Física: O movimento do ENEM.Prof.: Éder (boto)

A Velocidade no ENEMA Velocidade no ENEM

1. Referencial • de onde se observa o evento.

• Trajetória parabólica para o observador fixo à Terra.

• Trajetória vertical para o observador dentro do trem.

2. Movimento

• Um ponto material está em movimentoquando sua posição varia no decorrer do tempo em relação a um referencial.

• Depende do referencial.• Depende do referencial.

• Ex:

Um ônibus está andando à velocidade de 40 km/h. Seus passageiros estão em movimento ou repouso?

3. Repouso

• Um ponto material está em movimentoquando sua posição NÃO varia no decorrer do tempo em relação a um referencial.

• Depende do referencial.• Depende do referencial.

• Ex:

Um ônibus está andando à velocidade de 40 km/h. Seus passageiros estão em movimento ou repouso?

• Estamos em movimento ou repouso com a Terra?

• E em relação com as estrelas?

• Uma pessoa, em um carro, observa um poste • Uma pessoa, em um carro, observa um poste na calçada de uma rua, ao passar por ele. O poste está em repouso ou em movimento? Explique

• A Terra gira ao redor do Sol?

• Sol gira ao redor da Terra?

• Questão de referencial.

• Ônibus na rodoviária.

4. TrajetóriaÉ a linha determinada pelas diversas

posições que um corpo ocupa no decorrer do tempo.

A trajetória depende do referencial A trajetória depende do referencial adotado.

Reta ou curva

VelocidadesVelocidades

• Média• Geralmente maiores

intervalos de tempo

• Exemplo:

• Instantânea• Geralmente pequenos

intervalos de tempo

• Exemplo: • Exemplo:

• Tempo entre duas cidades depende da velocidade média desenvolvida

• Exemplo:

Radar

• Relação com distância (deslocamento) e tempo• Relação com distância (deslocamento) e tempo

t

dv =

Exemplo

• Quando o brasileiro Joaquim Cruz ganhou a medalha de ouro nas Olimpíadas de Los Angeles, correu 800m em 100s. Qual foi sua velocidade média?velocidade média?

t

dv =

100

800=v

s

mv 8=

s

msmv 8=

Unidades Diversas de velocidadeSituação: Pessoa caminha 3600 m em 1 h

• V =?

• ∆s = 3600 m

• ∆t = 1h

• V = ∆s

• V =?

• ∆s = 3600 m

• ∆t = 60 min

• V = ∆s

• V =?

• ∆s = 3600 m

• ∆t = 3600 s

• V = ∆s• V = ∆s

• ∆t

• V = 3600

• 1

• V = 3600

mh

m/h

• V = ∆s

• ∆t

• V = 3600

• 60

• V = 60

mmin

m/min

• V = ∆s

• ∆t

• V = 3600

• 3600

• V = 1

ms

m/s

• V =?

• ∆s = 3600 m

• ∆t = 3600 s

• V = ∆s

• ∆t

• V =?

• ∆s = 3,6 km

• ∆t = 1h h

• V = ∆s

∆• ∆t

• V = 3600

• 3600

• V = 1

ms

m/s

• ∆t

• V = 3.6

• 1 h

• V = 3,6

kmh

Km/h

02) O movimento de um móvel se dá de acordo com o gráfico a seguir.

Determine a velocidade média entre t = 0 e t = 4 s.

V = ∆s

∆t

V = s – s0

∆t

V = 40 - 10

4

V = 30/4 v = 7,5 m/s

Velocidade Terminal

• Durante a queda um corpo ganha velocidade.

• Quanto maior a velocidade, maior a força com que o ar a segura.F

ar FPESO

PESO

PESO

ar Far

AceleraçãoAceleração

• Velocidade variou

• De 0 km/h para 60 km/h

Aceleração

• Velocidade variou

• De 0 km/h para 60 km/h

• Em 3 s

• Ganhou em média• Ganhou em média

• km/h a cada segundo.

20

Aceleração

• Velocidade variou

• De 60 km/h para 0 km/h

• Em 3 s

• Perdeu, em média,• Perdeu, em média,

• km/h a cada segundo.

20

Não possui direta relação com a distância percorrida.

• Variou de 80 km/h para 140 km/h

• Em 3 s.• Em 3 s.

• Ganhou em média

• km/h a cada segundo.

