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Fisica exercicios resolvidos  004
 

Fisica exercicios resolvidos 004

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    Fisica exercicios resolvidos  004 Fisica exercicios resolvidos 004 Document Transcript

    • FÍSICA DADOS 2 m N.m m m g = 10 k0 = 9,0 × 10 9 c = 3,0 × 10 8 vsom = 340 T (K) = 273 + T(oC) s2 C2 s s 1 2   01) d = d0 + v0t + at 13) p = mv 25) v = λf 2 F q1q2 02) v = v0 + at 14) p = 26) F = k0 A d2   F 03) v2 = v 2 + 2a∆d 15) p = p0 + ρgh 27) E = 0 q q 04) v= ω R 16) pV = nRT 28) V = k0 d v2 k A ΔT 05) ac = = ω2 R 17) Φ = 29) Req = R1 + R2 + ... + Rn R L   Q 1 1 1 1 06) F = ma 18) Φ = 30) = + + ... + ΔT Req R1 R2 Rn   p1V1 p2V2 V 07) P = mg 19) = 31) R = T1 T2 i 08) f a = µN 20) Q = mc∆T = C∆T 32) P = Vi V2 09) τ = Fd cosθ 21) Q = mL 33) P = Ri 2 = R ∑ε 10) Ep = mgh 22) τ = p∆V 34) i = ∑R 1 ΔΦ 11) Ec = mv2 23) ∆U = Q – τ 35) ε = − N 2 Δt  1 1 1 12) t = 2π 24) = + g f p p Instruções:Algumas das questões de Física são adaptações de situações reais. Alguns dados e condiçõesforam modificados para facilitar o trabalho dos candidatos. Ressaltamos a necessidade de umaleitura atenta e completa do enunciado antes de responder à questão.Questão 21Os diagramas de posição versus tempo, x x t, mostrados a seguir, representam os movimentosretilíneos de quatro corpos. COPERVE CONCURSO VESTIBULAR-UFSC/2010 PROVA 2: AMARELA 1
    • A B C D x x x x 0 t’ t 0 t’ t 0 t’ t 0 t’ tEm relação ao intervalo de tempo entre os instantes 0 e t’, é CORRETO afirmar que:01. a velocidade média entre os instantes 0 e t’, das curvas representadas nos gráficos, é numericamente igual ao coeficiente angular da reta que passa pelos pontos que indicam as posições nestes dois instantes.Verdadeiro: Em gráficos de x em função de t, a velocidade média é numericamente igual ao coeficiente angular da reta.02. o movimento do corpo representado no diagrama D, no intervalo entre 0 e t’, é retilíneo uniformemente retardado.Falso: Como a < 0 e v < 0, o movimento é Retilíneo Acelerado.04. no instante t0 = 0 , o corpo, cujo movimento é representado no diagrama C, está na origem do referencial.Falso: No t0 = 0 o corpo está em x ≠ 0 , portanto não é a origem do referencial.08. no movimento representado no diagrama B, no intervalo de tempo entre 0 e t’, o corpo vai se aproximando da origem do referencial.Falso: No intervalo de tempo de 0 a t’, o corpo está se afastando da origem do referencial.16. no movimento representado no diagrama A, a velocidade inicial do corpo é nula.Verdadeiro: No vértice da parábola a velocidade é nula, pois o coeficiente angular da reta é nulo.32. o movimento do corpo representado no diagrama B, no intervalo de tempo entre 0 e t’, é retilíneo uniformemente acelerado.Falso: Como a > 0 e v < 0 o movimento é retilíneo retardado.64. o movimento representado no diagrama B poderia ser o de um corpo lançado verticalmente para cima.Verdadeiro. Gabarito: 81 COPERVE CONCURSO VESTIBULAR-UFSC/2010 PROVA 2: AMARELA 2
