9º ano - Gabarito dos exercícios pág.411 apostila 4

 RUMO AO ENSINO MÉDIO pág. 411 apostila 4

1. alternativa e

Justificativa: O consumo de energia de determinado equipamento é função da sua potência e de seu tempo de utilização. Como é possível que existam diversos equipamentos elétricos de um mesmo tipo operando em uma residência, o valor das frações percentuais de energia também depende do número de equipamentos de cada tipo.

2. alternativa c

O consumo mensal dessa residência é 300 kWh dos quais 25% é utilizado pelo chuveiro. Assim, o gasto mensal do chuveiro é 300 . 25% = 75 kWh, sendo o custo diário de 75:30 = 2,5 kWh por dia. Como o chuveiro tem 5000 W = 5kW de potência podemos calcular o tempo de uso diário do chuveiro:

Econsumida = Potência x Tempo de uso 

2,5 kWh = 5 kW x T ; 5T = 2,5 e T = 2,5:5 = 0,5 hora, ou 30 minutos. Como são 4 banhos diários, o tempo médio de cada banho é 30 min:4 = 7,5 minutos.

8º ano - Resumo do módulo 13 apostila 3

 A teoria mais aceita do surgimento da Lua, conhecida como Big Splash ou Hipótese do Grande Impacto, é a de que um grande corpo celeste tenha atingido a Terra e, arrancando parte de sua crosta com a colisão, deu origem à Lua.

• Proporcionalmente, a Lua é o maior satélite natural de um planeta do Sistema Solar, apresentando diâmetro de cerca de 3 475 km, e se encontra a uma distância média de 384 600 km da Terra.

A intensidade do campo gravitacional na superfície da Lua é cerca de 1/6 do valor da intensidade do campo gravitacional na superfície da Terra. O fato de o campo gravitacional da Lua ser pouco intenso e de a Lua não ter campo magnético (que funciona como um escudo protetor dos ventos solares) faz com que o satélite não tenha atmosfera. Por esse motivo, sua estabilidade às variações de temperatura é menor, ou seja, as variações de temperatura são bruscas e de grande amplitude térmica.

• Satélites são corpos que orbitam um planeta. Podem ser naturais, como as luas, ou artificiais, como aqueles desenvolvidos pelas agências espaciais.

• Com base no heliocentrismo, a Lua apresenta três movimentos principais: o de rotação em torno de  seu próprio eixo, o de revolução ao redor da Terra e o de translação (junto com a Terra) ao redor do Sol.

• O período do movimento de rotação da Lua em torno de seu próprio eixo e o período do movimento de revolução da Lua ao redor da Terra são iguais e correspondem a 29 dias, 12 horas, 44 minutos e 2,9 segundos. Essa sincronia dos dois movimentos explica o fato de vermos sempre a mesma face da Lua voltada para a Terra.

• O plano de órbita da Lua ao redor da Terra é ligeiramente inclinado (em torno de 5,15°) em relação ao plano da órbita da Terra ao redor do Sol. Devido à inclinação do eixo de rotação da Terra em relação ao plano de sua órbita (em torno de 23,5°), a inclinação da órbita da Lua em relação ao equador terrestre varia entre 18,35° (23,5° – 5,15°) e 28,65° (23,5° + 5,15°).

• As marés são fenômenos causados principalmente pelas interações das forças de atração gravitacional da Lua e do Sol com as águas dos mares e dos rios. Quando o Sol, a Lua e a Terra estão alinhados, a resultante das forças de atração gravitacional da Lua e do Sol na Terra é máxima, proporcionando um “deslocamento” de água na direção da Lua e do Sol, o que causa a maré alta. Em outras posições relativas do Sol, da Lua e da Terra, a resultante das forças de atração do Sol e da Lua na Terra apresenta intensidades menores, proporcionando marés de menor amplitude.

• Ao longo do mês sinódico, a Lua apresenta aparência que varia entre quatro fases: lua cheia (totalmente iluminada pelo Sol), lua nova (sem iluminação solar), lua crescente (parcialmente iluminada, com parte ilu-minada aumentando) e lua minguante (parcialmente iluminada, com parte iluminada diminuindo). Na pág. 418 há uma tabela com os horários de nascente e poente de cada fase.

