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  1. 1. Inclusão para a Vida Física B UNIDADE 1 b) a quantidade de calor de uma substância equivale à sua temperatura. c) em uma porta de madeira, a maçaneta metálica está TERMOMETRIA sempre mais fria que a porta. d) a escala Kelvin é conhecida como absoluta porque sóTemperatura admite valores positivos.É a grandeza física que mede o estado de agitação das e) o estado físico de uma substância dependepartículas de um corpo, caracterizando o seu estado exclusivamente da temperatura em que ela setérmico. encontra.Calor 2. Um termômetro é encerrado dentro de um bulbo deÉ o nome que a energia térmica recebe quando passa de vidro onde se faz vácuo. Suponha que o vácuo sejaum corpo de maior temperatura para outro de menor perfeito e que o termômetro esteja marcando atemperatura, ou seja, energia térmica em trânsito. temperatura ambiente, 25°C. Depois de algum tempo, a temperatura ambiente se eleva a 30°C. Observa-se, então,Equilíbrio Térmico que a marcação do termômetro:Dois ou mais corpos estão em equilíbrio térmico quandopossuem a mesma temperatura. a) eleva-se também, e tende a atingir o equilíbrio térmico com o ambiente.Escalas Termométricas b) mantém-se a 25°C, qualquer que seja a temperaturaEscala Fahrenreit ambiente.Escala Kelvis c) tende a reduzir-se continuamente, independente daEscala Celsius temperatura ambiente. d) vai se elevar, mas nunca atinge o equilíbrio térmicoLembre-se: com o ambiente.Ponto de Gelo – temperatura em que a água congela e) tende a atingir o valor mínimo da escala do(pressão normal) termômetro.Ponto de Vapor – temperatura em que a água evapora(pressão normal) Tarefa Mínima  3) Os termômetros são instrumentos utilizados para efetuarmos medidas de temperaturas. Os mais comuns se baseiam na variação de volume sofrida por um líquido considerado ideal, contido numObs.: A escala Kelvin é também conhecida por escala tubo de vidro cuja dilatação é desprezada. Numabsoluta ou escala termodinâmica. Ela tem origem no termômetro em que se utiliza mercúrio, vemos que azero absoluto e não existe temperatura inferior a esta. coluna desse líquido "sobe" cerca de 2,7 cm para um aquecimento de 3,6°C. Se a escala termométrica fosse aConversão entre Escalas Fahrenheit, para um aquecimento de 3,6°F, a coluna de mercúrio "subiria": tc tf 32 tk 273 a) 11,8 cm c) 2,7 cm e) 1,5 cm b) 3,6 cm d) 1,8 cm 5 9 5Variação de Temperatura (ΔT) 4. O gráfico a seguir relaciona as escalas termométricas Celsius e Fahrenheit. Um termômetro graduado na escala Celsius indica uma temperatura de 20°C. AΔTC = ΔTK Correspondente indicação de um termômetro graduado na escala Fahrenheit é:9. ΔTC = 5. ΔTF a) 22°F b) 50°F c) 68°F d) 80°F e) 222°FExercícios de Sala  5. Com relação aos conceitos de calor, temperatura e1. Em relação à termometria, é certo dizer que: energia interna, assinale a(s) proposição(ões) correta(s).a) - 273 K representa a menor temperatura possível de ser atingida por qualquer substância. 01. Associa-se a existência de calor a qualquer corpo, pois todo corpo possui calor.Pré-Vestibular da UFSC 1
  2. 2. Inclusão para a Vida Física B02. Para se admitir a existência de calor são necessários, a) 9,3 m c) 3,0 m e) pelo menos, dois sistemas. 6,5 m04. Calor é a energia contida em um corpo. b) 2,0 m d) 0,93 m08. Quando as extremidades de uma barra metálica estão a temperaturas diferentes, a extremidade submetida à 2. Uma bobina contendo 2000 m de fio de cobre medido temperatura maior contém mais calor do que a outra. num dia em que a temperatura era de 35 °C, foi utilizada e16. Duas esferas de mesmo material e de massas o fio medido de novo a 10 °C. Esta nova medição diferentes, após ficarem durante muito tempo em um indicou: forno a 160 oC, são retiradas deste e imediatamente a) 1,0 m a menos d) 20 m a menos colocadas em contato. Logo, pode-se afirmar que o b) 1,0 m a mais e) 20 mm a mais calor contido na esfera de maior massa passa para a de c) 2000 m menor massa.32. Se colocarmos um termômetro, em um dia em que a Tarefa Mínima  temperatura está a 25 oC, em água a uma temperatura mais elevada, a energia interna do termômetro aumentará. 3. Uma barra de metal tem comprimento igual a 10,000 m a uma temperatura de 10,0 °C e comprimento igual a6. Em um determinado dia, a temperatura mínima em 10,006 m a uma temperatura de 40 °C. O coeficiente de dilatação linear do metal éBelo Horizonte foi de 15 °C e a máxima de 27 °C. A a) 1,5 × 10-4 °C-1 d) 2,0 × 10-6 °C-1diferença entre essas temperaturas, na escala kelvin, é de -4 -1 b) 6,0 × 10 °C e) 3,0 × 10-6 °C-1a) 12. b) 21. c) 263. d) 285. -5 -1 c) 2,0 × 10 °CUNIDADE 2 4. A figura a seguir representa uma lâmina bimetálica. O coeficiente de dilatação linear do metal A é a metade do coeficiente de dilatação linear do metal B. À temperatura ambiente, a lâmina está na vertical. DILATAÇÃO TÉRMICA DOS Se a temperatura for aumentada em SÓLIDOS E LÍQUIDOS 200 °C, a lâmina: a) continuará na vertical.Dilatação Linear: b) curvará para a frente. c) curvará para trás. d) curvará para a direita. L = Li t e) curvará para a esquerda. 5. O gráfico a seguir representa a variação, em milímetros, doDilatação Superficial: comprimento de uma barra metálica, de tamanho inicial A = Ai t igual a 1 000 m, aquecida em um forno industrial. Qual é o =2 valor do coeficiente de dilatação térmica linear do material de que é feita a barra,Dilatação Volumétrica: em unidades de 10-6/°C? V = Vi. . t 6. Ao se aquecer de 1 °C uma haste metálica de 1 m, o seu comprimento aumenta de 2.10-2 mm. O aumento do =3 comprimento de outra haste do mesmo metal, de medida inicial 80 cm, quando a aquecemos de 20 °C, é:Exercícios de Sala  a) 0,23 mm. c) 0,56 mm. e) 0,76 mm. b) 0,32 mm. d) 0,65 mm.1. Você é convidado a projetar uma ponte metálica, cujocomprimento será de 2,0 km. Considerando os efeitos de 7. Uma placa de alumínio tem um grande orifício circularcontração e expansão térmica para temperaturas no no qual foi colocado um pino, também de alumínio, comintervalo de - 40 °F a 110 °F e que o coeficiente de grande folga. O pino e a placa são aquecidos de 500 °C,dilatação linear do metal é de 12 × 10-6 °C-1, qual a simultaneamente. Podemos afirmar quemáxima variação esperada no comprimento da ponte? (O a) a folga irá aumentar, pois o pino ao ser aquecido irácoeficiente de dilatação linear é constante no intervalo de contrair-se.temperatura considerado). b) a folga diminuirá, pois ao aquecermos a chapa a áreaPré-Vestibular da UFSC 2
