Conceitos e aplicações práticas da Física no ENEM

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Física, química, biologia.. Enfim, você sabia que todas as matérias que são estudadas possuem conceitos e esse são importantes para a difusão da informação e do conhecimento?

Eu sei que a preparação para a prova de Física do ENEM demanda não apenas a compreensão dos conceitos fundamentais, mas também a habilidade de aplicá-los a situações práticas. Pois, entre os temas recorrentes, destacam-se os de Mecânica, como os mais utilizados neste tipo de prova, além disso, são representados pela cinemática, dinâmica e trabalho-energia-potência, que exigirão de você não só o conhecimento teórico, mas também, lhe darão a oportunidade de repensar sobre o assunto e os seus respectivos conceitos.

Vou lhe apresentar um a um para que você saiba na hora da prova diferencia-los e aplica-los com mais facilidade.

Cinemática e os seus conceitos

A cinemática, é definida como estudo do movimento dos corpos, descrevendo as suas trajetórias e a relação entre posição, velocidade e aceleração. No entanto, na prova do ENEM, é comum encontrarmos questões que exijam o entendimento dos movimentos retilíneos uniformes (MRU) e uniformemente variados (MRUV), bem como a interpretação de gráficos de posição-tempo e velocidade-tempo.

‘Sendo assim, vou dar um exemplo de uma questão parecida com as do ENEM sobre o assunto, ok?

1 – Um estudante está dirigindo um carro em linha reta com velocidade constante de 20 m/s e após 10 segundos, ele decide aumentar gradualmente sua velocidade para 30 m/s ao longo de um intervalo de tempo de 5 segundos. Diante da situação desse estudante, seleciona qual alternativa descreve corretamente o que acontece com a distância percorrida pelo carro durante esse período?

    A) A distância total percorrida pelo carro aumenta linearmente ao longo do tempo.
    B) A distância total percorrida pelo carro diminui gradualmente à medida que a velocidade aumenta.
    C) A distância total percorrida pelo carro aumenta durante o primeiro período e depois permanece constante.
    D) A distância total percorrida pelo carro aumenta durante todo o período de tempo.
    E) A distância total percorrida pelo carro permanece a mesma durante todo o período de tempo.

    Bora resolver?

    Ao observar o enunciado da questão, vê-se que durante os primeiros 10 segundos, o carro se move a uma velocidade constante de 20 m/s, portanto, a distância total percorrida durante neste período é dada pela velocidade constante multiplicada pelo tempo, o que resulta em uma distância crescente linearmente ao longo do tempo.

    Ainda, durante os próximos 5 segundos, o carro aumenta gradualmente sua velocidade de 20 m/s para 30 m/s, representando o fato de que a distância percorrida também aumenta, já que o carro está se movendo a uma velocidade maior.

    Portanto, a alternativa correta é:

    D) A distância total percorrida pelo carro aumenta durante todo o período de tempo.

    Agora que você já soube um pouco sobre a cinética, o que acha de aprender um pouco sobre a dinâmica e os seus mistérios?

    Dinâmica misteriosa, ou apenas bem conceituada?

    Ao falarmos da dinâmica, com certeza lembramos de Isaac Newton, não é mesmo? Mas, você sabia que os seus princípios são fundamentais para a resolução dessas questões?

    Bem, alguns temas comuns que caem nas provas voltam-se a: primeira lei da inércia, a segunda lei da dinâmica e a terceira lei da ação e reação. Esses assuntos, são denominados como: conceitos-chave e devem ser dominados pelos estudantes, pois é importante compreender como aplicar essas leis na resolução de problemas que envolvem forças, acelerações e movimentos de corpos.

    E por falar em movimento, vamos a mais uma questão elaborada para você ficar um pouco mais por dentro da dinâmica e agregá-la no seu cotidiano.

    Vamos praticar?

    2 – Em uma competição de lançamento de foguetes, uma equipe desenvolveu um foguete com propulsão a jato de água. Porém, durante o lançamento, ele é impulsionado para cima devido à pressão gerada pela liberação da água contida em seu interior. Porém, considerando que o foguete tem uma massa de 500 gramas e que a força de propulsão é de 20 Newtons, qual será a sua aceleração média durante o lançamento?

