9º ano - ACÚSTICA

 Qualidades Fisiológicas do Som

A Acústica é o ramo da Física que estuda o SOM e suas manifestações. O SOM  é uma das poucas definições da Física que utiliza o homem como parâmetro: chamamos de som o intervalo do espectro sonoro percebido pelo ser humano.

Vale a pena observar a percepção auditiva de vários seres vivos em comparação com o homem. Vemos que o aparato auditivo humano é muito menos sensível que o de diversos mamíferos tanto na produção como na percepção dos sons. Os golfinhos produzem sons numa faixa de frequências muito superior (7 a 120 kHZ contra 85 a 1100 Hz) e percebem vibrações de 150 a 150000 Hz contra 20 a 20000 HZ dos seres humanos. Outras características sonoras que utilizam o homem como parâmetro são as chamadas qualidades fisiológicas que são as três qualidades diversas que o ouvido humano normal é capaz de distinguir no som. Essas qualidades são: altura, timbre e intensidade. A  ALTURA  está associada à frequência do som - som alto é um som agudo e som baixo é um som grave. Normalmente as vozes femininas são altas (agudas) e as masculinas, baixas (graves). No entanto, a diversidade humana nos mostra muitas variações como podemos ver no vídeo cujo endereço aparece abaixo, onde as alturas aparecem invertidas (o homem com voz aguda/alta e a mulher com grave/baixa). 

https://www.youtube.com/watch?v=SvK78TFK3ws

Em outros casos, a pessoas consegue produzir sons graves e agudos, como é o caso da cantora alemã Nina Hagen considerada a mãe do punk que em suas gravações e apresentações consegue ir do grave ao agudo com bastante desenvoltura e afinação. De formação erudita, Nina Hagen se preparou para cantar óperas e acabou indo para a pop music. Os links abaixo, exemplificam o seu trabalho. Nessas gravações todas as vozes são feitas por Nina.

Born in xixax
com imagens da carreira de Nina Hagen

http://www.youtube.com/watch?v=sZPpY_67NTc

Tema cantado parte em inglês, parte em alemão com muitas referências à Guerra Fria (é de 1981). Integra o álbum NUNSEXMONKROCK, que considero um dos melhores de sua carreira. 

Outro aspecto interessante da música é a possibilidade de modificar arranjos e orquestrações. Assim, uma mesma música pode mudar totalmente dependendo de quem a canta. Para exemplificar isso, os endereços abaixo direcionam para interpretações distintas de dois clássicos do cancioneiro mundial:

MY WAY.
Elvis Presley (1971)

https://www.youtube.com/watch?v=LKxqqA8hDt4

Nina Hagen (1978)

http://www.youtube.com/watch?v=MHEwCagBtN0

Sid Vicious (1979)

http://www.youtube.com/watch?v=rDyb_alTkMQ

LA VIE EN ROSE
Edith Piaf (1946)

https://www.youtube.com/watch?v=rzeLynj1GYM

Louis Armstrong (1960)

https://www.youtube.com/watch?v=8IJzYAda1wA

Grace Jones (1978)
https://www.youtube.com/watch?v=kYkVtz6ozJE

A qualidade seguinte é o TIMBRE que é a qualidade que nos permite distinguir a fonte sonora. Cada instrumento musical, ou a voz de cada pessoa, tem um timbre característico que depende de diversos fatores: material do qual é feito o instrumento, sua geometria, cordas vocais, formato de arcada dentária e de bochechas, quantidade de dentes. Uma experiência com timbres variados foi feita pelo grupo de Minas Gerais, Pato Fu. Eles gravaram diversos temas antigos que formam parte do imaginário coletivo de diversas gerações além de vários temas próprios utilizando apenas instrumentos musicais de "brinquedo" e outros brinquedos que produziam sons. O resultado é delicioso, bem curioso. Os links abaixo direcionam para esta experimentação.

