Ciências da Natureza 2ª Fase

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  • Cincias da Natureza2 Fase

  • CINCIAS DA NATUREZA

    Provas Comentadas Cincias da Natureza 2 Fase

    INTRODUO

    A prova de Cincias da Natureza abordou aspectos essenciais das reas de biologia, qumica e fsica, sempre procurando relacionar as questes a fatos que fazem parte de nosso dia a dia, como j tem acontecido nos ltimos anos.

    As questes de qumica procuraram evidenciar a importncia do conhecimento da rea na discusso de problemas que surgem cotidianamente bem como mostrar os avanos da Cincia. Nessa prova, em especfico, foram enfatizados problemas relacionados com vazamentos de gases que poderiam provocar graves acidentes; com a gerao de resduos plsticos ou, ainda, problemas relacionados gerao de energia limpa, neste caso, abordando o desenvolvimento de um dispositivo que funcionaria de forma anloga fotossntese.

    A prova tambm chamou a ateno para o problema de possveis casos de doping nas atividades esportivas e para problemas de sade ligados ingesto de alimentos, como o sal. A qumica forense tambm aparece na forma de uma questo relativa ao luminol, uma substncia que aparece com bastante frequncia nas notcias e no cinema, utilizada na elucidao de possveis casos criminais.

    As questes de cincias biolgicas trataram de vrios ramos do conhecimento, incluindo zoologia, ecologia, fisiologia, biologia celular, gentica e parasitologia. Foram abordados temas bastante atuais, alguns deles possibilitando relaes com o cotidiano do vestibulando, pois foram notcia em jornais e revistas, como os copinhos de caf que podem liberar bisfenol, substncia que est sendo proibida, a cirrose heptica e o consumo de lcool pela populao.

    Foram tambm apresentadas questes igualmente relevantes como a influncia ecolgica e econmica dos insetos, a produo de uma vacina para combater a malria, alm de questes sobre assuntos bem atuais de gentica, destacando as inovaes e avanos das cincias biolgicas. No foram esquecidas questes de gentica mendeliana clssica, de biologia celular e de biologia geral. As questes de fsica tambm abordaram assuntos do cotidiano. Por exemplo: os efeitos fsicos envolvidos nos diversos meios de transporte, considerando aspectos do funcionamento do motor em questo, as foras envolvidas no movimento do veculo, as consequncias dos acidentes e como evit-los. Por outro lado tambm foram abordados aspectos bsicos de meios de transporte avanados, como um nibus espacial, ou mesmo como possvel o belo espetculo de um vo de balo. Outro exemplo importante de tecnologias avanadas cada vez mais presentes em nosso cotidiano so as ferramentas de diagnstico mdico, o estudo de clulas, entre muitos outros. possvel compreender os principais aspectos das tcnicas a empregadas usando-se conhecimentos simples de fsica bsica. O mesmo pode ser dito a propsito das tecnologias de comunicao, como a transmisso de dados digitais usados em celulares, a internet e a televiso digital. Com as questes de Cincias da Natureza, procurou-se demonstrar a necessidade da compreenso integrada dos temas, sendo possvel compreender tanto situaes da vida cotidiana como de tecnologias avanadas utilizando os conhecimentos bsicos das cincias naturais.

    Questo 1 Em 2011 o Atlantis realizou a ltima misso dos nibus espaciais, levando quatro astronautas Estao Espacial Internacional. a) A Estao Espacial Internacional gira em torno da Terra numa rbita aproximadamente circular de raio R = 6800 km e completa 16 voltas por dia. Qual a velocidade escalar mdia da Estao Espacial Internacional? b) Prximo da reentrada na atmosfera, na viagem de volta, o nibus espacial tem velocidade de cerca de 8000 m/s, e sua massa de aproximadamente 90 toneladas. Qual a sua energia cintica?

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    Provas Comentadas Cincias da Natureza 2 Fase

    Resposta Esperada a) (2 pontos)

    2 2 3 6800 km 40800 km24 h 1 5 h

    16 voltas40800 km 27200 km/h = 7555 m/s

    1 5 h

    d R

    t ,

    dvt ,

    b) (2 pontos)

    22 121 1 90000 kg 8000 m s 2 88 10 J2 2

    k mv ,

    Exemplo Acima da Mdia

    No exemplo acima da mdia, o candidato desenvolve corretamente os dois itens, fornece a resposta certa para o item a, mas no eleva ao quadrado a unidade de velocidade no item b. Com isso, no chega unidade correta

    de energia

    2mJ=kgs

    .

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    Provas Comentadas Cincias da Natureza 2 Fase

    Exemplo Abaixo da Mdia

    No exemplo abaixo da mdia, o candidato comete vrios erros que merecem ser analisados. No item a, usa dados inadequados para s e t : o raio da rbita e o nmero de voltas. Alm disso, erra a conta e chega a uma velocidade de 45 km/h, que tem ordem de grandeza totalmente incompatvel com a velocidade de um objeto que d 16 voltas em torno da Terra em um dia. No item b, o candidato confunde a expresso para fora centrpeta com a da energia cintica, obtendo o resultado em newtons em vez de joules. Finalmente, converte erroneamente 8.000 m/s em 8 km/h.

