Como o Bóson de Higgs pode mudar a Física como a conhecemos


Físicos podem ter comprovado experimentalmente a existência da partícula que deu origem ao universo.

Por Maria Luciana Rincon Y Tamanini em 3 de Julho de 2012

(Fonte da imagem: Reprodução/CERN)

De acordo com o pessoal do site Dvice, a CERN — Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear — deve anunciar nesta quarta-feira, com 99,99% de certeza, que foram encontradas evidências sobre a existência do Bóson de Higgs.

A teoria sobre a existência do Bóson de Higgs — partícula elementar que surgiu logo após o Big Bang e que teria dado origem a toda a matéria existente no universo — apareceu ainda na década de 60, mas, até agora, os cientistas não haviam conseguido provar a sua existência com nenhum tipo de experimento. Até agora, aparentemente.

Modelo padrão da física de partículas

Todas as partículas fundamentais que constituem a matéria, assim como suas forças, foram descritas pelo modelo padrão. Assim, é através dele que os físicos conseguem desenvolver os equipamentos necessários para comprovar a existência dessas partículas teóricas.

Até o momento, a existência de todas elas — de quarks a neutrinos — já foram detectadas experimentalmente, confirmando que o modelo padrão estava correto. A última delas seria o Bóson de Higgs, que demorou tanto tempo para ser detectado devido à energia necessária para reproduzir um em laboratório.

 

Fonte da imagem: Reprodução/CERN)

O modelo padrão explica quase tudo

O modelo padrão também serve para predizer como essas partículas devem se comportar. Contudo, é somente através dos experimentos que os físicos podem comprovar se o modelo realmente tem razão.

E, embora esteja absolutamente correto sobre a existência de muitas coisas, existem algumas questões superimportantes que não conseguiram ser explicadas ainda. Entre algumas delas estão a força da gravidade, o tempo, a matéria escura e a antimatéria.

Portanto, caso realmente seja confirmada a existência do Bóson de Higs amanhã, os físicos poderão se preocupar em conseguir explicar algumas das questões que mencionamos acima. Por outro lado, caso a sua existência não seja confirmada, isso significaria uma falha na base da física padrão, e quem sabe os cientistas não tenham que partir para uma nova e revolucionária teoria?

Fontes: Dvice e CERN

Leia mais em: http://www.tecmundo.com.br/mega-curioso/26100-como-o-boson-de-higgs-pode-mudar-a-fisica-como-a-conhecemos.htm#ixzz1zasAzz8S

8 fotos do LHC, o maior acelerador de partículas do mundo

Por Vanessa Daraya, de INFO Online

• segunda, 02 julho 2012 – 16h05.

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Tevatron anuncia resultados da busca pelo Bóson de Higgs

Redação do Site Inovação Tecnológica – 02/07/2012

Tevatron anuncia resultados do Bóson de Higgs

Com um sigma 2,9 – de um máximo de 5 – a partícula de Deus continua no reino da teoria.[Imagem: Fermilab]

Chamando a atenção

Cientistas do colisor Tevatron, dos Estados Unidos, anunciaram resultados que indicam “a mais forte indicação encontrada até hoje da existência da longamente sonhada partícula de Higgs”.

É bom salientar que o anúncio não foi feito pelo CERN, que dirige o LHC, que é outro laboratório, localizado na Europa.

Na verdade, o anúncio da equipe norte-americana soou como um pouco simpático oportunismo, uma vez que o CERN agendou para esta quarta-feira o anúncio dos seus últimos resultados referentes à busca pelo bóson de Higgs.

O laboratório Tevatron foi desativado no ano passado, mas ainda há montanhas de bytes nos computadores do laboratório para serem analisados e reanalisados.

As análises agora divulgada contemplam 500 trilhões de colisões produzidas pelo Tevatron desde 2001.

“Nossos dados apontam fortemente para a existência do bóson de Higgs, mas será necessário olhar os resultados dos experimentos do LHC na Europa para estabelecer uma descoberta,” disse Rob Roser, membro do experimento CDF (Collider Detector at Fermilab).

A análise contou também com a participação da colaboração DZero.

Sigma 2,9

Os resultados do Tevatron apontam para um sigma 2,9, em uma escala de 5, a precisão necessária para definir que o bóson de Higgs foi realmente encontrado.

Tevatron anuncia resultados do Bóson de Higgs

O Tevatron colidia prótons e antiprótons, o que mostraria o bóson de Higgs decaindo em um quark e um antiquark bottom. Já o LHC colide prótons com prótons, e os sinais do bóson de Higgs devem aparecer conforme a partícula decaia em dois fótons. [Imagem: Fermilab]

Os dados também asseguram que, se a Partícula de Deus realmente existir, ela deve ter uma massa entre 115 e 135 GeV/c2, o que é compatível com os 125 GeV anunciados pelo LHC em Dezembro passado.

A partícula de Higgs, ou bóson de Higgs, deve seu nome ao físico escocês Peter Higgs, um dos teóricos que ajudaram a desenvolver, nos anos 1960, o modelo teórico que explica porque algumas partículas têm massa e outras não.

