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Matemática Básica VIII 1 MÓDULO VIII NOTAÇÃO CIENTÍFICA 1. Potências de 10 Uma potência cuja base é um número múltiplo de 10 é denominado de potência de 10 . Veja alguns exemplos de potências de 10: 10.000.000.000 = 1010 1.000.000.000 = 109 100.000.000 = 108 10.000.000 = 107 1.000.000 = 106 100.000 = 105 10.000 = 104 1.000 = 103 100 = 102 10 = 101 1 = 100 0,1 = 10–1 0,01 = 10–2 0,001 = 10–3 0,0001 = 10–4 0,00001 = 10–5 0,000001 = 10–6 0,0000001 = 10–7 0,00000001 = 10–8 0,000000001 = 10–9 0,0000000001 = 10–10 Pelos exemplos, para *Zn +∈ , podemos observar que: ����� zeros n n 000...0 110 = e 1 0,00...0 10 zeros n n ����� =− Certos expoentes da potência de dez podem receber denominações especiais que servem para omitirmos a potência e que geralmente acompanham grandezas físicas. Na tabela a seguir você vai encontrar algumas potências e seus prefixos correspondentes. Prefixos Expoente de 10 Exa (E) +18 Peta (P) +15 Tera (T) +12 Giga (G) +9 Mega (M) +6 Kilo (k) +3 Hecta (h) +2 Deca (da) +1 Deci (d) -1 Centi ( c) -2 Mili ( m) -3 Micro (µ ) -6 Nano (n) -9 Pico (p) -12 Femto (f) -15 Atto (a) -18 Para as potências de 10, são válidas as mesmas propriedades da potenciação: nm10n.10m10 += nm10n10m10 −=÷ ( ) n . m 10n m 10 = n m 10 n m10 = Exercícios Propostos EP.01) Simplifique 1005 . 10007 ÷ (1002)– 4 . 10000– 3 EP.02) (Vunesp) Calcule o valor de m, sabendo que ( ) 0,001 .10000,010,00001. m 2 = EP.03) Encontrando o valor de 3 2 1 23 1 .10.1010 − , obtemos: a) 7 210 b) 2 710 c) 7 210 1 d) 2 710 1 e) 10 2. Notação Científica Os astrônomos medem as distâncias entre as estrelas em uma unidade chamada ano-luz, que é a distância percorrida pela luz durante um ano. Essa imensa distância vale, aproximadamente, 9.460.000.000.000km, ou seja, nove trilhões e quinhentos bilhões de quilômetros. Para facilitar, escrevemos esse número assim: 1 ano-luz = 9,46.10 12km Quando representamos um número na forma de um produto de dois fatores , onde um deles é um número maior que 1 e menor que 10 e o outro número é uma potência de 10 , estamos usando o que se chama de notação científica. Exemplos: 1) 150.000.000.000 = 1,5 . 1011 2) 0,000 000 000 000 000 458 = 4,58 . 10–16 3) 0,2315 = 2,315 . 10–1 4) 7,29 = 7,29 . 100 Pelos exemplos, observe que: a) Quando o número a ser escrito na notação científica for menor que 1 , a vírgula se desloca para a direita e o expoente da potência de 10 é negativo. b) Quando o número a ser escrito na notação científica for maior que 1 , a vírgula se desloca para a esquerda e o expoente da potência de 10 é positivo . Matemática Básica VIII 2 Exercícios Propostos EP.04) Represente os números a seguir em notação científica: a) 1.230 b) 93.000.000 c) 384.000.000.000 d) 0,00000000000234 e) 0,0000000157 f) Um recipiente contém 10.000 balas de goma coloridas e 40% delas são vermelhas. Expresse o número de balas vermelhas. EP.05) Reescreva cada número abaixo em sua forma “natural”: a) 5,8.107 b) 7,32.105 c) 6,2.10– 6 d) 3.10– 8 EP.06) NÚMEROS QUE ASSUSTAM � 5,68 bilhões de pessoas vivem hoje no planeta. � 5,7 bilhões de pessoas eram estimadas para viver no planeta hoje � 90 milhões nascem a cada ano � 800 milhões passam fome � 8,5 é a média de filhos por mulher na Ruanda � 1,4% de renda mundial está nas mãos dos 20% mais pobres � 35 milhões de pessoas