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Livro 2, 11.11.2017 Programação 10:00 Matemática: Análise Combinatória, Geometria e Porcentagem 11:00 Química: Termoquímica e Radioatividade 11:45 Dicas de Alimentação para a prova 12:00 Física: Eletrodinâmica 13:00 Estratégias de Prova 13:45 Natureza: Como Energia pode cair em Física, Química e Biologia 15:30 Matemática: Macetes do Mendigo 14:45 Biologia: Engenharia Genética, Citoplasma e Organelas, Teorias Evolutivas 16:00 Física: Ondas 09:00 Biologia e Meio Ambiente: Ciclos Biogeoquímicos e Desequilíbrio Ecológico /tamojuntoenem 18:20 Biologia: Respiração Celular 19:00 Matemática: Função Quadrática e Probabilidade 20:00 Relaxamento e Meditação 21:00 Encerramento 17:30 Química: Radioatividade e Eletroquímica /tamojuntoenem /tamojuntoenem 4 01. Ciclos Biogeoquímicos Os ciclos biogeoquímicos descrevem a passagem dos elementos químicos através do ambiente, envolvendo sua utilização pelos organismos e posterior devolução, estabelecendo uma constante relação de troca entre os seres e o ambiente. Ciclo de Carbono O ciclo do carbono está diretamente relacionado com a duas reações metabólicas: fotossíntese e respiração. Abaixo, pode-se ver as reações simplificadas: Partindo do CO2 atmosférico, ele poderá ser fixado em matéria orgânica, a partir do processo da fotossíntese, gerando glicose. A “queima” da glicose pelos animais , no processo da respiração celular, libera CO2 de volta para a atmosfera, renovando esse gás na atmosfera. Processos de combustão também liberam CO2 para a atmosfera, sendo também responsáveis pela reposição desse estoque. Além disso, ao longo da cadeia alimentar, o carbono vai sendo transferido de organismo para organismo, através tanto de relações Biologia - Ciclos Biogeoquímicos Biologia 01. Ciclos Biogeoquímicos 02. Desequilíbrio Ecológico 03. Engenharia Genética 04. Citoplasma e Organelas 05. Teorias Evolutivas 06. Respiração Celular 09:00 Oda e Bandeira 14:45 Oda e Nelson 18:20 Oda Fotossíntese Energia Solar Respiração celular Glicose /tamojuntoenem 5 alimentares, quanto da decomposição da matéria orgânica. O carbono da matéria orgânica também pode formar reservatórios fósseis, que podem ser refinados na forma de combustíveis fósseis, cuja combustão libera grande quantidade de CO₂ para a atmosfera, sendo uma causa do efeito estufa. Ciclo do Oxigênio O Ciclo do Oxigênio está diretamente ligado ao ciclo do carbono e às suas reações. O O₂ atmosférico é retirado através dos processos de respiração celular aeróbica dos seres vivos, e liberado para a atmosfera a partir da fotossíntese. O₂ também é fundamental para o processo de combustão, sendo consumido nesta reação exotérmica. Na estratosfera, ocorre a formação do ozônio (O₃), reação causada pela radiação UV. AA camada de ozônio, inclusive, é fundamental para a absorção dos raios UV, impedindo que eles cheguem a crosta terrestre. Ciclo da Água O Ciclo Biogeoquímico da Água pode ser dividido em dois: Pequeno Ciclo e Grande Ciclo, sendo o Pequeno Ciclo sem participação dos seres vivos. A água líquida, presente na superfície terrestre, sofre evaporação e vai a atmosfera na forma de vapor d’água. Nas camadas mais altas da atmosfera, essa água se resfria e condensa, formando nuvens que liberam água líquida na forma de chuva. Essa água líquida pode permear o solo e atingir uma rocha matriz impermeável, formando reservatórios chamados lençóis freáticos. No ciclo longo, os seres vivos passam a participar, tendo em vista que água é fundamental para a vida, e faz parte do metabolismo destes seres. Plantas liberam água para a atmosfera através da evapotranspiração, principalmente, e retiram água do solo através da absorção pelas raízes. Os animais podem ingerir água diretamente ou receber através da cadeia alimentar, e liberam essa água para o ambiente através de sua respiração, transpiração, excreção e no ato de defecar. Ciclo do Nitrogênio O N₂ é o gás mais abundante na atmosfera terrestre, compondo cerca de 78% dela, mas sua forma gasosa é utilizada, de forma direta, por apenas poucos seres vivos, não sendo diretamente absorvido por plantas e animais, por exemplo. Os protagonistas deste ciclo são as bactérias e cianobactérias, que fixam o nitrogênio atmosférico em formas utilizáveis. Inicialmente, bactérias fixadoras, em especial do gênero Rhizobium, realizam o processo de amonificação, fixando o N₂ atmosférico na forma de NH₃, amônia, ou NH₄ , amônio. Essa amônia passa pelo Biologia - Ciclos Biogeoquímicos + /tamojuntoenem 6 processo da nitrificação, realizado pelas bactérias nitrificantes (especialmente do gênero Nitrosomonas e Nitrobacter.), sendo as Nitrosomonas responsáveis pela nitrosação, isso é, conversão do NH₃ em NO₂ (nitritos) e as Nitrobacter convertem esse nitrito, NO₂, em nitrato, NO₃, no processo chamado nitratação. Esse nitrato já pode ser assimilado pelas plantas, que o utilizarão para formar seus aminoácidos e outros compostos nitrogenados. Esse nitrogênio chega aos animais através da cadeia alimentar, e o devolvem ao ambiente através de seus excretas nitrogenados. Tanto animais quanto plantas são decompostos, liberando de novo amônia no ambiente. Bactérias desnitrificantes são capazes de degradar o NO₃- e formar N₂, repondo os estoques atmosféricos. 02. Desequilíbrio Ecológico Ações antrópicas com liberação de poluentes podem causar severos desequilíbrios ecológicos, gerando repercussões diretamente no funcionamento dos ecossistemas. Entre estes desequilíbrios, pode-se destacar seis: efeito estufa, buraco na camada de ozônio, eutrofização artificial, magnificação trófica, chuva ácida e maré negra. Poluição Atmosférica Efeito Estufa O efeito estufa consiste em um fenômeno natural, fundamental para a manutenção da temperatura no planeta. É formada uma barreira de gases, em especial o CO₂ e o CH₄, que permite a retenção de raios infravermelhos na Terra, aumentando a temperatura. Esse processo é fundamental para a manutenção da temperatura do planeta porque ele é responsável pela retenção de calor. Sem isso, as noites seriam absurdamente frias, talvez impedindo até o desenvolvimento de vida no planeta. O problema é que a ação antrópica intensifica esse efeito, causando um aumento na temperatura média do planeta. A derrubada e queimada de florestas contribui diretamente para a intensificação do efeito estufa, já que há liberação de CO₂ no processo de combustão e a derrubada de árvores diminui a taxa de fotossíntese, processo responsável pela remoção do CO2 da atmosfera. Além disso, a queima de combustíveis fósseis libera uma taxa de carbono que não estava antes circulante pela atmosfera, já que esteve fixado por milhões de anos, agravando ainda mais esse problema. Entre os problemas diretamente relacionados ao aumento da temperatura resultante do efeito estufa, podemos citar o degelo das calotas polares, o aumento no nível dos oceanos, aumento da evapotranspiração das plantas (o que poderia resultar em uma savanização de florestas tropicais, como a Amazônia), extinção de animais que dependem de ambientes mais frios, extinção de espécies que dependem do ambiente para a regulação de sua temperatura, entre outros prejuízos. Buraco na Camada de Ozônio Biologia - Desequilibrio Ecológico /tamojuntoenem 7 O oxigênio na forma de ozônio (O₃) forma uma camada protetora da superfície terrestre, capaz de filtrar os raios UV. Os raios UV são mutagênicos, podendo alterar a sequência do DNA e causar mutações que podem desenvolver problemas, como o câncer. Podem causar dano aos olhos, resultando em catarata, também. O ozônio, no entanto,é um composto instável, e reage facilmente com o Cloro. A ação antrópica que influencia nesse efeito é, principalmente, a utilização de gases CFC (clorofluorcarbonetos), antigamente muito utilizados em aparelhos de refrigeração e sprays aerossol. Esses gases CFC reagiam com o ozônio, degradando-o, causando a rarefação da camada e expondo a superfície terrestre à ação plena dos raios UV. Vale citar que esses gases não estão relacionados ao aumento da temperatura global, então não devem ser confundidos com gases estufa. Nem a camada de ozônio deve ser confundida com o fator causador do efeito estufa. Os gases responsáveis são outros, como o CO₂ e o CH₄. Substâncias destruidoras da camada de ozônio são controladas por um tratado assinado por 150 países, o Protocolo de Montreal, que visava a substituição do CFC por outras substâncias que não agridem a camada de ozônio. O Protocolo, por não interferir com o modelo econômico dos países envolvidos, teve boa adesão, sendo considerado bem sucedido. Chuva Ácida Devido a reação do CO₂ com a água, toda chuva é, naturalmente, ácida, com pH em torno de 5,5. Ainda assim, o fenômeno da chuva ácida refere-se a chuvas com pH ainda menor, causadas pela emissão de poluentes industriais na atmosfera, como óxidos de enxofre e nitrogênio. Estes poluentes, ao reagirem com a água presente na atmosfera, formam uma chuva ainda mais ácida que a normal, com a presença de ácidos fortes como o ácido nítrico e o ácido sulfúrico. Essa chuva ácida tem diversos efeitos, tanto sobre o meio natural quanto sobre áreas urbanas. No meio natural, pode causar acidificação dos corpos d’água, resultando na grande mortandade de seres aquáticos. Além disso, há danos para a cobertura vegetal por conta da destruição foliar, que por consequência também deixa o solo exposto a essas