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Tema 1 Vetores

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CONHECA

O VOLUME

neste Volume Propor, planejar e executar ações que promovam a saúde da população,
Objetivos a serem desenvolvidos os seguintes objetivos sejam sobretudo voltadas para o enfrentamento das vulnerabilidades.
propomos que
Ao estudar este Volume,
alcançados por vocé. Analisar os efeitos de serviços que compõem o atendimento primário.
movimentos dos objetos na Terra em situ-
calcular os saúde na qualidade de vida e na saúde da população, reconhecendo neces-
Explicar, prever e
ações cotidianas. sidades locais com relação a eles.
dos movimentos e representar sua
Analisar a composição ea quantidade suas transformações e conservações.
direção e sentido considerando
Justificativa da pertinência dos objetivos
impuls0 e quantidade de
Aplicar os conceitos relacionados força, da quan- Os movimentos fazem parte da natureza, sejam eles observados sob
movimento para elaborar explicações e sobre conservação
a

tidade de movimento. aspectos macroscópicos,como uma pessoa andando, microscópicos, na

movimentação de suas células, ou sob aspectos submicrosópicos, como a


Caracterizar as condições necessárias para que um objeto fique em
movimentação de moléculas presentes no interior das células desta pessoa.
equilibrio.
De certa maneira, a interação entre energia e matéria pode provocar movi-
Justificara importância do equipamentos de proteção
uso de em ativi-
mentos, sejam visíveis ou não.
dades cotidianas, para que sejam praticadas com segurança.
Omovimento é provocado porforças que atuam sobre um corpo, e, quando
Analisar os fatores que alteram o movimento de åtomos e moléculas, e se anulam, este corpo se encontra em equilibrio. Nesse caso, o termo equilibrio
identificar como isso altera a velocidade das interações realizadas por
esta em um contexto fisico. Entretanto, sob um aspecto químico e biológico,
eles nas transformações químicas.
a palavra equilibrio pode ter outras interpretaçães.
Analisar as transformações e conservações que envolvam quantidade Ao considerarmos uma condição de equilibrio químico, por exemplo, é
demateria, e prever o comportamento das substâncias e compostos
químicos em soluções. precisopensar em concentrações constantes de reagentes e produtos em
uma solução. Nesse caso, o equilibrio é entendido como um equilibrio dinà-
ldentificar reações químicas reversíiveis e irreversíveis e prever o com
mico, pois as reações químicas não cessam, mas, ocorrem nas mesmas
portamento de soluções que se encontrem ou não em equilibrio quimico. velocidades.
Reconhecer,
des estão
analisar e debater
vulnerabilidades às quais as
juventu Já quando se consideram aspectos biológicos e psicológicos, é possível
expostas que podem
dimensões física, social e mental.prejudicar
sua saúde, considerando a
relacionar equilibrio à condição de manutenção do meio interno do corpo de
um individuo. Isso reflete em sua saúde, que é mantida enm meio a harmonia
Avaliar atitudes e
equilibrio da saúde comportamentos
e propor ações que entre suas dimensões fisica, mental e social.
individual. promova
a 2
1 Interações e
movimentos

natureza. Por vezes, estes


Os movimentos
fazem parte da abordados em
ser
observados quando
COMPETENCIAS E movimentos podem um carro
HABILIDADES DA BNCC: como um fruto caindo da arvore,
nivel macroscópico, um chute em uma bola,
correnteza de um rio,
O texto integral das se deslocando, a observados e m nível
ou quando
habilidades
competencias e das
encontra-se no final do livro. a contração de um músculo, seres unicelu-
deslocamento de certos
microscópico, como o
observáveis diretamente, os movimentos
Competências gerais5 lares. Apesar de não
1,2,4,5e B níveis submicroscópicos, como
também estão presentes em
moléculas em reações quimicas que
Crencias da N a t u r e z a e suas

na movimentação
de
Tecnologias Nestes casos,
causam o
amadurecimento de certos frutos.
Competencias específicas:
das si,mol culas em mas
1,2 e3 não obsernvamos a movimentação
Habilidades: sim indicios de que ela ocorre.
EM13CNTI01, EM13CNT204, Alguns movimentos, sejam eles macroscópicos, microscópi
EM13CNT205, EM13CNT301, cOs Ou submicroscópicos, podem ser
mais facilmente analisados
EM13CNT307 e controlados do que outros, por meio de sua composição,
aceleração, desaceleração e orientação, entre outras carac-
terísticas. Esta análise pode ter implicações cotidianas, como
chegar ao endereço de alguém, ou em processos produtivos,
como acelerar ou retardar o amadurecimento de graos e frutos.
Nesta unidade, iremos abordar alguns aspectos macros
copicos e submicroscópicos dos movimentos, analisando-os e
verificando suas ações em nosso cotidiano.
As respostas e os comentários das atividades estão disponiveis no