• O movimento relativo da Lua (aparição) no céu terrestre dura cerca de 12 horas.

• A formação de sombras se dá quando utilizamos uma fonte de luz puntiforme e a distância entre o objeto e o anteparo é pequena se comparada com a distância entre a fonte e o objeto. Nesse caso, há formação de uma região de sombra. Já a formação de penumbra se dá quando utilizamos mais de uma fonte pontual ou uma fonte extensa. Na penumbra, há formação de regiões de sombra e de penumbra.

• As regiões de sombra e penumbra possibilitam a explicação dos eclipses. O diâmetro do Sol equivale a 400 vezes o diâmetro lunar; no entanto, a Lua está 400 vezes mais próxima da Terra que o Sol. Essa coincidência decorre do fato de que ambos os astros podem ser vistos sob o mesmo ângulo: meio grau. Por isso, quando a Lua passa em frente ao Sol, ela pode ocultá-lo totalmente.

• O eclipse solar ocorre quando a Lua se encontra entre o Sol e a Terra, com esta compreendida na região de sombra/penumbra causada pela Lua. Essa configuração acontece em fase de lua nova.

• O eclipse lunar ocorre quando a Terra se encontra entre o Sol e a Lua, com esta compreendida na região de sombra/penumbra causada pela Terra. Essa configuração acontece em fase de lua cheia.

• A inclinação do plano da órbita da Lua em torno da Terra em relação ao plano de órbita da Terra em re-lação ao Sol diminui a possibilidade de a Lua se alinhar com o Sol e a Terra, ocasionando eclipses mais frequentes.

9º ano - Orientações de estudos Av. Periódica 4º período

Abaixo estão listados os objetivos específicos da Avaliação Periódica  do  4° período a ser realizada em 17/11/22:

1- Saber calcular a quantidade de carga que atravessa uma seção reta do condutor em uma unidade de tempo

2- Compreender e operar com a 1ª lei de Ohm na resolução de problemas envolvendo circuitos elétricos

3- Distinguir circuitos em série de circuitos em paralelo e calcular seus elementos equivalentes

4- Calcular e compreender o comportamento das grandezas elétricas em circuitos em série e em paralelo.

5- Calcular e compreender o comportamento das grandezas físicas envolvidas em  circuitos elétricos com  associações mistas de resistores.

6- Saber calcular o consumo de energia elétrica em diferentes contextos

O objetivo 1 está ligado ao conceito de intensidade de corrente elétrica, apresentado na pág. 450 do módulo 14. Saber aplicar esse conceito é fundamental. Refaça a atividade 1 da pág. 451 e os exercícios 1 e 2 da pág. 461 para revisar a aplicação deste conceito a problemas. Detalhe importante é que quando associamos baterias em série, a ddp da associação é a soma das tensões  de cada bateria.

Os objetivo 2  está discutido nas pág. 452-456 do módulo 14. Reveja a atividade 2 das pág. 454-455 e os exercícios 3, 4, 5 e 6 da pág. 461  para retomada desses conceitos.

Os objetivos 3 e 4 estão discutidos no módulo 15: na pág. 465 está um resumo dos símbolos usados para representar circuitos; nas pág. 467-469 discute-se as características dos circuitos em série e nas pág. 472-474 apresenta-se as propriedades dos circuitos em paralelo. Na pág. 474 temos um interessante quadro resumo com as principais características de circuitos em série e paralelo. É FUNDAMENTAL conhecer bem essas características para lograr resolver exercícios de circuitos. Para revisar esses conteúdos, refaça as atividades 1 (pág. 469) e 2 (pág. 474) e os exercícios 1 ao 4 (pág. 478 e 479). 

O objetivo 5 está apresentado no módulo 15: na página 474 (quadro resumo das associações em série e em paralelo) e da página 475 até a 478 . Faça os exercícios da pág. 481. Nos gabaritos publicados da atividade envolvendo circuitos elétricos mistos, é possível acompanhar o passo a passo que deve ser seguido para resolver esse tipo de exercício. NÃO DEIXE DE ACOMPANHAR a resolução e refazer esses exercícios.

