ARTIGO 01

Competência de área 1 – Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade.

H2 – Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico.

Observando a imagem acima podemos nos perguntar se as cidades brasileiras são democráticas em oportunizar o direito de acesso igual, a todos os seus cidadãos, aos diversos espaços urbanos como escola, trabalho, transporte, lazer e outros?

Apesar dos avanços aparentes, estamos muito longe de proporcionar acessibilidade adequada aos idosos, cadeirantes, deficientes visuais, crianças e todos aqueles que por algum motivo tem mobilidade reduzida.

Nesse momento, vale a pena citar Vasconcellos (2005), para quem o conceito de Mobilidade Urbana (acessibilidade urbana) nada mais é que um atributo das cidades inerente à facilidade de deslocamentos de pessoas e bens no espaço urbano, deslocamentos estes realizados mediante ao uso de vias e toda infraestrutura disponível promovendo a interação entre os deslocamentos de pessoas e bens com a cidade.

A acessibilidade urbana pode ser abordada a partir de múltiplos contextos, particularmente nos interessa discuti-la com bases nas possibilidades proporcionadas pelo transporte público urbano. E por que o transporte público? Simplesmente devido ao papel fundamental que possui de proporcionar mobilidade, com sustentabilidade, aos moradores dos grandes centros urbanos que, comparativamente ao transporte individual, ao transportar o mesmo número de passageiros:

a) polui menos;

Disponível em: http://blogs.diariodepernambuco.com.br/mobilidadeurbana/2012/04/

b) ocupa menos espaço na cidade;

c) deve ser pensado para todos os cidadãos, com qualidade, de forma que venha a ser uma alternativa de boa qualidade.

Ao ser pensado para todos os cidadãos deve permitir a inclusão daqueles que possuem algum tipo de necessidade especial, tais como cadeirantes e deficientes visuais. Apesar de iniciativas ainda muito tímidas o setor de transporte vem introduzindo inovações tecnológicas e estruturais que visam melhorar a acessibilidade desse grupo particular de usuários.

A lei da acessibilidade de 2004 prevê que, a partir desse ano de 2015, toda a frota de transporte coletivo urbano e rodoviário esteja acessível aos deficientes físicos. As empresas públicas e privadas tiveram dez anos para se adaptar, mas nem todas conseguiram. Não há números oficiais sobre o atual estágio de adaptação das frotas urbanas. Segundo o Sindicato das empresas de transporte coletivo na capital paulista, são 75% dos ônibus já estão adaptados e o restante a medida que a frota for renovada.

Em Belo Horizonte, estima-se que 89% dos ônibus já estejam adaptados. Em Salvador, supostamente toda frota estará adaptada até o final do ano do ano de 2015. No Recife, 66% dos ônibus têm elevador, mas não há prazo para o restante da frota se adequar à lei.

Na Região Metropolitana de Belém, de acordo com  o assessor técnico do Sindicato das Empresas de Transporte de Belém (Setransbel), operam 34 empresas, disponibilizando 1.860 coletivos para atender à população, dos quais 971 dos veículos são adaptados com elevadores, esse número que corresponde a um percentual de 52% da frota, portanto bem longe da meta de 100% estabelecida pela.

Dentro do contexto exposto, percebemos que estamos bem longe de proporcionar acessibilidade a todos os cidadãos, principalmente àqueles que mais necessitam. Em particular, no que se refere aos cadeirantes, o acesso teve ser feito por rampas nas estações de metrô, trem e BRT e através de elevadores hidráulicos em outros pontos.

O elevador Hidráulico – Pressão e o Princípio de Pascal.

Os elevadores hidráulicos são na verdade Prensas Hidráulicas. Os conceitos físicos de Pressão e o Princípio de Pascal são essenciais para compreensão de funcionamento da prensa hidráulica.

A Pressão é a grandeza física que mede a força por unidade de área, conforme a equação abaixo.

BOX 1

Consideramos três situações distintas relacionadas com o conceito de pressão.

Nas situações I e II, temos objetos exercendo forças iguais sobre o solo, mas distribuída em áreas de contato diferentes. O cálculo da pressão para esses dois casos, evidencia que a pressão é inversamente proporcional à área de contato.