20

Medida da Aceleração

• Valor do ganho de velocidade a cada segundo.

• Ganhou 20 km/h a cada segundo.

• a = 20 km/h/s• a = 20 km/h/s

Desaceleração

• Perdeu 20 km/h a cada segundo.

• a = - 20 km/h/s• a = - 20 km/h/s

• Desacelerar é acelerar negativamente.

Cálculo

• Velocidade variou de 36 km/h para 144 km/h em 5 s.

• Ou....Velocidade variou de 10 m/s para 40 m/s em 5 s.a = v – v0

∆ tkm/h em 5 s.

• a = v – v0

• ∆ t

• a = 144 – 36 = 108

• 5 5

• a = 21,6 km/h/s

0

∆ ta = 40 – 10 = 30

5 5

a = 6 m/s/s

• Um modelo de Ferrari parte do repouso e chega a 100 km/h em 2,7 s.

• Aproximando.... 0 a 108 km/h por segundo em 3 s.

• a = ∆ v

• ∆ t

• a = v – v0

• ∆ t

• a = ∆ v

• ∆ t

• a = v – v0

• ∆ t• ∆ t

• a = 108 - 0

• 3

• a = 108• 3

• a = 36 km/h/s

• ∆ t

• a = 30 - 0

• 3

• a = 30• 3

• a = 10 m/s/s

Outra forma de representar a unidade

• 10 m/s/s

=s

m

m=

ss

m

m 1.=

s

s2s

2/ sm

=

1

ss

ss.

07) (ENEM) Em uma prova de 100 m rasos, o desempenho típico de um corredor padrão é representado pelo gráfico a seguir:

Em que intervalo de tempo o corredor apresenta ACELERAÇÃO máxima?

a) Entre 0 e 1 segundo.

b) Entre 1 e 5 segundos.b) Entre 1 e 5 segundos.

c) Entre 5 e 8 segundos.

d) Entre 8 e 11 segundos.

e) Entre 9 e 15 segundos

Aceleração = rapidez com que a velocidade varia.

Quanto mais rapidamente varia, maior é a aceleração

O gráfico ao lado modela a distância percorrida, em km, por uma pessoa em certo período de tempo. A escala de tempo a ser adotada para o eixo das abscissas depende da maneira como essa pessoa se desloca. Qual é a opção que apresenta a melhor associação entre meio ou forma de locomoção e unidade de tempo, quando são de locomoção e unidade de tempo, quando são percorridos 10 km?A carroça – semana B carro – dia C caminhada – hora D bicicleta – minuto E avião – segundo

A Dinâmica no ENEMA Dinâmica no ENEM

Lei da Ação e Reação

• A toda força aplicada existe uma igual e contrária.

• Dica:• Podemos ver quem são os pares ação-reação

completando pelo menos uma das frases abaixo:completando pelo menos uma das frases abaixo:• Situação: chutando uma pedra• ____________ aplica força em ______________• ____________aplica força em ______________

• ____________ recebe força de ______________• ____________ recebe força de ______________

Pé pedrapedra Pé

Pé pedrapedra Pé

Situação: “trombando com a água____________ aplica força em __________________________aplica força em ______________

nadador água

água nadador

Pessoa caminhando

Situação: caminhando____________ aplica força em __________________________aplica força em ______________

pessoa chão

chão pessoa

Armas

Situação: disparando um projétil____________ aplica força em __________________________aplica força em ______________

arma projétil

projétil arma

Principais forças

As que temos que saber da sua existência

1 - Normal

• Força normal não quer dizer comum.

• Significa perpendicular ao plano da superfície.

Sobre NormalSobre superfície

Normal

Sob

re

sup

erfí

cie

No

rmal

Sob

re

sup

erfí

cie

2 – Força Peso

• Confunde-se com a força da gravidade

• Quem aplica?

• A Terra (ou outro Astro)

• Quem recebe?

• O corpo (todos próximos

à superfície da Terra)

• Como representá-la?

• Vertical para baixo ou para

o centro da Terra

• Na lua existe peso sobre os astronautas?

• É menor ou maior que na Terra?

• Porque?• Porque?

• E em Marte? Existe peso sobre os astronautas?

• Maior ou menor que na Terra?

• Quando o astronauta não tem peso?

• Peso é força.

• Força é interação.• Força é interação.

• Entre dois corpos.

• Massa é propriedade de cada corpo.