O objetivo 6 é discutido no módulo 16 da apostila 4 (pág. 404-408). Para calcularmos o consumo de energia elétrica utiliza-se a expressão:

E_consumida = Potência do aparelho . tempo de uso = Pot . Dt

São apresentadas duas unidades para medirmos o consumo de energia elétrica. No Sistema Internacional, a unidade é o joule (J) e para calcularmos o consumo nesta unidade devemos utilizar a potência em W (watt) e o tempo em segundos. Para consumo de energia esta unidade é muito pequena gerando números astronômicos. Criou-se então uma unidade técnica chamada kWh (quilowatt hora). Para medirmos o consumo nesta unidade devemos utilizar a potência em kW e o tempo em horas. Não será cobrado nesta avaliação cálculos de consumo na unidade joule, apenas em kWh. Refaça as atividades 3 e 4 da pág. 407 e tente fazer os exercícios 1 e 2 da página 411 (Rumo ao EM) para exercitar esses conceitos. O gabarito desses exercícios será publicado em outra postagem junto com o gabarito do simulado. Bons estudos.

9º ano - Gabarito da Atividade de Associações de Resistores

  OBS.: A tecnologia às vezes faz coisas por vontade própria – no documento original a unidade dos R’s (resistência) estava com o símbolo correto para ohm. Na transposição para o blogger, esse símbolo virou um quadrado ou W. Assim, onde aparecer um desses símbolos, entenda a unidade de resistência, ohm. 

1-) Se entre os pontos A e B do circuito abaixo conectarmos uma bateria de 45,0 V, calcule os valores de i , i₁ e i₂ .

Vemos que a corrente i é a chamada corrente total fornecida pela bateria. Para calculá-la temos que encontrar a resistência equivalente de todo o circuito. Vemos que os resistores percorridos por i₁ estão em série e a resistência equivalente deste ramo é a soma dos três:

R_eq = 2W + 3 W  + 5 W  = 10 W  .

Temos agora dois resistores de 10 W   em paralelo e a R_eq seria

1/R_eq = 1/10 + 1/10 e R_eq = 5 W .

Com isso o circuito se torna um circuito com 3 resistores em série e a R_eq total será a soma:

R_eq  = 6 W  + 5 W   + 4 W  = 15  W  .

Utilizando a 1ª lei de Ohm obtemos i total:

i = 45 V/ 15 W  = 3 A.

Para calcularmos i1 e i2 temos que saber a tensão nos dois ramos percorridos por essas correntes. No resistor de 6 W   temos uma tensão de

U = 6 W  .3 A = 18 V

e no resistor de 4 W   temos

U = 4 W   . 3 A = 12 V

Portanto para a associação em paralelo sobram U = 45 – (18 + 12) = 15 V. Assim, o resistor de 10 W   está sujeito a uma tensão de 15 V, gerando uma corrente

i₂ = 15 V/10 W   = 1,5 A

e como i = i₁  + i₂ temos que i₁ = 3 – 1,5 = 1,5 A

Esse resultado já era esperado pois a resistência equivalente em cada ramo da associação em paralelo eram iguais e portanto a corrente total se divide igualmente nos dois ramos. Caso quiséssemos a tensão em cada resistor da associação em paralelo bastava utilizar a 1ª lei de Ohm para cada um deles:

10 W   U = 10 W   . 1,5 A = 15 V

2 W     U = 2 W   . 1,5 A = 3 V

3 W     U = 3 W    . 1,5 A = 4,5 V

5 W     U = 5 W   . 1,5 A = 7,5 V

2-) No circuito mostrado a seguir, calcule as correntes  i , i₂ e i₃ indicadas na figura. 

Esse circuito é parecido com o anterior mas nesse caso como os resistores em paralelo são diferentes, i2 e i3 serão diferentes. Vemos que a corrente i é a chamada corrente total fornecida pela bateria. Para calculá-la temos que encontrar a resistência equivalente de todo o circuito. Temos dois resistores de 8 W   e 24 W  em paralelo e a R_eq seria

1/R_eq = 1/8 + 1/24 = 4/24 e R_eq = 24/4 = 6 W .

