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Lista de exercício 2ª etapa

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EXERCÍCIO

EXERCÍCIO

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  • 1. Movimento de Assistência Estudantil A) h 1 = h 2 , única maneira dos dois corpos (M.A.E.) estarem simultaneamente em equilíbrio. Física – Pré-PAAES – 2ª etapa B) se V 1 = 2V 2 , então, h 2 = 2h 1 . (HIDROSTÁTICA) C) V 1 = V 2 , e h1 e h2 podem assumir1) A construção de grandes embarcações quaisquer valores (h 1 =h 2 ; ou h 1 <h 2 ; ouinfluenciou profundamente a história da h1>h2).humanidade, uma vez que, a partir D) as profundidades dos corpos (totalmentedelas, o homem pode se lançar nosoceanos, ampliando sua própria visão a submersos) em equilíbrio no líquido (h 1 e h 2 )respeito da geografia mundial. Para tal, foi aumentam com a diminuição da densidade ρnecessário o emprego de princípios do líquido.fundamentais da flutuação dos corpos nafabricação de tais artefatos. Imagine que, 3) Um iceberg (bloco de gelo com densidadepara a construção de uma antiga caravela, volumétrica = 0,92 g/cm3) de volume Vo cm 3fossem empregados 12.800 Kg de madeira (onde Vo é uma constante) bóia na água doos quais, após acrescidos os mar (de densidade volumétrica = 1,03 g/cm 3 ).equipamentos de bordo e a tripulação,fizessem com que a embarcação atingissemassa total de 14.400 Kg. Considereque a densidade da água doce é de 1,0g/cm3 e a da água salgada é de 1,2 g/cm3.A partir desses dados, assinale aalternativa correta.A) Essa caravela só flutuará se o volumede água doce que seu casco deslocar forde, no mínimo, 12.000 litros.B) Essa caravela só flutuará se o volumede água salgada que seu casco deslocarfor de, no mínimo, 12.000 litros.C) Essa caravela flutuará mais facilmentequando colocada em água doce, pois seucasco deslocará um volume de Esse iceberg derrete-se completamente eágua menor se comparado a quando ela é se mistura com a água do mar.colocada em água salgada. A) Determine o volume do iceberg que seD) Se toda a madeira usada na caravela for encontra submerso (parte que se encontracompactada em um cubo maciço de 2m de abaixo do nível da água do mar),aresta, pode-se dizer que tal antes de ele derreter.cubo flutuará quando colocado na água B) Encontre o volume total de água líquida (desalgada. densidade volumétrica = 1,0 g/cm 3 ), resultante da transformação do iceberg ao se derreter.2) Dois corpos de mesma massa m e volumes V C) Desprezando qualquer outro fator (como as e V 2 encontram-se totalmente submersos em variações de temperatura, salinização,1 densidade da água do mar, por exemplo) eum líquido de densidade ρ às profundidades h utilizando apenas a comparação das respostas e h 2 , respectivamente, conforme figura a dos itens A e B, explique o que ocorrerá com o1 nível da água do mar (subirá, descerá, ouseguir. permanecerá inalterado) se icebergs boiando nessa água derreterem.Estando os dois corpos totalmente submersos eem equilíbrio (parados) no líquido, pode-seafirmar que. 1