Na Situação I

P = F/A

P = 200/4

P = 50 N/m2

Na Situação II

P = F/A

P = 200/2

P = 100 N/m2

As situações II e III nos mostram que a pressão é diretamente proporcional à força exercida sobre a área de contato. Na situação III a força sobre o solo e duas vezes maior, por isso a pressão exercida é, também, duas vezes maior.

Na Situação II

P = F/A

P = 200/2

P = 100 N/m2

Na Situação III

P = F/A

P = 400/2

P = 200 N/m2

Equação nos mostra que a Pressão é diretamente proporcional à força aplicada e inversamente proporcional à área de contato (veja box 1).

O Princípio de Pascal, por sua vez, afirma que “o aumento de pressão sofrido por um de um líquido é igualmente transmitido para todos os pontos em seu interior.”

Então, quando observamos a figura abaixo, é fácil perceber que o aumento de pressão (p) sobre o êmbolo ocorre no momento em que a força F é aplicada sobre ele. Esse acréscimo de pressão sobre o êmbolo é transmitido igualmente para os pontos 1 e 2, daí podemos concluir que Δp1 = Δp2.

A compressão do Princípio de Pascal permite compreender melhor o funcionamento da Prensa Hidráulica. Para quem não lembra; a Prensa Hidráulica é um dispositivo constituído por dois recipientes de tamanhos diferentes interligados entre si, como o elevador hidráulico muito usado, por exemplo, para suspender veículos para algum tipo de manutenção e para facilitar o acesso de cadeirantes e pessoais com baixa mobilidade em ônibus.

A prensa hidráulica tem por principal finalidade multiplicar forças e, por isso foi concebida para facilitar certas atividades humanas, principalmente àquelas que exigiam muita força ou a força conjunta de muitos homens para serem realizadas. Além de multiplicar a força o dispositivo, também, transmite pressão e conservar energia.

O esquema a seguir representa, esquematicamente, o elevador hidráulico usado em ônibus para facilitar o transporte de cadeirantes. Observe que o elevador hidráulico atende a descrição dada à prensa hidráulica.

Ao se aplicar a força (F1) no êmbolo um acréscimo de pressão P1 = F1/A1 é transmitido para líquido que se encontra no recipiente mais estreito.

Devido a essa compressão uma porção do líquido desloca-se para o lado mais largo e aplica sobre o êmbolo maior uma força (F2). Essa força, segundo o Principio de Pascal, produz um acréscimo de pressão P2 = F2/A2 , que é rigorosamente igual a P1, portanto:

P1 = P2

Além do elevador hidráulico, também, são aplicações de prensa o guindaste hidráulico, freio hidráulico e macaco hidráulico. Em todos esses casos a finalidade é sempre de multiplicar a força aplicada.

F1A1=F2A2

Artigo 2

Competência de área 1 – Compreender as ciências naturais e as tecnologias a elas associadas como construções humanas, percebendo seus papéis nos processos de produção e no desenvolvimento econômico e social da humanidade.

H1 – Reconhecer características ou propriedades de fenômenos ondulatórios ou oscilatórios, relacionando-os a seus usos em diferentes contextos.

H2 – Associar a solução de problemas de comunicação, transporte, saúde ou outro, com o correspondente desenvolvimento científico e tecnológico.

Competência de área 6 – Apropriar-se de conhecimentos da física para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas. 

H22 – Compreender fenômenos decorrentes da interação entre a radiação e a matéria em suas manifestações em processos naturais ou tecnológicos, ou em suas implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais.

O BusAlert – Com ele você encontra sozinho o seu caminho.

Em relação ao acesso dos deficientes visuais ao sistema de transporte coletivo, algumas soluções inovadoras, que incluem o uso de tecnologia presente no cotidiano do usuário, estão sendo desenvolvidas e aplicadas.

Disponível em: http://www.fisicaevestibular.com.br/images/enem23/image025.jpg

Disponível em: http://www.tribunademinas.com.br/usuario-ja-pode-saber-em-quanto-tempo-onibus-chegara-ao-ponto/

Entre elas, merece destaque o BusAlert.. O BusAlert é um aplicativo para dispositivos móveis (tablet ou celular) desenvolvido para auxiliar o passageiro, principalmente aquele portador de necessidades especiais, a monitorar as distâncias e/ou o tempo de chegada entre o ônibus mais próximo e o ponto de ônibus onde ele se encontra.

