Fisica Contexto e Aplicações

372 Pages·2018·57.035 MB·Brazilian

by  Antônio Máximo, Beatriz Alvarenga

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contexto & aplicações
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Física ensino médio
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contexto & aplicações
Física . ensino médio
manual do professor
Antônio máximo Ribeiro da Luz
Licenciado e bacharel em Ciências–Física pela
Universidade Federal de minas Gerais (UFmG).
Professor adjunto do departamento de Física
da UFmG.
Beatriz Alvarenga Álvares
engenheira civil pela Universidade Federal
de minas Gerais (UFmG).
Professora emérita do departamento
de Física da UFmG.
Carla da Costa Guimarães
Licenciada e bacharela em Ciências–Física
pela Universidade de são Paulo (UsP).
Professora do departamento de engenharia
da Pontifícia Universidade Católica
de são Paulo (PUC-sP).
Professora do departamento de Ciências
sociais do instituto Presbiteriano mackenzie,
são Paulo (sP).
2ª edição
são PAULo
2016
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Diretoria editorial
Lidiane Vivaldini Olo
Gerência editorial
Luiz Tonolli
Editoria de Matemática e Física
Ronaldo Rocha
Edição
Alexandre Braga D’Avila
Gerência de produção editorial
Ricardo de Gan Braga
Arte
Andréa Dellamagna (coord. de criação),
A+ Comunicação (progr. visual de miolo),
Adilson Casarotti (progr. visual de capa),
André Gomes Vitale (coord.),
Christine Getschko (edição)
e MRS Editorial (diagram.) Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)
(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)
Revisão
Hélia de Jesus Gonsaga (ger.),
Rosângela Muricy (coord.), Luz, Antônio Máximo Ribeiro da
Ana Curci, Gabriela Macedo de Andrade, Física : contexto & aplicações : ensino médio /
Antônio Máximo Ribeiro da Luz, Beatriz
Patrícia Travanca e Vanessa de Paula Santos;
Alvarenga Álvares, Carla da Costa Guimarães. --
Brenda Morais e Gabriela Miragaia (estagiárias) 2. ed. -- São Paulo : Scipione, 2016.
Iconografia
Sílvio Kligin (superv.), Denise Durand Kremer (coord.),
Roberta Freire Lacerda Santos (pesquisa), Cesar Wolf e Obra em 3 v.
Fernanda Crevin (tratamento de imagem)
Ilustrações 1. Física (Ensino médio) I. Álvares, Beatriz
Alex Argozino, Antonio Robson, Artur Kenji Ogawa, Alvarenga. II. Guimarães, Carla da Costa.
Fabio Cavalcante, Formato Comunicação, III. Título.
João X. de Campos, Jonatan Sarmento, J Rodrigues,
Luis Moura, Marcos Farrell, Osni de Oliveira,
Paulo César Pereira e Paulo Manzi
Cartografia
Eric Fuzii, Márcio Souza
Foto da capa: Detalhe da catraca e das engrenagens
de marchas de uma bicicleta. 16-02953 CDD-530.07
Thomas Albrecht/EyeEm/Getty Images
Índices para catálogo sistemático:
Protótipos
Magali Prado 1. Física : Ensino médio 530.07
Direitos desta edição cedidos à Editora Scipione S.A.
Avenida das Nações Unidas, 7221, 1o andar, Setor D
Pinheiros – São Paulo – SP – CEP 05425-902
Tel.: [phone]
www.scipione.com.br / [email protected]
2016
ISBN 978 85 262 9919 1 (AL)
ISBN 978 85 262 9920 7 (PR)
Cód. da obra CL 713393
CAE 566 281 (AL) / 566 282 (PR)
2a edição
1a impressão
Impressão e acabamento
2
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Apresentação
Caro aluno,
Ao elaborar esta coleção, uma de nossas maiores preocupações foi tornar o es-
tudo da Física interessante e agradável, por isso optamos por uma linguagem que
fosse acessível e que não exagerasse no formalismo matemático. Além disso, procu-
ramos ilustrar, por meio de seções específi cas e exemplos diversifi cados, como essa
ciência se relaciona com a sua realidade. Assim, esperamos que os conteúdos este-
jam apresentados de uma forma atraente e motivadora, mesmo para aqueles que
têm preferências por outras áreas do conhecimento.
A aprendizagem das leis e fenômenos físicos pode trazer um complemento impor-
tante para sua formação cultural e intelectual, não apenas pela relação que apresen-
tam com o desenvolvimento tecnológico do mundo moderno, mas também porque
nosso cotidiano está “repleto de Física”. Ao estudar os assuntos do livro, você vai perce-
ber que essa ciência pode ser usada para explicar muito daquilo que acontece ao nosso
redor, desde coisas aparentemente simples, como a água fervendo em uma panela, até
outras que parecem mais complexas, como a formação de um arco-íris ou um trem
levitando sobre os trilhos.