  • 2. 4) Considere um tubo em forma de U, Com relação às informações apresentadas,aberto em ambas as extremidades, como o assinale (V) para as afirmativasrepresentado abaixo. Coloca-se em cada verdadeiras e (F) para as falsas.uma das extremidades do tubo um líquido 1( ) Uma vez que o objeto estádiferente, não miscíveis: um, com massa totalmente submerso, podemos concluirespecífica ρ1 e o outro, com massa que sua densidade é maior do que a da água.específica ρ 2 , sendo ρ 2 > ρ1 . 2( ) A tensão no fio é dada pela diferença entre o empuxo e o peso da esfera. 3( ) A pressão atmosférica pode ser entendida como o peso de uma coluna de ρ 2 1,0 m ar dividido pelo volume dessa coluna. 4( ) A pressão total na base da esfera H é de 1,1 atm. A A h1 6) Para incentivar os alunos a compreender melhor os conceitos da física que estavam B C estudando, um professor distribuiu entre seus estudantes dois blocos idênticosA pressão atmosférica é dada por Patm e a (cada um com 0,5 kg e 100 cm3), umaceleração da gravidade é dada por g. recipiente com água, um pedaço deTendo como referência as informações barbante, uma barra muito leve de 1 m dedadas e as afirmações abaixo, assinale comprimento e um apoio. Quando todoscom (V) aquelas que são verdadeiras e possuíam seus “kits”, o professor pediu aoscom (F) aquelas que são falsas. alunos que eles montassem um sistema de1( ) A pressão em um ponto situado acordo com o diagrama abaixo eno meio de separação entre os dois anotassem suas conclusões.líquidos (ponto A) será dada por PA = ρ 2 gh2 + Patm .2( ) A pressão no ponto C é maior do 1 2que a pressão no ponto B.3( ) O valor da pressão no ponto B éigual a PB = ρ1 gH .4( ) A pressão no ponto C é maior doque a pressão no ponto A de umaquantidade igual a ∆P = ρ1 gh1 .5) Uma esfera está presa a um fio esticado,de massa desprezível, fixo no fundo de umrecipiente com água, como mostra a figuraabaixo. As conclusões de um dos estudantes, ao desprezar a massa da barra, estão listadas abaixo. Marque para cada uma delas (V) verdadeira ou (F) falsa. Dados: aceleração da gravidade: g = 10 m/Dados: Pressão atmosférica = 1 atm = 1 × s2105 Pa densidade da água: ρ = 1 g/cm3 Aceleração da gravidade = 10 m/s2 1( ) Para que o sistema fique em Massa específica da água = 103 kg/ equilíbrio, 2 = 0,3 m.m3 2( ) No equilíbrio, a força vertical feita pelo apoio sobre a barra é de 9 N. 2
  • 3. 3( ) No equilíbrio, a tensão no fio quesustenta o corpo submerso é de 3 N.4( ) Se apoiarmos a barra, de modoque 1 = 0,4 m, o sistema iniciará ummovimento de rotação no sentido horário.7) Um recipiente cilíndrico aberto, cuja áreade base é A, contém água em seu interior.Uma barra cilíndrica maciça cuja área de Considerando que a densidade da água ébase é S encontra-se em equilíbrio, 1000 kg/m3 e desprezando a pressãoparcialmente imersa na água, de modo que atmosférica, marque para as alternativasum comprimento da barra igual a h/2 está abaixo (V) verdadeira, (F) falsa ou (SO)dentro do líquido. Nessa situação, a altura sem opção.da coluna de água no recipiente é h, 1 ( ) A ponte está 1cm imersa na água quando não há nenhum caminhão sobre ela.conforme figura abaixo. 2 ( ) A massa de cada caminhão é de 6.000 kg. 3 ( ) A força resultante sobre a ponte é maior quando há caminhões sobre ela do que quando ela está vazia (sem caminhões). 4 ( ) À medida que a temperatura da água diminui (entre 4ºC e 0ºC ), a parte imersa da ponte aumenta. Obs: a densidade da água decresce com a diminuição de temperatura nesse intervalo (anomalia da água). 9)Julgue verdadeiros(V) ou falsos (F) o itens abaixo. ( ) A figura abaixo mostra uma prensa hidráulica cujos êmbolos têm seções A1 = 20 cm2 e A2 = 40 cm2. Sobre o Considerando as informações acima e primeiro êmbolo, aplica-se uma força F desendo ρ a densidade da água, g o módulo módulo igual a 20 N e, desta forma,da aceleração da gravidade local e patm a mantém-se em equilíbrio uma bola de pesopressão atmosférica, marque para as desconhecido, colocada sobre o segundoalternativas abaixo (V) verdadeira, (F) falsa êmbolo.ou (SO) sem opção.1 ( ) O volume de água contida no →recipiente é igual a Ah. F bola2 ( ) O empuxo aplicado à barra cilíndrica A A 1 2 ρgShimersa na água é igual a . 