sexta-feira, 12 de abril de 2013

Caderno do Aluno- Fisica vol.2 [Parte 1/5]


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a)refere - se a qualquer conhecimento ou pratica sistemática.Num sentido mais restrito, ciência refere - se a um sistema de adquirir conhecimento baseado no método cientifico.

b) Aquele termo, que mostra ciência que a revela, que não é ideológico nem se baseia no senso comum

c)Hipótese é sinônimo de suposição, Neste sentindo, hipótese é uma afirmação categoria (uma suposição, que tente responder problema levantado no tema escolhido para a pesquisa. 

Página 4

Ventos/ eólica - Veleiro - Cata-vento

Solar - Água - Eletricidade

Reações nucleares - Explosão - Bomba

Deformações elásticas - Amortecedor - Estilingue

Gravidade - Cometa - Pedra

Eletricidade - DVD - Ventilador

Alimentos - Corpo

Combustíveis industrializados - Carro - Avião

Página 6

1-Você joga a lata e automaticamente ela volta.

2-não acontece nada ao jogar a lata.

3-não acontece nada ao jogar a lata porque está sem peso no
interior da lata.

4-na 2° pergunta por que está certa .

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3- Significa que falta 5 min para você chegar no posto e 15 min para chegar no restaurante e etc. Essas placas são para informar quanto tempo falta para chegar no local.

4- Depende do local.

5- Pode. Como eu disse a resposta anterior depende da velocidade o carro.

6- Para não causar nem um acidente na rodovia.

7- A razão é entre a distancia e o tempo.

Página 08 / 09

1-) O gás liberado a chama aquece a panela que aquece a água e assim a energia térmica que se transforma em energia cinética.

2-) O motor transforma em energia cinética e parte dela se transforma em energia térmica


3-) O forno de microondas transforma a energia cinética e depois essa energia elétrica escola as moléculas que aquece os alimentos

Página 10 

- Sim , é possível , mas a o veiculo produziria mais energia por ter sua massa menor
Situação de Aprendizagem 2

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1) Eg= m.g.h
Eg= 7.10.1,5
Eg= 70.1,5
Eg= 105 Kg. m/s²

2)m= 850
v= 30 m/s
Ec= ?
Ec= m.v²
2
Ec= 850.30²
2
Ec= 250.900= 765000=382500 Kg. m/s
2

3) m=45000 Kg
v= 5 m/s
Ec= 45000.5²
2
Ec= 45000.25
2
Ec= 562500 Kg m/s

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3 - A) Bate-estaca tem um motor movido a gasolina que produz a energia necessária para que o martelo seja levantado para atingir a estaca ao comando do operário que o comanda

B) O motor movido a gasolina

C) no início temos uma energia potencial no motor, mas essa energia é a base para colisão da escala que produz a energia cinética

D) sim, pois a energia potencial logo é transformada em energia cinética

E)

F) [ é pessoal, mas eu coloquei que ] Utilizei o texto da pag. 9 como base de energia potencial e cinética alem da ajuda a internet e de conversas com companheiros de sala.

G)

H) Seria necessário o uso de um martelo , ou algo que exercesse a função do bate-estaca , a pessoa demoraria muito mais tempo para fazer , pois ela é muito mais fraca do que uma bate-estaca.

E em relação ao combustível , a pessoa iria usar a água e alimentos
via: 100 Repetentes

 SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 1

 FORMAS DE ENERGIA ENVOLVIDAS EM MOVIMENTOS



Páginas 3 - 4
1. Cada aluno apresentará sua lista de processos e sistemas em que ele identifica a
   transformação da energia; nela pode-se identificar os elementos que alteram
   movimentos e produzem as variações de energia. Na tabela, chame a atenção para o
   fato de que é possível estabelecer outras categorias de classificação. Portanto, as
   propostas podem ser alteradas se você entender que seja conveniente. Há muitas
   formas de classificar fontes de energia, o que gera dificuldades para estabelecer um
   único conjunto de categorias. As propostas na atividade dão conta da maior parte das
   fontes ligadas ao movimento:
   Combustíveis industrializados – álcool, gasolina, óleo diesel, querosene etc.
   Alimentos – comida industrializada, vegetais, ração etc.
   Eletricidade – pilhas ou baterias, rede de distribuição de energia residencial,
   geradores de uso industrial, de trens elétricos ou de metrôs, usinas geradoras de
   eletricidade etc.
   Gravidade – quedas, rampas e descidas, colunas de líquidos, rodas-d’água, usinas
   hidrelétricas etc.
   Deformações elásticas – molas, elásticos, flexão de metais etc.
   Nucleares – geradores de usinas nucleares, de submarinos nucleares etc.
   Ventos/eólica – utilizada em equipamentos náuticos e nos veleiros, mas também em
   moinhos e em modernas turbinas eólicas etc.
   Solar – energia solar direta: painéis fotovoltaicos, coletores ou aquecedores solares.
2. Essa classificação, como dissemos, pode depender tanto das listas apresentadas pelos
   alunos quanto de critérios escolhidos. Outro critério que pode ser adotado é, por
   exemplo, uma classificação da fonte de energia segundo sua “natureza” (energia
   mecânica, térmica, eletromagnética, química etc.). De qualquer maneira, o
   importante é deixar claro que não há um critério único de classificação das fontes de
   energia, de modo que não são recomendadas memorizações e “decorebas”, mas que
   se compreenda o processo.