    Comentrios O item a da primeira questo da prova de Fsica aborda o conceito simples de velocidade escalar num movimento circular uniforme. Embora o movimento no seja retilneo, tudo o que o candidato precisa saber quanto tempo a Estao Espacial Internacional leva para percorrer uma determinada distncia (uma volta, por exemplo). J no item b, pede-se o conceito de energia cintica: o candidato precisa saber a relao entre massa, velocidade e energia cintica.

    Questo 2 O tempo de viagem de qualquer entrada da Unicamp at a regio central do campus de apenas alguns minutos. Assim, a economia de tempo obtida, desrespeitando-se o limite de velocidade, muito pequena, enquanto o risco de acidentes aumenta significativamente. a) Considere que um nibus de massa M = 9000 kg, viajando a 80 km/h, colide na traseira de um carro de massa ma = 1000 kg que se encontrava parado. A coliso inelstica, ou seja, carro e nibus seguem grudados aps a batida. Calcule a velocidade do conjunto logo aps a coliso. b) Alm do excesso de velocidade, a falta de manuteno do veculo pode causar acidentes. Por exemplo, o desalinhamento das rodas faz com que o carro sofra a ao de uma fora lateral. Considere um carro com um pneu dianteiro desalinhado de 3, conforme a figura ao lado, gerando uma componente lateral da fora de atrito em uma das rodas. Para um carro de massa mb = 1600 kg, calcule o mdulo da acelerao lateral do carro, sabendo que o mdulo da fora de atrito em cada roda vale Fat = 8000 N. Dados: sen 3 = 0,05 e cos 3 = 0,99.

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    Resposta Esperada a) (2 pontos)

    nibus nibus+carro

    nibusnibus+carro

    e

    9000 kg 80 km/h72 km/h 20 m/s

    9000 kg 1000 kg

    i fp mv p p

    M v M m v

    M vvM m

    b) (2 pontos)

    2

    sen 3 8000 N 0 05 400 N400 N 0 25 m/s

    1600 kg

    L at

    L

    F F ,Fa ,m

    Exemplo Acima da Mdia

    Neste exemplo, o candidato resolve corretamente o item a e no item b decompe a fora de forma adequada. Ao calcular a acelerao lateral comete vrios equvocos, e chega a um resultado que ordens de grandeza superior ao esperado (6400 m/s2=640 g).

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    Exemplo Abaixo da Mdia

    Neste exemplo, no item a, o candidato usa conservao de energia ao invs de conservao de quantidade de movimento. No item b, embora chegue resposta correta, o candidato assume equivocadamente que a fora de atrito de 8000 N a componente alinhada com o carro e no a resultante. Como tg 3 aproximadamente sen 3, o resultado numrico obtido coincide com a resposta esperada.

    Comentrios O assunto tratado no item a dessa questo colises. O caso abordado unidimensional, e a coliso inelstica, ou seja, a energia cintica no se conserva. Entretanto, a quantidade de movimento se conserva, e esta a ideia que deve ser explorada para resolver o problema. O item b trata da decomposio de fora numa situao bastante simplificada de desalinhamento da roda de um carro.

    Questo 3 O leo lubrificante tem a funo de reduzir o atrito entre as partes em movimento no interior do motor e auxiliar na sua refrigerao. O nvel de leo no crter varia com a temperatura do motor, pois a densidade do leo muda com a temperatura. A tabela ao lado apresenta a densidade de certo tipo de leo para vrias temperaturas. a) Se forem colocados 4 litros de leo a 20 0C no motor de um carro, qual ser o volume ocupado pelo leo quando o motor estiver a 100 0C? b) A fora de atrito que um cilindro de motor exerce sobre o pisto que se desloca em seu interior tem mdulo Fatrito = 3,0 N. A cada ciclo o pisto desloca-se 6,0 cm para frente e 6,0 cm para trs, num movimento de vai e vem. Se a frequncia do movimento do pisto de 2500 ciclos por minuto, qual a potncia mdia dissipada pelo atrito?

    T (0C) (kg/litro) 0 0,900

    20 0,882 40 0,876 60 0,864 80 0,852 100 0,840 120 0,829 140 0,817

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    Resposta Esperada a) (2 pontos)

    20 C 20 C 100 C 100 C

    20 C100 C 20 C

    100 C

    0 882kg litro 4 litros 4 2 litros0 840kg litro

    m V V

    ,V V ,,

    b) (2 pontos)

    3 N 2500 2 0 06 m 15 W60 s

    atrito ,F dPt t

    Exemplo Acima da Mdia

    Neste exemplo, o candidato acerta o item a, calcula corretamente a velocidade escalar mdia do pisto no item b, mas erra ao tentar usa