PET COMPLEMENTAR FISICA

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SECRETARIA DE ESTADO DE EDUCAÇÃO DE MINAS GERAIS	
	PLANO DE ESTUDO TUTORADO COMPLEMENTAR
	COMPONENTE CURRICULAR:
	FÍSICA
	NOME DA ESCOLA:
	ESCOLA ESTADUAL BENEDITO WALDEMAR DA SILVA
	ALUNO:
	
	TURMA:
	1º
	TURNO:
	MATUTINO/NOTURNO
	BIMESTRE:
	3º BIMESTRE ( AGOSTO E SETEMBRO)
	NÚMERO DE AULAS POR SEMANA:
	2
	NÚMERO DE AULAS POR MÊS:
	8
 	SEMANA 1	
	EIXO TEMÁTICO:
II. Transferência, Transformação e Conservação da Energia.
	TEMA/TÓPICO:
4. Energia Mecânica.
	HABILIDADE(S):
12. Trabalho.
Saber que uma forma de transferir energia é através da aplicação de uma força que produz um deslo- camento.
Saberqueoprodutodeumaforçapelo deslocamentoqueelaproduzédenominadode Trabalho daforça.
Saber que a unidade de força no SI é Newton (N), que equivale a 1 kg.m/s², e a unidade de Trabalho no SIé Joule (J), que equivale a N.m.
	CONTEÚDOS RELACIONADOS:
Energia Cinética, Energia Potencial Gravitacional e Elástica, Conservação da Energia Mecânica de um corpo.
TEMA: Trabalho
Geralmente, associamos a palavra ―trabalho‖ a um esforço relacionado a qualquer atividade física ou mental. Em física, no entanto, o termo ―trabalho‖ está associado à alteração da energia de um corpo
Trabalho, portanto, é uma grandeza física escalar associada à ação de uma força ao longo do deslocamento realizado por um corpo. Esse esforço exercido sobre o corpo altera sua energia e tem relação direta com o produto da força que causa o esforço pela distância percorrida pelo corpo, considerada durante a ação dessa força, que pode ser constante ou variável.
Trabalho de uma força constante
Suponha que um móvel, ao longo de um deslocamento de módulo d, sofra a ação de uma força constante de intensidade F, inclinada de θ em relação à direção do deslocamento.
Por definição, o trabalho (T) realizado pela força F constante, ao longo do deslocamento d, é dado por:
T = F · d · cos θ
Nessa expressão, F é o módulo da força, d é o módulo do deslocamento e θ, o ângulo formado entre os vetores F e d. No Sistema Internacional (SI), a unidade de força é o Newton (N), a unidade de deslocamento é o metro (m)e a unidade de trabalho é o joule (J).
 	ATIVIDADES	
1 – (Uma pessoa quer mudar a posição de um armário e para isso o empurra fazendo uma força constante e paralela ao chão, com intensidade de 50N, conforme figura abaixo. Sabendo que o deslocamento sofrido pelo armário foi de 3 m, determine o trabalho realizado pela pessoa sobre o armário, nesse deslocamento.
2 - Um corpo que se desloca 1,0 m ao longo de uma superfície horizontal, sofrendo a ação de uma força de 100 N que forma um ângulo de 60º com essa direção. Determine o módulo do trabalho exercido por essa força sobre o bloco e assinale a alternativa correspondente.
Dados: cos60º = 0,5
3 - Se o trabalho de uma força resultante sobre um corpo for positivo, podemos dizer que
a) sua energia cinética permanece constante.
b) sua energia potencial aumenta.
c) sua energia cinética aumenta.
d) sua velocidade diminui.
e) sua aceleração diminui.
4 - Não realiza trabalho:
a) a força de resistência do ar
b) a força peso de um corpo em queda livre
c) a força centrípeta em um movimento circular uniforme
d) a força de atrito durante a frenagem de um veículo
e) a tensão no cabo que mantém um elevador em movimento uniforme.
 	SEMANA 2	
	EIXO TEMÁTICO:
II. Transferência, Transformação e Conservação da Energia.
	TEMA/TÓPICO:
4. Energia Mecânica / 9: Energia Cinética.
	HABILIDADE(S):
9.1 Aplicar o conceito de energia e suas propriedades para compreender situações envolvendo energia asso- ciada ao movimento de umcorpo.
9. 1.1 Saber que um corpo em movimento possui uma forma de energia associada a esse movimento denomi- nada energia cinética.
9. 1.2 Saber que a energia cinética de um corpo em movimento é proporcional à massa do corpo e ao qua- drado de sua velocidade.
9. 1.3 Saber que o valor da energia cinética de um corpo em movimento é dado pela expressão Ec = ½ . m . v².
9. 1.7 Saber que a unidade de medida da energia cinética, no SI, é Joule.
	CONTEÚDOS RELACIONADOS:
Trabalho, Energia Potencial Gravitacional e Elástica, Conservação da Energia Mecânica de umcorpo.
TEMA: Energia Cinética
Energia cinética é a forma de energia que um corpo qualquer possui em razão de seu movimento, em outras palavras, é a forma de energia associada à velocidade de um corpo. Quando aplicamos uma força resultante não nula sobre algum corpo, estamos realizando trabalho sobre ele, desse modo, ele adquire energia cinética na medida em que sua velocidade aumenta.
 (
1
𝐸
𝑐
 