chuvas, causando a lixiviação (processo erosivo de lavagem da camada superficial) do solo. No meio urbano, a chuva ácida pode causar problemas de pele, problemas respiratórios (com a formação de neblina ácida), além do desgaste de esculturas e demais estruturas da cidade. Cl Cl ClClO₂ O₂ O₃ O O O CFC + Radical de cloro quebra a ligação da molécula de ozônio UVB Radiação UV remove o átomo de cloro da molécula de CFCs Produz oxigênio e libera radical de cloro Quebra ligação da molécula de monóxido de cloro Átomo de oxigênio na atmosfera Molécula de oxigênio e liberada na atmosfere Formando monóxido de cloro e oxigênio + Biologia - Desequilibrio Ecológico /tamojuntoenem 8 Magnificação trófica Na magnificação trófica há despejo de poluentes não-biodegradáveis na água, como DDT (pesticida), metais pesados, etc. Esses poluentes podem ser absorvidos pelo fitoplâncton, de modo que, por não ser biodegradável, ele tende a ficar acumulado no corpo desses seres, mesmo que em doses pequenas. No entanto, o zooplâncton, que se alimenta de algas, irá acumular gradativamente esse poluente no corpo, conforme for comendo algas. Pequenos peixes, que se alimentam de zooplâncton, consumirão quantidades maiores de zooplâncton para satisfazer suas necessidades nutricionais, acumulando ainda mais o poluente em seus corpos. Em resumo, quanto maior for o nível trófico, maior a ingestão do poluente não-biodegradável acumulado no corpo de seu alimento e, portanto, maior o acúmulo do poluente no corpo desse ser vivo. Numa cadeia alimentar fitoplâncton > zooplâncton > peixes pequenos > peixes maiores > gaivota, o poluente terá maior acumulação no corpo da gaivota, o último nível trófico. Maré Negra Poluição das Águas Eutrofização Artificial A eutrofização artificial ocorre quando há despejo de poluentes biodegradáveis, como esgoto e fertilizantes, no meio aquático. A decomposição desse material orgânico por bactérias aeróbicas decompositoras libera nutrientes inorgânicos no meio, como sais minerais, induzindo um grande aumento da população de microalgas (blooming). Essas algas formam uma densa camada que impede a passagem de luz para níveis inferiores, o que causa alteração dos níveis de O₂ dissolvido na água. A proliferação de peixes no nível de consumidor primário também é expressiva, e a morte desses seres (tanto peixes quanto algas) agrava o problema da falta de O₂. Com o tempo, não haverá O₂ dissolvido na água, causando a mortandade de seres aeróbicos, em especial de peixes e outros animais. A decomposição destes aeróbicos se dará por bactérias anaeróbicas, que liberam, como produtos metabólicos secundários, gases como o CH₄, um potente gás estufa. Biologia - Desequilibrio Ecológico /tamojuntoenem 9 Entre os processos de Engenharia Genética, pode-se destacar a clonagem, o DNA- Fingerprint e a transgenia. Clonagem A clonagem, como o nome indica, tem como objetivo a formação de um clone, um indivíduo que é uma cópia geneticamente idêntica ao organismo original. O processo consiste na implantação do núcleo de uma célula somática (2n) em um óvulo anucleado, para desenvolvimento deste “zigoto”. O indivíduo clonado será o doador do núcleo somático, não o doador do óvulo anucleado, já que o material genético está contido no núcleo. Técnica de Clonagem Por exemplo, se for removido o núcleo de uma célula somática de Derek e este núcleo for implantado em um óvulo anucleado de Meredith, e se a célula resultante for implantada no útero de Callie para a gestação, será originado um clone de Derek com o DNA mitocondrial de Meredith. Callie não tem influência genética sobre o clone, apenas em fatores congênitos. Um exemplo de clonagem bem sucedida em mamíferos foi a ovelha Dolly, o primeiro mamífero a ser clonado. 03. Engenharia Genética Consiste em técnicas de manipulação e recombinação direta do DNA, mais especificamente dos genes, através de um diversificado conjunto de técnicas, sendo este norteado pelo uso de enzimas de restrição capazes de cortar o DNA em segmentos específicos, quase como uma “tesoura molecular”. C T T A A G GAA TTC Célula adulta Núcleo Célula adulta Formação de embrião Óvulo sem núcleo Óvulo não fertilizado Núcleo Descarga Elétrica A maré negra consiste em um derramamento de petróleo, normalmente sobre o mar, causado geralmente por petroleiros. A camada de petróleo formada é espessa e impede a passagem de luz solar, afetando os autotróficos fotossintetizantes, como as algas. Isso interfere na cadeia alimentar, já que os produtores começam a morrer e eles representam a base das cadeias. Isso diminui também o nível de oxigênio dissolvido nessa região, podendo ocasionar um caso de eutrofização. Além disso, o petróleo pode formar pequenos aglomerados que precipitam, podendo ser absorvidos pelas brânquias de peixes, causando sua intoxicação e consequente morte. Pode afetar também aves marinhas, já que suas penas são impermeabilizadas por uma camada de óleo apolar que se mistura ao petróleo e as deixa pesadas demais para voar, causando seu eventual afogamento. Biologia - Egenharia Genética /tamojuntoenem 10 No entanto, ainda jovem, Dolly apresentou problemas relacionados à idade avançada, como artrose. Isso se deve ao fato de que os cromossomos possuem porções conhecidas como telômeros, que desgastam com o passar do tempo e são indicadores de envelhecimento celular. Como o núcleo de Dolly foi proveniente de uma célula somática, os telômeros já eram desgastados, causando envelhecimento precoce. DNA-fingerprint A impressão digital de DNA, ou DNA- fingerprint, é feita a partir do recorte de trechos específicos do DNA com enzimas de restrição, que serão separados através da técnica de eletroforese. Todos os seres possuem sequências deDNA distintas, que podem ou não ser similares, dependendo do seu grau de parentesco. A técnica de DNA fingerprint permite a análise disso. Fragmentos de DNA são colocados em uma placa com um gel e, de acordo com sua carga e tamanho, os fragmentos de DNA tendem a migrar em direção ao lado positivo, assumindo diferentes posições, representadas em forma de faixas (bandas). Na imagem anterior pode-se observar que a amostra inicial, colhida em uma cena do crime, é idêntica a amostra do suspeito 2, confirmando que o DNA deste suspeito 2 esteve na cena do crime. Outro exemplo é para testar paternidade. As bandas da criança devem ser compatíveis com, ao menos, um de seus genitores. Se uma banda está em branco, o pai ou a mãe (ou ambos) também devem ter uma banda em branco. Se a banda for pintada, ou a mãe ou o pai devem ter essa banda pintada. Na última banda, pode-se observar que apenas o possível pai I e a criança possuem a banda pintada, logo, o possível pai I é pai dessa criança. Transgenia Transgênicos, ao contrário do que muitos pensam, não são sinônimos de OGMs, ou Organismos Geneticamente Modificados. Uma forma correta de pensar seria dizer que todo transgênico é um OGM, mas nem todo OGM é um transgênico. Transgênicos são, necessariamente, organismos que receberam genes provenientes de uma espécie diferente em seu genoma por técnicas de engenharia genética, como o uso das enzimas de restrição para a formação do DNA recombinante. Se o gene veio da mesma espécie, não é um transgênico. Cena do crime Suspeito 1 Suspeito 2 Suspeito 3 Criança Mãe PossívelPai - I Possível Pai - II Biologia - Egenharia Genética /tamojuntoenem 11 Se um humano A recebe o gene da insulina humana de um humano B, ele não é transgênico, é apenas um OGM. Agora, se uma bactéria receber esse mesmo gene, ela será um transgênico. Esses genes passarão a manifestar características da espécie doadora na espécie receptora, então uma bactéria poderia sintetizar insulina humana, própria para comercialização. Transgênicos também podem ser utilizados na agricultura, para a formação de linhagens resistentes a pragas agrícolas e mais ricas em nutrientes, entre outras características. Há debates extensivos sobre possíveis malefícios dos transgênicos, mas é importante citar que a transgenia é uma técnica, e há diversas linhagens de organismos transgênicos, não sendo possível determinar que “transgênicos causam X doença”, como muitos alegam. A possibilidade mais real de malefício causado pelos transgênicos, que já é comprovada, é seu potencial alergênico. Ao utilizar genes de uma espécie de camarão em uma planta de arroz para produção de determinada proteína, por exemplo, pessoas com alergia a camarão poderiam ter alergia também a esse arroz. Ainda assim, não há, até a data, estudos que comprovem ligação entre transgênicos e câncer, que é um dos fatores mais falados. Ainda assim, organismos transgênicos podem ser prejudiciais aos ecossistemas. Se liberados na natureza, esses organismos podem levar espécies nativas à extinção, através de exclusão competitiva. Além disso, o uso constante e amplo de uma única linhagem de transgênicos por diversos agricultores, seja por seu potencial produtivo ou qualquer outro motivo, diminui a variabilidade genética, então uma praga ou mudança ambiental que não seja favorável a essa linhagem poderá devastar toda a cadeia de produção, visto que todas as linhagens serão sensíveis a essa mudança. 