  3. 3. Inclusão para a Vida Física B do orifício diminui. Qc) a folga diminuirá, pois o pino se dilata muito mais que ______ o orifício. C = _d) a folga irá aumentar, pois o diâmetro do orifício Δt aumenta mais que o diâmetro do pino.e) a folga diminuirá, pois o pino se dilata, e a área do C = m . c (II) orifício não se altera. CALOR SENSÍVEL8. O coeficiente de dilatação térmica do alumínio (Aℓ) é, O calor sensível é responsável pela variação daaproximadamente, duas vezes o coeficiente de dilatação temperatura de um corpo.térmica do ferro (Fe). A figura mostra duas peças onde Q = m . c (Δt) (III)um anel feito de um dessesmetais envolve um disco feito do Dessa equação tiramos:outro. Á temperatura ambiente, Q cos discos estão presos aos anéis. -------- =Se as duas peças forem m . Δtaquecidas uniformemente, é correto afirmar que TROCAS DE CALORa) apenas o disco de Aℓ se soltará do anel de Fe.b) apenas o disco de Fe se soltará do anel de Aℓ. Qrec + Qced = 0c) os dois discos se soltarão dos respectivos anéis.d) os discos não se soltarão dos anéis. MUDANÇA DE ESTADO FÍSICO9. A figura a seguir ilustra um arame TIPOS DE MUDANÇASrígido de aço, cujas extremidadesestão distanciadas de "L".Alterando-se sua temperatura, de293K para 100°C, podemos afirmarque a distância "L":a) diminui, pois o arame aumenta de comprimento fazendo com que suas extremidades fiquem mais próximas.b) diminui, pois o arame contrai com a diminuição da temperatura.c) aumenta, pois o arame diminui de comprimento CALOR DE TRANSFORMAÇÃO fazendo com que suas extremidades fiquem mais afastadas. Q=mLd) não varia, pois a dilatação linear do arame é compensada pelo aumento do raio "R". Da equação Q = mLe) aumenta, pois a área do círculo de raio "R" aumenta tiramos: com a temperatura. CURVA DE AQUECIMENTO Podemos fazer um gráfico da temperatura em função daUNIDADE 3 quantidade de calor fornecido CALORIMETRIAA relação entre a caloria e o joule é: 1 cal = 4,186 joules Exercícios de Sala CAPACIDADE TÉRMICA 1. Adote: calor específico da água: 1,0 cal/g.°C Q = C (Δt) Um bloco de massa 2,0 kg, ao receber toda energiaOnde C é uma constante chamada de capacidade térmica térmica liberada por 1000 gramas de água que diminuemdo corpo. a sua temperatura de 1 °C, sofre um acréscimo dePré-Vestibular da UFSC 3
  4. 4. Inclusão para a Vida Física Btemperatura de 10 °C. O calor específico do bloco, emcal/g.°C, é: 6. Quando dois corpos de tamanhos diferentes estão ema) 0,2 c) 0,15 e) 0,01 contato e em equilíbrio térmico, e ambos isolados do meiob) 0,1 d) 0,05 ambiente, pode-se dizer que: a) o corpo maior é o mais quente.2. Adote: calor específico da água: 1,0 cal/g°C b) o corpo menor é o mais quente.Calor de combustão é a quantidade de calor liberada na c) não há troca de calor entre os corpos.queima de uma unidade de massa do combustível. O calor d) o corpo maior cede calor para o corpo menor.de combustão do gás de cozinha é 6000 kcal/kg. e) o corpo menor cede calor para o corpo maior.Aproximadamente quantos litros de água à temperatura de20 °C podem ser aquecidos até a temperatura de 100 °C 7. Certo volume de um líquido A, de massa M e que estácom um bujão de gás de 13 kg? inicialmente a 20 °C, é despejado no interior de umaDespreze perdas de calor: garrafa térmica que contém uma massa 2M de outroa) 1L c) 100 L e) 6000 L líquido, B, na temperatura de 80 °C. Se a temperaturab) 10L d) 1000 L final da mistura líquida resultante for de 40 °C, podemos afirmar que a razão CA/CB entre os calores específicosTarefa Mínima  das substâncias A e B vale: a) 6 c) 3 e) 1/33. Um frasco contém 20 g de água a 0 °C. Em seu interior b) 4 d) 1/2é colocado um objeto de 50 g de alumínio a 80 °C. Oscalores específicos da água e do alumínio são 8. O gráfico a seguir representa o calor absorvido porrespectivamente 1,0 cal/g°C e 0,10 cal/g°C. dois corpos sólidos M e N em função da temperatura. ASupondo não haver trocas de calor com o frasco e com o capacidade térmica do corpo M, em relação à do corpo N,meio ambiente, a temperatura de equilíbrio desta mistura valeserá a) 1,4a) 60 °C c) 40 °C e) 10 °C b) 5,0b) 16 °C d) 32 °C c) 5,5 d) 6,04. A temperatura de dois corpos M e N, de massas iguais e) 7,0a 100 g cada, varia com o calor recebido como indica ográfico a seguir. Colocando N a 10 °C em contato com Ma 80 °C e admitindo que a troca de calor ocorra somente 9. A figura a seguir representa a temperatura de umentre eles, a temperatura final de equilíbrio, em °C, será líquido não-volátil em função da quantidade de calor por a) 60 ele absorvida. Sendo a massa do líquido 100 g e seu calor b) 50 específico 0,6 cal/g°C, qual o valor em °C da temperatura c) 40 T³? d) 30 e) 205. Uma fonte térmica, de potência constante e igual a 20cal/s, fornece calor a um corpo sólido de massa 100 g. Avariação de temperatura š do corpo em função do tempo té dada pelo gráfico a seguir. 10. Analise as seguintes afirmações sobre conceitos de termologia: I - Calor é uma forma de energia. II - Calor é o mesmo que temperatura. III - A grandeza que permite informar se dois corpos estão em equilíbrio térmico é a temperatura. Está(ão) correta(s) apenas: a) I. c) III. e) I e III. b) II. d) I e II.O calor específico da substância que constitui o corpo, noestado líquido, em cal/g°C, vale 11. O gráfico a seguir representa a quantidade de calora) 0,05 c) 0,20 e) 0,40 absorvida por dois objetos A e B ao serem aquecidos, emb) 0,10 d) 0,30 função de suas temperaturas.Pré-Vestibular da UFSC 4
  5. 5. Inclusão para a Vida Física B A experiência mostra que o fluxo de calor através da barra é dado por:Observe o gráfico e assinale a(s) proposição(ões)correta(s).01. A capacidade térmica do objeto A é maior que a do CONVECÇÃO objeto B.02. A partir do gráfico é possível determinar as capacidades térmicas dos objetos A e B.04. Pode-se afirmar que o calor específico do objeto A é maior que o do objeto B.08. A variação de temperatura do objeto B, por caloria absorvida, é maior que a variação de temperatura do objeto A, por caloria absorvida.16. Se a massa do objeto A for de 200 g, seu calor IRRADIAÇÃO específico será 0,2 cal/g°C.12. Assinale a(s) proposição(ões) correta(s) em relação aalguns fenômenos que envolvem os conceitos detemperatura, calor, mudança de estado e dilataçãotérmica.01. A temperatura de um corpo é uma grandeza física relacionada à densidade do corpo.02. Uma substância pura ao receber calor ficará submetida a variações de temperatura durante a fusão Exercícios de Sala  e a ebulição.04. A dilatação térmica é um fenômeno específico dos líquidos, não ocorrendo com os sólidos. 1. Indique a alternativa que associa corretamente o tipo08. Calor é uma forma de energia. predominante de transferência de calor que ocorre nos16. O calor se propaga no vácuo. fenômenos, na seguinte seqüência:UNIDADE 4 - Aquecimento de uma barra de ferro quando sua extremidade é colocada numa chama acesa. TRANSMISSÃO DE CALOR - Aquecimento do corpo humano quando exposto ao sol. - Vento que sopra da terra para o mar durante a noite. CONDUÇÃO DE CALOR a) convecção - condução - radiação. b) convecção - radiação - condução. c) condução - convecção - radiação. d) condução - radiação - convecção. e) radiação - condução - convecção.FLUXO DE CALOR 2. Sabe-se que o calor específico da água é maior que o calor específico da terra e de seus constituintes (rocha, areia, etc.). Em face disso, pode-se afirmar que, nas regiões limítrofes entre a terra e o mar: a) durante o dia, há vento soprando do mar para a terra e,O fluxo de calor através da superfície S é definido à noite, o vento sopra no sentido oposto. b) o vento sempre sopra sentido terra-mar. c) durante o dia, o vento sopra da terra para o mar e àpor: noite o vento sopra do mar para a terra.Pré-Vestibular da UFSC 5
