
equipamento a partir de 2014. Os airbags terão de ser 
instalados tanto em veículos novos fabricados no Brasil 
quanto em carros importados. Apenas os automóveis 
destinados à exportação não precisarão cumprir essa 
norma. 
 Muitos veículos — principalmente os tope de linha —, 
além do airbag frontal duplo, já vêm com mais quatro ou 
seis airbags, que também protegem os passageiros dos 
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bancos da frente contra colisões laterais, assim como os 
passageiros do banco de trás. O equipamento, 
complementar ao cinto de segurança, fornece uma 
proteção adicional aos ocupantes, reduzindo o risco de 
ferimentos na cabeça e na parte superior do corpo. Ele 
funciona da seguinte forma: sensores eletrônicos ligados 
ao sistema de aceleração detectam quando há uma 
brusca desaceleração do carro, como uma colisão. 
 Os airbags são programados para inflar quando 
ocorre uma colisão equivalente a uma batida contra um 
muro de tijolos a uma velocidade a partir de 15 km/h. 
Quando isso acontece, é enviada uma informação para 
cápsulas geradoras de gás (ou cápsulas infladoras) 
localizadas no volante e no porta-luvas, que são 
acionadas e fazem a bolsa inflar, graças ao gás 
nitrogênio (N2) gerado por meio de uma reação química. 
Nesse mesmo instante, as capas protetoras do volante e 
do porta-luvas se rompem, abrindo passagem para a 
bolsa inflável. 
 Com o impacto do carro, motorista e passageiro são 
lançados para a frente — pois estão sujeitos à Lei de 
Newton, como a Lei da Inércia — e batem no colchão de 
ar, que amortece o movimento dos ocupantes. Todo o 
processo acontece muito rapidamente. O airbag é inflado 
em cerca de 30 milissegundos (0,03 s), mais rápido do 
que um piscar de olhos, que leva por volta de 100 
milissegundos. 
 
Muito, muito rápido 
 
O volume de gases que inflam o airbag provoca 
a expulsão da bolsa a uma velocidade de 320 km/h 
 
 
 
 ESTÚDIO PINGADO 
 
Mundo Estranho, jun. 2010 (adaptado). 
.1. (AED-SP) 
 
Qual a velocidade mínima, em km/h e m/s, para acionar o 
sistema de airbag de um carro em uma colisão com um 
muro? 
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.2. (AED-SP) 
 
O gás normalmente usado para inflar o airbag é o mais 
comum ou o mais abundante da composição do ar? Que 
gás é esse? 
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.3. (INEP-MEC) 
 
 Na divulgação de um novo modelo, uma fábrica de 
automóveis destaca duas inovações em relação à 
prevenção de acidentes decorrentes de colisões 
traseiras: protetores móveis de cabeça e luzes 
intermitentes de freio. 
 Em caso de colisão traseira, os protetores de cabeça, 
controlados por sensores, são movidos para a frente 
dentro de milissegundos, para proporcionar proteção 
para a cabeça do motorista e do passageiro dianteiro. Os 
protetores [...] previnem que a coluna vertebral se dobre, 
em caso de acidente, reduzindo o risco de ferimentos 
devido ao “efeito chicote” (a cabeça é forçada para trás e, 
em seguida, volta rápido para a frente). 
 As luzes intermitentes de freio [...] alertam os 
motoristas que estão atrás com maior eficiência em 
relação às luzes de freio convencionais quando existe o 
risco de acidente. Testes [...] mostram que o tempo de 
reação de frenagem dos motoristas pode ser encurtado 
em média de até 0,20 segundo, se uma luz de aviso 
piscante for utilizada durante uma frenagem de 
emergência. Como resultado, a distância de frenagem 
pode ser reduzida em 5,5 metros, aproximadamente, 
quando o carro estiver a uma velocidade de 100 km/h. 
 
Disponível em: www.daimlerchrysler.com.br. 
Acesso em: 18/1/2006. 
 
Qual lei da Física explica a razão de a cabeça do 
motorista ser forçada para trás quando o seu carro sofre 
uma colisão traseira, dando origem ao “efeito chicote”? 
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(A) Lei da Atração Gravitacional. 
(B) Lei da Conservação do Movimento Angular. 
(C) 1.ª Lei de Newton (Lei da Inércia). 
(D) 2.ª Lei de Newton (Princípio Fundamental da 
Dinâmica). 
(E) 3.ª Lei de Newton (Lei da Ação e Reação). 
 
