Manual do Professor - anglouba.com.br · Deixe claro para os alunos a importância de classificar os elementos químicos na tabela periódica e ... propriedades periódicas de propriedades

EF 9º ano | Volume 2 | Ciências

Manual do Professor

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ciências

Coleção EF92Coleção EF9

C689 Coleção Ensino Fundamental 9º ano: - Belo Horizonte: Bernoulli Sistema de Ensino, 2018. 210 p.: il.

Ensino para ingresso ao Nível Médio. Bernoulli Grupo Educacional.

1. Ciências I - Título II - Bernoulli Sistema de Ensino III - V. 2

CDU - 37CDD - 370

Centro de Distribuição:

Rua José Maria de Lacerda, 1 900 Cidade Industrial Galpão 01 - Armazém 05 Contagem - MGCEP: 32.210-120

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Fotografias, gráficos, mapas e outros tipos de ilustrações presentes em exercícios de vestibulares e Enem podem ter sido adaptados por questões estéticas ou para melhor visualização.

Coleção Ensino Fundamental 9º ano - Volume 2 é uma publicação da Editora DRP Ltda. Todos os direitos reservados. Reprodução proibida. Art. 184 do Código Penal e Lei 9.610 de 19 de fevereiro de 1998.

SAC: [email protected] 31.99301.1441 – Dúvidas e sugestões a respeito das soluções didáticas.

ConSElho DirEtorDiretor Administrativo-Financeiro: Rodrigo Fernandes DomingosDiretor de Ensino: Rommel Fernandes DomingosDiretor Pedagógico: Paulo RibeiroDiretor Pedagógico Executivo: Marcos Raggazzi

DirEçãoDiretor Executivo: Tiago Bossi

AutoriACiências: Luiz Machado, Marcos Raggazzi, Rodrigo Guedes

ProDuçãoGerente de Produção: Luciene FernandesAnalista de Processos Editoriais: Letícia OliveiraAssistente de Produção Editorial: Thais Melgaço

núcleo PedagógicoGestores Pedagógicos: Amanda Zanetti, Vicente Omar TorresCoordenadora Geral de Produção: Juliana RibasCoordenadoras de Produção Pedagógica: Drielen dos Santos, Isabela Lélis, Lílian Sabino, Marilene Fernanda Guerra, Thaísa Lagoeiro, Vanessa Santos, Wanelza TeixeiraAnalistas Pedagógicos: Amanda Birindiba, Átila Camargos, Bruno Amorim, Bruno Constâncio, Daniel Menezes, Daniel Pragana, Daniel Pretti, Dário Mendes, Deborah Carvalho, Joyce Martins, Juliana Fonseca, Júnia Teles, Luana Vieira, Lucas Maranhão, Mariana Campos, Mariana Cruz, Marina Rodrigues, Paulo Caminha, Paulo Vaz, Raquel Raad, Sabrina Carmo, Stênio Vinícios de Medeiros, Taciana Macêdo, Tatiana Bacelar, Thalassa Kalil, Thamires Rodrigues, Vladimir AvelarAssistente técnica em Estatística: Numiá GomesAssistentes de Produção Editorial: Carolina Silva, Suzelainne de Souza

Produção EditorialGestora de Produção Editorial: Thalita NigriCoordenadores de núcleo: Étore Moreira, Gabriela Garzon, Isabela DutraCoordenadora de iconografia: Viviane FonsecaPesquisadores iconográficos: Camila Gonçalves, Débora Nigri, Eloine Reis, Fabíola Paiva, Guilherme Rodrigues, Núbia Santiagorevisores: Ana Maria Oliveira, Gabrielle Ruas, Lucas Santiago, Luciana Lopes, Natália Lima, Tathiana OliveiraArte-Finalistas: Cleber Monteiro, Gabriel Alves, Kátia SilvaDiagramadores: Camila Meireles, Isabela Diniz, Kênia Sandy Ferreira, Lorrane Amorim, Naianne Rabelo, Webster Pereirailustradores: Reinaldo Rocha, Rodrigo Almeida, Rubens Lima

Produção GráficaGestor de Produção Gráfica: Wellington SeabraCoordenador de Produção Gráfica: Marcelo CorreaAnalista de Produção Gráfica: Patrícia ÁureaAnalistas de Editoração: Gleiton Bastos, Karla Cunha, Pablo Assunção, Taiana Amorimrevisora de Produção Gráfica: Lorena Coelho

Coordenador do PSM: Wilson BittencourtAnalistas de Processos Editoriais: Augusto Figueiredo, Izabela Lopes, Lucas Roquerevisoras: Bruna Emanuele Fernandes, Danielle Cardoso, Luísa GuerraArte-Finalista: Larissa AssisDiagramadores: Anna Carolina Moreira, Maycon Portugal, Rafael Guisoli, Raquel Lopes, Wallace Weberilustrador: Hector Ivo Oliveira

rElACionAMEnto E MErCADoGerente Geral de relacionamento e Mercado: Renata Gazzinelli

SuPortE PEDAGóGiCoGerente de Suporte Pedagógico: Heloísa BaldoAssessoras Pedagógicas Estratégicas: Madresilva Magalhães, Priscila BoyGestores de Conteúdo: Luciano Carielo, Marinette FreitasConsultores Pedagógicos: Adriene Domingues, Camila Ramos, Claudete Marcellino, Daniella Lopes, Denise Almeida, Eugênia Alves, Francisco Foureaux, Leonardo Ferreira, Lucilene Antunes, Paulo Rogedo, Soraya OliveiraAnalista de Conteúdo Pedagógico: Paula VilelaAnalista de Suporte Pedagógico: Caio PontesAnalista técnico-Pedagógica: Graziene de AraújoAssistente técnico-Pedagógica: Werlayne BastosAssistentes técnico-Administrativas: Aline Freitas, Lívia Espírito Santo

CoMErCiAlCoordenador Comercial: Rafael CurySupervisora Administrativo-Comercial: Mariana GonçalvesConsultores Comerciais: Adalberto de Oliveira, Carlos Eduardo Oliveira, Cláudia Amoedo, Eduardo Medeiros, Guilherme Ferreira, Ricardo Ricato, Robson Correia, Rossano Rodrigues, Simone CostaAnalistas Comerciais: Alan Charles Gonçalves, Cecília Paranhos, Rafaela RibeiroAssistentes Comerciais: Laura Caroline Tomé, Melissa Turci

ADMiniStrAtivoGerente Administrativo: Vítor LealCoordenadora técnico-Administrativa: Thamirys Alcântara Coordenadora de Projetos: Juliene SouzaAnalistas técnico-Administrativas: Ana Clara Pereira, Bárbara Câmara, Lorena KnuppAssistentes técnico-Administrativos: Danielle Nunes, David Duarte, Fernanda de Souza, Mariana Girardi, Priscila Cabral, Raphaella HamziAuxiliares de Escritório: Jéssica Figueiredo, Sandra Maria MoreiraEncarregado de Serviços Gerais e Manutenção: Rogério Brito

oPErAçõESGerente de operações: Bárbara AndradeCoordenadora de operações: Karine ArcanjoSupervisora de Atendimento: Adriana MartinsAnalista de Controle e Planejamento: Vinícius AmaralAnalistas de operações: Ludymilla Barroso, Luiza RibeiroAssistentes de relacionamento: Amanda Aurélio, Amanda Ragonezi, Ana da Silva, Ana Maciel, Ariane Simim, Débora Teresani, Elizabeth Lima, Eysla Marques, Flora Freitas, Iara Ferreira, Renata Gualberto, Renata Magalhães, Viviane RosaCoordenadora de Expedição: Janaína CostaSupervisor de Expedição: Bruno Oliveiralíder de Expedição: Ângelo Everton PereiraAnalista de Expedição: Luís XavierAnalista de Estoque: Felipe LagesAssistentes de Expedição: Eliseu Silveira, Helen Leon, João Ricardo dos Santos, Pedro Henrique Braga, Sandro Luiz QueirogaAuxiliares de Expedição: Admilson Ferreira, Marcos Dionísio, Ricardo Pereira, Samuel Pena

tECnoloGiA EDuCACionAlGerente de tecnologia Educacional: Alex RosaCoordenadora Pedagógica de tecnologia Educacional: Luiza WinterCoordenador de tecnologia Educacional: Eric LongoCoordenadora de Atendimento de tecnologia Educacional: Rebeca MayrinkAnalista de Suporte de tecnologia Educacional: Alexandre PaivaAnalista de tecnologia Educacional: Vanessa VianaAssistentes de tecnologia Educacional: Augusto Alvarenga, Naiara Monteiro, Sarah CostaDesigner de interação: Marcelo CostaDesigners instrucionais: Alisson Guedes, David Luiz Prado, Diego Dias, Fernando Paim, Mariana Oliveira, Marianna DrumondDesigner de vídeo: Thais MeloEditora Audiovisual: Marina Ansalonirevisor: Josélio VerteloDiagramadores: Izabela Brant, Raony Abade

MArkEtinGGerente de Marketing: Maria Cristina BelloCoordenadora de Marketing: Jaqueline Camargos

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Manual do Professor

Bernoulli Sistema de Ensino 3

Planejamento do volume*Disciplina: CiênCias

ano: 9º

sEGMEnTo: EF anOs Finais

voluME: 2

frente CAPÍtulo tÍtulo SuGeStÕeS De eStrAtÉGIAS

A

3• Classificaçãoperiódica

doselementosquímicos

• Aulasexpositivas,contextualizandooconteúdoapartir daleituradotextodeaberturaedoinfográfico;

• Resoluçõesdeexercíciosdaseção Exercíciosdeaprendizagem;

• AplicaçãodeexercíciosdaseçãoTestes;

• RealizaçãodeexperimentosdaseçãoExperimentandocom afinalidadedeintroduzireconstruirmodeloscientíficos;

• Aulasmultimídiautilizandoosrecursosindicadosnaseção Tánamídia;

• Debatesediscussõesemgruposapartirdasleituras dasseçõesCotidianoePararefletir.

4 • Ligaçõesquímicas

B

3• OMovimentoCircular

eaLeidaGravitação

• Aulasexpositivas,mescladascomdiscussõessobreaseçãoCotidianoeaseçãoPararefletir;

• ResoluçõesdeexercíciosdaseçãoExercícios deaprendizagem;

• DemonstraçõespráticasusandoaseçãoExperimentando;

• Aulasmultimídiaexplorandositesoufilmessugeridos naseçãoTánamídia;

• DiscussãoemgruposexplorandoaseçãoParasabermaiseaseçãoRegistrando.

4• Aenergia

easmáquinassimples

* Conteúdo programático sujeito a alteração.

Orientações e sugestões – Frente ACapítulo A3: Classificação periódica dos elementos químicosProfessor(a),essecapítuloémuitoimportanteeextenso,porisso,fiqueatentoparaqueelenãoconsuma

maistempodesuaprogramaçãoanualdoqueonecessário.

Nessecapítulo,fizemosaopçãodeabordarapenastrêspropriedadesperiódicas:raioatômico/iônico,eletronegatividadeeenergiadeionizaçãoeasrelaçõesdeinterdependênciaentreelas.EssaopçãovisaatrabalharapenasosconceitosfundamentaisdaQuímicaedespertaracuriosidadedosalunosafimdeintroduziroconteúdoeprepará-losparaoEnsinoMédio.

Outraopçãoque fizemos foidenãoabordara localizaçãodoselementosquímicosemfunçãodesuadistribuiçãoeletrônicaporsubníveisdeenergia,poisesseconteúdoémuitoabstratoecomplexoparaafaixaetáriadosalunosdo9ºanodoEnsinoFundamental.

Sugerimosqueaintroduçãodessecapítulosejafeitautilizandoumbaralhocomumequevocêembaralheascartasevátirandoumaporumaesolicitandoaosalunosquesugiramdiferentesformasdeagrupá-las. Quandohouverumanovasugestão,pergunteaosalunosquaisforamoscritériosutilizadosparaagruparas cartas. Quando ficar claro para os alunos que os agrupamentos foram feitos por semelhanças, façaaleituradotextointrodutórioe,sepossível,reproduzaapartedovídeoHistória da tabela periódica, queestádisponívelnaseçãoTánamídia,oqualmostraosonhodeMendeleev.

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ciências

Coleção EF94

sugestão de sequência didática de apresentação dos conteúdos do capítulo:

1. Abordecomosalunosaimportânciadasclassificaçõesparaasciências.

2. Deixeclaroparaosalunosaimportânciadeclassificaroselementosquímicosnatabelaperiódicae

osmotivosque levammuitaspessoasaconsiderá-laumdos instrumentosmaisúteiscriadospela

mentehumana.

3. Diferenciepropriedadesperiódicasdepropriedadesaperiódicas.

4. Definaperíodosemostreemumgráficodeumapropriedadeperiódicacomoidentificá-los.

5. Resolvaosexercíciosde01a03daseçãoExercíciosdeaprendizagem.

6. Oexercício02daseçãoExercíciosdeaprendizagemapresentaumgraudedificuldadeelevadopara

afaixaetáriadeseusalunos.Portanto,fiqueatentoseelescompreenderame,senecessário,repita

váriasvezesosraciocíniosutilizadosparaaresoluçãodessaquestão.

7. OBernoulliDigitalapresentaumobjetodeaprendizagemchamado“Caçaelementos”quevocêpode

utilizaremsuaaula.Essegamepermitequeoalunosefamiliarizecomalgumasdasinformações

databelaperiódica,comoossímbolosdoselementosquímicos,afamíliaaqualcadaátomopertence

eseunúmeroatômico.Aofimdainteração,nãodeixedeproporaresoluçãodosexercícios.

8. Apresenteas justificativasparaelementosquímicosdiferentesapresentarempropriedades seme-

lhantes.Essajustificativaémuitoimportante.Portanto,somenteavancecomoconteúdoapóstera

certezadequeosalunosaentenderambem.

9. Resolvaosexercícios04e05daseçãoExercíciosdeaprendizagem.

10. Apresenteohistóricodaclassificaçãoperiódicadoselementos.Professor(a),vocêpodeacharqueé

desnecessáriaaapresentaçãodesseconteúdo.Contudo,issofacilitaráacompreensãodaclassificação

periódicaatual.Mostre,também,aevoluçãodoconhecimentocientíficoaosalunos.

11. Resolvaoexercício06daseçãoExercíciosdeaprendizagem.

12. Mostreaclassificaçãoperiódicaatual,destacandoascaracterísticascomunsaoselementosqueparticipam

domesmogrupoedomesmoperíodo.

13. Destine,pelomenos,5minutosdasuaaulaparadebatercomosalunosaspossíveisrespostasaos

questionamentosdaseçãoPararefletirsobreadistribuiçãodoselementosquímicosnatabelaperiódica

atual.Nãodesprezeasrespostasincorretas,pois,seissoocorrer,osalunossesentirãodesestimulados.


15. Apresenteaclassificaçãodoselementosemmetais,ametais,hidrogênioegasesnobres.

16. Ressaltequealgunsgasesnobres,emcondiçõesexperimentaisespecíficas,sãocapazesde formar

compostosquímicos,principalmenteóxidosefluoretos,comoXeO4.

17. Apresenteosestadosfísicosdoselementos.Esclareçaparaosalunosque,aodizermosqueumelemento

estáemumdeterminadoestadofísico,significaquea(s)substância(s)simplesqueeleformanasCNTP

é(são)sólida(s),líquida(s)ougasosa(s).


19. Definaraioatômicoeraioiônico.Mostreavariaçãodessaspropriedadesaolongodatabelaperiódica

eadependênciadoraioatômicodonúmerodecamadaseletrônicasedacarganuclear.


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Manual do Professor


21. Apresenteadefiniçãodeeletronegatividade.Mostreavariaçãodessapropriedadeaolongodatabela

periódica. Deixe claro aos alunos que essa propriedade só pode ser analisada quando os átomos

estabelecemligações,jáquenãoexisteeletronegatividadeparaátomosisolados.


23. Apresenteadefiniçãodepotencialdeionização.Mostreavariaçãodessapropriedadeaolongodatabela

periódicaeadependênciadopotencialde ionizaçãoemrelaçãoàcarganucleareaoraioatômico.

Nãoéanossapropostadiscutirosgráficosqueregistramsucessivospotenciaisdeionizaçãoparauma

mesmaamostra.


25. AoresolverosexercíciosdaseçãoExercíciosdeaprendizagem,dêênfaseaosignificadodosverbos

decomandodestacadosemcaixaaltaenegrito.Nós,formadoresdehabilidadesparaageraçãode

competências, temosa responsabilidadede explicar detalhadamente aosnossos alunos comoeles

devemconstruirsuasrespostasapartirdosverbosdecomando.Sugerimosquevocê,professor(a),

paracadaverbodecomandonovo,apresenteumarespostamodeloafimdequeseusalunostenham

umareferênciaparaaconstruçãodesuasprópriasrespostas.

26. A seçãoRegistrandodeve serdestinada comouma tarefapara ser realizadaemcasa.Entretanto,

dêumexemplocomasváriaspossíveiscorrelaçõesequivocadaseoutrocomumtextoqueindique

todasascorrelaçõesadequadas.Aofazerisso,osalunosterãoparâmetrospararealizaressaatividade.

27. Destine,pelomenos,10minutosdasuaaulaparadebatercomosalunosaspossíveisrespostasaos

doisquestionamentosdaseçãoPararefletir.Novamente,nãodesprezeasrespostasincorretas,pois,

seissoocorrer,osalunossesentirãodesestimulados.

28. OsalunospodemgostaresesentirmotivadosemjogarosgamessugeridosnaseçãoTánamídia.

Sugerimosquevocêjogueantesdosalunosefaçaodesafiodeelesmarcaremmaispontosquevocê,

afimdeficaremnasuafrentenoranking.

29. Destinecercade15minutosdeumaaulaparaosalunosfazeremaleituradaseçãoParasabermais,

ediscutacomtodaaturmaasmúltiplasaplicaçõesdoselementosquímicosemnossocotidiano.

30. RealizeoexperimentopropostonaseçãoExperimentando,dapágina32,emsaladeaula(demonstra-

tivamente)ounolaboratório(coletivamenteemgruposde,nomáximo,4alunos).

31. Discutacomosalunososdoisquestionamentosquecorrespondemàinterpretaçãodofenômeno.

32. Utilizea criatividadeemsuasaulas.Quantomais criativovocê for,maisapaixonadosporQuímica

vocêformará.

33. RecomendamosqueosexercíciosdaseçãoExercíciospropostossejampassadosecorrigidosaolongo

daevoluçãodocapítulo.

34. Recomendamos,ainda,quesedestinemtrêsaulasparafazerosexercíciosdaseçãoTestesqueos

alunosapresentaramdúvidas.

Capítulo A4: Ligações químicasProfessor(a), esse capítulo é extenso emuito importante para a compreensão das propriedades dos

materiais.Assim,senecessário,acelereoritmodesuasaulasantesouapósocumprimentodessemódulocomoobjetivodedestinarmaistempoaele.

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Coleção EF96

sugestão de sequência didática de apresentação dos conteúdos do capítulo:1. Naaulaanterioraoiníciodessecapítulo,passecomotarefadecasaaleituradotextointrodutório,bem

comodoinfográfico,ovídeodisponívelnoQRCode daseçãoTánamídia.