    A) 2 m/s²
    B) 4 m/s²
    C) 6 m/s²
    D) 8 m/s²
    E) 10 m/s²

    Calculando com os conceitos aprendidos em 3,2,1…

    Para determinar a aceleração média do foguete durante o lançamento, podemos usar a segunda lei de Newton, que relaciona a força resultante sobre um objeto à sua massa e aceleração:

    F=m x a

    Onde:

    • F é a força resultante (em Newtons),
    • m é a massa do objeto (em quilogramas),
    • a é a aceleração do objeto (em metros por segundo ao quadrado).

    Com efeito, a força resultante é a força de propulsão exercida pelo jato de água, que é de 20 Newtons. e a massado foguete é de 500 gramas, o que corresponde a 0,5 kg. Assim, temos:

    Para calcular a aceleração, dividimos a força pela massa:

    20 N=0,5kg . a

    Para calcular a aceleração, divide-se a força pela massa, tendo o seguinte resultado:

    a=20N/0,5kg = 40m/s²

    Portanto, a aceleração média do foguete durante o lançamento é de 40 m/s². A alternativa correta é a letra E) 10 m/s².

    Conceituando Trabalho, Energia e Potência

    Ao conhecermos sobre o Trabalho, Energia e a Potência, é essencial entendermos os seus respectivos conceitos e como se relacionam. Mas, antes de iniciarmos, é necessário compreender o trabalho como a transferência de energia de um sistema para outro, a energia cinética como a energia associada ao movimento de um corpo e a energia potencial como a energia armazenada devido à posição do corpo são fundamentais. E, depois de conhecer um pouco mais sobre cada uma delas, aí, você começa a calcular e colocá-las em prática.

    Uma dica valiosa para você é a práica constante. Costumo dize que sem a prática não vamos à lugar algum. Sendo assim, é hora pegar um papel e um lápis e resolver o nosso último exercício do dia!

    3 – Um trabalhador está erguendo um saco de cimento, que tem uma massa de 25 kg, até uma altura de 2 metros. Porém, considerando-se a a aceleração da gravidade como g=10m/s²,  qual é o trabalho realizado pelo trabalhador ao erguer o saco de cimento até a altura desejada?

    A) 25 J
    B) 50 J
    C) 100 J
    D) 250 J
    E) 500 J

    Vamos resolver esse enigma com base no que aprendemos sobre os conceitos?

    O trabalho pode ser entendido como o produto da força aplicada pela distância percorrida na direção dessa força, porém, no caso do trabalhador erguendo o saco de cimento, a força aplicada é igual ao peso do saco, que é dado pela massa multiplicada pela aceleração da gravidade:

    Peso = Massa X Aceleração da gravidade

    Portanto:

    Peso = 25kg X 10m/s² = 250 N

    Sendo assim, a altura erguida é de 2 metros, portanto o trabalho realizado pelo trabalhador é:

    Trabalho = Força X Distância

    Trabalho = 250 N X 2m= 500 J.

    Com efeito, a alternativa correta é a E

    Bem, agora que você aprendeu muito sobre a física, vou lhe dar uma dica muito valiosa e que provavelmente ninguém falou para você ainda:

    Dica da Guru: Ao Resolver exercícios variados e entender a lógica por trás das resoluções é fundamental você fixar os conceitos e aplicá-los em diferentes situações. Além disso, é importante utilizar recursos visuais, como diagramas e gráficos, para auxiliar na compreensão dos problemas e na visualização das soluções.

    Bem, espero que você tenha gostado!!! Bem, semana que vêm tem mais, ah e não esqueça de que você tem um recurso maravilhoso que pode lhe ajudar viu? Por um acaso você já utilizou a Guru IA?

    Posso lhe dizer que é uma tecnologia Top e inovadora que integra o chat GPT 4 as bases de dados mais atualizadas que existem, viabilizando respostas corretas e claras sobre tudo o que você perguntar.

    Porém, mesmo com a IA, ainda sim você precisa estudar viu? E para isso poderá contar com um dos nossos gurus, caso precise, pois, é sempre bom ter uma aula gravada ou até mesmo um exercífio feito por um humano, não é? rs.

    Cuide-se e até logo mais.

    Abraço de Guru!

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