.4. (INEP-MEC) 
 
O Código de Trânsito Brasileiro estabelece a 
obrigatoriedade do uso do cinto de segurança, tanto para 
o motoristae o caroneiro do banco da frente, assim como 
para os passageiros do banco traseiro. Essa medida tem 
por objetivo prevenir lesões mais graves em caso de 
acidentes. Fisicamente, a função do cinto está 
relacionada à 
 
(A) 1.ª Lei de Newton. 
(B) Lei de Snell-Descartes. 
(C) Lei de Faraday. 
(D) 1.ª Lei de Ohm. 
(E) 1.ª Lei de Kepler. 
 
.5. (UNIFESP) 
 
 Na representação da figura, o bloco A desce 
verticalmente e traciona o bloco B, que se movimenta em 
um plano horizontal por meio de um fio inextensível. 
Considere desprezíveis as massas do fio e da roldana e 
todas as forças de resistência ao movimento. 
 
 
 
Suponha que, no instante representado na figura, o fio se 
quebre. Pode-se afirmar que, a partir desse instante, 
 
(A) o bloco A adquire aceleração igual à da gravidade; o 
bloco B para. 
(B) o bloco A adquire aceleração igual à da gravidade; o 
bloco B passa a se mover com velocidade constante. 
(C) o bloco A adquire aceleração igual à da gravidade; o 
bloco B reduz sua velocidade e tende a parar. 
(D) os dois blocos passam a se mover com velocidade 
constante. 
(E) os dois blocos passam a se mover com a mesma 
aceleração. 
 
.6. (INEP-MEC) 
 
Os corpos A, B e C a seguir representados possuem 
massas m(A) = 3 kg, m(B) = 2 kg e m(C) = 5 kg. 
Considerando que estão apoiados sobre uma superfície 
horizontal perfeitamente lisa e que a força F vale 20 N, 
determine a intensidade da força que o corpo A exerce 
no corpo B. 
 
 
(A) 14 N. 
(B) 08 N. 
(C) 02 N. 
(D) 10 N. 
(E) 12 N. 
 
.7. (INEP-MEC) 
 
Um garoto de massa igual a 50 kg sobe em uma balança 
no piso de um elevador, com o elevador descendo 
aceleradamente. A aceleração do elevador é de 2 m/s2. 
Considerando a aceleração da gravidade 10 m/s2, a 
indicação da balança, em newtons, é 
 
(A) 40. 
(B) 50. 
(C) 400. 
(D) 500. 
(E) 600. 
 
.8. (INEP-MEC) 
 
Um homem, no interior de um elevador, está jogando 
dardos em um alvo fixado na parede interna do elevador. 
Inicialmente, o elevador está em repouso, em relação à 
Terra, e o homem acerta os dardos bem no centro do 
alvo. Em seguida, o elevador está em movimento 
uniforme (MU) em relação à Terra. Se o homem quiser 
continuar acertando o centro do alvo, como deverá fazer 
a mira, em relação ao seu procedimento com o elevador 
parado? 
 
(A) Mais alto se o elevador estiver subindo e mais baixo 
se estiver descendo. 
(B) Mais baixo se o elevador estiver subindo e mais alto 
se estiver descendo. 
(C) Mais alto, sempre. 
(D) Mais baixo, sempre. 
(E) Exatamente do mesmo modo. 
________________________________________________ 
*Anotações* 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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.9. (UNIFESP) 
 
 Conforme noticiou um site da internet em 30/8/2006, 
cientistas da Universidade de Berkeley, Estados Unidos, 
“criaram uma malha de microfibras sintéticas que utilizam 
um efeito de altíssima fricção para sustentar cargas em 
superfícies lisas”, à semelhança dos “incríveis pelos das 
patas das lagartixas” (www.inovacaotecnologica.com.br). 
Segundo esse site, os pesquisadores demonstraram que 
a malha criada “consegue suportar uma moeda sobre 
uma superfície de vidro inclinada a até 80º” (veja a foto). 
 
 
 
Dados sen 80º = 0,98; cos 80º = 0,17 e tg 80º = 5,7, 
pode-se afirmar que, nessa situação, o módulo da força 
de atrito estático máxima entre essa malha, que reveste 
a face de apoio da moeda, e o vidro, em relação ao 
módulo do peso da moeda, equivale a, 
aproximadamente, 
 
(A) 5,7%. 
(B) 11%. 
(C) 17%. 
(D) 57%. 
(E) 98%. 
 