04. Citoplasma e Organelas O citoplasma consiste no material contido no interior da célula, delimitado pela membrana plasmática, e contém as organelas celulares. É composto por uma porção viscosa (citosol, ou hialoplasma), onde ocorre a maioria das reações químicas necessárias para a manutenção da vida. O fluido citoplasmático é composto principalmente por água, proteínas, sais minerais e açúcares, e pode armazenar, no caso de animais, gordura e glicogênio, estruturas de reserva energética. Organelas Biologia - Citoplasmas e organelas /tamojuntoenem 12 armazenamento, empacotamento e secreção de substâncias recebidas. Altamente desenvolvido em células de função secretora. Realiza a síntese de glicídios e também forma lisossomos. Lisossomos Bolsas membranosas que contém enzimas digestivas capazes de realizar a digestão intracelular dos materiais que adentram essa célula. Materiais fagocitados são digeridos pela fusão do fagossomo ao lisossomo, formando assim um vacúolo digestivo para digerir aquele material. Os lisossomos também realizam o papel de autofagia, destruindo as organelas desgastadas para aproveitar sua matéria-prima (algo similar a um processo de reciclagem intracelular), bem como a apoptose, o processo de morte programada da célula, como por exemplo no rabo do girino durante sua transformação em adulto. Mitocôndria A mitocôndria é a usina energética da célula, sendo responsável pela produção do ATP através do processo da respiração celular. A mitocôndria possui um DNA próprio, o DNA mitocondrial, sempre idêntico ao DNA mitocondrial materno, tendo em vista que as mitocôndrias são sempre herdadas da mãe. Teoriza-se que as mitocôndrias foram seres procariontes que passaram a estabelecer uma relação simbionte com eucariontes. Uma evidência é o fato do DNA mitocondrial ser circular, muito semelhante ao DNA bacteriano em forma de plasmídeo, além dos Retículo Endoplasmático Rugoso Formado por uma série de sacos achatados, com ribossomos aderidos a sua membrana. Também pode ser chamado Retículo Endoplasmático Granuloso, ou Granular. Sua principal função é a síntese de proteínas, que serão enviadas ao meio extracelular através do Complexo Golgiense. Organela altamente desenvolvida em células que secretam hormônios proteicos, por exemplo. Retículo Endoplasmático Liso Composto por cisternas membranosas, sem ribossomos aderidos à membrana (ao contrário do Retículo Rugoso) e apresenta mais de uma função. Sintetiza lipídios, age na desintoxicação do organismo (metabolização de álcool, por exemplo, transformando-o em substâncias menos tóxicas ao organismo), possível função de armazenamento, como nos vegetais, produzindo os vacúolos. Complexo Golgiense Uma série de bolsas membranosas que lembram pratos empilhados, age como “correio” da célula, tem função de Biologia - Citoplasmas e organelas /tamojuntoenem 13 ribossomos 70s (referência a seu tamanho), comum também em procariontes, enquanto os ribossomos de eucariontes possuem tamanho 80s. Além disso, possuem duas membranas, sendo uma a membrana original da bactéria e outra a membrana oriunda do vacúolo fagocítico. A teoria que suporta essa ideia é a Teoria Endossimbiótica. Cloroplasto Organela presente em células vegetais, também se encaixa na Teoria Endossimbionte, tendo sua origem similar a das mitocôndrias, sendo originalmente uma cianobactéria. A função do cloroplasto é realizar fotossíntese, convertendo energia solar em energia química. É no cloroplasto que está contido o pigmento fotossintetizante das plantas, que confere sua cor verde, a clorofila. Centríolos Não envolvidos por membrana e, portanto, não são considerados como organelas por alguns autores, mas ainda são de fundamental importância na célula animal, tendo em vista que auxiliam na divisão celular e na movimentação dos cromossomos com a formação das fibras do áster. Também formam cílios e flagelos, estruturas de locomoção. A organização de microtúbulos no citoplasma se dá pelo centrossoma, que é composto por dois centríolos dispostos juntos, cada um com estrutura em forma de cilindro. Ribossomos Assim como os centríolos, não são considerados como organelas por alguns, tendo em vistaque não são envoltos por membrana. Sua função é a síntese de proteínas. Os ribossomos acoplados ao RER têm função de sintetizar proteínas para uso externo da célula, enquanto ribossomos livres no citoplasma sintetizam proteínas para uso interno da célula. Peroxissomos organelas esféricas responsáveis por metabolizar o H2O2, um dos principais radicais livres. São vesículas repletas de catalase, uma enzima capaz de quebrar H2O2 em H2O + O2 na seguinte reação: 2 H2O2 + Catalase -> 2 H2O + O2. Vacúolo organela encontrada na célula vegetal, com função de armazenamento de substâncias. Pode armazenar açúcares, proteínas, pigmentos, sais, água (auxiliando na regulação de trocas hídricas), entre outras possibilidades. Glioxissomos Peroxissomo especial encontrado em células vegetais, particularmente tecidos acumuladores de gordura em sementes já em processo de germinação, contém enzimas responsáveis pelo início da quebra de ácidos graxos e sua conversão em açúcares pela gliconeogênese. Biologia - Citoplasmas e organelas /tamojuntoenem 14 05. Teorias Evolutivas Até o século XVIII era defendida a ideia do fixismo, ou seja, de que os organismos não sofriam alteração ao longo do tempo, permanecendo da mesma forma desde o momento de sua criação. Desafiando o fixismo, há a ideia do evolucionismo, que descreve a alteração das características hereditárias de uma população ao longo do tempo, permitindo a diversificação dos seres vivos. A ideia fixista é refutada por diversos argumentos, como a presença de fósseis que permitem traçar uma linha evolutiva de estudos embrionários comparados. Nestes estudos é possível avaliar a semelhança e diferença entre os desenvolvimentos de seres mais ou menos aparentados, e de análises genéticas, que permitem observar a semelhança e diferença entre as sequências de bases nitrogenadas de diversos seres. De qualquer modo, a forma de entender como os organismos se modificam ao longo do tempo mudou, de acordo com diversas teorias evolutivas. Entre estas, três podem ser destacadas: Lamarckismo, Darwinismo e Neodarwinismo. Lamarckismo Jean-Baptiste Lamarck foi um dos primeiros a tentar explicar a evolução dos seres vivos. Sua maneira de explicar a alteração de características nos seres vivos, e a forma que essas características eram passadas, foi a Lei do Uso e Desuso e a Lei dos Caracteres Adquiridos. A Lei do Uso e Desuso diz que características muito utilizadas pelo organismo se desenvolvem, enquanto características pouco utilizadas tendem a atrofiar e sumir. Para Lamarck, o meio era um agente modificador. Usando o clássico exemplo das girafas, se o pescoço delas fosse curto demais, elas não seriam capazes de se alimentar de árvores altas. Por muito utilizarem o pescoço para alcançar as plantas, este tende a crescer. Ao mesmo tempo, se um animal vive em cavernas ou no subterrâneo, onde não tem acesso a luz, ele não precisa de olhos, então a tendência seria os olhos atrofiarem e sumirem. A Transmissão dos Caracteres Adquiridos consiste na transmissão das características adquiridas pela lei do uso de desuso aos descendentes, então os filhotes da girafa já nasceriam com pescoços longos, por exemplo. Ambos os pontos são errôneos, já que a Lei do Uso e Desuso tem falhas (os organismos podem se adaptar ao seu meio, mas apenas dentro de um limite previamente estabelecido Biologia - Teorias Evolutivas /tamojuntoenem 15 pelo genótipo), e os caracteres adquiridos não são transmitidos aos descendentes, já que, como hoje sabemos, não constam na informação genética. Darwinismo O naturalista inglês Charles Darwin discordava da ideia de que o ambiente agisse como agente modificador. Para ele, o meio era um agente selecionador. Darwin, então, postulou a seleção natural que determinaria os seres mais aptos a sobreviver naquele ambiente, eliminando aqueles que fossem menos adequados. No exemplo da girafa com árvores altas, para Darwin, girafas de pescoços curtos morreriam, enquanto girafas de pescoço longo seriam selecionadas positivamente por esse ambiente, prevalecendo. A seleção natural é um mecanismo correto, mas Darwin não sabia explicar o surgimento dessas características variantes (como diferentes tamanhos de pescoço) e como essas características eram passadas para a descendência. Neodarwinismo O Neodarwinismo, também chamado Teoria Moderna da Evolução, alia conhecimentos de Genética com a teoria evolucionista de Darwin, de modo que possa preencher as lacunas deixadas pela falta de conhecimento na época. Explica-se que as características surgem na população através de mutações, e os caracteres hereditários são determinados por genes, e esses genes seriam passados para a descendência através dos gametas. O ambiente atua determinando mutações benéficas e prejudiciais, preservando indivíduos cujas características sejam favoráveis (que então sobrevivem e passam essas características à descendência através de seus gametas), eliminando mutações prejudiciais daquela população. 