Com a orientação de seu professor, lendo com atenção os textos de cada ca-
pítulo, discutindo com seus colegas e procurando realizar as atividades sugeri-
das, esperamos que, ao fi nal do curso, você tenha conseguido compreender as leis
fundamentais da Física. É possível que essa compreensão faça crescer dentro de
você uma admiração pelos fenômenos naturais, bem como respeito pelos grandes
cientistas que, por meio de vidas inteiras dedicadas à pesquisa, edifi caram esse
importante ramo do conhecimento humano.
Os autores
Shuterstock
Moal/
Olivier Le
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Conheça seu livro
A obra abrange os temas centrais da Física clássica e da Física contemporânea,
além de suas relações com o desenvolvimento tecnológico e outras áreas
do conhecimento.
para iniciar
Após a leitura do texto que abre
a conversa
oqu ceasptíõtuelso c, osmão o p orobpjeotsivtaos d ter:ês NASA/JPL-Caltech/Latinstock
verifi car o conhecimento
de temas gerais da Física;
avaliar os conhecimentos
Denevpioai isn dfoer vmiaajaçõr e2ôs 0e mimilahgõeenss d deo q pulialônmeteat vroesr,m ae slohnod paa-rrao boôs cCiuenritoissittays p inovuessotuig eamre Mma srutaes n coa draiac tõe dríes taicgaoss.t Ro edper e20se12n.t Daçeãsod ea ertnístãtioc,a o. robô
prévios sobre o assunto que Capítulo 6
Gravitação universal PARA INICIAR A
será abordado; CONVERSA
O que motiva o ser
estimular a busca de st(cdNeeieossa enAE. vt nasFpiêostolóm ãandis osaao ea l e eA n qAcxnevuopevrienarloiooa nqnor ndduáacaoiiouçvsu õrttestriaoerceics snaduas dfa e sacaa LoEiznsnuems dpfpamo a S,aar repmçp asmoaa oaec)r ,nçxe1t qõpd e9Auel a6dodes-9erm r ipa,o m earoibsn gpouôtiêo ssu eCnotrdsrtuucpoaair aatseniioç smoqto seenui sMset e– yp sa ,ap ao Alergocbdtniusreamvesn ieii saosvim n ded cpieloas mlá ta rv0prpneáa1eoenrçláistaãto aee cosN.e dppNlaeeeasassría----- hc3mtMmeo6uaearr5mrpnrre ctOdooaseiiasrtn a a ér ndcosen oec o seoaol .nteq entSesquexsamtuerpiebdr a lsaee6oen?s -8Trrsttaae7oervrre d qreoo tailu uaema.e mstn er oo n st e
informações e conteúdos. mfanutotimt Aupirorl ãatoseon.f ceJ eaánrto aosa ãl.dsooeegr bMi hae uamarmtt cueaoa nenl othpa eeemcrsmtibdaéaibtmsieu al e j oágcb eettoree mgurrm otaosfaid a aba eia ne safseo cs rhaoma minbapifçtooãarsodmi çadaã eeço mqã duo oMe, s phaooárlrto áée emg, nud oaaa Dmtdteriiafamsencsr usseraletnaa leçça anãsçe oãtn r.oaoe c dopoisefme rpíro leaadn noçea dt ades e
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leituras As leituras são apresentadas nos três boxes descritos a seguir, que aparecem intercalados
com o desenvolvimento do conteúdo e que têm como objetivo ampliar os conceitos físicos
vistos no capítulo.
Aplicações da Física
APLICAÇÕES DA FÍSICA Seção que traz exemplos de
Medindo a velocidade no trânsito
de, qUumaan ddoa so ms maiootroersi sctaauss tarsa dfeeg aacmid ae nutmesa e v emloocritdeasd neo s turpâenrsiiotro a mo ulinmdiitael eés ota ebxecleescsidoo d pe avrealo acqiduae-- aplicações tecnológicas que utilizam
la via. Visando proteger a vida dos cidadãos, os governos estabelecem punições para quem in-
fringe esses limites, fazendo uso de diversas tecnologias para realizar a medição da velocidade
deloest rvôenícicualo (sfi.g Duernat 2ro.2 d0a)s. cidades, uma tecnologia recorrente é o radar fixo de solo ou lombada o desenvolvimento científi co da Física.