=
 
2
 
.
 
𝑚
 
.
 
𝑣
2
)A energia cinética não depende exclusivamente da velocidade de um corpo mas também de sua massa. Qualquer tipo de corpo em movimento é dotado desse tipo de energia: translação, rotação, vibração e outros. A energia cinética pode ser calculada pela fórmula seguinte:
Unidades:
m = massa em quilograma (kg)
v = velocidade em metro/segundo (m/s).
Ec = em Joules(J)
 	ATIVIDADES	
1 –Sobre um objeto de 10 kg em repouso, é realizado um trabalho de 320 J. Determine o módulo da velocidade final desse objeto após a aplicação dessa força e assinale a alternativa correspondente.
a) 10 m/s
b) 2 m/s
c) 4 m/s
d) 8 m/s
e) 15 m/s
2- (UFSM) Um ônibus de massa m anda por uma estrada de montanhas e desce uma altura h. O motorista mantém os freios acionados, de modo que a velocidade é mantida constante em módulo durante todo o trajeto. Considere as afirmativas a seguir, assinale se são verdadeiras (V) ou falsas (F).
( ) A variação de energia cinética do ônibus é nula.
( ) A energia mecânica do sistema ônibus-Terra se conserva, pois a velocidade do ônibus é constante.
( ) A energia total do sistema ônibus-Terra se conserva, embora parte da energia mecânica se transforme em energia interna. A sequência correta é
a) V – F – F.
b) V – F – V.
c) F – F – V.
d) F – V – V.
e) F – V – F
3 - Determine o trabalho realizado por um corpo de massa 30 kg para que sua energia cinética aumente, ao passo que sua velocidade aumenta de 5 m/s para 25 m/s?
4 - O que vai acontecer com a energia cinética de um carro se a sua velocidade dobrar?
a) Ficará 2 vezes maior.
b) Ficará 4 vezes maior.
c) Ficará 2 vezes menor.
d) Ficará 4 vezes menor.
e) Permanecerá constante.
 	SEMANA 3	
	EIXO TEMÁTICO:
II. Transferência, Transformação e Conservação da Energia.
	TEMA/TÓPICO:
4. Energia Mecânica / 10. Energia Potencial Gravitacional.
	HABILIDADE(S):
Compreender que energia potencial gravitacional é uma forma de energia associada à configuração do sistema Terra-corpo e é devida à atração gravitacional entre as massas do sistema.
Saber que um corpo colocado numa certa altura, próximo à superfície da Terra, possui uma forma de energia associada a essa posição, denominada energia potencial gravitacional.
Saber que a energia potencial gravitacional de um corpo próximo à superfície da Terra é proporcionalà massa do corpo e à altura do corpo em relação a umcerto nível.
Saber que o valor da energia potencial gravitacional de umcorpo próximo à superfície da Terra é dadopela expressão E = m. g. h.
Aplicar o conceito de energia e suas propriedades para compreender situações envolvendo corposque se movimentamde maiores para menores alturas, e vice-versa.
Saber analisar situações práticas que ilustram a relação da energia potencial gravitacional de umcorpo comsua altura em relação a umdeterminado nível e o valor de sua massa.
	CONTEÚDOS RELACIONADOS:
Trabalho, Energia Cinética, Energia Potencial Elástica, Conservação da Energia Mecânica de um corpo.
TEMA: Energia Potencial Gravitacional
Energia potencial gravitacional é uma forma de energia associada à altura em que um corpo se encontra em uma região de campo gravitacional não nulo. A presença de um campo gravitacional atribui energia potencial gravitacional a todo corpo que possui massa e que possui alguma altura em relação à massa que produz a gravidade na região.
Ela pode ser calculada por meio de uma fórmula bastante simples, determinada pelo produto entreas grandezas massa, aceleração da gravidade e altura, assim como é mostrado a seguir:
Ep = m.g.h
m – massa do corpo (kg)