.10. (PUC-RJ) 
 
Uma caixa, cuja velocidade inicial é de 10 m/s, leva 5 s 
deslizando sobre uma superfície até parar 
completamente. Considerando a aceleração da 
gravidade g = 10 m/s2, determine o coeficiente de atrito 
cinético que atua entre a superfície e a caixa. 
 
(A) 0,1. 
(B) 0,2. 
(C) 0,3. 
(D) 0,4. 
(E) 0,5. 
 
.11. (PUC-RJ) 
 
Um balão de ar quente, de massa desprezível, é capaz 
de levantar uma carga de 100 kg mantendo durante a 
subida uma velocidade constante de 5,0 m/s. 
Considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, 
a força que a gravidade exerce (peso) no sistema (balão 
+ carga), em newtons, é: 
 
(A) 50. 
(B) 100. 
(C) 250. 
(D) 500. 
(E) 1.000. 
.12. (UFMG) 
 
 Um homem empurra um caixote para a direita, com 
velocidade constante, sobre uma superfície horizontal, 
como mostra a figura a seguir. 
 
 
 
Desprezando-se a resistência do ar, o diagrama que 
melhor representa as forças que atuam no caixote é: 
 
(A) 
 
 
(B) 
 
 
(C) 
 
 
(D) 
 
 
(E) 
 
 
________________________________________________ 
*Anotações* 
 
 
 
 
 
 
 
 
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*MÓDULO 3* 
 
Mecânica – Trabalho, potência, energia 
 
Uma grandeza importante 
 
 A questão energética é um tema de vital importância 
na atualidade. Países com grandes reservas de energia 
estão, em tese, mais bem preparados para se 
desenvolver econômica e socialmente. Daí a importância 
da recente descoberta das reservas de petróleo na 
camada pré-sal na costa brasileira e dos investimentos 
feitos nas chamadas energias alternativas, como a solar, 
a eólica, o biodiesel e o etanol. 
 Deve ficar claro que a energia não é criada, mas, sim, 
está num constante ciclo de transformações. Um bom 
caminho para iniciar o estudo de energia, do ponto de 
vista da Física, é conceituar uma grandeza chamada 
trabalho, que é a medida das transformações de energia. 
Dizemos que o trabalho de uma força constante ( ) sobreum corpo qualquer, que forma com o deslocamento ( ) 
do corpo um ângulo , é dado pela fórmula 
. 
 
 
 
 O trabalho realizado pela força depende do ângulo entre a força e o 
deslocamento 
 
 O trabalho de uma força, portanto, depende do ângulo 
entre ela e o deslocamento do corpo. Quando a força é 
feita paralelamente ao deslocamento e no mesmo 
sentido (figura abaixo), o ângulo entre eles (força e 
deslocamento) é zero, o que faz com que o cosseno 
desse ângulo seja igual a , tornando a equação para 
cálculo do trabalho equivalente a . 
 
 
 
 Força e deslocamento com mesma direção e mesmo sentido 
________________________________________________ 
*Anotações* 
 
 
 
 
 
 E como se calcula o trabalho de uma força constante 
não paralela ao deslocamento, como na figura a seguir? 
 
 
 
 Força e deslocamento com direções diferentes 
 
 Nesse caso, o trabalho dependerá do ângulo que a 
força forma com a direção do deslocamento do corpo. 
Um bom exemplo é o de uma força perpendicular ao 
deslocamento. Como o ângulo é de 90º e o cosseno de 
90º é zero, teremos que o trabalho realizado também é 
igual a zero. 
 Outro cenário curioso é o de uma força atuando em 
sentido contrário ao deslocamento, o que significa que 
ela tenderia a frear o objeto e retardar seu deslocamento. 
O ângulo da força é de 180º e o cosseno, 1. O trabalho 
realizado pela força será negativo. 
 Em resumo, a energia não é criada nem destruída, 
sempre transformada. O trabalho é uma forma de medida 
dessas transformações. Quando o ângulo formado entre 
a força e o deslocamento estiver compreendido entre 0º 
e 90º, o trabalho da força será positivo e a força estará 
atuando no sentido de elevar a velocidade do corpo; 
caso o ângulo esteja compreendido entre 90º e 180º, o 
trabalho será negativo e a força estará atuando para 
reduzir a velocidade do corpo. Quando o ângulo for 90º, 
o trabalho será zero. 
 