06. Respiração Celular O objetivo da respiração celular aeróbica é a obtenção de energia a partir da quebra de glicose, na presença do gás oxigênio (O2). A energia formada estará na forma de ATP, adenosina trifosfato, uma molécula fundamental para o metabolismo do corpo, já que o rompimento das ligações fosfato (formando ADP, adenosina difosfato) libera energia para a execução de funções vitais. A respiração celular pode ser dividida em três etapas: Glicólise, Ciclo de Krebs e Cadeia Respiratória. Glicólise A quebra da glicose (glicólise) consiste na quebra de uma molécula de glicose (C₆H₁₂O₆) em duas moléculas de piruvato (C₃H₄O₃), sendo quatro H captados por 2 NADs (moléculas carreadoras de hidrogênio). É um processo anaeróbico e ocorre no citosol. Biologia - Respiração Celular Glicose (6C) 2 ADP + 2P 2 NAD 2 ATP 2 NADH2 2 ácido pirúvico (3C) /tamojuntoenem 16 A glicólise produz saldo de 2 ATPs, pois produz 4, mas consome 2 para ser realizada. A glicólise é comum aos fermentadores e aos aeróbicos. Entre a Glicólise e o Ciclo de Krebs, há uma fase preparatória na qual o piruvato perde um CO₂ e dois H são captados pelo NAD. Ele se torna um acetil, que se combina a Coenzima A (CoA) e entra, por fim, no ciclo. Ciclo de Krebs Uma série de reações que modificam o piruvato em diversas moléculas, liberando 2 GTP (uma molécula similar ao ATP), CO₂, NAD2H e FAD2H (outros carreadores de Hidrogênio, como NAD, porém com menor rendimento energético). O CO₂ é descartado, enquanto o NAD2H e o FAD2H são usados na Cadeia Respiratória. O Ciclo de Krebs ocorre na matriz mitocondrial. Cadeia Respiratória Biologia - Respiração Celular Os NAD2H e FAD2H passam aos transportadores encontrados nas cristas mitocondriais (citocromos) e são transportados um a um por eles, liberando elétrons e rendendo energia para o bombeamento de H+ para o espaço intermembrana. Ao chegar no último transportador, o elétron vai para o último aceptor de elétrons, o oxigênio. Os H+ são bombeados através de uma enzima que funciona como um canal de H+, conhecida como ATP-sintase. Isso faz com que os H+ voltem ao espaço interno da mitocôndria, a matriz mitocondrial. A ATP- sintase produz ATP em massa conforme a passagem de H+ por ela, produzindo uma alta quantidade de ATP. O papel do oxigênio é combinar-se com estes H+, impedindo a acidose da célula e formando água. Equação geral da respiração: C₆H12O₆ + 6 O₂� 6 CO₂ + 6 H₂O Fermentação A fermentação é um processo anaeróbico que envolve a obtenção de energia a partir da glicólise e subsequente formação de produtos secundários que variam de acordo com o processo fermentativo. Hádiversas formas de fermentação, mas as duas principais são: Fermentação lática Devolução do H para o piruvato pelo NAD2H, formando lactato/ácido lático. É realizada, principalmente, por lactobacilos e pelas células musculares. Gera apenas 2 ATP. Pode ser empregada para fabricação de iogurte. Fermentação alcoólica O piruvato sofre uma descarboxilação, liberando CO₂. Isso origina uma molécula de acetaldeído que receberá dois H oriundos do NAD2aH, formando um etanol. É realizada apenas por fungos, principalmente por leveduras. Pode ser utilizada para fabricação de combustíveis, pães, massas, bebidas alcoólicas, entre outros produtos. O CO₂ liberado faz a massa do pão crescer e o etanol pode ser usado para consumo (cervejas, vinhos) ou /tamojuntoenem 17 Questões Ciclos Biogeoquímicos 1) O vegetarianismo vem se tornando cada vez mais frequente na população brasileira. O nutrólogo George Guimarães dá as seguintes dicas para um vegetarianismo saudável: “Coma todas as leguminosas e oleaginosas que você quiser, mas coma menos do que três dos seguintes exemplos: 1/2 xícara de feijão cozido; 100 g de tofu, 50 g de castanhas; 1 hambúrguer de soja ou; 1 copo de extrato de soja diluído.” Fonte: http://www.nutriveg.com.br/sobre-a-suficiecircncia-proteacuteica-da-dieta-vegana.html Conforme o texto acima observa-se que o consumo de leguminosas é fundamental a este tipo de dieta. Isso ocorre devido a sua: a) grande quantidade de carboidratos de alta absorção. b) alto teor protéico em comparação com outros vegetais. c) abundância de óleos essenciais. d) baixo teor de sódio. e) digestão e absorção mais rápida do que os demais vegetais. Desequilíbrio ecológico 2) Analise o texto a seguir: “Carlos, um carioca bronzeado e musculoso de quase 50 anos, vive de alugar pranchas de stand up na praia do Flamengo, banhada pelas águas poluídas da Baía de Guanabara e cenário de algumas das competições aquáticas da Olimpíada no Rio. Carlos pede apenas 25 reais por 60 minutos e responde rotineiramente, e com raiva, as perguntas de seus potenciais clientes: “É seguro navegar lá?", "E se eu cair na água?”. A dúvida também ronda os cerca de 1.400 atletas de vela e windsurf que vão competir nas águas da baía, que tem 412 km2 de superfície. Águas nas quais, segundo estudos recentes, foram encontrados níveis muito altos de vírus e bactérias provenientes do esgoto, lançados sem tratamento no mar. Níveis considerados insalubres em qualquer praia do mundo.” Fonte: https://brasil.elpais.com/brasil/2016/07/28/deportes/1469730197_101846.html A presença de altos índices de coliformes fecais nas águas da Baía de Guanabara indica seu elevado grau de eutrofização. Uma característica biótica comum nestes ecossistemas é: a) baixa concentração de oxigênio b) alto teor de sais minerais c) elevada turbidez da água d) grande quantidade de fitoplâncton e) temperaturas elevadas Biologia - Questões /tamojuntoenem 18 Teorias evolutivas 3) Ao longo da história dos Targaryen em Westeros, 18 de seus dragões foram mortos, porém 10 dessas mortes foram causadas por outros dragões. Isto ocorreu durante a Guerra Civil conhecida como A Dança dos Dragões, quando os Targaryen entraram em uma guerra fratricida. Mas ainda assim restam 8 dragões cujas mortes foram causadas por homens, a maior parte delas na guerra civil Targaryen. Após esse terrível evento, o nascimento de dragões tornou-se cada vez mais raro, e aqueles que nasciam não lembravam em nada o poder de seus antepassados, sendo criaturas pequenas e fracas, até serem extintos. Isto até o surgimento de Daenarys Targaryen e seus três dragões. Supondo que os dragões tenham de fato reduzido seu tamanho ao longo das gerações devido a matança excessiva dos dragões maiores e mais poderosos, seria possível afirmar que tal processo seria um exemplo de: a) mutação orientada b) seleção disruptiva c) seleção direcional d) recombinação gênica e) deriva gênica Engenharia genética 4) Um grupo de pesquisadores chineses tornou-se o primeiro a injetar numa pessoa células que contêm genes editados usando a revolucionária técnica Crispr-Cas9. O time liderado pelo oncologista Lu You, da Universidade de Sichuan, injetou as células modificadas num paciente com um agressivo câncer de pulmão. A edição de DNA com o Crispr é tida como um dos maiores avanços científicos recentes. Após cientistas conseguirem aprimorá-la para uso prático em 2012, em 2015 sua popularidade explodiu e seus usos são incontáveis. Já foi usado para alterar o genoma de embriões Biologia - Questões /tamojuntoenem 19 humanos, criar cães extramusculosos, porcos que não contraem viroses, amendoins antialérgicos e trigo resistente a pragas. Os pesquisadores coletaram células imunológicas do sangue do receptor e, em seguida, desativaram nelas um gene usando CRISPR-Cas9. A técnica combina uma enzima para recortar o DNA com uma guia molecular que pode ser programada para dizer à enzima exatamente onde fazer o corte. O gene desativado pelos chineses codifica a proteína PD-1, que normalmente bloqueia a resposta imune de uma célula -- os cânceres se aproveitam dessa função da proteína para proliferar. Fonte: https://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/cientistas-injetam-pela-1-vez-em-humanos-celulas-com-genes-editados.ghtml A desativação de um dado gene como observado no teste acima determina que este: a) aumente a síntese de RNA transportador b) aumente a síntese de RNA ribossomal c) aumente a síntese de RNA mensageiro d) interrompa a síntese de RNA ribossomal e) interrompa a síntese de RNA mensageiro Citoplasma e Organelas 5) Foram fornecidas moléculas radioativas a uma linhagem celular secretora. A marcação radioativa em suas organelas celulares foi aferida ao longo de 6 horas, sendo expressa no gráfico abaixo: A ordem destas organelas na via secretora bem como a natureza da substância secretada é: a) complexo golgiense, vesícula de secreção, retículo granular; protéica b) complexo golgiense, vesícula de secreção, retículo granular; lipídica c) retículo granular, complexo golgiense, vesícula de secreção; protéica d) retículo granular, complexo golgiense, vesícula de secreção; lipídica e) vesícula de secreção, retículo granular, complexo golgiense; lipídica co nt ag em d e ra di ot iv id ad e minutos de incubação complexo golgiense vesículas de secreção reticulo endoplasmático granular 70 60 60 120 180 240 300 360 50 40 30 20 10 Gabarito: 1- B 2- D 3 - C 4 - E Biologia - Questões /tamojuntoenem 20 Matemática Questões Fórmulas 10:00 Luanna, Ritter e PC 15:30 Alex 19:00 Luanna, Gabriel, Jesus Questões 1) O ENEM está se aproximando e o exército de Exatas precisa se preparar. O Rei de Humanas e seus comparsas esqueléticos estão a caminho para o que será, possivelmente, a maior batalha desta temporada. Não será fácil, mas o exército de Exatas está pronto para utilizar sua arma mais valiosa: Jesus, o verdadeiro dono do Trono de Ferro. Após fazer seu plano de ataque, Jesus dividiu seu povo em dois grupos: “Exército 1” (Luannerys, Gabierys, Fernanderys e Roberterys) e “Exército 2” (PC Snow, Alex Snow, Gabriel Snow, Ritter Snow e Play Snow). Jesus determinou que as mulheres deveriam se posicionar à sua esquerda e os homens, à sua direita. Além disso, determinou que PC Snow deve ficar ao lado de seu fiel escudeiro Play Snow e que Luannerys, a mais velha do grupo, deve ficar ao seu lado. De quantas maneiras Jesus poderá organizar seu exército para derrotar o Rei de Humanas e seus zumbis de gelo? a) 144 b) 288 c) 1152 d) 8! e) 9! 