Física 9º Ano 2013

Alpha COC 2013
Física 9º ano
Prof. Manoel Brandão

Aula 1 - Apresentação pessoal e Dinâmica do Compromisso Pessoal
Aula 2 – Investigação Conceitual acerca da Física

RESUMO DAS IDEIAS:

DOIS CORPOS NÃO OCUPAM O MEMSO LUGAR AO MESMO TEMPO

Qualquer corpo menos denso que um determinado líquido, flutua sobre ele. (Experiência do ovo na água pura e depois na água com sal)

3 – As três Leis de Newton (Ver o Vídeo)



Dica: IGRejA (Inércia, Gravidade, Ação e Reação)



Restou a ser melhor discutido: Átomo (PRÓXIMA AULA)

SEISTEMATIZANDO O CONTEÚDO TRABALHADO

(Copie e responda em seu Caderno)


2a) I é correta.
b) II é correta
c) III é correta
d) I e II são corretas.
e) II e III são corretas.


a) 1,08 bilhão de litros.
b) 1,20 bilhão de litros.
c) 1,33 bilhão de litros.
d) 8,00 bilhões de litros.
e) 8,80 bilhões de litros.

"Para quem não aceita viver no mundo como mero expectador, mas gosta de saber como tudo funciona, a Física é uma grande ferramenta". (MB)

FORÇAS - DIREÇÕES E INTENSIDADES

QUESTIONÁRIO

1 – Numa partícula estão aplicadas apenas duas forças, de intensidades respectivamente iguais a 6N e 8N. Determine a intensidade da resultante quando as forças:
a) tem a mesma direção e o mesmo sentido
R = 14 N
b) tem sentidos contrários
R = 2 N
c) são perpendiculares entre si
R = 10N
2 – Duas forças possuem intensidades F1= 5N e F2 = 8N. Determine a mínima e a máxima intensidade da resultante dessas duas forças.
Quando as forças tem o mesmo sentido suas intensidades devem ser somadas para a resultante poder ser encontrada.
R = 13 N
Quando os sentidos não são os mesmos, para encontrar a resultante é preciso subtrair suas intensidades.
R = 3 N
3 – Duas forças perpendiculares entre si, de intensidade F1= 8N e F2 = 6N, estão aplicadas em uma partícula. Determine a intensidade da resultante.
R = 10N
4 – Sabendo que, duas forças, com mesma direção e o mesmo sentido, de intensidades iguais a F1 = 16N e F2 = 36N. Determine a intensidade da resultante quando as forças:

R = 52 N

Termologia é o estudo dos conceitos ligados a calor e temperatura.
1 .1 – Calor é diferente de temperatura

Calor e temperatura são temas diferentes para a física. Calor é energia térmica em trânsito de um corpo para o outro, sempre do que possui maior para o que possui menor quantidade de calor.

Temperatura é a medida do “grau” de agitação das partículas de um corpo, que pode ser aferida em qualquer escala termométrica em graus, o que será objeto de estudo da TERMOLOGIA.

1.2 – Equilíbrio Térmico

Quando um corpo “A” que possui grande quantidade de calor (mais quente), é colocado em contato com um corpo “B” que possui menor quantidade de calor (menos quente) o primeiro cede calor ao segundo até ficarem na mesma temperatura, ou seja até atingirem o EQUILÍBRIO TÉRMICO.

EXERCÍCIOS

:

01-(CEFET-SP) Calor é:
a) energia em trânsito de um corpo para outro, quando entre eles há diferença de temperatura
b) medido em graus Celsius
c) uma forma de energia que não existe nos corpos frios
d) uma forma de energia que se atribui aos corpos quentes
e) o mesmo que temperatura

02-(PUCCAMP-SP) Sobre o conceito de calor pode-se afirmar que se trata de uma:
a) medida da temperatura do sistema. b) forma de energia em trânsito. c) substância fluida.
d) quantidade relacionada com o atrito. e) energia que os corpos possuem.


03-(OSEC-SP) O fato de o calor passar de um corpo para outro deve-se a:

a) quantidade de calor existente em cada um. b) diferença de temperatura entre eles.

c) energia cinética total de suas moléculas. d) o número de calorias existentes em cada um.

e) nada do que se afirmou acima é verdadeiro.

04-(AFA-SP) Assinale a alternativa que define corretamente calor.

a) Trata-se de um sinônimo de temperatura em um sistema.
b) É uma forma de energia contida no sistema.
c) É uma energia em trânsito, de um sistema a outro, devido à diferença de temperatura entre eles.
d) É uma forma de energia superabundante nos corpos quentes.
e) É uma forma de energia em trânsito do corpo mais frio para o corpo mais quente.