Com isso o circuito se torna um circuito com 3 resistores em série e a R_eq total será a soma:

R_eq  = 4 W  + 6 W   + 5 W  = 15  W  .

Utilizando a 1ª lei de Ohm obtemos i total:

i = 150 V/ 15 W  = 10 A.

Para calcularmos i₂ e i₃ temos que saber a tensão nos dois ramos percorridos por essas correntes. No resistor de 6 W   temos uma tensão de

U = 4 W  .10 A = 40 V

e no resistor de 5 W   temos

U = 5 W   . 10 A = 50 V

Portanto para a associação em paralelo sobram U = 150 – (40 + 50) = 60 V. Assim, os resistores de 8 W  e 24 W  estão sujeitos a uma tensão de 60 V cada um, gerando uma corrente

i₂ = 60 V/8 W   = 7,5 A

e como i = i₂  + i₃  temos que i₃ = 10 – 7,5 = 2,5 A . Ou

i₃ = 60 V/24 W    = 2,5 A.

3-) No circuito a seguir, o amperímetro e o voltímetro são ideais. Calcule a leitura de cada medidor.

Req da associação em paralelo: 1,6 Ω

Req total: 1,6 + 8,4 = 10 W

Corrente fornecida pelo gerador: i_total = U : Req = 100 : 10 = 10 A

Tensão no resistor de 8,4 W (leitura do voltímetro): U = 8,4 . 10 = 84 V

Tensão na associação em paralelo: U = 100 – 84 = 16 V

Corrente no resistor de 2 W (leitura do amperímetro): i = U : R = 16 : 2 = 8 A.

4-) No circuito da figura adiante, calcule a corrente total fornecida pela bateria e a sua d.d.p..

Como os resistores em paralelo são iguais e um deles é percorrido por 0,2 A, os outros 2 também serão percorrido por 0,2 A. Assim a corrente total desse circuito é 0,6 A.

Req da associação em paralelo: Req = 30 : 3 = 10 W

Req do circuito: Req = 10 + 5 = 15 W

Assim, a tensão fornecida pela bateria vale:

U = 15 W . 0,6 A = 9,0 V

8º ano - Resumo módulo 12 apostila 3

 Resumo modulo 12 apostila 3

Movimentos da Terra e as estações do ano

Os fenômenos de dia, noite e estações do ano estão relacionados aos movimentos da Terra e à inclinação de seu eixo de rotação em relação à perpendicular ao plano definido pela órbita da Terra ao redor do Sol.

O movimento de rotação da Terra tem período de 24 horas e o movimento de translação tem período de cerca de 365 dias.

Os meridianos definem os fusos horários e a longitude e os paralelos definem a latitude.

As estações do ano estão relacionadas à intensidade da radiação solar projetada na superfície da Terra ao longo do ano. No inverno, os dias são mais curtos e as noites mais longas e ao contrário no verão, quando os dias são mais longos e as noites mais curtas. Em um mesmo momento, os hemisférios terrestres apresentam estações do ano opostas.

Nas regiões próximas à linha do equador, as variações das estações do ano e do clima são muito pequenas, pois a intensidade da radiação solar projetada também varia muito pouco. 

À medida que se afasta da linha do equador em direção aos pólos, ou seja, com o aumento da latitude, a radiação solar se projeta em áreas cada vez maiores, proporcionando uma radiação cada vez menos intensa, o que justifica a tendência de as temperaturas serem mais baixas com o aumento da latitude.

Em um mesmo instante, a radiação solar se projeta em áreas diferentes em longitudes diferentes. No início da manhã e no fim da tarde, a radiação solar se projeta em áreas maiores, proporcionando uma radiação menos intensa, o que justifica a tendência de as temperaturas serem mais baixas nesses períodos. Nos horários próximos ao meio dia, a radiação solar se projeta em uma área menor, proporcionando uma radiação mais intensa.

Assim como o Sol, a Terra também emite radiações mas com menos intensidade e energia. A radiação terrestre é proveniente da radiação solar.

8º ano - Gabarito atividade módulo 6 apostila 2

 GABARITO atividade módulo 6 apostila 2

1-) O que são “elétrons livres”?