g – aceleração da gravidade (m/s²)
h – altura (m)
A unidade de medida da energia potencial gravitacional, de acordo com o Sistema Internacional de Unidades, é o joule (J).
 	ATIVIDADES	
1 – Um ciclista desce uma ladeira, com forte vento contrário ao movimento. Pedalando vigorosamente, ele consegue manter a velocidade constante. Pode-se então afirmar que:
(A) a sua energia cinética está aumentando.
(B) a sua energia cinética está diminuindo.
(C) a sua energia potencial gravitacional está aumentando.
(D) a sua energia potencial gravitacional está diminuindo.
(E) a sua energia potencial gravitacional é constante.
2 - Se tiveres no primeiro andar de um prédio e deixares cair uma bola, o que acontece às energias cinética e potencial da bola?
a) a) A energia cinética aumenta e a energia potencial diminui.
b) A energia potencial aumenta e a energia cinética diminui.
c) A energia potencial não existe na bola mas a energia cinética diminui.
d) A energia cinética transforma-se em energia potencial.
e) Ambos mantêm-se constantes.
3 - Calcule qual é o módulo da energia potencial gravitacional que um corpo de 5 kg apresenta quando disposto em uma altura de 10 metros em relação ao solo. Considere a gravidade local como g = 9,8 m/s².
a) 180 J
b) 490 J
c) 250 J
d) 150 J
4 - Calcule a altura necessária para que um corpo de 2,5 kg apresente uma energia potencial gravitacional de 500 J. Considere a gravidade local igual a 10 m/s².
a) 50 m
b) 30 m
c) 20 m
d) 15 m
 	SEMANA 4	
	EIXO TEMÁTICO:
II. Transferência, Transformação e Conservação da Energia.
	TEMA/TÓPICO:
4. Energia Mecânica / 11. Energia Potencial Elástica.
	HABILIDADE(S):
11.1 Aplicar o conceito de energia e suas propriedades para compreender situações envolvendo molas ou outros corpos elásticos.
11. 1.1 Saber que um corpo elástico, quando deformado, comprimido ou esticado, possui uma forma de energia associada a essa deformação denominada energia potencial elástica.
11. 1.2 Saber quea energiapotencialelástica dependeda deformação produzida e das propriedades elásticasdo material.
11. 1.3 Saber que o valor da energia potencial elástica de um corpo é dado pela expressão E=1/2 .k .x².
11. 1.5 Compreender que a constante elástica é uma propriedade do corpo e está associada a uma maior ou menor dificuldade de deformar esse corpo.
	CONTEÚDOS RELACIONADOS:
Trabalho, Energia Cinética, Energia Potencial Gravitacional, Conservação da Energia Mecânica de um corpo.
TEMA: Energia Potencial Elástica
Energia potencial elástica é uma forma de energia que está relacionada à elasticidade e à deformação de corpos flexíveis, tais como molas, tiras de borracha, elásticos etc.
Energia potencial elástica é a forma de energia que é adquirida por corpos elásticos capazes de retornarem ao seu formato original após sofrerem algum tipo de deformação. A energia potencial elástica depende da constante elástica do corpo, bem como do tamanho da deformação sofrida por ele.
Quando aplicamos força em corpos elásticos, eles se deformam, passando a estocar energia potencial elástica. Caso cesse a força, a energia potencial elástica será convertida em energia cinética. Nesse caso, dizemos que houve realização de trabalho pela força elástica.
Existem diversos objetos cotidianos que são capazes de armazenar energia potencial elástica, confira alguns deles:
· Molas: alguns amortecedores de veículos, molas de colchões etc;
· Látex: tiras de borracha, trampolim, bola de borracha etc.