O aplicativo está disponível gratuitamente para download. Ao baixá-lo o usuário o preenche um cadastro, no qual informa se possui algum tipo de limitação motora ou visual. Esse cadastro é utilizado pelo órgão gestor do sistema de transporte para identificar os usuários com algum tipo de necessidade especial.

Assim, quando esses usuários informam, através do celular ou tablet, os números do ponto de parada e da linha desejada são, então, identificados e caso seja deficiente visual ou físico, o motorista recebe um alerta visual e sonoro no aparelho instalado dentro do veículo com o nome da pessoa.

No caso de deficientes visuais, um sistema de áudio no interior do ônibus chama o passageiro pelo nome, no momento em que o veículo chega ao ponto de parada, dessa maneira o usuário tem certeza de embarcar no ônibus certo.

A ilustração a seguir mostra, resumidamente, como funciona o BusAlert que já se encontra em operação no município de São Carlos-SP.

Disponível em : http://pimaucs.blogspot.com.br/2014_05_01_archive.html

Disponível em : http://pimaucs.blogspot.com.br/2014_05_01_archive.html

A comunicação entre todos os dispositivos envolvidos é feita através de ondas eletromagnéticas na faixa das ondas de rádio e das micro-ondas.

O Sistema de Áudio

O áudio usado para alertar o usuário no ponto de parada emite ondas sonoras audíveis. São chamadas de audíveis as ondas sonoras com frequências entre 20 Hz e 20.000 Hz.

Por sua vez, as ondas sonoras inaudíveis podem ser denominadas de infrassom e ultrassom, conforme a faixa de frequência usada.

Infrassom é qualquer onda sonora com frequência abaixo de 20 Hz, enquanto ultrassom são ondas sonoras com frequências superiores a 20.000 Hz (20 kHz).

Disponível em: http://images.slideplayer.com.br/3/400225/slides/slide_16.jpg

As ondas sonoras propagam-se apenas em meios materiais sólidos, liquidos e gasosos, por isso, são denominadas de ondas mecânicas.

A velocidade das ondas sonoras depende de caracteísticas físicas como temperatura, densidade e elasticidade do meio material. Em geral, podemos dizer que as ondas sonoras têm velocidade maior em meios sólidos e menor em líquidos.

A velocidade de ondas sonoras e eletromagnéticas pode ser calculada pela equação fundamental das ondas:

Localizando veículos e usuários

A operacionalização do BusAlert ocorre a partir da criação de um banco de dados, onde são cadastrados os pontos de paradas, as linhas de ônibus e as empresas que operam estas linhas, além dos veículos que operam em cada linha, e quais os horários programados de passagem dos veículos.

Disponível em: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/oitava_serie/Ondas6.php

V = λ.f

Onde:

V: velocidade da onda medida em m/s, λ: comprimento de onda medido em metro(m) e f: frequência medida em Hertz (Hz).

Disponível em: http://profantoniocarneiro.webnode.com.br/fisica/

A criação desse banco de dados torna possível à localização dos veículos e dos dispositivos móveis dos usuários. O rastreamento de ônibus é feita através de satélites, usando um receptor de GPS - Global Positioning System, instalado nos veículos. Os receptores GPS se comunicam com satélites em órbita ao redor da terra, usando sinais de ondas eletromagnéticas na faixa das micro-ondas.

A comunicação com o telefone celular é feita, também, através de ondas eletromagnéticas com frequências na faixa das ondas de rádio, chamadas de GPRS - Serviços Gerais de Pacote por Rádio. Para isso, usa-se o conjunto de torres das próprias operadoras do sistema de telefonia móvel.

