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COMPETÊNCIAS E HABILIDADES
CADERNO 8
PROF.: Célio Normando
CA 6 - Apropriar-se de conhecimentos da Física para, em situações problem a, interpretar,
avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.
H 20 - Caracterizar causas ou efeitos dos movimentos de partículas, substâncias, objetos
ou corpos celestes.
OBJETO DO CONHECIMENTO: Movimentos de corpos celestes – Leis de Kepler
1. (ENEM 2009) O ônibus espacial Atlantis foi lançado ao espaço com cinco astronautas a bordo e
uma câmera nova, que iria substituir uma outra danificada por um curto -circuito no telescópio
Hubble. Depois de entrarem em órbita a 560 km de altura, os astronautas se aproximaram do
Hubble. Dois astronautas saíram da Atlantis e se dirigiram ao telescópio. Ao abrir a porta de
acesso, um deles exclamou: “Esse telescópio tem a massa grande, mas o peso é pequeno.”
Considerando o texto e as leis de Kepler, pode-se afirmar que a frase dita pelo astronauta:
A) se justifica porque o tamanho do telescópio determina a sua massa, enquanto seu pequeno
peso decorre da falta de ação da aceleração da gravidade.
B) se justifica ao verificar que a inércia do telescópio é grande comparada à dele próprio, e que o
peso do telescópio é pequeno porque a atração gravitacional criada por sua massa era
pequena.
C) não se justifica, porque a avaliação da massa e do peso de objetos em órbita tem por base as
leis de Kepler, que não se aplicam a satélites artificiais.
D) não se justifica, porque a força-peso é a força exercida pela gravidade terrestre, neste caso,
sobre o telescópio e é a responsável por manter o próprio telescópio em órbita.
E) não se justifica, pois a ação da força-peso implica a ação de uma força de reação contrária, que
não existe naquele ambiente. A massa do telescópio poderia ser avaliada simplesmente pelo
seu volume.
SOLUÇÃO: De fato, as leis de Kepler não justificam a afirmação do astronauta porque elas versam
sobre forma da órbita, período da órbita e área varrida na órbita. Essa afirmação explica -se pelo
Princípio Fundamental da Dinâmica, pois o que está em questão são a massa e o peso do
telescópio. Como o astronauta e o telescópio estão em órbita, estão suje itos apenas à força peso,
e, consequentemente, à mesma aceleração (centrípeta), que é a da gravidade local, tendo peso
APARENTE nulo.
R = P  m a = m g  a = g.
É pelo mesmo motivo que os objetos flutuam dentro de uma nave. Em Física, diz -se nesse caso
que os corpos estão em estado de imponderabilidade.
Apenas para complementar: considerando R = 6.400 km o raio da Terra, à altura h = 540 km, o
raio da órbita do telescópio é r = R + h = 6.400 + 540 = 6.940 km. De acordo com a lei de
2
Newton da gravitação, a intensidade do campo gravitacional num ponto da órbita é g = g 0
R
r ,
 
2
 6.400 
2
sendo g0 = 10 m/s2 . Assim, g  10 
  8,5 m/s . Ou seja, o peso REAL do telescópio na órbita é
6.940


85% do seu peso na superfície terrestre.
RESPOSTA (D)
OBJETO DO CONHECIMENTO: Momento de uma força – Torque
2. (ENEM 1998) Um portão está fixo em um muro por duas dobradiças A e B, conforme mostra a
figura, sendo P o peso do portão.
Caso um garoto se dependure no portão pela
extremidade livre, e supondo que as reações máximas
suportadas pelas dobradiças sejam iguais,
a) é mais provável que a dobradiça A arrebente primeiro
que a B.
b) é mais provável que a dobradiça B arrebente primeiro
que a A.
c) seguramente as dobradiças A e B arrebentarão simultaneamente.
d) nenhuma delas sofrerá qualquer esforço.
e) o portão quebraria ao meio, ou nada sofreria.