3. Muitas outras fontes poderão ser mencionadas, como a energia da tração animal, a
   energia armazenada na compressão de gases, chamada energia pneumática, a energia
   química ou as chamadas fontes alternativas, como geotérmica, maré-motriz, energia
   oceânica etc. – a partir delas podem surgir novas categorias que os alunos
   identifiquem.




Páginas 5 - 6
1. Os alunos podem se surpreender com o movimento de vaivém da lata, que ficará
   oscilando até dissipar toda a energia mecânica por meio do atrito. Em seguida ao
   lançamento, a lata começa a desacelerar, diminuindo a velocidade até parar, mas
   retoma o movimento e retorna à direção de seu lançador, acelerando até alcançá-lo,
   quando volta a desacelerar. Assim, a lata vai e volta, diminuindo cada vez mais a
   distância percorrida até parar.
2. Você deve problematizar essa questão, solicitando aos alunos que identifiquem a
   função do elástico e do parafuso e que proponham hipóteses para explicar o
   movimento de vaivém da lata. Evidencie o armazenamento da energia cinética em
   energia potencial elástica, observe com eles a função do número de elásticos: com
   seu aumento, também se aumenta a constante elástica, permitindo armazenar maior
   quantidade de energia.
3. Ao retirar o parafuso, a lata não volta, isso porque sem parafuso não haverá torção no
   elástico, não ocorrendo armazenamento da energia potencial elástica.
4. Deve-se evidenciar que a diferença nos movimentos acontece pelas transformações
   de energia envolvidas em cada caso. No primeiro caso, por transformação de energia
   cinética em potencial elástica e, no segundo, pela transformação de energia cinética
   em energia térmica na dissipação por atrito. Deve-se evidenciar que na torção do
   elástico armazena-se energia, o que promove a alteração do movimento da lata,
   desacelerando-a até parar. A energia armazenada no elástico passa a ser convertida
   em energia de movimento, ou cinética, promovendo a aceleração da lata e seu
   retorno na direção do lançador. Repete-se o processo até a lata parar.A lata vai mais
   longe num chão com menor atrito, mais liso, isso por dissipar menor energia numa
   mesma distância; ela também vai mais longe quanto menor a força elástica, com
   menor número de elásticos, a maior distância alcançada ocorre sem elástico algum.
5. A síntese proposta deve ser entendida como um exercício de identificação dos
   aspectos mais relevantes da Situação de Aprendizagem e dos resultados obtidos. Sua
   organização e apresentação devem ser feitas na forma de linguagem escrita. Nela,
   deve-se observar se o procedimento está devidamente caracterizado e se os
   resultados são apresentados de forma organizada. Verifique se os alunos, ao
   realizarem suas sínteses, deixaram de apresentar elementos importantes. Isso ocorre
   muitas vezes, já que é comum acreditarem que podem suprimir tudo o que entendam
   estar implícito no procedimento realizado, o que muitas vezes não é correto, pois há
   muitas formas de realizar uma atividade. Discuta isso com eles.




Páginas 7 - 9
a) O gás armazena energia química que é liberada na queima (ao transformar a energia
   química em energia térmica). A energia térmica da chama aquece a panela, que
   aquece a água, transformando energia térmica da chama em energia térmica da água.
   Com o aumento da temperatura, a água começa a movimentar-se por diferença de
   densidade e assim transforma parte da energia térmica em energia cinética
   (convecção da água).
b) O motor transforma a energia elétrica em energia cinética e parte dela é transformada
   em energia térmica pelo aquecimento do motor. A rotação do motor e a das pás do
   liquidificador movimentam o ar, transformando parte da energia de rotação em
   energia sonora (promovida pelo deslocamento do ar), modificando ao longo do
   tempo a distribuição da pressão do ar no espaço, o que é identificado por nosso
   aparelho auditivo como som.
c) O forno de micro-ondas transforma a energia elétrica (ondas eletromagnéticas
   hertzianas) em energia radiante na faixa de micro-ondas (também ondas
   eletromagnéticas); depois essa energia é transformada em energia cinética de
   oscilação das moléculas de água contida nos alimentos, que em seguida é
   transformada em energia térmica, aquecendo todo o alimento.
               