migraram do hemisfério Sul para o Norte nas últimas décadas De acordo com o texto, os números que representam a quantidade de pessoas que vivem no planeta, que nascem a cada ano e que passam fome são, respectivamente: a) 568.109, 9.106, 8.106 b) 5,68.106, 9.106, 8.106 c) 568.107, 9.107, 80.107 d) 56,8.109, 90.109, 8.109 e) 568.108, 90.106, 80.106 EP.07) Dadas as potências: 8.102, 6.10– 5, 102, 5.104 e 2.10– 2, é correto afirmar que: a) 5.104 > 8.102 > 6.10–5 > 2.10–2 > 102 b) 5 .104 > 8.102 > 102 > 2.10–2 > 6.10–5 c) 8.102 > 5.104 > 102 > 6.10–5 > 2.10–2 d) 8.102 > 6.10–5 > 5.104 > 2.10–2 > 102 e) 6.10–5 > 5.104 > 8.102 > 2.10–2 > 102 3. Operações com números representados em notação científica Usando a notação científica e conhecendo as operações com potências de 10, fica relativamente simples realizar as operações matemáticas envolvendo números muito grandes ou muito pequenos: 3.1. Multiplicação: 800.000 . 0,0002 = 800.000 x 0,0002 = = 8.105 x 2.10–4 = 8.2 x 105.10– 4 = 16 x 105 – 4 = 16 x 101 = 1,6.101 x 101 = 1,6 x 102 = 1,6.102 Exercícios Propostos EP.08) Efetue os cálculos, apresentando o resultado em notação científica: a) 0,00025 . 0,0005 b) 2,8.104 . 5.103 EP.09) Para medir a distância entre as estrelas, os astrônomos criaram uma unidade de medida chamada de ano-luz, que corresponde a distância percorrida pela luz em um ano. a) a cada segundo, a luz percorre 300.000km. Multiplique isso pelo número de segundos de um ano e determine quantos quilômetros há em um ano-luz, escrevendo a resposta em notação científica. b) Com exceção do Sol, a estrela mais próxima de nós está a 4 anos-luz de distância. Determine essa distância em quilômetros. 3.2. Divisão: 800.000 )))) 0,0002 = 0,0002 800.000 = = 42.10 58.10 − = 410 510 . 2 8 − = 4.105 – (– 4) = 4.105 + 4 = 4.109 Exercício Proposto EP.10) Efetue os cálculos, apresentando o resultado em notação científica: a) 280.000.000 : 1.400.000.000.000 b) 3,4.10– 3 : 1,7.10– 6 Matemática Básica VIII 3 3.3. Potenciação: (800.000)2 = (8.105)2 = 82.105 . 2 = 64.1010 = 6,4.101.1010 = 6,4.1011 Exercício Proposto EP.11) Seja M = ( ) 2 1,52 0,6 . 3 5 − − . Indique a alternativa que contenha o intervalo onde M está compreendido: a) 3 5 M −< b) – 1 < M < 0 c) 3 1 M0 << d) 5 4 M 2 1 << e) M > 2 3.4. Adição ou subtração: CASO 1: os expoentes da potência são iguais Basta pôr em evidência a potência de 10 que é comum e realizar a operação (soma ou subtração) entre os outros termos, sempre com cuidado de verificar se o resultado não precisa ser também transformado. Exemplos: 1) (4,3.103) + (8,1.103) = (4,3 + 8,1).103 = 12,4.103 = = 1,24.101.103 = 1,24.104 2) (7,5.102) – (5,3.102) = (7,5 – 5,3).102 = 2,2.102 CASO 2: os expoentes da potência são diferentes É necessário inicialmente transformar um dos números para que fiquem com expoentes iguais. Exemplos: 1) (2,3.10–2) + (3,1.10–3) Vamos transformar o primeiro número: 2,3.10–2 = 23.10–1.10–2 = 23.10–3 Agora a operação é a mesma usada no caso 1: 23.10–3 + 3,1.10–3 = 26, 1.10–3 Atenção: 26,1 é um número maior que 10, portanto precisa ser transformado: 26,1.10–3 = 2,61.101.10–3 = 2,61.101 – 3 = 2,61.10–2 2) (4,2.104) – (2,7.102) Agora, ao invés do primeiro, vamos ajustar o segundo número: 2,7.102 = 0,027.102.102 = 0,027.104 A operação seguinte é a mesma do caso 1: (4,2.104) – (0,027.104) = (4,2 – 0,027).104 = 4,173.104 Exercícios Propostos EP.12) Expresse em notação científica o resultado de cada uma das operações abaixo nas unidades indicadas: a) 2m + 400cm = ..........................................................cm b) 7kg – 300g = ..............................