AS ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

Disponível em: http://www.digicon.com.br/sistlocalizacaoposicaoonibus.html

Disponível em: http://www.tacom.com.br/tacom/ecp/images.do?evento=imagem&urlPlc=imagem_noticia.jpg

As ondas eletromagnéticas, produzidas a partir de cargas elétricas oscilantes, são formadas pela combinação campos magnéticos e elétricos variáveis que se retroalimentam. Isso significa que esse campo elétrico, por variar, será capaz de gerar um campo magnético, que por sua vez, também é variável. Esse campo magnético variável será capaz de gerar outro campo elétrico e esse novo campo elétrico irá criar outro campo magnético e assim sucessivamente.

É essa sequência de campos elétricos e magnéticos que, propagando-se de um local para outro transportando energia e informação, denominamos de onda eletromagnética.

A figura a seguir ilustra o aspecto de uma onda eletromagnética, onde o campo

elétrico é representado por E⃗ e o campo magnético por B⃗ .

A partir da figura acima, podemos observar que o campo elétrico ( E⃗ ¿ e o campo

magnético (B⃗ ¿ são perpendiculares à direção de propagação da onda e, por isso, as

ondas eletromagnéticas são classificadas como transversais.

As ondas de rádio usadas para comunicação entre o receptor nos ônibus e o satélite e, também, entre as antenas das operadoras de telefonia móvel e os dispositivos móveis, não são as únicas ondas eletromagnéticas.

Na ilustração abaixo, chamada de Espectro Eletromagnético, estão elencadas as principais ondas eletromagnéticas em ordem crescente de frequência e decrescente de comprimento de onda, pois as grandezas físicas frequência e comprimento de onda são inversamente proporcionais.

Disponível em: https://moodle.ufsc.br/mod/book/tool/print/index.php?id=504304

Em 1900, Max Planck, tentando explicar as emissões de radiação eletromagnética por corpos aquecidos, formulou uma hipótese ousada para a época ao admitir que a transmissão de energia entre os corpos ocorre através da troca de pacotes de energia. Esses pacotes de energia foram denominados de quanta (plural de quantum) de energia. O quantum de energia é hoje chamado de fóton, sendo essa a denominação que adotaremos de agora em diante.

Para Planck, a energia transportada pela radiação é quantizada, isto é, não assume qualquer valor, apenas valores múltiplos inteiros de um valor mínimo. O valor mínimo de cada quantum (fóton) de energia é calculado pela equação abaixo.

A equação anterior nos mostra que a energia de 1 fóton é diretamente proporcional a frequência. Portanto, 1 fóton de raios X e 1 fóton de ultravioleta têm energias diferentes.

Como a frequência dos raios X é maior que a frequência do ultravioleta, então, em termos de energia, pode-se concluir que cada fóton de raios X, é mais energético que cada fóton de radiação ultravioleta.

http://labcisco.blogspot.com.br/2013/03/o-espectro-eletromagnetico-na-natureza.html

E = hfOnde:

E: Energia transportada pela radiação em eletron-volt(eV)h = 4,4 x 10-15 eV.s - constante de Planck f: frequência da radiação medida em Hertz (Hz).

BOX 2

ENERGIA DO FÓTON

1) Considere radiação ultravioleta de frequência de 1,8 x 1015 Hz e que h = 4 x 10-

15 eV. s é constante de Planck. A Energia de cada

A energia transportada pelas radiações eletromagnéticas, permite classificá-las em não ionizantes e ionizantes. Em nosso contexto, ionizar significa modificar a estrutura da matéria como, por exemplo, alterar o conteúdo genético de uma célula.

As radiações são denominadas de ionizantes quando produzem íons, radicais e elétrons livres na matéria que sofreu a interação. A ionização se deve ao fato das radiações possuírem energia alta o suficiente para quebrar as ligações químicas ou expulsar elétrons dos átomos.

As radiações eletromagnéticas do tipo raios X e raios gama, são as mais penetrantes e, dependendo de sua energia, podem atravessar vários centímetros do tecido humano até metros de blindagem de concreto. Por isso, são muito utilizadas para a obtenção de radiografias e para controlar níveis de material contidos em silos de paredes espessas.

O efeito fotoelétrico é um bom exemplo de ionização da matéria através da interação com radiação eletromagnética. O efeito fotoelétrico consiste na emissão de elétrons de uma superfície metálica quando sobre ela há incidência de radiação eletromagnética com frequência característica.