Como este seria um primeiro passo rumo ao entendimento da origem da massa, os físicos gostam de chamar o bóson de Higgs de “Partícula de Deus”.

Tanto o Tevatron quanto o LHC têm a busca pela partícula como um dos seus principais objetivos.

Os sigmas da física

A física das partículas tem uma definição para uma “descoberta”: um nível de certeza de cinco sigmas.

O número de desvios-padrão, ou sigmas, é uma medida de quão improvável é que um resultado experimental deva-se simplesmente ao acaso, em vez de um efeito real.

O nível três sigmas representa a mesma probabilidade de jogar uma moeda e obter oito caras ou oito coroas em sequência.

Obter cinco sigmas, por outro lado, corresponderia a lançar a moeda mais de 20 vezes e obter sempre o mesmo resultado.

É altamente improvável que um resultado de cinco sigmas aconteça por acaso, e, assim, um resultado experimental cinco sigma torna-se uma descoberta aceita pela comunidade científica.

A descoberta do Bóson de Higgs.

O bóson de Higgs foi finalmente descoberto?

Cientistas do Cern devem anunciar a descoberta na quarta-feira (04/07/12)

por Redação Galileu

Editora Globo

A imagem retrata o Cern, onde cientistas podem ter detectado a presença do bóson de Higgs // Crédito: Getty

Segundo informações do DailyMail, pesquisadores da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear devem anunciar nesta quarta-feira, dia 4 de julho, a descoberta do bóson de Higgs, também conhecido como ‘a partícula de Deus’. Até Peter Higgs, o físico teórico que dá o nome à partícula, foi convidado para a coletiva de imprensa.

Especula-se que os cientistas do Cern tenham alcançado um nível “5 sigma” de certeza para anunciar a descoberta – o que significa que eles estão 99.99995% certos de que o bóson de Higgs foi encontrado.

Mas por que tanto alarde? – você pode estar se perguntando. Basicamente, o bóson de Higgs pode ser a chave para a compreensão do universo, dando às partículas que compõem os átomos sua massa. Sem a massa, as partículas iriam acelerar pelo universo, sem conseguir ligar-se umas às outras formando os átomos e, por conseqüência, qualquer estrutura física que conhecemos.

Para comprovar a teoria do bóson de Higgs os físicos devem ter criado, no Grande Colisor de Hádrons, algumas destas partículas dentre trilhões de colisões. Impossíveis de ser detectadas, por desaparecerem muito rápido, elas deixariam para trás, no entanto, uma marca após sua desintegração, denunciando a sua presença.

Vamos aguardar, assim como toda a comunidade científica, o anúncio oficial de quarta-feira.

Via DailyMail

Físicos propõem existência de Universo paralelo

Joan Robinson – 18/06/2012

Físicos propõem existência de Universo paralelo

O desaparecimento repentino de nêutrons, que não pode ser explicado pela física atual, pode ser o sinal da existência de um universo-espelho. [Imagem: Andrey Prokhorov/Site Inovação Tecnológica]

Partículas-espelho

Uma anomalia no comportamento de partículas subatômicas comuns pode ser o sinal da existência de partículas-espelho, que transitam entre o nosso Universo e um universo paralelo.

O fenômeno também poderia oferecer uma explicação para a matéria escura, como hoje os cientistas chamam um ponto de interrogação que representa a massa que parece estar faltando no Universo.

Dois cientistas italianos usaram a hipótese da existência das partículas-espelho para explicar uma anomalia nos experimentos, onde os nêutrons parecem desaparecer.

A existência dessa matéria-espelho tem sido sugerida em vários contextos científicos nos últimos tempos, incluindo a procura de candidatos adequados para explicar a matéria escura.

Os físicos Zurab Berezhiani e Fabrizio Nesti, da Universidade de L’Aquila, reanalisaram os dados experimentais obtidos pelo grupo de pesquisa de Anatoly Serebrov, no Instituto Laue-Langevin, França.

Mistério dos nêutrons que desaparecem

Eles mostraram que a taxa de perda de nêutrons livres muito lentos parece depender da direção e da intensidade do campo magnético aplicado.

Essa anomalia não pode ser explicada pela física conhecida.

Os cientistas acreditam que a perda de nêutrons pode ser interpretada à luz de um mundo paralelo hipotético formado por partículas-espelho.

Físicos propõem existência de Universo paralelo

Os nêutrons parecem estar oscilando na fronteira entre dois universos paralelos, indo e voltando de um para o outro. [Imagem: Berezhiani/Nesti]

Cada nêutron teria a capacidade de fazer uma transição para esse seu gêmeo invisível, e voltar, oscilando de um mundo para o outro.

A probabilidade dessa transição foi calculada como sendo dependente da presença de campos magnéticos.

Assim, o mundo invisível das partículas-espelho poderia ser detectado experimentalmente.

Essa oscilação nêutron-espelho-nêutron pode ocorrer em uma escala temporal de poucos segundos, segundo os pesquisadores.

Matéria escura

A possibilidade desse desaparecimento rápido de nêutrons – muito mais rápido do que o decaimento de nêutrons, com seus 10 minutos de duração – embora surpreendente, não pode ser excluído pelos atuais limites experimentais e astrofísicos.

