CADERNO DE EXERCÍCIOS 3F Ensino Fundamental – Ciências da Natureza II Questão Conteúdo Habilidade da Matriz da EJA/FB 2. Aplicação de máquinas simples (alavancas, rodas, roldana, plano inclinado, cunha ou parafuso) Aplicação do Princípio de Alavanca 3. Elementos que compõem a Alavanca H68 4. H68 5. 6. Aplicação do princípio de Alavanca na construção de pirâmides A presença de Alavancas no Corpo Humano Tipos e Transformação de Energia 7. Uso e Consumo de Energia Elétrica 1. H68 H68 H68 H60, H61 H66 1 Caderno de Exercícios Toda máquina, por mais complexa que seja, é uma combinação de máquinas simples. Estas são constituídas de uma só peça e funcionam com o esforço humano. Combinando várias máquinas simples, constroem-se máquinas compostas, que realizam tarefas mais complexas. As máquinas e os dispositivos capazes de multiplicar a força humana, transferir energia ou apenas facilitar o trabalho das pessoas, como as chaves de fenda, os interruptores de luz, os aparelhos elétricos, as rodas, as facas de cozinha, as rampas de acesso para cadeirantes são exemplos do emprego de máquinas simples. Observe alguns exemplos de máquinas simples: Roldana Alavanca Plano inclinado Parafuso Roda Cunha Disponível em: <http://www.ejamundodotrabalho.sp.gov.br/>. Acesso em: 10 nov. 2014. 16h52min. Antes de iniciar as atividades, revise os temas em estudo. Obtenha a informação de que necessita para resolver as atividades propostas nas sugestões a seguir: Livro Novo Telecurso: Aula 55 – Alavancas (Página 87); Aula 53 – O gerador Elétrico (Página 53); Aula 52 Motor Elétrico (Página 72). Acesso à Teleaula e aos Materiais Diversos no Mapa Curricular: Portal EJA Área do Aluno Mapa Curricular Ensino Fundamental Ciências da Natureza II Conteúdo Curricular: Leis do Movimento. 2 Caderno de Exercícios 1. Conforme vimos, toda máquina é um conjunto de máquinas simples que transforma uma força aplicada a um ponto para outro ponto do espaço, ampliando ou modificando uma ação, ou transformando-se em um outro tipo de energia. Identifique que tipo de máquina simples (alavanca, roda, roldana, plano inclinado, cunha ou parafuso) é utilizado nas situações representadas nas imagens a seguir. Disponível em: <http://2.bp.blogspot.com/vrM2VlIDkLU/UTTSuukY_UI/AAAAAAAAAsI/ erFWXj77_IM/s1600/po%25C3%25A7o.jpg> . Acesso em: 11 nov. 2014. 08h48min. Disponível em: <http://euqueru.net/wpcontent/uploads/2008/06/opener-.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 08h53min. Disponível em: <http://img.directindustry.es/images_di/photog/rampa-carga-5535-2262599.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 09h. Disponível em: <http://imagem1.ne10.uol.com.br/repositor io/gangorra.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 11 nov. 2014. 09h08min. Disponível em: <http://www.bhlegal.net/blog/wpcontent/uploads/menina-cadeirante.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 09h20min. Disponível em: <http://2.bp.blogspot.com/KML6s3YvZiw/UfbL7lcR7eI/AAAAAAAACOg/FsIsIw6C ddw/s1600/guindaste_01.gif>. Acesso em: 11 nov. 2014. 09h22min. Disponível em: < http://www.indupropil.com.br/imagens/pro dutos/-saca-rolhas-manual1374783697_38515_ad1_g.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 09h34min. Disponível em: < http://thumbs.dreamstime.com/z/machadoe-madeira-29285579.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 09h39min. Disponível em: <http://thumbs.dreamstime.com/z/construtor-comos-tijolos-carreg-de-um-carrinho-de-m%C3%A3o-deroda-19336918.