A lombada eletrônica utiliza três sensores para aferição da velocidade do veículo. Os senso-
res são colocados em sequência na pista, geralmente sob o asfalto, e servem para identificar
qveuíacnudloo, poo vre cícauulsoa p daos smouo tpoer)lo. Csoemnsoo ra ( déi sctoâmncuima esnet rteo mosa sr ecnosmoroe sre éf ecroênnhcieac iod ae i(xeom d igaenrtael ieron tdroe Além disso, apresenta propostas
quatro e seis metros), e sabendo quanto tempo o carro levou de um sensor para o outro, é pos-
sível calcular a velocidade média e, portanto, saber se o carro estava acima da velocidade máxi-
ma permitida para aquele trecho.
soreCso sme oto orn reas iumltpaodrot adnetses.a E msteridtiaçmãoe npoted,e b eansvtaorlviaemr u dmoais ppuanraiç sãaob aeor am voetloorciisdtaad, oe duoso v deíec utrlêos, mseans- de pesquisas e debates.
seria feita somente uma medida. Adicionando mais um sensor, é possível aumentar a confiabilida-
de do resultado, realizando três medidas de velocidades: a primeira entre os sensores á e 2; a se-
gunda entre os sensores 2 e 3; e, por fim, a medida entre os sensores á e 3. Caso não haja nenhuma
diferença grande entre as três medidas e o veículo esteja de fato acima da velocidade permitida,
uma câmera fotográfica instalada ao lado da lombada é acionada e registra a placa do veículo, o
que permite que a multa seja emitida em nome de seu proprietário.
questões largEaxmisetnemte uaitnildizaa doau tér aos r atedcanr oploorg ieafse iptoa rDao mppeldeirr, qa uvee lpoocdidea sdeer. tUanmtoa
42 21.. mddsrmpsemdtuprtmocttmmpsruAMoeioeeeeeeamoaeaar tss Uleiuoeeeg.cp li rusinot dsra tov olsiAtNn.qn nnsanarilasisa dsçeea ztrm ddamPo u a.ttt dviiâI aãgom nac tteadceoomDeUorleirnbsoiuor rosonos sodã í aAor oaoasm dercauas ogepsl oa nnanieàc i Duaadr çept ll tiesvd eot o coarvdgisa õooal edlsElcatta oleotia ov cmeaneeo e o excoée lrdc cn eoa2nlo sdm estacât,pro meaoo lq lo s sâsia drnomdeneiaorrvsran.e e zu nrei tdso xatrtse BldrCisgav Dgsprêoeca eáeemiiealssm ôreeitsçIuoulmo .maix si,sçdNa ooodt ssqlã nvpngipcCneo.oãoesi.sc s i ioEuepifeoéid roscssoicot scAu eaplMli aóêos aot raoides oag míort.sdaasa ntnrd bi re ,oa cpiÁsdr taigsai nnipducdo veneniii s oTsaenoãdvdvmsidteiasri tatdaamIsl ceoeeot imaeuoareCeo lassdae,eímm mqs dsss, t c Aiaii mad os po n bsi.e uesuésdd l ioectes etodDivuimãte a pleeezliomont oraeoepiemoriuniaer cdoirr tis ml, gii éa ménaltdoçmic enparvcmaotsaoi iãd acaoc auddoriitsppo nreõsiioididupa Gdltetandandaoo vaódtmeaa aar,ia ddPine,eceasstm gdisit srmioesscnSíelssodd ompnienp o ííco eese sttoevvre iddaãieddcosesnnnooommao ee riiliooaaeeeess------------,ll F(aftrtMieiâgixcgnnooSauçse) rn,téaa aor u een d2dmgmao.ei2s fi2pvt0tr0reio.ead 1íAqs2 caot .uul eoveêl moamcnl.oobc mdriaa didr oadae amçev ãleoeólotonvr cadôeiodnal.ai ccéDdaa epe,r sonirnotosse s teP íaav arnpereqtalfâ uliredneetee ldihando odtasi,o f Ppui vcoameadríreaca ru a oeol osv nr .eea dFmldoaoa c tCeoria.dlge mCartadorpfoemoiam iG ndaares agd tnanifdneée--- Gerson Gerloff/Pulsar Imagens moossL tcreoaitnmuhFr ceaíocssim miqcuoeae na cnt Foooímss i accpbaole oenmrsdtteauenddxtoaatsdmo ae Reprodução/Biblioteca Nacional de Madri, Espanha/The Bridgeman/Keystone cfoísnictae xntoo OdchpoirsoltôbOAónlsr