  6. 6. Inclusão para a Vida Física Bd) o vento sempre sopra do mar para a terra. A. Hinrichs e M.e) não há vento algum entre a terra e o mar. Kleinbach. "Energia e meio ambiente". SãoTarefa Mínima  Paulo: Thompson, 3• ed., 2004, p. 529 (com adaptações).3. Uma estufa para flores, construída em alvenaria, comcobertura de vidro, mantém a temperatura interior bem Nesse sistema de aquecimento,mais elevada do que a exterior. Das seguintes afirmações: a) os tanques, por serem de cor preta, são maus absorvedores de calor e reduzem as perdas de energia.I - O calor entra por condução e sai muito pouco por b) a cobertura de vidro deixa passar a energia luminosa econvecção reduz a perda de energia térmica utilizada para oII - O calor entra por radiação e sai muito pouco por aquecimento.convecção c) a água circula devido à variação de energia luminosaIII - O calor entra por radiação e sai muito pouco por existente entre os pontos X e Y.condução d) a camada refletiva tem como função armazenar energiaIV - O calor entra por condução e convecção e só pode luminosa.sair por radiação e) o vidro, por ser bom condutor de calor, permite que se mantenha constante a temperatura no interior da caixa.A(s) alternativa(s) que pode(m) justificar a elevadatemperatura do interior da estufa é(são): 7. Com relação aos processos de transferência de calor,a) I, III c) IV e) II considere as seguintes afirmativas:b) I, II d) II, III 1 - A condução e a convecção são processos que4. Calor é uma forma de energia que é transferida entre dependem das propriedades do meio material no qualdois sistemas quando entre eles existe uma diferença de ocorrem.temperatura, e a transferência pode ocorrer por condução, 2 - A convecção é um processo de transmissão de calorconvecção ou radiação. A respeito deste assunto, assinale que ocorre somente em metais.o que for correto. 3 - O processo de radiação está relacionado com a01. Na condução, a transferência de calor ocorre de propagação de ondas eletromagnéticas. partícula a partícula, dentro de um corpo ou entre dois corpos em contato. Assinale a alternativa correta.02. A transferência de calor em um meio fluido ocorre por a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira. convecção. b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira.04. Na radiação, a transferência de calor entre dois c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira. sistemas ocorre através de ondas eletromagnéticas. d) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.08. O fluxo de calor através de um corpo é inversamente e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. proporcional à sua espessura. UNIDADE 55. Depois de assar um bolo em um forno a gás, Zulmiraobserva que ela queima a mão ao tocar no tabuleiro, masnão a queima ao tocar no bolo. Considerando essa GASES PERFEITOSsituação, é correto afirmar que isso ocorre porque: Variáveis do estado de um gás.a) a capacidade térmica do tabuleiro é maior que a do Pressão  resultado dos choques consecutivos das bolo. moléculas nas paredes do recipiente.b) a transferência de calor entre o tabuleiro e a mão é mais Volume É dado pelo volume do recipiente onde o gás rápida que entre o bolo e a mão. está contido.c) o bolo esfria mais rapidamente que o tabuleiro, depois Temperatura  Mede a agitação das moléculas do gás. de os dois serem retirados do forno.d) o tabuleiro retém mais calor que o bolo. OBS.: No estudo dos gases devemos usar a temperatura absoluta (em Kelvin).6. O uso mais popular de energia solar está associado ao Equação de Clapeyron:fornecimento de água quente para fins domésticos. Na p.V nRTfigura a seguir, é ilustrado um aquecedor de águaconstituído de dois tanques pretos dentro de uma caixatermicamente isolada e com cobertura de vidro, os quais Onde : n = m/Mabsorvem energia solar.Pré-Vestibular da UFSC 6
  7. 7. Inclusão para a Vida Física BR 0,082 atm.l 8,31 T 2Cal 3. Uma amostra de gás perfeito foi submetida às mol.K mol.K mol.K transformações indicadas no diagrama PV a seguir. Nessa seqüência de transformações, os estados de maiorLei geral dos gases perfeitos (N1 = N2) e de menor temperatura foram respectivamente: P1 V1 P2 .V2 T1 T2 a) 1 e 2 b) 1 e 3 c) 2 e 3Lei geral dos gases perfeitos (N1≠ N2) d) 3 e 4 P1V1 P2 .V2 e) 3 e 5 T1 n1 T2 n2 4. Um gás perfeito está sob pressão de 20 atm, na temperatura de 200 K e apresenta um volume de 40 litros.Transformações Gasosas Se o referido gás tiver sua pressão alterada para 40 atm, na mesma temperatura, qual será o novo volume?Isotérmica (Boyle – Mariotte)Características: 5. A respeito do funcionamento da panela de pressão, Temperatura permanece constante. assinale o que for correto. P e V são inversamente proporcionais 01. De acordo com a lei dos gases, as variáveis envolvidas nos processos são: pressão, volume e temperatura.Isobárica (Charles) 02. O aumento da pressão no interior da panela afeta oCaracterísticas: ponto de ebulição da água. Pressão permanece constante. 04. A quantidade de calor doado ao sistema deve ser V e T são diretamente proporcionais. constante, para evitar que a panela venha a explodir. 08. O tempo de cozimento dos alimentos dentro de umaIsométrica, Isovolumétrica ou Isocórica (Gay Lussac) panela de pressão é menor porque eles ficamCaracterísticas: submetidos a temperaturas superiores a 100 °C. Volume permanece constante. P e T são diretamente proporcionaisAdiabática 6. Para se realizar uma determinada experiência foramCaracterística: seguidos os seguintes procedimentos: Não ocorre troca de calor entre o sistema e o meio. - Colocou-se um pouco de água em uma lata, com uma abertura na parte superior destampada, a qual é, em seguida aquecida, como mostrado na Figura I;Exercícios de Sala  - Depois que a água ferveu e o interior da lata ficou totalmente preenchido com vapor, esta é tampada e1. Antes de iniciar uma viagem, um motorista cuidadoso retirada do fogo;calibra os pneus de seu carro, que estão à temperatura - Em seguida, despeja-se água fria sobre a lata e observa-ambiente de 27 °C, com uma pressão de 30 lb/pol2. Ao se que ela se contrai bruscamente, como mostrado nafinal da viagem, para determinar a temperatura dos pneus, Figura II.o motorista mede a pressão dos mesmos e descobre queesta aumentou para 32 lb/pol2. Se o volume dos pneuspermanece inalterado e se o gás no interior é ideal, omotorista determinou a temperatura dos pneus comosendo:a) 17 °C c) 37 °C e) 57 °Cb) 27 °C d) 47 °C Com base nessas informações, é correto afirmar que, na situação descrita, a contração ocorre porque:Tarefa Mínima  a) a água fria provoca uma contração do metal das paredes da lata. b) a lata fica mais frágil ao ser aquecida.2. Quando o balão do capitão Stevens começou sua c) a pressão atmosférica esmaga a lata.ascensão, tinha, no solo, à pressão de 1 atm, 75000 m3 de d) o vapor frio, no interior da lata, puxa suas paredes parahélio. A 22 km de altura, o volume do hélio era de dentro.1500000 m3. Se pudéssemos desprezar a variação detemperatura, a pressão (em atm) a esta altura valeria: 7. Regina estaciona seu carro, movido a gás natural, ao Sol. Considere que o gás no reservatório do carro sea) 1/20 b) 1/5 c) 1/2 d) 1 e) 20 comporta como um gás ideal. Assinale a alternativa cujo gráfico MELHOR representa a pressão em função daPré-Vestibular da UFSC 7