    • Questão 22 eixoRotor é um brinquedo que pode ser visto em parques de diversões. RConsiste em um grande cilindro de raio R que pode girar em torno de seueixo vertical central. Após a entrada das pessoas no rotor, elas seencostam nas suas paredes e este começa a girar. O rotor aumenta suavelocidade de rotação até que as pessoas atinjam uma velocidade v,quando, então, o piso é retirado. As pessoas ficam suspensas, como seestivessem “ligadas” à parede interna do cilindro enquanto o mesmo estágirando, sem nenhum apoio debaixo dos pés e vendo um buraco abaixodelas.Em relação à situação descrita, é CORRETO afirmar que:01. a força normal, ou seja, a força que a parede faz sobre uma pessoa encostada na parede do rotor em movimento, é uma força centrípeta.Verdadeiro.02. se duas pessoas dentro do rotor tiverem massas diferentes, aquela que tiver maior massa será a que terá maior chance de deslizar e cair no buraco abaixo de seus pés.Falso: O atrito independe da massa.04. o coeficiente de atrito estático entre a superfície do rotor e as roupas de cada pessoa dentro dele gR deve ser maior ou igual a . v2 m.v ² Fc = N mi. = m.g fat = P RVerdadeiro: como, m.v ² então: mi.N = m.g =N g.R R mi = V²Ps: mi = μ (coeficiente de atrito)08. o coeficiente de atrito estático entre a superfície do rotor e as roupas de cada pessoa dentro dele é proporcional ao raio do rotor.Falso: O coeficiente de atrito depende das superfícies de contato16. o coeficiente de atrito estático entre a superfície do rotor e as roupas de cada pessoa dentro dele é proporcional à velocidade v do rotor.Falso. Gabarito: 05Questão 23Dois patinadores, um homem e um menino, de massas respectivamente iguais a 60 kg e 30 kg,estão em pé, de frente um para o outro, em repouso, sobre uma superfície de gelo, lisa, plana ehorizontal. Quando um empurra o outro, o homem adquire uma velocidade de 0,3 m/s em relação aogelo. COPERVE CONCURSO VESTIBULAR-UFSC/2010 PROVA 2: AMARELA 3
    • Considerando desprezível o atrito entre os patins dos patinadores e o gelo, assinale a(s)proposição(ões) CORRETA(S).01. A distância entre os patinadores 2,0 s após eles se separarem é de 1,8 m.Verdadeiro: Considerando a distancia inicial entre os patinadores igual a zero e a velocidade relativaigual a 0,9 m/s, em 2 segundos temos que: d = v.t => d = 0,9*2 => d = 1,8m02. A energia mecânica do sistema homem-menino se conserva.Falso: Devido a mudança no valor da velocidade, haverá mudança na energia cinética dospatinadores.04. As forças que o homem e o menino fazem um sobre o outro são conservativas.Falso: O trabalho realizado por essas forças em um percurso fechado é diferente de zero.08. A força externa resultante sobre o sistema homem-menino é nula.Verdadeiro: As forças externas são peso e normal, que se anulam.16. Como a massa do homem é maior do que a do menino, a quantidade de movimento do sistema tem o mesmo sentido que a quantidade de movimento do homem.Falso: Para que a quantidade de movimento do sistema fique constante e igual a zero, o homem e o menino devem ter quantidades de movimento com sentidos opostos após se empurrarem.32. As forças internas que atuam no sistema homem-menino não alteram a quantidade de movimento total do sistema.Verdadeiro: Como FR_ext = 0 , o sistema é isolado. As forças internas não alteram a quantidade de movimento do sistema. Gabarito: 41Questão 24Em relação a fenômenos eletrostáticos, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).01. Se uma barra de vidro positivamente carregada atrair um objeto suspenso, este objeto estará carregado negativamente e se a mesma barra repelir um objeto suspenso, este segundo objeto estará positivamente carregado.Falso: O objeto atraído pela barra pode estar carregado negativamente ou neutro.02. A carga elétrica é conservada, mas não quantizada.Falso: A carga elétrica é quantizada. e = 1,6.10 −19 C04. A força elétrica que um pequeno corpo eletricamente