eici eaaemi e sngn agrmpet edigasn aatihsa acs o croeisot rauinnosahva rdiee ndaoncv oitnedo anrareq çsS Aiõ i sHcrbeoqísilbuie adrireum,eo n onlAeos drd qsteeurusa il Sie( bmdfiraiagemal hIductoeurámasssli aadt9o..e.8r Ane)r avqriuaavpronaotdmsCnáAoeimoaem goruu ahorudpeoad equs rren-e decr ntaoonussOdiatsoeerdeee c ioae saoaq bmgràse roa - ma t uoes le susfampe ame éoiue reaecmc urmú dhaci eerocpue Hiqeubeomat nfuradosonuesollv.iodas.oie ir u rEceic dapaçeçaarpe EraoIn,sao.ãçemã I, -ion pr,a Ivts ãQonro rqptrcraeceo ooe euosuuuuhedsd. gb àgCutms ejbalaeoepasooa ioa. snvrea e,mader mqausoo iusdernprtao u,,lumvea socia ua e q deepfda rro rs çnoquaongooc ene noeãbauride ut l ddalnqo pooãaf ee oléeopoaauhueo on r,dpert todsec iarr,haaeasoss o i iedidvcvdt opat rdd,c eeaeeai eiedoi raagaevurre ulss aes,ec i .etuim, p asst enofeo vScrUaaeuoou udnavon ri lps.rmbiurme e aç tr fa,c eAlassemerr sãdeqocasaeetootcrloevueuior qing clt dgabi pcv se ruuioddaddanooaeaoaa iíuooooaesrr------,.,
no capítulo pode fornecer Freigi Huirear o9n.8 d. eG Srairvaucruas aq.ue representa Arquimedes pensando no problema da coroa do pmqáiuasetrenoa s t écee:a t“dsAoaecr,snh paoetiudir!a o Afva ceemh sgesorais!it”naãad.:n oHd eaous a rre upkaaasl !ac Hvormeau pgrlreeektgaaa-!
E realmente Arquimedes conseguiu resolver o problema da seguinte maneira:
1oã Mergulhou em um recipiente completamente cheio de água uma massa de ouro puro, igual
à massa da coroa, e recolheu a água que transbordou (figura 9.9.a).
explicações para situações 2oã i Rgeutaolm à amnadsos oa rdeac icpoieronate, rcehceoiloh edned áog uaa á,g muear qguuelh torua nnsebleo rudmoua. m Caosmsao dae d pernastiad apduera d, at apmrabtéam é
menor que a do ouro, o volume de água recolhido, nessa segunda operação, era maior do
que na primeira (figura 9.9.b).
conhecidas do aluno. Além disso, 3oã v Foinluamlmee dnete á,g muae rrgeucolhlhaniddoo t ninoh rae ucmipi evanltoer cinhteeiorm deed áigáruiao ean ctorero aaq eumel eqsu reesctoãloh,i dcoosn nstaa ptorium qeuirea oe
na segunda operações (figura 9.9.c). Ficou, assim, evidenciado que a coroa não era realmente
de ouro puro. Comparando os três volumes de água recolhidos, Arquimedes conseguiu calcu-
apresenta passagens históricas, lar até mesmo a quantidade de ouro que o ourives substituiu por prata.
acopnroteccuirmanednoto rse lcaocmio noa arv easnsçeos João X. de Campos/Arquivo da editora aouro pbrata c FarpcReaomciaegcorrpio uamcora roecrap esrídne aes9oisonno. rl9thf veafa.aeei nç Pridrã,tt r eoaonoo s aS cppsiiu areofroir.amrgeb cAu lueerrssqamacu, a.aoi ml ad aeed es
da Física e de outras ciências. HIDROSTÁTICA E HIDRODINÂMICA CAPÍTULO 9 239
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Integrando...
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2222 UNIDADE 1 A ABRANGÊNCIA DA FÍSICA MEDIDAS CAPÍTULO 1 2233
infográfico
Cada Unidade é
fi nalizada com
uma proposta de
leitura e análise de
um infográfi co que
apresenta conceitos
abordados em seus
capítulos. As questões
propostas exercitam
a interpretação de
imagens e textos e
complementam o que
foi estudado na Unidade.
atividades
Estão divididas nas seções a seguir e distribuídas em níveis de difi culdade crescente.
Pratique Física Verifique
pAespr aimcoctuudiavneeltoiqhxdmnetspuoaãrSani diedas oendaoeipernaneç ltmebird rdvmãsotso s ea roeeoo speonemets, ufi reoi qaf atnpvvegsmaislu tigaoiteretdnzaeeiçasra rcacadi c cãittssiaadddaseoiro dvddssaaaemml oaooaeeezsss.. Ludek Resek/SPL/Latinstock1FfpVfesTpou6➔➔urmiero gitnóp8ltyoa uxdãepag iroonrrgmNnrafi,,a voaeamí o coooãv6rfpeUi -i eeoe.pdmalq22 irNri e,l,er iva5 eraouvse Ieirsrn.Dips enefo peoeNencmaAvgurlit!acre iuDqseaadoiens la dsEsamtNuovela,aa r , 3eaaat uedaà téoi eus lT i L nteEeorIsr Sea. ,D 2222E1234 N....AAMNmlodnCradepmNbedDcsós aaNlpqpcmztdabbECEaaoaasmiuea eerãroeoe)ee)xe))uooSrnWoaaieemtçb t n etsrrsoprcarmusnnewtnoddIn ãadS aaiASNnripmntNDP esea atficTlnadnqusldm ttsracicodti up m elrose oouaOagtrtq aoetnooetiufvaq asieeaasatn.hoú eperd leemrs e uéamqsu o Ts,epd oa oNea betz du nd dMnof ae co srgsq era ure pN oiézéss eje nlooA priãaaaoearoinoaenmnieeor dmu áas iuro óeuenndom ôr(S s , tcsnesmh orrccdoiiésp Tmóuevimaa oafió aieri,o rosaótaws oatoôaatrep pec doa. a i deo ep lbe es arooe éae lroiegs d rTtrpgVecoss1o irqóa fmç mormm nunçssepras4uuotiea oer ãHqsse cioueuruêtaã 9ãndr tbb tã ,mêotlqdrslrovPxdausammm p qai a?oos aniaasnsrrooçornoso3ohoaeus tge aneeuelaal d nau uee a ?dpm rsn.caaraquburo essss,ô e ,s(aj astaioa itãrpeteie o bset ãsods1 s ni ezfsus baot cv6rre,epveur omcosç?etelaeosoapddeo o inã,átãs ndiióameoaqPa ?a.nilort(ãr tn a udpn(obpça nolee aVe2otvtr1slosaTi hsaUlunsaoonãl Uartexicotosnai srealsedua eb5ae eeaçU9nnanro,esa éaiças a djAu-ctnoo, sã arnss àtsa nard)oos,t-e qndo éeco v órad eep o içquãr,mmi Iace1deot dssnhauesçoab tcttraro)sãeas onpma mgie,m ouooe ãa vue,axãoiah daonouuns f ts , a rpooi suaioa? .neiammmt ep9raetva oa eapoosirogloa d déa poeoMp eCom minpioasd t: d oérs. uaems o a-s e móa .eo lca rlqótifv q ni os p aed Uepap r)r isiVr drncroeamS trxXmnsuevraa eanan rrnau radtmevoeA bovoufoeNeaerncsióebiVll ioe déaesa oacee 6tdmo oevnslotia nd,xtdrr aesst.rtaiêrte rrlIrotU.ceror veiam biota aaasasóénQIéne2eramhias oieiwePac ,ts,aeaeoas n r dda a r ro1srgd bm aeosm eoul ms n aulpae b e ee eo J. oceçjdaltadudpee upnadioca d)cntúmet dt mscramoito aõsis cll amcrueei olteee xl oote u Torampodadosas s ia on, bãe aatasoelv er sn e vte e aSrmnhiuSunon srahc ssnv otsoe rdoi cltrnrrj adsio nsLsrsar mmeaeeosuutoi issses enrJrrieio gfaaaadle toe--------aãe.imi teptétlnrrlr o e fr ro hvadbaolaob NivUicôrlaã xa caee s dioapn.es oa pnevecqopr a r 2 222nAe orv ee nmatiseorgorSduo, d8567Jtreesrec itdonslla,rSm....aeetavdoatset ari laaodsoAfommctcfiçEaPbpceatod euçraniaie n uvlléruã,veooaftmtuos)xruue )c il,ãmsled r r-f daigaeeo rmotrei lpô nroilpeelsoscrbcaiceisooQ anantvnaVoupnnu ca tnoal osunnneu1 s hafóifóal smmhnnmuaooeeettm stesqs uscnocc adu lr noaoi5doneete. errçtqcaapoç uãtnii aioi oaeLiamaezgaa obnvc aêçon.dcauduãsr.aãD seisdbio s dsesrsnei mãs,i aoiai ítesedid . stoodaauAi t aoer id rtrpõv.ojopvenash exqetrsrmiopsráect s eaa omv.aoôcl aeSarôp eerrursoeuórlr caes , oegoee euiar raôn mAel c lr opce er as esnd.óan airrescsL r fuvmtrncrsmqocrcsnnrros,e gplabe itaeuae ocuier sriaaiiiaáoetumoncfoéacnvmmc,eseoba rbroiaoubmie rima sse.lrt aéeoscUot,scaenmarpa rvtoe, emi nmsani aesismaEaio mmt ctea l niaarmodups soéré,rosm ta(dastosad ms a n ,z daaoi,apoetdm1aósoeop eom daes andaaorn ,poeoleontssdo rn n ge,s o iãlnm rneht ppcna b?eoldr vbsç aohotec bcc,dã nu,ídtoma o1eee oittd aérelveõ etruaosaoenctamNdsouoépLoco m.eoa tum1 napeorne Ud e o miteuint lsaTmssOdzoc ii dçeteoeasp-rcdeor dcaosdsf aer re aetonnmn1dlsoãi oorc tipiai eoOevp r sGfs r ns meoc1 oced tespurderãtiioisi ss óoacl noapoafUeãraa cs id pãouoeat enmleean se7 ecscSmfmlçou,sar anuor aramrioln 4,o àsbose ii lnc7uoa oõ oraeeo Uul eerpátct sat searoa iisóaAnqn eensqant)qtufm,oelspéisrsogbhrltve rt s n,boo ce,tiuolféauupd sompsneurfr easds iroeciemti.c,osp teaslssoo eota l daeave toeqaeiinaao Nshodgtp Edse urasc lei,eiaisp çapndrostasaasa,u buocqsds loPae arlses sn ao ssdvãe ae eca aoplstmnrwvesfsegnue.clqp.dsLavd,t et,abàróo o ue oternra m aueuvanedeômteoaicreJniaarqeeasrçspar stooevnsaereotqloen v l ueimnru aeãpcc ãito qoatn eta iitgmnsahrodacdudeotviaiiltu.oôdmuevaoosa?tilnnuomsaaa lilnoaaaeeeeioooaasseér------:-,,----.--- 12 .. (gmqtvmcloTdKabcAteoNnEaioe)e )eoue ) cr pfem pefS oa snlr olpe aeiã âe rEsnEAooPíigm,rCRce1sr l s ea eo.soems tloestli up em4e u,rnaitPaeo r om d rS ipcvreompa7 e,eactgo lâactoeu )Aoroinrrfr31e bs vusrd qoo dveLll,NtouaimBa dl-5,a con&febousetre ql1au abi?!aar7mire rdmrl,erao5 geee ea i: ea1Lnnuaiooula us4uumiipe,usçm-cvton x . a31caesla osãeâaeAooa hoae1l )eóldçl qo é a e ,ue aasns ôàrtãr3 oru r a se etcaosiô oadpôac aagtioopeSsds - oçel)r tclsoa1 trnr o, ôoãep enaee ireu n7datlneoo onl mslc.sTmareeôe oironcdaeíe Ldtntripp omneaônseaa1redaaeeoertns t nm m.ts.çrdPattor tCircaat gãsarôáotap4t1é3A ga rsiba. deeoosrcnruad )o ooooei lhadredi or)na))o)l groomemrnea c o aelçiadcccUQUPddaSpdmtgeo csiiiç e mvie-tfaoaânmplrauhoexopi lnueaãrãoa i siãssod afuanp&r aepono tedssrram,ol oeioieeanatoocmfals.e rnrna vnetntlm lcc aoemo nud xn enit,ae aO dcuu dranctepd paeid stapmoé arameomdaídnâenene oo ec dtautmpnmraobacntPrr tssuso onuseto iieenm oemedáa3oaiie st l ,ma)rt Brupadd sô o sam t dtt,mrsxcdeotoriAoôe rtmaFa ,érgaselaa iaaõe, oineiuearaea oa 1 scmo oi có ms dpapc gd anv nl eesdvl etênmf li n e oeiee u vmeraee oropeodee ,uexepcpdsnc soaftcmeo sr mimm sr,rs oso tmFaioclaou aopasnlãocu d e,tnroNmcmsarc eéau ndn ela, a rlo omrdue aeluea ,de cadoa .son apivCD.s n e:tt era vmsdcmfisauc smune E omno tVreeadaradpaoo tsin c?o mtooee& ésmsvai efsgte sa msáos eãrlinrceoveãoodltEmmsdad eae t ieô oaudgofro onedagmemtóraaouq aecxonrio aoi jdnuroeun Mrdtr etooeá.s ro ip-usddidrcedcdodsoJuteã a?o baeao odoq se oCsmqelioud oomeeemãoa ,oPromis imn i ,o mcuu mso qhunqodismt rs, àéotrao psoãe Kér ocv emao d uâsrataaaue p od.cdstvraprelfo,ndoscae e, eD esneánr l oóeóaoL éesaq eeqzsre &qPu)odm tágm tpnc pocmbecxernrrr.p a m olu3Formato/Arquivo da editorarmursutuelo arínmnlbidoiqaigg aioa eopaoeeáeôê