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 09h44min. 3 Caderno de Exercícios 2. O princípio das alavancas está diretamente associado ao conceito de equilíbrio, e, graças ao estudo desse princípio, muitos instrumentos e dispositivos foram construídos para facilitar a vida humana. Um dos principais cientistas da Antiguidade, Arquimedes de Siracusa (287 a.C. – 212 a.C), disse a seguinte frase para se referir a função das alavancas. Certamente ele exagerou em dizer que moveria o mundo, mas o que ele quis dizer é que a aplicação desta simples máquina é muito ampla, podendo ser empregada nos mais diversos objetos e dispositivos para facilitar a execução de um trabalho, pois é capaz de multiplicar em muitas vezes a força empregada sobre ela. 2. Observe esses objetos e identifique quais deles funcionam segundo o princípio das alavancas. Pé de cabra Tesoura Disponível em: <http://www.brasilescola.com/fisica/alavanca.h tm>. Acesso em: 11 nov. 2014. 10h17min. Disponível em: <http://objetoseducacionais2.mec.gov.br>. Acesso em: 11 nov. 2014. 10h22min. Disponível em: <http://img.elo7.com.br/product/original/8B33E 9/organizador-de-bolsa-com-ziper-pretobolsa.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 10h26min. Disponível em: < http://lojaviasaude.com.br/seguro/media/cat alog/product/cache/1/image/9df78eab33525 d08d6e5fb8d27136e95/7/0/702512_ampliad a.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 10h25min. Furador de papel Furadeira Uma bolsa e seu zíper Alicate de unha Disponível em: <http://www.consferequipamentos.com.br/imag ns/produtos/furadeira_de_impacto_hitachi.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 10h31min. Disponível em: <http://brasilec.com.br/loja/445-715thickbox/perfurador-de-papel-genmes9730.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 10h35min. 4 Caderno de Exercícios 3. Conforme vimos, uma alavanca é formada por três elementos: o ponto de apoio, a força resistente (o peso do objeto) e a força potente (força utilizada para erguer ou mover o objeto). Vamos analisar algumas situações para entender melhor a dinâmica dessa máquina simples, porém de grande utilidade para a humanidade. a. Observe o leão e o coelho. Será que é possível que estejam em equilíbrio em um ou mais desenhos? Marque o(s) caso(s) em que realmente ocorreu o equilíbrio entre os dois animais. 1. 2. 3. Disponível em: <http://www.educadores.diaadia.pr.gov.br/modules/debaser/genre.php?genreid=19&letter=&start=40> Acesso em: 11 nov. 2014. 16h21min. Justifique sua resposta. ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ 5 Caderno de Exercícios 4. Leia o texto abaixo: A construção das Pirâmides do Egito Mesmo após séculos, a construção das pirâmides do Egito sempre gera discussões entre os grandes estudiosos, além de instigar a imaginação das pessoas. Há quem diga, por exemplo, que seres extraterrestres arquitetaram e construíram as pirâmides. É difícil imaginar como uma civilização que dispunha de poucos recursos tecnológicos como a que temos nos dias atuais, conseguiu realizar construções que atravessam séculos de existência. Vários modelos foram criados para explicar a construção das pirâmides. Descobertas arqueológicas indicam o uso e máquinas fundamentais como alavancas e planos inclinados. De acordo com esses modelos, depois de projetadas por arquitetos e aprovadas pelos farós, essas grandiosas construções envolviam várias etapas inicias, como a escolha e o nivelamento do terreno. Nas pedreiras os enormes blocos de calcários e as rochas precisas usadas no interior das pirâmides eram cortadas em dimensões exigidas para serem transportadas até o local das construções. Na construção das pirâmides os blocos eram carregados para as camadas superiores como o uso de planos inclinados e alavancas. Os planos inclinados eram construídos com cascalho e lama do Rio Nilo e reforçadas com toras de madeiras. Disponível em: <http://mundoestranho.abril.com.br/materia/como-foram-erguidas-as-piramides-do-egito>. Acesso em: 11 nov. 2014. 