2) O exército de Exatas ainda comemorava sua vitória contra os White Walkers de Humanas, quando o inesperado aconteceu: Jesus foi atingido por um dragão. O dragão queimou as asas de Jesus, que caiu como um simplesmortal no campo de batalha. Mas Jesus pode até cair, mas cai atirando! Ao perceber que o dragão, após atingi-lo, voou seguindo uma trajetória parabólica, abriu um sorriso. Jesus lembrou que, ao descrever uma trajetória desse tipo, o dragão se torna 100% vulnerável ao atingir sua altura máxima. A figura abaixo representa a trajetória percorrida pelo dragão, desde o momento que lançou seu fogo sobre Jesus, até o momento que, após ser atingido por um halter lançado por ele, Matemática - Questões /tamojuntoenem 21 Matemática - Questões desabou diante do olhar incrédulo do exército. Considere que a trajetória se mantém até o dragão atingir o solo. O ponto v representa o vértice dessa parábola. Sabendo que no eixo x está representado o tempo, em segundos, e, no eixo y, a altura em quilômetros atingida pelo dragão, a altura do dragão no momento em que foi atingido era: a) 7000 m b) 6950 m c) 6900 m d) 8000 m e) 6800 m y v 6 62 x 3) A rainha Cersei (Lara, em Alto Valiriano), decidiu reproduzir o mapa de Westeros no piso de seu castelo, para traçar sua estratégia de ataque contra a Casa Pitagórica. A escala utilizada para a construção desse mapa foi de 1:40000. Considere os pontos A, B e C marcados no mapa e as medidas AB=1600 km e BC=960 km, que representam as distâncias reais entre esses pontos. A área do triângulo ABC é, em metros quadrados, igual a: a) 384 b) 424 c) 530 d) 624 e) 768 B 4)PC Snow decide comemorar seu aniversário em grande estilo. Gabriel Snow, seu grande amigo, decide inovar no momento da entrega do presente. Gabriel abre uma caixa na qual existem 12 ovos de mesma cor e tamanho e garante que no interior de dois desses ovos existe um bilhete com os dizeres: “Foco, força e fé”, lema de sua casa. Gabriel solicita, então, que PC retire, simultaneamente, 2 ovos dessa caixa. E diz: “Se você /tamojuntoenem 22 Matemática - Questões escolher pelo menos 1 ovo com o lema de minha casa, eu lhe darei seu verdadeiro presente: um ovo de dragão”. PC, animado com a possibilidade, faz uma breve oração aos deuses novos e antigos e, de olhos ainda fechados, retira os dois ovos da caixa. A probabilidade de que PC receba o tão sonhado presente é: a) b) c) d) e) 5) Sabe-se que o limite máximo recomendado para o consumo de bebidas alcoólicas é de 30g de etanol ao dia para homens, e metade, 15g, para as mulheres. A ingestão dessa quantidade não está associada à temida “barriga de chope”. No entanto, o consumo acima de 48g pode ter interferência na dieta. Independentemente das calorias de cada bebida alcoólica, é preciso avaliar também o teor alcoólico de cada uma. A quantidade de álcool em gramas é obtida a partir da multiplicação do volume de álcool contido na bebida pela densidade do álcool (d = 0,8 g/ml). Com base nas informações e considerando que PC Snow consome 150 ml de vinho por taça e que o teor alcoólico desse vinho era de 12%, para que a bebida não influencie em sua dieta, poderá consumir um número máximo de taças igual a: a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 6) O rei PC Snow, da Casa Pitagórica decidiu, junto a seus conselheiros, criar uma competição entre seus melhores guerreiros. Para tal, convocou seus arquitetos e engenheiros e ordenou que fossem construídas várias arenas para a realização do torneio, com a ideia de que vários duelos pudessem ocorrer ao mesmo tempo. Com o objetivo de que a plateia pudesse assistir a vários duelos simultâneos, um arquiteto propôs o seguinte projeto: • Construção de uma arena central, que será um polígono regular. • Sobre cada aresta da arena central serão construídos, externamente, polígonos regulares congruentes, de lados iguais ao da arena central, de maneira que dois desses polígonos tenham 7 22 15 22 10 22 13 22 11 22 /tamojuntoenem 23 um lado comum. Esses polígonos formarão arenas que “cercam” a arena central. Um dos arquitetos apresentou o exemplo abaixo: Nessas condições, pode-se afirmar que o número de polígonos não semelhantes que podem ser escolhidos para a arena central é: a) Apenas um. b) Apenas dois. c) Apenas três. d) Apenas quatro. e) Há infinitas possibilidades para escolha do polígono. 7) Observe o gráfico que mostra as principais causas de morte em Westeros: Sabendo que os casamentos, os Lannisters, os dragões e os caminhantes brancos são responsáveis por 48% das mortes, e que o ângulo assinalado mede 45⁰, o percentual desses grupos que corresponde às mortes ocasionadas por algum membro da família Lannister, é, aproximadamente: a) 6% b) 15% c) 21% d) 22% e) 26% 8) Luannerys, convocou os membros mais fiéis de seu exército, para organizar um ataque surpresa à Casa de Linguagens. Luannerys não sabia ao certo quantos homens teria à disposição, mas, após diversas tentativas de organizá-los em fileiras, observou que: Casamentos Lannisters Dragões Caminhantes Brancos Bando de assassinos Explosão de Fogo vivo Decapitação Afogamento Hipotermia Envenenamento Despencando Gota Sombra de Monstros Misteriosos Lobos Gigantes Javali Banheiros Doenças sexualmente transmissiveis Velhice 45º Matemática - Questões Arena Central /tamojuntoenem 24 Com base na tabela acima e sabendo que Luannerys convocou um número n de homens, maior que 500 e menor que 900, a soma dos algarismos de n é igual a: a) 21 b) 22 c) 23 d) 24 e) 25 Número de fileiras x y z Número de homens por fileira 25 50 70 Número de homens que sobram 24 49 69 9) A Fortaleza Vermelha possui sete enormes torres cilíndricas, coroadas por baluartes de ferro, um imenso contraforte, salões abobadados e pontes cobertas, casernas, masmorras e celeiros, e maciças muralhas de barragem cravejadas de guaritas para arqueiros. Considere a figura abaixo, cujas medidas estão em metros e que representa uma dessas sete torres. Os topos de duas torres iguais são formados a partir de um cilindro oco cada um (figura 1) que é recortado até ficar com o formato observado na figura 2. Utilizando a aproximação π = 3, determine o volume de concreto, em m3, necessário para a construção do topo de uma dessas torres. a) 48 b) 40 c) 36 d) 24 e) 20 d = 3 d = 5 h = 4 figura 1 Matemática - Questões 10) Após a vitória esmagadora da Casa Pitagórica na disputa pelo trono de ferro, Jesus decide tirar férias em seu castelo piramidal regular. Vallad, da Casa de Linguagens, elabora, então, um plano maquiavélico: encher a pirâmide de areia, na tentativa de soterrar Jesus! 8a 12b b a /tamojuntoenem 25 Matemática - Fórmulas As escolhas são feitas no mesmo conjunto? Princípio fundamental da contagem Dos N elementos disponíveis eu uso todos? A ordem da seleção importa? Arranjo Combinação Permutação A ordem da seleção importa? Não Não Sim Sim Sim Não Não Sim 1) Análise Combinatória 2) Probabilidade Permutação: Combinação: Arranjo: Obs: = P Para isso, decide transportar a areia usando um recipiente na forma de prisma regular. Se, a cada transporte, Vallad levar o recipiente completamente cheio e despejar toda a areia na pirâmide, ela estará completamente cheia quando ele despejar areia pela: a) 32ª vez b) 96ª vez c) 128ª vez d) 384ª vez e) 1152ª vez Fórmulas P(A) = = n(E) n(S) nº de casos favoráveis nº de casos possíveis Probabilidade da união de dois eventos: /tamojuntoenem 26 Matemática - Fórmulas Grandezas diretamente proporcionais: y = k.x Grandezas inversamente proporcionais: y.x = k Escala: Porcentagem: Valor inicial D (desenho)= = adimensional R (realidade) Figura Quadrado Retângulo Paralelogramo Losango b x h b x h a = lado b = base, h = altura D = diagonal maior, d = diagonal menor Área Observação a2 D.d 2 Trapézio B = base maior, b =base menor, h = altura Triângulo (I) Probabilidade complementar: 3) Razão e Proporção 4) Cálculo de áreas e volumes Probabilidade condicional: Eventos independentes: Se A e B forem eventos independentes, então Triângulo (II) Triângulo Retângulo Triângulo Equilátero θ = ângulo formado pelos lados a e b l = Lado fórmula da altura Círculo R = Raio C = 2πR (comprimento circunferência) πR 2 Setor circular (fatia da pizza) α = ângulo do setorπR α 2 360º Aumento de x% = K . (1 + x%) Desconto de x% = K . (1 - x%) /tamojuntoenem 27 Matemática - Fórmulas Figura Área Observação Segmento circular Coroa circular π(R - r ) A Asetor triângulo Área entre duas circunferências concêntricas2 2 r Figura Cubo Prisma Cilindro Cone Pirâmide Esfera Paralelepípedo 4a 2(bc + ac) n retângulos 2πRh πRg n triângulos ab depende πR πR depende 2(bc + ac + ab) A + 2A 2A + A A + A A + A 4πR abc A .h A .h A .h A .h πR 4 3 3 3 6aa a Área lateral Área da base Área total Volume 2 2 2 2 2 l 2 3 B 3 B B B B B B B L L L 5) Funões afins e quadráticas 6) Trigonometria / Relações métricas Função do 1º grau: y = ax + b Coeficiente angular: Função do 2º grau: y=ax2 + bx + c ou y = a (x-x1) (x-x2) Fórmula de Bháskara: Vértrice: a a -b 2a b2 - 4ac +- -b V = (xv,yv) = ,2a ∆ 4a - c x b a /tamojuntoenem 28 Matemática - Fórmulas Teorema de pitágoras: a2 = b2 + c2 Principais triângulos pitagóricos Trigonometria no triângulo retângulo Triângulo egípcio Trigonometria