Esta interpretação é sujeita à condição de que a Terra possui um campo magnético espelho da ordem de 0,1 Gauss.

Tal campo pode ser induzido por partículas-espelho flutuando na galáxia – algo como a matéria escura.

Hipoteticamente, a Terra poderia capturar a matéria-espelho por meio de interações fracas entre as partículas comuns e as partículas desses mundos paralelos.

Bibliografia:
Magnetic anomaly in UCN trapping: signal for neutron oscillations to parallel world?
Zurab Berezhiani, Fabrizio Nesti
European Physical Journal C
Vol.: 72, Number 4 (2012)
DOI: 10.1140/epjc/s10052-012-1974-5

Cientistas batem recorde de maior temperatura já produzida pelo homem


Pesquisadores registram 4 trilhões de graus Célsius durante experimento com colisão de partículas.

Por Maria Luciana Rincon Y Tamanini em 26 de Junho de 2012

(Fonte da imagem: Reprodução/Discovery News)

De acordo com uma notícia publicada pelo site Discovery News, um grupo de cientistas do Laboratório Nacional Brookhaven, nos Estados Unidos, entrou para o Guinness Book depois de registrar a maior temperatura já alcançada pelo homem: 4 trilhões de graus Célsius, ou seja, mais quente do que o centro do Sol.

Tal temperatura foi registrada durante alguns estudos relacionados com o plasma de quarks-glúons (PQG), um estado da matéria que os cientistas acreditam ter existido por apenas 10 milionésimos de segundo depois do Big Bang, evento que teria dado origem ao universo.

Logo após a explosão, o universo estaria tão quente que nenhum tipo de núcleo poderia existir, além dessas partículas — quarks e glúons —, que são os componentes básicos da matéria. Portanto, imagine a energia necessária para recriar esse plasma em laboratório!

Colisão de partículas

Para isso, os cientistas utilizaram uma estrutura circular de quase 4 quilômetros, percorrida por íons de ouro. Os íons foram sendo gradualmente acelerados por diversas bobinas metálicas, posicionadas de forma estratégica em vários pontos de sua extensão. Eventualmente, os íons se chocam, resultando no superquente e denso plasma de quarks-glúons.

Entretanto, esse recorde pode mudar de mãos em breve. De acordo com o CERN, uma equipe de pesquisadores está trabalhando em um projeto conhecido como ALICE, também envolvido em experimentos com colisões de íons, podendo alcançar em breve temperaturas 30% mais altas do que a registrada pelo pessoal do Laboratório de Brookhaven.

Fonte: Discovery News

Arsênio é o elemento mais crítico para tecnologia moderna

Redação do Site Inovação Tecnológica – 13/06/2012

Criticalidade do Arsênio ameaça tecnologia moderna

A estrutura atômica e um cristal de GaAs – o arseneto de gálio.[Imagem: Benjah-bmm27/W.Oelen/Wikipedia]

Minerais tecnológicos

Em tempos de preocupações com minerais de terras raras e metais ameaçados de extinção, você se arriscaria a apostar no elemento mais crítico para a moderna tecnologia?

Lítio, silício, germânio, platina são os mais conhecidos do público. Mas estará entre eles aquele cuja falta mais ameaçaria a aparentemente tão autossuficiente era da tecnologia?

Definitivamente não, afirma uma equipe de pesquisadores da Universidade de Yale, nos Estados Unidos.

E a resposta está no arsênio, o As da tabela periódica, com seu número atômico 33 e massa atômica 75 – um elemento altamente tóxico para o ser humano.

Mas por quê?

V. Ex.a, GaAs

Nedal Nassar e seus colegas respondem que é por causa do papel crítico que o arsênio desempenha na fabricação dos processadores de computador, mais especificamente, da tecnologia dos semicondutores à base de arseneto de gálio – uma liga do arsênio com o gálio, ou GaAs.

O grupo explica que os cinco finalistas nesse jogo das ameaças à tecnologia são ouro, prata, arsênio, selênio e telúrio, a maioria deles explorado como subprodutos da mineração do cobre.

O cobre é bem tradicional, e é usado para transportar eletricidade. Mas o transporte de eletricidade com a precisão e a eficiência necessária aos circuitos eletrônicos integrados é feito pela prata e pelo ouro, como acontece nos contatos das memórias de computador.

Os fabricantes de painéis solares, por sua vez, precisam de selênio e telúrio, enquanto, finalmente, os fabricantes de chips para computadores dependem muito do arsênio.

O grupo salienta que, ainda que um problema de suprimento de qualquer um desses metais afete um grande número de indústrias de alta tecnologia, o arsênio é o mais crítico de todos.

Criticalidade do Arsênio ameaça tecnologia moderna

O arsênio (As) é o elemento com maior criticalidade para a tecnologia moderna. [Imagem: Nassar et al./ACS]

Tente, por exemplo, voltar na cadeia produtiva, da mais alta tecnologia para a menos intensiva em tecnologia, retirando os computadores de qualquer atividade humana, e se poderá pesar adequadamente sua importância.

Na verdade, o composto GaAs é importante também para a fabricação de raios laser, LEDs e diversos circuitos para transmissão de dados, além de alguns tipos de células solares.