live and let die. Tema do filme homônimo do 007, composta por Paul McCartney
https://www.youtube.com/watch?v=0RZLCJxJlnM
Live and let die. Paul McCartney. Créditos do filme
https://www.youtube.com/watch?v=b07Z_qfchFk
Live and let die - Shrek 3
https://www.youtube.com/watch?v=SCMjp92Ht04

música de brinquedo ao vivo no auditório Ibirapuera em Sampa – completo
https://www.youtube.com/watch?v=XfpzsSqWWy0

A terceira e última qualidade fisiológica é a INTENSIDADE, que está associada à energia da onda sonora. Essa qualidade está vinculada à amplitude e distingue sons FORTES (muito intensos) de sons FRACOS (pouco intensos). Na linguagem cotidiana costumamos utilizar som alto para som forte e som baixo para som fraco. CUIDADO. Na Física, alto e baixo se refere à altura do som e está associado à frequência. Uma grandeza importante associada à intensidade sonora é o nível de intensidade sonora. Na tabela acima, vemos a relação entre o nível de ruído e o máximo tempo de exposição que podemos estar submetidos diariamente para a faixa que gera desconforto para nossos ouvidos.

Um grave perigo para os ouvidos é a constante exposição dos tímpanos ao som vindo dos fones de ouvido que muitas vezes está num nível próximo dos 100 dB. Nesta faixa de intensidade sonora, o tempo máximo permissível diário de exposição é de apenas 1 hora, tempo que é superado muitas vezes por qualquer adolescente. Para  entender melhor qual é o problema vamos analisar o aparato auditivo humano. A figura abaixo mostra de maneira simplificada o ouvido humano.

O aparelho auditivo possui os três menores ossos do corpo humano e que têm a singularidade de serem os únicos ossos que já nascem com seu tamanho definitivo.Esses ossos são chamados de martelo, bigorna e estribo e  têm o tamanho de grãos de arroz. Esses três ossos são conectados entre si e estão ligados ao tímpano e têm a função de amplificar em mais de 20 vezes a vibração recebida no tímpano e transmiti-la à cóclea. A cóclea , que tem o tamanho de uma ervilha e parece com um caracol, contém um líquido semelhante à água e milhares de células ciliadas que são colocadas em movimento toda vez que o líquido é agitado pelas vibrações transmitidas pelo estribo. A estimulação das células ciliadas é transformada em impulsos elétricos que são conduzidos pelo nervo auditivo até o cérebro onde são decodificados. Tempos longos de exposição a ruídos intensos gera perda auditiva por danificar as células ciliadas, danos que podem ser irreversíveis, ou seja, uma vez destruídas não ha´como recuperá-las. Assim, sempre que abusar no tempo de exposição a ruídos intensos, lembre-se que o prejuízo pode ser grande e aparelhos de surdez não ornam a orelha como brincos e piercings.

Em tempo: forma parte também do ouvido interno o labirinto vestibular formado por três canais semicirculares que são preenchidos com o mesmo líquido da cóclea. Esses canais são os responsáveis por informar ao cérebro sobre a posição do corpo no espaço e sobre movimentos de rotação, ou seja, estão ligados à nossa sensação de equilíbrio. Aquela "brincadeira" do TELEFONE que consiste em, com as mãos em concha, deslocar ar para dentro do ouvido do "amigo" pode, além de confundir a noção de equilíbrio, causar danos ao tímpano e até mesmo deslocar os ossículos que amplificam o som causando surdez permanente. Portanto, CUIDADO. 

9º ano - Atividade Avaliativa: Ondas Sísmicas

 Como parte das atividades diversificadas do 1° período, responda as questões abaixo sobre Ondas Sísmicas. Para isso, leia o texto das páginas 482-483 (Ondas Sísmicas) e o Texto Complementar das páginas 489-491, além de pesquisas a outras fontes. Responda essas questões em uma folha pautada, a tinta azul ou preta, com cabeçalho de identificação

Liceu Pasteur

São Paulo, data da entrega (31/03/2022)

Nome, número, série

Identificação da atividade Questionário: Ondas Sísmicas

        QUESTÕES

1.) Explique o que é a Deriva Continental.

2.) Como a Teoria da Tectônica Global explica a deriva dos continentes?