………………….....g c) 2.103cm + 4,7.105mm = ..………………..…………...mm d) 2h – 45min = ............................................................s EP.13) (ENEM) Se compararmos a idade do planeta Terra, avaliada em quatro e meio bilhões de anos (4,5.109 anos), com a de uma pessoa de 45 anos, então, quando começaram a florescer os primeiros vegetais, a Terra já teria 42 anos. Ela só conviveu com o homem moderno nas últimas quatro horase, há cerca de uma hora, viu-o começar a plantar e a colher. Há menos de um minuto percebeu o ruído das máquinas e de indústrias e, como denuncia uma ONG de defesa do meio ambiente, foi nesses últimos sessenta segundos que se produziu todo o lixo do planeta! I. O texto anterior, ao estabelecer um paralelo entre a idade da Terra e a de uma pessoa pretende mostrar que: a) a agricultura surgiu logo em seguida aos vegetais, perturbando desde então seu desenvolvimento. b) O ser humano só se tornou moderno ao dominar a agricultura e a indústria, em suma, ao poluir. c) Desde o surgimento da Terra, são devidas ao ser humano todas as transformações e perturbações. d) O surgimento do ser humano e da poluição é cerca de dez vezes mais recente que o do nosso planeta. e) A industrialização tem sido um processo vertiginoso, sem precedentes em termos de dano ambiental. II. O texto permite concluir que a agricultura começou a ser praticada há cerca de: a) 365 anos. b) 460 anos. c) 900 anos. d) 10.000 anos. e) 460.000 anos. III. Na teoria do Big Bang, o Universo surgiu há cerca de 15 bilhões de anos, a partir da explosão e expansão de uma densíssima gota. De acordo com a escala proposta no texto, essa teoria situaria o início do Universo há cerca de: a) 100 anos. b) 150 anos. c) 1.000 anos. d) 1.500 anos. e) 2.000 anos. Matemática Básica VIII 4 Exercícios Complementares EC.01) Escreva ( ) 0,001 0,01.10 23 − em uma potência de 10. EC.02) Escrever os produtos abaixo em notação científica: a) 212 . 58 b) 46 . 59 EC.03) Se 28 . 55 = 0,8 . 10n , então n é igual a: a) 6 b) 5 c) – 1 d) 2 e) – 3 EC.04) Escreva os dados numéricos das informações seguintes usando a notação científica: a) A bacia Amazônica é formada pelo rio Amazonas e seus afluentes e ocupa uma área de 7.045.000km2, dos quais 4.750.000km2 estão em território brasileiro. b) A espessura de uma folha de papel para impressora é de cerca de 0,000074m. c) A velocidade da luz é aproximadamente igual a 300.000km/s. d) A carga elétrica de um elétron é de 0,00000000000000000016C (C = Coulomb, unidade de carga elétrica). e) Em astronomia, a distância média da Terra ao sol, que é de 149.600.000km, chama-se unidade astronômica. f) Existe vida na Terra há 4,56 bilhões de anos aproximadamente. EC.05) No corpo humano encontramos medidas extremamente pequenas e extremamente grandes. O artigo abaixo é um exemplo disso: “Um adulto possui 5 a 6 litros de sangue, ou seja, de 5 a 6 milhões de milímetros cúbicos, que vão dar 25 trilhões de glóbulos vermelhos. Colocados lado a lado, em seus infinitesimais 0,007mm de diâmetro, esses glóbulos vermelhos de uma pessoa formariam uma linha de mais de 160.000km, capaz de