lanuat ao Proressor. Não escreva no livro


1. Analisando a imagem, considere que um forte vento
atinge lateralmente o fruto quando ele cai. Nesta
situação, omovimento de queda do
mente vertical? Por fruto seria total
que?
2.
Quandoalguém quer acelerar o amadurecimento de
umfruto, é comumo
embrulhar em um jornal. Nesta
situação, o gás etileno que é liberado durante
amadurecimento, e que é seu
meno, fica mais responsávelpor este
concentrado aoredor do fruto, feno
acelera seu o que
amadurecimento. E possível dizer que,
neste cas0, a
de controle depessoa está realizando uma tentativa
movimentos? Explique.
» Fruto em movimento de queda.
10
UNIDADE 1 Interaçõese movimentos
» Distâncias entre a s cidades de São Paulo (SP)
e Londrina (PR)
No caso da viagem de São
Paulo a Londrina, a distância
SÃO PAULO
indicada no momento da pes-

1 Vetores quisa é medida em linha reta


no próprio mapa e pode ser

representada por uma seta


Pedágios
Bauru

Pecagen
Campirna
MG

ligando as duas cidades. Essa ondrind o Paulo


seta é chamada de vetor e
Sen pedágios
indica, no caso, a menor dis- PARANA
das atividades uma viagem de carro, de São Paudn
AS
respostas e os comentários
no Manual do Protessor. Ao preparar para
se tância possível (em linha reta)
estao disponiveis
um estudante
fez a pesquisa na internet OCEANO
(SP) a Londrina (PR), entre as duas cidades, além de ATLÄNTICO
indi- de que a distancia entre estas cidades Fonte: WAZE.
(1Entre adistância e encontra a indicação indicar o sentido do desloca- » Deslocamento vetorial entre as cidades de
cada e a efetiva pela ao acessar o aplicativo de mapas em
é de 460 km. No entanto, mento vetorial. São Paulo (SP) e Londrina (PR).
trajetória escolhida no
clicar visualização da rota, o aplicativo indica
seu celulare paraa medidas deve-se à forma como as medições
mapa, há uma diferença Voltando à pergunta feita, a diferença entre as
realizada em 5h57min e que a distância a ser
de 76 km. Qual o motivo que a viagem será são realizadas, uma vez que o GPS vai indicar a medida
da distância a ser percorrida ao longo das
de haver essa diferença percorrida será de 536 km. vias por onde o carro passará, enquanto a indicação inicial
informada no momento da pesquisa,
as grandezas fisicas, aquelas que
ficam totalmente
entre as distâncias Há, entre seta (vetor) no mapa. O vetor
refere-se à distância em linha reta entre as duas cidades, indicada pela
indicadas? quando seu valor numérico acompanhado de unidade
definidas
é uma representação geométrica, utilizada para representar
as grandezas vetoriais que, além do

de medida é fornecido. O intervalo de temp0, a temperatura e a valor numérico e unidade de medida (intensidade), necessitam
da indicação de direção e sentido.
(2 Qual grandeza escalar massa são exemplos de grandezas escalares. horizontal e que realizará um des-
tem sua informação Considere uma pessoa situada em uma superficie plana
Existem grandezas que necessitam de outras informações deve se deslocar, qualquer
apresentada no mapa a locamento de 1 m nesse plano. Se não especificarmos para onde ela
para que a informação transmitida fique totalmente caracteri como centro, poderá ser
seguir? local situado em uma circunferência de raio de 1 m, tendo a pessoa
zada, são as grandezas vetoriais.
u seu destino. Na figura estão indicados alguns pontos (A, B, C, D) que poderiam representar o

»Trajetórias entre Säo Paulo (SP) e Londrina (PR) destino dessa pessoa após o deslocamento.