em um triângulo qualquer Lei dos senos: Obs: R = raio da circunferência circunscrita Lei dos cossenos: a2 = b2 + c2 - 2bc cos(x) 5 17 13 25 3 2 2 2 3 2 2 2 1 sen 30º 45º 60º cos tan 2 1 1 2 3 3 3 c a b sen (x): cos (x): tan (x): a b c 60º 30º K 3K 2 K 2 /tamojuntoenem 29 Física 01. Eletrodinâmica 02. Ondas 03. Dinâmica 04. Energia Mecânica 05. Hidrostática 12:00 Leo e Beto 16:00 Leo 01. Eletrodinâmica Luminárias, sistemas de som, aparelhos de micro-ondas, computadores e celulares são alguns dos dispositivos importantes do nosso dia a dia. Eles são conectados por fios ou por circuito interno a uma bateria ou a uma rede elétrica. O que acontece dentro do fio que faz com que a luz acenda? E por que isso ocorre? Dizemos que “a eletricidade flui através do fio”, mas o que tal afirmação significa exatamente? E, igualmente importante, como nós sabemos o que ocorre? Simplesmente olhar para um fio ligado entre uma bateria e uma lâmpada de filamento não nos diz se alguma coisa se move ou flui. Tanto quanto podemos observar visualmente, o fio tem a mesma aparência, esteja ele “conduzindo eletricidade” ou não. Nosso objetivo é recordar acerca da corrente elétrica. Queremos entender o que é que se move através de um fio portador de corrente, e por quê. Mas para poder solucionar problemas de circuito é necessário conhecer as definições essenciais, as grandezas envolvidas e suas unidades. Corrente elétrica Uma corrente elétrica é um movimento ordenado de cargas elétricas. Um circuito condutor isolado, como na Fig. 1a, está todo a um mesmo potencial e E = 0 no seu interior. Nenhuma força elétrica resultante atua sobre os elétrons de condução disponíveis, logo não há nenhuma corrente elétrica. A inserção de uma bateria no circuito (Fig. 1b) gera um campo elétrico dentro do condutor. Este campo faz com que as cargas elétricas se movam ordenadamente, constituindo assim uma corrente elétrica. Física - Eletrodinâmica /tamojuntoenem 30 b) Em consequência da conservação da carga, temos: Essa relação básica de conservação – de que a soma das correntes que entram em um nó deve ser igual à soma das correntes que saem do mesmo nó – é chamada de lei de Kirchhoff dos nós. c) O sentido convencional da corrente é o sentido no qual se moveriam os portadores de carga positiva, mesmo que os verdadeiros portadores de carga sejam negativos. Obs.: Corrente contínua: os elétrons vão em um único sentido. Corrente alternada: corresponde a uma corrente que oscila, mudando de sentido com um dado período. Resistividade e resistência Os fios elétricos fornecem o “caminho” para o movimento dos elétrons. O fio ideal não possui resistência, não influencia o circuito. Um fio real oferece resistência à passagem da corrente, já que há colisões constantes entre os elétrons e os átomos que compõem o material do fio, gerando calor. Esse processo em que a corrente elétrica gera calor é chamado de efeito Joule (energia elétrica se transformando em energia térmica). Na prática, um material cuja função é oferecer Definição: a intensidade de corrente é a quantidade de carga Δq que atravessa um plano em um intervalo de tempo Δt: Unidade: C/s = A (ampère). A corrente elétrica corresponde ao fluxo de elétrons. Os elétrons vão para o polo positivo de um gerador (pilha ou bateria). Corrente elétrica e conservação de carga a) Correntes, apesar de serem representadas por setas, são escalares. E=0 E=0/ i i i i i+ -Bateria - - - - - - - - - - - - - - -- A - - - - - - - - - - i Elétrons em movimento + - Símbolo de gerador (de corrente contínua) Fios de ligação i ₀ i ₁ a i ₂ i ₀ i ₁ a i ₂ + - sentido real (movimento dos elétrons) + - sentido convencional Figura 1a Figura 1b Um fluxo de elétrons (cargas negativas) indo para direita equivale a um fluxo de cargas positivas indo para a esquerda. i = Δq Δt i0 = i1 + i2 Física - Eletrodinâmica /tamojuntoenem 31 uma resistência específica em um circuito é chamado de resistor (veja figura abaixo) e seu símbolo em circuitos é: Em um condutor cilíndrico, como num fio, a resistência depende da área A da seção transversal, do comprimento L e de um parâmetro ρ (resistividade) característico de cada material: A resistência de um fio ou de um condutor aumenta à medida que seu comprimento aumenta. Isto parece plausível, pois deve ser mais difícil empurrar elétrons através de um fio longo do que através de um fio mais curto. Diminuir a área da secção transversal também aumenta a resistência. De novo, isso parece plausível porque o mesmo campo elétrico pode empurrar mais elétrons em um fio largo do que em um fio fino. Nota: é importante saber distinguir entre resistividade e resistência. A resistividade descreve apenas o material, e não qualquer pedaço particular do mesmo. A resistência caracteriza um pedaço específico do condutor, dotada de uma geometria específica. A relação entre a resistividade e a resistência é análoga àquela entre a densidade e a massa. R I U A corrente é diretamente proporcional à diferença de potencial A resistência é R = 1 declividade I U Esta curva não linear e não possui uma declividade constate Diodo R = pL A U = Ri Unidades Grandeza Resistência Área Comprimento Resistividade Unidade (S.I.) Ω (ohm) m2 m Ω.m A tensão elétrica ou voltagem (U) é a energia fornecida por unidade de carga. Esta voltagem, chamada de diferença de potencial (ddp) elétrico, é que fornece energia a cada elétron, obedecendo a seguinte relação, conhecida como Lei de Ohm: A despeito do seu nome, a lei de Ohm não é uma lei da natureza. Sua validade é limitada aos materiais cuja resistência R permanece constante – ou muito próximo disso – durante o uso. Materiais para osquais a lei de Ohm é válida são chamados de ôhmicos. A figura (a) mostra que a corrente através de um material ôhmico é diretamente proporcional à diferença de potencial aplicada. Dobrar a diferença de potencial dobrará a corrente. Metais e outros condutores são materiais ôhmicos. Alguns materiais e dispositivos são não- ôhmicos, o que significa que a corrente através do mesmo não é diretamente proporcional à diferença de potencial aplicada. Por exemplo, a figura (b) mostra o gráfico I versus U para um dispositivo semicondutor comumente usado chamado de diodo. Os diodos não possuem uma resistência constante. Figura a Material ôhmico Figura b Materiais não-ôhmicos Física - Eletrodinâmica /tamojuntoenem 32 Potência A potência resulta do produto da diferença de potencial (U) pela corrente elétrica (i). Assim, Pot = Ui. Pela Lei de Ohm, U = R i. Temos então que Associação de Resistores Série • Resistores percorridos pela mesma corrente. • A diferença de potencial do circuito (ddp) é a soma das ddp’s individuais de cada resistor. • A resistência equivalente é a soma das resistências individuais. • É um circuito com elementos dependentes. Caso um falhe, o sistema para de funcionar. Paralelo • Resistores submetidos a mesma diferença de potencial. • A soma das intensidades de corrente que chegam no nó é igual a soma das intensidades de corrente que saem do nó. • O inverso da resistência equivalente é a soma dos inversos das resistências individuais. • É um circuito independente. Mesmo com a falha de um elemento, os outros podem continuar funcionando. Obs.: Alguns casos são comuns na associação em paralelo. Energia Elétrica O gasto da energia elétrica está associada à potência dos aparelhos e ao tempo em que estes ficam ligados. A potência é a razão entre a energia e o intervalo de tempo. A conta de luz é medida em kWh (quilowatt- hora) e representa a potência (kW) e o tempo de funcionamento do aparelho (hora). 1 kWh = 1000 Wh = 1000 (J/s) x 3600 s = 3,6 x 10⁶ J Um kWh é equivalente a 3,6x10⁶J Um relógio de luz residencial é o responsável pela cobrança de sua conta de luz. Ele registra a utilização da energia elétrica de uma casa. Você pode facilmente medir o valor indicado pelo relógio. O relógio de luz possui esta configuração Este desenho pode ser encontrado nas contas residenciais. Relógios mais modernos possuem contadores/mostradores com números sequenciais e apresentam leituras maiores do que 5 dígitos. Relógios mais antigos possuem apenas 4 mostradores e precisam de um fator multiplicativo de 10. Os valores devem ser lidos sempre pelo menor número onde está situado o ponteiro. No exemplo acima o relógio marca: 1587. EnergiaEnergiaPot = Pot = Ui = Ri2 = U2 R 0 9 6 4 2 3 1 5 0 9 6 4 2 3 1 5 0 9 8 6 7 5 4 3 2 1 0 9 8 6 7 5 4 1 Ubateria i i i i ii ii U₁ Ubateria = U₁ + U₂ + U₃ REq = R₁ + R₂ + R₃ U₂ U₃ R₁ R₂ R₃ i ₁ U₃ R₁ i₂ U₂ R₂ i₃ U₁ R₃ icircuito icircuito icircuitoicircuito Ubateria Ubateria = U₁ = U₂ = U₃ = + Rcircuito = i₁ + i₂ + i₃ REq R₁ 1 1 R₂ 1 + R₃ 1 0 9 6 4 2 3 1 5 0 9 6 4 2 3 1 5 0 9 8 6 7 5 4 3 2 1 0 9 8 6 7 5 4 1 Física - Eletrodinâmica /tamojuntoenem 33 Física - Eletrodinâmica Associação com apenas 2 resistores: o resultado do M.M.C fornece a fórmula do produto sobre a soma (bastante prática) R₁ x R₂ R₁ + R₂ = Par de resistores REq R₁ R₂ R R R Questões 1) Atualmente, dando-se a devida atenção à política de preservação dos bens naturais, as lâmpadas incandescentes vêm cedendo lugar para outros tipos de lâmpadas mais econômicas, como as fluorescentes compactas e de LED (light-emitting diode). A eficiência das lâmpadas em geral pode ser comparada utilizando a razão, considerada linear, entre a quantidade de luz produzida e o consumo. A quantidade de luz é medida pelo fluxo luminoso, cuja