Criticalidade

Não existe um padrão para avaliação do risco de suprimento de minerais e metais, que inclua a disponibilidade de reservas, fatores ambientais, fatores políticos, vulnerabilidades da cadeia de suprimentos etc.

Por isso a equipe usou o critério da “criticalidade”, um conceito que leva em conta o risco da escassez futura e dos potenciais danos à economia gerados por essa escassez.

O arsênio teve a maior criticalidade, seguido de perto pela prata e pelo selênio.

A equipe afirma que seu ranking é dinâmico, e terá que ser avaliado ao longo do tempo, certamente apresentando mudanças conforme variem tanto a oferta quanto a demanda, assim como o desenvolvimento de substitutos e a criação de tecnologias alternativas.

Bibliografia:
Criticality of the Geological Copper Family
Nedal T. Nassar, Rachel Barr, Matthew Browning, Zhouwei Diao, Elizabeth Friedlander, E. M. Harper, Claire Henly, Goksin Kavlak, Sameer Kwatra, Christine Jun, Simon Warren, Man-Yu Yang, T. E. Graedel
Environmental Science and Technology
Vol.: 46 (2), pp 1071-1078
DOI: 10.1021/es203535w

Partícula de Deus está próxima de ser descoberta, diz CERN

Ciência

Por Vanessa Daraya, de INFO Online

• Terça-feira, 12 de junho de 2012 – 15h22

CERN

São Paulo – Rolf-Dieter Heuer, diretor do CERN (Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear), anunciou hoje que os físicos estão cada vez mais próximos de encontrar a misteriosa partícula Bóson de Higgs, também chamada de Partícula de Deus.

Segundo o jornal britânico The Telegraph, Heuer está confiante de que até o final do ano será possível dizer se a Partícula de Deus existe ou não. Para isso, os cientistas estão usando o LHC, O Grande Colisor de Hádrons, o maior acelerador de partículas do mundo.

Leia também

O LHC é uma estrutura subterrânea sob a fronteira franco-suíça, onde é possível simular as condições do Big Bang, explosão que teria dado origem ao universo há mais de 14 bilhões de anos. Isso porque, pelo Modelo Padrão, o Bóson de Higgs e o campo energético a ele associado foram responsáveis por conferir massa à matéria depois do Big Bang.

Esse acelerador é capaz de fazer colisões de partículas, como prótons, para testar os limites do Modelo Padrão, a teoria moderna que explica o funcionamento físico do Universo. Então, ao encontrar o Bóson de Higgs, os físicos acreditam que seria possível explicar a origem da massa no Universo.

Embora esteja prevista no modelo, essa partícula nunca foi identificada e é uma das grandes lacunas da física. Das partículas fundamentais do Universo, o Bóson de Higgs é a única que ainda não foi detectada.

Segundo a agência de notícias Reuters, existe uma expectativa de que o anúncio da possível descoberta da partícula seja feito durante uma importante conferência em julho, na Austrália. Antes disso, os físicos precisam analisar mais de 300 trilhões de colisões de prótons no LHC, em pesquisa iniciada em janeiro.

No final deste ano, as atividades no LHC serão encerradas por até dois anos a fim de realizar melhorias no acelerador. Elas devem aumentar ainda mais o poder do colisor e permitir que ele continue com novos experimentos. Além disso, pela primeira vez, o LHC será aberto ao público, que será autorizado a atravessar o túnel subterrâneo.

NOTA: O nome Partícula de Deus ficou popular após a publicação do livro “A Partícula de Deus: Se o Universo é a resposta, qual é a pergunta?”, escrito em 1993 pelo físico Leon Lederman, ganhador do Prêmio Nobel.

Resumo dos movimentos estudados (MU e MUV) – 1º D – ETEC

Trabalharemos basicamente com dois tipos de movimentos, o movimento uniforme (MU) e o movimento uniformemente variado (MUV).

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Lembre-se, antes de começar a resolver qualquer problema. você deverá identificar qual o tipo de movimento está sendo realizado. Para isso, olhe o que acontece com a velocidade, ou olhe se o corpo possui aceleração. Se a velocidade mudar de forma uniforme teremos MUV, e logicamente teremos também aceleração. Se a velocidade não mudar teremos MU.

Vamos ver então as características de cada um destes movimentos e quais as fórmulas que devem ser usadas em cada caso.

Movimento Uniforme

A velocidade do corpo que descreve este tipo de movimento nunca muda. Ela permanece sempre a mesma, nem aumenta e nem diminui. Dizemos que ela é constante. Por causa disso, neste movimento a aceleração é sempre igual a zero.

Pense um pouco: a aceleração mede o quanto a velocidade muda. Já que a velocidade aqui não muda a aceleração só pode ser igual a zero.

Fórmulas que podem ser usadas para este movimento.

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Velocidade média

Função horária do espaço

Movimento uniformemente variado

A velocidade do corpo que descreve este tipo de movimento varia sempre da mesma maneira. Ela aumenta ou diminui uniformemente. Como a aceleração mede o quanto a velocidade muda a cada segundo, podemos dizer que:

Se tivermos uma aceleração de, por exemplo, 3 m/s2 , a velocidade do corpo irá mudar de 3m/s em 3m/s a cada segundo. Se a aceleração for de 10 m/s2, a velocidade vai mudar de 10m/s em 10m/s a cada segundo, e assim por diante.