23 ( ) A pressão total na base da barracilíndrica imersa na água é: (patm + ρgh/2). líquido4 ( ) Ao se retirar a barra cilíndrica daágua haverá uma diminuição da alturada coluna de água igual a Sh/2A. Podemos afirmar que o peso dessa bola vale 20 N.8) Uma empresa de construção de estradasmontou uma ponte desmontável flutuantede 4m de largura com uma massade 2.400Kg, sobre um rio de 60m delargura. Notou-se que, quando 10caminhões iguais passavam ao mesmotempo Movimento de Assistência Estudantilsobre a ponte, esta afundava mais 25cm. (M.A.E.) Física – Pré-PAAES – 2ª etapa (TERMOLOGIA) 3
  • 4. 1) (UFU) O gráfico abaixo corresponde à reta de calibração de um termômetro na 3) (UFU) Uma ponte de aço tem 1000 m de escala X versus a escala Celsius: comprimento. O coeficiente de dilatação X linear do aço é 11.10 - 6 / 0C. A expansão da80 ponte, quando a temperatura sobe de 0 0C para 30 0C, é: a) 33 cm b) 37 cm c) 41 cm d) 52 cm 0 100 e) 99 cm C (Celsius)-20 4) (UFU) Um orifício numa panela de ferro, a 0ºC, tem área de 5 cm2. Se o coeficiente Podemos afirmar que: de dilatação linear do ferro é de 1,2 × 10-5 a) A temperatura de fusão da água, sob ºC-1, a área deste orifício a 300ºC será, em pressão de 1 atm, é 20ºC. cm2: b) Na temperatura de 50ºC, a leitura, na a) 5,018 escala X, é de 30ºX. b) 10,036 c) A temperatura de ebulição da água, sob c) 10,072 pressão de 1 atm, é 80ºC. d) 5,036 d) 77 K corresponde, na escala X, ao valor e) 4,964 de -196ºX. e) Um paciente, na temperatura de 20ºX, 5) (UFU) Um frasco tem volume de 2000 não estaria com febre. cm3 a 0ºC e está completamente cheio de mercúrio a essa temperatura. Aquecendo- 2) Considere duas barras metálicas, A e B, se o conjunto até 100ºC, entornam 30,4 de comprimentos LoA e LoB a uma dada cm3 de mercúrio. O coeficiente de dilatação temperatura t o, com coeficientes de volumétrica do mercúrio é 18,2 . 10-5 ºC-1. dilatação linear d A e e B, respectivamente. Calcule o coeficiente de dilatação linear do Nessa condição, o comprimento da barra A frasco. é 0,01 % maior do que o comprimento da barra B, conforme figura abaixo. 6)A tabela abaixo apresenta o coeficiente de dilatação volumétrica (a ) de algumas substâncias. Já, as quatro retas (A, B, C e D) do gráfico representam o volume (V) de uma determinada substância (não Com base nessas informações, marque necessariamente as substâncias da tabela) para as alternativas abaixo (V) Verdadeira, em função de sua temperatura (T). As retas (F) Falsa ou (SO) Sem Opção. B e C são paralelas. Cruzando 1 ( ) Para que as duas barras tenham o mesmo comprimento ao serem aquecidas, é necessário que é B seja maior do que A. 2 ( ) Conhecendo-se os valores de CA, B, LoA, LoB e e o, a temperatura , na qual as duas barras terão o mesmo comprimento é dada por L0 B − L0 A θ = θ0 + L0 Aα B − L0 Bα A 3 ( ) Se o coeficiente de dilatação linear da barra A for igual a 5 x 10 −6 0C −1 , ao se aumentar a temperatura da barra em 100 0 C , o seu comprimento irá aumentar Cruzando as informações fornecidas pela 0,05%. tabela e pelo gráfico, marque a alternativa 4 ( ) Se SA for maior do que f B, é correta. possível que as duas barras tenham o A) Se a reta D representar a glicerina, mesmo comprimento ao serem esfriadas então a reta C pode representar o álcool (( < < o). etílico ou o petróleo. 4
