3Ano EM Vol.1 Fisica

1 Caro Professor, Em 2009 os Cadernos do Aluno foram editados e distribuídos a todos os estudantes da rede estadual de ensino. Eles se rviram de apoio ao trabalho dos professores ao longo de todo o ano e foram usados, testados, analisados e revisados para a nova edição a partir de 2010. As alterações foram apontadas pelos autore s, que analisaram novamente o material, por leitores especializados nas disciplinas e, sobretudo, pelo s próprios professores, que postaram suas sugestões e contribuíram pa ra o aperfeiçoam ento dos Cadernos. Note também que alguns dados foram atualizados em função do lançamento de publicações mais recentes. Quando você receber a nova edição do Cade rno do Aluno, veja o que mudou e analise as diferenças, para estar sempre bem preparado para suas aulas. Na primeira parte deste documento, você enc ontra as respostas das atividades propostas no Caderno do Aluno. Como os Cadernos do Professor não serão editados em 2010, utilize as informações e os ajustes que estão na segunda parte deste docum ento. Bom trabalho! Equipe São Paulo faz escola. 2 GABARITO Caderno do Aluno de Física \u2013 3 ª série \u2013 Volume 1 Reconhecendo a eletricidade no dia a dia Página 3 - 4 As respostas a essas questões dependerão de cada turma. Elas devem ficar em aberto. Há possíveis respostas no Caderno do Professor. Ordenando os aparelhos elétricos Página 4 - 5 As respostas a essas questões dependerão de cada turma. Elas devem ficar em aberto. Há possíveis respostas no Caderno do Professor. Refletindo sobre a eletricidade Página 5 - 6 1. Resposta pessoal. 2. Resposta pessoal. 3. A transformação de energia elétrica em térmica, m ecânica, luminosa e outras. 4. a) cafeteira elétrica: resistores. b) rádio: comunicadores. c) bateria de celular: fonte. d) aspirador de pó: motores. SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 1 RECONHECENDO A ELETR ICIDADE NO DIA-A-DIA 3 Página 6 Tato, audição, paladar, olfato. Todos os sentidos do ser humano utilizam impulsos elétricos para serem percebidos, desde o recep tor até chegar ao cérebro. Página 6 1. Apesar de pessoal, é importante que o aluno construa um a frase que reconheça a importância vital que a energia elé trica te m na vida m oderna dos seres humanos. A frase pode conter alguns exemplos que mostram essa dependência, como: a dificuldade de armazenam ento de alimentos perecíve is, a impossibilid ade de executar diversos procedim entos cirúrgicos em hospitais, a falta de controle de tráfego de carros e aviões e etc. 2. a) resistivos: resistência elétrica. b) motores: motores elétricos. c) comunicadores: elementos de com unicação e informação. d) fontes: fornecer energia elétrica. 3. Verifique se o texto do al uno relaciona os sentidos huma nos à impulsos elétricos que levam as informações de recep tores ao cérebro. Página 8 1. Resposta pessoal. Espera-se que o aluno exerc ite a classificação estabelecida em sala sobre os equipamentos elétricos. 2. Motores a combustão, nos sentidos do ser hum ano, fogão com acendimento automático e na natureza. 4 Página 9 - 10 1. Para fornecer os dados das principais gr andezas, especificando seu rendim ento, suas condições de uso correto e requisitos para o dimensionamento da rede elétrica. 2. Caso alguma especificação não seja obed ecida, as condições de funcionamento do equipamento ficarão comprom etidas. Por exemplo, se a fiação especificada em um chuveiro não for correta, poderá ocorrer um superaquecimento, e provocar um curto- circuito. 3. Em geral os símbolos representam as uni dades de medida das grandezas físicas. 4. Corrente elétrica \u2013 ampère (A); tensão \u2013 Volt (V); potência \u2013 watt (W ); frequência \u2013 Hertz (Hz). 