3.) Quais são e quais as características das “camadas” do interior da Terra? Obs.: nos textos da apostila não estão nomeadas todas as camadas da Terra. Faça uma pesquisa na internet para auxiliá-lo na resposta.

4.) Qual é a maior profundidade já escavada pelo homem? Qual a porcentagem em relação ao raio da Terra? Obs.: pesquise na internet as informações necessárias para a resposta dessa pergunta.

5.) O que são Ondas Sísmicas?

6.) Quais são as possíveis movimentações da crosta terrestre? Explique cada uma delas.

7.) Explique como funcionam as chamadas células de convecção (esquema da pág. 483). Obs.: pesquise o processo de transmissão de calor conhecido como Convecção Térmica. 

8.) As placas tectônicas nas suas movimentações, podem acabar travando. Neste processo, tudo se passa como se cada placa fosse uma mola muito rígida, que é lentamente comprimida. Qual forma de conversão de energia está associada a esse processo?

8º ano - Gabarito da Atividade sobre o módulo 2 parte 2

 8-) Qual a quantidade de calor necessária para que 300 g de ouro tenham sua temperatura aumentada de 20°C para 100°C ? Dado: couro = 0,032 cal/g.°C.

m = 300 g Q = m.c.ΔT

Ti = 20°C x = 300.0,032.(100 – 20)

Tf = 100°C x = 3 . 3,2. 80

C = 0,032 cal/g.°C x = 768 cal

Q = x

RESP.: São necessárias fornecer ao ouro 768 calorias.

9-) Calcule a massa de cobre que ao receber 2 kcal tem sua temperatura alterada em 100°C. Dado: ccobre = 0,094 cal/g.°C.

m = x Q = m.c.ΔT

Q = 2 kcal = 2000 cal 2000 = x.0,094.100

ΔT = 100 °C 9,4x = 2000

c = 0,094 cal/g.°C x = 2000 : 9,4 = 212,7 g

RESP.: A massa de cobre é de aproximadamente 213 g.

10-) Qual a temperatura final de 300 g de água que estavam a 10°C e receberam 6 kcal?

m = 300 g Q = m.c.ΔT

c = 1,0 cal/g.°C 6000 = 300.1.x

Ti = 10°C 300x = 6000

Q = 6 kcal = 6000 cal x = 6000 : 300 = 20°C

ΔT = x ΔT = Tf – Ti

Tf – 10 = 20

                 Tf = 10 + 20 = 30°C

RESP.: Após esse aquecimento, a água atingiu 30°C.

11-) Deseja-se encontrar o calor específico de uma dada substância. Para isso, tomam-se 100 g dela a 10°C e, após absorver 4 kcal, sua temperatura atinge 90°C. Qual o calor específico dessa substância?

m = 100 g Q = m.c.T

Ti = 10°C 4000 = 100.x.(90 – 10)

Q = 4 kcal = 4000 cal 4000 = 8000x

Tf = 90°C 8000x = 4000

c = x x = 4000 : 8000 = 0,5

RESP.: O calor específico dessa substância vale 0,5 cal/g.°C

8º ano - Gabarito da Atividade sobre o módulo 2 parte 1

 1-) Defina:

a-) Calor específico: o calor específico de um material expressa a quantidade de calor que uma determinada massa desse material deve receber para aumentar a sua temperatura em um determinado valor (pág. 379)

b-) capacidade térmica de um corpo: é o produto da massa desse corpo pelo calor específico do material que o compõe (pág. 381)

c-)1 caloria: é a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de 1 g de água em 1 °C (pág. 380)

2-) Consultando a tabela da pág. 380, escreva o calor específico do vidro e do ferro. Qual o significado desses números?

Calor específico do vidro: 0,20 cal/g.°C significa para aquecer 1 g de vidro em 1°C é necessário absorver 0,20 cal.

Calor específico do ferro: 0,11 cal/g.°C significa que para aquecer 1 g de ferro em 1 °C é necessário absorver 0,11 cal de calor.