Fórmulas que podem ser usadas para este movimento.

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Função horária do espaço

Função horária da velocidade

No movimento uniformemente variado (MUV) também podemos usar uma equação que facilita a resolução de muitos problemas onde não são dados valores para o tempo. Note que as duas equações acima são funções horárias, ou seja, dependem do tempo. Na equação de Torricelli isso não acontece pois ela não depende do tempo.

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Equação de Torricelli

 

 

LISTA 1 –PARA VOCÊ TREINAR – GABARITO NO FINAL DA LISTA

Exercícios diversos sobre MU e MUV

1 – Um veículo trafega por uma rodovia com velocidade constante de 20m/s. A partir do instante t = 0s, o carro recebe uma força resultante que produz uma aceleração constante contrária ao sentido inicial do movimento. A aceleração tem módulo 10m/s2.

a)

Determine as funções horárias do espaço e da velocidade.

b)

Determine o instante em que o veículo pára e inverte o sentido do movimento.

c)

Determine a posição em que o veículo pára e inverte o sentido do movimento.S = 20m

d)

Calcule a velocidade do veículo nos instantes t = 1s e t = 3s. Qual das duas velocidades é maior ?

e)

Qual foi a variação do espaço entre os instantes t = 0s e t = 4s ? O que isso significa ?

f)

Qual a distância percorrida por este veículo entre os instantes 0s e 4s ?

g)

Qual a velocidade do veículo no instante t = 4s ? Qual o significado do sinal encontrado ?

2 – Na cinemática, o sentido adotado para a trajetória determina os sinais da velocidade e da aceleração. Nos exercícios, quando se diz que um móvel tem velocidade inicial de vo = – 10m/s e aceleração de a = – 4m/s2, ambas as grandezas estão orientadas contra a trajetória.

a)

Calcule as velocidades para este móvel nos instantes t = 2s e t = 5s.

b)

Este movimento é acelerado ou retardado ? Explique.

3 – Os narradores de futebol costumam dizer que a bola ganha velocidade quando bate no gramado molhando, muitas vezes enganando os goleiros. Mas fisicamente isto não está correto. O atrito entre a bola e o gramado sempre irá fazer com que a velocidade da bola diminua. O que acontece quando a grama está molhada é que a diminuição da velocidade ocorre de maneira mais lenta, pelo fato dela escorregar com mais facilidade. Suponha então que uma bola, rolando em um campo gramado, demore 2s para parar quando sua velocidade inicial era de 16m/s. Determine:

a)

Qual a desaceleração da bola, supondo que ela descreva MUV.a

b)

O deslocamento aproximado da bola.

4 – O guepardo é um dos animais mais velozes da natureza. Ele é capaz de chegar a uma velocidade de 72km/h em apenas 2s. Supondo que ele corra em linha reta, e que a velocidade varie uniformemente, determine:

a)

A aceleração do guepardo.

b)

A distância que o animal precisa correr para chegar a esta velocidade.

5 – Sabe-se que o tempo de reação de um motorista é da ordem de t = 0,7s. Este tempo decorre entre o momento em que o motorista percebe algum perigo e consegue começar a pisar no freio. Imagine que você esteja trafegando em uma rua a 36km/h quando algo inesperado acontece na sua frente. Sabendo que a desaceleração máxima que os freios podem aplicar ao carro é de a = 4m/s2 determine: (Aqui você pode usar calculadora)

a)

A distância percorrida pelo carro entre os instantes em que o motorista percebeu algum perigo e conseguiu começar a pisar nos freios.

b)

A distância percorrida pelo carro desde que o motorista começou a pisar no freio até a hora em que o carro finalmente parou.

c)

A distância total percorria pelo carro, desde a percepção do perigo por parte do motorista até o carro parar.

6 – Resolva o exercício anterior novamente usando uma velocidade inicial de 72km/h.

7 – Resolva o exercício 5 usando uma velocidade inicial de 108km/h.

8 – O gráfico a seguir é um arco de parábola e representa a posição de uma partícula em função do tempo numa trajetória qualquer.

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a) Em qual posição a partícula inverte seu sentido do movimento ?

b) Qual o instante da inversão ?

c) Sabendo que a velocidade escalar inicial é de 8m/s, qual a velocidade escalar no instante 10s ?

9 – O gráfico a seguir representa a velocidade escalar instantânea de um corpo em função do tempo.

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a) Determine a aceleração média do corpo, em cm/s2, no intervalo de 0 a 8s.

b) Qual foi a distância percorrida pelo corpo entre os instantes 0 e 8s ?

Gabarito

1-

a)

S = 20t – 5t2 e v = 20 – 10t

b) t = 2s

c) S = 20m

d)

v1 = 10m/s e v3 = – 10m/s Ambas as velocidades tem a mesma intensidade. A diferença é que nestes instantes o corpo está locomovendo-se em sentidos opostos.

e)

DS = 0m O corpo está na mesma posição que iniciou o movimento.

f)

d = 40m

g)

v = – 20m/s O sinal negativo mostra que o veículo está se movendo na direção contrária à trajetória.