  8. 8. Inclusão para a Vida Física Btemperatura do gás na situação descrita. 3 U n.R.T . 2 Primeira Lei da Termodinâmica Q W U. Princípio da Conservação da Energia. OBS: Isotérmica: Q W Adiabática ∆U = - W Isocórica: Q U8. Um "freezer" é programado para manter a temperaturaem seu interior a -19°C. Ao ser instalado, suponha que a Transformação Cíclicatemperatura ambiente seja de 27°C. Considerando que osistema de fechamento da porta a mantém É aquela em que o gás sofre diversashermeticamente fechada, qual será a pressão no interior transformações retornando as suas condições iniciais. Pdo "freezer" quando ele tiver atingido a temperatura paraa qual foi programado? Ba) 0,72 atm d) 0,89 atm Área = w Ab) 0,78 atm e) 0,94 atmc) 0,85 atm C V 09. Um gás ideal sofre uma compressão adiabática durantea qual sua temperatura absoluta passa de T para 4T.Sendo P a pressão inicial, podemos afirmar que a pressão Em um ciclo a variação da energia interna é zerofinal será ( U 0 ). FO N TE Q UENTEa) menor do que P. Calorb) igual a P. Máquinas térmicas Q1 recebidoc) igual a 2 P. São dispositivos que Trabalho realizadod) igual a 4 P. convertem calor em MÁQ UINA We) maior do que 4 P. trabalho e vice-versa: máquinas a vapor, UNIDADE 6 motores a explosão, Q2 Calor refrigerados, etc. cedido FO N TE FRIA TERMODINÂMICA 2ª Lei da Termodinâmica: O calor flui espontaneamente do corpo de maior temperatura para o deTrabalho Termodinâmico ( W) menor temperatura. Não podemos ter uma maquina térmica com rendimentoW p. V Só pode ser usada quando a pressão se de 100%.mantém constante. W Q2 n ou n 1 Q1 Q1W A Ciclo de Carnot 1) Trabalho positivo = o gás realiza ou cede trabalho. 2) Trabalho negativo = T1 o gás sofre ou recebe n 1 trabalho. T2Energia interna de um gás idealPré-Vestibular da UFSC 8
  9. 9. Inclusão para a Vida Física BExercícios de Sala 1. Sem variar sua massa, um gás ideal sofre umatransformação a volume constante. É correto afirmar que:a) a transformação é isotérmica.b) a transformação é isobárica.c) o gás não realiza trabalho.d) sua pressão diminuirá se a temperatura do gás aumentar. a) a curva apresentada é uma isobárica.e) a variação de temperatura do gás será a mesma em b) a área sombreada do gráfico representa numericamente qualquer escala termométrica. o trabalho realizado pelo gás ao se expandir. c) a área sombreada é numericamente igual ao trabalhoTarefa Mínima  realizado sobre o gás para sua expansão. d) a curva do gráfico é uma isocórica.2. O biodiesel resulta da reação química desencadeadapor uma mistura de óleo vegetal com álcool de cana. 4. Um sistema termodinâmico realiza o ciclo ABCAA utilização do biodiesel etílico como combustível no representado a seguir:país permitiria uma redução sensível nas emissões degases poluentes no ar, bem como uma ampliação damatriz energética brasileira.O combustível testado foi desenvolvido a partir datransformação química do óleo de soja. É tambémchamado de B-30 porque é constituído de uma proporçãode 30% de biodiesel e 70% de diesel metropolitano. O O trabalho realizado pelo sistema no ciclo vale, em joules:primeiro diagnóstico divulgado considerou performances a) 2,5 × 105 d) 5,0 × 105 5dos veículos quanto ao desempenho, durabilidade e b) 4,0 × 10 e) 2,0 × 105 5consumo. c) 3,0 × 10Um carro-teste consome 4,0 kg de biodiesel para realizar 5. A primeira lei da termodinâmica diz respeito à:trabalho mecânico. Se a queima de 1 g de biodiesel libera a) dilatação térmica.5,0 × 103 cal e o rendimento do motor é de 15%, o b) conservação da massa.trabalho mecânico realizado, em joules, vale, c) conservação da quantidade de movimento.aproximadamente, d) conservação da energia.Dado: 1 cal = 4,2 joules e) irreversibilidade do tempo.a) 7,2 × 105 d) 9,0 × 106 6b) 1,0 × 10 e) 1,3 × 107 6. Considere as proposições a seguir sobre 6c) 3,0 × 10 transformações gasosas.3. Um mol de um gás ideal é aquecido, a pressão I - Numa expansão isotérmica de um gás perfeito, suaconstante, passando da temperatura Ti = 300 K para a pressão aumenta.temperatura Tf = 350 K. O trabalho realizado pelo gás II - Numa compressão isobárica de um gás perfeito, suadurante esse processo é aproximadamente (o valor da temperatura absoluta aumenta.constante universal dos gases é R ≈ 8,31 J/(mol.K)) igual III - Numa expansão adiabática de um gás perfeito, suaa: temperatura absoluta diminui.a) 104 J. c) 312 J. e)520 J. Pode-se afirmar que apenasb) 208 J. d) 416 J. a) I é correta. d) I e II são corretas. b) II é correta. e) II e III são corretas.4. A figura a seguir representa o gráfico pressão versus c) III é correta.volume da expansão isotérmica de um gás perfeito. Écorreto afirmar que: 7. Com relação às transformações sofridas por um gás perfeito, assinale a alternativa incorreta. a) Na transformação adiabática, a variação de energia cinética das moléculas é nula. b) Na transformação isobárica, não há variação da pressão do gás. c) Na transformação isotérmica, a energia cinética média das moléculas não se altera.Pré-Vestibular da UFSC 9