• Fórmula geral da força peso

Peso Gravidade Peso Resultante

InteraçãoEntre o astro e o corpo

Massa do corpo

Gravidade gerada pelo astro

3 - Tração

• Aparece em fios, cordas, barbantes.

• Usado para prolongar a ação da força.

• Ou mudar a direção.

4 - Elástica

• Quando uma mola é comprimida ou elongada

A força dos fluidos no ENEM A força dos fluidos no ENEM

Densidade• A grosso modo podemos definir como concentração

da massa;

• A densidade leva em consideração toda a massa e toda a massa e todo o volume do corpo.

• Ex.:• Ex.:

• Água

• 100 g possui 100 cm3

V

md =

100

100=d

31cm

gd =

Densidade• Ex.:

• mercúrio

• 1360 g possui 100 cm3

1360=d 6,13

gd =

V

md =

100=d

36,13cm

d =

• Quando mergulhamos um corpo em um líquido, notamos que o seu peso aparente diminui. Esse fato se deve à existência de uma força vertical de baixo para cima, uma força vertical de baixo para cima, exercida pelo líquido sobre o corpo, à qual damos o nome de empuxo.

Empuxo / Flutuabilidade“Um corpo inteira ou parcialmente submerso em um fluido sofre um empuxo que é igual ao peso do fluido peso do fluido deslocado”.

Pulmões podem ser utilizados como elemento flutuador.

Volumes Iguais Sentem Forças de Empuxo Iguais

Suponha que você tenha bolas de mesmo tamanho de cortiça, chumbo e alumínio, com densidade específica de 0,2, 11,3, e 2,7 . Se o volume de cada um é 10 cm cúbicos então suas massas são 2, 113, e 27 g.

Cada um deslocará 10 gramas de água

a cortiça será acelerada para cima = 8g

O Chunbo e o alumínio será acelerado para baixo = 103g e17g

Condição do movimento

As Energias no ENEMAs Energias no ENEM

Formas fundamentais de energia

As diferentes designações atribuídas à energia correspondem apenas a duas formas fundamentais de energia:

� Energia cinética que está associada ao movimento.

� Energia potencial que corresponde à energia armazenada em condições de poder ser utilizada.�Alimento, combustível

Energia cinética

O automóvel em movimento, a criança que corre e a pedra rolando têm energia cinética.

O automóvel em movimento, a criança que corre e a pedra rolando têm velocidade.

Qualquer corpo em movimento possui energia cinética!

Energia potencial Gravitacional

Alpinista: energia armazenada por ser atraido pela Terra

energia potencial gravietacional.

Energia potencial Elástica

Energia potencial química

A energia cinética depende de quê?

Maior estrago = maior velocidade

porque = energia cinética maior.

A energia cinética depende de quê?

Maior estrago = maior velocidade

porque = energia cinética maior.

A energia potencial gravítica depende de quê?

Se deixarmos cair uma pedra, em qual dos três níveis vai causar maior estrago?

Maior estrago = maior altura

porque = energia potencial gravitacional maior.

A energia potencial gravítica depende de quê?

Se deixarmos cair duas pedras de massas diferentes mas da mesma altura, qual vai causar maior estrago?

Maior estrago = maior massa

porque = energia potencial gravitacinal maior.

Exemplo 1:

Energia utilizada para o movimentoEnergia

armazenada

Energia dissipada no aquecimento das peças do motor, etc.

armazenada no tanque

Energia utilizada para

aquecer o ambienteEnergia

armazenada

Exemplo 2:

Energia dissipada

sob a forma de luz

Energia dissipada pela chaminé

armazenada na lenha

Num diagrama de energia devemos representar a:

� Energia útil que é a energia que durante a transferência é realmente utilizada.

� Energia dissipada que é a energia que durante a transferência é “perdida”.durante a transferência é “perdida”.

Energia fornecida

Energia dissipada

Energia útil

Sistema

Conclusões� Energia = qualificada de acordo com o efeito que produz

Na Natureza há apenas duas formas de energia:

Energia cinética – que está associada ao movimento

Energia potencial – que esta armazenada em condições de poder vir a ser utilizada.

� A energia pode transferir-se de fontes para receptores.

� Um sistema físico é uma porção do universo que escolhemos para analisar ou estudar.