2-

a)

v2 = – 18m/s e v5 = – 30m/s

b)

Acelerado, pois a velocidade está aumentando com o passar do tempo.

3-

a)

a = -8m/s2 b) DS = 15,9m

4-

a)

a = 10m/s2 b) DS = 20m

 

5-

a)

DS = 6m

b)DS = 12,5m

c)DS = 18,5m

6-

a)

DS = 12m

b)DS = 50m

c)DS = 62m

7-

a)

S = 21m

b)DS = 112,5m

c)DS = 133,5m

8-

a)

S = 20m

b) t = 5s

c) v = – 8m/s

9-

a)

a = 1,5cm/s2

b)DS = 48cm

 

LISTA 2 –PARA VOCÊ ENTREGAR NO DIA 15/06

EXERCÍCIOS SOBRE M.U. e M.U.V.

 

1.Quando o brasileiro Joaquim Cruz ganhou a medalha de ouro nas Olimpíadas de Los Angeles, correu 800m em 100s. Qual foi sua velocidade média?

2. Um nadador percorre uma piscina de 50m de comprimento em 25s. Determine a velocidade média desse nadador.

3. Suponha que um carro gaste 3 horas para percorrer a distância de 45 km. Qual a velocidade média deste carro?

4.Um automóvel passou pelo marco 30 km de uma estrada às 12 horas. A seguir, passou pelo marco 150 km da mesma estrada às 14 horas. Qual a velocidade média desse automóvel entre as passagens pelos dois marcos?

5.Um motorista de uma transportadora recebeu seu caminhão e sua respectiva carga no km 340 de uma rodovia às 13 horas, entrou a carga no km 120 da mesma rodovia às 16 horas. Qual foi a velocidade média desenvolvida pelo caminhão?

6.No verão brasileiro, andorinhas migram do hemisfério norte para o hemisfério sul numa velocidade média de 25 km/h . Se elas voam 12 horas por dia, qual a distância percorrida por elas num dia?

7) Em 2 horas, a velocidade de um carro aumenta de 20 km/h a 120 km/h. Qual a aceleração nesse intervalo de tempo?

8) Uma partícula move-se em linha reta, obedecendo à função horária s = -5 + 20t, no S.I. Determine:
A) a posição inicial da partícula;
B) a velocidade da partícula;
C) a posição da partícula no instante t = 5 s

9. A função horária de um carro que faz uma viagem entre duas cidades é dada por S=100+20t. Determine em unidades do sistema internacional.
a) a posição inicial;
b) a velocidade;
c) a posição final em 30s.

10. Um carro partindo do repouso leva 5s para alcançar a velocidade de 20m/s, calcule sua aceleração média.

11. A equação horária de um móvel é dada por s = 10 – 2t (SI). Encontre a posição inicial, velocidade e instante em que ele passa pela origem (s=0).

12. Um corpo realiza um movimento uniformemente variado segundo a equação horária. S =-2t + 4t2.
Julgue os itens em verdadeiro ou falso:
(1) A velocidade inicial do corpo é de –2m/s.
(2) A aceleração do corpo é de 4 m/s².
(3) No instante t=2s o corpo estará na posição s=20m.

13. Um veículo trafega em uma pista a 20m/s. De repente o sinal de trânsito à sua frente fica amarelo, e posteriormente, vermelho. Considerando que o motorista tenha levado 5s para frear completamente o carro, calcule, em módulo, a aceleração do carro.

14. Um carro partindo do repouso adquire velocidade de 72km/h em 10s. Calcule a aceleração escalar média desse carro em m/s2.

15. Um carro de Fórmula-1 acelera de 0 a 216km/h (60m/s) em 10s. Calcule a aceleração média do F-1.

Lista de exercícios para o 2ºI – ETEC

 

Faça o balanceamento das equações abaixo pelo método das “tentativas” (método direto):

 

1.    Ag2O à Ag + O2

2.    Al + O2 à Al2O3

3.    Al(OH)3 + H4SiO4 à Al4(SiO4)3 + H2O

4.    BaCl2 + H2SO4 à HCl + BaSO4

5.    BaO + As2O5 à Ba3(AsO4)2

6.    C2H4 + O2 à CO2 + H2O

7.    C3H2 + O2 à CO2 + H2O

8.    Ca3(PO4)2 + SiO2 + C à CaSiO3 + CO + P4

9.    CaO + P2O5 à Ca3(PO4)2

10. CH4 + O2 à CO2 + H2O

11. Cr + O2 à Cr2O3

12. Cu + O2 à CuO

13. Cu(OH)2 + H4P2O7 à Cu2P2O7 + H2O

14. Fe + H2O à Fe3O4 + H2

15. Fe3O4 + CO à Fe + CO2

16. FeS2 + O2 à Fe2O3 + SO2

17. H2 + Cl2 à HCl

18. H3PO3 à H2O + P2O3

19. HCl + Na3AsO3 à NaCl + H3AsO3

20. HNO2 à H2O + NO2 + NO

21. I2 + NaOH à NaI + NaIO3 + H2O

22. K2Cr2O7 + KOH à K2CrO4 + H2O

23. KClO2 à KCl + O2

24. KClO3 à KCl + O2

25. KClO4 à KCl + O2

26. KNO3 à KNO2 + O2

27. Mn3O4 + Al à Mn + Al2O3

28. N2O4 à NO2

29. N2O5 à NO2 + O2

30. NH3 + HCl à NH4Cl

 