5) - (UFRGS) Para que dois corpos possam trocar calor é necessário que:
I - estejam a diferentes temperaturas.
II - tenham massas diferentes.
III - exista um meio condutor de calor entre eles.
Dessas afirmações, é (são) correta(s)?

a) apenas a I. b) apenas a II. c) apenas a I e a II.
d) apenas a I e a III. e) todas.
6) - (UNESP-SP) Quando uma enfermeira coloca um termômetro clínico de mercúrio sob a língua de um paciente, por exemplo



ela sempre aguarda algum tempo antes de fazer a sua leitura. Esse intervalo de tempo é necessário.
a) para que o termômetro entre em equilíbrio térmico com o corpo do paciente.
b) para que o mercúrio, que é muito pesado, possa subir pelo tubo capilar.
c) para que o mercúrio passe pelo estrangulamento do tubo capilar.
d) devido à diferença entre os valores do calor específico do mercúrio e do corpo humano.
e) porque o coeficiente de dilatação do vidro é diferente do coeficiente de dilatação do mercúrio.

1.3 - TRANSFERÊNCIA DE CALOR

EM BREVE SERÃO POSTADAS AQUI AS QUESTÕES RESPONDIDAS E COMENTADAS.

Definições, ver:
Ver também: http://www.pet.ufal.br/petcivil/downloads/paespe/FIS/Termologia.pdf


Exercícios:

1) Qual a quantidade de calor sensível necessária para aquecer uma barra de ferro de 2kg de 20°C para 200°C? Dado: calor específico do ferro = 0,119cal/g°C.

R: 42,84 Kcal

2) Qual a quantidade de calor necessária para que um litro de água vaporize? Dado: densidade da água=1g/cm³ e calor latente de vaporização da água=540cal/g.

DICA : USAR A FÓRMULA DA DENSIDADE PARA ENCONTRAR A MASSA.

R: 540 Kcal

3) Na termologia são estudados os conceitos de calor específico e capacidade térmica. Em relação à capacidade térmica, pode-se afirmar que:
a) é uma propriedade da substância.
b) é uma propriedade de determinado corpo.
c) independe da massa do corpo.
d) independe do calor específico da substância.
e) é inversamente proporcional à massa do corpo.

4) A quantidade de calor para elevar de um grau centígrado a temperatura de um grama de uma substância pura é uma grandeza denominada:
a) capacidade térmica.
b) equivalente térmico.
c) calor de fusão.
d) calor latente.
e) calor específico.

5) Sabendo que um corpo X está em equilíbrio térmico com um corpo Z, e que outro corpo Y também está em equilíbrio térmico com Z, pode-se concluir que:
a) os três corpos possuem a mesma quantidade de calor.
b) a quantidade de calor de Z é maior que a de X ou de Y.
c) a temperatura de Z é igual à soma das temperaturas de X e de Y.
d) a temperatura dos três corpos é a mesma.
e) a capacidade térmica dos três corpos é a mesma.

6) O calor específico de uma substância é 0,5 cal/g.oC. Se a temperatura de 4 g dessa substância se eleva de 10 oC, pode-se afirmar que ela absorveu uma quantidade de calor, em calorias, de:
a) 0,5
b) 2
c) 5
d) 10
e) 20

7) Cedem-se 684 cal a 200 g de ferro que estão a uma temperatura de 100 oC. Sabendo que o calor específico do ferro vale 0,114 cal/g.oC, concluímos que a temperatura final do ferro será:
a) 10 oC
b) 20 oC
c) 30 oC
d) 40 oC


Fornecendo-se a um corpo de massa 0,2 kg a quantidade de calor de 0,2 kcal, sua temperatura passa de 5 oC a 15 oC, sem que ocorra mudança de estado. Pode-se afirmar que o calor específico do corpo em cal/g.oC é:
a) 100
b) 50
c) 10
d) 1
e) 0,1



9) Um coletor solar absorve 300 kcal/minuto e seu rendimento é 20%. Em 10 minutos de funcionamento o coletor pode elevar a temperatura de 50 litros de água em:
a) 6 oC
b) 15 oC
c) 5 oC
d) 20 oC
e) 12 oC

10) Atualmente, encontra-se no comércio determinada panela de "vidro" que traz a recomendação a seus usuários para que "desliguem o fogo" um pouco antes do cozimento total do alimento, pois esta panela, mesmo com o fogo desligado, continua com o cozimento do alimento. Este fato ocorre devido ao material que constitui a panela ter:
a) uma fonte térmica intermolecular.
b) elevada massa molecular.
c) transparência ao calor.
d) grande capacidade térmica.
e) pequeno calor específico.