dar quatro vezes a volta na Terra. Através de sua superfície, esses glóbulos absorvem e espalham oxigênio. Por serem tão pequenos, vão a toda parte do corpo humano; e por serem tão numerosos, cobrem uma área muito maior do que esse corpo.” (Extraído de: BARCO, Luiz, A magia dos grandes números, Superinteressante, ano 2) Expresse em notação científica todas as medidas citadas no artigo apresentado. EC.06) Represente as curiosidades numéricas a seguir usando notação científica: a) o volume da Terra é de 1.070.000.000.000.000.000.000m3. b) o volume do Sol é de 1.400.000.000.000.000.000.000.000.000m3. c) o volume da Lua é 22.000.000.000.000.000.000m3. d) a idade do universo, 15 bilhões de anos, corresponde a 473.040.000.000.000.000 segundos. e) a massa do elefante é 5.000kg. f) a massa de uma partícula de poeira é 0,0000000007kg. g) os dinossauros desapareceram há 65.000.000 anos. h) o tamanho de do vírus da gripe é 0,0000000022m. EC.07) Efetue as operações abaixo: a) 1,5.102 + 4,3.102 b) 3,5.10–5 + 1,2.10–4 c) 3,1.10–20 – 2,6.10–23 d) 3,2.103 . 4,5.10–5 e) 5,1.1032 . 3,2.10–23 f) 2 3 3,3.10 9,9.10 − g) 4,1.1014 : 2,0.10–22 h) (0,2)3 + (0,04)2 EC.08) O diagrama a seguir representa a energia solar que atinge a Terra e sua utilização na geração de eletricidade. Provenientes do Sol 200 bilhões de MW Aquecimento do solo Aquecimento do ar Absorção Pelas plantas Energia potêncial (chuvas) Petóleo, gás e carvão Usinas hidroelétricas 100.000 MW Usinas termoelétricas 400.000 MW 500.000 MW Eletricidade Evaporação da água A energia solar é responsável pela manutenção do ciclo da água, pela movimentação do ar, e pelo ciclo do carbono que ocorre através da fotossíntese dos vegetais, da decomposição e da respiração dos seres vivos, além da formação de combustíveis fósseis. De acordo com o diagrama, a humanidade aproveita, na forma de energia elétrica, uma fração da energia recebida como radiação solar, correspondente a: a) 4.10– 9 b) 2,5.10– 6 c) 4.10– 4 d) 2,5.10– 3 e) 4.10– 2 EC.09) As bactérias têm comprimento médio de 2.10–4mm. Imagine 1.000 bactérias formando uma fila. Esta fila tem mais ou menos de 1 milímetro? Matemática Básica VIII 5 EC.10) Existem seres vivos ainda menores do que as bactérias. Por exemplo, os vírus. Um vírus mede, aproximadamente, 0,000015mm. Quantos vírus equivalem a uma bactéria do exercício anterior? EC.11) Uma gota d’água pesa 5.10–2g. a) Qual o peso de mil gotas d’água? b) Se o volume de cada gota é 5.10– 5ℓ, quantas gotas existem em 1ℓ de água? EC.12) Supondo que uma única molécula de açúcar comum tenha massa igual a 5,7.10–22g, quantas moléculas há em 28,5g de açúcar? EC.13) Considere que 20 gotas de água possuem um volume total de 1,0 mililitro. Nessas condições, o volume de cada gota será igual a: a) 5.10–4mℓ b) 5.10–3mℓ c) 5.10–2mℓ d) 0,02mℓ e) 0,2mℓ EC.14) Ao nível do mar, sob a temperatura de 25ºC, 1ℓ de ar tem massa igual a 1,2g. Nas mesmas condições, qual a massa de ar em uma bolha de sabão com 5cm3 de volume? ( lembre-se: 1ℓ = 1.000cm3) a) 600mg b) 3.104g c) 6.10–7g d) 6.10–3g e) 300mg EC.15) Em 18g de água estão contidas 6,02.1023 moléculas. Quantas estão contidas em 540g? EC.16) Se a massa de um átomo de oxigênio é igual a 2,7.10–23g, qual é a massa, expressa em notação científica, de 20.1017 átomos desse elemento? EC.17) A massa do sol é cerca de 1,99.1030kg. A massa