  10. 10. Inclusão para a Vida Física Bd) Na transformação adiabática, não há troca de calor com para um estado final 2, a variação da energia interna o meio exterior. entre os dois estados depende do processo quee) Na transformação isotérmica, há troca de calor com o provocou tal passagem. meio exterior. 12. Os estudos científicos desenvolvidos pelo engenheiro8. Considere uma certa massa de um gás ideal em francês Nicolas Sadi Carnot (1796-1832) na tentativa deequilíbrio termodinâmico. Numa primeira experiência, melhorar o rendimento de máquinas térmicas serviram defaz-se o gás sofrer uma expansão isotérmica durante a base para a formulação da segunda lei da termodinâmica.qual realiza um trabalho W e recebe 150J de calor do Acerca do tema, considere as seguintes afirmativas:meio externo. Numa segunda experiência, faz-se o gássofrer uma expansão adiabática, a partir das mesmas 1 - O rendimento de uma máquina térmica é a razão entrecondições iniciais, durante a qual ele realiza o mesmo o trabalho realizado pela máquina num ciclo e o calortrabalho W. retirado do reservatório quente nesse ciclo.Calcule a variação de energia interna ∆U do gás nessa 2 - Os refrigeradores são máquinas térmicas queexpansão adiabática. transferem calor de um sistema de menor temperatura para outro a uma temperatura mais elevada.9. Quando um gás ideal sofre uma expansão isotérmica, 3 - É possível construir uma máquina, que opera ema) a energia recebida pelo gás na forma de calor é igual ao ciclos, cujo único efeito seja retirar calor de uma fonte e trabalho realizado pelo gás na expansão. transformá-lo integralmente em trabalho.b) não troca energia na forma de calor com o meio exterior. Assinale a alternativa correta.c) não troca energia na forma de trabalho com o meio a) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. exterior. b) Somente a afirmativa 1 é verdadeira.d) a energia recebida pelo gás na forma de calor é igual à c) Somente a afirmativa 2 é verdadeira. variação da energia interna do gás. d) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.e) o trabalho realizado pelo gás é igual à variação da e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. energia interna do gás. 13. A cada ciclo, uma máquina térmica extrai 45 kJ de10. Um gás ideal sofre uma transformação: absorve 50cal calor da sua fonte quente e descarrega 36 kJ de calor nade energia na forma de calor e se expande realizando um sua fonte fria. O rendimento máximo que essa máquinatrabalho de 300J. Considerando 1cal=4,2J, a variação da pode ter é deenergia interna do gás é, em J, de: a) 20%. d) 80%.a) 250 c) 510 e) 90 b) 25%. e) 100%.b) -250 d) -90 c) 75%.11. A respeito de conceitos relacionados à UNIDADE 7Termodinâmica, assinale a(s) alternativa(s) correta(s).01. A energia interna de um gás ideal pode ser medida ÓPTICA GEOMÉTRICA – ESPELHOS diretamente. PLANOS E ESFÉRICOS02. Em algumas situações, calor é adicionado a uma substância e não ocorre nenhuma variação de Estuda os fenômenos luminosos. temperatura. Tais situações não estão de acordo com a Luz: Agente físico capaz de sensibilizar nossos órgãos definição usual de calor como sendo uma forma de visuais (retina). Esta se propaga através de ondas energia em trânsito devido a uma diferença de eletromagnéticas, isto é, podem viajar no vácuo (ausência temperatura. de matéria).04. É impossível a ocorrência de processos nos quais não se transfira e nem se retire calor de um sistema e nos Fonte de Luz quais a temperatura do sistema sofra variação.08. Durante uma transformação isotérmica de um gás Corpo luminoso: (Fonte Primária)- Emite luz própria. ideal, existe equivalência entre o calor e o trabalho o Incandescente : Quente trocados entre o sistema e o exterior. o Luminescente: Fria : Fluorescente e Fosforescente.16. A capacidade calorífica de um corpo representa a o Ex: Sol, lâmpada acesa e etc. quantidade de calor que o corpo pode estocar a uma certa temperatura. Corpo iluminado: (Fonte Secundária)- Reflete luz32. Durante uma transformação cíclica de um gás ideal, recebida de outras fontes. existe equivalência entre o calor e o trabalho trocados Ex: Lua, lâmpada apagada e etc. entre o sistema e o exterior.64. Na passagem de um sistema de um estado inicial 1Pré-Vestibular da UFSC 10
  11. 11. Inclusão para a Vida Física BLuz monocromática: possui apenas uma cor. 2- Imagens de um corpo extenso- Princípio da Óptica geométrica- Princípios de propagação retilínea da LuzEm meios transparentes e homogêneos, a luz se propagaem linha reta. - Imagem Virtual (Atrás do espelho) Características da imagem no espelho plano 1- Imagem virtual (Atrás do espelho) 2- Mesmo tamanho do objeto 3- Imagem e objeto são eqüidistantes (mesma distância) do espelho 4- Objeto e imagem são reversos (enantiomorfos) Espelhos Esféricos- Princípio de Reversibilidade da Luz.A trajetória da luz independe do sentido da propagação- Princípio da Independência dos Raios Luminosos. “Raios de luz que se cruzam não interferem entre si.” Equações dos Espelhos EsféricosFormação de Imagens em Espelhos planos R = Raio de curvatura f = Distância focal1- Imagens de um ponto R = 2f p = Distância do objeto ao espelho p = Distância da imagem ao espelho Equação dos Pontos Conjugados ( Eq. Gauss) 1/F = 1/p + 1/p Aumento Linear: Se A = i/o e A = -p/p , então, i/o = -p/p A = i/o = -p/p = F/F-pPré-Vestibular da UFSC 11
  12. 12. Inclusão para a Vida Física BRaios Incidentes Notáveis 4. Na figura a seguir, F é uma fonte de luz extensa e A um anteparo opaco.Côncavo Convexo Pode-se afirmar que I, II e III são, respectivamente, regiões de: a) sombra, sombra e penumbra. b) sombra, sombra e sombra. c) penumbra, sombra e penumbra. d) sombra, penumbra e sombra. e) penumbra, penumbra e sombra.Exercícios de Sala  5. No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas: a) têm a mesma freqüência.1. A figura adiante mostra uma vista superior de dois b) têm a mesma intensidade.espelhos planos montados verticalmente, um c) se propagam com a mesma velocidade.perpendicular ao outro. Sobre o espelho O A incide um d) se propagam com velocidades menores que a da luz.raio de luz horizontal, no plano do papel, mostrado na e) são polarizadas.figura. Após reflexão nos dois espelhos, o raio emergeformando um ângulo θ com a normal ao espelho OB. O 6. Considere as seguintes afirmativas:ângulo θ vale: a) 0° I- A água pura é um meio translúcido. b) 10° II- O vidro fosco é um meio opaco. c) 20° III- O ar é um meio transparente. d) 30° e) 40° Sobre as afirmativas acima, assinale a alternativa correta. a) Apenas a afirmativa I é verdadeira. b) Apenas a afirmativa II é verdadeira.Tarefa Mínima  c) Apenas a afirmativa III é verdadeira. d) Apenas as afirmativas I e a III são verdadeiras.2. Aproveitando materiais recicláveis, como latas de e) Apenas as afirmativas II e a III são verdadeiras.alumínio de refrigerantes e caixas de papelão de sapatos,pode-se construir uma máquina fotográfica utilizando 7. Ana Maria, modelo profissional, costuma fazer ensaiosuma técnica chamada "pin hole" (furo de agulha), que, no fotográficos e participar de desfiles de moda. Em trabalholugar de lentes, usa um único furo de agulha para captar a recente, ela usou um vestido que apresentava corimagem num filme fotográfico. As máquinas fotográficas vermelha quando iluminado pela luz do sol."pin hole" registram um mundo em imagens com um Ana Maria irá desfilar novamente usando o mesmoolhar diferente. Um poste com 4 m de altura é fotografado vestido. Sabendo-se que a passarela onde Ana Maria vainuma máquina "pin hole". No filme, a altura da imagem desfilar será iluminada agora com luz monocromáticado poste, em centímetros, é: verde, podemos afirmar que o público perceberá seu a) 12 vestido como sendo: b) 10 a) verde, pois é a cor que incidiu sobre o vestido. c) 8 b) preto, porque o vestido só reflete a cor vermelha. d) 6 c) de cor entre vermelha e verde devido à mistura das e) 4 cores. d) vermelho, pois a cor do vestido independe da radiação incidente.3. A velocidade da luz, no vácuo, vale aproximadamente3,0.108 m/s. Para percorrer a distância entre a Lua e a 8. Muitas vezes, ao examinar uma vitrina, é possívelTerra, que é de 3,9.105 km, a luz leva: observar não só os objetos que se encontram ema) 11,7 s d) 1,3 s exposição atrás do vidro, como também a imagem de sib) 8,2 s e) 0,77 s próprio formada pelo vidro, A formação dessa imagemc) 4,5 s pode ser explicada pela.Pré-Vestibular da UFSC 12