 
 
 Na primeira representação, o trabalho é positivo; na segunda, é 
negativo 
 
 É preciso saber também que, quando várias forças 
atuam sobre um determinado corpo, a soma algébrica 
dos trabalhos de cada uma delas é igual ao trabalho 
resultante dessas forças. Até agora, falamos do trabalho 
de forças constantes. Mas e no caso do trabalho de uma 
força variável? O cálculo de uma força variável pode ser 
aplicado, por exemplo, no trabalho de esticar uma mola. 
Para simplificar o cálculo, a melhor maneira de encontrar 
o valor do trabalho de uma força variável é com o auxílio 
de um gráfico, onde um dos eixos, normalmente o 
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vertical, representa o comportamento da força, e o outro 
eixo, horizontal, o deslocamento da força. Com o gráfico 
em mãos, para determinar o trabalho, basta calcular a 
área compreendida entre o gráfico e o eixo do 
deslocamento, desde um ponto inicial até um ponto final 
do movimento. Supomos que a força e o deslocamento 
estejam ao longo de dois eixos, como mostra o gráfico 
abaixo: 
 
 
 
FIGURAS: © ESTÚDIO KANNO 
 
 Trabalho: essa grandeza, de símbolo , está 
associada com a medida de energia. O trabalho de 
uma força constante sobre um corpo qualquer, que 
forma com o deslocamento um ângulo , é dado 
pela fórmula . 
 
 Potência ( ) é uma grandeza física definida como a 
razão entre a energia produzida, transferida ou 
transformada e o intervalo de tempo necessário para 
essa transformação. 
 
 Energia representa a capacidade de realizar trabalho 
ou uma ação. Ela pode se apresentar de diversas 
formas: elétrica, solar, nuclear, térmica, química e 
mecânica, entre outras. 
 
 Joule é a unidade de energia e trabalho no Sistema 
Internacional. Um joule equivale à aplicação da força 
de 1 newton pela distância de 1 metro. 
 
 O kWh é outra unidade para medir energia, muito 
comum nas contas de luz das residências. Um kWh 
(o mesmo que 103 Wh) equivale a 3,6 x 106 J (ou 3,6 
MJ). Por definição, 1 Wh é a quantidade de energia 
usada para alimentar uma carga com potência de 1 
watt pelo período de uma hora. 
 
 Energia cinética é a que um corpo possui em razão 
de seu movimento. A energia cinética depende da 
massa e da velocidade do corpo. Quanto maiores a 
massa e a velocidade, maior a energia cinética. A 
fórmula para calcular energia cinética é . 
 
 Energia potencial é a que um corpo tem em razão de 
sua posição. Uma pedra sobre o solo terá uma 
energia potencial desprezível. Mas, se ela for 
segurada por uma pessoa na janela do terceiro 
andar, sua energia potencial será considerável, já 
que ao cair lá de cima será capaz de realizar um 
trabalho (amassar um carro, furar a calçada etc.). 
 
 Quando a energia potencial de um corpo depende da 
força da gravidade — como a pedra citada acima —, 
dizemos que ela possui energia potencial 
gravitacional, calculada pela fórmula , em 
que é a força-peso que atua sobre o corpo e , 
seu deslocamento vertical. 
 
 
 *ATENÇÃO, ESTUDANTE!*  
 
Para complementar o estudo deste Módulo, 
utilize seu LIVRO DIDÁTICO. 
 
 
*********** ATIVIDADES *********** 
 
Texto para as questões 1 e 2. 
 
A aposta nas energias renováveis 
 
Para conter o aquecimento global, países investem 
em fontes alternativas 
 
 
 
© ITAMAR AGUIAR 
 
 A geração de energia eólica no Brasil é promissora principalmente 
no litoral do Nordeste, onde os ventos apresentam velocidades propícias 
 