5. A potência elétrica, pois mede a quantidad e de energia consum ida por unidade de tempo. 6. Sim, normalmente os resistores são os equipamentos com as maiores potências e, dependendo do tempo que ficam ligados, cons omem grande quantid ade de energia. 7. Não necessariam ente. O consumo de energia está relacionado diretamente com a potência do equipamento e o tempo que permanece ligado, por isso não se pode afirmar que são os maiores consum idores de energia. Verificando e comparando as especificações dos aparelhos Página 10 -11 1. Tensão: 220 V; potência: 4 400W; corrente: 25 A 2. E = P·t \u2192 Lâmpada: E = 60·24 \u2192 E = 1 440 W h; Chuveiro: E= 5 400· 4 1 \u2192 E = 1 350 W h; logo, neste cas o, a lâmpada consom e mais energia. 3. 25 W \u2013 potência elétrica; 127 V \u2013 tensão; 60 Hz \u2013 frequência da corrente alternada; 321 mA \u2013 corrente elétrica. SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 2 ENTENDENDO AS ESPECIFIC AÇÕES DOS APARELHOS 5 Página 11 1. Resposta pessoal, mas espera-se que fique evidente que os aparelhos de alta potência como: chuveiros elétricos, geladeiras e ferro de passar roupa, que funcionam por períodos razoavelmente longos, representa m boa parte do consum o de energia elétrica em uma residên cia. 2. Resposta pessoal. Verificar se o aluno realizou a pesquisa e trouxe uma definição possível para o verb ete: eletricidade. 6 Página 12 -13 1. Respostas com base nas observações dos alunos. Porém o aluno deve concluir que a luminosidade diminiu. 2. Respostas com base nas observações dos alunos. Porém o aluno deve concluir que o brilho é o mesmo para todas as lâmpadas. 3. Respostas com base nas observações dos alunos. O aluno perceberá que as demais lâmpadas se apagam, pois não haverá m ais passagem de corrente. 4. Respostas com base nas observações dos al unos. Ele deve perceb er que as lâm padas foram ligadas em série e que a corrente elétrica a que elas estão subm etidas é a mes ma. Observe e responda Página 14 -15 1. Respostas com base nas observações dos alunos. Contudo eles devem observar que a luminosidade praticamente não m odifica. 2. Respostas com base nas observações dos al unos. Eles vão perceber que praticam ente nada acontece com a luminosidade das outras lâmpadas. 3. Respostas com base nas observações dos al unos. Ele deve perceb er que as lâm padas foram ligadas em paralelo e que a tensão que as lâmpadas estão subm etidas é a mes ma. Circuitos com pilhas em série 1. Espera-se que ao aumentar o número de pilhas a luminosidade da lâm pada aumente. Ao aumentar em demasia o núm ero de p ilhas a lâmpada poderá ter o seu filamento rompido, causado sua queim a. SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 3 MONTANDO UM CIRCUITO ELÉTRICO 7 2. Observe o tipo de explicação elaborada pelos alunos e use- as para orientar sua aula. Quanto mais pilhas são associadas em sé rie m aior é a diferença potencial oferecida nos terminais da lâm pada. Com m aiores tens ões, a co rrente que at ravessa o filamento também fica m aior, e, consequentem ente a luminosidade aumenta. Página 15 1. Tensão, corrente, resistência e potência elétricas. 2. Sim, pela 1ª lei de Ohm: resistên cia (R) = tensão (V) / corrente (i) Potência (P) = tensão (V) · corrente (i) 3. A lâmpada de 127 V foi projetada para de term inada corrente. Caso seja colocada em 220 V, sua corrente irá aumentar, o que acarretará sua queim a. 4. A i A i A i U P i ador ferro chuveiro 1 , 7 127 900 ; 5 , 9 127 1200 ; 3 , 43 127 5500 sec \uf03d \uf03d \uf03d \uf03d \uf03d \uf03d \uf0de \uf03d A i total 9 , 59 \uf03d O disjuntor desarmou porque a corrente do circuito da casa (59,9 A) deve ter superado a corrente suportada pelo disjuntor. R ch = 2, 93 \u2126 ; R ferro = 13, 36 \u2126 ; R secador = 17,88 \u2192 i = 59,9 A \u2013 É interessante ressaltar que quanto menor for a resistência m aior será a corrente. Por isso, busque mostrar com o calcular a resistência de cada equipamento eletrodoméstico. 