NÚMERO DE OXIDAÇÃO (Nox)
É o número que mede a carga real (em compostos iônicos) ou aparente (em compostos covalentes) de uma espécie química.
Exemplos:

No “NaClo átomo de sódio cedeu 1 elétron para o átomo de cloro. Então:
. O sódio origina o íon sódio (Na1+).
e
. O cloro origina o íon cloreto ( Cl –1).
A carga do íon sódio é o número de oxidação do sódio neste composto.
Nox = + 1
A carga do íon cloreto é o número de oxidação do cloro neste composto.
Nox = – 1
Em compostos covalentes o número de oxidação negativo é atribuído ao elemento mais eletronegativo e o número de oxidação positivo ao elemento menos eletronegativo.
Exemplo:
H – Cl
O cloro é mais eletronegativo que o hidrogênio, então:
O cloro atrai para si um elétron, então o seu Nox será – 1, e o hidrogênio tem o seu elétron afastado, então o seu Nox será + 1.
Podemos associar os conceitos de oxidação e redução ao de número de oxidação.
Oxidação é a perda de elétrons ou o aumento do número de oxidação (Nox).
Redução é o ganho de elétrons ou a diminuição do número de oxidação (Nox).
A espécie química que provoca a redução de um elemento chama-se agente redutor e, a espécie química que provoca a oxidação de um elemento chama-se agente oxidante.

REGRAS PRÁTICAS PARA DETERMINAR O Nox

1ª regra:
Todo elemento em uma substância simples tem Nox igual a zero.
Exemplos:
O2: Nox de cada átomo de oxigênio é zero.
N2: Nox de cada átomo de nitrogênio é zero.
Ag: Nox do átomo de prata é zero.

2ª regra:
O Nox de alguns elementos em substâncias compostas é constante.
O hidrogênio tem Nox igual a + 1.
Os metais alcalinos têm Nox igual a + 1.
Os metais alcalinos terrosos têm Nox igual a + 2.
O oxigênio tem Nox igual a – 2.
Os halogênios em halogenetos têm Nox igual –1.
A prata (Ag) tem Nox igual a + 1.
O zinco (Zn) tem Nox igual a + 2.
O alumínio (Al) tem Nox igual a + 3.
O enxofre (S) em sulfetos tem Nox igual a – 2.
Exemplos:
NaCl

·         O sódio tem Nox = + 1

·         O cloro tem Nox = – 1

Ca(OH)2
. O cálcio tem Nox = + 2.
. O hidrogênio tem Nox = +1.
. O oxigênio tem Nox = – 2.
H2S
. O hidrogênio tem Nox = + 1.
. O enxofre tem Nox = – 2.

Casos particulares importantes

Nos hidretos metálicos o “hidrogênio” possui Nox igual a – 1.
Nos peróxidos o “oxigênio” possui Nox igual a – 1.
Exemplos:
H2O2
Este composto é um peróxido
. O hidrogênio tem Nox = +1.
. O oxigênio tem Nox = – 1.
NaH
Este composto é um hidreto metálico
. O sódio tem Nox = +1.
. O hidrogênio tem Nox = – 1.

3ª regra:
A soma algébrica dos Nox de todos os átomos em uma espécie química neutra é igual a zero.
Exemplo:
NaOH
. O Nox do sódio é + 1.
. O Nox do oxigênio é – 2.
. O Nox do hidrogênio é + 1.

Calculando a soma algébrica, teremos:
(+ 1) + ( – 2) + ( + 1) = 0

Esta regra possibilita a cálculo do Nox de um elemento químico que não possui Nox constante.
Exemplo:
CO2
. O Nox do carbono é desconhecido ( x ).
. O Nox de cada átomo de oxigênio é – 2.
Então:
x + 2 . ( – 2 ) = 0
x – 4 = 0
x = + 4
Portanto o Nox do átomo de carbono neste composto é igual a + 4.

4ª regra:
A soma algébrica dos Nox de todos os átomos em um íon é igual à carga do íon.
Exemplo:
NH4+1

. O átomo de nitrogênio não tem Nox constante ( x ).
. Cada átomo de hidrogênio possui Nox igual a + 1.
. O íon tem carga + 1.
Calculando a soma algébrica, teremos:
x + 4 . ( + 1 ) = + 1
x + 4 = 1
x = 1 – 4
x = – 3

Então o Nox do átomo de nitrogênio é igual a – 3.

Resumo Geral tabelado:

clip_image002[4]

 

 

Noção sobre reação de oxirredução:

clip_image003[4]

Exercícios:

1. (MACKENZIE-SP) sabendo que o cloro pertence à família dos halogênios, a substância na qual o cloro apresenta número de oxidação máximo é:

a) Cl2O5.

b) HCl.

c) Cl2O.

d) HClO4.

e) Cl2.