2. Inicieoassuntoapartirdaleituradotextointrodutório.

3. Relacione estabilidade com a formação de ligações. Essa relação émuito importante. Portanto, nãodêsequênciaàapresentaçãodosdemaisconteúdosantesdeteracertezadequeosalunosestãodominandoessarelação.

4. Discutaográficoquemostraavariaçãodaenergiapotencialapartirdaaproximaçãodedoisátomosneutros,infinitamenteseparados,atéaformaçãodaligaçãocovalente.Paramelhorcompreensãodosalunos,apresenteovídeo indicadonaseçãoTánamídia,àmedidaqueaexplicaçãoforevoluindo. Ovídeoestáeminglêseéaconselhadoquevocê,professor(a),auxilienacompreensãodasinformaçõesàmedidaqueaanimaçãotranscorre.

5. Apresenteasregrasdoduetoedoocteto.Deixeclaroaosalunosqueexistemmuitasexceçõesaessasregras,masqueavalidadedelasérelativamentegrande.

6. Dêváriosexemploscomaaplicaçãodoraciocíniodasregrasdoduetoedoocteto.


8. Apresenteoconceitodeligaçãocovalente.

9. Esclareçaparaseusalunosquealigaçãocovalenteocorreapartirdajunçãodascamadaseletrônicasdedoisátomos.OvídeoindicadonaseçãoTánamídiaajudarámuitonacompreensãodesseraciocínio.

10. Apresenteaclassificaçãodasligaçõescovalentesquantoàordem.

11. Apresenteaclassificaçãodasligaçõescovalentesquantoàorigemdopareletrônico.Nessemomento,éimportanteressaltarparaosalunosqueumaligaçãocoordenadapodeserformadaapartirdeíons.Umbomexemploéaformaçãodogáshidrogênio(H2)apartirdosíonsgasososH+eH−.

12. Nessemomento,discutacomseusalunosquealigaçãocovalentenormalealigaçãocovalentecoordenadaapresentamamesmaintensidade.Aúnicadiferençaentreelaséemrelaçãoàorigemdopareletrônicocompartilhado.Naprimeira,oparformadoéresultadodainterpenetraçãodeduascamadaseletrônicascomelétrons.Jánasegunda,oparformadoéresultadodainterpenetraçãodeumacamadaeletrônicacompelomenosdoiselétronsdeumligantecomumacamadaeletrônicavaziadeoutroligante.


14. Correlacioneaforçadeumaligaçãocomaordemdasligações.

15. Apresenteaclassificaçãodasligaçõescovalentesquantoàpolaridade.

16. DiscutacomosalunosoExercícioresolvido02.


18. Diferencieassubstânciasmolecularesdassubstânciascovalentes.Amaioriadosalunostemmuitadificuldadeemcompreenderadiferençaentreessescompostos.Disponhademaistempoabordandoesseitem.

19. Esclareça aos alunos que todos os compostos covalentes são sólidos à temperatura ambiente, jáquearedecovalenteformadapossibilitaqueasunidadesestruturaisqueacompõemestabeleçamapenasmovimentosvibracionais(movimentosdeoscilaçãoemtornodeumaposiçãodeequilíbrio).

20. Dêmaiorênfaseaduaspropriedadesdassubstânciascovalentes:

I. ainfusibilidade:oscompostoscovalentesnãosofremfusão.Amaioriadoslivrosdidáticosafirma,erroneamente, que essas substâncias sofrem fusão. Esse tipo de substância sofre uma reaçãoquímicadedecomposição,formandoprodutoslíquidosdiferentesdasubstânciaoriginal.

II. ainsolubilidadeemqualquertipodesolvente:oprocessodesolubilizaçãodeumaamostrasólidaconsiste na destruição da rede e na interação das unidades estruturais com as partículas dosolvente,processodesolvatação.Nocasodassubstânciascovalentes,adestruiçãodaredeimplica,necessariamente,arupturadeligaçõescovalentese,consequentemente,aformaçãodeumanovasubstância,ouseja,ocorreumareaçãoquímicaenãoumasolubilização.

21. Definaligaçãoiônica.

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22. Discutaográficoquemostraavariaçãodaenergiapotencialapartirdaaproximaçãodedoisíons,umcátioneumânion,inicialmenteinfinitamenteseparados,atéaformaçãodaligaçãoiônica.

23. Deixeclaroparaosalunosqueosíons,aoformaremligaçõesiônicaseredescristalinas,interagemuns com os outros. Alguns alunos achamque o composto iônicoNaCl é formado apenas por umcátionNa+ interagindoatrativamentecomapenasumânionCl−.Esclareçaque,naverdade,oqueocorreéaformaçãoderedesemqueumcátionNa+interageatrativamentecomtodososânionsCl−. MostreparaosalunosqueafórmulaNaClnãoindicaonúmerodecátionseânionsqueformamligaçõesiônicas,masaproporçãoentreonúmerodecátionseânionsqueformamligaçõesiônicas,ouseja,essaéumafórmulamínima.

24. Nãodeixedediscutirque,emumaredeiônica,coexisteminteraçõeseletrostáticasatrativaserepulsivas;contudo,asprimeirassãomaisintensas,oquemantémosíonscoesos,formandoaredeiônica.


26. Apresentea regradoocteto.Discutacomosalunosquenemsempreoqueestabilizaos íonséaformaçãodoocteto,massimaformaçãodaredeiônica.

27. Discutaosfatoresqueinfluenciamnaintensidadedasligaçõesiônicas.

28. Apresenteasregraspráticasparaadeterminaçãodaocorrênciadeligaçõesiônicas.Deixeclaroqueessasregrastêmexceções,masqueasuaaplicabilidadeérelativamentealta.


30. Mostrequeoscompostosiônicospodemterligaçõescovalentes.Exemplifique.

31. Reservecercade15minutosdesuaaulaparaaleituraediscussãodotextodaseçãoParasabermaissobreligaçãoiônica.

32. Relacioneaeletroneutralidadecomaproporçãoentrecátionseânionseafórmuladoscompostosiônicos.


34. Apresenteasprincipaiscaracterísticasdoscompostosiônicos.

35. Deixeclaroaosalunosquenemtodocomposto iônicoésólidoàtemperaturaambiente.Apresenteexemplosdecompostosiônicoslíquidos,comoossaboneteslíquidos.


37. Reservecercade5minutosdasuaaulaparaosalunosrefletiremsobreoquestionamentodaseçãoPararefletir.Posteriormente,durante10minutos,deixequeelestentemexplicarofenômenodainsolubilidade.Nãodesprezeasinformaçõesincorretas;apartirdelas,ajude-osaconstruiroraciocíniocorreto.

38. Esclareça aos alunos que as redes iônicas não são necessariamente formadas a partir de átomoseletricamenteneutros.

39. Definaligaçãometálica.Osalunostêmmuitadificuldadedeentendercomoessaligaçãoéformada.Umaboaestratégiaépassar,emsaladeaula,oprimeirovídeoindicadonaseçãoTánamídia.

40. Apresenteasprincipaiscaracterísticasdassubstânciasmetálicas.

41. Apresenteosfatoresqueinfluenciamasintensidadesdasligaçõesmetálicas.


43. Reservecerca10minutosdasuaaulaparaaleituraediscussãodotextodaseçãoCotidiano.Pergunteaosalunosseofenômenodescritotemalgumacorrelaçãocomosvazamentosdaspilhaseosaparelhospararemdefuncionar.

44. AseçãoRegistrandodeveserdestinadaaumatarefadecasa.Entretanto,dêumexemplocomasváriaspossíveiscorrelaçõesequivocadaseoutrocomumtextoqueindiquetodasascorrelaçõesadequadas.Aofazerisso,osalunosterãoparâmetrospararealizaraatividade.

45. Semelhanteaoindicadonocapítuloanterior,sugerimosque,aofazerosexercíciosdaseçãoExercíciosdeaprendizagem,dêênfaseaosignificadodosverbosdecomandodestacadosemcaixaaltaenegrito.Nós,formadoresdehabilidadesparaageraçãodecompetências,temosaresponsabilidadedeexplicardetalhadamenteaosnossosalunoscomoelesdevemconstruirsuasrespostasapartirdosverbosdecomando.Sugerimosquevocê,professor(a),paracadaverbodecomandonovo,apresenteumarespostamodeloafimdequeseusalunostenhamumparâmetrodereferênciaparaaconstruçãodesuasprópriasrespostas.

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ciências

Coleção EF98

46. RecomendamosqueosexercíciosdaseçãoExercíciospropostossejampassadosecorrigidosaolongodaevoluçãodocapítulo.

47. Recomendamos,ainda,quesedestinemtrêsaulasparaacorreçãodosexercíciosdaseçãoTestesqueosalunosapresentaremdúvidas.

Orientações e sugestões – Frente BEmacordocomoconteúdoprogramáticoestabelecidoparaacoleçãodoEnsinoMédio,omaterialde

FísicaapresentaumaprogressãodeconteúdosqueconcentraotrabalhocomaMecânicanoprimeiroesegundovolumes–umaopçãometodológicaqueconsideroutantoacomplexidadedessetema,quantoanovidadequeconstituiotrabalhocomaFísica,oquerequerumaintroduçãomaiscuidadosadesta.OterceirovolumetratadaTermodinâmica,ÓpticaeOndulatóriaeoquartovolumefocaotrabalhocomEletricidadeeEletromagnetismo.Adotou-secomoestratégiadidáticaparaoscapítulosdeFísicado9ºano–especialmenteaquelesque

abarcamostemasconcernentesàMecânica–aatribuiçãodecertoformalismomatemáticoaotrabalhocomosconteúdos,demaneiraaofereceraoalunoinsumosparaquesetornecapazdesolucionarproblemasfazendousodefórmulasmatemáticas,oquelheserámuitoútilquandodeseuingressonoEnsinoMédio.

Emconsonânciacomapropostapedagógicapensadaparaestacoleção,estematerialfoiconstruídocombaseemumaabordagemderesoluçãodeproblemas,utilizadacomoobjetivodelevaroalunoaanalisardados,refletirebuscarsoluçõesemsituaçõesaplicáveisecontextualizadas.Asatividadesoferecidasforamconcebidasemtornodesituações-problemamaissimples,queenvolvemumaetapaderesolução,etambémaquelasmaiscomplexas,cujaresoluçãoabrangeduasoumaisetapas.Espera-se,comisso,que,apartirdodesenvolvimentodessaposturaanalítica,oestudanteadentreoEnsinoMédiomunidodeumadimensãodosignificadodaFísica,enxergandosuamanifestaçãopormeiodefenômenosquepermeiamoseucotidianoefazempartedesuarealidade.

Capítulo B3: O Movimento Circular e a Lei da GravitaçãoProfessor(a),essecapítuloédivididoemduasgrandespartes:1ªparte(seções1e2)–“OMovimento

Circular”;2ªparte(seção3)–“ALeidaGravitação”.CadaumadessaspartescontémexercíciosdaseçãoExercícios de aprendizagem. Faça algunsdesses exercícios àmedidaque trabalhar na sala de aula osconteúdosdecadaumadasseções.Quandoterminarcadaumadelas,solicitealgunsexercíciosdasseçõesExercíciospropostos eTestes.

seções 1 e 2: o Movimento circular1. Professor(a),inicieaseção1docapítuloB3explicandooqueéoMovimentoCircularesolicitandoaos

alunosexemplos:umcarrofazendoumarotatória,aLuagirandoemvoltadaTerra,obalançodeumpêndulo,umamotogirandonoglobodamorte,etc.Emseguida,expliqueoqueéoMovimentoCircularUniforme.Dosexemploscitadosanteriormente,identifiquecomosalunosaquelesquepoderiamsertratadoscomocircularuniforme.

2. DefinaoperíodoTdeumMovimentoCircularUniforme.Depois,usandoaequaçãod=v.tdomovimentouniforme, explique por que a velocidade noMovimento Circular Uniforme é dada pela fórmula v = 2πR/T. Insista com os alunos que essa fórmula não é para ser decorada,mas entendida. A título de exemplo, estime a velocidade com a qual a Terra gira em torno do Sol, sabendoque o raio orbital da Terra em torno doSol éR=1,5 x 108 km, que o período domovimento é T=365dias=3x107seconsiderandoaaproximaçãoπ ≅3:

v=2πR/T=2.3.1,5.108km/(3.107h)=30km/s

3. DefinaafrequênciafparaoMovimentoCircularUniforme.Depois,usandoumaregradetrêssimples,expliqueporqueT=1/f.Pergunteaosalunos:qualoperíododeumarodadecarroquegiracomafrequênciaf=10Hz(reforceaideiadefrequênciaedaunidadehertz,explicandoqueafrequênciade10Hzcorresponde10voltasdarodaemcadasegundo).ParaencontraroperíodoT,useregradetrês,masdepois,diretamenteafórmulaT=1/f.

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4. Aaceleraçãocentrípetadevesertratadaapenasqualitativamente:nãousefórmulasparacalcularovalordaaceleraçãocentrípeta,poisissoseráabordadono1ºanodoEnsinoMédio.Porora,expliquequeumavelocidadepodevariarnãoapenasemintensidade,mastambémemdireção.Nosdoiscasos,háaceleração:aceleraçãotangencial,quandoavelocidademudadeintensidade(umcarrofreando), eaceleraçãocentrípeta,quandoadireçãodavelocidademudanotempo(umcarrofazendoumacurva).Expliquequeummóvelpodeterasduasaceleraçõesaomesmotempo(porexemplo,umcarrofazendoumacurvaefreando).Explique,ainda,queaaceleraçãocentrípetaéperpendicularaomovimentoequeelaévoltadaparaocentrodacurva.Arazãodissoéqueháumaforçapuxandoocorpoparaocentrodacurva.Essaforçaéchamadadeforçacentrípeta,maselaseráabordadadepoisdoestudodatransmissãodemovimentos(onossopróximotópico).

5. Introduzaatransmissãodemovimentosemumsistemadepoliasecorreia,explicandoqueasvelocidadesperiféricasnaspoliaseavelocidadedacorreiasãoiguais.Porisso,apoliamaiorlevamaistempoparacompletarumavolta.Omelhorexemplodissoéacoroaeacatracadeumabicicleta.Sendoodiâmetroda coroa3vezesmaiorqueoda catraca,pedalandoumavoltana coroa,a catraca irá completar 3voltas.Expliquequeessarelaçãodediâmetrosimplicaacoroaterotriplodonúmerodedentesdoqueacatraca.

6. Depoisquetiverdiscutidoamultiplicaçãoderotações(enãodevelocidades),expliqueoproblemausandocálculos,igualandoasvelocidadesperiféricasdasduaspolias(AeB):

VA=VB → 2 πRAfA=2πRBfB →fB=fA(RA/RB)

Comessafórmula,mostreque,seRA=3RB,entãofB=3fA.

7. Usandoasmesmasideiasapresentadasnositens5e6,expliqueatransmissãodemovimentoemduasengrenagens.Expliquequeamesmamultiplicação(ouredução)derotaçõesquefoiestudadanosistemadepoliasecorreiaocorrecomduasengrenagensdediâmetrosdiferentesacopladasentresi.

8. Expliquequea forçaquecausaaaceleraçãocentrípetaédenominadade forçacentrípeta.Explique,também,queelaésemprevoltadaparaocentrodacurva.Citeexemplosdeforçacentrípeta:quandoumcarrofazumacurvaplanaeseminclinação,aforçacentrípetaderivadaforçadeatritolateralentreochãoeospneus;aforçadeatraçãogravitacionaldaTerraéaforçacentrípetanomovimentodaLuaemtornodaTerra;acombinaçãodopesoedatensãonocasodomovimentodopêndulocônicomostradonafiguraaseguir(esseexemploémaiscomplicado.Oalunodevecompreenderqueaforçacentrípetanãoéumaterceiraforçaagindonopêndulo,masapenasaresultantedasduasforçasquerealmenteatuamnaesfera:opesoeatensãodacorda.)

R

θL

FR

T

P

9. Tãoimportantequantoexplicarqueaforçacentrípetaexisteemtodososmovimentoscurvilíneoséexplicarque,quandoessaforçaéinterrompida,omovimentocurvilíneonãopodecontinuarocorrendo.Paraexplicarisso,citeexemplosdemovimentosenvolvendoaausênciadaforçacentrípeta:quandoumapedraégiradapresaemumbarbanteeobarbantearrebentaouélargado,apedratendeaseguiremlinhareta;quandoumcarro,compneuscarecas,fazumacurvaemumaestradamolhada,oatritoentreochãoeospneuspodenãosersuficienteparaocarrofazeracurva,demodoqueelesegueemlinhareta.

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Coleção EF910

10. Expliquecommaisdetalhesporqueumcarropodederraparemumacurva,principalmentequandoacurvaémaisfechadaeavelocidadedocarroéalta.Nessecaso,comoaforçacentrípetaprecisasermuitogrande,ospneuspodemperderaaderênciacomapista.Expliquequeascurvasmaisfechadasnasrodoviaseempistasdecorridadecarrosão inclinadas.Aforçanormaldapistasobreocarroapresentaumacomponentevoltadaparaocentrodacurva,que,associadaaoatrito,geraa forçacentrípetanecessáriaparamanterocarronacurva.Outraformadeanalisaresseproblemaépensarquearesultantedessaforçanormalcomopesodocarrogeraumaforçavoltadaparaocentrodacurva.

Centro

θ

θFC

N

P

seção 3: a lei da Gravitação

1. Professor(a),a2ªpartedocapítuloédedicadaaoestudodagravitação.InicieexplicandoosistemaplanetáriogeocêntricodePtolomeu,naGréciaAntiga,eosistemaheliocêntricodeCopérnico.Usandoesteúltimo,expliqueaalternânciadodiaedanoite,omovimentocirculardoconjuntodeestrelasnocéu(fotoaseguir)easestaçõesdoano.

AndreasWillems/CreativeCommons

Essa foto de longa exposição mostra os movimentos circulares das estrelas em relação ao referencial da Terra.

2. IntroduzaastrêsLeisdeKepler,explicandoasconsequênciasdecadaumadelas:1ªlei(adistânciadoplanetaaoSolévariável),2ªlei(avelocidadedoplanetaaumentaquandoesteseaproximadoSol),3ªlei(quantomaisdistantedoSol,maislentoéoplanetaemaistempoelelevaparadarumavoltaemtornodoSol).

3. IntroduzaaLeidaGravitaçãodeNewton,masantesdeapresentarafórmulamatemáticadessalei,expliquecomoNewtonpercebeuqueaatraçãodaTerrasobreaLuadeveriasersemelhanteàatraçãodaTerrasobreumobjetocomumcomoumamaçãemqueda.Comentequeissorepresentounaépocaumgrandeavançonopensamentocientífico:asleisnaterrasãoiguaisàsleisdocéu.Paraauxiliaremsuaexplanação,sugerimosautilizaçãodovídeo“Projéteisvelozes–Satélites”,

disponívelnoBernoulliDigital.EsseobjetodeaprendizagemdescrevedeformalúdicaoexperimentomentalquelevouNewtonaconcluirqueasleismecânicasdaTerradeveriamserasmesmasqueasdocéu.Alémdisso,mostraquepodemosconsiderarumsatéliteterrestresimplesmentecomoumprojétilquecaiaoredordaTerraaoinvésdecairparaseucentro.

4. UseaLeidaGravitaçãoparaacharaatraçãodaTerrasobreaLua.ConsiderandoG=10−10N.m2/kg2,MTerra=1025kgeMLua=1023kger=108m(distânciaTerra-Lua),vocêvaiacharoseguintevalor:

F=10−10(N.m2/kg2).1025kg.1023kg/(108m)2=1022N=10000000000000000000000N

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Agora,useaLeidaGravitaçãoparaacharaatraçãoentreosdoisaviõesmostradosnafoto,conside-randoqueadistânciaentreeleséde100metrosequecadaumtemumamassade50toneladas.Vocêvaiachar:

F=10−10(N.m2/kg2).5.104kg.5.104kg/(102m)2=25x10−6N=0,000025N

M2 = 50 x 103 kgM2 = 50 x 103 kg

r = 100 m

M1 = 50 x 103 kgM1 = 50 x 103 kg M2 = 50 x 103 kg

r = 100 m

Divulgação

Faça,então,asseguintesperguntasparaosalunos:VocêsentendemagoraporqueaatraçãodaTerrasobreaLuaconseguemantê-laemórbita, impedidoqueelaescapepeloespaço.Porqueatraçãoentreosaviõespodeserfacilmenteanuladapelaforçadeatritoentreeleseosolo?Arespostaestánasmassas.Sóobjetoscommassascolossais(comoplanetas,luasesóis)équepodemexercerforçasgravitacionaisexpressivas.Perguntetambémoseguinte:Seamassadeumapessoaépequena,porqueaTerraatraiessapessoacomumaforçasignificativa(oseupeso)?

5. Deduzaafórmuladaaceleraçãodagravidadeemfunçãodamassaedoraiodeumplaneta.UseessafórmulaparaexplicarporqueaaceleraçãodagravidadeemumplanetaédobrodaquelanaTerra,sabendoqueoraioeamassadoplanetavalemasmetadesdosvalorescorrespondentesdoraioedamassadaTerra.

6. Discutaotexto“Satélitesgeoestacionários”comosalunos.Eleabordaasórbitasdossatéliteseoquehádeespecialemumsatélitegeoestacionário.

Capítulo B4: A energia e as máquinas simplesEssecapítulotambémédivididoemduasgrandespartes:1ªparte–“Energia”;2ªparte–“Asmáquinas

simplesehidráulicas”.CadaumadessaspartescontémexercíciosdaseçãoExercíciosdeaprendizagem.Professor(a),façaalgunsdessesexercíciosàmedidaquetrabalharnasaladeaulaosconteúdosdecadaumadessasseções.Quando terminarcadaumadelas,marquealgunsexercíciosdasseçõesExercíciospropostos eTestesparaoalunofazer.

seção 1: Energia 1. Professor(a),inicieocapítulocomaseguintepergunta:Háfaltadeenergianomundo?Paraprovocar

umdebatemaior na sala, projete imagens comoas seguintes. Provavelmente, vendo estas fotos,a maioria dos alunos dirá que sim, há falta de energia nomundo. A resposta está errada,naverdade,aenergianomundoenouniversoéabundante.Háenergianosraiossolaresquechegamaonossoplaneta,nosventos,nachuvaquecai.Aprópriamatériaéenergia,comoensinouEinstein.Oquefaltaéenergiaemumaformaútil,capazdemoveroscarroseasmáquinasnasindústrias.Issonoslevaaoconceitodetrabalhofísico.Energiaéacapacidadedeproduzirtrabalho,eotrabalhoéaenergiaútil,aquelequemoveascoisas.

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2. Depoisdessadiscussão,apresenteafórmuladotrabalhoT=F.d,querepresentaoprodutoentreumaforçaagindoaolongodeumdeslocamentoeessedeslocamento.FalesobreaunidadedetrabalhoedeenergianoSistemaInternacional(J=joule)efaçaalgunsexemplosnuméricos,comentandoqueumaforçaperpendicularaodeslocamentonãorealizatrabalho.

3. Emseguida,definaapotênciacomosendoumataxadeconsumooudesprendimentodeenergia.CiteaunidadenoSistemaInternacional(W=watt=J/s).Umaopçãobastantedidáticaélevarumalâmpadaparaasaladeaula,mostrarovalordapotênciaemwatts,escritanacaixaounocorpodalâmpada,ecalcularquantodeenergiaalâmpadaconsomedurante1mêsseficarligada,porexemplo,durante5horaspordia.

4. Expliqueoqueéaunidadequilowatt-hora(kWh),reforçandobemaideiadequeessaéumaunidadedeenergia,enãodepotência.Mostreque1kWhcorrespondea3,6milhõesdejoules.Usandoessarelação,eoresultadodoitem3,vocêpoderádemonstraraosalunosdequeémuitomaisadequadomediroconsumodeenergiaelétricadeumacasaemkWhdoqueemjoules.VocêpodeexplorarexemplosdecontasdeluzparaaprofundarumpoucomaisoconceitodekWh.

5. Definaenergiacinéticaeapresenteaequaçãoparacalcularoseuvalor.Façaomesmoparaaenergiapotencial gravitacional. Mostre exemplos simples para quantificar algumas energias cinéticas epotenciais gravitacionais, como, por exemplo, quantos joules de energia um estudante demassa50kgtemcorrendoa5m/s(arespostaé625J)edequealturaesseestudantedevesaltarparateramesmaquantidadedeenergianaformadeenergiapotencialgravitacional(arespostaé1,25m).Então,pergunteparaosalunosquevelocidadeoestudanteteriaaotocarnosolodepoisdecairdessaaltura(éclaroquearespostaé5m/s,desprezandoaresistênciadoar).Esseexemploilustraumadasconversõesdeenergiamaiscomunsnodiaadia:energiapotencialgravitacionalsetransformandoemenergiacinética(oinversotambéméoutraconversãobanalmenteobservadanodiaadia).Aproveiteparafalarsobrequeéexatamenteessaconversãodeenergiaqueocorrenasusinashidroelétricas.Alémdela,aenergiacinéticanasturbinaséconvertidaemenergiaelétrica(expliquequeessaconversãoseráestudadaemelhorcompreendidanocapítulosobreeletricidade).

6. Apóstrabalharessesconceitos,introduza,demodomaisformal,aenergiamecânica(somadaenergiacinéticacomaenergiapotencial),explicandooPrincípiodaConservaçãodaEnergiaMecânicaeporqueaforçadeatritointerferenessaconservação.Explique,ainda,quemesmo,quandoaenergiamecânicanãoseconserva,porexemplo,porcausadaforçadeatrito,aenergiatotalsempreseconserva.EssetalvezsejaoprincípiomaisfortedaFísica:nanatureza,aenergianãoécriadanemdestruída,massimtransformadadeumaformaemoutra.Assim,energiatotaléconstante.

seções 2 e 3: as máquinas simples e hidráulicas1. Uma das primeirasmáquinas usadas pelo ser humano para diminuir o esforço necessário para

realizarumatarefafoialgocomoaalavancainterfixailustradanafiguraaseguir.Depoisdemostraroufalardeimagenscomoessa,introduzaoconceitodemomentodeumaforça.Expliquequenessaalavancaexistemdoismomentosdeforça:omomentodaforçaqueapedrafaznotronco,equeénosentidohorário,eomomentodaforçadohomem,este,nosentidohorário.EmboraaforçaffeitapelohomemnotroncosejamenordoqueaforçaFfeitapelapedra,osmomentosdohomemedapedrapodemser iguais,poisobraçodepotênciaDébemmaiordoqueobraçoderesistênciad.

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Issojáésuficienteparamoverapedra,aindaqueomovimentodotroncoemtornodopontodeapoioocorracomvelocidadeconstante.

Mhomem = fD

Mpedra = Fd

f

d

D

F

RaulSoares

Usandoessedesenho,oumesmoumaalavancaimprovisadanasaladeaula,mostrequeodeslocamentogeradopelaforçafémaiordoqueodeslocamentocorrespondenteàforçaF.Porisso,ostrabalhosdessasforçassãoiguais.Expliquequeessaalavancareduzaforçaparamoverapedra,masnãoreduzaenergiadespendidacasoeleexerceaforçadiretamentenapedra.

2. Alémdaalavancainterfixa(1ªclasse),expliqueoqueéumaalavancainterresistente(2ªclasse)eumainterpotente(3ªclasse).Citeexemploscotidianosdealavancasdessestipos.Afiguraseguintepode ajudar nesse sentido. Veja que até partes do corpo humano são alavancas. Por exemplo,vocêpodelevarparaasaladeaulaalgunsutensíliosdomésticos,comoumatesouradealfaiate,umalicate,umpegadordesalada,umquebra-nozes,umcortadordeunhaseumabridordegarrafase perguntar que tipo de alavanca cada um desses objetos seria. Você também pode perguntar:Porqueoalicateeatesourasãoalavancasinterfixas,masavantagemmecânicadoalicateémaiordoque1eadatesouramenordoque1?

F RPrimeira classe

A

FRSegunda classe

B

F RTerceira classe

C F

F

F

FREquilíbrio

A

A

A R

Amplitude de movimento

Força

Velocidade e amplitude do movimento

Força F

AR

F

A

A

RF

FA

A

R

F

F

RR

FA

R

3. Professor(a),vocêjáexplicouoplanoinclinadodopontodevistadadecomposiçãodeforças.Agora,faledessamáquinadopontodevistadaenergia.Aenergiadespendidaparasubirumpesonaverticaléigualàenergiagastaparasubirocorpoaolongodoplanoinclinado.SeosseusalunosjáconhecemoTeoremadePitágoras,vocêpodedemonstrarqueavantagemmecânicadoplanoinclinadoéarazãoentreocomprimentoLdoplanoesuaalturaH.Useosnúmerosdafiguraseguinteparaprovarisso.

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Ostriângulosdoplanoinclinadoedadecomposiçãodeforçasapresentamaclássicarelação5,4e3paraahipotenusaecatetos.Veja,queparasubiroblocodepesoP=5N,verticalmente,éprecisofazerumaforçadeF=5Naolongode30cm,demodoqueotrabalhoéT=5N.0,30m=1,5J.Para elevar o bloco àmesma altura,mas ao longo do plano inclinado, é preciso fazer uma forçaf=3N,quepodeserobtidadividindoFpelavantagemmecânicaL/D=5/3.Apesardefazerumaforçamenor,notequeaenergiadespendidanatarefaéamesmaqueaquelagastanodeslocamentoverticaldobloco:T=3N.0,50m=1,5J.

L = 50 cmf = 3 N

F= 5 N

P = 5 N

Px = 3 NH = 30 cm Py = 4 N

P = 5 N

4. Expliqueoqueéumaroldana.Diferencieroldanafixaderoldanamóvelemostrequeaprimeiranãooferecevantagemmecânica,masasegundatemumavantagemmecânicade2.Então,expliquequeemumtremcomroldanasmóveis,cadaumadivideoesforçopor2.Assim,porexemplo,seumoperáriotiverqueerguerumacargade100N,éclaroque,seusasseumaroldanafixa,oesforçoseriade100N,mas,usandoduasroldanasmóveis,eleofarácomumaforçadeapenas25N(Figurasaseguir).Pergunteparaosalunosquantosmetrosdecordaooperáriodevepuxarparaergueracargade1mparaumeparaooutrocaso.

100 N

100 N

100

N

50 N

50 N

25 N25 N

A B

100 N

5. Porfim,discutaasmáquinashidráulicas.Antes,porém,introduzaoconceitodepressão.Expliqueoqueéapressãoatmosférica.MostrecomosecalculaapressãonointeriordeumlíquidopormeiodaequaçãoP=P0+ ρ.g.h.AlémdaunidadeN/m2(Pascal)paraapressão,introduzatambémaunidadeatm.Expliqueque,comboaaproximação,paracada10mquesesubmergemnaágua,apressãoaumentade1atm.

6. IntroduzaoPrincípiodePascal,citando,comoexemplo,oelevadorhidráulico.UseafiguradoelevadordecarroapresentadanoCadernoPrincipalparamostrarareduçãodeforçanesseequipamento.

7. Professor(a),discutaoPrincípiodeArquimedes.Esseassuntonãoestárelacionadodiretamentecomasmáquinashidráulicas,evocêpoderáexplicaresseprincípioapenasdopontodevistaqualitativo.

8. Finalmente,discutacomosalunosaseção“Parasabermais”docapítulo.Elaémuito interessantee aborda a famosa equação de Einstein, E=m.c2, referente à conversão demassa em energiaevice-versa.

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Comentário e resolução de questõesCAPÍTULO - A3classificação periódica dos elementos químicos

Exercícios de aprendizagem

Questão 01Comentário:Natabelaperiódica,oselementosquímicosestãoorganizadosdetal formaqueaquelesqueseencontramnamesmafamíliapossuempropriedadesquímicassemelhantes.Essaspropriedadesvariamperiodicamentecomoaumentodonúmeroatômicoesão,portanto,denominadaspropriedadesperiódicas.Dessaforma,comparandoosdoisgráficosapre-sentados,verifica-sequeoraioatômicoéumapropriedadeperiódica,eocalorespecífico,não.Issopodeserconfirmadopelopadrãoderepetiçãodacurvadoraioatômicoemfunçãodonúmeroatômico.Acurvadecalorespecíficoapresentaumperfildescendente,diferentedoesperadoparaserconsideradocomopropriedadeperiódica.

Questão 02Comentário: O gráfico apresentado não é adequado pararepresentarapropriedadeperiódicavolumeatômico.Apesardeexistirempicosevalesnográfico,nãoépossívelobservarmosperiodicidadenopadrãodacurva.Paraarepresentaçãocorretadapropriedadeperiódicavolumeatômico,énecessárioqueaevoluçãodos seusvaloresesteja correlacionadaaonúmeroatômico dos elementos e não às suas respectivasmassasatômicas.

Questão 03Comentário:

A) Primeiroperíodo:

Primeiroelemento:H

Últimoelemento:He

Segundoperíodo:

Primeiroelemento:Li

Últimoelemento:Ne

Terceiroperíodo:

Primeiroelemento:Na

Últimoelemento:Ar

Quartoperíodo:

Primeiroelemento:K

Últimoelemento:Kr

Quintoperíodo:

Primeiroelemento:Rb

Últimoelemento:Xe

LivrodoAluno:Página4a43

B) Osperíodosdatabelaperiódicanãoapresentamsempreomesmonúmerodeelementosquímicos,eissodependedaquantidadedeelétronsquecadaelementopossuinoestadoneutroe,consequentemente,daformacomoesseselétrons estarão distribuídos na eletrosfera. O primeiroperíodo da tabela, por exemplo, possui dois elementos, eosegundoperíodopossuioitoelementos.

Questão 04Comentário: Os elementos químicos X e Y não possuempropriedades semelhantes, pois estão localizados emfamíliasdiferentesnatabelaperiódica.OelementoXpossui 11elétrons,esomente1édevalência.Assim,esseelementoestá localizado na família IA da tabela,metais alcalinos, etrata-sedosódio.

OelementoYpossui9elétrons,e7deles sãodevalência.Logo,esseelementoestálocalizadonafamíliaVIIAdatabela,famíliadoshalogênios,etrata-sedoflúor.

Questão 05Comentário:Oselementosquepossuemasmesmasproprie-dadesquímicasestãolocalizadosemumamesmafamíliadatabelaperiódica.Porsuavez,sabemosqueesseselementospossuemomesmonúmerodeelétronsdevalência.Comofoimencionadoquetodososníveiseletrônicosestãoocupados,onúmerodeelétronsdevalênciaseráomesmo,assegurandoqueosdoiselementosapresentempropriedadesecaracterís-ticassemelhantes.

Questão 06Comentário: As tríades, o parafuso telúrico e as oitavasforamalgumastentativasdeorganizaroselementosquímicosconhecidos na época de acordo coma ordem crescente desuasmassasatômicas.Posteriormente,Mendeleevconseguiuconstruir uma estrutura de organização dos elementos quecontemplavaasregularidadesidentificadaspelastríades,peloparafusotelúricoepelasoitavas.Comisso,elefezumafichatécnicadetodososelementosquímicosconhecidosatéentãoe propôs uma organizaçãomais eficiente das que tinhamsidofeitasanteriormente,prevendo,inclusive,posiçõesparaelementosquímicosdesconhecidosnaépoca.

Questão 07Comentário:Atabelaaseguirtrazalocalizaçãodoselementoslistados.

Elemento Família período

Magnésio Metaisalcalinoterrosos(IIA) 3°

Titânio IVB 4°

Cromo VIIB 4°

Antimônio Famíliadonitrogênio(VA) 5°

Frâncio Metaisalcalinos(IA) 7°

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Questão 08Comentário:Elementosquímicosqueselocalizamemummesmoperíodonatabelaperiódicapossuemomesmonúmerodeníveiseletrônicosocupados.Assim,aquelesqueestãonoterceiroperíodotêmtrêsníveiseletrônicos(camadasK,LeM) ocupadosporelétrons,completamentepreenchidosounão.

Oqueconferesemelhançaentreaspropriedadesquímicasdeelementosdeumamesmafamíliaéonúmerodeelétronsdevalência.Essaquantidadedetermina,porexemplo,otipodeligaçãoquímicaentreesseselementos.Dessaforma,comooselementosdeummesmoperíodonãopossuemomesmonúmerodeelétronsdevalência,suaspropriedadesquímicassãodiferentesumasdasoutras.

Questão 09Comentário: Os elementos químicos estão organizados natabela periódica de acordo coma ordem crescente de seusnúmerosatômicose,dessaforma,observa-seque,casofossemsintetizados,oselementosdenúmerosatômicosiguaisa137e142deveriamestarlocalizadosnononoperíodo,respectivamentenafamíliadosmetaisalcalinosIAenafamíliaVIB.

Questão 10Comentário: A família VIIIB engloba três famílias que, naclassificaçãoperiódicaoficialda IUPAC,são identificadascomosnúmeros8,9e10.

Questão 11Comentário: A) Grandepartedamassadocorpohumanoéconstituídapelos

elementosquímicosoxigênio,carbonoehidrogênio.Osdoisprimeiroselementosestãolocalizadosrespectivamentenafamíliadoscalcogênios(VIA)enafamíliadocarbono(IVA).O hidrogênio, apesar de estar localizado na família IA, nãopossuipropriedadessimilaresàsdosmetaisalcalinos.Sendoassim,pelascaracterísticasúnicasdesseelemento,elenãofazpartedealgumafamília.

B) Osmetais alcalinoterrosos listados na constituição emmassadocorpohumanosãocálcioemagnésio.

C) Natabela,nãoháelementosdetransição.Algunsdesseselementos fazem parte da constituição do organismohumano,porém,emquantidadesmuitopequenas,porissonãoforamcontabilizadosnessatabela.

D) Nessatabela,hádoiselementosdafamíliaVA:onitrogênioeofósforo.

Questão 12Comentário:Sim.Seumaamostrasólidaformarteladaesedeformarsemseesfacelar,éumindíciodequeomaterialdessaamostraédúctiletenaz.Essascaracterísticassãotípicasdemateriaismetálicos.Dessaforma,asubstânciadessaamostraéconstituídaporelementosmetálicos.

Questão 13Comentário: Osgasesnobressãooselementoslocalizadosna famíliaVIIIAepossuemacamadadevalênciacomple-tamente preenchida. Assim, esses elementos são estáveisquimicamenteenãoprecisam fazer ligaçõesquímicascomoutroselementos.Dizemos,então,queeles são inertese,portanto,possuempoucareatividadequímica.

