domingo, 12 de novembro de 2017

SEGUNDO DIA DAS PROVAS DO ENEM 2017. DICAS DE FÍSICA

As principais orientações para a reta final de estudos para o Enem: manter a calma, ler todas as questões da prova e escolher a que você mais sabe para resolver primeiro. No caso das questões de  Física, o candidato deve fazer as transformações de todas as unidades para o sistema internacional de medidas (SI) e, em seguida, colocar apenas os números nas respectivas equações.


Sugestões de Questões: determinar a aceleração, gráficos da cinemática, análise dimensional correta,  força de atrito, força gravitacional, torque de uma força, movimento harmônico simples, Ondas, hidrostática-princípio de Arquimedes, escalas termométricas, potência elétrica, forças elétrica e magnética. Aspectos matemático da  lei de Faraday pode cair também na prova de Física de hoje.

Boa sorte a todos. 


Hoje, 12 de novembro,  milhões de candidatos em todo o país enfrentarão o segundo dia de provas do Exame Nacional do Ensino Médio (Enem),edição 2017. Diferente  nas últimas oito edições, os inscritos terão de resolver, neste domingo, 12,  questões de matemática e Ciências da Natureza (Física, Química e Biologia).

Como os candidatos têm pouco tempo para resolver cada questão, e em boa parte dos itens, precisam lidar com enunciados longos e análise de gráficos e outros elementos visuais, uma das características do Enem é que, geralmente, não é proposto um número grande de itens que abordam os tópicos mais difíceis do programa. Esta é uma das dicas dos especialistas nesta reta final de estudos: priorizar os assuntos que menos complexos de cada área.

"É fundamental revisar os conteúdos mais recorrentes e que certamente estarão presentes nesse exame", ressaltou o professor Gilberto Gil Tibelis Gomes, que ensina Matemática no Sistema Elite de Ensino. Assim como outros especialistas, ele recomenda resolver muitos exercícios, principalmente questões aplicadas nas últimas cinco edições da prova nacional. 

Em Matemática e Física, vale a pena revisar os cálculos

A Força de atrito é Responsável por você Caminhar. 

Questão do ENEM 2013. Uma pessoa necessita da força de atrito em seus pés para se deslocar sobre uma superfície. Logo, uma pessoa que sobe uma rampa em linha reta será auxiliada pela força de atrito exercida pelo chão em seus pés. Em relação ao movimento dessa pessoa, quais são a direção e o sentido d força de atrito mencionada no texto?

Resposta

Usando a terceira lei de Newton de ação e reação fica fácil de encontrar a  resposta. Os pés empurra o piso para trás e pela força de atrito de reação, o piso empurra a pessoa para frente. Desta forma vemos que a força de atrito tem a direção da rampa e o mesmo sentido do deslocamento.  

Vídeo sobre a determinação do coeficiente de atrito estático, a quem interessar clique em

http://rafaelrag.blogspot.com.br/2016/05/estudantes-da-disciplina-de.html

Verificação experimental do Princípio fundamental da dinâmica,

http://rafaelrag.blogspot.com.br/2013/05/verificacao-experimental-da-dinamica-2a_4995.html

 Verificação experimental do MRUV, clique em 
Nesta questão temos um triângulo retângulo, vale o teorema de Pitágoras: x, a hipotenusa ao quadrado é a soma do quadrado dos catetos, 16+9, ou seja, x é a raiz quadrada de 25, x=5. Questões de eletrostática; considere duas partículas no vácuo nas extremidades da hipotenusa deste triângulo, com cargas Q=2e, na extremidade inferior e q=3e, na extremidade superior, sendo (e) a carga elementar no SI. Determine a força elétrica sobre a partícula com carga q=2e. Neste caso, não será necessário calcular a raiz quadrada. Pois, de acordo com a lei de Coulomb,   a força elétrica é proporcional ao produto dos módulos das cargas elétricas e inversamente proporcional ao quadrado de separação entre elas.
d2= 25 ⇒d=5. Lei de Coulomb F = k0.IQI.IqI/d2

Definição quantitativa do campo elétrico, no ponto P: 
Neste caso, a direção do campo elétrico é a direção da foça elétrica, representada da figura anterior. Unidade no SI: N/C(newton dividido por coulomb).
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 Se a carga fonte for positiva, Q>0, e a carga teste for positiva, q>0, o campo elétrico tem o mesmo sentido da força elétrica, se afastando do ponto P. A carga teste q, colocada no ponto, onde queremos medir o valor do campo elétrico,  deve ser pequena, tendendo a zero. 

Em síntese, o  campo elétrico não depende da carga teste. Ele depende somente do sinal da carga da fonte.

Neste caso, a intensidade do  campo elétrico, no ponto P, devido a fonte com carga elétrica Q, torna-se inversamente proporcional ao quadrado da distância de separação e proporcional a módulo da carga fonte  Q. 

Se a carga da fonte for negativa, Q<0, e a carga teste for positiva, q>0, o campo elétrico tem o mesmo sentido da força elétrica, com sentido do ponto P para a fonte.
Outras dicas de matemática: gráficos de funções trigonométricas e quadráticas, progressão Aritmética e Probabilidade entre os mais recorrentes.

A constante eletrostática K, no vácuo e no SI,  é representada com um índice inferior 0, ou seja, 

k0=9x10^9 (Nm2)/C2)

Notação em potencia de dez, 10^2= 10x10=dez ao quadrado. Unidades de medidas no SI: C=Coulomb é a unidade de carga elétrica, N=unidade de força e m=metro.