 A preocupação com o meio ambiente e as mudanças 
climáticas têm feito com que vários países, entre eles o 
Brasil, invistam cada vez mais em fontes energéticas 
limpas, renováveis e alternativas aos combustíveis 
fósseis, como o petróleo, um dos “vilões” do aquecimento 
global. Duas das mais promissoras são a energia solar e 
a eólica, que usam, respectivamente, a radiação solar e a 
força dos ventos como “combustível”. Em estágio não tão 
avançado se encontra a energia das marés — ou 
maremotriz —, que se vale do movimento das massas de 
água do mar para gerar eletricidade. 
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 O Brasil tem grande potencial de obtenção de energia 
de natureza eólica, principalmente na costa nordestina. 
Essa região apresenta velocidades de vento propícias ao 
aproveitamento da energia eólica em larga escala. 
 A energia eólica é medida por meio de sensores de 
velocidade e direção do vento, chamados anemômetros. 
A velocidade dos ventos é medida em metros por 
segundo (m/s), embora possa ser utilizado também 
quilômetro por hora (km/h). 
 A instalação de turbinas eólicas é viável em locais 
onde a velocidade média anual seja superior a 3,6 m/s. 
Embora o potencial eólico seja grande no país, apenas 
0,5% da nossa matriz energética, que é de 457,6 milhões 
de megawatt-hora (MWh), corresponde a essa fonte 
energética. 
 Quando se trata de energia solar, o Brasil, em razão 
de sua localização no globo terrestre, entre a Linha do 
Equador e o Trópico de Capricórnio, apresenta condições 
bastante favoráveis à sua geração. Essa energia é obtida 
por meio da conversão direta da luz do Sol em 
eletricidade. Isso se faz por meio de painéis contendo um 
conjunto de células solares responsáveis pelo efeito 
fotovoltaico, que consiste na geração de uma diferença 
de potencial elétrico pela radiação. Esse efeito acontece 
quando fótons (energia que o Sol emite) incidem sobre 
átomos (normalmente átomos de silício das células 
solares), provocando a emissão de elétrons, produzindo 
corrente elétrica. Devido à facilidade (técnica e 
financeira), essa é uma fonte promissora não somente 
para os órgãos públicos para obtenção de energia em 
larga escala, mas também para o cidadão comum. Ela 
vem sendo cada vez mais utilizada por pequenos 
usuários em condomínios, prédios e casas, 
principalmente para o aquecimento de água. 
 A energia solar é medida por aparelhos chamados de 
piranômetros, solarímetros ou radiômetros. A potência 
solar instantânea que incide por unidade de área 
costuma ser medida em watt por metro quadrado (W/m2), 
sendo que a energia incidente por unidade de área é 
representada em quilowatt-hora por metro quadrado 
(kWh/m2). Outras unidades, como joule por metro 
quadrado (J/m2) e caloria por centímetro quadrado 
(cal/cm2), também são utilizadas correntemente para 
energia incidente. Segundo estimativas, a média anual 
de energia solar incidente por dia na maior parte do 
Brasil varia entre 4 kWh/m2 e 5 kWh/m2. 
 A energia das marés é obtida de forma similar à da 
energia hidrelétrica. Primeiro, é preciso construir uma 
barragem, formando um reservatório no mar. Quando a 
maré é alta, a água enche o reservatório, passando por 
uma turbina e produzindo energia elétrica. Na maré 
baixa, o reservatório é esvaziado e a água que sai dele 
passa novamente pela turbina, em sentido contrário, 
produzindo mais energia. 
 O Brasil tem grande amplitude de marés em alguns 
pontos de sua costa, como na Baía de São Marcos, em 
São Luís (MA), mas a topografia do litoral inviabiliza 
economicamente a construção de reservatórios, o que 
dificulta a instalação de usinas para geração de energia 
das marés em nosso litoral. 
 
Superinteressante, ago. 2010. 
.1. (AED-SP) 
 
Qual é a velocidade mínima dos ventos para viabilizar a 
instalação de turbinas eólicas em determinado local? 
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.2. (AED-SP) 
 
Que elemento químico compõe as células fotovoltaicas 
dos painéis solares? Justifique. 
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________
___________________________________________________ 
 
.3. (ENEM-MEC) 
 
 Uma das modalidades presentes nas Olimpíadas é o 
salto com vara. As etapas de um dos saltos de um atleta 
estão representadas na figura: 
 
 
 
 
 
Desprezando-se as forças dissipativas (resistência do ar 
e atrito), para que o salto atinja a maior altura possível, 
ou seja, o máximo de energia seja conservada, é 
necessário que 
 
(A) a energia cinética, representada na etapa I, seja 
totalmente convertida em energia potencial elástica, 
representada na etapa IV. 
(B) a energia cinética, representada na etapa II, seja 
totalmente convertida em energia potencial 
gravitacional, representada na etapa IV. 
(C) a energia cinética, representada na etapa I, seja 
totalmente convertida em energia potencial 
gravitacional, representada na etapa III. 
(D) a energia potencial gravitacional, representada na 
etapa II, seja totalmente convertida em energia 
potencial elástica, representada na etapa IV. 
(E) a energia potencial gravitacional, representada na 
etapa I, seja totalmente convertida em energia 
potencial elástica, representada na etapa III. 
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.4. (ENEM-MEC) 
 