  • 5. B) Se a reta B representar o álcool etílico, 9) (UFU) Tem-se 40 g de gelo a -10ºC eentão a reta C pode representar o mercúrio deseja-se transformá-lo em vapor d’águaou a glicerina. superaquecido a 200ºC.C) As retas C e D representam uma única São dados:substância. cgelo = 0,55 cal/g ºCD) A reta A pode representar qualquer uma cágua = 1,00 cal/g ºCdas substâncias da tabela. cvapor = 0,5 cal/g ºC Lfusão = 80 cal/g7)2.000 g de uma determinada substância Lvaporização = 540 cal/gestá inicialmente na fase sólida. É Assinale a alternativa VERDADEIRA.fornecido calor a essa substância e, com a) É possível fundir o gelo, fornecendo-lheisso, sua temperatura 2,2 × 102 calorias.varia, conforme mostra o gráfico abaixo. b) A quantidade de calor necessária para elevar a temperatura do vapor d’água até 200ºC é 21,6 × 103 calorias. c) Para vaporizar os 40 g de água é preciso fornecer 2,0 × 103 calorias. d) A quantidade de calor necessária para elevar a temperatura da água resultante da fusão até a temperatura de vaporização é 4,0 × 103 calorias. e) A quantidade de calor necessária para transformar 40 g de gelo a -10ºC em vapor a 200ºC é 6,22 × 103 caloriasConsidere as informações apresentadas e 10) (UFU-PAIES) Considere dois líquidos:determine para essa substância. o primeiro, de massa m1, calor específicoA) O calor específico quando essa c1, que está inicialmente à temperatura T1;substância se encontrar no estado sólido. o segundo, com massa m2, calor específicoB) O calor específico quando essa c2, que está inicialmente à temperatura T2.substância se encontrar no estado de Suponha T2 > T1 e que só há troca de calorvapor. entre os dois líquidos. Com base nessasC) O calor latente de vaporização. informações, decida se cada afirmaçãoD) A máxima velocidade (em km/h) que um abaixo é (V) verdadeira ou (F) falsa.veículo de massa 2.100 kg, inicialmente em 1( ) Ao misturar os dois líquidos, arepouso, atingiria se todo o calor fornecido temperatura em que o sistema adquirea essa substância lhe fosse dado e equilíbrio térmico será, necessariamente,convertido em energia cinética. maior que T2.Dado: Utilize 1 cal = 4,2 J 2( ) Ao misturar os dois líquidos e atingido o equilíbrio térmico à temperatura8) (UFU-PAIES) 100 gramas de água (calor T, o ganho de calor para o primeiro líquidoespecífico = 1,0 cal/g.oC) a 27oC são é Q1=m1c1(T-T1).totalmente transformados em gelo (calor 3( ) A temperatura T de equilíbrioespecífico = 0,5 cal/g.oC) a 0oC. térmico, após a mistura dos dois líquidos, éPosteriormente, o gelo é levado a uma dada por (m1c1T1 + m2c2T2)/(m1c1 + m2c2).temperatura igual a –3oC. O calor latente 4( ) Se os dois líquidos possuemde solidificação da água é Ls = −80 cal/g. densidades diferentes e não se misturam,Assinale cada afirmativa abaixo com (V) se não haverá troca de calor, pois para haververdadeira, ou com (F) se falsa. troca de calor sempre deve haver troca de1 ( ) A quantidade de calor retirada da água partículas.no estado líquido foi de 2400 cal.2 ( ) Para abaixar a temperatura do gelo,foram retiradas 150 cal de calor.3 ( ) Para solidificar completamente a água, 11) (UFU) O recipiente de paredesà temperatura de 0oC, foi necessário retirar adiabáticas, apresentado na figura abaixo,8000 cal de calor. está completamente cheio com 51 gramas4 ( ) A capacidade térmica dessa massa de de água a uma temperatura de 20ºC.água é de 100 cal/oC. 5