Campo Elétrico Resultante

O campo elétrico resultante  de uma distribuição de duas partículas carregas é a soma vetorial de ambos campos. Segue dois exemplos com uma visão geométrica.




Energia elétrica de um Circuito Elétrico

Seja U, a energia elétrica consumida por uma lâmpada ou um motor ligado a uma bateria, a potência é dada por:

P =丁/t.           

 Unidade no SI: W(Whats)=1J/1s.  Múltiplos: 1KW=1000W e 1MW=1000.000W e to tempo em s(segundos).

Outra unidade: 1KWh, a potência em KW e o tempo em hora.

Considerando U=ddp=diferença de potencial, entre dois pontos, a corrente elétrica 

I=Q/t, 

o trabalho eletrostático, temos:

  =Trabalho=U Q 

Portanto, vemos que a potência elétrica torna-se:  

P=丁/t=U Q/t = UI.

Vemos que a potência dissipada é igual a ddp multiplica pela corrente elétrica.

Circuitos com Resistores de resistência R e ddp=U 

U=RI (Quem ver rir)

A resistência elétrica é diretamente proporcional ao comprimento do fio e inversamente proporcional a área da seção transversal A, ou seja,

R=ᑭL/A,

sendo L o comprimento, A a área e ᑭ a constante de proporcionalidade denominada  de resistividade.

Em um circuito com Resistência R, a potência dissipada pelo efeito Joule torna-se: 

P=U2/R

Questão do ENEM 2013. Um chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar a energia elétrica em energia térmica, o que possibilita o amento da temperatura da água. Considere que um chuveiro elétrico de 110V é instalado em uma rede elétrica de 220V. O que acontece com a resistência para que seja preservado a mesma potência do chuveiro?

Resposta.

Se a voltagem(dddp) duplicou, para não alterar a potência, devemos trocar a resistência por outra de resistência  4 vezes maior.  Pois, a ddp aparece ao quadrado e ao ser aumentada em duas vezes, o numerador vai contribuir com um fator 4. Como a resistência está no denominador, a nova resistência deverá aumentar em 4 vezes. Como 
R=ᑭL/A
vemos que se a Resistência R foi aumentada em 4 vezes, a área A deve diminuir na mesma proporção, ou seja, A=4a, onde a é a área da seção reta do fio da resistência original.

Oscilado Massa-Mola em uma dimensão

Por onde passamos, fazendo uma revisão de Física do ensino médio, destacamos que o oscilador massa-mola, executando um movimento harmônico simples poderá cair no ENEM 2017.


Leia de Hooke: o módulo da força elástica restauradora da mola é 

F=kx

sendo k a constante elástica, característica da mola, cuja unidade de medida no SI é N/m.

Desprezando o atrito,  a força resultante será a força restauradora da mola deslocando a partícula de massa M, usando a segunda lei de Newton, a força resultante é igual ao produto da massa M pela componente da aceleração, temos:

-kx=Ma_x ⇔ a_x=-2x,   
com          2=k/M.

Como  tem a dimensão de frequência angular, que é definida em termos do período T:

=2π/T.

 Aqui,  π é o número Pi radiano. Portanto, o período de oscilação T do sistema massa mola será dado por:

T=2π(M/k)1/2 

período teórico T do oscilador aumenta com o aumento da massa, o que está de acordo com a prática.

Considere o oscilador massa-mola colocado para executar pequenas oscilações na vertical. O cálculo experimental pode ser feito escolhendo um número fixo de oscilação, por exemplo, em t=2s (segundos) para 10 oscilações. Neste caso, o período será T_exp= 2/10 s=0,2s.


No gráfico de F versus x,  uma reta passando pela origem, cujo trabalho abaixo da curva, que neste caso é uma reta, será a área de um triângulo.

2U=kx2

Portanto, o gráfico da energia potencial elástica é uma parábola com a partícula oscilando entre os pontos de retornos A e -A.

Energia cinética do sistema massa mola será igual a energia mecânica total menos a energia potencial elástica, ou seja, 

E_c=mv2/2=E-U=m2(A2-x2  )/2   ⇔ v2=2(A2-x2  ).


Onda

Define-se uma onda com sendo uma perturbação que se propaga com velocidade bem definida, podendo ser no vácuo ou em um meio.

Classificação quanto a Natureza

 i) Mecânica, precisa de um meio para se propagar. Exemplos: o som, onda em uma corda, onda na água, etc. 

ii) Eletromagnética, se propaga em um meio ou no vácuo. Exemplos: a Luz, raio laser, radiação gama, raio x, radiação ultravioleta, etc.

Definição da velocidade em termos do comprimento de onda.

v=⅄f
com ⅄ sendo o comprimento de onda, distâncias entre duas cristas da onda e f=1/T, a frequência, sendo o número de vibrações por unidade de tempo. Unidade de frequência no SI: Hz(hertz). 

As vibrações do  som ocorrem na mesma direção de propagação e, por isso, ele é uma onda mecânica longitudinal. Quando o som tiver a frequência entre 20Hz e 20.000 Hz ele é perceptível ao ouvido humano.

As ondas eletromagnéticas são ondas transversais. Elas são compostas de campo elétrico e campo magnético vibrando perpendicularmente entre si e ambos são perpendiculares  a direção de propagação. 

Definição do Pi radiano.

Um arco de circunferência cujo comprimento é igual ao raio r (em vermelho) corresponde a um ângulo de 1 radiano (em verde). A metade da circunferência corresponde a π radianos e uma circunferência completa a 2π.


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