 Com o objetivo de se testar a eficiência de fornos de 
micro-ondas, planejou-se o aquecimento em 10 ºC de 
amostras de diferentes substâncias, cada uma com 
determinada massa, em cinco fornos de marcas distintas. 
Nesse teste, cada forno operou à potência máxima. 
 
O forno mais eficiente foi aquele que 
 
(A) forneceu a maior quantidade de energia às amostras. 
(B) cedeu energia à amostra de maior massa em mais 
tempo. 
(C) forneceu a maior quantidade de energia em menos 
tempo. 
(D) cedeu energia à amostra de menor calor específico 
mais lentamente. 
(E) forneceu a menor quantidade de energia às 
amostras em menos tempo. 
 
.5. (ENEM-MEC) 
 
 A energia elétrica consumida nas residências é 
medida, em quilowatt-hora, por meio de um relógio 
medidor de consumo. Nesse relógio, da direita para a 
esquerda, tem-se o ponteiro da unidade, da dezena, da 
centena e do milhar. Se um ponteiro estiver entre dois 
números, considera-se o último número ultrapassado 
pelo ponteiro. Suponha que as medidas indicadas nos 
esquemas seguintes tenham sido feitas em uma cidade 
em que o preço do quilowatt-hora fosse de R$ 0,20. 
 
 
 
 
 
FILHO, A. G.; BAROLLI, E. Instalação Elétrica. 
São Paulo: Scipione, 1997. 
 
O valor a ser pago pelo consumo de energia elétrica 
registrado seria de 
 
(A) R$ 41,80. 
(B) R$ 42,00. 
(C) R$ 43,00. 
(D) R$ 43,80. 
(E) R$ 44,00. 
.6. (ENEM-MEC) 
 
 Deseja-se instalar uma estação de geração de 
energia elétrica em um município localizado no interior de 
um pequeno vale cercado de altas montanhas de difícil 
acesso. A cidade é cruzada por umrio, que é fonte de 
água para consumo, irrigação das lavouras de 
subsistência e pesca. Na região, que possui pequena 
extensão territorial, a incidência solar é alta o ano todo. A 
estação em questão irá abastecer apenas o município 
apresentado. 
 
Qual forma de obtenção de energia, entre as 
apresentadas, é a mais indicada para ser implantada 
nesse município de modo a causar o menor impacto 
ambiental? 
 
(A) Termelétrica, pois é possível utilizar a água do rio no 
sistema de refrigeração. 
(B) Eólica, pois a geografia do local é própria para a 
captação desse tipo de energia. 
(C) Nuclear, pois o modo de resfriamento de seus 
sistemas não afetaria a população. 
(D) Fotovoltaica, pois é possível aproveitar a energia 
solar que chega à superfície do local. 
(E) Hidrelétrica, pois o rio que corta o município é 
suficiente para abastecer a usina construída. 
 
.7. (ENEM-MEC) 
 
 A instalação elétrica de uma casa envolve várias 
etapas, desde a alocação dos dispositivos, instrumentos 
e aparelhos elétricos, até a escolha dos materiais que a 
compõem, passando pelo dimensionamento da potência 
requerida, da fiação necessária, dos eletrodutos*, entre 
outras. 
 Para cada aparelho elétrico existe um valor de 
potência associado. Valores típicos de potências para 
alguns aparelhos elétricos são apresentados no quadro 
seguinte: 
 
Aparelhos Potência (W) 
Aparelho de som 120 
Chuveiro elétrico 3.000 
Ferro elétrico 500 
Televisor 200 
Geladeira 200 
Rádio 50 
 
* Eletrodutos são condutos por onde passa a fiação de uma instalação 
elétrica, com a finalidade de protegê-la. 
 