11h56min. Reúna-se com seus colegas para discutir de que forma a construção das pirâmides foi possível com a utilização dos planos inclinados. Façam um desenho que exemplifique a movimentação das pedras por esse dispositivo para a construção da obra. 6 Caderno de Exercícios 5. Será que em nosso corpo há a aplicação de dispositivos como aqueles que conhecemos para o funcionamento do corpo e produção de movimento? Pare e pense. Vamos analisar algumas ilustrações para saber se algum dos princípios que conhecemos são utilizados no organismo humano, observe as ilustrações: Perna Sistema Digestório Braço e Antebraço Pulmão Quais das opções representam a aplicação do princípio de alavancas? ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ 7 Caderno de Exercícios 6. A energia não é criada nem destruída, ela se transforma, passando de um corpo para outro ou de um lugar para outro. Um exemplo deste princípio é o motor do carro que, quando acionado, transforma a energia química da reação de combustão em energia cinética (que produz movimento), fazendo com que as rodas girem e o carro se movimente. A seguir, veja alguns tipos de energia existentes: Disponível em: <http://www.cdcc.usp.br/exper/fundamental/roteiros/itensexp.htm>. Acesso em: 11 nov. 2014. 12h59min. Identifique uma situação ou um aparelho correspondente que exemplifique cada uma das conversões de energia listadas abaixo. Siga o exemplo: Energia Elétrica Mecânica Exemplo: Motor do Liquificador Energia Mecânica Elétrica ______________________________________________________ Energia Elétrica Térmica ______________________________________________________ Energia Térmica Elétrica ______________________________________________________ Energia Química Mecânica ______________________________________________________ Energia Química Elétrica ______________________________________________________ 8 Caderno de Exercícios 7. Alguns aparelhos consomem mais energia do que outros. Vamos analisar o gráfico abaixo para entender como ocorre o consumo de energia elétrica pelos eletrodomésticos. Observe os dados e, em seguida, responda às questões. Uso doméstico de energia elétrica Disponível em: <Disponível em: <http://www.copel. com/hpcopel/root/nivel2.jsp?end ereco=%2Fhpcopel%2Froot%2Fp agcopel2.nsf%2F0%2F9C83B513 1AF54B1B032573EC005D8B0D>. Acesso em: 11 nov. 2014. 14h41min. Com base nos dados expostos pelo gráfico, organize os aparelhos em ordem decrescente de consumo de energia na tabela abaixo: Aparelho Consumo 9 Caderno de Exercícios Gabarito Comentado 1. (H68) ROLDANA ALAVANCA PLANO INCLINADO Disponível em: <http://2.bp.blogspot.com/vrM2VlIDkLU/UTTSuukY_UI/AAAAAAAAAsI/ erFWXj77_IM/s1600/po%25C3%25A7o.jpg> . Acesso em: 11 nov. 2014. 08h48min. ALAVANCA Disponível em: <http://imagem1.ne10.uol.com.br/repositor io/gangorra.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 11 nov. 2014. 09h08min. PARAFUSO Disponível em: < http://www.indupropil.com.br/imagens/pro dutos/-saca-rolhas-manual1374783697_38515_ad1_g.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 09h34min. Disponível em: <http://euqueru.net/wpcontent/uploads/2008/06/opener-.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 08h53min. RODA Disponível em: <http://www.bhlegal.net/blog/wpcontent/uploads/menina-cadeirante.