carregado exerce sobre outro se altera ao aproximarmos dele outros corpos também carregados.Falso: A interação entre os dois corpos carregados não se alterará, com a aproximação.08. O potencial elétrico no centro de uma pequena esfera carregada tem o mesmo valor do potencial elétrico na sua superfície.Verdadeiro: O potencial elétrico em uma esfera carregada é constante em qualquer ponto interno à esfera ou na superfície.16. Se uma barra de vidro for eletricamente carregada por atrito, fica com excesso de carga no local onde foi atritada.Verdadeiro. Gabarito: 24 COPERVE CONCURSO VESTIBULAR-UFSC/2010 PROVA 2: AMARELA 4
    • Questão 25Nos circuitos abaixo, A e B são duas lâmpadas cujos filamentos têm resistências iguais; R é aresistência de outro dispositivo elétrico; ε é uma bateria de resistência elétrica desprezível; e I é uminterruptor aberto. A B A B ε ε ε ε ε (1) (2) (3) (4) (5)Sabendo-se que o brilho das lâmpadas cresce quando a intensidade da corrente elétrica aumenta, éCORRETO afirmar que:01. no circuito 1, a lâmpada A brilha mais do que a B.Falso: Como as lâmpadas estão em série, são percorridas pela mesma corrente. Portanto, terão omesmo brilho.02. no circuito 2, as lâmpadas A e B têm o mesmo brilho.Verdadeiro: Lâmpadas em série -> mesma corrente -> mesmo brilho.04. no circuito 3, uma das lâmpadas brilha mais do que a outra.Falso: Como as lâmpadas são iguais, serão percorridas pela mesma corrente, o que fará com quetenham o mesmo brilho.08. no circuito 4, a lâmpada B brilha mais do que a A.Verdadeiro: Como a lâmpada A está em série com outro resistor, será percorrida por uma correntemenor que a que passa em B. Assim, B brilha mais.16. no circuito 5, se o interruptor I for fechado, aumenta o brilho da lâmpada B.Falso: Fechando o interruptor, a lâmpada B entra em curto-circuito e apaga. Gabarito: 10Questão 26Um pêndulo simples de comprimento 4,0 m possui em sua extremidade uma esfera de 2,0 kg demassa. O pêndulo é colocado para oscilar a partir do repouso, em A. Quando o fio estiver na vertical,passando por B, o mesmo tem parte do seu movimento interrompido por um prego. A esfera percorrea trajetória tracejada representada na figura, alcançando só até o ponto C.  COPERVE CONCURSO VESTIBULAR-UFSC/2010 prego PROVA 2: AMARELA 5 A C
    • 20 cmEm relação ao exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).01. O módulo da velocidade da esfera em A é igual ao módulo da velocidade em C.Verdadeiro: Nos pontos A e C a velocidade é NULA.02. A energia potencial gravitacional da esfera em A é a mesma que em C e a variação da energia potencial entre B e C vale 4,0 J.Verdadeiro: Como os pontos A e C estão no mesmo nível a energia potencial gravitacional desses pontos em relação a qualquer referencial será a mesma. A variação da energia potencial entre B e C é dado por: dE P _ BC = E PC − E PB = m.g.hC − m.g.hB 2.10.0,2 − 2.10.0 dEP _ BC = 4 J04. A velocidade da esfera em B é máxima e vale 4,0 m/s.Falso: Em B a velocidade é máxima e a relação de energia é: EC _ B = EP _ A m.v ² = m.g.h 2 v ² = 2.10.0,2 v² = 4 v = 2m / s08. A tensão no fio em C é maior do que em A.Falso: A tensão em C será menor que em A.16. A velocidade angular da esfera em A é igual à velocidade angular em B e menor que a velocidade angular em C.Falso: A velocidade angular da esfera A é NULA.32. O tempo que a esfera leva de A até B é igual ao tempo de B até C, pois este tempo não depende do comprimento do pêndulo.Falso: Pois o tempo depende do comprimento do fio. l T = 2. pi. gPs: pi = π Gabarito: 03 COPERVE CONCURSO VESTIBULAR-UFSC/2010 PROVA 2: AMARELA 6