  13. 13. Inclusão para a Vida Física Ba) reflexão parcial da luz.b) reflexão total da luz. UNIDADE 8c) refração da luz.d) transmissão da luz.e) difração da luz. REFRAÇÃO DA LUZ9. Uma câmara escura de orifício fornece a imagem de Índice de Refração Absoluto de um meio (N):um prédio, o qual se apresenta com altura de 5cm.Aumentando-se de 100m a distância do prédio à câmara, a N=c/Vimagem se reduz para 4cm de altura. Qual é a distânciaentre o prédio e a câmara, na primeira posição? Índice de Refração Relativo:a) 100 m c) 300 m e) 500 mb) 200 m d) 400 m NA,B = NA / NB = VB / VA10. Um menino, parado em relação ao solo, vê suaimagem em um espelho plano E colocado à parede Leis da Refração:traseira de um ônibus. Se o ônibus se afasta do meninocom velocidade de 2m/s, o módulo da velocidade da o 1º - Raio Incidente (RI) , Reta Normal (N) e Raioimagem, em relação ao solo, é: Refratado (RR) são coplanares; a) 4 m/s b) 3 m/s o 2º - Snell Descartes: c) 2 m/s N1 . Sen i = N2 . Sen r d) 1 m/s Reflexão Total11. Quando colocamos um pequeno objeto real entre o - Fibras Ópticas;foco principal e o centro de curvatura de um espelho - Miragens;esférico côncavo de Gauss, sua respectiva imagemconjugada será:a) real, invertida e maior que o objeto.b) real, invertida e menor que o objeto.c) real, direita e maior que o objeto.d) virtual, invertida e maior que o objeto.e) virtual, direita e menor que o objeto.12. Se um espelho forma uma imagem real e ampliada deum objeto, então o espelho é:a) convexo e o objeto está além do foco.b) convexo e o objeto está entre o foco e o espelho.c) côncavo e o objeto está entre o foco e o centro do espelho. Cálculo do ângulo limite (L):d) côncavo e o objeto está além do foco.e) côncavo ou convexo e com o objeto entre o foco e o Sen L = N(menor) / N (maior) centro do espelho. Dioptro Plano13. Um objeto real, representado pela seta, é colocado em Associação de dois meios com refringência diferentes,frente a um espelho podendo ser plano ou esférico separadas por uma superfície plana.conforme as figuras.A imagem fornecida pelo espelho será virtual:a) apenas no caso I.b) apenas no caso II.c) apenas nos casos I e II.d) nos casos I e IV e V. di / do = N(destino) / N(origem)e) nos casos I, II e III.Pré-Vestibular da UFSC 13
  14. 14. Inclusão para a Vida Física BExercícios de Sala  4. Amanda segura um copo de vidro cheio de água. Um raio luminoso monocromático vindo do ar com1. Na figura adiante, um raio de luz monocromático se velocidade de aproximadamente atravessa todopropaga pelo meio A , de índice de refração 2,0. o copo. Sobre este fenômeno, analise as afirmações a seguir: I - Ao entrar no vidro, a velocidade da onda luminosa passa a ser maior do que . II - ao entrar na água, a velocidade da onda luminosa passa a ser menor do que . III - Ao sair do copo, a velocidade da onda luminosa voltaDados: sen 37° = 0,60, sen 53° = 0,80 a ser de .Devemos concluir que o índice de refração do meio B é: IV - Durante todo o fenômeno, a freqüência da ondaa) 0,5 d) 1,5 luminosa permanece constante.b) 1,0 e) 2,0 e) 2,0 Assinale a única alternativa correta:c) 1,2 a) I. d) II, III e IV. b) Apenas II. e) Apenas II e III.Tarefa Mínima  c) Apenas III.2. Um raio luminoso incide sobre a superfície da água, 5. Um raio de luz monocromática, propagando-se num meio transparente A, cujo índice de refração é n A, incideconforme a figura a seguir. na superfície S de separação com outro meio transparenteQual alternativa representa o que acontece com o raio? B, de índice de refração nB, e se refrata como mostra o esquema a seguir. Sendo i o ângulo de incidência e r o ângulo de refração, analise as afirmações que seguem.3. ( ) Se i > r então nA > nB. ( ) A reflexão total pode ocorrer desde que a luz esteja se propagando do meio mais refringente para o menos refringente. ( ) O ângulo limite L para esse par de meios é tal que senL=nB/nA.Quando um raio de luz monocromática, proveniente de ( ) A lei de Snell-Descartes, da refração, para a situaçãoum meio homogêneo, transparente e isótropo, identificado mostrada no esquema é expressa por: nA sen i=nBsen(r).por meio A, incide sobre a superfície de separação com ( ) Se nA> nB, a velocidade de propagação da luz éum meio B, também homogêneo, transparente e isótropo, maior no meio A que no B.passa a se propagar nesse segundo meio, conforme mostraa figura. Sabendo-se que o ângulo é menor que oângulo , podemos afirmar que: 6. A figura a seguir mostra um lápis de comprimento AB, parcialmente imerso na água e sendo observado por uma) no meio A a velocidade de propagação da luz é menor estudante. Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). que no meio B.b) no meio A a velocidade de propagação da luz é sempre igual à velocidade no meio B.c) no meio A a velocidade de propagação da luz é maior que no meio B.d) no meio A a velocidade de propagação da luz é maior que no meio B, somente se é o ângulo limite de 01. O estudante vê o lápis "quebrado" na interface ar- incidência. água, porque o índice de refração da água é maior doe) no meio A a velocidade de propagação da luz é maior que o do ar. que no meio B, somente se é o ângulo limite de 02. O feixe luminoso proveniente do ponto B, ao passar refração. da água para o ar se afasta da normal, sofrendo desvio.Pré-Vestibular da UFSC 14