• Transforma:

Hidrelétrica

Termoelétrica

• Transforma:

Eólica

• Transforma

Termonuclear

Solar

Marémotriz

Fontes Alternativas

• Hidrogênio

• Geotérmica

• Biológicas

–Álcool

–Óleos • Geotérmica

• Marémotriz

–Óleos (biodieesel)

–Biogás (metano)

ENEM 09) A energia geotérmica tem sua origem no núcleo derretido da Terra, onde as temperaturas atingem 4.000 ºC. Essa energia é primeiramente produzida pela decomposição de materiais radiativos dentro do planeta. Em fontes geotérmicas, a água, aprisionada em um reservatório subterrâneo, é aquecida pelas rochas ao redor e fica submetida a altas pressões, podendo atingir temperaturas de até 370 ºC sem entrar em ebulição. Ao ser liberada na até 370 ºC sem entrar em ebulição. Ao ser liberada na superfície, à pressão ambiente, ela se vaporiza e se resfria, formando fontes ou gêiseres. O vapor de poços geotérmicos é separado da água e é utilizado no funcionamento de turbinas para gerar eletricidade. A água quente pode ser utilizada para aquecimento direto ou em usinas de dessalinização. Depreende-se das informações acima que as usinas geotérmicas

A utilizam a mesma fonte primária de energia que as usinas nucleares, sendo, portanto, semelhantes os riscos decorrentes de ambas. B funcionam com base na conversão de energia potencial gravitacional em energia térmica. C podem aproveitar a energia química transformada em térmica no processo de dessalinização. em térmica no processo de dessalinização. D assemelham-se às usinas nucleares no que diz respeito à conversão de energia térmica em cinética e, depois, em elétrica.E transformam inicialmente a energia solar em energia cinética e, depois, em energia térmica.

(ENEM) O uso mais popular de energia solar está associado ao fornecimento de água quente para fins domésticos. Na figura ao lado, é ilustrado um aquecedor de água constituído de dois tanques pretos dentro de uma caixa termicamente isolada e com cobertura de vidro, os quais absorvem energia solar. Nesse sistema de aquecimento,A os tanques, por serem de cor preta, são maus absorvedores de calor e reduzem as perdas de energia. B a cobertura de vidro deixa passar a energia luminosa e B a cobertura de vidro deixa passar a energia luminosa e reduz a perda de energia térmica utilizada para o aquecimento. C a água circula devido à variação de energia luminosa existente entre os pontos X e Y. D a camada refletiva tem como função armazenar energia luminosa. E o vidro, por ser bom condutor de calor, permite que se mantenha constante a temperatura no interior da caixa.

Com o projeto de mochila ilustrado acima, pretende-se aproveitar, na geração de energia elétrica para acionar dispositivos eletrônicos portáteis, parte da energia desperdiçada no ato de caminhar. As transformações de energia envolvidas na produção de eletricidade enquanto uma pessoa caminha com essa mochila podem ser assim esquematizadas: As energias I e II, representadas no esquema acima, podem ser identificadas, respectivamente, esquema acima, podem ser identificadas, respectivamente, como A cinética e elétrica. B térmica e cinética. C térmica e elétrica. D sonora e térmica. E radiante e elétrica

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. (D) cinética em energia potencial elástica. (E) gravitacional em energia cinética.

Na figura a seguir está esquematizado um tipo de usina utilizada na geração de eletricidade. Analisando o esquema, é possível identificar que se trata de uma usina:

a) hidrelétrica, porque a água corrente baixa a temperatura da turbina.

b) hidrelétrica, porque a usina faz uso da energia cinética da água.cinética da água.

c) termoelétrica, porque no movimento das turbinas ocorre aquecimento.

d) eólica, porque a turbina é movida pelo movimento da água.

e) nuclear, porque a energia é obtida do núcleo das moléculas de água.

ENEM - A figura ao lado ilustra uma gangorra de brinquedo feita com uma vela. A vela é acesa nas duas extremidades e, inicialmente, deixa-se uma das extremidades mais baixa que a outra. A combustão da parafina da extremidade mais baixa provoca a fusão. A parafina da extremidade mais baixa da vela pinga mais rapidamente que na outra extremidade. O pingar da parafina fundida resulta na diminuição da massa da vela na extremidade mais baixa, o quevela na extremidade mais baixa, o queocasiona a inversão das posições.Assim, enquanto a vela queima,oscilam as duas extremidades. Nesse brinquedo, observa-se a seguinte seqüência de transformações de energia:

a) energia resultante de processo químico → energia potencial gravitacional → energia ciné_ca

b) energia potencial gravitacional → energia elás_ca → energia ciné_ca

c) energia ciné_ca → energia resultante de processo c) energia ciné_ca → energia resultante de processo químico → energia potencial gravitacional

d) energia mecânica → energia luminosa → energia potencial gravitacional

e) energia resultante do processo químico → energia

Eficiência Energética

Potência

• Rapidez com que se converte energia

• Carro do professor x Ferrari?