Quer sejam comprimidos, quer sejam esticados, os corpos elásticos armazenarão energia potencial elástica. Tal energia surge quando esses corpos não assumem tamanhos diferentes daqueles que teriam caso não estivessem sob a ação de nenhuma força.
Fórmula
A fórmula usada para calcular a energia potencial elástica de um corpo relaciona a sua constante elástica (k) com a deformação sofrida pelo corpo (x), e é mostrada a seguir, confira:
Ep — Energia potencial elástica (J - Joules)
k — Constante elástica (N/m)
x — Deformação do objeto (m)
Vamos analisar a fórmula e cada uma de suas variáveis:
· Ep: é a medida da quantidade de energia que é armazenada por algum corpo elástico que estiver sob o efeito de uma força que o deforma, essa energia é medida em Joules;
· k: é uma propriedade de cada material. Os materiais que apresentam constante elástica elevada são geralmente mais duros, pois precisam receber uma grande intensidade de força para sofrer alguma deformação. Os materiais com baixas constantes elásticas, por sua vez, são facilmente deformados. A constante elástica é expressa em Newton por metro (N/m).
· x: é a medida da deformação sofrida pelo corpo. Por exemplo, se uma mola tinha inicialmente um tamanho de 20 cm e é esticada até 25 cm, então a sua deformação será de 5 cm. A unidade de medida da deformação x, entretanto, deve sempre ser o metro (m). Por isso, caso fossemos fazer um cálculo com a deformação de 5 cm, deveríamos usar o valor de 0,05 m. Além disso, é importante lembrar que, caso o corpo tenha o seu comprimento aumentado, x terá sinal positivo, no entanto, caso o seu comprimento seja diminuído, o sinal de x deverá ser negativo.
 	ATIVIDADES	
1– A respeito dos tipos de energia potencial, marque a alternativa incorreta:
a) A energia potencial gravitacional é armazenada em virtude da posição ocupada por um objeto qualquer.
b) A constante elástica de uma mola indica se ela é de fácil ou difícil deformação.
c) A energia potencial elástica é a metade do produto da constante elástica pela deformação sofrida pela mola.
d) A energia potencial elástica é armazenada em um material elástico em virtude de sua deformação.
e) Relacionar o conceito de energia somente à ideia de movimento é um erro, uma vez que, ao ocupar uma posição, um corpo possui energia potencial armazenada
2- Um atleta de salto com vara, durante sua corrida para transpor o obstáculo a sua frente, transforma a sua energia	em energia	devido ao ganho de altura e consequentemente ao/à
 	de sua velocidade.
As lacunas do texto acima são, correta e respectivamente, preenchidas por:
a) potencial – cinética – aumento.
b) térmica – potencial – diminuição.
c) cinética – potencial – diminuição.
d) cinética – térmica – aumento.
e) térmica – cinética – aumento.
3 - Observe a situação descrita na tirinha abaixo.
Assim que o menino lança a flecha, há transformação de um tipo de energia em outra. A transformação, nesse caso, é de energia
a) potencial elástica em energia gravitacional.
b) gravitacional em energia potencial.
c) potencial elástica em energia cinética.
d) cinética em energia potencial elástica.
e) gravitacional em energia cinética.
4- ) O brinquedo apresentado na figura abaixo é composto por uma caixa, uma mola e a cabeça de um boneco. A mola de 20 cm de comprimento (não deformada) está presa no fundo da caixa. Quando a caixa está fechada a mola apresenta comprimento de 12 cm. A cabeça do boneco possui massa igual a 10 g. Ao abrir a caixa, a cabeça do boneco se desprende da mola e sobe atingindo uma altura de 80 cm. Qual o valor da constante elástica da mola? Considere g = 10 m/s2 e despreze o atrito.