Páginas 9 - 10

   A energia cinética do carro pode ser armazenada e reaproveitada (como ocorre em
diversos sistemas KERS já empregados na Fórmula 1).

   Pode-se realizar a transformação e o armazenamento da energia cinética em potencial
elástica, como ocorre em sistemas com compressores de ar, ou em energia cinética de
rotação, como em carrinhos a fricção, ou em energia elétrica por freios eletromagnéticos
armazenando a energia produzida em baterias ou em capacitores. O caminhão com um
sistema de reaproveitamento conseguiria armazenar mais energia, pois tem maior
energia cinética para uma mesma velocidade.




Página 11

1. E = m g h.

    E = 7(kg). 10 (m/s2) . 1,5 (m).

    E = 105 Joules.

2. Ec = (m v2)/2.

    Ec = 850 (kg) . [30 (m/s)]2/2.

    Ec = 382 500 Joules

3. Ec = (m v2)/2.

    Ec = 45 000 (kg) . [5 (m/s)]2/2.

    Ec = 562 500 Joules.


Página 11

   A pesquisa deve revelar o processo de fotossíntese (Leitura 6 de Física Térmica do
GREF – “Sol: a fonte da vida”) ou o efeito fotoelétrico, que é responsável por
transformar a energia solar em energia elétrica (Leitura 16 de Óptica do GREF –
“Imagem quântica no filme e na TV”) .


 SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 2

 CONSERVAÇÃO DE ENERGIA EM SISTEMAS DO COTIDIANO



Páginas11 - 15
1. O bate-estaca funciona levantando uma grande massa que é abandonada de certa
     altura e cai batendo numa estaca que vai afundando no solo. Ela serve para fixar as
     estacas no solo numa construção.
2. A partir das criações dos alunos, discuta os princípios físicos envolvidos no sistema
     bate-estaca, dando ênfase ao conceito de trabalho e de conservação de energia.
     Trabalhe a ideia de que nesse sistema a energia dissipada por aquecimento da estaca
     e pelo barulho é muito pequena quando comparada à energia total envolvida no
     processo, concluindo que, por esse motivo, podemos considerá-lo conservativo. O
     foco desta parte da Situação de Aprendizagem está no entendimento de que a
     conservação da energia mecânica e sua dissipação pelo trabalho de uma força são
     ferramentas adequadas no prognóstico de parâmetros de um sistema físico.
3.
     a) O motor realiza trabalho levantando a massa de 490 kg até a altura de 5 m,
     transformando a energia química do combustível em energia cinética no movimento
     do bloco e em energia potencial gravitacional do bloco de ferro, que na altura de 5 m
     é de 24 500 J. Ao ser abandonada dessa altura, a massa transforma sua energia
     potencial em energia cinética e, ao atingir a estaca, transforma parte de sua energia
     em movimento da estaca, que penetra no solo, e parte em energia térmica da estaca e
     em som;ao final a estaca para numa nova posição.
     b) Quem fornece a energia é o combustível, que, por meio de sua queima, libera a
     energia química que é transformada em energia cinética e em energia potencial pelo
     trabalho realizado pelo motor do bate-estaca.
     c) Energia química é transformada em energia cinética e em energia potencial
     gravitacional na subida da massa. Na queda há transformação de energia potencial
     gravitacional em energia cinética. Na colisão a energia cinética da massa se
     transforma em energia cinética da estaca, em energia térmica e em som. Na
     penetração da estaca no solo a energia cinética é transformada em trabalho da força
  que a estaca exerce no solo, sendo finalmente dissipada sob forma de energia
  térmica.
  d) A partir da queda livre podemos tomar o sistema como conservativo. Trabalhe a
  ideia de que nesse sistema a energia dissipada por aquecimento da estaca e pelo
  barulho é muito pequena quando comparada à energia total envolvida no processo,
  concluindo que, por esse motivo, podemos considerá-lo conservativo. O foco desta
  parte da Situação de Aprendizagem está no entendimento de que a conservação da
  energia mecânica e sua dissipação pelo trabalho de uma força são ferramentas
  adequadas no prognóstico de parâmetros de um sistema físico.
  e)
       E=m.g.h
       E = 490 (kg) . 10 (m/s2) . 5 (m)
       E = 24 500 Joules.
  Como o sistema pode ser considerado conservativo, a energia cinética, ao atingir a
  estaca, também é Ec = 24 500 Joules.
  f)   Nesse sistema a energia dissipada tanto na queda pela resistência do ar quanto na
  batida por aquecimento da estaca e no barulho proveniente da batida é muito pequena
  se comparada à energia total envolvida no processo, concluindo que, por esse motivo
  podemos considerá-lo um sistema que conserva a energia mecânica. Também é
  importante ressaltar que os 3 cm que a estaca afunda causam um pequeno incremento
  na energia potencial envolvida no processo, já que a altura da queda da estaca
  passará a 5,03 m; no entanto, esse acréscimo corresponde a uma parcela de cerca de
  1/500 da energia total e pode ser desconsiderado.
  g) A força média pode ser calculada pela variação da energia mecânica por meio do
  trabalho realizado pela força aplicada na estaca, que afunda 3 cm a cada batida,
  resultando num valor médio de 816 666 N.
     E = F . S
       24 500 (J) = F (N) . 3x10-2 (m)
       F = 816 666 N
  h) Em cada batida do bate-estaca há transformação de 24 500 Joules. Supondo que
  a pessoa utilize uma marreta com massa de 10 kg, se ela conseguir imprimir uma
  velocidade de 1 m/s, a cada batida seriam transformados 5 Joules. Assim, para
     realizar o mesmo trabalho de uma batida do bate-estaca, ela precisaria realizar 4 900
     batidas com a marreta. Supondo que a cada hora a pessoa consiga realizar 200
     batidas (média de uma batida a cada 18 segundos), ela precisaria de 24,5 horas de
     trabalho, o que numa jornada de 8 horas por dia corresponderia aproximadamente a
     3 dias de trabalho.