  • 6. Fenômenos que acarretam mudanças no clima local ou global são cada vez mais constantes, sendo um deles a “inversão térmica”. O esquema abaixo indica as condições térmicas de duas camadas da atmosfera em uma situação de dia normal (A), e em outro emUma chave de ferro de massa 40 gramas e que ocorre a “inversão térmica” (B).com temperatura inicial de 220ºC étotalmente imersa nesse recipiente, deforma muito rápida. Após um longointervalo de tempo, o sistema entra emequilíbrio térmico. Conhecendo-se adensidade do ferro, 8 g/cm3, a densidadeda água, 1 g/cm3, o calor específico doferro, 0,1 cal/g ºC e o calor específico daágua, 1 cal/g ºC, calcule: Marque, para as afirmativas abaixo, (V) Verdadeira, (F) Falsa ou (SO) Sem Opção.A) o volume inicial da chave. 1 ( ) Na inversão térmica, os gasesB) a temperatura final do sistema. poluentes não se dispersam, porque seC) a variação volumétrica da chave após tornam menos densos que os gasesentrar em equilíbrio térmico com a água, das mais altas camadas da atmosfera, osabendo-se que o coeficiente de dilatação que faz com que fiquem aprisionadosvolumétrica do ferro é igual a 4,0 × 10-5 ºC-1. próximos ao solo. 2 ( ) Em dias em que ocorre inversão12) (UFU) Colocam-se 400 g de um sólido térmica, o gases poluentes que estão maisa 70ºC em um recipiente onde existe uma próximos ao solo se tornam frios,mistura de 100 g de água e 20 g de gelo a assim como os das camadas superiores, o0ºC. Desprezando-se as trocas de calor que não favorece a formação das correntescom o recipiente e com o meio externo, de convecção.sendo 80 cal/g o calor de fusão do gelo e 3 ( ) Em dias sem inversão térmica, ossabendo-se que a temperatura de equilíbrio gases poluentes se dispersam por meio deé 20ºC, pode-se afirmar que o calor correntes de convecção noespecífico do sólido, em cal/g ºC, é: sentido do solo para as mais altas camadasa) 0,2 b) 0,8 c) 8,5 d) 12,4 e) 80,0 da atmosfera. 4 ( ) Em dias em que ocorre inversão13) (UFU) Um calorímetro contém 90 g de térmica, o regime de trocas de calor entreágua à temperatura ambiente de 25ºC. as camadas da atmosfera funcionaColoca-se em seu interior um bloco de do mesmo modo que no interior de umaferro, cuja massa é de 100 g e cuja geladeira, que possui o congelador em suatemperatura é de 90ºC. Após atingido o parte superiorequilíbrio térmico, o termômetro acusou30ºC para a temperatura da mistura. Sendo0,11 cal/g ºC o calor específico do ferro,determine a capacidade térmica docalorímetro.14)São Paulo teve hoje piora na qualidade 15)Uma certa quantidade de um gás idealdo ar devido à inversão térmica (fenômeno monoatômico realiza um ciclo A → B → Cque dificulta → A, conforme o diagrama de pressão (P)a dispersão de poluentes) no nível da x volume (V), abaixo.superfície. Segundo a Cetesb (Companhiade Tecnologiade Saneamento Ambiental),quanto mais baixa a inversão, pior aqualidade do ar.Fonte: Folha Online, de 21/08/2003. 6
  • 7. 19) (UFU) Sob uma pressão constante de 5 N/m2, uma massa de gás se dilata, conforme o gráfico abaixo. O trabalho externo realizado pelo gás é, em joules: V (m3) 1,4 1,0 200 280 T (K)Com base nessas informações, marquepara as alternativas abaixo (V) Verdadeira, a) 2 b) 20 c) 0,2 d) 0,4 e) 0,005(F) Falsa ou (SO) Sem Opção.1 ( ) A temperatura do gás em C é vinte 20) (UFU-PAIES) Certa massa gasosa,vezes maior do que a temperatura em A. comportando-se como um gás ideal, está2 ( ) A pressão do gás em A é quatro contida num recipiente fechado,vezes menor do que a pressão do gás em inicialmente a uma temperatura T, pressãoB. P e volume V. Considerando a constante3 ( ) A temperatura do gás em B é maior universal dos gases R = 0,08 atm . l / mol .do que a temperatura do gás em C. K, assinale (V) para cada afirmativa4 ( ) Na transformação isobárica, A → B, verdadeira