A afirmação em questão diz que os gases nobres não semisturam com outros gases. Para torná-lamais adequada,poderíamosreescrevê-ladaseguinteforma:Osgasesnobresnãoreagemquimicamentecomoutrosgases.


A) Se subtrairmos o número de nêutrons do número demassa, temos o número atômico e, assim, é possívelidentificar o elemento químico. O átomo B possui 12 nêutrons e número demassa 23, logo, seu númeroatômico é 11. Dessa forma, o átomo B é do elementoquímicosódio.

B) Subtraindoonúmerodenêutrons(18)donúmerodemassa(35), encontramos que o número atômico do átomo C é 17 e equivale ao número de prótons. Localizando-ona tabela periódica, verificamos que se trata do cloro.EsseelementoseencontranafamíliaVIIAoufamíliadoshalogênios, e os elementos dessa família possuem seteelétronsdevalência.

C) Átomos que estão em umamesma família possuempropriedadesquímicassemelhantes.SabemosqueoátomoB corresponde ao sódio que se encontra na família IA, equeoátomoCsetratadocloroqueseencontranafamíliaVIIA.Dessaforma,encontramososelementosquímicosaquecorrespondemosátomosAeD.

ÁtomoA:Z=19–10=9→Elemento:Flúor(FamíliaVIIA)

ÁtomoD:Z=39–20=19→Elemento:Potássio(FamíliaIA)

OsátomosBeDestãonafamíliaIAepossuempropriedadessemelhantes, assim comoos átomosA eC, por ambosestaremnafamíliaVIIA.

Questão 15Comentário:AforçadeatraçãodonúcleopeloelétrondevalêncianasituaçãoIémenorquenasituaçãoIIdevidoàrepulsãoqueesseelétronsofredoselétronsdascamadasmaisinternas.Esseefeitoédenominadoefeitodeblindagemeeleé o responsável pela diminuição da atraçãonúcleo-elétrondevalência.

Questão 16Comentário:ComonasituaçãoIIonúcleoatraioelétrondevalênciacommaior intensidade,oraioatômicoserámenor.Alémdisso,oselétronsdascamadasmaisinternasdoátomonasituaçãoIrepelem-se,eessarepulsãofazcomqueoraioatômicoaumente.

Questão 17Comentário:Quandooátomorecebeumelétronesetransformaemânion,acamadamaisexternaondeesseelétronadicionalselocalizaráseexpande.Oaumentodonúmerodeelétronsnaformaçãodoânionfazcomque,momentaneamente,arepulsãoelétron-elétronaumente.Paraquearepulsãoentreoselétronsvolteàintensidadeinicial,elesseafastam,oqueresultanaexpansãoe,consequentemente,noaumentodoraio.

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Questão 18Comentário:OnúmerodeelétronsdocátionNa+edoânionF–éomesmoe,sendoassim,énecessárioverificaracarganuclear para avaliar qual deles apresentamaior raio iônico.Onúmeroatômicodosódioé11eodo flúoré9,por isso, a carga nuclear do sódio émaior. Logo, a atração núcleo- -elétronstambémémaior,resultandoemumraioiônicomenordocátionNa+.

Questão 19Comentário: Eletronegatividade é amedida da tendênciaque átomos de um elemento possuem em atrair elétronsque participam de uma ligação química. Os elementosquímicos que apresentammenor raio atômico atraemmaisintensamente os elétrons que participam de uma ligaçãodo que os elementos de raio atômico elevado. Portanto, oselementosquepossuemaltovalordeeletronegatividadeapresentammenoresraiosatômicos.

Questão 20Comentário:Emligaçõesquímicasentreelementosquímicosdiferentes, ocorre a atraçãodesigual dopardeelétronsdaligação. Assim, o elementomais eletronegativo atraimaisintensamenteoselétrons,deslocandoanuvemeletrônicaparamaispróximodesi.Emumaligaçãoentreoátomodecarbonoeoátomode fósforo,anuvemeletrônicada ligaçãoestarámaispróximadofósforo,jáqueeleémaiseletronegativoqueocarbono.

Questão 21Comentário:Aenergiadeionizaçãocorrespondeàenergianecessáriapararetirarelétronsdecamadasmaisexternasde um átomo no estado gasoso. A primeira energia deionizaçãoégastapararetiraroprimeiroelétrondevalência,asegundaenergiadeionizaçãoégastapararetirarosegundoelétronatéquesejamretiradostodososelétronsdoátomo.Éimportantelembrarqueaenergianecessáriapararetirarelétronsdascamadasmaisinternasdoátomoémuitomaior,vistoqueesseselétronsestãomaisfortementeatraídospelonúcleoatômico.

Átomosmuito eletronegativos tendema ter raiosmenores,jáqueoselétronsexperimentamumaforteatraçãonuclear, oquefavoreceuma“contração”dascamadasatômicaseresultaemraiosmenores.Essasituaçãofazcomqueasenergiasdeionizaçãosejammaiores,poisserámaisdifícilretirarelétronsde átomos com essas características. Logo, átomosmuitoeletronegativospossuemraiosmenoresepossuemelevadasenergiasdeionização.

Questão 22Comentário:Oflúortemumraiomenorqueosódio,oquefazcomqueseuselétronsestejammaisfortementeatraídospeloseunúcleo.Sendoassim,aenergiadeionizaçãodoflúor, queéaenergianecessáriapararetiraroelétrondacamadadevalênciadesseátomonoestadogasoso,émaiorqueadosódio,queéummetaldemaiorraioatômicoe,consequentemente,menoreletronegatividade.

Exercícios propostos

Questão 01 Comentário:Essaafirmaçãoestácorreta,poisoselementosquímicosque se localizamemummesmogrupoou famíliapossuem propriedades químicas semelhantes. Isso ocorreporqueesseselementospossuemomesmonúmerodeelétronsde valência e isso permite que o comportamento químico, noqueserefereaotipodeligaçãoquímicarealizadacomoutroselementos,sejasimilar.Assim,assubstânciasformadasporesseselementospossuempropriedadessemelhantes.


A) Oselementosquímicosestãoordenadosnatabelaperiódicaporordemcrescentedenúmeroatômico,de formaqueoselementosdeummesmoperíodopossuemomesmonúmerodecamadaseletrônicas,eelementosquímicosdeumamesmafamíliapossuemomesmonúmerodeelétronsdevalênciaemesmaspropriedadesquímicas.

B) Um halogênio é encontrado no grupo ou família VIIA;ummetal alcalino é encontradona família IA; ummetalalcolinoterrosoéencontradonafamíliaIIA;umcalcogênioé encontradona famíliaVIA e umgásnobre é encontrado naVIIIA.

Questão 03 – Soma = 06Comentário: Paraa resoluçãodessaquestão, analisaremoscadaumadasafirmativas.00.Incorreta. A grande maioria dos metais é sólida à

temperatura ambiente, entretanto, omercúrio é líquidonascondiçõesambiente.

01.Incorreta.Osnãometaissãoencontradosnanaturezaemtodososestados físicos:osgasesnobres,ooxigênio,onitrogênio,porexemplo,sãoencontradosnoestadogasoso;obromonoestadolíquidoeofósforoeoiodosãosólidosnascondiçõesambiente.

02.Correta.Comooelementoquímicopotássioseencontranoquartoperíododatabelaperiódica,elepossuiquatrocamadasouníveiseletrônicosocupadosporelétrons.

03.Incorreta.OalumínioselocalizanafamíliaIIIA,ouseja,possuitrêselétronsnacamadadevalência.JáooxigênioéumcalcogênioeestánafamíliaVIAdatabelae,assim,possui seis elétrons de valência, um amais do que oalumínio.

04.Correta.Oalumínioestánoterceiroperíododaclassificaçãoperiódica,oquesignificaqueseuselétronsocupamtrêscamadaseletrônicas.Ooxigênioestánosegundoperíododaclassificaçãoperiódica,ouseja,possuisomenteduascamadaseletrônicasocupadas.

Questão 04Comentário: Paraa resoluçãodessaquestão, analisaremoscadaumadasalternativas.

1. Correta.Oelementoquímicoquepossuinúmeroatômico34éoselênio,queestálocalizadonafamíliaVIA,tambémdenominadafamíliadoscalcogênios.

2. Incorreta.Oelementoquímicodenúmeroatômico22éotitânio,ummetaldetransiçãoexternaqueselocalizanaquartafamíliaenoquartoperíododatabelaperiódica.

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Coleção EF918

3. Incorreta.Oselementosdacolunazerosãoclassificadoscomogasesnobres,ouseja,possuembaixareatividadefrente a outros elementosquímicos. Isso ocorreporqueesseselementospossuemacamadadevalênciatotalmentepreenchida:ohéliopossuidoiselétronsdevalência,eosdemaispossuemoitoelétronsdevalência,oqueconfereestabilidadeaesseselementos.

Questão 05Comentário: Omercúrio é ummetal que, nas condiçõesambiente,élíquido,ouseja,éummetaldebaixíssimopontodefusão,cercade–38,8°C.EsseelementoestálocalizadonosextoperíododatabelaperiódicaenafamíliaIIBoufamília12, sendo, portanto, ummetal de transição externa. Logo, asafirmativas1,3,4e5estãoincorretas,eaafirmativa2éaúnicacorreta.

Questão 06Comentário:Essaafirmaçãoestá incorretaumavezqueoselementosdeumamesmafamíliapossuemomesmonúmerode elétrons de valência e, consequentemente, asmesmaspropriedades químicas. Elementos de ummesmo períodopossuem omesmo número de níveis de energia e reúnemelementoscompropriedadesquímicasdiferentes,porém,comomesmonúmerodeníveiseletrônicosocupados.


A) OselementoslocalizadosnaregiãoIIpossuemdoiselétronsnacamadadevalência,poiscorrespondemaelementosdafamíliaIIA,metaisalcalinoterrosos.

B) AregiãoIIIenglobaosmetaisdetransição.Assim,comosetratamdemetais,podemoscaracterizá-lospelosaltospontosdefusãoeebulição(excetoomercúrio),elevadobrilhometálico, boa condução de eletricidade e calor,ductilidadeemaleabilidade.

C) OsgasesnobresestãolocalizadosnafamíliaVIIIA,queédestacadapelaregiãoVIInoesquemadaquestão.

D) Osmetais alcalinos reagem violentamente com a águaproduzindo gás hidrogênio e o respectivo álcali. EsseselementosestãolocalizadosnaregiãoIdoesquema.

Questão 08 – Soma = 06Comentário: Paraa resoluçãodessaquestão, analisaremoscadaumadasafirmativas.

01.Incorreta. O fato dos elementos de ummesmo grupopossuíremomesmonúmerodeelétronsdevalênciafazcomquesuaspropriedadesquímicassejamsemelhantes,poisasligaçõesquímicasestabelecidasentreelesoucomoutroselementossãosimilares.Assim,assubstânciasquecontêm esses elementos possuem propriedades físico- -químicassemelhantes.

02.Correta. Os elementos que pertencem a ummesmogrupopossuemomesmonúmerodecamadaseletrônicasocupadas com elétrons e estão dispostos por ordemcrescente de número atômico. O último elemento decadaperíododeveserumgásnobre,jáqueessepossui oito elétrons na sua camada eletrônica de valência, comexceçãodohélioquepossuidoiselétrons.

04.Correta.No fimde cada período, temos umgás nobre.

Esse elemento é caracterizado pela baixa reatividade

química, pois possui a camada eletrônica de valência

preenchida com oito elétrons ou dois elétrons no caso

do hélio. Isso confere estabilidade a esses elementos,

jáquenãoénecessárioestabelecerligaçõesquímicascom

outroselementosparaatingiremooctetocompletoouo

duetocompleto.

Questão 09Comentário: Na tabela apresentada, foram fornecidos os

valoresdenúmerodemassaenúmerodenêutronsparacada

átomo.Assim,sesubtrairmosonúmerodenêutronsdonúmero

demassa, teremos o número atômico e, assim, podemos

localizaroelementoquímicoaquecadaátomocorresponde.

ÁtomoA→Z=19–10=9→Elementoquímico:Flúor

ÁtomoB→Z=23–12=11→Elementoquímico:Sódio

ÁtomoC→Z=35–18=17→Elementoquímico:Cloro

ÁtomoD→Z=39–20=19→Elementoquímico:Potássio

Como o sódio e o potássio se encontram na família IA,

os átomos B e D possuem propriedades químicas seme-

lhantes.Damesmaforma,osátomosAeC,jáqueambos

sãodeelementosquímicoslocalizadosnafamíliaVIIAda

tabelaperiódica.


A) Alguns elementos se sobressaemmais do que outros

nessa“competição”devidoaoraioatômicoeaonúmero

de prótons em seu núcleo. A eletronegatividade é uma

propriedadeperiódicaquevariadeacordocomoperíodo

ecomogruponosquaisdeterminadoelementoquímicose

encontranatabelaperiódica.Nummesmogrupo,quanto

menororaioatômico,maiorseráaeletronegatividade.Num

mesmoperíodo,quantomaioronúmerodeprótons,maior

aeletronegatividade,poisoraioatômicoserámenor.

B) Oflúorémaiseletronegativoqueooxigênio,poisambos

estão localizadosnomesmoperíododa tabelaperiódica

(segundoperíodo),eonúmerodeprótonsdoflúor(Z=9)

éumaunidademaiorqueodooxigênio(Z=8).

Questão 11Comentário:Oselementosmetálicosconstituemmateriais

comboascapacidadesdeconduzircaloreeletricidade.Isso

épossíveldevidoàsbaixasenergiasdeionizaçãoeàsbaixas

eletronegatividadesdesseselementosquímicos.Oselétrons

devalênciadosmetaisestãomaisdisponíveisdevidoàbaixa

atraçãodonúcleoporelesepodemsemovimentarcommais

facilidade,oqueexplicaessaspropriedadescitadas.

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Questão 12Comentário:Oselementosflúorecloronãodeveriamestarnaprimeiracoluna,referenteaosgasesnobres,jáquesetratamdehalogênios.Nasegundacoluna,nãoháerros,poisaprata,ozinco,ocromoeocobrerealmentesãometaisdetransição.Naterceiracoluna,omercúrionãoémetalalcalino.Naquartacoluna, há um erro: o nitrogênio não é um halogênio. E, naúltimacoluna,nãoháerros,vistoquetodososelementoslistadossãorealmentemetaisalcalinoterrosos.

Questão 13 – Soma = 01Comentário:Paraaresoluçãodessaquestão,analisaremoscadaumadasafirmativas.

01.Correta.Oelementoquímicoquepossuinúmeroatômicoigual a 16 é o enxofre, que se localiza na família VIA. Umelementoquetempropriedadesquímicassemelhantesàsdoenxofredeveestarlocalizadonamesmafamília.Entreoselementoscitados,oselênioéoúnicoqueselocalizanafamíliaVIA.

02.Incorreta.Oelementoéoenxofre,queselocalizanoterceiroperíododatabelaperiódica,nafamíliadoscalcogênios.

04.Incorreta.Oenxofreéumametaleéclassificadocomoumcalcogênio.

08.Incorreta.Emcondiçõesambiente,oenxofreéencontradonoestadosólidosobduasformasalotrópicas:monoclínicoerômbico.


A) Omercúrioéoúnicometalqueéencontradolíquidonascondições ambiente, logo, seu ponto de fusão deve sermenorque25°C.Dessaforma,asubstânciasimplesTéaquecorrespondeaomercúrio.

B) Considerandoascaracterísticasgeraisdosametais,umadelas é a baixa condutividade elétrica. Os ametais sãoconsiderados isolantes, já que sãomaus condutores deeletricidade.Dessaforma,asubstânciasimplesquepossuiessacaracterísticaéasubstânciaU.

C) O chumbo é ummetal sólido à temperatura ambiente, maspossuiumbaixopontodefusãocomparadocomoutrosmetais. Alémdisso, é umbom condutor de eletricidade. Entre as substânciasVeXque restaram,aquemais seaproximadascaracterísticasdochumboéasubstânciaX.

Questão 15 – Soma = 62Comentário:Paraaresoluçãodessaquestão,analisaremoscadaumadasafirmativas.01.Incorreta.Oselementosquímicosnatabelaperiódicaestão

organizados em ordem crescente de número atômico.Assim, seguindo essa lógica, o elemento químico cujonúmeroatômicoéiguala116estarálocalizadonafamíliaVIA,ouseja,oelementoseráumcalcogênio.

02.Correta.Seguindoaordemcrescentedosnúmerosatômicosna tabela, o elemento químico de número 118 estarálocalizadonafamíliaVIIIA,portanto,seráumgásnobre.

04.Correta.Ambososelementos,116e118,estarãolocaliza-dosnoúltimoperíododatabelaperiódica.Esseselementospossuemumelevadonúmerodeelétronsqueestãodistri-buídosemtodasassetecamadaseletrônicas.

08.Correta. O elemento chumbo é também denominadoplumbumnolatim,oqueoriginouosímboloPbpeloqualérepresentado.

16.Correta.Oelementoquímicodescoberto,cujonúmeroatômi-coé118,estálocalizadonafamíliaVIIIAdatabelaperiódica.Logo,elepossuioitoelétronsnacamadadevalência.

32.Correta.Oselementosquímicossintetizadospelohomememaceleradoresdepartículasquenãosãoencontradosnanaturezasãochamadosdeelementosartificiais.

Questão 16Comentário:Adiminuiçãodoraioatômicoocorredaesquerdaparaadireitanatabelaperiódicaepodeserexplicadapeloaumento do número de prótons no núcleo, ou seja, peloaumentodacarganuclear,oquegeraumamaioratraçãodonúcleopelosseuselétrons,provocandoumareduçãonoraio.Oelementosódiopossui11prótonsemseunúcleo,eocloropossui17prótons.Dessaforma,onúcleodoátomodecloroatraimaisfortementeseuselétronse,assim,possuiumraiomenorsecomparadocomoraiodosódio.

Questão 17Comentário:Paraaresoluçãodessaquestão,analisaremoscadaumadasafirmativas.

I. Incorreta. Em umamesma família, quantomaior for operíodoemqueoelementoquímico seencontra,maiorseráoseuraioatômico,jáque,dessaforma,onúmerodecamadaseletrônicasdoelementoocupadascomelétronsserámaior.

II. Correta. Os elementos estão organizados por ordemcrescentedenúmeroatômico.Sendoassim,emummesmoperíodo,osnúmerosatômicoscrescemdaesquerdaparaadireita.

III.Correta.Oselementosquepossuemummenorraioatômicopossuem energias de ionizaçãomais altas. Isso ocorre,pois os elétronsmais fortemente atraídos pelo núcleo(raioatômicomenor)sãomaisdifíceisdeseremretirados,requerendomaioresenergiasdeionização.Dessaforma,comadiminuiçãodo raio,debaixoparacima,ocorreoaumentodaenergiadeionização.

IV. Correta. A eletronegatividade aumenta em direção aoelemento flúor, que se localiza na extrema direita databela.Sendoassim,emummesmoperíodo,ovalordaeletronegatividadeaumentadaesquerdaparaadireita.


A)Chumbo–Metal Arsênico–Ametal Cádmio–Metal

Mercúrio–Metal Fósforo–Ametal Boro–Ametal

B) Os elementos localizados nomesmo grupo na tabelaperiódicasãooarsênicoeofósforo,ambosnafamíliaVA,eocádmioeomercúrio,queestãonafamília12ouIIB.Oelementoquepossuimenoreletronegatividadeéoquepossuimaiorraioatômico,ouseja,emummesmoperíodoseráoelementoquetivermaiornúmeroporpossuirmaiscamadas eletrônicas. Dessa forma, o arsênico émenoseletronegativo que o fósforo, e o mercúrio é menoseletronegativoqueocádmio.