3-) Se tivermos quantidades iguais de concreto e carvão inicialmente à mesma temperatura e ambas receberem a mesma quantidade de calor, qual atingirá maior temperatura final? Justifique.

Quanto menor o calor específico, mais facilmente o corpo se aquece. Assim, atingirá maior temperatura o concreto pois tem menor calor específico.

4-) Se tivermos inicialmente 200 g de madeira e 300 g de óleo mineral à mesma temperatura e fornecermos 1000 cal para cada uma, qual sofrerá maior elevação de temperatura?

Tendo massas diferentes, temos que comparar as capacidades térmicas para poder comparar os materiais. Capacidade térmica dessa madeira: C = 200.0,65 = 130 cal/°C.

Capacidade térmica desse óleo: C = 300.0,40 = 120 cal/°C. Assim, sofrerá maior aumento de temperatura essa amostra de óleo pois necessita 120 cal par elevar sua temperatura em 1°C enquanto essa amostra de madeira necessita 10 calorias mais para a mesma elevação de 1°C.

5-) Calcule a capacidade térmica de um bloco com 1 kg de ferro.

C = m . c = 1 kg.0,11 cal/g.°C = 1000 g .0,11 cal/g.°C = 110 cal/°C

6-) Calcule a capacidade térmica de 1 kg de água e de 1 kg de gelo.

Cágua= m . c = 1000 . 1,0 = 1000 cal/°C

Cgelo = 1000 . 0,5 = 500 cal/°C

7-) Um bloco de 100 g de ferro, inicialmente a 20°C recebe 3300 cal de um forno. Calcule a temperatura do bloco de ferro após esse aquecimento.

m = 100 g Q = m.c.ΔT

Ti = 20°C 3300 = 100.0,11.x

Q = 3300 cal 11x = 3300

Tf = y x = 3300 : 11

C = 0,11 cal/g.°C x = 300 °C

ΔT = x ΔT = Tf – Ti

Tf – 20 = 300

Tf = 300 + 20 = 320°C

RESP.: Após esse aquecimento a temperatura do ferro atingiu 320°C.

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2º EM - BALLISTIC: OBLIQUE LAUNCHING

Students, continuing our studies of ballistics, we will, in today's class, do tests involving oblique throws. To do this, go to the link below:

https://phet.colorado.edu/sims/html/projectile-motion/latest/projectile-motion_pt_BR.html

After accessing, enter the last icon: Lab. Place the cannon at a 25° angle. Select a 0.5 m diameter cannonball, mass 10 kg, turn off air resistance, select a velocity of 16 m/s and fire the cannon (red icon at the bottom). Measure horizontal reach, maximum height reached and movement time. Keeping the cannonball and launch velocity, repeat the procedure for the slopes indicated in the table below.

ANGLE	MAX. HEIGHT	HORIZ. REACH	TIME
25°
30°
35°
40°
44°
45°
46°
50°
55°
60°
65°
70°
80°
85°
90°

Questions:

For which slope does the maximum range occur?

For which slope does the maximum height occur?

What happens when we compare the ranges of complementary slopes?

Changing the bullet mass to 30 kg and keeping the other parameters, complete the table below:

ANGLE	MAX. HEIGHT	HORIZ. REACH	TIME
30°
45°
60°
90°

Changing the bullet diameter to 1.0 m and keeping the other parameters from the initial situation (m = 10 kg, v = 16 m/s, without air R.), complete the table below:

ANGLE	MAX. HEIGHT	HORIZ. REACH	TIME
30°
45°
60°
90°

Compare tables 1, 2 and 3 and draw conclusions.

Now putting air resistance, complete tables like above for the following situations:

a-) m = 10 kg, d = 0.5 m, v = 10 m/s and v = 16 m/s (2 tables)

b-) m = 10 kg, d = 1.0 m, v = 10 m/s and v = 16 m/s (2 tables)

c-) m = 30 kg, d = 0.5 m, v = 10 m/s and v = 16 m/s (2 tables)

d-) m = 30 kg, d = 1.0 m, v = 10 m/s and v = 16 m/s (2 tables)

CONCLUSIONS: