2010 volume4 cadernodoaluno_fisica_ensinomedio_1aserie_gabarito

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2010 volume4 cadernodoaluno_fisica_ensinomedio_1aserie_gabarito

  1. 1. GABARITO Caderno do Aluno Física – 1a série – Volume 4 SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 1 MATÉRIA, MOVIMENTO E UNIVERSOColetando informações e imagensPáginas 4 - 5• Textos O professor deve checar se os textos trazidos são coerentes com a pesquisa e se os alunos anotaram adequadamente as fontes de onde foram retirados. Lembre-se de que não é necessário que os alunos resumam os textos. O ideal é trazê-los na íntegra. Verificar também a organização do material e o índice. Esses procedimentos são muito importantes na formação de competências ligadas à pesquisa, organização e apresentação de informações.• Imagens O professor deve checar a pesquisa iconográfica (imagens) e opinar sobre a adaptação, a seleção e, eventualmente, solicitar que a pesquisa seja mais aprofundada.Projetando o pôsterPágina 5 Sugerimos que o professor peça um resumo de uma a duas páginas digitadas,organizado em tópicos. Cada tópico pode ter - um ou dois parágrafos relativos aocientista ou filósofo (biografia, descobertas, período histórico, conceitos, influências,repercussões, aplicações etc.). Cabe ao professor auxiliar os alunos na seleção dostópicos que efetivamente estarão presentes no pôster e lembrá-los de- que - devem sercapazes de falar sobre todos os temas presentes no resumo. O professor deve verificar os projetos produzidos pelos alunos e opinar sobrepossíveis melhorias de forma e de conteúdo. Lembre-se de que a ideia do pôster não éabarcar tudo sobre o autor. A seleção do que entra ou não no pôster, é por si só, umexercício importante para o grupo. 1
  2. 2. GABARITO Caderno do Aluno Física – 1a série – Volume 4Apresentando o pôsterPágina 6• Checagem prévia do pôster O ideal é que o professor possa dar uma última olhada nos pôsteres antes do dia da apresentação e sugerir, quando necessário, algumas melhorias.• Resumo da apresentação Uma conferência prévia do resumo da apresentação também é importante para orientar os grupos a respeito daquilo que eles vão falar no dia.• Apresentação. Cabe ao professor estipular o formato da apresentação: onde os pôsteres serão afixados, quem vai apresentar, quanto tempo durará cada apresentação, o tempo para as perguntas, se a apresentação será apenas para a classe ou se será para toda a escola, e assim por diante. Tudo isso deve ser planejado com antecedência e explicado aos alunos. O ideal é que o professor dê um retorno de avaliação a cada uma das etapas.Páginas 6 - 71a parte1 O aluno deve apenas indicar o artefato escolhido entre os listados. É possível que o aluno escolha comentar um artefato não presente na lista. Cabe ao professor avaliar sua pertinência aos propósitos da pesquisa.2. O professor deve checar a qualidade das informações fornecidas. Alguns artefatos, como os satélites espaciais, podem ter muitas utilidades (civis e militares, por exemplo). A tabela das páginas 14 e 15 do Caderno do Aluno apresenta resumidamente a utilização de cada um dos artefatos.3. O professor deve verificar se a imagem corresponde ao artefato pesquisado.2a parte1. Conferir as informações trazidas pelos alunos. Arthur C. Clarke escrevia ficção científica, geralmente, sobre viagens espaciais e colonização do espaço no nosso 2
  3. 3. GABARITO Caderno do Aluno Física – 1a série – Volume 4 próprio Sistema Solar ou em suas, vizinhanças, em um futuro não muito remoto. Raramente há guerras espaciais em suas histórias. Os alienígenas são poucos. Quando aparecem, não são hostis e geralmente representam formas de vida muito mais evoluídas do que a nossa, envoltas em uma aura de mistério e cujas ações são de difícil compreensão pelos humanos.2. São aceitáveis várias respostas. A obra mais conhecida é, sem dúvida, o roteiro do filme 2001: uma odisseia no espaço. Outras obras bem conhecidas são Encontro com Rama, O vento solar, A cidade e as estrelas e O fim da infância, todas elas leituras altamente recomendáveis. As duas últimas são geralmente consideradas pela crítica como os melhores romances de Clarke.3. A resposta pode variar bastante. O estudante pode pesquisar informações sobre o enredo ou sobre o tema. Em relação ao enredo, os aspectos centrais são a descoberta do estranho artefato (o monólito negro) e as dificuldades dos astronautas com HAL- 9000, o computador inteligente da nave Discovery. Sobre o tema, entre as possíveis respostas estão: a conquista do espaço, a colonização da Lua e do espaço, o surgimento da inteligência humana, a superação do ser humano pela máquina, entre outros. Sugerimos ao professor que assista ao filme e informe-se sobre ele.4. Checar a pesquisa. O filme é importante, entre outros motivos, porque, pela genialidade artística de Stanley Kubrick, pela cuidadosa assessoria científica de Arthur C. Clarke e com efeitos especiais inovadores, conseguiu retratar de forma convincente algumas questões sobre a vida no espaço e o destino da humanidade, ainda atuais.5. O professor pode conferir as fontes. 3
  4. 4. GABARITO Caderno do Aluno Física – 1a série – Volume 4 SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 2 2001: O FUTURO QUE JÁ PASSOUPáginas 7 - 131. Um silêncio, o céu estrelado, um brilho no canto e uma nave, satélite ou sei lá o que passando calmamente, como se nada tivesse acontecido. Sentei, tirei o saquinho amassado de pipoca que ficou na gola da camisa, mas continuo absorvido nas cenas. A nave continua lá, passeando devagar. Deve ser algo importante, porque a música fica mais forte. Parece uma roda. Uma baita rodona, com janelinhas acesas e girando no espaço. A música continua. A roda sai de cena e agora aparece outra nave, com formato de avião. De fato, muita coisa aconteceu, lá no banheiro, mas estou de volta. Ei, o que é isso? Valsa de novo?! E essa outra nave? Parece uma bolota.2. Permanece Que Decola e Leva É veículo de Possui em formato pousa na pessoas? transporte? motor? órbita? possui? Terra? Veículo 3 Veículo 2 Veículo 1 não sim cilíndrico não não não sim sim circular não não não sim sim aerodinâmico sim sim sim (como um avião) Veículo 4 sim não esférico não sim sim 4
  5. 5. GABARITO Caderno do Aluno Física – 1a série – Volume 43. A partir dos dados da tabela, tente determinar que tipos de artefatos são os quatro veículos mencionados (satélite, sonda, nave, foguete, ônibus espacial, estação espacial). Justifique suas respostas. Veículo 1 – Satélite: Orbita a Terra e não leva passageiros. Veículo 2 – Estação espacial: Mantém pessoas em órbita da Terra. Veículo 3 – Ônibus espacial: Transporta passageiros da Terra. Coloca-os em órbita. Veículo 4 – Espaçonave: Leva passageiros da estação espacial até a Lua.4. Professor, as respostas dessa atividade estão no Caderno do Professor, nas páginas 21 e 22.Páginas 14 - 151. Há um satélite, uma estação espacial, um ônibus espacial e uma espaçonave. A espaçonave do filme não é projetada para levantar voo a partir da Terra, mas de uma estação na órbita do planeta.2. Essa lei é fundamental na compreensão do princípio de funcionamento do foguete. Além do próprio foguete espacial, que usa a propulsão de reação dos gases para erguer-se do solo e partir para o espaço, diversos outros artefatos − como os ônibus espaciais, os satélites e as estações espaciais − usam pequenos foguetes para fazer ajustes em suas trajetórias, embora não os utilizem constantemente. Um satélite pode lançar jatos para baixo, por exemplo, para se elevar na órbita, por meio da força de reação aplicada para cima.3. A conservação da quantidade de movimento angular é fundamental para manter artefatos em rotação uniforme e com orientação fixa. É um procedimento muito usado em satélites. No filme, é empregado também na estação espacial.4. As naves espaciais, uma vez que abandonam a atmosfera de um planeta, podem se mover por inércia, sem depender do funcionamento de um motor, a não ser para pequenos ajustes de trajetória. O mesmo se aplica a satélites e estações espaciais, inclusive telescópio em órbita, como o Hubble. 5
  6. 6. GABARITO Caderno do Aluno Física – 1a série – Volume 4Páginas 16 - 171. Somente a estação espacial possui algo similar - gravidade artificial. Isso ocorre devido ao efeito centrífugo produzido por sua rotação. As pessoas no interior da estação têm a sensação de sofrerem uma força na direção radial, orientada para a periferia, onde fica o piso. Isso pode ser ilustrado com o giro de um balde (ou garrafa pet) preso a um barbante e com um pouco de água no fundo, mostrando que a água não derrama. Nos outros veículos retratados, não há um sistema similar, de forma que a sensação é de imponderabilidade, mesmo nos locais onde os campos gravitacionais são significativos, como ocorre com o ônibus espacial: ele está em órbita justamente porque a gravidade terrestre o atrai; no entanto, a sensação de quem está em seu interior é similar à de ausência de peso.2. Os satélites podem ser projetados para monitoramento da superfície do planeta (como aqueles que fotografam o solo), podem ser usados como antenas de comunicação e transmissão de informações (como aqueles usados na transmissão de TV, GPS e outras aplicações), além de diversas outras utilizações civis e militares. Eles são colocados em órbita por foguetes ou ônibus espaciais.3. Não. Isso ocorre em virtude da quase ausência de atrito com o ar atmosférico, muitíssimo rarefeito, nas regiões onde esses satélites orbitam nosso planeta. No entanto, passado um longo período de tempo, os efeitos desse atrito fazem-se sentir e, se não forem realizados ajustes, os satélites podem vir a cair, desintegrando-se na atmosfera terrestre.4. Alternativa b. 6
  7. 7. GABARITO Caderno do Aluno Física – 1a série – Volume 4 SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 3 AS LEIS DE KEPLERPáginas 18 - 21 O gráfico confeccionado pelos alunos deverá ficar com o seguinte aspecto: 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 O professor vai notar que os pontos nem sempre parecem estar alinhadosperfeitamente na elipse imaginária. Isso ocorre devido a arredondamentos nos cálculos,de forma a ficarmos apenas com coordenadas inteiras.1. Medido com a régua, esse valor deverá ser próximo de 186 mm, o que corresponde a 186 000 km.2. Medido com a régua, esse valor deverá ser próximo de 24 mm, o que corresponde a 24 000 km. 7
  8. 8. GABARITO Caderno do Aluno Física – 1a série – Volume 4 Observação: o papel milimetrado no Caderno do professor está fora de escala, portanto, utilizando a régua o professor terá o valor correto apenas pelo Caderno do Aluno.3. Isso ocorre porque a velocidade da sonda varia ao longo da órbita.4. A velocidade da sonda é maior nas proximidades do planeta e menor nas regiões mais afastadas dele.5. Medido com a régua, esse valor deverá ser próximo de 36 mm, o que corresponde a 36 000 km.6. Medido com a régua, esse valor deverá ser próximo de 5 mm, o que corresponde a 5 000 km.7. VMIN = d/Δt = 5 000 km / 3 h = 1 667 km/h , aproximadamente. VMAX = d/Δt = 3 6000 km / 3 h = 12 000 km/h , aproximadamente.8. Para encontrar T, basta considerar que temos 46 intervalos iguais de 3 horas. Assim, T = 3 x 46 = 138 horas.9. Se considerarmos o tamanho, concluiremos que o planeta é Vênus, que possui raio de aproximadamente 6 000 km. 8
  9. 9. GABARITO Caderno do Aluno Física – 1a série – Volume 4 SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 4 DIMENSÕES DO ESPAÇO E DO TEMPOPáginas 22 - 251 e 2. Estação de Metrô x (mm) y (mm) Anhangabaú 74 122 Brigadeiro 29 6 Liberdade 87 83 Luz 99 183 Pedro II 140 111 República 51 145 São Bento 97 141 Sé 103 1053. A distância medida na régua é de 172 mm. A distância em metros será d = 15 × 172 = 2 580 metros.4. O Mercado Municipal de São Paulo. No mapa está indicado somente “Mercado”.5. Sim, porque ele é uma representação no papel, ou seja, plana.6. Seria necessário que, além das duas coordenadas x e y, fosse dada a informação sobre a altitude, ou seja, três coordenadas.7. Não, porque as coordenadas x e y não dizem em que andar de um prédio, por exemplo, a pessoa está. 9
  10. 10. GABARITO Caderno do Aluno Física – 1a série – Volume 4Páginas 26 - 281. O professor deve checar a interpretação dos alunos. Os pontos principais são de que o texto trata de um mundo fictício parecido com uma folha de papel.2. Não, porque eles vivem em um plano. Eles veriam todas as figuras como segmentos de reta.3. Como se trata de um mundo plano, bastam duas coordenadas, assim como ocorre nos mapas de rua.4. Somente o círculo, por sua simetria radial. Seu “tamanho” é o diâmetro.5. Não conseguiriam, enquanto nós, que vivemos em três dimensões, conseguimos. Uma curiosidade que pode ser comentada é que um ser de quatro dimensões, possivelmente, poderia ver o que há dentro de nós ou de qualquer compartimento fechado em nosso universo, da mesma forma que vemos o que há dentro de um ser de duas dimensões.Páginas 29 - 311. Ele fala sobre a construção de uma máquina do tempo, baseada na ideia de que o tempo é uma dimensão, assim como as dimensões do espaço.2. Ele é um dos ouvintes da palestra do explorador do tempo; portanto, é participante da história.3. Porque todo objeto, para ter existência real, deve ter altura, largura e comprimento (as três dimensões do espaço), mas também deve ter duração, que é a dimensão do tempo.4. Para saber onde um objeto está, é necessário que se diga em que instante de tempo se quer a localização do objeto, ou seja, além das coordenadas de espaço, é necessária uma informação sobre o tempo.5. A principal diferença, segundo o texto, é que no espaço podemos ir e voltar em qualquer dimensão, o que não ocorria com o tempo até a invenção da máquina do tempo. 10
  11. 11. GABARITO Caderno do Aluno Física – 1a série – Volume 46. A máquina permite livre movimentação livremente pela dimensão do tempo. O autor diz que isso é possível porque o tempo será uma dimensão similar às dimensões do espaço.Causa e efeitoPáginas 31 - 331. Verificar se as respostas são coerentes com a ideia de viagem no tempo.2. Verificar se a descrição inclui realmente viagens no tempo.3. Avaliar se os alunos encontraram situações de quebra de causa e efeito.4. Resposta aberta.5. Resposta aberta. Verificar a coerência.6. Resposta aberta. Verificar a coerência.Página 33 - 351. x (mm) y (mm) 15 151 Santa Casa (hospital) 65 155 Esquina da Av. Ipiranga com a Av. São João 10 20 Av. Paulista 123 192 Rua São Caetano (“rua das noivas”) 65 109 Câmara Municipal2. a) No ponto correspondente a 2 metros de descida b) A pessoa estará no ponto correspondente a 3,5 metros. 11
  12. 12. GABARITO Caderno do Aluno Física – 1a série – Volume 4 c) Representa apenas metade da descida, pois, na figura, estão representados 8 metros, ao passo que no gráfico estão indicados apenas 4 metros. d) Uma boa resposta, para um aluno que ainda não está habituado com as fórmulas, mas que domina o raciocínio proporcional, seria a seguinte: A descida seria completada em 16 segundos, pois a pessoa percorre meio metro a cada segundo. Como são 8 metros de descida, cada um dos 8 metros exigirá 2 segundos de percurso.3. O professor deve estimular a classe em um debate, durante a aula, a dizer como respondeu à questão. O que é importante frisar na correção dessa pergunta são os seguintes aspectos: • Na verdade, o gráfico pode representar qualquer movimento em velocidade constante ao longo de uma dimensão. Temos, nesse gráfico, uma dimensão espacial e uma dimensão temporal. A dimensão temporal não indica nenhuma relação espacial, assim, não tem sentido dizer que ela refere-se a subir, descer ou ir para qualquer lado. Ela indica apenas o transcorrer do tempo. • Por outro lado, a dimensão usada como x é espacial, mas não é necessariamente uma dimensão horizontal, como se costuma representar. No exemplo em questão, ela foi propositadamente escolhida como uma coordenada inclinada em relação ao solo. Também se poderiam usar, da mesma forma, as letras y e z para representar a posição do corpo ao longo da escada rolante. • Tudo isso vem mostrar que a dimensão temporal tem uma natureza algo distinta da dimensão espacial, pelo menos do ponto de vista de nossa vivência cotidiana. Ao representar a coordenada temporal em um suporte espacial (o gráfico), muitas vezes, os estudantes sentem-se confusos em relação ao significado daquela representação e acabam confundindo relações espaciais (em cima, embaixo) com relações temporais (antes, depois) quando essas estão dinamicamente implicadas (subidas, descidas).4. a) Nesse caso, seriam necessárias duas coordenadas espaciais e uma coordenada temporal, porque um andar do shopping é uma superfície contínua. Para localizar a pessoa em um andar poderíamos usar um sistema de coordenadas x e y sobre um mapa do andar do shopping, como os que encontramos em muitos deles. Para determinar o passeio da pessoa pelo shopping, teríamos que dispor de uma sucessão 12
  13. 13. GABARITO Caderno do Aluno Física – 1a série – Volume 4 de coordenadas temporais, o “quando”, associada aos correspondentes pares de coordenadas espaciais, o “onde”. Um “quando” ∆t em “onde” compõem um “evento” b) Nessa situação, além das duas coordenadas espaciais anteriores, deveríamos contar com mais uma, para representar o andar. Contaríamos, então, com três coordenadas espaciais e uma temporal.5. Na história, ocorrem vários eventos e todos eles necessitam de quatro dimensões para serem descritos: 1. Chegada de Marília: t = 19:00h; x = 18m; y = 25m; z = 4o andar. 2. Chegada de Prudente: t = 19:00h; x= 180m; y = 64m; z = Térreo. 3. Marília decide andar : t = 19:10h; x = 18m; y = 25m; z = 4o andar. 4. Prudente decide andar: t = 19:14h; x= 180m; y = 64m; z = Térreo. 5. Prudente na loja Schutz: t = 19:15h; x=42m; y=123m; z = 1o andar. 6. Marília na loja De Rettis: t = 19:15h; x=42m; y=123m; z =2o andar. 7. Marília na loja Gulamatta: t = 19:18h; x=28m; y=33m; z = 2o andar. 8. Prudente na loja Gulamatta: t = 19:19h; x=28m; y=33m; z = 2o andar. Da mesma forma, qualquer “história”, de qualquer objeto, só pode ser precisamente descrita com o fornecimento dos dados relativos ao espaço, que configura três dimensões, e ao tempo, que acrescenta mais uma dimensão. Em outras palavras, vivemos, de fato, em um universo quadridimensional.Páginas 36 - 371. Verificar as informações. Ambos são autores ingleses do século XIX.2. Ambos falam sobre dimensões, mas Planolândia preocupa-se apenas com dimensões do espaço, enquanto A máquina do tempo diz que o tempo é uma dimensão.3. Planolândia é mais fantasiosa porque retrata um universo completamente distinto do nosso e A máquina do tempo apenas propõe uma tecnologia nova que, pelos conhecimentos atuais, não é possível.4. A principal diferença é que no mundo de Planolândia há apenas duas dimensões do espaço, enquanto no nosso mundo são três as dimensões espaciais. 13
  14. 14. GABARITO Caderno do Aluno Física – 1a série – Volume 4SITUAÇÃO DE APRENDIZAGEM 5A ENCICLOPÉDIA GALÁCTICAPáginas 38 - 401. R fp ne fl fi fc L N= = Checar apenas se está coerente com as condições apresentadas no texto. Verificar seos parâmetros são condizem com a discussão. O valor resultante deve ser maior do que100, que foi o exemplo de base.2. R fp ne fl fi fc L N= = Checar apenas se está coerente com as condições apresentadas no texto. Verificar seos parâmetros são condizem com a discussão. O valor resultante deve ser menor do que100, que foi o exemplo de base. O valor NÃO pode ser zero, evidentemente, poissignificaria que nossa civilização tecnológica não existe.3. Resposta pessoal.Página 401. Alternativa d. 14
  15. 15. GABARITO Caderno do Aluno Física – 1a série – Volume 42. Trata-se de um projeto de busca de vida inteligente fora da Terra através de sinais de rádio emitidos por eventuais civilizações existentes. A detecção dos sinais é feita por radiotelescópios e analisada por computadores.Página 401. a) Surgiu por iniciativa do astrofísico Frank Drake na década de 1960 b) Detectar eventuais civilizações extraterrestres. c) Captação de sinais de rádio com características de origem artificial (tecnológica). d) Até o momento, nenhum sinal mostrou-se sério candidato a ser de origem artificial.2. Trata-se de, por meio da rede mundial de computadores, empregar a capacidade de processamento de computadores domésticos para auxiliar na complexa análise dos dados recebidos pelos radiotelescópios. 15

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