São elétrons muito fracamente ligados aos núcleos dos átomos dos metais. Eles se movem num movimento desordenado por entre os núcleos. (1º parágrafo pág. 385)

2-) O que são GERADORES?

Geradores são quaisquer dispositivos que transformam alguma modalidade de energia não elétrica em energia elétrica. (Quadro da pág. 385)

3-) Pilhas e baterias podem ser chamadas de geradores? Explique.

Sim pois transformam energia química contida nelas em energia elétrica. (4º parágrafo pág. 385)

4-) O que é CORRENTE ELÉTRICA?

É o movimento ordenado de elétrons que ocorre num condutor. (Quadro da pág. 386)

5-) Fios metálicos são os únicos que conduzem corrente elétrica? Explique

Não. Em lâmpadas fluorescentes a corrente elétrica é conduzida por íons do gás que está dentro do tubo e também por íons contidos em soluções eletrolíticas (sais dissolvidos em água) (seção Olho Vivo pág. 386).

6-) Explique os efeitos da corrente elétrica citados abaixo: (seção Saiba Mais pág. 387-389) 

a-) Efeito Joule: é a energia elétrica transformada em energia térmica que causa aquecimento do condutor.

b-) Efeito Luminoso: é a energia elétrica transformada em energia radiante quando a corrente elétrica passa por um gás ionizado ou fio condutor que se torna incandescente.

c-) Efeito Fisiológico: quando uma corrente elétrica circula por um organismo vivo ocorre um choque elétrico que pode ter vários efeitos sobre o organismo (dor, queimaduras, contrações musculares e até a morte dele).

d-) Efeito Químico:quando a corrente elétrica se estabelece em líquidos pode resultar em reações químicas (eletrólise) e a energia elétrica se transforma em energia química.

7-) Explique porque as lâmpadas incandescentes pararam de serem fabricadas.

Porque o processo de transformação de energia elétrica em energia luminosa é pouco eficiente neste tipo de lâmpada gerando mais energia térmica que radiante. (2º parágrafo do tópico Efeito Luminoso pág. 388)

8-) Por que devemos ter cuidado ao descartas pilhas e baterias usadas?

Por que esses dispositivos contêm várias substâncias altamente tóxicas que podem vazar para o ambiente contaminando o ar, os solos, os lençóis freáticos afetando a saúde dos seres vivos. (1º e 2º parágrafos do quadro Saiba Mais pág. 392)

9-) Qual a porcentagem aproximada de reciclagem de pilhas e baterias descartadas no Brasil?

No 3º parágrafo do quadro Saiba Mais da pág. 392 temos a informação de que nos últimos cinco anos foram descartados mais de 5 bilhões de unidades e apenas 1 milhão foram recicladas. Para calcular a porcentagem de reciclagem devemos dividir 1 milhão por 5 bilhões e multiplicar por 100 o resultado. Fazendo esse cálculo obtemos 0,02%.

10-)Explique as atitudes que podemos tomar para diminuir o impacto ambiental de pilhas e baterias. (quadro Saiba Mais pág. 393)

São os 3 Rs: Reduzir – Reciclar – Reutilizar.

Reduza: evite aparelhos movidos a pilhas e baterias consumindo aparelhos equivalentes que funcionem diretamente com energia elétrica.

Recicle: devolva aos estabelecimentos que comercializam pilhas e baterias as que já não geram mais energia elétrica.

Reutilize: caso precise utilizar pilhas e baterias dê preferência às recarregáveis: duram até 5 anos enquanto as comuns duram apenas 90 dias.

11-) Que atitudes podemos tomar para evitar acidentes com pilhas e baterias? (último parágrafo do quadro Saiba Mais pág. 393)

Não as mergulhe em líquidos;

Não as exponha a calor excessivo;

Se for ficar muito tempo sem utilizar um aparelho, remova as pilhas e baterias;

Use-as sempre de acordo com as especificações de fabricação.