Em 1905, Albert Einstein explicou efeito fotoelétrico como sendo a colisão entre duas partículas, no caso o elétron do metal e o fóton que transporta a energia da radiação eletromagnética.

De acordo com Einstein, o elétron da superfície metálica absorve toda ou nenhuma energia da radiação eletromagnética. Por outro lado, o fato de o elétron absorver a energia da radiação não garante sua emissão do metal, pois essa energia pode não ser suficiente para ejetá-lo.

Para Einstein, a radiação deve transportar uma quantidade mínima de energia para retirar o elétron do átomo. Essa energia mínima foi denominada de FUNÇÃO TRABALHO (Φ).

Assim, a condição necessária para que ocorra EFEITO FOTOELÉTRICO é de que a energia transportada radiação eletromagnética (E) seja maior que a função trabalho

BOX 2

ENERGIA DO FÓTON

1) Considere radiação ultravioleta de frequência de 1,8 x 1015 Hz e que h = 4 x 10-

15 eV. s é constante de Planck. A Energia de cada

Disponível em: http://efeitofotoeletricoecompton.webnode.com.br/efeito-fotoeletrico2/

do metal (E>Φ), nesse caso o energia excedente é transportada pelo elétron ejetado sob a forma de energia cinética.

A energia cinética de cada elétron ejetado é obtida pela diferença entre a energia do fóton e a função trabalho do metal, conforme a equação a seguir (veja box 2).

A função trabalho depende do metal usado na fabricação da placa metálica, portanto varia de metal para metal, tendo valor fixo para um mesmo metal, como mostrado na tabela abaixo.

“Graças ao efeito fotoelétrico tornou-se possível o cinema falado, assim como a transmissão de imagens animadas (televisão). O emprego de aparelhos fotoelétricos permitiu construir maquinaria capaz de produzir peças sem intervenção alguma do homem. Os aparelhos cujo funcionamento assenta no aproveitamento do efeito fotoelétrico controlam o tamanho das peças melhor do que pode fazer qualquer operário, permitem acender e desligar automaticamente a iluminação de ruas, os faróis, etc.”(Disponível em: https://www.algosobre.com.br/fisica/aplicacao-do-efeito-fotoeletrico.html)

As radiações não ionizantes são aquelas que não possuem energia suficiente para ionizar os átomos e as moléculas com as quais interagem. As ondas de rádio, as micro-ondas, infravermelho, luz visível e a faixa mais baixa do ultravioleta, são consideradas não ionizantes.

É importante, também, lembrar que as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo com velocidades iguais a entre si e com valor de 3 x 108 m/s. Em meios materiais como a água, por exemplo, a velocidade depende da frequência da onda eletromagnética. Em geral, quando maior a frequência, menor será a velocidade da onda eletromagnética em meios materiais

Onde: E: energia do fótonΦ: função trabalhoEc: energia Cinética

Ec = E - Φ

EXERCICIOS

1 – (Enem -13) Para oferecer acessibilidade aos portadores de dificuldades de

locomoção, é utilizado, em ônibus e automóveis, o elevador hidráulico. Nesse

dispositivo é usada uma bomba elétrica, para forçar um fluido a passar de uma

tubulação estreita para outra mais larga, e dessa forma acionar um pistão que

movimenta a plataforma. Considere um elevador hidráulico cuja área da cabeça do

pistão seja cinco vezes maior do que a área da tubulação que sai da bomba.

Desprezando o atrito e considerando uma aceleração gravitacional de 10 m/s2, deseja-

se elevar uma pessoa de 65 kg em uma cadeira de rodas de 15 kg sobre a plataforma

de 20 kg. 

Qual deve ser a força exercida pelo motor da bomba sobre o fluido para que o

cadeirante seja elevado com velocidade constante? 

a) 20 N 

b) 100 N 

c) 200 N 

d) 1 000 N 

e) 5 000 N

gabarito: C

2 - O aplicativo BusAlert é uma solução inovadora e criativa que procura facilitar o acesso de deficientes visuais ao sistema de transporte coletivo. O aplicativo interage através de áudio com o usuário, informando ponto de parada que se encontra, o tempo previsto para chegada do ônibus, o número de paradas que restam, entre outras informações.