  15. 15. Inclusão para a Vida Física B04. O estudante vê o lápis "quebrado" na interface ar- água, sendo o fenômeno explicado pelas leis da reflexão.08. O observador vê o lápis "quebrado" na interface ar- água porque a luz sofre dispersão ao passar do ar para a água.16. O ponto B, visto pelo observador, é uma imagem virtual. UNIDADE 9 a) 4 b) 5 c) 1 d) 2 e) 3 LENTES ESFÉRICAS Tarefa Mínima  Lentes de bordas Finas (Delgadas): 3. Quando um raio de luz monocromática passa obliquamente pela superfície de separação de um meio para outro mais refringente, o raio aproxima-se da normal à superfície. Por essa razão, uma lente pode ser- Se N(lente) > N(meio) convergente ou divergente, dependendo do índice de- Lente Convergente refração do meio em que se encontra. As figuras 1 e 2- Fo>0 representam lentes com índice de refração n• imersas em meios de índice de refração n‚, sendo N a normal à superfície curva das lentes.- Representação: Lentes de Bordas Grossas: - SeN(lente) > N(meio)- Lente Divergente- Fo<0 Considerando essas informações, conclui-se que:- Representação: a) a lente 1 é convergente se n2 < n1.Lentes Esféricas: Fórmulas b) a lente 1 é convergente se n2 > n1. c) a lente 2 é divergente se n2 > n1. 1/F = 1 / p’ + 1 / p d) a lente 2 é convergente se n2 < n1. A = i/ o = - p’/ p = F / F- p e) as lentes 1 e 2 são convergentes se n1 = n2.Exercícios de Sala  4. Um objeto (O) se encontra em frente à uma lente. Que alternativa representa corretamente a formação da1. Um objeto, colocado entre o centro e o foco de uma imagem (I)?lente convergente, produzirá uma imagem:a) virtual, reduzida e direita .b) real, ampliada e invertida.c) real, reduzida e invertida.d) virtual, ampliada e direita.2. Na figura a seguir, representam-se vários raiosluminosos que atravessam uma lente convergente. Doscinco raios representados, indique aquele que estárepresentado de maneira INCORRETA (F e F são osfocos da lente): 5. A glicerina é uma substância transparente, cujo índice de refração é praticamente igual ao do vidro comum. Uma lente, biconvexa, de vidro é totalmente imersa numPré-Vestibular da UFSC 15
  16. 16. Inclusão para a Vida Física Brecipiente com glicerina. Qual das figuras a seguir melhor 08. A imagem é real e invertida.representa a transmissão de um feixe de luz através da 16. A lente é divergente, e a imagem é virtual para quelente? possa ser projetada na parede. 32. Se a lente é convergente, a imagem projetada na parede pode ser direita ou invertida. 64. A imagem é real, necessariamente, para que possa ser projetada na parede. 8. Um objeto é colocado a uma distância de 12cm de uma lente delgada convergente, de 8cm de distância focal. A distância, em centímetros, da imagem formada em relação à lente é: a) 24 b) 20 c) 12 d) 8 e) 4 UNIDADE 106. O esquema abaixo mostra a imagem projetada sobreuma tela, utilizando um único instrumento óptico"escondido" pelo retângulo sombreado. O tamanho da ONDULATÓRIAimagem obtida é igual a duas vezes o tamanho do objeto Ondasque se encontra a 15cm do instrumento óptico. É qualquer perturbação que se propaga em um meio físico ou no vácuo. Propriedade fundamental da ondulatória: - Ondas transmitem energia e não transmitem matéria. Classificação: 1. Quanto à natureza:Nessas condições, podemos afirmar que o retângulo - Mecânicas;esconde: - Eletromagnéticas; 2. Quanto à direção de vibração e direção dea) um espelho côncavo, e a distância da tela ao espelho é propagação: de 30cm. - Transversais . Vibram verticalmente e se propagamb) uma lente convergente, e a distância da tela à lente é de horizontalmente; 45cm. - Longitudinais. Vibram e se propagam horizontalmente.c) uma lente divergente, e a distância da tela à lente é de - Mistas. Vibram verticalmente e horizontalmente ao 30cm. mesmo tempo, ficando circular. Propagam-sed) uma lente convergente, e a distância da tela à lente é de horizontalmente. 30cm. 3. Quanto à frente de onda:e) um espelho côncavo, e a distância da tela ao espelho é - Circulares; de 45cm. - Retas; - Puntiformes;7. Um estudante, utilizando uma lente, consegue projetar - Esféricas;a imagem da chama de uma vela em uma parede branca, 4. Quanto à dimensão:dispondo a vela e a lente na frente da parede conforme a - Unidimensional;figura. - Bidimensional; - Tridimensional; Reflexão e refração Quando um pulso de uma corda atinge uma extremidade (que pode ser fixa ou livre) nota-se que ele volta e, esse fenômeno é denominado reflexão de um pulso.Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). Extremidade fixa:01. Tanto uma lente convergente quanto uma lente Quando o pulso de uma corda se choca com uma divergente projetam a imagem de um ponto luminoso extremidade fixa, o pulso volta tendo sofrido um inversão real na parede. de fase, ou seja, reflexão com inversão de fase, onde o02. A lente é convergente, necessariamente, porque suporte da corda exerce uma força de reação em sentido somente uma lente convergente fornece uma imagem contrário. real de um objeto luminoso real.04. A imagem é virtual e direita.Pré-Vestibular da UFSC 16
  17. 17. Inclusão para a Vida Física B Extremidade livre: 4. Com relação ao movimento ondulatório, podemosQuando o pulso de corda atinge uma extremidade livre, afirmar que:ele volta não sofrendo uma inversão de fase, isto é, sofreuma reflexão sem inversão de fase. Isso acontece porque a a) a velocidade de propagação da onda não depende doextremidade livre não exerceu a força de reação esperada meio de propagação.e, assim o eixo se movimenta para cima e para baixo b) a onda mecânica, ao se propagar, carrega consigo asacompanhando o movimento do pulso. partículas do meio. c) o comprimento de onda não se altera quando a ondaVelocidade da onda muda de meio.A velocidade da propagação da onda pode ser escrita da d) a freqüência da onda não se altera quando a onda mudaseguinte maneira: de meio. e) as ondas eletromagnéticas somente se propagam no e sendo f = temos que . vácuo.Exercícios de Sala  5. Considere as afirmações a seguir, a respeito da propagação de ondas em meios elásticos.1. Considere as seguintes afirmações, sobre o movimentoondulatório: I - Em uma onda longitudinal, as partículas do meio noI – Uma onda para a qual a direção de propagação é qual ela se propaga vibram perpendicularmente à direçãoperpendicular à direção de vibração é chamada de onda de propagação.transversal. II - A velocidade de uma onda não se altera quando elaII – No vácuo todas as ondas eletromagnéticas têm a passa de um meio para outro.mesma freqüência. III - A freqüência de uma onda não se altera quando elaIII – A propagação de uma onda envolve necessariamente passa de um meio para outro.transporte de energia.IV – A velocidade e a freqüência de uma onda não se Está(ão) correta(s):alteram quando ela passa de um meio para outro. a) apenas I. d) apenas I e II. b) apenas II. e) apenas I e III.Assinale a alternativa correta. c)apenas III.a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.b) Somente a afirmativa III é verdadeira. 6. São exemplos de ondas os raios X, os raios gama, asc) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. ondas de rádio, as ondas sonoras e as ondas de luz. Cadad) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras. um desses cinco tipos de onda se difere, de algum modo,e) Todas as afirmativas são falsas. dos demais. Qual das alternativas apresenta uma afirmação que diferencia corretamente o tipo de onda2. Uma onda transversal periódica, cujo comprimento de referido das demais ondas acima citadas?onda é 40,0 cm, propaga-se com velocidade de 1,60 m/sao longo de uma corda. O gráfico em papel quadriculado a) Raios X são as únicas ondas que não são visíveis.representa a forma dessa corda em um dado instante. b) Raios gama são as únicas ondas transversais.Quais são a amplitude e o período da onda, c) Ondas de rádio são as únicas ondas que transportamrespectivamente? energia. d) Ondas sonoras são as únicas ondas longitudinais. e) Ondas de luz são as únicas ondas que se propagam no vácuo com velocidade de 300000 km/s.a) 7,5 cm e 0,25 s d) 6,0 cm e 0,25 sb) 15,0 cm e 0,25 s e) 3,0 cm e 4,00 sc) 7,5 cm e 4,00 s-1 7. Uma campainha emite som com freqüência de 1 kHz. O comprimento de onda dessa onda sonora é, em centímetros, igual a:Tarefa Mínima  a) 1 b) 7 c) 21 d) 343. Um menino na beira de um lago observou uma rolhaque flutuava na superfície da água, completando uma UNIDADE 11oscilação vertical a cada 2 s, devido à ocorrência deondas. Esse menino estimou como sendo 3 m a distância ONDULATÓRIA IIentre duas cristas consecutivas. Com essas observações, omenino concluiu que a velocidade de propagação dessasondas era de: Ondas Estacionáriasa) 0,5 m/s. c) 1,5 m/s. e) 6,0 m/s.b) 1,0 m/s. d) 3,0 m/s. Propriedades:Pré-Vestibular da UFSC 17