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Questão 19Comentário: A) Os elementos químicos estão organizados pela ordem

crescentedenúmerodeelétronsoudepreenchimentodascamadaseletrônicas.

Aprimeiralinhaéformadapeloselementosquepossuemelétronsapenasnaprimeiracamadaeletrônicacomeçandopelo hidrogênio, que possui um único elétron em suacamadadevalência,seguidodohélio,comdoiselétrons. Asegundalinhaapresentaelementosquepossuemelétronsdistribuídos emduas camadas e assim sucessivamente. Deacordocomessecritériodeclassificaçãodoselementosquímicos,podemosconcluirque,naquartalinha,portanto,estarão os elementos que possuem 11 e 12 elétrons,respectivamente,quesãoosódioeomagnésio.

B) Geralmente, o elemento que tem omaior potencial deionização também é omais eletronegativo. Isso ocorrejá que, nesses elementos, a carga positiva do núcleoatraimais fortemente seus elétrons e a energia gastapara retirá-los émuitoalta.Assim,na terceira linhadatabela periódica, o flúor é o elemento que apresenta essascaracterísticas.


A) Na tabela periódica, o potencial de ionização aumentadaesquerdaparaadireitaedebaixopara cima. Logo, oelementoqueapresentaomenorpotencialdeionizaçãoéobário,queseencontramaisàesquerdaemaisabaixonatabela.

B) OsmetaisdetransiçãosãoaquelesqueselocalizamnasfamíliasBdatabelaperiódica.Entreoselementoscitados,oferro,omercúrioeocromosãoelementosdetransição.

Testes01. A

02. C

03. B

04. A

05. C

06. E

07. D

08. C

09. D

10. B

11. A

12. D

13. D

14. C

15. D

16. A

17. C

18. E

19. C

20. B

CAPÍTULO - A4ligações químicasExercícios de aprendizagemQuestão 01Comentário:Osfenômenosnanaturezaocorremespontane-amentedeformaqueosistemaformadoatinjaumestadodemaiorestabilidadequeoinicial.Aestabilidadeestárelacionadacomoconteúdoenergéticodossistemas,jáquesistemasmaisestáveispossuemmenorenergia.Assim,algunsátomosdeelementosquímicos,quandonãoestãoligados,sãoinstáveis,mas,quandoseligamquimicamenteaoutrosátomos,formamumconjuntomaisestável.Dessaforma,oconteúdoenergéticodoconjuntoémenorqueasomadosconteúdosenergéticosdosátomosisolados.Nessescasos,aformaçãodeumaligaçãoquímicaéfavorecida.


Questão 02Comentário:Quandodoisátomosseaproximamparaformara ligação química, ocorre repulsão entre suas eletrosferas,assim comoocorre repulsão entre seus núcleos atômicos e, aomesmotempo,ocorreatraçãodonúcleodeumpelaeletrosferadooutro.Existeumadistânciaentreosátomosemqueaatraçãonúcleo-eletrosfera émaior que as repulsões núcleo-núcleo eeletrosfera-eletrosferaealigaçãoquímicaéestabelecida.Nessascondições, ocorre um abaixamento da energia potencial dosistemae,portanto,umaumentodesuaestabilidade.

Questão 03Comentário:Ocomprimentodeligaçãocorrespondeaumadistânciamédiaentreosátomosligados,ouseja,umadistânciaquepodeoscilarentreumvalormínimoeumvalormáximo.Quandoosátomosseaproximameultrapassamadistânciamínima,arepulsãonúcleo-núcleoseintensifica,eaenergiapotencialdosistemaaumentasignificativamente.Quandoosátomosseafastameultrapassamadistânciamáxima,aatraçãoentrenúcleo-eletrosferadiminui,ealigaçãoserompe.Portanto,átomos ligadososcilamemtornodeposiçõescujadistânciamédiaédenominadacomprimentodeligação.

Questão 04Comentário:Os gases nobres são elementos químicos quepossuemoduetoouooctetocompleto,oqueconfereaelesumaestabilidadequímica.Porisso,quandoelesestãoligados,aenergiapotencialdosistemaformadoémaiorqueaenergiadoselementosisolados,ouseja,osistemaformadoéinstável. Osoutroselementosquímicosseligamparaadquiriraconfi-guraçãodeumgásnobreeatingiraestabilidade.

Questão 05Comentário:Aespéciequímicaqueestácomaconfiguraçãode Lewis incorreta é o HCN. Entre os elementos citados, ohidrogênioéoúnicoelementoqueatingeaestabilidadecomdoiselétrons,eosdemaisseestabilizamcomoitoelétrons. Ocarbonotemquatroelétronsdevalênciaeprecisadequatroligações para completar o octeto, o nitrogênio possui cincoelétronsdevalênciaeprecisadetrêsligaçõeseooxigênio,quepossuiseiselétronsdevalência,precisadeduasligaçõesparacompletarooctetoeatingiraestabilidade.NaconfiguraçãodeLewisdaprimeiraespécie,ocarbonoestáfazendoapenastrês ligações, e o nitrogênio, duas, quantidade insuficienteparaestabilizaressesátomos.Nasegundaespécie,ocarbonofazcorretamenteasquatroligações,ecadaoxigêniofazduasligações.Naterceiraespécie,cadahidrogêniofazumaligação,osoxigêniosfazemduasligaçõeseocarbonofazasquatroligaçõesnecessáriasparaaestabilidadedessaespécie.

Questão 06Comentário: A) Aligaçãocovalentepolarocorreentreátomosdeelementos

químicosqueapresentamdiferençadeeletronegatividade,ou seja, para que um dos átomos da ligação atraia oselétronscompartilhadoscommaisintensidadequeooutro.Assim,todasasespéciesanalisadasapresentamligaçõespolares:naprimeira,há ligaçãooxigênio-hidrogênio,nasegunda, ocorrem duas ligações carbono-oxigênio, naterceira,ocorreligaçãonitrogênio-hidrogênioe,naúltima,ligaçãoentreoboroeoflúor.

B) Naúltimaespécie,oelementoquímicoboroseestabilizacomapenasseiselétronsnacamadadevalência,sendoumaexceçãoàregradoocteto.Issopodeserobservadonaquantidadedesuasligaçõesestabelecidascomoátomodeflúor,apenastrêsligaçõescovalentessimples.

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Questão 07Comentário:X,YeZpodemsersubstituídospeloselemen-tosquímicosnitrogênio,carbonoefósforo,respectivamente.Naprimeiraespécie,onitrogênio,quetemcincoelétronsdevalência, faz três ligações:uma ligaçãosimplescomátomode oxigênio, uma ligação dupla com átomo de oxigênio ecompartilhaumpardeelétronscomoutroátomodeoxigêniopormeiodeuma ligação coordenada.Na segundaespécie,o carbono,que temquatroelétronsdevalência, fazquatroligações covalentes para completar o octeto: duas ligaçõessimplescomdoisátomosdeoxigênioeumaligaçãoduplacomoutroátomodeoxigênio.Naterceiraespécie,ofósforo,quetemcincoelétronsdevalência,faztrêsligaçõessimplescomátomosdeoxigênioe,ainda,apresentaumpardeelétronsnãoligantesqueécompartilhadoparafazerumaligaçãocovalentecoordenada,totalizandoquatroligações.Portanto,asespéciesquímicassãorepresentadasdaseguintemaneira:

H O NO

O

H OC O

H O

H OP OH O

H O

Questão 08Comentário: A) Não.Oânion1éatraídopor todosos cátionsda rede:

2,4,5,7,10e12.Noentanto,oscátionsqueestãomaispróximos, 2 e 5, são atraídos commaior intensidade. Àmedidaqueoscátionsseafastam,aatraçãodiminui,masnãocessa.

B) Ocátions2e5atraemoânion1commaiorintensidadeporestaremaumadistânciamenor,oqueintensificaaatração.

C) Ocátion12atraioânion1 commenor intensidadeporestaraumadistânciamaiordoqueosdemaiscátionsemrelaçãoaesseânion.

D) Aligaçãoiônicanãoéumaligaçãodirecional,poisosíonsseatraememtodaasuaextensão.Assim,umcátionatraitodososânionsdaredeemtodasasdireções.

E) A carga dos íons que constituem o composto é umfator que influencia na força de atração entre eles e,consequentemente, na intensidade da ligação iônica. Osíonsdemaiorcargaseatraemcommuitaintensidade,logo, como a distânciamédia entre os íons nos doiscompostoséamesma,aenergianecessáriaparaseparara rede deve ser maior, o que ocorre com o BaO secomparadocomoKCl.

Questão 09Comentário: A ligação iônicamais intensa ocorre no KF.Baseando-senosdadosdeenergiafornecidosnatabela,podemosconcluirqueocompostoquepossuialigaçãoiônicamaisforteéaquelequerequerumamaiorquantidadedeenergiapararomperasuaredecristalina,quenocasoéiguala826kJ.

Questão 10Comentário: Um dos critérios utilizados para avaliar se aligaçãoéiônicaéadiferençadeeletronegatividadedosele-mentosligantes.Seessadiferençaforigualoumaiorque1,7,aligaçãoéiônica(exceçãofeitaaocompostoHF).Sendoassim,baseandonosvaloresfornecidosnatabela,analisaremoscadaumdoscompostos:

A) AsH3 →2,1–2,0=0,1

B) NaF→4,0–0,9=3,1Ligaçãoiônica

C) SiO2 →3,5–1,8=1,7Ligaçãocomcaracterísticasiônicas

D) AlCl3 →3,0–1,5=1,5

E) ZnO→3,5–1,6=1,9Ligaçãoiônica

F) BeCl2 →3,0–1,5=1,5

G) BaS→2,5–0,9=1,6

H) CH4 →2,5–2,1=0,4

I) Cr2O3 →3,5–1,6=1,9Ligaçãoiônica


1. Umcompostotemnaturezaiônicaquandoadiferençadeeletronegatividade entre os átomos ligantes émaior ouiguala1,7,excetonaligaçãoentrehidrogênioeflúor.

2. Umaligaçãoiônicaéformadaquandoespécieseletricamen-teneutrasformamcátionseânions,quedãoorigemaumaredecristalinaquedeveserformadaporumelementodebaixaenergiadeionização,oqualoriginaráocátion,eaoutradeveserformadaporumelementodealtaenergiadeionização,originandooânion.

Questão 12Comentário:Paraaobtençãodasfórmulasquerepresentamoscompostos iônicosapartirdeseus respectivoscátionseânions,bastaigualarmosaproporçãoentreonúmerodecargaspositivasenegativasdocomposto.

Atabelaapresentadaencontra-sepreenchidalogoaseguir:

Cátion Ânionproporção cátion-ânion

necessária para igualarmos as cargas positivas

e negativas

Fórmula do

composto formado

K+ I– 1cátionpara1ânion KI

Li+ S2– 2cátionspara1ânion Li2S

Ca2+ F– 1cátionpara2ânions CaF2

Ca2+ CN– 1cátionpara2ânions Ca(CN)2

Ba2+ NO3– 1cátionpara2ânions Ba(NO3)2

Al3+ PO43– 1cátionpara1ânion AlPO4

Ga3+ CO32– 2cátionspara3ânions Ga2(CO3)3

Al3+ N3– 1cátionpara1ânion AlN

Li+ SO32– 2cátionspara1ânion Li2SO3

Ba2+ NO2– 1cátionpara2ânions Ba(NO2)2

Al3+ CO32– 2cátionspara3ânions Al2(CO3)3

Questão 13Comentário:Deacordocomascaracterísticasapresentadas,ocompostonãopossuicaráteriônico,jáqueconduzeletricidadeno estado sólido. Para que isso ocorra, é necessário queportadores de cargas estejam livres pra semovimentar, ecompostosiônicosnoestadosólidosãoconstituídosporumaredeorganizadade íonsqueocupamposições fixas.Assim,oscompostosiônicossomenteconduzemeletricidadequandoestãoemsoluçãoounoestadolíquido.

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Coleção EF922

Questão 14Comentário:Oscompostosquepossuemascaracterísticasapresentadassão:LiO,CaF2eK2Se.Essaspropriedadessãotípicasdecompostosiônicosepodemosidentificá-las,entreos compostos apresentados, pela diferença de eletronega-tividadeentreosátomos.O lítio,opotássioeocálciosãometaisepossuembaixaseletronegatividades,eooxigênio,oselênioeoflúorsãoametaisepossuemaltaseletronegati-vidades,condiçõesnecessáriasparaformarcátionseânions,respectivamente.

Questão 15Comentário:Osmetaissãobonscondutoresdeeletricidadeecalordevidoàpresençadeelétronslivresemsuaconstituição.Issoocorre,poisabaixaeletronegatividadeeabaixaenergiadeionizaçãodesseselementosresultamemumabaixaatraçãodosnúcleospelosseuselétronsdevalência,ecomoaseletrosferas dosátomosestãounidas,oselétronspodemtransitarlivrementeemtodaaextensãodomaterial.Assim,omodeloda ligaçãometálicaéconhecidocomoomodelode“mardeelétrons”,emque os cátionsmetálicos estariammergulhados emummardeelétronslivres.Paraaconduçãodeeletricidadeecalor,sãonecessáriosportadoresdecargacomliberdadedemovimentação,que,nocasodosmetais,sãooselétronslivres.

Questão 16 Comentário:Oestadofísicoemqueseencontraoferroeomercúrionas condiçõesambienteé fortemente influenciadopela intensidade da ligaçãometálica. O ferro é encontradobicarregado e tricarregado, e o mercúrio é encontradomonocarregadoebicarregado,oquejustificaofatodaligaçãodo ferro sermais intensa que a ligação nomercúrio. Alémdisso,omercúriopossuiumraioiônicomaiorqueodoferro,eessefatorfazcomquealigaçãonomercúriosejamaisfracasecomparadacomadoferro.


Questão 01Comentário: A ligação covalente é estabelecida quando aenergia potencial do sistema formado émenor que a somadasenergiaspotenciaisdosátomosisolados.Assim,oqueseobservaéumabaixamentodaenergiatotalquandoosátomoscompartilhamparesdeelétrons.Nográficoapresentado,pode-mosinferirquealigaçãoéformadanovalequecorrespondeàenergiade–400kJ/mol,eocomprimentodeligaçãoéiguala100x10–12mou1angstrom.

Quandoosátomosseaproximamdeformaqueocomprimentodeligaçãosejamenorque100x10–12m,arepulsãoentreosnúcleosatômicosseintensifica,eosistemasetornainstávelcomconsequenteelevaçãodaenergiatotaldosistema,situaçãopoucofavorável.

Questão 02Comentário:Essaafirmaçãonãoprocede,poisseaespéciemonoatômicaforestável,nãoháanecessidadedoátomoseligaraoutroátomoparacompletaracamadadevalência.Éocaso,porexemplo,dosgasesnobresque,namaioriadoscasos,alcançamaestabilidadesemteranecessidadedeseligaremaoutroátomo.

Questão 03Comentário: A) Naconfiguraçãoeletrônicadogáshélio,acamadaKestá

completacomdoiselétrons.OelementoXpossuiacamadadevalênciaincompletacomapenasumelétron.Seesseelementoperderumelétronesetransformaremumcátionmonovalente,X+,eleficarácomaconfiguraçãodogáshélio.

B) O elementoZ possui cinco elétrons de valência e, paraatingiraestabilidade,deveganharmaistrêselétronsoucompartilhartrêselétronsparaatingirooctetocompletonacamadadevalência.

Questão 04Comentário: A) Onúmerodeelétronsdevalênciadecadaumdoselementos

pode ser obtido de acordo coma sua posição na tabelaperiódica:ocloroeoflúorestãonafamíliaVIIAe,porisso,têmseteelétronsdevalência;oenxofreencontra-senafamíliaVIAetemseiselétronsdevalência;eohidrogênioestánafamíliaIA,tendo,portanto,apenasumelétrondevalência.ArepresentaçãodeLewisdesseselementoséaseguinte:

H S C F

B) Ohidrogênio temapenas umelétron de valência, que écompartilhadocomoutroátomodehidrogênioparaformaramolécula de H2 completando o dueto e adquirindo aestabilidade;ocloroeoflúortêmseteelétronsnacamadadevalênciaeadquiremaestabilidadecompartilhandoumelétroncadaparaformarumaligaçãocovalentesimplesecompletaroocteto;ohidrogênioeoflúorcompartilhamumelétroncada, de forma que ambos adquiram, respectivamente, oduetoeoctetocompleto;oenxofre,porsuavez,temseiselétronsnacamadadevalênciaeadquireooctetocompletocompartilhandodoiselétronscomdoisátomosdeflúorque,dessaforma,tambémseestabilizam.

Logo,asrepresentaçõesdeLewisparaassubstânciasapre-sentadassão:

H SH HC F

FF

F

Questão 05Comentário:Onúmerode ligaçõescovalentessimplesquecadaumdoselementosécapazderealizarestáespecificadonoquadroaseguir:

Átomo C N O F

número de ligações 4 3 2 1

OcarbonotemquatroelétronsnacamadadevalênciaeestálocalizadonafamíliaIVAdatabelaperiódica,sendonecessário,portanto,compartilharquatroelétronsparaatingirooctetoealcançarasuaestabilidade.Sendoassim,eledevecompartilharos seus elétrons de valência pormeio de quatro ligaçõescovalentesparaadquiriraestabilidade.Omesmoraciocínioéutilizadoparaonitrogênio,queseencontranafamíliaVA,etemcincoelétronsdevalênciae,dessaforma,realizatrêsligaçõesparaatingiroocteto.OoxigênioseencontranafamíliaVIAetemseiselétronsdevalência,realizando,dessaforma,duasligaçõescovalentes.E,finalmente,oflúor,queestálocalizadonafamíliaVIIAetemseteelétronsdevalência,realizaapenasumaligaçãopara,dessaforma,atingirsuaestabilidade.

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A) As espécies químicas I e III têm em suas composiçõesátomosdehidrogênio,eesseelementonãoseguearegradoocteto,vistoqueeleseestabilizacomdoiselétronsesegue,portanto,aregradodueto.

B) Ligações covalentesmúltiplas ocorremnas espécies I eII,poisnessas ligaçõesháocompartilhamentodemaisdeumpardeelétronsentredoisátomos.NaespécieI, os átomos de carbono e nitrogênio compartilham seiselétronsemumaligaçãotripla,enaespécieII,oátomodecarbonocompartilhaquatroelétronscomcadaátomodeoxigênionaformadeumaligaçãodupla.

C) NaespécieIII,oátomodeenxofreestáfazendoduasligaçõescovalentescoordenadas,nasquaisdoisparesdeelétronsnão ligantesdesseelementoestãosendocompartilhadoscomdoisátomosdeoxigênio.Oenxofrepossuiseiselétronsdevalênciaenecessitadeduas ligaçõescovalentesparaatingiroocteto.Como“sobram”doisparesdeelétronsnãoligantes,quandooenxofrecompletaoocteto,essespodemsercompartilhadoscomosdoisátomosdeoxigênio.