 A escolha das lâmpadas é essencial para obtenção de 
uma boa iluminação. A potência da lâmpada deverá estar 
de acordo com o tamanho do cômodo a ser iluminado. O 
quadro a seguir mostra a relação entre as áreas dos 
cômodos (em m2) e as potências das lâmpadas (em W), 
e foi utilizado como referência para o primeiro pavimento 
de uma residência. 
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Área do 
cômodo (m2) 
 
Potência da lâmpada (W) 
Sala/copa/ 
cozinha 
Quarto, varanda e 
corredor 
 
Banheiro 
Até 6,0 60 60 60 
6,0 a 7,5 100 100 60 
7,5 a 10,5 100 100 100 
 
 
 
Obs.: Para efeitos dos cálculos das áreas, as paredes são 
desconsideradas. 
 
Considerando a planta baixa fornecida, com todos os 
aparelhos em funcionamento, a potência total, em watts, 
será de 
 
(A) 4.070. 
(B) 4.270. 
(C) 4.320. 
(D) 4.390. 
(E) 4.470. 
 
.8. (ENEM-MEC) 
 
 A eficiência de um processo de conversão de energia, 
definida como sendo a razão entre a quantidade de 
energia ou trabalho útil e a quantidade de energia que 
entra no processo, é sempre menor que 100% devido a 
limitações impostas por leis físicas. A tabela a seguir, 
mostra a eficiência global de vários processos de 
conversão. 
 
TABELA 
 
Eficiência de alguns sistemas de conversão de energia 
 
Sistema Eficiência 
Geradores elétricos 70 – 99% 
Motor elétrico 50 – 95% 
Fornalha a gás 70 – 95% 
Termelétrica a carvão 30 – 40% 
Usina nuclear 30 – 35% 
Lâmpada fluorescente 20% 
Lâmpada incandescente 5% 
Célula solar 5 – 28% 
 
HINRICHS, R. A.; KLEINBACH, M. Energia e meio ambiente. 
São Paulo: Pioneira Thompson Learning, 2003 (adaptado). 
 
Se essas limitações não existissem, os sistemas 
mostrados na tabela, que mais se beneficiariam de 
investimentos em pesquisa para terem suas eficiências 
aumentadas, seriam aqueles que envolvem as 
transformações de energia 
(A) mecânica energia elétrica. 
(B) nuclear energia elétrica. 
(C) química energia elétrica. 
(D) química energia térmica. 
(E) radiante energia elétrica. 
 
.9. (ENEM-MEC) 
 
 Uma fonte de energia que não agride o ambiente, é 
totalmente segura e usa um tipo de matéria-prima infinita 
é a energia eólica, que gera eletricidade a partir da força 
dos ventos. O Brasil é um país privilegiado por ter o tipo 
de ventilação necessária para produzi-la. Todavia, ela é a 
menos usada na matriz energética brasileira. O Ministério 
de Minas e Energia estima que as turbinas eólicas 
produzam apenas 0,25% da energia consumida no país. 
Isso ocorre porque ela compete com uma usina mais 
barata e eficiente: a hidrelétrica, que responde por 80% 
da energia do Brasil. O investimento para se construir 
uma hidrelétrica é de aproximadamente US$ 100 por 
quilowatt. Os parques eólicos exigem investimento de 
cerca de US$ 2 mil por quilowatt e a construção de uma 
usina nuclear, de aproximadamente US$ 6 mil por 
quilowatt. Instalados os parques, a energia dos ventos é 
bastante competitiva, custando R$ 200,00 por megawatt-
-hora frente a R$ 150,00 por megawatt-hora das 
hidrelétricas e a R$ 600,00 por megawatt-hora das 
termelétricas. 
 
Época, 21/4/2008 (com adaptações). 
 
De acordo com o texto, entre as razões que contribuem 
para a menor participação da energia eólica na matriz 
energética brasileira, inclui-se o fato de 
 
(A) haver, no país, baixa disponibilidade de ventos que 
podem gerar energia elétrica. 
(B) o investimento por quilowatt exigido para a 
construção de parques eólicos ser de 
aproximadamente 20 vezes o necessário para a 
construção de hidrelétricas. 
(C) o investimento por quilowatt exigido para a 
construção de parques eólicos ser igual a 1/3 do 
necessário para a construção de usinas nucleares. 
(D) o custo médio por megawatt-hora de energia obtida 
após instalação de parques eólicos ser igual a 1,2 
multiplicado pelo custo médio do megawatt-hora 
obtido das hidrelétricas. 
(E) o custo médio por megawatt-hora de energia obtida 
após instalação de parques eólicos ser igual a 1/3 do 
custo médio do megawatt-hora obtido das 
termelétricas. 
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*Anotações* 
 
 
 
 
 
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