e (F) para cada afirmativa falsa.todo o calor fornecido ao gás é convertido 1( ) Se a massa for aquecida de formaem trabalho, que é igual a 3PV. que sua temperatura aumente, tanto sua pressão como seu volume obrigatoriamente16) (UFU) Comprimindo-se um gás aumentarão.isotermicamente: 2( ) Se a massa de gás duplicar dea) a pressão diminuirá, mas a temperatura volume, mantendo a mesma pressão, suaaumentará. temperatura também duplicará.b) o produto da pressão pelo volume (PV) 3( ) O gás é expandidoaumentará. isotermicamente, partindo da pressão P ec) a pressão aumentará e a temperatura do volume V até a pressão P’.permanecerá constante. Posteriormente, é comprimidod) a pressão e a temperatura não alterarão. isobaricamente até o volume V e finalmentee) a pressão e a temperatura diminuirão. aquecido isometricamente até a pressão P. O gráfico que representa essas17) (UFU) Constitui transformação transformações é o seguinte.adiabática aquela em que:a) a energia interna do sistema não varia.b) a energia interna do sistema aumenta.c) não há troca de calor do sistema com omeio.d) há troca de calor do sistema com o meio.e) a temperatura do sistema não varia. 4( ) Se a massa de gás for de18) (UFU) Um gás ideal sofre a hidrogênio (massa molecular M = 2,0 g) e otransformação pressão x volume abaixo: recipiente de volume 4 m3 estiver a uma P (atm) pressão de 3 atm e temperatura 27ºC, a massa total do gás será de 1,0 g. 5O trabalho realizado pelo gás, em atm.l, é: 2a) 2 b) 8 c) 14 d) 26 e) 54 21) (UFU) O gráfico abaixo representa um ciclo termodinâmico reversível, (A → B → C 0 3 7 V (l) → A), experimentado por um mol de um 7
  • 8. gás ideal. Dado: Constante universal dosgases R = 8,3 J/mol.K.De acordo com o gráfico, analise asafirmativas abaixo e responda de acordo Esse gás é então expandido até o estadocom o código. II, com 20 litros e temperatura 300 K.I- A variação da energia interna no ciclo Dado: R = 0,08 atm.litro/mol.Kcompleto (A → B → C → A) é nula. Calcule:II- Em um ciclo completo entrou 124,5 J de A) o trabalho realizado pelo gás nocalor no sistema. processo de expansão.III- A temperatura do sistema no ponto A é B) a variação da energia interna do gás.300 K.A) I e III são corretas. B) I e II são 25) (UFU) O gráfico representa a variaçãocorretas. de energia interna de um gás ideal aC) II e III são corretas. D) Apenas I volume constante.é correta.22) (UFU) Um gás ideal é comprimido tãorapidamente que o calor trocado com o U (Cal)meio é desprezível. É correto afirmar que:a) A temperatura do gás diminuiu. 1500b) O gás realiza trabalho para o meioexterior. 1000c) A energia interna do gás aumenta.d) O volume do gás aumenta. T (K) 200 300e) A pressão do gás diminui. a) Qual o trabalho feito no intervalo de 20023) (UFU) Para uma amostra fechada de K a 300 K?um gás ideal assinale a alternativa FALSA. b) Qual o calor que o gás absorveu?A) Se em uma transformação adiabática ovolume da amostra aumenta, concluímos 26) Um tanque de 0,1 m 3 de volume está cheioque a energia interna da amostra aumenta. com gás hélio a 120 atm e à temperaturaB) Se em uma transformação isotérmica a ambiente. O gás é usado para encher balões depressão do gás aumenta, concluímos que a borracha, cada um, com um volume de 1 litro (1energia interna do gás permanece litro = 1.000 cm 3 ), a uma pressão de 1,2 atm econstante. à temperatura ambiente.C) Se em uma transformação isobárica o Se todo esse gás do tanque for utilizado paravolume do gás aumenta, concluímos que a encher os balões, a quantidade de balões que será preenchida é.energia interna do gás aumenta. A) 1.200 balões.D)Seem uma transformação isovolumétrica B) 10.000 balões.a pressão do gás aumenta, concluímos que C) 12.000 balões.a energia interna do gás aumenta. D) 100.000 balões24) (UFU) Um mol de gás idealmonoatômico está inicialmente no estado I,com um volume de 18 litros e àtemperatura de 270 K, como mostra odiagrama V x T abaixo. 27) A teoria termodinâmica estabelece que uma máquina térmica necessita de duas fontes de trabalho, as quais são 8
