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TRILHOS A REVISTA NÚMERO UM DOS METRÔS EXCLUSIVO: MATERIAL DE AVALIAÇÃO PRÁTICA DE APRENDIZAGEM DE FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL I COM DESAFIO NACIONAL EDIÇÃO MÓD. 52 DIRECIONAMENTOS M.A.P.A. P o r E q u i p e U n i c e s u m a r E A D Este é um trabalho individual. Trabalhos copiados da Internet ou de outros alunos serão zerados. As respostas devem ser entregues utilizando o Modelo de Resposta MAPA disponibilizado em Material da Disciplina. Após inteiramente respondido, o Modelo de Resposta MAPA deve ser enviado para correção pelo seu Studeo, na tela do M.A.P.A. da disciplina, em formato de arquivo DOC / DOCX ou PDF, e apenas estes formatos serão aceitos. A equipe de mediação está à sua disposição para o atendimento das dúvidas por meio do “Fale com o Mediador” em seu Studeo. Aproveite essa ferramenta! Material de Avaliação Prática de Aprendizagem RODANDO NA CIDADE Denomina-se “metrô” as composições urbanas que interligam os bairros mais povoados e os centros das cidades. São carros motorizados que andam sobre trilhos e tem até 6 carros de 120 metros de comprimento. O metrô de Nova York é o mais extenso do mundo, com 1062 km de vias e o metrô de Londres é o mais antigo do mundo, inaugurado em 10 de janeiro de 1863. Um pouco sobre os metrôs EXCLUSIVO O met rô mai s mov imentado do mundo é o de Tóqu io , no Japão , que t r anspo r ta 3 ,3 b i lhões de pas sage i ro s por ano . O de São Pau lo é o 1 2 º , com 1 ,2 b i lhão por ano . No entan to , o met rô de São Pau lo é o mai s l o t ado , com 1 5 mi lhões de pas sage i ro s por qu i l ômet ro de v i a . O de Tóqu io tem 10 mi lhões de pes soas por qu i l ômet ro . Em 1 927 , o j o rna l “O Es tado de São Pau lo ” t r az i a uma maté r i a a le r t ando pa ra a neces s idade de um s i s t ema de met rô na c idade . Só em 1 974 é que as pr ime i r a s es tações começa ram a ope ra r e a companh ia r eg i s t rou média d iá r i a de 2858 pas sage i ro s . Na maio r i a dos casos , o s i s t ema f unc iona por moto re s e lé t r i co s . A lém dos t r i l hos que conduzem os vagões , ex i s t e o que comumente é conhec ido como t e r ce i ro t r i l ho , por onde pas sa a ene rg i a e lé t r i ca que a l imenta os t r ens . Essa ene rg i a é t r ans fe r ida aos vagões por meio de uma peça de meta l acop lada aos mesmos , que recebem a ene rg i a e f a zem g i r a r os moto re s que impu l s i onam as r odas . A compos i ção poe chega r a 100 km /h , se neces sá r i o , embora a ve loc idade média do met rô de São Pau lo , por exemplo , se j a de 35 km /h . Em supe r f í c i e , com a presença das chuvas , o a t r i t o ent re a r oda e o t r i l ho d iminu i , ent rando em cena um s i s t ema de emergênc ia que j oga a re i a no t r i l ho , r e s tabe lecendo o a t r i t o neces sá r i o pa ra segu ra r os vagões . A parada nas estações é feita manualmente (no caso dos mais antigos) ou automaticamente (mais empregado). Neste último, para que ele consiga parar no lugar certo, o terceiro trilho manda impulsos elétricos que diminuem a velocidade do motor até atingir a localização exata. Há ainda, caixas de comando instaladas ao lado do terceiro trilho, ao longo da linha, para que possam emitir impulsos para que o trem acelere ou reduza a velocidade. Em caso de blecaute, os trens param e precisam ser evacuados. Para isso, existem passarelas laterais que foram criadas para atender tal possibilidade, quanto para passagem de pessoas que fazem manutenção na linha. QUER SABER MAIS? Se você ficou curioso para saber mais sobre os metrôs, veja também este vídeo. https://youtu.be/cPNJOBWrL4M CURIOSIDADES É depois da meia-noite que o trabalho de conservação e manutenção do Metrô é realizado. Nas pouco mais de 4 horas em que o Metrô fica sem operar, trens, equipamentos e instalações do sistema são inspecionados preventivamente por uma equipe de funcionários. “Caso seja detectada alguma peça com desgaste ou fora dos padrões de segurança, o Metrô realiza a substituição”, informa a companhia. https://www.youtube.com/watch?v=cPNJOBWrL4M ) Um novo sistema de aceleração e frenagem automático está sendo instalado e você, como gerente de operações, está auxiliando nesta instalação. A configuração do sistema precisa de algumas informações de início e parada de um metrô em uma estação, e você está responsável em informá-los. O metrô viaja na velocidade constante de 35 km/h e atinge esta