SOLUÇÃO: O peso do portão tende a girá-lo no sentido
horário.
Isto puxa a dobradiça A tendendo a arrancá-la e
comprime a B tendendo a prendê-la mais na parede.
RESPOSTA (A)
OBJETO DO CONHECIMENTO: Descrições do movimento circular e sua interpretação.
3. (ENEM 1998) As bicicletas possuem uma corrente que liga uma coroa dentada dianteira,
movimentada pelos pedais, a uma coroa localizada no eixo da roda traseira, como mostra a figura.
O número de voltas dadas pela roda traseira a cada pedalada depende do tamanho relativo destas
coroas.
Em que opção abaixo a roda traseira dá o maior número de voltas por pedalada?
SOLUÇÃO: Sendo R1 o raio da coroa dentada dianteira, movimentada pelos pedais, e R2 o raio da
coroa localizada no eixo da roda traseira, o maior número de voltas por pedalada, para a roda
traseira, requer:
R1 /R2 = máximo possível
RESPOSTA (A)
OBJETO DO CONHECIMENTO: Descrições do movimento circular e sua interpretação.
4. (ENEM 1998) Com relação ao funcionamento de uma bic icleta de marchas, onde cada marcha é
uma combinação de uma das coroas dianteiras com uma das coroas traseiras, são formuladas as
seguintes afirmativas:
I. numa bicicleta que tenha duas coroas dianteiras e cinco traseiras, temos um total de dez
marchas possíveis onde cada marcha representa a associação de uma das coroas dianteiras com
uma das traseiras.
II. em alta velocidade, convém acionar a coroa dianteira de maior raio com a coroa traseira de
maior raio também.
III. em uma subida íngreme, convém acionar a coroa dianteira de menor raio e a coroa traseira de
maior raio.
Entre as afirmações anteriores, estão corretas:
A) I e III apenas.
B) I, II e III.
C) I e II apenas.
D) II apenas.
E) III apenas.
SOLUÇÃO:
I) A expressão (4) permite c oncluir que a cada par r2 ; r1 corresponde uma diferente velocidade
angular para a roda traseira. A expressão (8) permite concluir que a cada par r2 ; r1 corresponde
um diferente momento para a roda traseira. Logo, a cada par r2 ; r1 corresponde uma diferente
marcha. Se dispomos de 5 diferentes valores de r1 e 2 valores de r2 , dispomos de 10 marchas.
A afirmação I está correta.
II) A expressão (4) permite concluir que, quando se deseja um maior valor de _1, devemos
associar uma coroa dianteira de grande raio (grande r2 ) com uma coroa traseira
de pequeno raio (pequeno r1 ).
A afirmação II está errada.
III) Numa subida, queremos que o momento na coroa traseira seja grande, o que se consegue
com uma coroa traseira grande (grande r1 ) e uma coroa dianteira pequena
(pequeno r2 ).
A afirmação III está correta.
RESPOSTA (A)
OBJETO DO CONHECIMENTO: Descrições do movimento circular e sua interpretação.
5. (ENEM 1998) Quando se dá uma pedalada na bicicleta da questão 13 (isto é, quando a coroa
acionada pelos pedais dá uma volta completa), qual é a distância aproximada percorrida pela
bicicleta, sabendo-se que o comprimento de um círculo de raio R é igual a 2π R, onde π ≈ 3?
A) 1,2 m
D) 14,4 m
B) 2,4 m
E) 48,0 m
C) 7,2 m
SOLUÇÃO:
Enquanto a coroa acionada pelos pedais dá uma volta, a coroa localiz ada no eixo da roda
traseira dá três voltas.
Assim:
Δs = 3 × (2πR) = 3 × 0,8 × 3
→
Δs = 7,2m
RESPOSTA (C)
CA 6 - Apropriar-se de conhecimentos da Física para, em situações problema, interpretar,
avaliar ou planejar intervenções científico-tecnológicas.