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 09h20min. CUNHA Disponível em: < http://thumbs.dreamstime.com/z/machadoe-madeira-29285579.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 09h39min. Disponível em: <http://img.directindustry.es/images_di/photog/rampa-carga-5535-2262599.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 09h. ROLDANA Disponível em: <http://2.bp.blogspot.com/KML6s3YvZiw/UfbL7lcR7eI/AAAAAAAACOg/FsIsIw6C ddw/s1600/guindaste_01.gif>. Acesso em: 11 nov. 2014. 09h22min. ALAVANCA / RODA Disponível em: <http://thumbs.dreamstime.com/z/construtor-comos-tijolos-carreg-de-um-carrinho-de-m%C3%A3o-deroda-19336918.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 09h44min. 10 Caderno de Exercícios 2. (H68) Pé de cabra (ALAVANCA) Alicate de unha (ALAVANCA) Tesoura (ALAVANCA) Disponível em: <http://www.brasilescola.com/fisica/alavanca.h tm>. Acesso em: 11 nov. 2014. 10h17min. Disponível em: <http://objetoseducacionais2.mec.gov.br>. Acesso em: 11 nov. 2014. 10h22min. Uma bolsa e seu zíper Furadeira (NÃO É ALAVANCA) (NÃO É ALAVANCA) Disponível em: < http://lojaviasaude.com.br/seguro/media/cat alog/product/cache/1/image/9df78eab33525 d08d6e5fb8d27136e95/7/0/702512_ampliad a.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 10h25min. Furador de papel (ALAVANCA) Disponível em: http://img.elo7.com.br/product/original/8B33E9 /organizador-de-bolsa-com-ziper-pretobolsa.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 10h26min. Disponível em: <http://www.consferequipamentos.com.br/imag ens/produtos/furadeira_de_impacto_hitachi.jpg> . Acesso em: 11 nov. 2014. 10h31min. Disponível em: <http://brasilec.com.br/loja/445-715thickbox/perfurador-de-papel-genmes9730.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 10h35min. 3. (H68). Somente no quadro três os animais ficaram em equilíbrio. Quando o coelho está próximo ao ponto de apoio, a força aplicada sobre a alavanca é mais amplificada, obtendo o equilíbrio entre os dois animais. Uma das formas para saber se a gangorra entrará em equilíbrio é multiplicar a distância de cada animal entre o ponto de apoio pelo peso de cada um. Para equilibrar-se, o resultado da multiplicação deve ser igual, pois se for diferente a gangorra se desequilibrará. 11 Caderno de Exercícios 4. (H68). O plano inclinado é uma das hipóteses sugeridas pelos historiados para a construção das pirâmides. O desenho abaixo ilustra o desenvolvimento deste tipo de obra, utilizando o plano inclinado para a movimentação dos enormes blocos de pedra. Imagina-se que a superfície era preparada com algum fluido que facilitasse o deslizamento dos blocos. Disponível em: <http://2.bp.blogspot.com/-oo1jHeGzVAo/TrUlsY--N0I/AAAAAAAAI1w/_1ZRFOelyqA/s1600/piramides.jpg>. Acesso em: 11 nov. 2014. 15h57min. 12 Caderno de Exercícios 5. (H68). Tanto a perna como o braço e antebraço movimentam-se através do princípio de alavanca, com o auxílio das articulações que permitem o movimento da estrutura óssea. Perna (Alavanca) Sistema Digestório (Não é Alavanca) Braço e Antebraço (Alavanca) Pulmão (Não é Alavanca) 6. (H60/H61) Energia Elétrica Mecânica Exemplo: Motor do Liquificador Energia Mecânica Elétrica Exemplo: Usina Hidrelétrica Energia Elétrica Térmica Exemplo: Ferro de Passar Energia Térmica Elétrica Exemplo: Usina Nuclear Energia Química Mecânica Energia Química Elétrica Exemplo: Motor do Carro Exemplo: Pilha 13 Caderno de Exercícios 7. (H66) Aparelho Consumo Geladeira e Freezer 30% Chuveiro Elétrico 25% Iluminação 20% Televisão 10% Ferro Elétrico 6% Máquina de Lavar 5% Outros 4% 14 Caderno de Exercícios