unidade é o lúmen (Im). A tabela abaixo apresenta algumas informações dos três tipos de lâmpadas citados (a menos da potência da lâmpada fluorescente). Em uma residência, um morador quer decidir entre trocar 10 lâmpadas incandescentes de 100 W por lâmpadas fluorescentes compactas ou por lâmpadas de LED, todas fornecendo iluminação equivalente (mesma quantidade de lúmens). Admitindo que as lâmpadas ficam acesas, em média, 6 horas por dia e que o preço da energia elétrica é de R$ 0,20 por kWh, a economia mensal na conta de energia elétrica dessa residência será de: a) R$ 32,40 se o morador optar por lâmpadas de LED, que possuem a menor vida útil e a menor eficiência. b) R$ 58,60 se o morador optar por lâmpadas fluorescentes, que possuem eficiência maior do que a das incandescentes e a menor vida útil. c) R$ 27,00 se optar por lâmpadas de LED, que possuem a maior vida útil e maior eficiência maior do que as incandescentes. d) R$ 27,00 se optar por lâmpadas fluorescentes, que possuem eficiência maior do que as incandescentes e vida útil intermediária. e) R$ 32,40 se optar por lâmpadas de LED, que possuem menor vida útil, porém a maior eficiência. Incandescente Fluorescente LED Potência (W) 100 10 Eficiência energética (lm/W) 15 60 150 Número de trocas em 5 anos 100 20 zero Para associação de resistores iguais, deve- se dividir o valor do resistor pelo número de resistores presentes no circuito. /tamojuntoenem 34 2) A Usina Hidrelétrica de Itaipu, um empreendimento binacional do Brasil e do Paraguai no rio Paraná, é a maior em operação no mundo, com potência de 12.600 megawatts e 18 unidades geradoras. A produção recorde de 2000 – 93,4 bilhões de quilowatts/hora – supriu 95% da energia elétrica consumida no Paraguai e 24% da demanda brasileira. Fonte: https://super.abril.com.br/comportamento/itaipu-energia-por-atacado Nos sistemas de distribuição de energia elétrica, é desejável, por motivos de segurança e para maior eficiência dos equipamentos, que: a) a tensão seja relativamente alta tanto na usina de geração quanto nas residências e baixa nas linhas de transmissão. b) o comprimento dos cabos da redes de transmissão não sejam relativamente longos para evitar perdas por efeito Joule. c) a corrente seja relativamente baixa na usina de geração, baixa nas residências e que os cabos das linhas de transmissão não sejam finos. d) a corrente nas linhas de transmissão seja alta, já que a resistência dos cabos de transmissão é baixa. e) a tensão seja relativamente baixa tanto na usina geradora quanto nas residências e alta nas linhas de transmissão para evitar perdas por efeito Joule. 3) Em 2010, pesquisadores do Instituto de Física da Unicamp desenvolveram os fios de cobre mais finos possíveis, contendo apenas um átomo de espessura, que podem, futuramente, serem utilizados em microprocessadores. O chamado nanofio, representado na figura, pode ser aproximado por um pequeno cilindro de comprimento 0,5 nm (1nm = 10-9 m) e obedece à lei de Ohm em primeira aproximação. Cadeias maiores contendo mais átomos possuem, portanto, maiores comprimento. A seção reta de um átomo de cobre é 0,05 nm² e a resistividade do cobre é 17 Ω • nm. Um físico da área de materiais nanoestruturados precisa estimar se seria possível introduzir esses nanofios nos microprocessadores atuais. E.P.M. Amorim e E. Z. da Silva, Ab initio study of linear atomic chains in copper nanowires, PHYSICAL REVIEW B 81, 115463 (2010). (Adaptado). 200 180 160 140 120 100 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 R (o hm ) I(mA) Física - Eletrodinâmica /tamojuntoenem 35 O gráfico a seguir exibe valores de resistência do nanofio em função dacorrente que o percorre quando submetido a uma determinada diferença de potencial. A diferença de potencial aplicada e a corrente elétrica que percorre um nanofio de 0,5 nm de comprimento, utilizando as informações e aproximações propostas, são, respectivamente, de a) 2,5 V e 0,18 mA b) 25 V e 18 mA c) 34 V e 0,02 mA d) 3,4 V e 20 mA e) 2,5 V e 26 mA Gabarito 1 - D 2 - E 3 - D 02. Ondas Qualquer pessoa que já viu uma onda do mar tem uma noção intuitiva de onda. Contudo, uma onda do mar tem muitas variáveis e acaba confundindo um pouco alguns estudantes. Pense em uma onda como uma perturbação que se propaga. Por exemplo: uma fileira de dominós que é derrubada. Os dominós vão caindo e você vai acompanhando o movimento. Mas qual movimento? Os dominós não andam. Apenas caem uns sobre os outros. Mas essa queda é contínua. Essa queda se propaga. Assim como pessoas num estádio que se levantam e sentam em ordem (formam a ola), tem-se a impressão de que algo se movimenta, contudo é a perturbação (levantar e sentar) que se propaga. Então ondas: • São perturbações que se propagam. • Transportam energia. • Não transportam matéria. Classificação • Quanto à natureza: Mecânica Necessita de um meio para se propagar. Ex: ondas sonoras (som) . Eletromagnética Não necessita de um meio para se propagar. Ex: radiação eletromagnética (luz). • Quanto à forma de propagação Longitudinal As partículas do meio vibram na direção da propagação. Ex: Som Transversal As partículas do meio vibram com direção perpendicular à de propagação. Ex: Luz Física - Ondas O meio é a água A perturbação é a ondulação na surpefíciel da água /tamojuntoenem 36 Física - Ondas Ondas Periódicas - Características É preciso reconhecer algumas cavracterísticas das ondas: o ponto mais alto é chamado de crista e o ponto mais baixo é chamado de vale ou depressão. A distância do eixo central até o ponto mais alto ou até o mais baixo é chamado de amplitude. A = amplitude. λ = comprimento de onda (distância entre duas cristas ou entre dois vales). T = período (duração de uma oscilação completa). Muitos exercícios sobre ondas envolvem apenas o uso da equação de velocidade. É muito importante saber reconhecer o comprimento de onda. Para uma onda como a anterior, onde os vales e cristas podem ser medidos com facilidade, não há problema em identificar o comprimento de onda. Agora imagine uma pedra lançada em um lago. As ondas que se formam têm a aparência de círculos concêntricos. As linhas das circunferências correspondem às cristas. Então o comprimento de onda é encontrado como na figura a seguir. A D - A Período T Amplitude t A D - A Comprimento da onda Vale Crista Velocidade de onda v x Outra forma de identificar o comprimento de onda é encontrar uma das figuras a seguir. Dica: para não esquecer como é o comprimento de onda, lembre-se do desenho a seguir: Associe a figura a alguma coisa que possa lembrar: uma máscara, o símbolo de infinito, dois quibes, duas bolas de futebol americano, um par de olhos ou qualquer coisa que lembre a figura. Observe que, mesmo que apareçam várias dessas figuras, o comprimento de onda possui apenas aquele desenho. Na figura anterior, há dois comprimentos de onda. Grandezas envolvidas no estudo das ondas Definições: • Período(T): tempo necessário para completar uma oscilação. Unidade (T) = s • Frequência (f): número de oscilações em um período definido. Unidade (f) = s-1 = RPS = Hz • Velocidade (v) = razão entre o comprimento de onda e o período da onda. Fenômenos Ondulatórios Reflexão A reflexão ondulatória é a mesma da reflexão v = λfT = 1 f v = λ T /tamojuntoenem 37 Na corda livre não há inversão de fase, o pulso retorna do mesmo modo, pois a parte livre não oferece resistência. Refração Refração é o fenômeno caracterizado pela mudança na velocidade da onda. Possui a mesma estrutura da refração da óptica geométrica, com mais alguns detalhes. • Não há variação de frequência ou período para uma onda que sofre refração. O comprimento de onda é que varia de forma diretamente proporcional à velocidade. • Não é preciso mudança de direção ou de meio para que ocorra refração. É preciso que ocorram mudanças nas características do meio para que a velocidade modifique. Por exemplo, para uma onda do mar, basta mudar a profundidade que teremos mudança de velocidade, para uma onda sonora a velocidade no ar quente é diferente do ar frio. Refração em superfície O desenho anterior ilustra ondas do mar, vistas de cima, que atingem um banco de areia (redução de velocidade). Refração em cordas A mudança de velocidade de uma onda em uma corda ocorre quando há cordas de densidades lineares diferentes. Observe um pulso que se propaga de uma corda grossa para uma corda fina. Física - Ondas da óptica geométrica. Há apenas uma análise diferenciada para alguns casos. Ângulo de incidência = ângulo de reflexão. Na reflexão pode ocorrer apenas mudança de direção. As outras grandezas se mantêm. Reflexão em cordas: pode ocorrer com uma corda fixa a uma parede ou livre para oscilar. Ao produzir um pulso na corda, os pontos vibram para cima e para baixo. Desse modo, o pulso tenta levantar e abaixar a corda. Quando o pulso alcança a extremidade podemos ter duas situações: Na corda fixa há a inversão de fase, pois a parede oferece resistência ao pulso que se propaga e tenta "levantar" a parede. A parede exerce uma força contrária (ação e reação) e o pulso volta invertido. i r i r Superfície /tamojuntoenem 38 Física - Ondas Na corda fina o pulso refratado terá maior velocidade e maior comprimento de onda. Observe que há também o surgimento de um pulso refletido que retorna na mesma fase (a corda fina não oferece resistência, funciona como reflexão de corda livre). Observe um pulso que se propaga de uma