11) (UFB) Determine a quantidade de calor que se deve fornecer a 100g de gelo a -10oC para transformá-lo em vapor a 110oC. Esboce a curva de aquecimento do processo.
Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g °C --- calor específico do gelo = calor específico do vapor=0,5 cal/g °C --- calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g --- calor latente de vaporização da água=540cal/g

12) (ENEM-MEC) A Terra é cercada pelo vácuo espacial e, assim, ela só perde energia ao irradiá-la para o espaço.

O aquecimento global que se verifica hoje decorre de pequeno desequilíbrio energético, de cerca de 0,3%, entre a energia que a Terra recebe do Sol e a energia irradiada a cada segundo, algo em torno de 1 W/m2. Isso significa que a Terra acumula, anualmente, cerca de 1,6 × 1022 J. Considere que a energia necessária para transformar 1 kg de gelo a 0°C em água líquida seja igual a 3,2 × 105 J. Se toda a energia acumulada anualmente fosse usada para derreter o gelo nos pólos (a 0°C), a quantidade de gelo derretida anualmente, em trilhões de toneladas, estaria entre
a) 20 e 40.
b) b) 40 e 60.
c) c) 60 e 80.
d) d) 80 e 100.
e) e) 100 e 120.
13) (UNESP-SP) Ao ser anunciada a descoberta de novo planeta em torno da estrela Gliese581 e a possível presença de água nafase líquida em sua superfície, reavivou-se a discussão sobre a possibilidade de vida em outros sistemas.
Especula-se que as temperaturas na superfície do planeta são semelhantes às da Terra e a pressão atmosférica na sua superfície é estimada como sendo o dobro da pressão na superfície da Terra. A essa pressão, considere que o calor latente de vaporização da água no novo planeta seja 526 cal/g e a água atinja o ponto de ebulição a 120 °C. Calcule a quantidade necessária de calor para transformar 1 kg de água a 25 °C totalmente em vapor naquelas condições, considerando o calor específico da água 1 cal/goC.

DILATOMETRIA


É a parte da Física que estuda o Processo de Dilatação dos corpos. Dilatação é a aumento do volume de um corpo causado pelo aumento da sua temperatura.

A dilatação térmica pode ser de três formas, à saber:

Dilatação Linear - é aquela que ocorre principalmente em uma única dimensão, ou seja formando uma linha

ΔL --- dilatação linear
α --- coeficiente de dilatação linear médio, característica do material que constitui a barra.
Lo --- comprimento inicial
L --- comprimento final
Δt --- Variação de temperatura
Matematicamente:
Δ L = L0 . α . (θ – θ0)
ΔS - dilatação superficial --- β – coeficiente de dilatação superficial médio --- So – área de superfície inicial --- Δt – intervalo de temperatura
Se uma placa metálica com orifício for aquecida, verifica-se que o orifício aumenta, como se fosse constituído pelo material daplaca, pois tudo se passa como se o furo tivesse um coeficiente de dilatação superficial igual àquele da substância da placa.
Se você despejar água fervente num copo de vidro, ele pode se quebrar, pois a dilatação não é uniforme, a parte interna se dilata mais que a externa. O mesmo poderia ocorrer se você despejasse água gelada num copo quente e, nesse caso a parte interna se contrai mais que a externa.
Matematicamente:
Δ S = S0 . β . (θ – θ0)
Para a dilatação volumétrica segue-se o mesmo raciocínio, bastando adaptar a fórmula:
Matematicamente:
Δ V = V0 . ϒ . (θ – θ0)

Você encontra uma matéria completa com ilustrações e vários exercícios resolvidos em: http://www.fisicaevestibular.com.br/termica4.htm


Lista de Exercícios

1-(UFPEL-RS) Os postos de gasolina, são normalmente abastecidos por um caminhão-tanque. Nessa ação cotidiana, muitas situações interessantes podem ser observadas. Um caminhão-tanque, cuja capacidade é de 40.000 litros de gasolina, foi carregado completamente, num dia em que a temperatura ambiente era de 30°C. No instante em que chegou para abastecer o posto de gasolina, a temperatura ambiente era de 10°C, devido a uma frente fria, e o motorista observou que o tanque não estava completamente cheio. Sabendo que o coeficiente de dilatação da gasolina é 1,1.10-3 °C-1 e considerando desprezível a dilatação do tanque, é correto afirmar que o volume do ar, em litros, que o motorista encontrou no tanque do caminhão foi de
a) 40.880. b) 8.800. c) 31.200. d) 4.088. e) 880.
02-(UNESP-SP) A lâmina bimetálica da figura abaixo é feita de cobre (α= 1,4.10-5 ºC-1) e de alumínio ((α = 2,4.10-5 ºC-1). Uma das partes não pode deslizar sobre a outra e o sistema está engastado numa parede. Se na temperatura ambiente (27 ºC) ela é horizontal, a afirmativa correta sobre o comportamento da lâmina ((α é o coeficiente de dilatação linear) é:
a) Sempre se curva para baixo quando muda a temperatura. b) Sempre se curva para cima quando muda a temperatura.
c) Curva-se para baixo se θ > 27 ºC e para cima de θ < 27 ºC. d) Curva-se para cima se θ > 27 ºC e para baixo se θ < 27 ºC.
e) Somente se curva se θ > 27 ºC.
03) - 04-(UFAL) O fato de barras de ferro contidas em uma viga de concreto não provocarem
rachaduras no concreto explica-se pela semelhança que existe entre os valores do
a) calor específico desses materiais.
b) calor de fusão desses materiais.
c) coeficiente de condutividade térmica desses materiais.
d) coeficiente de dilatação linear desses materiais.
e) coeficiente de atrito desses materiais.