Páginas 15 - 16
1.
     a) Em = Epi = 450 (kg) . 10 (m/s2) . 80 (m) = 360 000 Joules.
     A 60 metros de altura Ep = 450 (kg) . 10 (m/s2) . 60 (m) = 270 000 Joules.
     Portanto, foram transformados Ep = 360 000 – 270 000 = 90 000 Joules em energia
     cinética, como podemos determinar a velocidade pela expressão Ec = mv2/2, temos
     90 000 (J) = 450 (kg) v2/2, ou seja, v = 20 m/s (72 km/h).
     b) Em = Epi = 450 (kg) . 10 (m/s2) . 80 (m) = 360 000 Joules.
     Ao chegar ao chão, Ep = 0, portanto, foram transformados Ep = 360 000 em
     energia cinética, como podemos determinar a velocidade pela expressão Ec = mv2/2,
     temos
     360 000 (J) = 450 (kg) v2/2, ou seja, v = 40 m/s (144 km/h).
2. Para completar a tabela.
     Para a queda de 320 metros:
     Em = Epi = 0,001 (kg) . 10 (m/s2) . 320 (m) = 3,2 Joules.
     Ao chegar ao chão, Ep = 0, portanto, foram transformados Ep = 3,2 Joules em
     energia cinética, como podemos determinar a velocidade pela expressão Ec = mv2/2,
     temos
     3,2 (J) = 0,001 (kg) v2/2 ou seja v = 80 m/s (288 km/h).
     Para a queda de 720 metros:
     Em = Epi = 0,001 (kg) . 10 (m/s2) . 720 (m) = 7,2 Joules.
     Ao chegar ao chão, Ep = 0, portanto, foram transformados Ep = 7,2 em energia
     cinética, como podemos determinar a velocidade pela expressão Ec = mv2/2, temos
     7,2 (J) = 0,001 (kg) v2/2, ou seja, v = 120 m/s (432 km/h).
  Para a queda de 8 000 metros:
  Em = Epi = 0,001 (kg) . 10 (m/s2) . 8 000 (m) = 80 Joules.
  Ao chegar ao chão, Ep = 0, portanto, foram transformados Ep = 80 em energia
  cinética, como podemos determinar a velocidade pela expressão Ec = mv2/2, temos
  80 (J) = 0,001 (kg) v2/2 , ou seja, v = 400 m/s (1 440 km/h).
  Elas não caem com essas velocidades tão altas porque há transformação de energia
  em energia térmica pelo trabalho da resistência do ar. Portanto, neste caso não pode
  ser considerada conservação da energia mecânica, é preciso determinar a dissipação
  de energia mecânica pela transformação em energia térmica.


 SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 3

 RISCOS DA ALTA VELOCIDADE EM VEÍCULOS


Página 17

Uma referência para a tabela é a seguinte:

                               Distância
                             percorrida até          Distância          Distância total
       Velocidade                reagir         percorrida freando       percorrida
    20 km/h (5,5 m/s)                3,3               1,8                     5,1

    36 km/h (10m/s)                   6                 6
                                                                                12
    45 km/h (12,5m/s)                                                          16,8
                                     7,5               9,38
    72 km/h (20 m/s)                                   24                       36
                                    12,0
    80 km/h (22,2m/s)               13,3               29,6                    42,9

    90 km/h ( 25 m/s)
                                     15                37,5                    52,5
  108 km/h (30,0m/s)                 18
                                                       54                       72
  120 km/h (33,3m/s)                 20                66,5                    86,5

  144 km/h (40,0m/s)                                   96
                                     24                                        120
  180 km/h (50,0m/s)                 30
                                                       150                     180




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