    • Questão 27Admita uma máquina térmica hipotética e ideal que funcione de acordo com o ciclo representado nográfico de pressão versus volume (p x V) abaixo. p(105Pa) A B 8 pC C T1 T2 1 D E T4 T3 5 7 9 12 -3 3 V(10 m )Sabendo que a transformação CD é adiabática, com base na primeira Lei da Termodinâmica e nográfico acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).01. A transformação BC é isotérmica. A energia absorvida pelo gás na forma de calor é transformada parcialmente em trabalho.Falso: ΔU = Q – J (Isotérmica: ΔU = 0), assim: Q = W (o Calor absorvido é totalmente transformado em trabalho).02. Na transformação AB o gás sofre uma expansão isobárica, realizando um trabalho de 1,6 kJ sobre a vizinhança.Verdadeiro: W = p.dV W = 8.105.(7 − 5).10 −3 W = 16.10 2 W = 1,6.103 W = 1,6kJ COPERVE CONCURSO VESTIBULAR-UFSC/2010 PROVA 2: AMARELA 7
    • 04. Sabendo que a temperatura T2 vale 900 K, podemos afirmar que a temperatura T1 vale 1260 K e 5 a pressão no estado C vale aproximadamente 6,22.10 Pa.Verdadeiro: −3 PA .VA PB .VB 5.10 −3 7.10 −3 = → = TA TB 900 T1 7.900 T1 = → T1 = 1260 K 5 PB .VB PC .VC = → 8.105.7 −3 = PC .9.10 −3 TB TC 8.10 −5.7 PC = → PC ≅ 6,22.105 Pa 708. Na transformação cíclica – ABCDEA – apresentada, a variação da energia interna é zero, ou seja, a temperatura não varia durante todo o ciclo.Falso: ΔU = 0 porque a temperatura inicial e a final são iguais.16. A transformação CD é uma compressão adiabática, onde a temperatura do gás diminui devido ao trabalho realizado sobre a vizinhança.Falso: CD é expansão adiabática.32. A transformação EA é isocórica. O aumento da temperatura do sistema, e consequentemente o aumento da energia interna, se deve ao calor recebido da vizinhança.Verdadeiro: Isotérmica: W = 0 => ΔU = Q Gabarito: 38Questão 28O tipo de panela mais recomendado, por questões de saúde, é a panela de aço inox. Entretanto, oaço inox tem uma baixa condutividade térmica. Para solucionar este problema, os fabricantes fazemuso de um difusor de calor, geralmente de alumínio, cujo objetivo é melhorar a condutividade ehomogeneizar a transferência de calor no fundo da panela.Dados:- condutividade térmica do alumínio = 60 cal/s.m.°C- calor latente de vaporização da água = 540 cal/g- calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g- calor específico da água = 1 cal/g.°C- calor específico do gelo = 0,5 cal/g.°C Difusor de Alumínio Área: 3.10− m 2 2 Aço Inox Alumínio Espessura: 0,5 cm Aço InoxEm relação ao exposto, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). COPERVE CONCURSO VESTIBULAR-UFSC/2010 PROVA 2: AMARELA 8
    • 01. O fluxo de calor através do difusor depende da sua geometria, do material e da diferença de temperatura entre as faces inferior e superior. K . A.dTVerdadeiro: I = , onde K = material, dT = diferença de temperatura e L = geometria L02. Supondo que a face inferior do difusor está a 105 °C e a face superior está a 100 °C, o fluxo de calor através do difusor é 1,8 cal/s. 60.3.10 −2.5Falso: I = → I = 1800cal / s 0,5.10 −204. O calor recebido por uma substância dentro da panela pode causar mudança de temperatura, mudança de fase ou ambas.Verdadeiro.08. O fundo da panela aquece a água colocada no seu interior unicamente por convecção, que envolve o transporte de matéria de uma região quente para uma região fria e vice-versa.Falso: A transmissão de calor da panela para a água não se dá unicamente por convecção.16. Supondo um fluxo de calor através do fundo da panela de 2,0 kcal/s, e que dentro dela foi colocado 150 g de gelo a −10 °C, serão necessários aproximadamente 6,4 segundos para fundir 2/3 do gelo. Q = m.c.dT Q = m.LFalso: Q = 150.0,5.10 Q = 150.80 Q = 750cal Q = 12000cal Q = 12750 cal 12750 1s → 2000cal x= 2000 x → 12750cal x ≅ 6,45s Logo, leva 6,45s para fundir todo o gelo.32. O difusor de alumínio é aquecido por radiação proveniente da chama da boca do fogão.Falso: Ele recebe o calor do aço inox por condução térmica. Gabarito: 05Questão 29Pedrinho, após uma aula de Física, resolveu verificar experi-mentalmente o que tinha estudado até o momento. Para talexperimento, ele usou uma bobina com 50 espiras, um ímã preso a Num suporte não condutor e uma lâmpada incandescente de 5 W depotência. O experimento consistia em mover o ímã para dentro epara fora da bobina, repetidamente. SAo terminar o experimento, Pedrinho fez algumas observações, queestão listadas na forma de proposições. COPERVE CONCURSO VESTIBULAR-UFSC/2010 PROVA 2: AMARELA 9
    • Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).01. O módulo da força eletromotriz induzida na bobina é diretamente proporcional à variação do fluxo magnético em função da distância. dt,Falso: ε = -N.dϕ/ o módula da força eletromotriz da bobina é diretamente proporcional a variação do fluxo magnético em função do tempo.02. É difícil mover o ímã dentro da bobina, pois o campo magnético de cada espira oferece uma resistência ao movimento do ímã. Isto é explicado pela Lei de Lenz.Verdadeiro.04. Se a corrente na lâmpada for de 2 A, a força eletromotriz induzida em cada espira da bobina é 0,05 V.Verdadeiro. P = V.i 2,5 5 = V.2 Em cada espira será: = 0,05V 50 5 V = = 2,5V 2Ps: V = ε08. A frequência do movimento do ímã no interior da bobina não interfere na luminosidade da lâmpada.Falso: A frequência altera a luminosidade, pois alterará a variação do fluxo magnético.16. Para haver uma corrente induzida na bobina é necessário que o circuito esteja fechado.Verdadeiro.32. O trabalho realizado para mover o ímã para dentro e para fora da bobina é transformado integralmente em energia luminosa na lâmpada.Falso: Parte da energia é convertida em calor por Efeito Joule. Gabarito: 22Questão 30Em relação às ondas e aos fenômenos ondulatórios, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).01. A variação da frequência das ondas percebidas por um observador, devido ao movimento relativo entre este e a fonte geradora das ondas, é explicada pelo efeito Doppler.Verdadeiro.02. Uma onda, que se propaga em determinado meio, terá uma velocidade que depende deste meio e uma frequência definida pela fonte da onda.Verdadeiro.04. A velocidade de uma onda em um determinado meio é de 120 m/s, para uma frequência de 60 Hz. Dobrando a frequência, a velocidade da onda neste meio também dobra.Falso: A velocidade só depende do meio, portanto, continua igual.08. Dois instrumentos musicais, emitindo a mesma nota musical, são diferenciados um do outro pela altura do som.Falso: O que os diferencia é o timbre. COPERVE CONCURSO VESTIBULAR-UFSC/2010 PROVA 2: AMARELA 10
    • 16. A refração é caracterizada pela mudança de direção de propagação da onda ao mudar de meio.Falso: É a mudança no valor da velocidade da onda que caracteriza a refração. Gabarito: 03 COPERVE CONCURSO VESTIBULAR-UFSC/2010 PROVA 2: AMARELA 11