2. Considere os compostos de fórmulas:

NaNO2; H2PO3; Ba2As2O7

Os Nox dos elementos que pertencem ao grupo 15, presentes nesses compostos, são, respectivamente:

a) + 1 + 1 e + 2.

b) + 2, – 4 e – 5.

c) + 3, – 2 e – 5.

d) + 3 + 1 e + 3.

e) + 3 + 4 e + 5.

3. Os números de oxidação do enxofre nas espécies SO2 e SO42- são, respectivamente:

a) zero e + 4.

b) + 1 e – 4.

c) + 2 e + 8.

d) + 4 e + 6.

e) – 4 e – 8.

4. Descobertas recentes da medicina indicam a eficiência do óxido nítrico, NO, no tratamento de determinado tipo de pneumonia. Sendo facilmente oxidado a NO2, quando preparado em laboratório, o ácido nítrico deve ser recolhido em meio que não contenha oxigênio. Os Nox do nitrogênio no NO e NO2 são, respectivamente:

a) + 3 e + 6.

b) + 2 e + 4.

c) + 2 e + 2.

d) zero e + 4.

e) zero e + 2.

5. Assinale a alternativa cuja equação química não representa uma reação de oxi-redução:

a) N2 + H2 2NH3.

b) Cl2 + NaI NaCl + I2.

c) Fe + HCl FeCl2 + H2.

d) C2H6O + O2 CO2 + H2O.

e) Na2O + HCl NaCl + H2O.

6. Na equação representativa de uma reação de oxi-redução:

Ni + Cu 2+ Ni2+ + Cu

a) O íon Cu2+ é o oxidante porque ele é oxidado.

b) O íon Cu2+ é o redutor porque ele é reduzido.

c) O Ni é redutor porque ele é oxidado.

d) O Ni é o oxidante porque ele é oxidado.

e) O Ni é o oxidante e o íon Cu2+ é o redutor.

7. Na reação de oxi-redução H2S + I2 S + 2HI, as variações dos números de oxidação do enxofre e do iodo são, respectivamente:

a) +2 para zero e zero para +1.

b) zero para +2 e +1 para zero.

c) zero para -2 e -1 para zero.

d) zero para -1 e -1 para zero.

e) –2 para zero e zero para -1.

8. Para uma reação de óxido-redução:

a) o agente redutor sofre redução.

b) a substância que perde o elétron é o agente redutor.

c) o número de oxidação do agente oxidante aumenta.

d) o número de oxidação do agente redutor diminui.

e) a substância que perde elétron é o agente oxidante.

9. O elemento X reage com o elemento Z, conforme o processo:

Z3– + X Z1– + X2–

Nesse processo:

a) Z ganha elétrons de X.

b) X ganha elétrons de Z.

c) X e Z cedem elétrons.

d) X e Z perdem elétrons.

e) X e Z cedem e ganham elétrons, respectivamente.

10. Tratando-se o fósforo branco (P4) com solução aquosa de ácido nítrico (HNO3) obtêm-se ácido fosfórico e monóxido de nitrogênio, segundo a equação química equilibrada.

3 P4 + 20 HNO3 + 8 H2O 12 H3PO4 + 20 NO

Os agentes oxidante e redutor dessa reação são, respectivamente:

a) P4 e HNO3.

b) P4 e H2O.

c) HNO3 e P4.

d) H2O e HNO3.

e) H2O e P4.

11. O ferro galvanizado apresenta-se revestido por uma camada de zinco. Se um objeto desse material for riscado, o ferro ficará exposto às condições do meio ambiente e poderá formar o hidróxido ferroso. Nesse caso, o zinco, por ser mais reativo, regenera o ferro, conforme a reação representada abaixo:

Fe(OH)2 + Zn Zn(OH)2 + Fe

Sobre essa reação pode-se afirmar:

a) O ferro sofre oxidação, pois perderá elétrons.

b) O zinco sofre oxidação, pois perderá elétrons.

c) O ferro sofre redução, pois perderá elétrons.

d) O zinco sofre redução, pois ganhará elétrons.

e) O ferro sofre oxidação, pois ganhará elétrons.

12. Na reação representada pela equação abaixo, concluímos que todas as afirmações estão corretas, exceto:

2 Na + 2 H2O 2 NaOH + H2

a) O sódio é o agente redutor.

b) O íon hidroxila é reduzido.

c) O sódio é oxidado.

d) A água é o agente oxidante.

e) O hidrogênio é reduzido.

13. Em uma reação de oxi-redução, o agente oxidante:

a) perde elétrons.

b) sofre oxidação.

c) aumenta sua carga positiva.

d) sofre redução.

e) passa a ter carga nula.

14. O processo em que um átomo cede elétron a outro é denominado transformação de oxidoredução, que pode ser identificada na situação seguinte:

a) Envelhecimento do ouro.

b) Formação de ferrugem.

c) Conservação de alimentos.

d) Dissolução de comprimidos efervescentes.

e) Reação de neutralização entre um ácido e uma base de Arrhenius.

 

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