  • 9. caracterizadas pelas suas respectivas ( ONDULATÓRIA)temperaturas. A figura abaixo esquematiza 1) (UFV-PASES) O bloco de massa m dao caso de um automóvel, em que a fonte figura abaixo oscila, ligado a uma mola dequente, à temperatura Tq, está vinculada à constante elástica K, entre os pontos A e A’combustão da mistura combustível+ar de uma superfície horizontal sem atrito,(regulados pelas injeções eletrônicas), que sendo O a posição de equilíbrio.fornece o calor Qq, enquanto a atmosferafaz o papel de fonte fria à temperatura Tf,recebendo o calor Qf através dosescapamentos dos veículos. Dessa forma,infelizmente, o meio ambiente é A O A’gradativamente mais comprometido a partir a) Se o tempo gasto pelo bloco noda existência de um deslocamento entre A e A’ é 2,0 s,número excessivo de automóveis em determine, então, o período e a freqüênciacirculação nas grandes cidades. do seu movimento oscilatório.Admita que no ciclo motor do referido b) O gráfico abaixo ilustra a variação dasautomóvel tem-se: energias cinética e potencial elástica doQq = 3000 cal - Tq = 1200 K bloco, quando o mesmo se desloca entreQf = 2100 cal - Tf = 300 K os pontos A e A’. Energia__________ _ Energia___________ A O A’ Identifique as curvas apresentadas, completando com as palavras cinética ou potencial elástica, no próprio gráfico, os respectivos espaços. c) Relacione graficamente, abaixo, a energia mecânica total do bloco em função de sua posição entre os pontos A e A’.Marque, para as afirmativas abaixo, (V)Verdadeira, (F) Falsa ou (SO) Sem Opção.1 ( ) O trabalho realizado pelo motor, emcada ciclo é :2 ( ) O rendimento térmico desseautomóvel é: 70% A O A’3 ( ) Segundo as leis da termodinâmica, omáximo rendimento teórico possível desse d) Sendo 0,20 m a distância entre osautomóvel é 75%. pontos O e A e sabendo-se que m = 0,0404 ( ) Em um ciclo termodinâmico de uma kg e K = 16 N/m, calcule o módulo damáquina térmica motora, a variação da velocidade máxima do bloco na oscilação.energia interna do gás que processa o cicloé positiva. 2) (UFU-PAIES) Um bloco, preso na extremidade de uma mola, é puxado para baixo e imediatamente liberado, de forma que o sistema oscile verticalmente. Com um cronômetro, zerado no instante em que o bloco atingiu sua posição mais baixa, mediu-se 2 s para que o bloco retornasse mais 4 vezes a esta mesma posição. Tendo como base estas informações, Movimento de Assistência Estudantil marque para cada afirmação abaixo (V) (M.A.E.) verdadeira ou (F) falsa. Física – Pré-PAAES – 2ª etapa 9