» Indicaç o dos pontos em


que a pessoa poderá estar
ao ser fornecida apenas a
distância que irá percorrer.
SÃO PAULO
MG
São Carloss
Marilia Bauru

5h57 7h19
PedágiosS Uma forma de identificar se uma grandeza é vetorial ou
Pedágios A seta indica o
Campinas escalar é analisar a necessidade de saber para onde ela deve sentido do vetor.
ser direcionada. Sempre que a pergunta "para onde?" tiver que
Londrina
- - -
ser respondida, a grandeza será vetorial, e sua representação
São Paulo éfeita por meio de um vetor, uma representação geométrica A
Areta
8h51 iropico de Capieo

Sem pedagios e sentido.


suporte
que tem módulo (ou intensidade), direção define a
A intensidade é vinculada ao "tamanho" do vetor, a Otamanho do vetor direção
indica sua intensidade. do
vetor está desenhado
PARANA direção é dada pela reta sobre a qual o vetor.
eo sentido éindicado pela seta do vetor, que é representado
km OCEANO uma letra com uma setinha (A).
ATLANTICco por
»Deslocamentos possíveis, via estradas, entre as cidades Fonte: WAZE
de São Paulo (SP) e Londrina
12
(PR). UNIDADE 1 Interações e movimentos 13
30 grupo: deslocamentos en direções perpendiculares entre si.
Soma vetorial
outro de 40m terá como
D
Um deslocamento de 30 m seguido por final do segundo vetor
resultado um deslocamento de 70 m?
A resposta para pergunta é depende. A soma de grandezas
essa Os vetores säo
vetoriais não é feita simplesmente somando as medidas. Ela depende desenhados
D+D
devem analisadas em sequência.
das direções e sentidos desses deslocamentos e ser Onde termina

categorizadas quatro grupos: Oe um, começao » Soma vetorial de


geometricamente, podendo ser em
Outro. vetores com direções
1° grupo: deslocamentos na mesma direção e no mesmo sentido. perpendiculares entre si.
.
D - início do primeiro vetor

» Soma vetorial de
vetores com mesma D+D
direção e sentido. Ao representar os vetores, há a configuração de um triângulo retängulo, cuja
Os vetores são desenhados em sequência. Onde termina um, começa o outro.
hipotenusa é o vetor resultante (soma). Assim, aplicando o teorema de Pitagoras:
As extremidades do vetor resultante são determinadas pelo início
do primeiro e o final do último.
s
s
=

D+D. s
900 + 1600
=

s
30 +40
= 2500 s = 50 m
O vetor D,+D,
representa a soma vetorial entre D, os vetores
eD Portanto, o vetor deslocamento resultante (soma) tem intensidade 50 m,
sendo comumente chamado de vetor soma a ou vetor resultante R.
direção inclinada em relação à horizontal e sentido da esquerda para a direita.
Nesse caso, a intensidade do vetor soma é dada pela soma das inten-
4° grupo: deslocamentos em direções oblíquas (diferentes de 90°) entre si.
sidades dos vetores a serem somados. Logo a intensidade do vetor
soma é 70 me pode ser representada de uma das seguintes maneiras: Considere o vetor D, com uma inclinaço e em relação à direção do vetor D,
-70 m (indicação do módulo do vetor) final do segundo vetor
s = 70 m (indicação sem o módulo e sem a setinha)
A direção do horizontal e seu sentido para a
vetorresultante
direita. Os vetores são D+D
2 grupo: deslocamentos na mesma direção e em sentidos opostos. desenhados

em sequencia.
Onde termina
um, começao
Final do segundo vetor Outro.
»Soma vetorial de vetores
inicio do primeiro vetor com direções obliquas
Soma vetorial de vetores D entre si.
Com mesma direção e
sentidos opostos. D
D+D Ao representar os vetores, há a configuração de um triàngulo obtuso, no qual o
Inicio do primeiro vetor lado oposto ao ângulo 180-0é o vetor resultante (soma). A matemática apresenta
uma forma de resolver isso por meio da lei dos cossenos:
Os vetores são desenhados em sequência. Onde termina um, começa o outro.
s=D2+ D,2-2 D D cos(180 0)
dado o 120° -05
Nesse caso, a
intensidade dovetor
soma é dada pela diferença das Considerando que o ângulo dado seja, porexemplo, de 60° e cos

intensidades dos vetores D, e Da, Com o sentido do vetor s 900+ 1600 - 2 30 40(-0,5)
resultante
sendo definido pelo vetor de maior intensidade, nesse caso, o vetor 1200
D s2 900 + 1600 +

Logo, nesse exemplo, tem-se: s2 = 37000

s=40-30s=10 m, com direção horizontal e sentido para a S61 mn


tem intensidade 61 m,
esquerda Portanto, o vetor deslocamento resultante (soma)
à horizontal e sentido da esquerda para a direita.
relação
direção inclinada em