Tempo

EnergiaP =

Exemplo - mecânica• Levantou um

bloco de 5 kg

por 1m em 5

segundos.segundos.

Epg = m.g.h

Epg = 5.10.1

Epg = 50 J

P = 10 J/s

P = 10 W

Qual seria a potência desenvolvida, se

o tempo para realizar o mesmo

trabalho, fosse 0,5s ?

Exemplo - termologia

• Uma caldeira fornece 1200 cal por minuto. Qual é a potência desta caldeira em Watt?

Os demaisOs demais

Sabe-se que o cabelo de uma pessoa cresce em média 3cm a cada dois meses. Suponha que o cabelo não seja cortado e nem caia, o comprimento total, após terem se passado 10 anos será:a) 800 mm b) 1200 mm c) 1000 mmd) 1800 mme) 150 mm3cm ----------> 2 mesesx --------------> 120meses(10 anos)x --------------> 120meses(10 anos)x= 180cm

1 cm-------> 10mm180cm ----> yy=1800mm

LETRA D

(ENEM) No diagrama do exercício anterior estão representadas as duas modalidades mais comuns de usinas elétricas, as hidroelétricas e as termoelétricas. No Brasil, a construção de usinas hidroelétricas deve ser incentivada porque essas:I. utilizam fontes renováveis, o que não ocorre com as termoelétricas que utilizam fontes que necessitam de bilhões de anos para serem reabastecidas.II. apresentam impacto ambiental nulo, pelo II. apresentam impacto ambiental nulo, pelo represamento das águas no curso normal dos rios.III. aumentam o índice pluviométrico da região de seca do Nordeste, pelo represamento de águas.Das três afirmações acima, somente:a) I está correta b) II está corretac) III está correta d) I e II estão corretase) II e III estão corretas

Não é nova a idéia de se extrair energia dos oceanos aproveitando-se a diferença das marés alta e baixa. Em 1967, os franceses instalaram a primeira usina “maré-motriz”, construindo uma barragem equipada de 24 turbinas, aproveitando-se a potência máxima instalada de 240 MW, suficiente para a demanda de uma cidade com 200 mil habitantes. Aproximadamente 10% da potência total instalada são demandados pelo consumo residencial. Nessa cidade francesa, aos domingos, quando parcela dos setores industrial e comercial pára, a demanda diminui 40%. Assim, a produção de energia correspondente à demanda aos domingos será atingida mantendo-sedomingos será atingida mantendo-seI - todas as turbinas em funcionamento, com 60% da capacidade máxima de produção de cada uma delas.II - a metade das turbinas funcionando em capacidade máxima e o restante, com 20% da capacidade máxima.III - quatorze turbinas funcionando em capacidade máxima, uma com 40% da capacidade máxima e as demais desligadas.Está correta a situação descritaa) apenas em I b) apenas em II c) apenas em I e em III d) apenas em II e em III e) em I, II e III

O setor de transporte, que concentra uma grande parcela da demanda de energia no país, continuamente busca alternativas de combustíveis.Investigando alternativas ao óleo diesel, alguns especialistas apontam para o uso do óleo de girassol, menos poluente e de fonte renovável, ainda em fase experimental.Foi constatado que um trator pode rodar, NAS MESMAS CONDIÇÕES, mais tempo com um litro de óleo de girassol, que com um litro de óleo diesel.Essa constatação significaria, portanto, que usando óleo de girassol,a) o consumo por km seria maior do que com óleo diesel.a) o consumo por km seria maior do que com óleo diesel.b) as velocidades atingidas seriam maiores do que com óleo diesel.c) o combustível do tanque acabaria em menos tempo do que com óleo diesel.d) a potência desenvolvida, pelo motor, em uma hora, seria menor do que com óleo diesel.e) a energia liberada por um litro desse combustível seria maior do que por um de óleo diesel.