  18. 18. Inclusão para a Vida Física B1. As ondas estacionárias possuem energia, mas não Interferência Destrutiva:propagam essa energia. (V = 0) Nó, nodal, mínima.2. Os nós não vibram. o Concordância de Fase:3. Os ventres vibram com amplitude máxima 2A.4. Os pontos intermediários entre os nós e os ventresvibram com amplitudes que variam de 0 a 2A.5. Nos nós ocorre interferência destrutiva.6. Nos ventres ocorre interferência construtiva.7. A distância que separa 2 nós consecutivos vale ametade do comprimento de onda.8. A distância que separa 2 ventres consecutivos vale ametade do comprimento de onda. o Discordância de fase:9. A distância de um nó a um ventre consecutivo vale 1/4do comprimento de onda.10. Todos os pontos distantes n.comprimento de onda (n= 1,2,3...) vibram em concordância de fase. : Efeito Doppler Fizeau - Fo = Freqüência do Objeto; - V = Velocidade do som no meio (ar); - Vo = Velocidade do objeto; - Ff = Freqüência da fonte; - Vf = Velocidade da fonte; Obs.: Para não errar o sinal (V + ou - Vo(f)) aplique como padrão que o deslocamento da velocidade no sentido do OBJETO para a FONTE é positivo. Interpretação: Se uma fonte que emite uma frequência se aproxima de um objeto, o objeto perceberá uma frequência maior que a da fonte. Agora, se a fonte se afasta do objeto, o objetoInterferências perceberá a uma freqüência menor que a da fonte.Obs.: Y = Lâmbida; Interferência Construtiva: Ressonância- Ventre, Ventral, Máxima. Quando fornecemos energia periodicamente a um sistemao Concordância de fase: com frequência igual a uma de suas frequências preferenciais (pode ser uma frequência múltipla) de vibração, nós estamos em ressonância com o sistema. Obs.1: O micro-ondas fornece ondas que vibram na frequência da água, aumentando sua vibração e esquentando mais. Obs.2: Um som muito intenso pode quebrar vidros, mas isso não é ressonância. Uma taça de vidro que quebra por estar tocando um violino próximo é ressonância. Exercícios de Sala o Discordância de fase: 1. Considere as seguintes afirmações, sobre o movimento ondulatório: I – Uma onda para a qual a direção de propagação é perpendicular à direção de vibração é chamada de onda transversal. II – No vácuo todas as ondas eletromagnéticas têm a mesma frequência.Pré-Vestibular da UFSC 18
  19. 19. Inclusão para a Vida Física BIII – A propagação de uma onda envolve necessariamente 32. Por ser um tipo de onda mecânica, a onda do martransporte de energia. pode ser útil para gerar energia para consumo no dia-IV – A velocidade e a freqüência de uma onda não se a-dia.alteram quando ela passa de um meio para outro. 4. A figura representa dois pulsos de onda, inicialmenteAssinale a alternativa correta. separados por 6,0 cm, propagando-se em um meio com velocidades iguais a 2,0 cm/s, em sentidos opostos.a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.b) Somente a afirmativa III é verdadeira.c) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.d) Somente as afirmativas I, II e IV são verdadeiras.e) Todas as afirmativas são falsas.2. Uma onda transversal periódica, cujo comprimento deonda é 40,0 cm, propaga-se com velocidade de 1,60 m/sao longo de uma corda. O gráfico em papel quadriculado Considerando a situação descrita, assinale a(s)representa a forma dessa corda em um dado instante. proposição(ões) correta(s):Quais são a amplitude e o período da onda,respectivamente? 01. Quando os pulsos se encontrarem, haverá interferência de um sobre o outro e não mais haverá propagação dos mesmos. 02. Decorridos 2,0 segundos, haverá sobreposição dos pulsos e a amplitude será máxima nesse instante e igual a 2,0 cm.a) 7,5 cm e 0,25 s 04. Decorridos 2,0 segundos, haverá sobreposição dosb) 15,0 cm e 0,25 s pulsos e a amplitude será nula nesse instante.c) 7,5 cm e 4,00 s-1 08. Decorridos 8,0 segundos, os pulsos continuarão com ad) 6,0 cm e 0,25 s mesma velocidade e forma de onda,e) 3,0 cm e 4,00 s independentemente um do outro. 16. Inicialmente as amplitudes dos pulsos são idênticas eTarefa Mínima  iguais a 2,0 cm.3. Um candidato, no intuito de relaxar após se preparar 5. Na Lagoa da Conceição, em Florianópolis, em umpara as provas do Vestibular 2007, resolve surfar na praia determinado dia, o vento produz ondas periódicas nada Joaquina em dia de ótimas ondas para a prática deste água, de comprimento igual a 10 m, que se propagam comesporte. velocidade de 2,0 m/s. Um barco de 3,0 m de comprimento, inicialmente ancorado e após certo tempo navegando, é atingido pelas ondas que o fazem oscilar periodicamente. Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01. Estando o barco ancorado ele é atingido por uma crista de onda e oscila uma vez a cada 5,0 segundos.Assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 02. Estando o barco ancorado, ele oscila 5 vezes em cada segundo.01. A onda do mar que conduzirá o surfista não possui 04. Estando o barco navegando com velocidade de 3,0 nenhuma energia. m/s na direção de propagação das ondas, mas em02. Ao praticar seu esporte, o surfista aproveita parte da sentido contrário a elas, ele oscila uma vez a cada 2,0 energia disponível na onda e a transforma em energia segundos. cinética. 08. A freqüência de oscilação do barco não depende da04. A lei da conservação da energia permite afirmar que sua velocidade de navegação, mas somente da toda a energia da onda do mar é aproveitada pelo velocidade de propagação das ondas. surfista. 16. Se o barco tivesse um comprimento um pouco menor,08. Se o surfista duplicar sua velocidade, então a energia a freqüência da sua oscilação seria maior. cinética do surfista será duas vezes maior. 32. A freqüência de oscilação do barco não depende do16. Tanto a energia cinética como a energia potencial comprimento das ondas, mas somente da velocidade gravitacional são formas relevantes para o fenômeno das mesmas e do barco. da prática do surf numa prancha.Pré-Vestibular da UFSC 19

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