meedsaslemdroiiooorau imop ussj d r?r--------es aiplrareaosecs aer,t ieãl ,s ndc otnismedi a fo tpsoaqdecâo itas ratopqgssac .rnue adrde d dseeuouocóddp cec ieu e .e345upsnesnrriãoooe ame Pta3 eblr...rddso. snceâ l aov a uôiFta eDeocEAmabcdeIznvabcSmzaabAdtqa a ttfnaaq 1armc seo ,as)oeee)cec)meos)) ) ))))ou ãéae c cF f u en m c rd aaaru fmcarsssrsjo s oid éeiaoeprrsacvel13rpcdmKC44PKCétaiqpeorp ors rsamFeearmedeFe segcasaecra v s saete5F irosurodadiçqf1rdvnvvv1as rouFpms aoérios io oaoa P.s pepd aFpe âemaeeapaeâneuteeeio dt temsn:te sxneafp c llfs.ld rearls irré iddifézzz uoiec.oea ede rFceiaif,oama oleeuceaaFFac mstr tea efoeeeerAoo ét:a m rdtrea 1lé qnsrnfri rrzdlo oon,ltãm rn ssssdrmn ftoem. Fa iae u oa.reaesêtunrSienaivosa r sas oi e1ee cvePgmmms dirioQe cpmendnsne roa ucpeFeonsot edf ouFçGeia ttuSaeroe ,oseorgaerérdca s marlénesu u tao áeaaa aa a ,se R coamrarvtxi d ismcsuoeaosr sapsumtad danaa e qiianrl o,si pç olg:a sAemi ooeet ódivb adep al,m f seo la uerooetãéenaftiea sse qje a iVerrreecj satcmcatdsarixso nnua m..o,raeeonbrtnnsngsouuaeeâlomtI ie a .deta aaáreiarttsdTo tems i aoute s apo o ssnerrendtconepeedoo tulpAçsxojpembãTt einrsaadsl,a unicflm,o oaroavpaãaautm ia rqÇ ic,r ocdeoi nãnt deeas ipilàe oxm toad aoss mlo oola aru)ddÃordr ) vuf a, toiarssa afeu ,da e çi lxaôr zoefm,rts opeoaedie g Oovseanem, .o me acpxvcã meroi soa mé re  7es rPacoeu mui neaeoFneoSoar dps ôouçSsui s4lUem alsuo,mdd1fl1 aa ti lodt3 nt l auarsod 5oí pp4aidi-PSa a coa rsetccii cl Ndiz5dustlsi é ôt.msa luesFaseceoo.so vdsidc mr i oaae eeãioA Mcao+deiptstetIm.eh Cs rt einrilaeNnsooarVed utâu oeoaoâssse)i r )o f---p,.Faczeod ece cm aa ílpa Sn rnE idn a noFcâcea.ueãtrcde tomiqoreéãr qoorRctéaatoaeociaóasr as rneotmooPiuoert ilrul ailv aSvvis oiraerdp enicMec ieftiaam ox e sea ebpan Rv deeodAssi5 somioe aslntip.ç vv o ae a oeisc zzmo aoosvdroLeteamaddts.ãosaaom slenineen saoban as e fc,qibe ieodocc cdSr a ioetsssosftdue rSoslt3tnutn!ao aêda oro eeíq ederCu adreid htsaofmmrnô eeoritede,a m calpui aeposgaaxeAd cosíe ?lc tsôabua o eavft. oaa dTtea ne ee ueãla téiPpadve t s mó Siocôeaadllndp miguardsoob TeôqiaÍ aanoaqaocrr,gsôd eTeonooe z)erdice ôs ubrsl dr a u ,tl éoai siôUcpdipan . rtero s)uesóoioeaadpmes .qe orrt ce ladatlnembc Lóm vreuo saamaarlaap,ueamm) a rreoOas t eAamuô n.tbgà naclniiaoàeare n ieosreézasmFe l1es Porsrsieclbn rr e6 ae,sne rroem .eais tstevrôoiatn pzeaimas moa stmaol crtçdp daataa ôdiStrlereaç eedsripsaíuomaóorer.bea podocne osãe ,t T.oasrs5 d4 x nranpeaSsatma lo eoaraee1a snc ii ea ients: odemhndsvv. 6s frc is.oidíddsdsooouisotr nfeeeeeaaesrr.9oiioaaaaeeessssrr----------.., Eduardo Santaliestra/Estúdio Paulista qddauEpoavfi i oouxrmncp soqes eoatcr pr o dlcumatceiosoêodpíe ncspmneasítit r mdocdtoue ópeessele i opoc tnaua.irousc dsãoxa oisl i ar
Problemas e testes
Problemas e testes variados de diferentes níveis em que o estudante terá
a oportunidade de aplicar as leis e os conceitos tratados em todos os
tópicos do capítulo. Inclui questões de vestibular e questões do Enem.