do hidrogênio (átomo), constituinte principal do sol, é igual a 1,67.10–27kg. Quantos átomos de hidrogênio há aproximadamente no sol? a) 1,5.10–57 átomos. b) 1,2.1057 átomos. c) 1,5.1057 átomos. d) 1,2.10–57 átomos. e) 1,2.103 átomos. EC.18) Duas cargas elétricas puntiformes de valores iguais a Q1 = 2.10 –6C e Q2 = 5.10 –6C estão distantes 0,3m no vácuo. Considerando a constante eletrostática como sendo k = 9.109N.m2/C2, a força elétrica entre as cargas é de: (Força elétrica: 2 21 d .Qk.Q F = ) a) 1N b) 2N c) 3N d) 4N e) 5N EC.19) Uma régua de alumínio, com coeficientes de dilatação linear 1 6 C 25.10α −− °= , tem o comprimento de 200cm, a 20ºC. Qual o valor, em cm, do seu comprimento a 60ºC? ( T . . LL L 00 ∆=− α , onde L = comprimento final; Lo = comprimento inicial, T ∆ = variação da temperatura) a) 200,1 b) 200,2 c) 200,3 d) 200,4 e) 200,5 EC.20) O volume de um bloco metálico sofre um aumento de 0,6% quando sua temperatura varia de 200ºC. O coeficiente de dilatação linear médio desse metal, em ºC–1 vale: ( ( )tVV 0 ∆+= .1. γ , sendo γ = coeficiente de dilatação volumétrico e, portanto, 3 γ o coeficiente de dilatação linear) a) 1,0.10– 5 b) 3,0.10– 5 c) 1,0.10– 4 d) 3,0.10– 4 e) 3,0.10– 3 EC.21) Há 500 anos, Cristóvão Colombo partiu de Gomera (Ilhas Canárias) e chegou a Guanahani (Ilhas Bahamas), após navegar cerca de 3000 milhas marítimas (5.559km) durante 33 dias. Considerando que um dia tem 86.400 segundos, a velocidade média da travessia oceânica, no sistema internacional (SI) de Unidades, foi aproximadamente: a) 2.10–2m/s. b) 2.10–1m/s c) 2.100m/s d) 2.101m/s e) 2.102m/s EC.22) Aluz que vem do Sol demora cerca de 8,3min para alcançar a superfície da Terra, e viaja a uma velocidade de 300.000km/s. A distância (em km) entre o Sol e a Terra é da ordem de: a) 105 b) 106 c) 107 d) 108 e) 109 Para encontramos a ordem de grandeza de um número, procedemos da seguinte forma: 1 - Escreva-o em notação científica (A × 10L) 2 - Se A ≥ 3,16, então a ordem de grandeza será 10L+1 3 - Se A < 3,16, então a ordem de grandeza será 10L Matemática Básica VIII 6 GABARITO Exercícios Propostos EP.01) 1035 EP.02) 10– 3 EP.03) D EP.04) a) 1,23.103 b) 9,3.107 c) 3,84.1011 d) 2,34.10–12 e) 1,57.10–8 f) 4.103 EP.05) a) 58.000.000 b) 732.000 c) 0,0000062 d) 0,00000003 EP.06) C EP.07) B EP.08) a) 1,25.10– 7 b) 1,4.108 EP.09) a) 9,46.1012km b) 3,78.1013km EP.10) a) 2.10– 4 b) 2.103 EP.11) D EP.12) a) 6.102 b) 6,7.103 c) 4,9.105 d) 4,5.103 EP.13) I. E II. D III. B GABARITO Exercícios Complementares EC.01) 1010 EC.02) a) 1,6.109 b) 8.109 EC.03) A EC.04) a) 7,045.106 e 4,75.106 b) 7,4.10– 5 c) 3.105 d) 1,6.10– 19 e) 1,496.108 f) 4,56.109 EC.05) 5ℓ = 5.100 ℓ 6ℓ = 6.100 ℓ 5 milhões = 5.000.000mm3 = 5.106mm3 6 milhões = 6.000.000mm3 = 6.106mm3 0,007mm = 7.10– 3mm 160.000km = 1,6.105km EC.06) a) 1,07.1021m3 b) 1,4.1027m3 c) 2,2.1019m3 d) 4,73.1017s e) 5.103kg f) 7.10– 10kg g) 6,5.107 anos h) 2,2.10– 9m EC.07) a) 5,8.102 b) 1,55.10– 4 c) 3,1.10– 20 d) 1,44.10– 1 e) 1,632.1010 f) 3.105 g) 2,05.1036 h) 9,6.10– 3 EC.08) B EC.09) fila = 0,2 mm, portanto menor que 1 milímetro EC.10) aproximadamente 13 vírus EC.11) a) 50g b) 20.000 gotas EC.12) 5,0.1022 moléculas EC.13) C EC.14) D EC.15) 1,806.1025 moléculas EC.16) 5,4.10– 5g EC.17) B EC.18) A EC.19) B EC.20) A EC.21) C EC.22) D
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