H21 – Utilizar leis físicas e (ou) químicas para interpretar processos naturais ou
tecnológicos inseridos no contexto da termodinâmica e (ou) do eletromagnetismo.
OBJETO DO CONHECIMENTO: Eletromagnetismo
6. (ENEM 2010-2ª aplicação) Os dínamos são geradores de energia elétrica utilizados em bicicletas
para acender uma pequena lâmpada. Para isso, é necessário que a parte móvel esteja em contato
com o pneu da bicicleta e, quando ela entra em movimento, é gerada energia elétrica para acender
a lâmpada. Dentro desse gerador, encontram-se um imã e uma bobina.
O princípio de funcionamento desse equipamento é explicado pelo fato de que a
a)
b)
c)
d)
e)
corrente elétric a no circuito fechado gera um campo magnético nessa região.
bobina imersa no campo magnético em circuito fechado gera uma corrente elétrica.
bobina em atrito com o campo magnético no circuito fechado gera uma corrente elétrica.
corrente elétrica é gerada em circuito fechado por causa da presença do campo magnético.
corrente elétrica é gerada em circuito fechado quando há variação do campo magnético.
SOLUÇÃO: De acordo com a lei de Faraday-Neumann, a corrente elétrica induzida num circuito fechado ocorre
quando há variação do fluxo magnético através do circuito.
RESPOSTA (E)
OBJETO DO CONHECIMENTO: Eletromagnetismo
7. Haja coraç ão!!! Em 2010, tivemos muitas emoções, visto que foi ano de Copa do Mundo e de
jogos do Brasil.
Estamos nos preparando, pois, em 2014, a Copa do Mundo será no Brasil. Imagine que em sua
casa seus amigos combinaram de assistir ao jogo do Brasil e para que a narração saia bem alta,
com muita emoção, você resolveu ligar a saída de som do televisor a uma caixa de som com um
alto-falante bem potente. Para aproveitar o tamanho da caixa de som, você a usou como mesa
para colocar a TV em cima.
Marque o item correto sobre o que deverá acontecer com a imagem do seu televisor.
a) A imagem ficará mais nítida, pois no alto-falante existe um imã que melhora o fluxo de elétrons
no televisor.
b) A imagem aparecerá borrada, pois o som do alto-falante joga os elétrons do tubo de imagens
para fora da linha correta de colisão.
c) No alto-falante, existe um imã que repele ou atrai magneticamente os elétrons do feixe, fazendo
com que os elétrons alterem a trajetória, colidindo em posições incorretas, pro vocando distorções
na imagem e nas cores.
d) A imagem na TV jamais seria alterada, pois na caixa de som e no televisor são compatíveis.
e) A imagem ficaria com um colorido mais intenso, pois o som potencializa a emissão de luz
emitida pelo processo de colisão do elétron.
SOLUÇÃO: O imã existente, no alto-falante, gera um campo magnético e este desvia o feixe de
elétrons da trajetória normal, que deveria seguir. Desta maneira as cores e as imagens ficarão
distorcidas.
RESPOSTA (C)
OBJETO DO CONHECIMENTO: Propagação do calor
8. (PUC-SP 2005) Calor é uma forma de energia que se transfere de um corpo para outro em virtude de uma
diferença de temperatura entre eles. Há três processos de propagação de calor: condução, convecção e
radiação. Em relação à transferência de calor, afirma-se que:
I. Em dias frios, os pássaros costumam eriçar suas penas para acumular ar entre elas. Nesse caso, o ar
acumulado constitui-se em um bom isolante térmico diminuindo as trocas de calor, por condução, com o
ambiente.
II. Correntes de convecção na atmosfera costumam ser aproveitadas por aviões planadores e asas delta para
ganharem altura. Tais correntes são originadas por diferenças de temperaturas entre duas regiões quaisquer da
Terra.