corda fina para uma corda grossa. Na corda fina o pulso refratado terá menor velocidade e menor comprimento de onda. Observe que há também o surgimento de um pulso refletido que retorna na fase oposta (a corda grossa oferece resistência, funciona como reflexão de corda fixa). A Lei de Snell também é válida, sendo seu uso através da relação de velocidade mais comum. Na óptica seu uso comum é com o índice de refração Difração A onda contorna um obstáculo (ou abertura). Só ocorre quando o comprimento de onda tem dimensões próximas do obstáculo (ou abertura). Interferência construtiva Interferência destrutiva v r F1Interferência construtiva Interferência destrutiva F2 v1 = = v2 λ1 senθ1 senθ2 λ2 Interferência A interferência é o resultado da superposição entre ondas. Pode provocar um aumento na amplitude (interferência construtiva) ou diminuição na amplitude (interferência destrutiva). Interferência em cordas Fases iguais As amplitudes se somam. Fases opostas As amplitudes se subtraem. Interferência em superfície Imagine uma fonte vibrando na superfície de um lago. Serão produzidas ondas circulares representadas por suas cristas no desenho a seguir. Agora imagine duas fontes (F1 e F2) produzindo ondas iguais. /tamojuntoenem 39 O desenho a seguir ilustra uma onda que foi criada a partir de uma oscilação horizontal. Ao atravessar a fenda vertical, a onda é nula, pois não há movimento vertical. Obs.: Uma onda luminosa que atravessa um polarizador ficará com apenas uma direção de propagação. Se outro polarizador for colocado de maneira transversal ao primeiro, a onda luminosa não atravessará, ficando a região comum entre os polarizadores sem luz. Girando um dos polarizadores, a área comum escurece. Girando 90o , não passa luzAcústica • Reflexão: Reforço, reverberação e eco. • Batimento: sons de frequências próximas. • Ressonância: sons de frequências iguais provocando aumento de amplitude. Física - Ondas Os pontos indicados representam interferências construtivas e destrutivas. A fórmula que identifica a interferência é: onde o PF1 é a distância do ponto até a fonte F1 e PF2 é a distância do ponto até a fonte F2. O valor n é um número inteiro (1, 2, 3...) e é o comprimento de onda. Para saber a interferência no ponto deve-se descobrir se o n é par ou ímpar. Fontes em fase são fontes ligadas simultaneamente e em oposição de fase há um atraso entre elas, geralmente o exercício diz se estão ou não em fase. Polarização A onda é forçada a se propagar em um único plano. Só ocorre com ondas transversais. Pense em uma pessoa sacudindo uma corda presa em uma parede em um movimento circular. Agora imagine que há uma fresta entre a pessoa e a parede. Do lado da pessoa a corda ficará girando, mas do outro lado da fresta, a corda só poderá subir e descer. Assim será criada uma onda transversal que se propaga apenas na direção da fresta. N par N ímpar Fontes em fase Int. Construtiva Int. Destrutiva Fontes em oposição de fase Int. Destrutiva Int. Construtiva (polarizadores cortados na vertical) |PF1 - PF2| = n λ 2 /tamojuntoenem 40 Dica: Não é preciso decorar a fórmula se você perceber que o número do harmônico representa o número de "quibes" (metade do comprimento de onda) do desenho. Ondas estacionárias em tubos • Aberto: forma ventre • Fechado: forma nó A fórmula é a mesma da onda estacionária em corda (e o raciocínio dos harmônicos também). O tubo que é fechado em uma extremidade e aberto na outra possui apenas os harmônicos ímpares. • Timbre: permite diferenciar sons de frequências iguais. Timbre é o "desenho" da onda. • Altura: relaciona-se com a frequência. (som alto = som agudo; som baixo= som grave) • Intensidade: relaciona-se com a amplitude da onda. Razão entre potência e área. Unidade: W/m2. Obs.: a unidade mais usada para intensidade sonora é o decibel que corresponde a uma escala logarítmica. •Efeito Doppler: mudança de frequência (frequência aparente) causada pelo movimento da fonte ou do observador da onda. Ondas estacionárias Ondas em corda de comprimento L Na figura anterior pode-se deduzir uma fórmula para cálculo do comprimento de onda ( ) em função do comprimento da corda(L): onde n é o número do harmônico. 1º harmônico ou fundamental 2º harmônico 3º harmônico L 1º harm 2º harm 3º harm λ = 4L 1λ4 L = 4L 3 λ = 3λ 4 L = nλ 4 L = 4L 5 λ = 5λ 4 L = um harmônico L = n λ 2 Física - Ondas Questões 1) Quando escutamos, com uma diferença de alguns minutos, dois sons, cujas frequências são muito próximas, como 552 Hz e 564 Hz, temos dificuldade para distingui-los. Quando os dois sons chegam aos nossos ouvidos simultaneamente, ouvimos um som cuja frequência é 558 Hz, a média das duas frequências, mas percebemos também uma grande variação na intensidade do som, que aumenta e diminui alternadamente, produzindo um batimento que se repete com uma frequência de 12 Hz, a diferença entre as duas frequências originais, valor máximo de frequência de batimento que o ouvido humano consegue perceber. /tamojuntoenem 41 Física - Ondas Os pinguins-imperadores, porém, emitem sons usando simultaneamente os dois lados do órgão vocal chamado siringe. Cada lado produz ondas acústicas estacionárias na garganta e na boca do pássaro. Experimentos mostram que o pinguim-imperador consegue perceber diferenças elevadas em sons agudos, o que permite que sua voz seja identificada entre milhares de outros pinguins. Supondo que um pinguim-imperador emita de um lado da siringe um som de 862 Hz e do outro lado 742 Hz, uma fêmea da mesma espécie a) será capaz de distinguir o companheiro, pois ouvirá um som nítido de frequência 802 Hz. b) não será capaz de distinguir o companheiro, já que as frequências emitidas são relativamente próximas. c) será capaz de distinguir o companheiro, pois ouvirá uma frequência de batimento de 120 Hz. d) não será capaz de distinguir o companheiro, pois as notas emitidas sofreriam interferência destrutiva. e) não será capaz de distinguir o companheiro, pois a frequência de batimento é maior do que 12 Hz. 2) Um terremoto de magnitude 7.1 na escala Richter atingiu o México na tarde do dia 19 de setembro de 2017. O forte tremor foi sentido em 18 municípios, incluindo a Cidade do México e abalou a cidade no mesmo dia em que era lembrado o 32º aniversário do grande terremoto de 1985, que deixou milhares de mortos na capital mexicana. Basicamente, os terremotos geram ondas sonoras que se propagam através da Terra, e são chamadas de ondas sísmicas. Diferentemente de um gás, a Terra consegue suportar tanto ondas sonoras transversais (tipo S) quanto ondas sonoras longitudinais (tipo P), como ilustra a figura abaixo. Fonte: http://agarraaciencia.blogspot.com.br/2011/06/ondas-sismicas.html Neste evento, duas ondas, P e S, propagaram-se com velocidades 4500 m/s e 7000 m/s, respectivamente no percurso entre o epicentro, nos arredores de Axochiapan, até o sismógrafo na capital mexicana. Fonte: https://noticias.uol.com.br/internacional/ultimas-noticias/2017/09/19/terremoto-cidade-do-mexico.html /tamojuntoenem 42 Considerando que a primeira onda P chegou ao sismógrafo 10 s antes da primeira onda S, a distância do epicentro até a estação sismológica foi de a) 1890 km b) 126 km c) 315 km d) 315 m e) 250 m 3) Há 3500 anos, nativos das Ilhas Marshall, no Pacífico, começaram a explorar ilhas previamente inabitadas da Oceania Remota (Melanésia Oriental, Micronésia e Polinésia). Através de mapas feitos de treliça de bambu (como na figura abaixo), eles conseguiam localizar a posição das ilhas e a distância a que estavam delas com razoável precisão. Fonte: Genz, J., J. et al, 2009. Wave navigation in the Marshall Islands: Comparing indigenous and Western scientific knowledge of the ocean. Oceanography 22 (2):234–245 Na medida em que se aproximam de uma ilha, as ondas reduzem a sua velocidade de propagação ao passarem por regiões de água rasa. Isso ocasiona uma redução no comprimento da onda, deixando as cristas mais próximas. Fonte: Kenneth J. Lohmann et al, 2008, The sensory ecology of ocean navigation, Journal of Experimental Biology 211, 1719-1728. Os fenômenos ondulatórios que permitiam os habitantes das Ilhas Marshall localizar as ilhas e explorar os oceanos são a) reflexão e interferência. b) refração e ressonância. c) polarização, difração e eco. d) interferência, refração, polarização e ressonância. e) reflexão, refração, difração e interferência. Gabarito 1 - C 2- B 3 - E Física - Ondas /tamojuntoenem 43 Tração ou Tensão Tração: força que atua em fios, cabos e cordas. Realiza a transmissão do movimento. Aponta do corpo para a corda. Obs.: Se o fio é inextensível e tanto a polia quanto o fio possuem massa desprezíveis, podemos considerar que |T'|=|T|. Força Elástica A força elástica é a força que aparece em molas, elásticos ou meios deformáveis. Uma força aplicada no meio elástico provoca uma deformação x (deslocamento em relação à posição de equilíbrio), tal que a força é proporcional à deformação. Para retirar o símbolo de proporcional, coloca- se uma constante k. Essa constante é chamada de constante elástica e está relacionada com a “dureza” da mola. Quanto maior o valor de k, maior é a força necessária para deformá-la. Assim a força elástica possui a forma: Obs.: A força elástica é, na verdade, uma força restauradora, assim a expressão correta da força elástica (Lei de Hooke) é F = - kx, onde o sinal
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