O áudio que repassa as informações do sistema de transporte e orienta o usuário durante o uso do aplicativo é uma

a) onda eletromagnética que se propaga apenas em meios materiais.b) onda mecânica que se propaga em qualquer meio físico.c) onda eletromagnética e transversal.d) onda mecânica e longitudinal.e) onda mista e transversal.

Gabarito: C

3 - (Enem -13) Quando a luz branca incide em uma superfície metálica, são removidos elétrons desse material. Esse efeito é utilizado no acendimento automático das luzes nos postes de iluminação, na abertura automática das portas, no fotômetro fotográfico e em sistemas de alarme. Esse efeito pode ser usado para fazer a transformação de energia

A) nuclear para cinética.B) elétrica para radiante.C) térmica para química.

D) radiante para cinética.E) potencial para cinética.

Gabarito: D

4 ( Enem – 12) Os fornos domésticos de micro-ondas trabalham com uma frequência de ondas eletromagnéticas que atuam fazendo rotacionar as moléculas de água, gordura e açúcar e, consequentemente, fazendo com que os alimentos sejam aquecidos. Os telefones sem fio também usam ondas eletromagnéticas na transmissão do sinal. As especificações técnicas desses aparelhos são informadas nos quadros 1 e 2, retirados de seus manuais.

O motivo de a radiação do telefone não aquecer como a do micro-ondas é queA) o ambiente no qual o telefone funciona é aberto.B) a frequência de alimentação é 60 Hz para os dois aparelhos.C) a potência do telefone sem fio é menor que a do forno.D) o interior do forno reflete as micro-ondas e as concentra.E) a modulação das ondas no forno é maior do que no telefone.

Gabarito: C

5 – (Enem -12) Nossa pele possui células que reagem à incidência de luz ultravioleta e produzem uma substância chamada melanina, responsável pela pigmentação da pele. Pensando em se bronzear, uma garota vestiu um biquíni, acendeu a luz de seu quarto e deitou-se exatamente abaixo da lâmpada incandescente. Após várias horas ela percebeu que não conseguiu resultado algum.

O bronzeamente não ocorreu porque a luz emitida pela lâmpada incandescente é de

A) baixa intensidade.B) baixa frequência.C) um espectro contínuo.D) amplitude inadequada.E) curto comprimento de onda.

Gabarito: B

6)  Sabe-se que a energia de um fóton é proporcional à sua frequência. Também é conhecido experimentalmente que o comprimento de onda da luz vermelha é maior que o comprimento de onda da luz violeta que, por sua vez, é maior que o comprimento de onda dos raios X. Adotando a constância da velocidade da luz, pode-se afirmar que

a) a energia do fóton de luz vermelha é maior que a energia do fóton de luz violeta.b) a energia do fóton de raio X é menor que a energia do fóton de luz violeta.c) as energias são iguais, uma vez que as velocidades são iguais.d) as energias dos fótons de luz vermelha e violeta são iguais, pois são parte do espectro visível, e são menores que a energia do fóton de raio X.e) a energia do fóton de raio X é maior que a do fóton de luz violeta, que é maior que a energia do fóton de luz vermelha.

gabarito e

 7 - O senador Tom Harkin, do estado norte- americano de Iowa, autorizou uma investigação sobre a suposta relação entre o uso de telefones celulares e diversos tipos de cânceres. Harkin afirmou que está preocupado com o fato de que ninguém comprovou se os celulares, efetivamente, causam câncer ou não. Aparelhos celulares, cujo uso abrange 275 milhões de pessoas nos Estados Unidos e 4 bilhões no mundo, utilizam ondas de rádio no seu funcionamento. Folha Online, Ciência e Saúde, 15/09/2009, (com adaptações).

Os cientistas afirmam que os aparelhos celulares não provocam câncer porque as ondas de rádio:

a) apresentam comprimento de onda menor do que os raios X.b) apresentam frequência maior do que a radiação visível.c) não transportam energia eletromagnética suficiente para ionizar a matéria.d) se propagam com velocidades menores do que os raios gama em um mesmo meio.e) estão na faixa do infravermelho, e, portanto, somente aquecem a matéria.

gabarito c