velocidade 20 m após sair da estação. a) Ao sair de uma estação, qual a aceleração do metrô, em m/s²? b) Ao sair de uma estação, qual o tempo para atingir o movimento uniforme? c) Construa os gráficos de espaço, velocidade e aceleração versus tempo, a partir do momento em que o metrô sai de uma estação até o tempo de 10 s. Q U E S T Ã O Agora que você já sabe um pouco sobre os metrôs, imagine que você, como futuro(a) engenheiro(a), é o(a) gerente de operações de uma companhia de metrô e, como tal, diversas situações surgem para serem respondidas. Para auxiliá-lo(a), a professora Natália preparou um vídeo especial sobre esta atividade M.A.P.A. https://youtu.be/-2zAYLXIjpU ) Para saber o momento de substituição dos trilhos, uma das variáveis observadas é o coeficiente de atrito dos trilhos com o metrô. Sabendo que neste determinado ponto que se está avaliando os trilhos, o metrô viaja em movimento retilíneo uniforme e, para que isso aconteça, são acionados 20 motores aplicando uma força de 30 kN, movimentando aproximadamente 300 toneladas de massa, considerando os vagões lotados. Qual o coeficiente de atrito entre os trilhos e as rodas do metrô? Considere a aceleração da gravidade de 9,8 m/s². Q U E S T Ã O Para auxiliá-lo a observar o movimento descrito na questão 2, você pode utilizar este simulador: https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/ motion-series/latest/motion-series.html? simulation=forces-and- motion&locale=pt_BR https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/motion-series/latest/motion-series.html?simulation=forces-and-motion&locale=pt_BR ) Novas medidas de segurança contra acidentes nos metrôs estão sendo desenvolvidas. A fim de ouvir sua equipe de trabalho, você realiza um b ai i g Um de seus colaboradores então propõe acoplar uma mola super resistente na parte frontal do vagão para diminuir a força em caso de impacto. O metrô viaja a 35 km/h, em média. Em caso de uma aproximação entre metrôs, estes irão iniciar a frenagem. Supondo que, quando atinge a velocidade de 2 km/h, há o impacto e a mola absorve esta energia. A massa total do vagão lotado é de aproximadamente 300 toneladas e o tamanho da mola a ser instalada é de no máximo 1 m. Para verificar se a sugestão é plausível, qual deve ser a constante elástica da mola? Lembre-se de indicar a unidade correta da resposta final e considere que a compressão total da mola tem um deslocamento de 70 cm do equilíbrio. Q U E S T Ã O Para auxiliá-lo a observar o movimento descrito na questão 3, você pode utilizar este simulador: https://phet.colorado.edu/sims/html/hoo kes-law/latest/hookes-law_pt_BR https://phet.colorado.edu/sims/html/hookes-law/latest/hookes-law_pt_BR.html R e f e r ê n c i a s : ht tps : / / summi tmob i l idade .es tadao .com .br /gu i a -do - t r anspo r te -urbano /qua i s - sao -as - d i f e rencas -ent re - t r em - v l t -e - met ro / # : ~ : t ex t =Nota%2Dse%20que%20os%20t r %C3%AAs ,do i s%20em%20t ra j e to s%20ma i s%20 cu r to s . ht tps : / /www .a rchda i l y .com .br /br /777604 /os - 1 1 - melho re s - s i s t emas -de -met ro -do -mundo - segundo -bus ines s - i n s ide r# : ~ : t ex t =O%20met r%C3%B4%20de%20L ondres%20%C3%A9 ,pr ime i r a%20vez%20duran t e%2024%20hora s . ht tps : / /mobi l idadesampa.com .br /2016 /09 /20 - cu r i o s idades - sob re -o -met ro -de - sao -pau lo / ht tps : / /d ia r i odo t ranspo r te .com .br /2015 /09 /06 / cu r i o s idades - sob re -o -met ro -no -mundo / ht tps : / /cb ie .com .br /a r t i gos /como -o -met ro - f unc iona / # : ~ : t ex t =Na%20ma io r i a%20dos%20ca sos%2C%20o ,e%20 fazem%20g i r a r%20os%20m oto re s https://summitmobilidade.estadao.com.br/guia-do-transporte-urbano/quais-sao-as-diferencas-entre-trem-vlt-e-metro/#:~:text=Nota%2Dse%20que%20os%20tr%C3%AAs,dois%20em%20trajetos%20mais%20curtos https://www.archdaily.com.br/br/777604/os-11-melhores-sistemas-de-metro-do-mundo-segundo-business-insider#:~:text=O%20metr%C3%B4%20de%20Londres%20%C3%A9,primeira%20vez%20durante%2024%20horas https://mobilidadesampa.com.br/2016/09/20-curiosidades-sobre-o-metro-de-sao-paulo/ https://diariodotransporte.com.br/2015/09/06/curiosidades-sobre-o-metro-no-mundo/ https://cbie.com.br/artigos/como-o-metro-funciona/#:~:text=Na%20maioria%20dos%20casos%2C%20o,e%20fazem%20girar%20os%20motores EXCLUSIVO: MATERIAL DE AVALIAÇÃO PRÁTICA DE APRENDIZAGEM DE FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL I COM DESAFIO NACIONAL EDIÇÃO MÓD. 52