5
FCA_Fisica_V1_PNLD2018_002A007_Iniciais.indd 5 04/05/16 11:48
Sumário
1
unidade
A abrangência da Física
1. Medidas
Integrando... Ciências Naturais, 22
1.1 Os ramos da Física, 11 Pratique Física, 24
1.2 Potências de 10 – Ordem de grandeza, 13 Problemas e testes, 24
1.3 A origem do Sistema Métrico, 18 Infográfi co, 26
2
unidade
Cinemática
3. Vetores –
2. Movimento retilíneo Movimento curvilíneo
2.1 O que se estuda na Cinemática, 31 3.1 Grandezas escalares
2.2 Movimento retilíneo uniforme, 33 e grandezas vetoriais, 58
2.3 Velocidade instantânea e 3.2 Soma de vetores, 61
velocidade média, 39 3.3 Vetor velocidade e vetor
2.4 Movimento retilíneo aceleração, 67
uniformemente variado, 44 3.4 Movimento circular uniforme, 69
2.5 Queda livre, 49 3.5 Composição de velocidades, 73
Integrando... Ciências Naturais, 53 Pratique Física, 76
Pratique Física, 55 Problemas e testes, 76
Problemas e testes, 56 Infográfi co, 78
3
unidade
Leis de Newton
4. Primeira e terceira Apêndice A
leis de Newton A.1 Momento de uma força, 104
4.1 A primeira lei de Newton, 83 A.2 Equilíbrio de um objeto rígido, 106
4.2 Equilíbrio de uma partícula, 88
Pratique Física, 107
4.3 A terceira lei de Newton, 91 Problemas e testes, 111
4.4 Força de atrito, 95
Pratique Física, 102
Problemas e testes, 102
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5. Segunda lei de Newton Apêndice B
5.1 A segunda lei de Newton, 113 B.1 Movimento de um projétil, 136
5.2 Unidades de força e massa, 116 B.2 A aplicação das leis de Newton
5.3 Massa e peso, 118 a sistemas de objetos, 143
5.4 Aplicações da segunda lei de Problemas e testes, 148
Newton, 122
6. Gravitação universal
5.5 Queda com resistência do ar, 125
6.1 Astronomia e gravitação, 151
5.6 Forças no movimento
circular, 127 6.2 As leis de Kepler, 151
Pratique Física, 132 6.3 Gravitação universal, 154
Problemas e testes, 133 6.4 Movimento de satélites, 158
Integrando... Força e contração 6.5 Variações da aceleração da gravidade, 161
muscular, 134 6.6 O triunfo da gravitação universal, 165
Pratique Física, 169
Problemas e testes, 169
Infográfi co, 170
4
unidade
Leis de conservação
7. Conservação da energia 9. Hidrostática e Hidrodinâmica
7.1 Trabalho de uma força, 175 9.1 Pressão e massa específi ca, 235
7.2 Potência, 179 9.2 Pressão atmosférica, 240
7.3 Trabalho e energia cinética, 182 9.3 Variação da pressão com
7.4 Energia potencial a profundidade, 245
gravitacional, 187 9.4 Aplicações da equação
7.5 Energia potencial elástica, 190 fundamental da Hidrostática, 248
7.6 Conservação da energia, 194 9.5 Princípio de Arquimedes, 253
7.7 Aplicação da conservação da Pratique Física, 258
energia mecânica, 198 Problemas e testes, 259
7.8 A relação massa-energia, 203
Apêndice C
Integrando... Força muscular
Hidrodinâmica, 262
e energia, 208
Pratique Física, 210 Problemas e testes, 272
Problemas e testes, 211 Infográfico, 274
8. Conservação da quantidade
de movimento Respostas, 276
8.1 Impulso e quantidade de
Sugestões
movimento, 214
de leitura, 286
8.2 Quantidade de movimento de um
sistema de partículas, 218 Bibliografia, 287
8.3 Conservação da quantidade de
Índice remissivo, 288
movimento, 221
8.4 Colisões, 225
Pratique Física, 232
Problemas e testes, 233
7
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u1nıdade
A abrangência
da Física
A natureza é o objeto de estudo da Física,
que abrange desde a mais singular partícula
até o mais complexo Universo.
A Física busca compreender os fenôme-
nos naturais para dar sentido ao que se ob-
serva e, com isso, continuar aprofundando
o próprio conhecimento.
A sistematização de ideias decorrentes da
investigação da natureza possibilita, entre
outras coisas, o desenvolvimento de tecnolo-
gias, linguagens e informações que transfor-
mam a realidade e afetam a própria constru-
ção humana.
ccaappííttuulloo 11
MMeeddiiddaass
Um guepardo consegue correr 100 metros em 5,95 s,
atingindo a velocidade máxima de 104,4 km/h,
quase 40% mais rápido que Usain Bolt,
o homem mais rápido do mundo no ano de 2015.
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