Questão 07Comentário: A) Oelementoquímicofósforopossuicincoelétronsdevalência

epodefazertrêsligaçõescovalentesparaatingiroocteto.Noentanto,esseelementopermiteaexpansãodoocteto,podendoacomodaratédezelétronsnacamadadevalência.Paraisso,elecompartilhaseuscincoelétronspormeiodecinco ligações covalentesnormais comoutros elementos,totalizando cinco pares de elétrons compartilhados. EssasituaçãoéaqueocorrenocompostoPCl5.

B) Não. Conforme foi comentado anteriormente, o fósforocompartilhaseuscincoelétronsdevalênciapormeiodecinco ligações covalentes normais, totalizando os dezelétronscompartilhados.

Questão 08 – Soma = 02Comentário:Pararesoluçãodessaquestão,analisaremoscadaumadasafirmativas.

01.Incorreta. No compartilhamento de um par eletrônicoentreosátomosdehidrogênioecloro,oselétronsestão,emmédia,posicionadosmaispróximosdoátomodecloropelofatodesseelementopossuimaioreletronegatividade,oquecaracterizaumaligaçãocovalentepolar.

02.Correta.Essaafirmaçãoéaprópriadefiniçãode ligaçãocovalente:ligaçãoqueseestabeleceapartirdocompar-tilhamentodeelétronsdevalênciaentreosdoisátomosparticipantesdaligação.

04.Incorreta.Comoaligaçãoquímicaocorresomentecomoselétronsmaisexternos,elementosderaiosmaiores,quandoseligam,produzemligaçõesmaislongas.

Questão 09Comentário: A) DuasligaçõessimplesB) UmaligaçãoduplaC) NenhumaligaçãotriplaD) NenhumaligaçãocoordenadaE) DuasligaçõespolaresF) Duasligaçõesapolares

Questão 10Comentário:Osátomosqueseligamcovalentementepodemdarorigemadoistiposdesubstâncias:covalentesemoleculares.Assubstânciasmolecularessãoformadaspormoléculasquetêmarranjosdefinidos,ouseja,comumnúmerofixodeátomos.Essasmoléculasrealizaminteraçõesintermoleculares,oquetornapossívelencontrá-lasemcondiçõesambientenostrêsestadosfísicos:sólido,líquidoegasoso,jáqueessasinteraçõessãobemmaisfracasqueasligaçõescovalentes.Assubstânciasmolecularessãosolúveisemsolventesdemesmapolaridadeegeralmentepossuembaixospontosdefusãoeebuliçãosecompararmos às substâncias covalentes. Por outro lado, assubstânciascovalentessãoconstituídasderedesdeátomosinterligadoscovalentemente,sendoonúmerodeátomosqueasconstituem,indefinido.Oestadofísicodessescompostoséosólido,sendoelesinsolúveisemqualquertipodesolvente.Parafundirouebuliressesmateriais,énecessárioromperligaçõescovalentes,quesãomuitofortes.Porisso,astemperaturasdefusãoeebuliçãodessescompostossãomuitoaltas.

Questão 11Comentário: A substância covalente é o diamante. Issoé facilmente observado pela natureza química da unidadeestruturaldassubstânciasapresentadas:odiamanteéaúnicasubstânciaqueseorganizaemumarededenúmeroindefinidodeátomos,oqueécaracterísticodesubstânciascovalentes.Asoutrasespéciesapresentadaspossuemunidadeestruturalcomnúmerodefinidodeátomose,portanto,sãoclassificadascomosubstânciasmoleculares.

Questão 12Comentário:Podemos,pelonúmerodeelétronsdevalência,identificar a posição de cada elemento na tabela periódicaeverificarseeleémetaleformacátionouametaleformaânion para completar o octeto. O elemento X é ummetalalcalino, pois possui apenas um elétron de valência e, porisso,encontra-senafamíliaIA,podendoformarocátionX+. O elemento Y possui dois elétrons de valência e, por isso,estánafamíliaIIAdosmetaisalcalinoterrosos.Sendoassim,ocátiondesseelementoseráY2+.OelementoZéumametal,poislocaliza-senafamíliaVAeformaoânionZ3–.Portanto,paraaobtençãodasfórmulasquerepresentamoscompostosiônicosapartir de seus respectivos cátionseânions,bastaigualarmosaproporçãoentreonúmerodecargaspositivasenegativasemcadacomposto.Assim,unindoesseselementosnaproporçãocorretaparaaneutralizaçãodacarga,temososcompostosX3ZeY3Z2.


A) MgF2.

B) Omagnésioéummetalalcalinoterroso,debaixaeletrone-gatividade,quepossuidoiselétronsnacamadadevalência.Assim,esseelementotendeaformarcátiondecarga2+,completandooseuocteto.Oflúor,poroutrolado,éumametaldealtaeletronegatividadeepossuiseteelétronsnacamadadevalência.Dessaforma,atendênciadesseelementoéformarânionmonocarregado,completandooseuocteto.Nacombinaçãodessesdoisíonsparaaformaçãodo composto iônico,devemos terdoisânionsflúorparaneutralizarcompletamenteacargadeumcátionmagnésio,oqueoriginaoMgF2.

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ciências

Coleção EF924

Questão 14Comentário:Paraaobtençãodasfórmulasquerepresentamoscompostos iônicosapartirdeseus respectivoscátionseânions,bastaigualarmosaproporçãoentreonúmerodecargaspositivasenegativasemcadacomposto.

Atabelaapresentadaencontra-sepreenchidalogoaseguir:

Cátion Ânionproporção cátion :

ânion para igualarmos as cargas positivas e

negativas

Fórmula do composto

iônico

Li+ O2– 2cátionspara1ânion Li2O

Al3+ S2– 2cátionspara3ânions Al2S3

Sr2+ F– 1cátionpara2ânions SrF2

Pb4+ CN– 1cátionpara4ânions Pb(CN)4

Ba2+ PO43– 3cátionspara2ânions Ba3(PO4)2

Na+ CO32– 2cátionspara1ânion Na2CO3

Au3+ NO3– 1cátionpara3ânions Au(NO3)3

Al3+ NO2– 1cátionpara3ânions Al(NO2)3

Ag+ SO32– 2cátionspara1ânion Ag2SO3

Cu2+ N3– 3cátionspara2ânions Cu3N2

Al3+ SO42– 2cátionspara3ânions Al2(SO4)3


A) Ca3P2.

B) Os compostos iônicos são formados por íons de cargasopostas pormeio de interações eletrostáticas e, devidoà intensidadedesuas ligações,geralmentesãosólidosàtemperaturaambienteeapresentamaltosvaloresdepontodefusãoeebulição.Essescompostos,quandosubmetidosachoquesmecânicos,geralmentesãofragmentadosdevidoàsdeformaçõescausadasnasredescristalinas,jáqueosíonsdemesmacargaelétricaseaproximam,minimizandoasinteraçõesatrativasemaximizandoasinteraçõesrepulsivas.

Questão 16Comentário: Os compostos iônicos são o KBr e o CaO. Épossível identificá-los,entreoscompostosapresentados,peladiferençadeeletronegatividadeentreosseusátomos.Opotássioeocálciosãometaisepossuembaixaseletro-negatividades,eooxigênioeobromosãoametaisepossuemaltaseletronegatividades,característicasnecessáriasparaaformaçãodecátionseânions,respectivamente.

Questão 17 - F V V FComentário:Para a resoluçãodessaquestão, analisaremoscadaumadasafirmativas.

1. Falso. Existem elementos na natureza que são estáveissemseligarquimicamenteaoutroselementospelofatodeteremassuascamadaseletrônicasdevalênciacomple-tamentepreenchidas,comoéocasodosgasesnobres.

2. Verdadeiro. Elementos com grande diferença de ele-tronegatividade apresentam comportamentos opostoscomrelaçãoaoselétronsdevalência:elementosmuitoeletronegativostendemareceberelétronseformaríonsnegativos,eelementoscombaixaeletronegatividadeten-demaperderseuselétronsdevalênciaeformarcátions.Assim,pormeiodaatraçãoeletrostáticaentreosíonsdecargasopostasformados,aligaçãoiônicaéestabelecida.

3. Verdadeiro. Amaioria dos compostos iônicos típicos ésólidonascondiçõesambiente.Nesseestadofísico,essescompostosiônicosnãosãobonscondutoresdeeletricidade,jáqueosíonsestãofixosnaredecristalina.Sendoassim,seocompostoforfundido,osíonsserãoliberadosdaredeeapresentarãomobilidadesuficienteparaconduziremacorrenteelétrica.

4. Falso. Para que haja formação de cátions e ânions, énecessárioquehajaumagrandediferençadeeletrone-gatividadeentreoselementosligantes,pois,seosátomosligantesforemdomesmoelemento,nãohaveráformaçãodeíonsdecargasopostase,consequentemente,deumcompostoiônico.

Questão 18Comentário: A figura que melhor representa a ligaçãoquímicadoferroéafiguraI,querepresentacátionsimersosemummardeelétronslivres,oquecaracterizaumaligaçãometálica.Poressemodelo,épossívelexplicarofatodeosmetaisteremboaconduçãodeeletricidademesmonoestadosólido.Paraisso,énecessárioquehajaportadoresdecargaelétricacomdeterminadamovimentaçãoparaqueacorrentesejaestabelecidanomaterial.Comonometal,explicamosacondutividadepormeiodomodelodomardeelétrons,emqueesseselétronsseencontramlivresparasemovimentar,eaconduçãodeeletricidadeedecaloréfavorecida.


A) Quandoessesmateriaissãosubmetidosaumadiferençadepotencial,ocompostometálicoconduzcorrenteelétrica, eocompostoiôniconãoconduz.Nesseúltimo,osíonsestãoemposiçõesfixasnaredecristalina,e,nometal,oselétronstêmmobilidade e podem estabelecer ummovimentoordenado,oqueconstituiumacorrenteelétrica.

B) Quando o composto iônico é dissolvido emum solventeapropriado,umasoluçãoeletrolíticaéproduzida,poisaredecristalinaédesfeita,eosíonsqueseencontravamemposiçõesfixastornam-selivres,podendosemovimentarnointeriordasoluçãoe,assim,estabelecerumacorrenteelétrica.

Questão 20 – V V F FComentário: Paraa resoluçãodessaquestão, analisaremoscadaumadasafirmativas.

1. Verdadeira.Aforteatraçãoeletrostáticaqueocorreentreíonsemumcompostoiônicofazcomqueamaioriadessescompostos se encontre no estado sólido nas condiçõesambiente e que geralmente apresente pontos de fusãoelevados,ouseja,énecessárioelevadoconteúdoenergéticoparadesfazerumaredeiônica.

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2. Verdadeira.Assubstânciascovalentessãoconstituídasporuma rede de átomos unidos por ligação covalente que, por sua vez, consiste no compartilhamento de elétronsentreátomosvisandoàestabilidade.

3. Falsa. Os elétrons livres nometal permitem que essematerialsejabomcondutordeeletricidadeemtodaasuaextensãoenãosomentenasuperfície.

4. Falsa.Seosátomosligantesforemdomesmoelementoquímico,nãohaveráformaçãodeíonsdecargasopostase, consequentemente, não haverá a formação de umcompostoiônico.

Questão 21 Comentário: A ligação química que ocorre no cobre é aligaçãometálica que é representada pelomodelomar deelétrons. Por essemodelo, é possível explicar o fato de osmetaisteremboaconduçãodeeletricidademesmonoestadosólido.Paraisso,énecessárioquehajaportadoresdecargaelétricacomdeterminadamovimentaçãoparaqueacorrentesejaestabelecidanomaterial.Comonometalexisteomardeelétronsemqueessesseencontramlivresparasemovimentar,aconduçãodeeletricidadeecalorépossível.

Testes01. D02. A03. E04. B05. D06. A07. E

08. B09. A10. D11. D12. E13. D14. B

15. A16. D17. B18. C19. D20. E

21. D

CAPÍTULO - B3o Movimento circular e a lei da GravitaçãoExercícios de aprendizagemQuestão 01Comentário:

A) Ocarropossuiumaaceleraçãocentrípetaporqueeleestáfazendoumacurva,demodoqueadireçãodavelocidadeestá variando com o tempo. O carro também possuiaceleraçãotangencial,poisomódulodavelocidadeestávariandocomotempo.Essemóduloestáaumentadonotempo,pois,deacordocomafigura,acadasegundo,ocarropercorreumespaçocadavezmaior.

B)

vac

at


Questão 02

Comentário:

Ventiladoremoperaçãonormal

Enquantooventiladorgiraemregimeestacionário,avelocidade

tangencial de um ponto na periferia de uma das pás é

constanteemmódulo,demodoqueaaceleraçãotangencial

dessepontoserázero.Estandoemmovimentocircular,esse

pontoteráapenasumaaceleraçãocentrípeta,perpendicular

à velocidade e voltada para o centro da trajetória descrita

(1ªfiguraaseguir).

Ventiladorparando

Logo após ser desligado, o ventilador começa a parar.

Omódulodavelocidadetangencialdeumpontonaperiferia

deumadaspásestarádiminuindo,demodoquehaveráuma

aceleraçãotangencialopostaàvelocidade.Alémdisso,como

omovimento é circular, existirá umaaceleração centrípeta,

perpendicularàvelocidadeevoltadaparaocentrodatrajetória.

Aaceleraçãototaléaresultantedasaceleraçõestangenciale

centrípeta,quepodeserobtidapormeiodaregradoparale-

logramo(2ªfiguraaseguir).

Ventiladoriniciandoomovimento

Logoapósserligado,aspásdoventiladorcomeçamagirarmais

rapidamente,demodoqueomódulodavelocidadetangencial

deumpontonaperiferiadeumadaspásestaráaumentando.

Assim,haveráumaaceleraçãotangencialnomesmosentidodo

movimento.Comoomovimentoécircular,existiráaindauma

aceleração centrípeta, perpendicular à velocidade e voltada

paraocentrodatrajetória.Aaceleraçãototaléaresultante

dasaceleraçõestangencialecentrípeta(3ªfiguraaseguir).

P

v

P P

Ventilador emoperação normal

Ventilador parando Ventilador iniciandoo movimento

ac vac

ar

ar

at

at

vac

Questão 03

Comentário:

A) Acomponentegxagecomoaaceleraçãotangencialsobreo projétil na subida. Como gx é oposta aomovimento, omódulodavelocidadedoprojétildiminuiduranteasubida(movimentoretardado).Nadescida,comogxtemomesmosentidodomovimento,omódulodavelocidadeaumenta(movimentoacelerado).

B) Comoacomponentegyéperpendicularàvelocidade,elanãoalteraseumódulo,apenasadireção,porissooprojétilfazumacurva,ouseja,acomponentegyagecomoaaceleraçãocentrípeta.

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CIÊNCIAS

Coleção EF926

Questão 04

Comentário:

A) Como o eixo e o disco são solidários, todos os pontos do sistema giram juntos, como os pontos A, B e O, que giram lado a lado. Por isso, todos os pontos gastam o mesmo tempo para completar uma volta (mesmo período). Como o ponto A percorre uma volta de comprimento maior que aquela do ponto B, a velocidade de A é maior do que a do ponto B (vA > vB).

B) A frequência é f = 600 rpm = 600 rotações/min =600 rotações /(60 s) = 10 rotações/s = 10 Hz. Então, o período de rotação, em segundo, é

T = 1/f = 1/10 Hz = 0,10 s.

C) As velocidades são dadas pela fórmula v = 2π.R.f. Logo:

vA = 2π.RA.f = 2.3.(20 cm).(10 Hz) = 1 200 cm/s

vB = 2π.RB.f = 2.3.(10 cm).(10 Hz) = 600 cm/s

Questão 05

Comentário:

A) As velocidades periféricas da coroa e da catraca, bem como a velocidade da corrente da bicicleta, são iguais. Como a frequência na coroa é f = 1 Hz (uma pedalada ou volta da coroa por segundo), e o seu raio é RA = 30 cm/2 = 15 cm = 0,15 m, então podemos calcular as velocidades com base nesta roda:

vcoroa = vcatraca = 2π.RA.f = 2 . 3.(0,15 ).(1 Hz) = 0,9 m/s

B) O pneu (roda C) e a catraca (roda B) estão acoplados pelo eixo, logo, como o raio de C é 8 vezes maior que o da roda B, a velocidade da roda C é também 8 vezes maior. Assim:

vpneu = vbicicleta = 8.vcatraca = 8 . 0,9 = 7,2 m/s

C) Como o pneu está em contato direto com o solo, conside-rando que não esteja derrapando, apenas rolando, em uma volta o pneu percorre uma distância igual à sua circunfe-rência, ou seja:

d = 2.π.Rpneu = π.(2.Rpneu) = 3 . 0,80 = 2,4 m

D) Novamente, como não há deslizamento, a velocidade da bicicleta é igual à velocidade na periferia do pneu, assim será de 7,2 m/s.

Questão 06

Comentário:

A) O conjunto é um redutor de rotações pois, para cada volta da polia menor, a polia maior executa apenas 1/3 de volta, pois o diâmetro dessa polia é 3 vezes maior que o da polia menor.

B) Como o diâmetro da polia do carretel é 3 vezes maior que o diâmetro da polia do motor, a frequência do carretel é 1/3 daquela do motor:

fcarretel = fmotor/3 = 90 rpm/3 = 30 rpm = 0,5 Hz

C) A velocidade de subida da carga é dada por v = 2π.Rcarretel.fcarretel, sendo Rcarretel = (20 cm)/2 = 10 cm = 0,10 m.

Logo:vcarga = 2π.Rcarretel.fcarretel = 2.3,14.(0,10 m).(0,5 Hz) = 0,314 m/s

Questão 07

Comentário:

A) Você sente o seu corpo sendo empurrado contra a janela e a parede no lado direito do ônibus porque o ônibus está fazendo uma curva para a esquerda, enquanto você tende a seguir em linha reta. Em outras palavras, do ponto de vista de um observador parado na estrada, não é você que vai em direção à janela do ônibus, mas sim a janela que vem na sua direção.

B) A parede e a janela do ônibus exercem em você uma força normal, que é a reação da força de compressão que você exerce na parede. Essa força normal faz o papel da força centrípeta. Para um observador na estrada, essa força centrípeta tem o efeito de provocar a variação da direção da sua velocidade à medida que você faz a curva na estrada juntamente com o ônibus.

Questão 08

Comentário:

A) Como a bola gira com velocidade constante em módulo, ela não apresenta aceleração tangencial. A bola apresenta apenas aceleração centrípeta.

B) Duas forças agem na bola: o peso P da bola e a força de tensão T que a corda exerce na bola. A força centrípeta não é uma 3ª força que age na bola, essa força é apenas a resultante das forças P e T.

C) Quando o rapaz solta a corda, a força T desaparece subi-tamente. Como mostrado na fi gura do exercício, a força centrípeta provém, predominantemente, da força T. Na sua ausência, a bola tende a seguir em linha reta. De fato, como a força P continua agindo na bola, essa descreve um arco de parábola, caindo no chão depois de percorrer alguns metros.

Questão 09Comentário: O vetor 1 é a força normal da estrada sobre o carro, e o vetor 2 é o peso do carro. A resultante dessas forças é a força centrípeta que mantém o carro fazendo a curva.

1

FC

2

Arq

uivo

Ber

noul

li

Questão 10Comentário: O motorista escolheu um traçado em que o raio de curvatura da trajetória foi grande. Assim, ele poderá fazer a curva sem correr muito risco de derrapagem, pois os valores da aceleração centrípeta e da força centrípeta no carro (essa oriunda do atrito) serão relativamente baixos comparados aos valores do traçado normal da curva, que é muito fechada.