3º EM - Gabarito da Avaliação Periódica do 2º período

GABARITO DA AV. PERIÓDICA DO 2º PERÍODO - FÍSICA - SETOR A

1-) Two electrical circuits were assembled, consisting of a battery and three lamps. In the first, the three lamps were connected in serie and in the second, the three lamps were connected in parallel. Knowing that the battery supplies 12V and that the lamps have the factory specification 20W-12, answer:

a-) what will happen in each circuit if one the lamps burns out? No circuito série, se uma lâmpada queimar interromperá a passagem da corrente elétrica e, portanto, as outras apagarão. Já no circuito paralelo, a lâmpada queimada não interrompe a passagem da corrente, e as outras lâmpadas permanecerão acesas com o brilho normal.

b-) what will happen to the brightness of the lamps if we connect in each circuit one more lamp identical to the previous one? No circuito série, ao acrescentarmos mais uma lâmpada, a tensão em cada lâmpada diminuirá fazendo com que brilhem com menor intensidade. Já no circuito paralelo, a tensão em cada lâmpada permanecerá sendo 12 V e todas apresentarão brilho normal. 

c-) what would be the total power dissipated in each circuit assembled in item b? A potência de uma lâmpada é 20 W. No circuito série, a resistência equivalente é 4 vezes maior que de apenas uma lâmpada e, portanto, a potência total do circuito será 4 vezes menor que de apenas 1 lâmpada, ou seja, 5 W. No circuito paralelo, a resistência equivalente será 4 vezes menor do que a resistência de apenas uma lâmpada e, portanto, a potência total do circuito será 4 vezes maior que a potência de uma única lâmpada, ou seja, 80 W. Isso ocorre pois, mantendo-se a tensão constante, a potência é inversamente proporcional à resistência (pot=tensão² : resistência, Pot = U²/R).

 2-) In the following circuit, the ammeter and voltmeter are ideal. Calculate the reading of each meter. 

Req da associação em paralelo: 1,6 Ω

Req total: 1,6 + 8,4 = 10 Ω

Corrente fornecida pelo gerador: i_total = U : Req = 100 : 10 = 10 A

Tensão no resistor de 8,4 Ω (leitura do voltímetro): U = 8,4 . 10 = 84 V

Tensão na associação em paralelo: U = 100 – 84 = 16 V

Corrente no resistor de 2 Ω (leitura do amperímetro): i = U : R = 16 : 2 = 8 A.

3-) In the circuit shown below, calculate the currents    i , i₂ e i₃ indicated in the figure.

 Vemos que a corrente i é a chamada corrente total fornecida pela bateria. Para calculá-la temos que encontrar a resistência equivalente de todo o circuito. Temos dois resistores de 8 Ω   e 24 Ω  em paralelo e a R_eq seria

1/R_eq = 1/8 + 1/24 = 4/24 e R_eq = 24/4 = 6 Ω .

Com isso o circuito se torna um circuito com 3 resistores em série e a R_eq total será a soma:

R_eq  = 4Ω   + 6Ω   + 5Ω   = 15Ω    .

Utilizando a 1ª lei de Ohm obtemos i total:

i = 150 V/ 15 Ω  = 10 A.

Para calcularmos i₂ e i₃ temos que saber a tensão nos dois ramos percorridos por essas correntes. No resistor de 6 Ω   temos uma tensão de

U = 4 Ω  .10 A = 40 V

e no resistor de 5 Ω   temos

U = 5Ω    . 10 A = 50 V

Portanto para a associação em paralelo sobram U = 150 – (40 + 50) = 60 V. Assim, os resistores de 8Ω   e 24Ω   estão sujeitos a uma tensão de 60 V cada um, gerando uma corrente

i₂ = 60 V/8 Ω   = 7,5 A

e como i = i₂  + i₃  temos que i₃ = 10 – 7,5 = 2,5 A . Ou

i₃ = 60 V/24 Ω    = 2,5 A.

4-) In the circuit of the figure below, the ammeter A registers a current 0,2 A. Each of the three resistors shown in the figure has resistance R = 40 Ω . Calculate the equivalent resistance of the circuit and the electrical voltage supplied by the generator.

Resistência equivalente: temos 2 resistores em paralelo e em série com um terceiro. A resistência equivalente do trecho em paralelo é 20Ω   e associado em série com outro de 40 Ω gera uma resistência equivalente para o circuito de 60 Ω . Como a corrente total vale 0,2 A, a ddp da bateria é  ε = 60 . 0,2 = 12 V.