14 UNIDADE 1 Interações e movimentos


Subtração vetorial Atividades As respostas e os comnentáriosdas atividades estãodisponiveis no Manual do Professor. Nao escreva no
uvrO
no campo da
Na årea de Ciências da Natureza e, mais especificamente, 1. Qual a diferença entre grandeza escalar e gran- diz que a distância entre os pontos Ae Bé de
sofrida pelas grandezas físicas,
Física, é muito comum a análise da variação deza vetorial? 1000 m. Após este deslocamentoo programa
o estudo da subtração
sendo muitas delas vetoriais. Assim, ganha importância 2. Forneça 3 exemplos de grandezas escalares e
de geolocalização que a pessoa está usando
ou diferença vetorial. mostra que ela se deslocou bem mais que
três exemplos de grandezas vetoriais.
entre o seu 1000 m em sua caminhada, gastando 800 m
A variação de uma determinada grandeza éé feita com a diferença
3. A soma vetorial de dois vetores não nulos pode apenas indo de A paraC. Com base no descrito
final e seu início. No caso das grandezas escalares, isso é feito por meio da sub- ter intensidade nula? acima, responda os itens a e b, a seguir.
tração direta de sua medida, nas situações final e inicial como, por exemplo, o a) Expliqueo que pode ter causado a diferença
intervalo de tempo compreendido entre 15he 17h. Representando essa diferença 4.Os vetores indicados nafigura representam os
deslocamentos efetuados por uma pessoa em
entre as 2 distäncias.
17 15At 2 h. b)Calcule o módulo do deslocamento da
por At, obtëm-se: At
= -
=

uma praça plana e horizontal.


Porém, no caso das grandezas vetoriais não basta efetuar a subtração entre pessoa entre Ce B.
20 m
suas intensidades, uma vez que temos de analisar sua direção e sentido também, c)Qual a distância efetivamente percorrida
20 m pela pessoa?
sendo, pois, uma determinação geométrica.
Vamos voltar ao mapa do GPS para analisar os deslocamentos de São Paulo 6. Força (F) é uma grandeza vetorial muito estu-
dada de Fisica. Os motores do Falcon 9 (ver
para Londrina D,) e de São Paulo para Presidente Prudente (D,).
figura abaixo) lançado em maio de 2020,
O vetor que representa graficamente a diferençavetorial AD (AD=D,-D)é B
geram uma força (F,) vertical para cima de
determinado da maneira indicada na figura: 23 giganewtons (23 GN). Uma força F, de 3,3 GN
vertical para baixo, proveniente da ação da gra-
»Vetores de deslocamentos de São Paulo
vidade, também atua sobre ele.
(SP) a Londrina (PR) ede São Paulo (SP)a
Presidente Prudente (SP) a)Quais as caracteristicas (intensidade, direção
Vetor diferença e sentido) de cada um dos deslocamentos?
entre os b)Considerando os três deslocamentos, há
deslocamentos SÃO PAULo diferença caso sejam efetuados na sequên-
vetoriais de
cia ABC ou na sequência ACB?
São Paulo (SP) Pres. Prudente IG

a Londrina (PR)
Bauru c) Determine as características (módulo,
e de São Paulo 5h57 7h19 direção e sentido) do vetor resultante em
Pedagios Campinas
(SP) a Presidente AD PP cada caso0.
Prudente (SP).
D São laulo 5. A figura mostra a vista de um bairro residencial
Londrina Bh51. -
Tropico de Capncom de uma cidade do interior do estado de São
Sem pedágios
PARANA Paulo.

OCEANO
Decolagem do
ATLANTICO
foguete espacial
Falcon 9 (Estados
Fonte: WAZE. Unidos, 2020).
Sendo 6 o ángulo entre os dois vetores deslocamento, a intensidade do vetor
diferença pode ser determinada pela aplicação da lei dos cossenos: Faça um esquema das forças que atuam no
foguete, calcule a força resultante sobre ele
AD= D,2 +
D2-2 D D, cos(@). quando os motores são acionados e indique a
direção e o sentido desta força.
3No
mapa anteriormente mencionado, sabe-se que a distância em linha reta aproxi
mada entre São Pauloe Londrina é de 460
km, e de São Paulo até Presidente
7. Dois vetores u, eu, são perpendiculares entre
si e o vetor resultante entre eles (u) tem
Prudente é de 511 km. Considerando
que o ângulo formado entre esses vetores
é de 15°, estime a distância em Umapessoavai do pontoAaoponto B, passando modulo 10unidades. Seovetoru, temmódulo
linha reta entre Londrina e Presidente
Dados: sen 15° 0,259 e cos 15°
=
Prudente. pelo ponto C. O programa de geolocalização 6 unidades, calcule o módulo do vetor u,
0,966. =
As
respostas e os
comentários das atividades Nao escreva no livro
estao disponiveis no Manual do Professor.
16 UNIDADE 1 Interações e movimentos 17

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