04-(UFRJ-RJ) Um quadrado foi montado com três hastes de alumínio (αAl = 24. 10-6 C-1) e uma haste de aço (αaço = 12. 10-6 C-1), e todas inicialmente à mesma temperatura. O sistema é, então, submetido a um processo de aquecimento, de forma que a variação de temperatura é a mesma em todas as hastes. Podemos afirmar que, ao final do processo de aquecimento, a figura formada pelas hastes estará mais próxima de um:
a) quadrado. b) retângulo. c) losango. d) trapézio retângulo. e) trapézio isósceles.

5) (PUC-RJ) A imprensa tem noticiado as temperaturas anormalmente altas que vêm ocorrendo no atual verão, no hemisfério norte. Assinale a opção que indica a dilatação (em cm) que um trilho de 100 m sofreria devido a uma variação de temperatura igual a 20 °C, sabendo que o coeficiente linear de dilatação térmica do trilho vale α = 1,2.10-5 por grau Celsius.
a) 3,6 b) 2,4 c)1,2 d) 1,2.10-3 e) 2,4.10-3

6) -(UEL-PR) O coeficiente de dilatação linear do aço é 1,1.10-5 ºC. Os trilhos de uma via férrea têm 12m cada um na temperatura de 0ºC. Sabendo-se que a temperatura máxima na região onde se encontra a estrada é 40ºC, o espaçamento mínimo entre dois trilhos consecutivos deve ser, aproximadamente, de:
a) 0,40 cm b) 0,44 cm c) 0,46 cm d) 0,48 cm e) 0,53 cm
7) -(UFRRJ-RJ) Um cilindro de aço, que se encontra em um ambiente cuja temperatura é de 30°C, tem como medida de seu diâmetro 10,00 cm. Levado para outro ambiente cuja temperatura é de 2,7 °C, ele sofre uma contração térmica. Considere: coeficiente de dilatação linear do aço α = 11.10-6(°C-1). Calcule o diâmetro final do cilindro.
-(UFRJ-RJ) Um incêndio ocorreu no lado direito de um dos andares intermediários de um edifício construído com estrutura metálica. Em consequência do incêndio, que ficou restrito ao lado direito, o edifício sofreu uma deformação tombando para o lado esquerdo. Com base em conhecimentos de termologia, explique por que o edifício entorta para a esquerda e não para a direita.
9) (PUC-SP) A tampa de zinco de um frasco de vidro agarrou no gargalo de rosca externa e não foi possível soltá-la. Sendo os coeficientes de dilatação linear do zinco e do vidro, respectivamente, iguais a 30.10-6 ºC-1 e 8,5.10-6ºC-1, como proceder? Justifique sua resposta. Temos à disposição um caldeirão com água quente e outro com água gelada.

10) -(UEL-PR) O volume de um bloco metálico sofre um aumento de 0,60% quando sua temperatura varia de 200ºC. O coeficiente de dilatação de dilatação linear médio desse metal, em ºC-1,vale:
a) 1,0.10-5 b) 3,0.10-5 c) 1,0.10-6 d) 3,0.10-4 e) 3,0.10-3

11)-(UFRR) O coeficiente de dilatação dos metais é da ordenm de 10-5 oC-1. Uma chapa metálica tem um orifício circular. A chapa é aquecida de 25ºC para 50oC. Como consequência do aquecimento, o diâmetro do orifício:
a) reduz-se à metade b) dobra c) não se altera d) aumenta um pouco e) diminui um pouco
12) - (UESB-BA) Um tanque cheio de gasolina de um automóvel, quando exposto ao sol por algum tempo, derrama uma certa quantidade desse combustível. Desse fato, conclui-se que:
a) só a gasolina se dilatou.
b) a quantidade de gasolina derramada representa sua dilatação real.
c) a quantidade de gasolina derramada representa sua dilatação aparente.
d) o tanque dilatou mais que a gasolina.
e) a dilatação aparente da gasolina é igual à dilatação do tanque.