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Manual do Professor



A) AcomponenteSVdeveserigualaopesoPdoaviãoparaquearesultantedeforçasnadireçãoverticalsejazero,demodoqueoaviãonãodesçanemsuba(voohorizontalnivelado).

B) Em uma curva, a componente SH faz o papel da forçacentrípeta.Essaéaforçaresponsávelpeloaviãofazeracurva.

C) NafiguraII,SV=P,poisoaviãofazacurvaemvoonivelado.Logo,concluímosqueS>P.NafiguraI,comodiscutidoem(A),S=P.Logo,avelocidadedoaviãonafiguraIIémaiordoquenafiguraI,lembrandoque,quantomaioravelocidadedoavião,maioréaforçaS.


A) Aforçadeatritoévoltadaparacimaeanulaopesodamoça,impedindoqueelaescorregue.Portanto,aforçadeatritoédotipoestático.

B) AforçacentrípetaéaforçanormalNqueaparededorotorexercenamoça.Notequeessaforçaévoltadaparaocentrodorotor(característicabásicadaforçacentrípeta).

Questão 13Comentário:SeoSoldesaparecessesubitamente,aforçadeatração gravitacional sobre a Terra tambémdesapareceria.EssaforçaagecomoaforçacentrípetaquemantémaTerraemórbita.Nasuaausência,aTerrasemoveriaemlinharetaecomavelocidadede30km/sindefinidamente.

Questão 14Comentário:Napartehorizontal,NdeveserigualaPporquearesultantenaverticaldeveserzero.Notopodalombada, NdevesermenorquePparaquea resultanteverticaldasforçassejavoltaparabaixoesejadirigidaparaocentrodecurvaturadalombada.Essaresultanteéquefazopapeldaforça centrípeta necessária para o carro percorrer o trechocurvo da lombada. Ao contrário, na base da depressão, a força resultante vertical deve ser voltada para cima edeve ser dirigidapara o centro de curvatura dadepressão. Paraissoocorrer,NdevesermaiorqueP.


A) Apesardecheiodeáguaeemborcadoparabaixo,obaldepassasobreacabeçadameninasemaáguacairporqueobaldeeaáguapossuemumavelocidadesuficientementealtacapazdepermitirqueambossigamatrajetóriacur-vilíneasobreacabeçadameninasemqueaáguacaiasobreela.AmesmacoisaacontececomaLua:atraídapelaTerra,aLuanãocaisobreonossoplanetaporqueelatemumavelocidadesuficientementealtaparamanterasuaórbita.

B) AsforçasquegeramaforçacentrípetanaáguasãoopesoPdaáguaeaforçanormalNexercidapelofundodobalde.Ambasasforçassãovoltadasparabaixo.Aresultante(forçacentrípeta),portanto,édadaporFC=P+N.

C) Professor(a), a demonstração da fórmula vmin = gR é simples. Basta pensar que, no caso limite, para aágua completar a curva no pontomais alto sem cair,a força normal deve se anular nesse exatomomento.

Nessascircunstâncias,a forçacentrípetaédadaporFC=P.SubstituindoFCpormv2/ReopesoPpormg,obtemosa fórmula desejada. Você não deve fazer a deduçãoda fórmula da velocidademínima para os alunos, poiseles não conhecem a expressão da força centrípetaem função dem, v e R. Nesse exercício, explique aosalunos que eles aprenderão a deduzir a fórmula davelocidademínimano1º anodoEnsinoMédio. Limite-se a usar a fórmula para calcular a velocidademínima.Substituindo g= 10m/s2 e R= 1,0m (umbom valorpara esse problema), você vai encontrar vmin=3,2m/s. Omais importante aqui é você comentar comos alunos queessaéumavelocidadebaixaefácildeserimpostaporumestudanteouporvocê.


A) Omodelogeocêntricoéomaiscompatível,umavezqueumaabóbadacelestegirandoemtornodaTerraemumperíodo de 24 horas explicaria a passagem do dia e a danoite.

B) No sistemaplanetário de Ptolomeu, os astros possuíamórbitasmenores(epiciclos)emtornodeumpontochamado“deferente”.Osdeferentesdecadaplanetapossuemórbitasde raios diferentes em torno da Terra. Essemovimentocomposto,emboraresultededoismovimentoscirculares,nãoécircular,enãopodeserfeitonasuperfíciedeumaesfera. Como as órbitas dos deferentes não possuemraios iguais, tambémnão podem estar emuma esfera. No Sistema de Copérnico, o centro do universo e daabóbada, se essa existisse, está no Sol. Como,mesmodaTerra,temosasensaçãodeestarnocentro,podemosconcluir que o raio da abóbada émuitomaior que adistância Terra-Sol, e as órbitas de todos os astros dosistemasolarpossuemraiosmuitomenoresqueoraioda

abóbadaceleste.


A) Deacordocoma1ªLeideKepler,atrajetóriadoSoléumaelipseeoSolsitua-seemumdosfocosdessaelipse.

B) De acordo com a 2ª Lei de Kepler, quantomais pertodo Sol, maior é a velocidade do planeta. Por isso, avelocidademédiadaTerranopercursocorrespondenteàáreaA2émaiordoqueavelocidademédianopercursocorrespondenteàáreaA1.

C) Deacordocoma2ªLeideKepler,A1=A2,porqueessasáreassãovarridasemtemposiguais(1mês).

D) Aindadeacordocoma2ªLeideKepler,A3=6A1,poisaáreaA3évarridaem6meses,portanto,umtempo6vezesmaiorqueotempodaáreaA1.Comooanotem12meses,aáreaA4deveservarridaem4meses.Logo,comootempodevarreduradessaáreaé4vezesmaiorqueodaáreaA1,concluímosqueA4=4A1.Logo:

A

A

6A

A6 ;

A

A

4A

A43

1

1

1

4

1

1

1

= = = =

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CIÊNCIAS

Coleção EF928


A) Quantomaioravelocidadedelançamentodeumprojétil,maior é o alcance do projétil. Se essa velocidade forsuficientementegrande,oprojétiltendeacairnaTerra,maselepoderáacompanharacurvaturadoplaneta,demodoqueoprojétilnunca tocanosolo.Newton imaginou issoquandoelemesmofezocélebredesenhomostradoaseguir.Newtonpensouqueomesmoaconteceriacomumsatélite,que“cai”emdireçãoàTerrasemnuncatocarnela,poisasuaórbitaacompanhaacurvaturadasuperfíciedonossoplaneta.

B) De acordo com a fórmula da velocidade orbitalv GM r= / ),vdependeapenasdadistânciardosatéliteatéaTerra,poisGMéumaconstantedaTerra(constanteuniversal da gravidade Gmultiplicada pelamassa MdaTerra).

C) DeacordocomafórmulacitadanoitemB,quantomaioraaltitudedosatélite,maiorseráovalorde r,portanto,menor será a velocidade orbital do satélite. Assim,operíododerevoluçãodeumaórbitadealtitudemaiorégrandeporque,alémdeadistânciapercorridasergrande,avelocidadeépequena.


A) A uma altitude de um raio terrestre, a aceleração dagravidade é 4 vezesmenor que na superfície da Terra(g=10/22=2,5m/s2),demodoqueP=800/4=200N.

B) EmMarte,aaceleraçãodagravidadeé2,5vezesmenorque na Terra (g = 10.22/10= 4m/s2), demodo queP=800/2,5=320N.


A) ALuaatraio ladodaTerraqueestámaispróximodelacom uma força demaior intensidade do que a forçade atração no lado oposto, e que estámais distante.Essadiferençadeforçascausaumadeformaçãonaáguadosmares,gerandoofenômenodasmarésoceânicas.

B) NãoéaatraçãodaLuaemsiquecausaasmarés,massimadiferençadeatraçãoemlocaisdiferentesdaáguadosoceanos.Assim,aLuanãoexercemarésapreciáveisnaáguadeumlagoporqueaforçadeatraçãodaLuaéaproximadamenteamesmaemtodoolago,aocontráriodaáguadosoceanos,queseestendemportodaaTerra.

Exercícios propostosQuestão 01Comentário:

A) Afrequênciaéf=120rpm=120voltas/min⇒ 120voltas/(60s)=2voltas/s=2Hz.

B) OperíodoéT=1/f=1/(2Hz)=0,5s.

C) Avelocidadenapontadehéliceé v=2πRf=2.3.(0,50m).2Hz=6m/s.


A) Paraoleitorouparaumobservadorqueseachanoladodomotorelétrico,apoliaAgiranosentidohorárioeapoliaCgiranosentidohoráriotambém(apoliaBtambémgiranessesentido).

B) ComoodiâmetrodapoliaBéodobrododiâmetrodapoliaA,afrequênciaderotaçãodeBéametadedafrequênciaderotaçãodeA:fB=fA/2=10Hz/2=5Hz.JáaspoliasCeBgiramcomasmesmasfrequências,poiselasestãosolidariamenteacopladasnomesmoeixo:fC=fB=5Hz.

C) AvelocidadenaperiferiadapoliaCé: vC=2πRCfC=2.3.(0,30m).5Hz=9m/s


A) Paraarodasemoverparafrente,eladevegirarnosentidoanti-horário, em relação ao leitor da página, como estáindicado na figura do exercício. O eixo dessa roda e aengrenagempresanaoutrapontadoeixotambémgiramno sentido anti-horário. Então, a engrenagempresa noeixodomotoreacopladanaengrenagemdoeixodarodagiranosentidohorário,lembrandoqueduasengrenagensacopladasgiramemsentidosopostos.

B) Asfrequênciasdoeixoedaengrenagemmaiorsãoiguaisà própria frequência da roda. Essa frequência pode serobtida pela fórmula vroda = 2π.Rroda.froda. Explicitando fnessa expressão e substituindo os dados, obtemosfroda = 6,2/(2.3,1.0,10)= 10 Hz. Como a engrenagemmenor tem 1/3 do número de dentes da engrenagemmaior,afrequênciadaengrenagemmenor,queéamesmafrequênciadomotor,valefmotor=3froda=3.10Hz=30Hz.


A) Hátrêsforçassobreoconjuntomotociclista-moto:opesoPdoconjuntoexercidopelaTerra,forçadeatritoestáticoFatexercidapelapistaevoltadaparacimaereaçãonormalNexercidapelapistaevoltadaparaalinhadecentrodecurvaturadotubocilíndrico.

B)

R

Fat

P

N

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Manual do Professor


C) A reação normal N exerce o papel da força centrípetanecessáriaparaamotosemoveremcírculos.

Questão 05Comentário: Para o piloto fazer o looping circular dentrodo avião, uma força centrípeta deve agir no piloto, e essaforçadeveservoltadaparaocentrodecurvaturadolooping.Nopontomaisbaixodatrajetória,háduasforçasagindonopilotonadireçãovertical:opesoPdopiloto,exercidopelaTerra,eareaçãonormalN,queévoltadaparacimaeéexercidapeloassentodopiloto,conformemostradonafigura.AforçaNdevesermaiordoqueaforçaPparaquearesultantedelassejaaforçacentrípetaFCvoltadaparaocentrodolooping(FC=N−P).

Piloto

P

N

LarissaBloise

Questão 06Comentário: A) Nafiguraseguinte,observamosqueaforçaFdeatração

gravitacionaldaTerrasobreaLuapodeserdecompostaemduascomponentes:acomponenteFx(nosentidodomovimentodaLua)eacomponenteFy(perpendicularaomovimentodaLua).AcomponenteFxgeraumaaceleraçãotangencial nomesmo sentido domovimento da Lua.Porisso,avelocidadedaLuaaumenta.

V

FFy

Fx

ApogeuPerigeu

B) Defato,duranteaetapaemqueaLuaseaproximadaTerra em direção ao Perigeu, sua velocidade aumenta.NoPerigeu,essavelocidadeémáxima.Emseguida,natrajetória deafastamentodaTerra, a Lua semoveemdireçãoaoApogeu.Nessecaso,acomponenteFxéopostaaomovimento,demodoqueavelocidadedaLuadiminui,tornando-semínima no Apogeu. Professor(a), desenheno quadro da sala as forças também para esse caso,escolhendoumaposiçãocomaLuaentreoPerigeueoApogeu.Comente,ainda,queacomponenteFyésempreperpendicularaomovimentodaLua,tantonaetapadeaproximação quanto na de afastamento, demodo queessa componente é que gera a aceleração centrípeta,responsávelporfazeravelocidademudaremdireçãoaolongodatrajetóriadaLuaemtornodaTerra.


A) Aplicandoa3ªLeideKeplereconsiderandoqueoperíododaLuaéde28diasequeoraioorbitaldaLuaéR,obtemososeguinteperíodoparaestesatélite(raioorbitalR/4):

(dias)2/(R)3=Tsatélite2/(R/4)3 →Tsatélite=3,5dias

B) Deacordocoma3ªLeideKepler,quantomenororaiodaórbita,maisrapidamentesemoveosatéliteemenoréoseuperíododerevolução.Assim,comoossatélitesartificiaisestãomaispertodaTerradoqueaLua,osseusperíodosderevoluçãoemtornodaTerrasãomenoresdoqueoperíododerevoluçãodaLua.


A) OpesodorapazéP=mrapazg=80kg.(10m/s2)=800N.

B) Aforçadeatraçãogravitacionalentreorapazeamoçaé:

Fmoça=Gmmoçamrapaz/r2=(10−10Nm2/kg2).50kg.80kg/(1m2)=0,0000004N

C) AforçadeatraçãogravitacionalqueaLuaexercenorapazé:

FLua=GMLuamrapaz/dLua2 ⇒ (10−10Nm2/kg2).

(1023kg).80kg/(108m2)=0,08N

D) Opesodorapazéexpressivo,essaéaforçaqueomantémpresoaoplaneta.Aforçadeatraçãogravitacionalquesuanamoradaexercesobreeleécompletamentedesprezível.AforçadaLuasobreorapaznãoétãopequena,masédesprezívelcomparadaaoseupeso.


A) AsaceleraçõesdagravidadenassuperfíciesdaTerraedoSolsão:

gTerra=GMTerra/RTerra2egSol=GMSol/RSol2

Substituindo na 2ª expressão MSol = 100 000 MTerra eRsol=100RTerra,obtemos:

gSol=G(100000MTerra)/(100.RTerra)2=10.(GMTerra/RTerra2)

Portanto,aaceleraçãodagravidadenasuperfíciedoSolé:

gSol=10gTerra=10.(10m/s2)=100m/s2

B) SeoSolencolhesse,mantendo-seamesmamassa,oraiodoSoldiminuiriae,deacordocomaexpressãogSol=GMSol/RSol2,aaceleraçãodagravidade(campogravitacional)aumentaria.

C) SeoSolvirasseumburaconegro,ocampogravitacionalna sua superfície ficaria gigantesco, mas o campogravitacional no espaço da órbita da Terra continuariasendoomesmo,poisamassadoSoleadistânciadaTerraaocentrodoSolsemanteriamcomosmesmosvalores.Poroutrolado,aluznãoseriamaisemitidapeloSol,umavezqueogigantescocampogravitacionalnasuasuperfícienãodeixariaaluzescapar.SemaenergiadoSol,avidanaTerraseriaextinta.Curiosamente,omovimentoorbitaldaTerraemtornodoSolseriapreservado.Sepudéssemosobservarosistemasolarnessecaso,veríamosaTerraeosoutrosplanetasgirandoemtornodeumcentroinvisível,ondeoSol(buraconegro)estaria.

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ciências

Coleção EF930

Questão 10Comentário:A) Aplicandoa3ªLeideKepler,obtemos:

T12/R3=T2

2/(2R)3

ChamandoT1deT,entãoT2=2T.Comoossatélites2e3estãoàmesmadistânciadaTerra,temosT3=T2.

B) AforçadeatraçãodaTerrasobreo1ºsatéliteé:

F1=F=GMTerraM/R2

Comparativamenteaessa força,as forçasdeatraçãodaTerrasobreo2ºeo3ºsatélitessão:

F2=GMTerra(M/2)/(2R)2=F/8eF3=GMTerra4M/(2R)2=F

Testes01. A

02. D03. B

04. C05. D

06. A

07. C08. C09. A

10. C

11. A

12. D13. D14. C15. B

CAPÍTULO - B4a energia e as máquinas simples

Exercícios de aprendizagem

Questão 01Comentário: Dopontodevistasocial,éclaroqueapessoaestátrabalhandoparaapararagramadoseujardim.Dopontodevistacientífico,elatambémestárealizandoumtrabalhoaoempurrarocarrinho,poisacomponentehorizontaldaforçaqueapessoafaznocarrinhoapontanosentidododeslocamentodocarrinho.


A) O trabalho realizado pelo rapaz é nulo, já que a força éperpendicularaodeslocamento

T=F.d=50N.100m=5000J.

B) OtrabalhorealizadopelamoçaéT=Fxd=87N.2m=174J. Note que, para achar o trabalho, nós usamos apenas acomponentedaforçaaolongododeslocamento,enãoacomponenteperpendicularaodeslocamento.

C) T=0,poisFésempreperpendicularaodeslocamento.

Questão 03Comentário: O trabalho realizado pelo atleta para ergueropesoéT=P.h=250N.2m=500J,enquantoapotênciadespendidanatarefaéP=T/Δt=500J/2,5s=200W.


A) Energia consumida aomês é E= 0,200 kW.(4 h/dia). 30 dias = 24 kWh. Lembrando que 1 kWh é igual a 3,6 x 106 J, temos E=24.3,6 x 106 J= 8,64 x 107 J.


Como esse último número é muito grande, é maisconvenienteexpressaroconsumomensaldatelevisãoemquilowatt-horadoqueemjoules.

B) CustomensaldaenergiautilizadapelaTV: 24kWh.(R$0,50/kWh)=R$12,00

Questão 05Comentário: O cavalo-vapor (CV) e o horse-power (HP)são unidades de potência usadas geralmente paramedir oconsumodeenergiademotores.OCVéusadocomumenteparaexpressarpotênciademotoresautomotivoseoHP,demotoreselétricos.Asrelaçõesentreessasunidadeseowattsãoasseguintes:

1HP=745We1CV=735W

A) Apotênciadomotoré:

Pmotor=500CV.(735W/CV)=367500W.

Pmotor=367500W/(745W/HP)≅493HP.

B) o número de lâmpadas de 100Wmantidas acessaspelomotoréN=367500W/(100W/lâmpada)=3675lâmpadas.

C) Apotênciadomotoré:

Pmotor=10HP.(745W/HP)=7450W.

Pmotor=7450W/(735W/CV)≅10,1HP.

D) Oconsumoenergéticomensaldoconjuntomotor-bombaéE=7,450kW.(2h/dia).30dias=447kWh.

E) Ocustomensaldessaenergiaé

C=447kWh.(R$0,50/kWh)=R$223,50.


A) Comoa energia cinética éproporcional aoquadradodavelocidade,quandoessadobradevalor,ovalordaenergiacinéticaquadruplica.Assim,anovaenergiacinéticadocarroéE=(30kJ).4=120kJ.

B) Seforrealizadoumtrabalhode10kJporumaforçaqueagenocarronomesmosentidodomovimento,aenergiacinéticadocarroéacrescidadessevalor.Assim,anovaenergiacinéticadocarroéE=30kJ+10kJ=40kJ.