8 Página 16 1. Corrente: é o fluxo orde nado de cargas elétricas. Tensão: está associada ao c onceito físico da diferença de potencial el étrico (ddp). Resistência: está associada à d ificuldade que as cargas encontram para se deslocar no interior de um condutor. 2. A i A i U P i batedeira ador liquidific 18 , 1 127 150 ; 79 , 0 127 100 \uf03d \uf03d \uf03d \uf03d \uf0de \uf03d A i total 97 , 1 \uf03d 3. Alternativa b. (150 + P) = 110·15 (150 + P) = 1 650 P = 1 650 \u2013 150 \u2192 P = 1 500 W 4. Ah é uma unidade de medida cham ada ampére-hora e, portanto o mAh é o m ili ampére-hora, ou a milésim a parte do Ah . Ampére é a unidade de medida da corrente elétrica, quando multiplicada pe lo tempo, segundo a definição de co rrente elétrica \uf0f7 \uf0f8 \uf0f6 \uf0e7 \uf0e8 \uf0e6 \uf044 \uf044 \uf03d t Q i , resulta na carga elétrica. Ah é portanto, uma unidade de medida de carga elétrica, ou seja, é o valor da corrente m ultiplicado pelo tempo, que define a carga elétrica. 5. Resposta pessoal, mas espera-se que os alunos respondam : O circ uito série apresenta como principal desvantagem o fato de que se um elem ento do circuito parar de funcionar, todos os outros elementos do ci rcuito também pararão. Já no circuito paralelo, a principal desvantagem é que se m uitos elementos forem anexados à ele, sua corrente total ficará al ta, e, se ele não for dim ens ionado para suportar altos valores de correntes elétricas, poderá ocor rer sobreaquecimento do circuito e, em casos extremos, até incêndio. 9 Página 17 - 19 1. Se uma das lâm padas queimar, as outras para m de funcionar. Caso seja acrescentada uma quarta lâm pada, com o circuito funcionando novamente, a resistência equivalente aumenta, diminuindo a corrente no circuito, o que leva a um brilho menos intenso em todas as lâm padas. 2. Na ligação em paralelo, caso um a das lâmpadas queime, as outras funcionam normalmente com o mesmo brilho, porém, a corrente total do circuito dim inui. No caso de acrescentar uma quarta lâmpada, el as brilharão com a m esma intensidad e, porém a corrente total do circuito aum entará. 3. a) P = V·i \u2192 60 = 120 · i \u2192 i = 0,5 A. b) V = R·i \u2192 120 = R · 0,5 \u2192 R = 240 \u2126 . 4. Pmáx = 110·30 = 3 300 W Logo, pode-se ligar ao mesmo tem po o chuveiro, a lâmpada e a TV. 5. Corrente elétrica, tensão, potência e resistência. 6. a) corrente elétrica: Ampère (A). b) tensão elétrica: Volt (V). c) resistência elétrica: Ohm ( \u2126 ). d) carga elétrica (no caso das bateri as): Ampére-hora (Ah) ou Coulom b (C). 10 7. Resposta pessoal, m as espera-se que os alunos destaquem as características particulares de cada circuito. No circuito ligado em série, a corrente que circula por todos os seus elementos é a mesm a, já no paralelo, cada elemento é atravessado por uma corrente elétrica diferente, em bora, a tensão oferecida a todos os elementos do circuito seja a mesm a. Um outro aspecto que pode ser destac ado é que os aparelhos elétricos podem funcionar de forma independente no circuito em paralelo enquanto no circuito em série para ligar um aparelho temo s que ligar todos. 8. Em paralelo, pois todas têm a m esma tensão: 127 V. 9. P = t E \uf044 \uf044 . Potência é a medida da energia tr ansform ada por unidade de tempo. 10. U= R.i. A tensão é diretamente proporcion al ao produto da resist ência pela corrente.

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