III. As paredes internas das garrafas térmicas são espelhadas com o objetivo de diminuir as trocas de calor por
radiação.
Está correto o que se afirma em
a)
b)
c)
d)
e)
I, II e III.
apenas I e II.
apenas I e III.
apenas II e III.
apenas III.
SOLUÇÃO: I – Verdadeira. O ar é um bom isolante térmico. Daí a importância de os pássaros
eriçarem suas penas para reterem esse ar entre elas, diminuindo a condução.
II – Verdadeira. As diferenças de temperatura entre duas regiões quaisquer da Terra
fazem com que haja correntes ascendentes e descendentes, denominadas correntes de convecção.
III – Verdadeira. As
diminuindo as trocas por radiação.
superfícies
espelhadas
refletem
as
radiações
térmicas,
RESPOSTA (A)
OBJETO DO CONHECIMENTO: Energia Elétrica
9. (ENEM 1998) Segue abaixo um trecho de uma matéria da revista “Superinteressante”, que
descreve hábitos de um morador de Barcelona (Espanha), relacionando -os com o consumo de
energia e efeitos sobre o ambiente.
I. “Apenas no banho matinal, por exemplo, um cidadão utiliza cerca de 50 litros de água, que
depois terá que ser tratada. Além disso, a água é aquecida consumindo 1,5 quilowatt-hora (cerca
de 1,3 milhões de calorias), e para gerar essa energia foi preciso perturbar o ambiente de alguma
maneira....”
Também com relação ao trecho I, supondo a existência de um chuveiro elétrico, pode-se afirmar
que:
A) a energia usada para aquecer o chuveiro é de origem química, transformando -se em energia
elétrica.
B) a energia elétrica é transformada no chuveiro em energia mecânica e, posteriormente, em
energia térmica.
C) o aquecimento da água deve-se à resistência do chuveiro, onde a energia elétrica é
transformada em energia térmica.
D) a energia térmica consumida nesse banho é posteriormente transformada em energia elétrica.
E) como a geração da energia perturba o ambiente, pode-se concluir que sua fonte é algum
derivado do petróleo.
SOLUÇÃO: Um chuveiro elétrico pode ser analisado como sendo um resistor. Desta maneira, ao se
estabelecer uma corrente elétrica em seus terminais, a energia elétrica é transformada em térmica
— fenômeno conhecido como efeito Joule —, que é transferida para a água.
De acordo com esses dados, as alternativas A, B e D podem ser facilmente eliminadas.
Quanto à alternativa E, não há qualquer argumento, no trecho I do texto, que permita concluir que
a fonte de energia seja o petróleo. Logo, a alternativa correta é a C.
RESPOSTA (C)
NB: Existe uma distinção — não muito clara na alternativa C — entre resistor (dispositivo elétrico)
e resistência elétrica (propriedade do dispositivo). É a presença do resistor, onde se estabelece
uma corrente elétrica, que detemina o aquecimento da água no chuveiro.
OBJETO DO CONHECIMENTO: Influência da pressão nas mudanças de estado
10. (ENEM-1998) A tabela a seguir registra a pressão atmosférica em diferentes a ltitudes, e o
gráfico relaciona a pressão de vapor da água em função da temperatura.
Um líquido, num frasco aberto, entra em ebulição a partir do momento em que a sua pressão de
vapor se iguala à pressão atmosférica. Assinale a opção correta, considerando a tabela, o gráfico e
os dados apresentados, sobre as seguintes cidades:
A temperatura de ebulição será:
A) maior em Campos do Jordão.
B) menor em Natal.
C) menor no Pico da Neblina.
D) igual em Campos do Jordão e Natal.
E) não dependerá da altitude.
SOLUÇÃO: A menor temperatura de ebulição é aquela correspondente à menor pressão de vapor,
correspondente à maior altitude.
RESPOSTA (C)
GABARITO
1. D
2. A
3. A
4. A
5. C
6. E
7. C
8. A
9. C
10. C