C) Seforrealizadoumtrabalhode10kJporumaforçaqueagenocarronosentidoopostoaomovimento,aenergiacinética do carro é reduzida desse valor. Assim, a novaenergiacinéticadocarroéE=30kJ−10kJ=20kJ.


A) O trabalho da força F que empurra o bloco é T=F.d=10N.2m=+20JeotrabalhodaforçadeatritoFAéTatrito=−FA.d=−4N.2m=−8J(osinalnegativosedeveàforçaFAseropostaaomovimento).OtrabalhodaforçaresultanteéTR=R.d=(10N−4N).2m=+12J.Esseúltimotrabalhotambémpodeserobtidopelasomaalgébricados trabalhosparciaisda forçaqueempurraoblocoedaforçadeatrito:TR=+20J+(−8J)=+12J.

B) O ganho de energia cinética do bloco é decorrente dotrabalho resultante. Portanto, a energia cinética dobloco ao fim do percurso de 2m é acrescida de 12 J. Nesse deslocamento, 8 J de energia mecânica sãoconvertidos em energia térmica. Esse valor decorre dotrabalhodaforçadeatrito.

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Manual do Professor



A) Apotênciatotaléde:

Ptotal=Vazãomássica.g.h

Ptotal=2000.10.30=6,0.105W=600kW

B) Apotênciaconvertidapelausinaemenergiaelétricaé:

Pusina=n.Ptotal=0,8.600=480kW

C) Númeroderesidênciasaqueessausinapodeatender:

N=Pusina/Pcasa=480kW/(5kW/casa)=96casas


A) Aenergiacinéticadagarotanopontomaisalto(pontoA)é

Epg=30kg.1,8m.(10m/s2)=540J.

B) Desprezando a dissipação de energiamecânica devidoà resistência do ar, a energia potencial gravitacional seconverteintegralmenteemenergiacinética.Assim,nopontomaisbaixo(pontoB),aenergiacinéticadagarotaéEc=540J(eapotencialgravitacionalénula).Avelocidadenessemomentoédadapor:

Ec=m.vB2/2→ 540J=(30kg).VB

2/2→ vB=6m/s

C) Seamassadagarotafossediferentede30kg,asenergiascalculadas nos itens anteriores seriamdiferentes,mas avelocidadevB continuaria sendode6m/s. Issopodeserdemonstrado igualando a energia potencial gravitacionaldopontomaisaltocomaenergiacinéticanopontomaisbaixo,masusandoumamassagenéricamparaagarota,comomostradoaseguir.Notequeamassadagarota,queaparecenosdoisladosdaequação,écancelada,demodoqueavelocidadedagarotaemBsódependedaalturah.

Epg=Ec → mgh=mvB2/2→vB=√2gh


A) A energiamecânica não foi conservada,mas a energiatotalsim.Essaúltimaéasomadaenergiamecânicacomaenergiadissipadaemcaloresom.

B) A variação de energiamecânica da bola representa aenergiadissipadanaformadesomecalor.EssevaloréΔEmec=m.g(hpartida−hsubida)⇒

0,050kg.(10m/s2).(2m−1,5m)=0,25J.


A) Amaçanetadaportaécolocadaomaisdistantepossíveldas dobradiças para que o braço de potência seja omáximo,demodoqueaforçadepotênciaparagiraraportasejamínima.

B) OmomentodaforçaéM=F.d=0,15N.0,80m=0,12Nm.Seessaforçafosseaplicadanomeiodaporta,omomentodiminuiria para ametade.O novo valor seria, portanto, M=0,06Nm.


A) Atesouraéumaalavancainterfixa,poisopontodeapoiositua-seentreaforçadepotênciaeaforçaderesistência.Ocarrinhodemãoéumaalavancainter-resistente,poisaforçaderesistência(pesodoconjuntocarrinho/carga)situa-se entre a força de potência e o ponto de apoio. Obraçohumanoéumaalavancainterpotente,poisaforçadepotênciasitua-seentreaforçaderesistênciaeopontodeapoio(aarticulaçãodocotovelo).

B) Émaisfácilcortarafolhanoiníciodocorteporque,nessaposição,obraçoderesistênciaépequenoebemmenordoquenofimdocorte.Naposiçãofinal,obraçoderesistênciapodeserigualouatémaiordoqueobraçodepotência.Porisso,parecequeopapelestámaisduro.

C) Sendoumaalavancainter-resistente,obraçodepotêncianocarrinhoésempremaiorqueobraçoderesistência.Por isso, sempre há um ganho de força. No carrinhodessaquestão,osbraçosderesistênciaedepotênciasão bR=xebP=3x.Logo,E=R/3=600/3=200N.

D) Alémdeserumaalavancainterpotente,quesempreapresentavantagemmecânicainferiora1,obraçohumanoapresentaumbraçopotência(distânciadomúsculoaocotovelo)muitopequeno emuitomenor do que o braço de resistência(distânciadacargaaocotovelo).Porisso,oesforçofeitopelomúsculoémuitomaiordoqueovalordacarga.


A) A vantagem mecânica do plano inc l inado é oquociente entre o comprimento do plano e sua altura: VM= L/H= 30 cm/20 cm= 1,5. Portanto, a força Fpara empurrar o peso é 1,5 vezmenor que o peso: F=480N/1,5=320N.

B) OtrabalhoparadeslocaropesoéT=F.L=320N.0,30m=96J. Esse valor também poder ia ser calculado por T=P.H=480N.0,20m=96J.

C) Reduzindoa inclinaçãodarampadoaparelho,a forçaFexercidapelo rapazficarámenor, pois a relaçãoL/Hdarampaaumentará.Porém,desdequeaalturadesubidasejaamesma,otrabalhofeitopelorapazseráomesmo:T=P.H.Defato,comumainclinaçãomenor,orapazteráqueempurraropesoaolongodeumcomprimentomaiorparaatingiramesmaalturadeantes.Assim,emboraFsejamenor,Lémaior,demodoqueo trabalhoT=F.L nãosofremodificação.

Questão 14Comentário: A) No primeiro arranjo, a roldana é fixa, demodo que o

esforçofeitopelapessoaéigualaopesododiscodeferro. Nosegundoarranjo,aroldanaémóvel,demodoqueoesforçoéametadedopesododisco.

B) Noprimeiroarranjo,paraergueropesode1,0m,apessoadevepuxar1,0mdecorda.Jánosegundoarranjo,eladevepuxar2,0mdecorda,poisotrabalhoexercidopelapessoano segundoarranjoéigualaotrabalhonoprimeiroarranjo.Assim, embora o esforço da pessoa seja ametade doesforçoreferenteaoprimeiroarranjo,odeslocamentoéo dobro.De acordo como Princípio daConservação daEnergia,umamáquinanãopodecriarenergia.

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ciências

Coleção EF932


A) Oganho(vantagemmecânica)darampa=comprimento/alturadarampa=5/3.Oganhodasroldanasé2devidoàpresençadeumaroldanamóvelnosistema(aroldanafixasóalteraadireçãodaforça).Oganhodosistemaéoprodutodosganhosparciais.Portanto,oganhototalé(5/3).2=10/3,ouseja,aforçatotalqueoshomensdevemfazerparapuxaracordaeopianoétrêsdécimos[peso/(10/3)=(3/10).peso]dopesodopiano.

B) Comooganhopelaroldanamóvelé2,ocomprimentodecordaquedeveserpuxadoéigualaodobrodadistânciatotalpercorridapelopiano,que,porsuavez,seráigualaocomprimentodarampa.UsandooteoremadePitágoras:

L 2.d 2 4 3 10m2 2= = + =

Observe que o comprimento de corda é inversamenteproporcionalaoganhodaforça[L=h/ganho=3/(3/10)=10m],ouseja,otrabalho,queéoprodutodaforçacomodeslocamento,nãoéalterado.


A) A força total de compressão dos tijolos sobre o solo éigual ao peso total dos tijolos para qualquer arranjo. Opesodeumtijoloé1,2kg.10m/s2=12Ne,comohá 6tijolos,aforçatotaléF=12N.6=72N.

B) Aáreadeapoiono1ºcasoé A1=0,80m.0,20m=0,16m2.

Então,apressãodostijolossobreosolonoprimeirocasoé P1=72N/0,16m2=450N/m2.

Nosegundocaso,aáreadeapoioé A1=0,80m.0,10m=0,08m2.

Logo,apressãonosegundocasoé P2=72N/0,08m2=900N/m2.

C) Aforçadecompressãonosoloéigualnosdoisarranjosporqueambasaspilhascontêmamesmaquantidadedetijolose,portanto,omesmopeso.Jáapressãonosoloémaiornosegundoarranjoporqueaáreadeapoionosoloémenornessecaso.


A) Naverdade,nãoimportaseovolumedarepresaégrande,a pressão no furo, de fato, depende é da altura h dacolunadeágua.Nafiguradaquestão,aalturah=5,0mésignificativa,demodoqueháumapressãograndenaseçãodesaídadofuro.Porém,comoaáreadaseçãotransversaldo furoépequena,bastaohomem fazerumapequenaforçanessaáreaparafazerumapressãosuficientementegrandecapazdeequilibrarapressãointernadaágua.

B) ApressãodaáguanofuroéP=1,5atm=1,5x105N/m2, sendo1,0 atmdevido à pressão atmosférica e 0,5 atmdevido à coluna de 5m de água. Logo, a força que ohomemdevefazernofuroparaproduziramesmapressãoé F=P.A=(1,5x105N/m2).(1,0x10−4m2)=15N.


A) Quando os tijolos (peso total 100N) são colocados em

cimadabolsa(áreadeapoio500cm2),apressãonaágua

abaixoaumentadeP=F/A=100N/500cm2=0,20N/cm2.

Esse aumento de pressão é transmitido para todos os

outros pontos da água confinada no sistema (bolsa

emangueira).

B) Deacordo comoPrincípio dePascal, f/a=F/A.Assim,

aforçaqueoestudantedevefazernabocadamangueira

éf=(F/A).a=(0,20N/cm2).2,0cm2=0,40N.

Questão 19Comentário:Àmedidaqueonavioécarregadocomminério, opesodoconjuntonavio/cargaaumenta.Parahaverequilíbrio,eonavionãoafundar,aforçadeempuxoqueaáguaexercenonaviotambémdeveaumentar.Issoocorreporque,àmedidaqueonavioécarregado,elepassaa flutuarcadavezmaisbaixo,aumentandoovolumedeáguadeslocada.Opesodominériopodeserdeterminadoemfunçãodovolumeextradeágua deslocado, que pode ser determinado igualando-se oempuxocomopesodominério:

Pminério=E⇒mminériog=ρáguagV ⇒ 100x103=103.V⇒ V=100m3


A) Oempuxoéigualaopesodolíquido(água)deslocado,logo:

E=ρágua.g.V=1.10.10=100N

B) Opesoaparenteéadiferençaentrepempuxoeoseupesoreal,ouseja:

PAP=P–E=m.g–E=8.10–100=–20N

C) Como o empuxo émaior que o peso (peso aparentenegativo),oaparelhoflutuarásozinhoatéquepartedoseuvolumefiqueforad’águaeoempuxoseigualeaopeso.


Questão 01

Comentário:

A) AcomponenteFx(horizontal)daforçaFéacomponen-te que efetivamente realiza trabalho. A componente Fy(vertical)nãorealizatrabalho,poiselaéperpendicularaodeslocamento.Combasenopequenotriânguloretân-gulocomângulode30°dadonaquestão,aintensidadedacomponenteFxcorrespondea87%daforçaF.Assim, Fx=0,87.50=43,5N.

B) OtrabalhorealizadoéT=Fx.d=43,5.30=1305J.

C) A outra força que realiza trabalho é a força total deatrito Fat entreas rodaseo carrinho.Comoo carrinhosemovecomvelocidadeconstante,aforçaresultanteézero,demodoqueFatéopostaeigualàcomponenteFx. O trabalho da força de atrito é igual ao da força Fx, masdesinaloposto,sendo,portanto,iguala−1305J.

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Manual do Professor


Questão 02Comentário: O veículo que recebe o maior trabalho éaquele que sofre a maior variação de energia cinética.Essa variação de energia cinética para a motocicletafoi ΔEc1 = 300.202/2 = 6 x 104 J, e para o carro ela foi ΔEc2=1300.102/2=6,5x104J.Portanto,ocarrorecebeuum trabalhomaior do que amotocicleta.O trabalho sobreo carro foi de 500 unidades de joules maior do que o damotocicleta.

Questão 03Comentário: A energia consumida pelo chuveiro é E=P.Δt=6kW.0,5h=3kWh.AocustodeR$0,80porkWh, ocustodobanhoéC=3kWh.(R$0,80/kWh)=R$2,40.


A) Na turbina, a energia cinéticadovento se converteemenergiacinéticaderotaçãonoeixodaturbina.Nogeradorelétrico,aenergiacinéticaderotaçãodoeixodaturbina seconverteemenergiaelétrica.Nabateria,aenergiaelétricaproduzida no gerador é convertida emenergia química. Nalâmpadadefilamento,aenergiaelétricaproduzidanabateriaéconvertidaemenergialuminosaecalor.

B) Paraumapotênciade100W,emcadasegundo,aenergiacorrespondenteéde100J.Portanto,nesse intervalodetempode1s,aenergiadoventodeveserde100J.Paraisso, amassam de ar que atravessa a turbina com avelocidadev=18km/h(5m/s)é:

E 12mv m

2E

v2.1005

8 kgc

2 c2 2

= ⇒ = = =


A) ApotêncianausinapodesercalculadaporP=m.g.h/Δt=g.h, emquem=m/Δtéavazãomássicadeágua.Substituindoosvaloresnafórmuladapotência,obtemos:

P 2 .10 LS.1kgL.10m/s .17m 3,4 .10 W4 2 6=

=

B) A potência dessa usina diminui com o tempo por doismotivos:alémdeodesnívelhdiminuir,avazãodeágua,quedependedessaaltura,diminuitambém.


A) Achavedefendaestásendousadacomoumaalavancainterfixa,poisopontodeapoio(abeiradadalata)situa-se entreaforçadepotência(oesforçodamão)eaforçaderesistêncianapontadachave.

B) Nessaalavanca,obraçodepotênciabPéadistânciadopontoondeoesforçoéaplicadoatéopontodeapoiodaalavanca.ObraçoderesistênciabRéadistânciaentreapontadachaveeopontodeapoio.OganhodeforçadaalavancaémuitograndeporquebPémuitomaiorquebR.Seesseganhoforiguala20,significaquebP=20bRequeaforçanapontadachaveé20vezesmaiordoqueoesforçoaplicadopelamão,ouseja,aalavancamultiplicaaforçapor20.

C) De acordo com o Princípio da Conservação da Energia, otrabalhorealizadopelaforçaFnapontadachavedeveserigualaotrabalhodaforçafrealizadopelamão.Comof émuitomenorqueF, odeslocamento correspondenteaessaforçadevesermuitomaiorqueaqueledaforçaf. Por exemplo, se o ganho de força for de 20 vezes, e se força F deslocar a tampa de 0,5 cm para cima, o deslocamento da força f será de 10 cm para baixo, ou seja, 20 vezes maior do que o deslocamento de 0,5cmdaoutraforça.


A) Hátrêsroldanasfixas(roldanas1,2e7)equatroroldanasmóveis(roldanas3,4,5e6).Comoháquatroroldanasmóveis,oganhodosistemaé24=16.

B) Comooganhodeforçaéde16,aforçaqueArquimedesfezfoi16vezesmenordoqueatensãonacordaquerebocouonavio.Comoostrabalhosdessasduasforçassãoiguais(PrincípiodaConservaçãodaEnergia),odeslocamentodacordapuxadaporArquimedesfoi16vezesmaiordoqueodeslocamentodonavio.Comoessefoide10m,Arquimedespuxou160mdecorda.


A) Ganhodeforçanaalavancaé iguala3,poisobraçodepotência tem um comprimento 3 vezesmaior do que ocomprimento do braço de resistência.O ganho de forçanosvasoscomunicanteséiguala4,poisaáreadocilindromaior é 4 vezes a área do cilindromenor. O ganho deforças do conjunto é o produto dos ganhos parciais: ganhototal=3.4=12.

B) A força F3 é igual ao próprio peso do carro. Portanto, F3=1200kgf.AforçaF2é1/4daforçaF3,poisavanta-gemmecânicadosvasoscomunicantesvale4.Portanto, F2 = F3/4 = 300 kgf. A força F1 é 1/3 da força F2,pois a vantagemmecânica da alavanca é 3. Assim, F1=F2/3=100kgf.

C) T3=F3.d3=12000N.1m=1,2x104J.

D) Os trabalhosT1,T2eT3 são iguaisemrespeitoaoPrincípiodeConservaçãodaEnergia.Por isso, comoF2 é1/4deF1, odeslocamentod2=4d1=4.1m=4m.Damesmaforma,comoF1é1/3deF2,odeslocamentod1=3d2=3.4m=12m.

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ciências

Coleção EF934

Questão 09Comentário:Seobarqueiroretiraralgumaspedras,opesodoconjunto irádiminuir,demodoquea forçadeempuxoqueequilibraabarcaçatambémirádiminuir.Porisso,abarcaçaflutuarádeslocandomenoságua.Assim,comoabarcaçaflutuarámaisalta,elacontinuaránãopodendopassardebaixodaponte.Aocontrário,colocandomaispedras,elaflutuarámaisbaixa,podendopassardebaixodaponte.

Sugestões de leitura para o professor•ATKINS,P.W.JONES.Princípios de Química:questionandoavidamodernaeomeioambiente. PortoAlegre:Bookman,2006.

•BRADY,J.E.;RUSSELL,J.W.;HOLUM,J.R.Química:amatériaesuastransformações.3.ed. RiodeJaneiro:LTC,2002,v.1.

•BROWN,TheodoreL.LEMAYJUNIOR,HaroldEugene.BURSTEN,BruceEdward.Química: aciênciacentral.TraduçãodeRobsonMatos.9.ed.SãoPaulo:PearsonPrenticeHall,2005.

•MOURÃO,RonaldoRogériodeFreitas.KEPLER:AdescobertadasLeisdomovimentoPlanetário.Odysseus,2003.

•ROZENBERG,I.M.Química Geral.SãoPaulo:EdgardBlücher,2002.


A) Quandoonavionavegasemcargaesemlastro,apenasumaporçãomuitopequenadelepermanecesubmersa.Assim,ficavulnerávelaqualqueragitaçãomarítima,aumentandoconsideravelmenteaschancesdesofreracidentes.

B) Comoaáguadoceémenosdensaqueasalgada,aomanteromesmovolumesubmerso(comomesmoníveldeáguanocasco)exerce-semenorempuxo;assim,onaviodeveráesvaziarotanquedelastroparadiminuiropesototal.

C) Seonaviotivermaisdeumtanquedelastro,enquantoumdostanquesestiveresvaziandoooutropoderáseencher,mantendoconstanteamassatotaldonavio.Éimportantetambémquetantoo(s)tanque(s)queestá(ão)enchendoquantoo(s)queestá(ão)esvaziandoestejambemdistribuídospelonavio,paraevitarqueonaviotombeduranteoprocesso.

Testes01. B

02. C

03. C

04. E

05. A

06. C

07. C

08. B

09. B

10. C

11. A

12. D

13. A

14. E

15. B

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