  • 10. 1( ) O bloco oscila, porque há duasforças atuando nele: a força peso, para 1( ) Sobre o princípio de conservaçãobaixo, e a força da mola, para cima. de energia, é correto afirmar que a energia2( ) O período de oscilação do bloco é cinética que o objeto de massa m possui no½ segundo. ponto O transforma-se totalmente em3( ) A freqüência de oscilação do energia potencial quando o objetobloco é 2 Hz. encontra-se no ponto F.4( ) O período de oscilação do bloco 2( ) Se o objeto gasta 0,2 s para ir dodepende de quanto a mola é alongada ponto O ao ponto F, o período de oscilaçãoinicialmente. do pêndulo é 0,8 s. 3( ) Se o comprimento do fio L for3) (UFU-PAIES) Duas massas m1 e m2 duplicado, o período de oscilação dopontuais (volumes desprezíveis) pêndulo também será duplicado.encontram-se ligadas a molas de 4( ) Uma das formas de aumentarmosconstantes elásticas idênticas e iguais a k. a freqüência de oscilação do pêndulo éEste conjunto massas-molas encontra-se aumentar o comprimento L do fio.em equilíbrio sobre um plano sem atritoalinhado com o eixo X, conforme figura 5)partícula de massa M. Abandona-se esseabaixo. Então a mola com a massa m1 é pêndulo na posição horizontal, no ponto A, acomprimida de 20 cm e solta. Ao se partir do repouso, conforme figura abaixo. Essedeslocar para a direita, a massa m1 acopla- pêndulo realiza um movimento no plano vertical, sob ação da aceleração gravitacional g.se à massa m2 formando um único corpode massa m1 + m2 que passa a realizaruma oscilação completa a cada 2segundos. Sendo x a variável querepresenta a posição no sistema dereferência dado, ao longo do eixo X,marque para as alternativas abaixo (V)verdadeira, (F) falsa ou (SO) sem opção. Com base nessas informações, determine: A) A velocidade da partícula no exato instante em que ela passa no ponto mais baixo de sua trajetória (ponto B).1 ( ) A velocidade máxima da massa m1 B) A intensidade, a direção e o sentido daocorrerá quando ela passar pela primeira tensão com que o fio atua sobre avez por x = 50 cm, após ser abandonada. partícula, nesse ponto B.2 ( ) Quando m1 ficar conectada a m2, o C) A velocidade da partícula (em função demódulo da força resultante que atuará q) no exato instante em que a força desobre as duas massas será F = 2kx. 3Mg3 ( ) A aceleração do sistema (m1+m2), tensão sobre a partícula é , ponto c.após as duas massas ficarem conectadas, 2será a = 2k(60-x)/(m1+m2). 6) (UFU-PAIES) Nas afirmativas abaixo4 ( ) Após as duas massas ficarem considere a aceleração da gravidade g = 10conectadas, o sistema (m1+m2) oscilará m/s2, quando necessário, assinalando (V)com freqüência de 2 Hz. para cada afirmativa verdadeira e (F) para falsa.4) (UFU-PAIES) Considere o movimento de 1( ) Um pêndulo descrevendo umum pêndulo que oscila num plano vertical movimento harmônico simples nãoentre os pontos I e F, passando pelo ponto conserva a energia, pois a velocidade doO, mostrado na figura abaixo. corpo que oscila varia constantemente. 2( ) No espaço onde não há matériaDesprezando a massa do fio que sustenta alguma (nem atmosfera), não podemos nos Fo objeto de massa m e o amortecimento do I comunicar com ondas sonoras (a fala, porsistema, marque para as afirmativas abaixo exemplo), pois as ondas sonoras O(V) verdadeira ou (F) falsa. 10
  • 11. necessitam de um meio para se para 400 nm ao entrar no líquido, e a suapropagarem. cor muda. [Considere 1nm (nanômetro) =3( )Uma das características básicas das 10 - 9 m.]ondas é que elas não transportam matéria, ( ) Um objeto de cor azul mantém-se azulmas transportam energia. quando mergulhado na água, que possui4( ) O intervalo de tempo entre a um índice de refração maior do que o do ar.emissão da onda no ponto A, representada Isso ocorre porque, apesar da velocidadeabaixo, e sua chegada no ponto B é de 3 s. de propagação da luz na água ser menor, aLogo, a freqüência dessa onda é de 1,5 Hz. freqüência da onda luminosa se conserva. ( ) Podemos perceber as ondas no mar contornando barcos e pedras, assim como podemos ouvir o som produzido em determinado recinto, mesmo que nos encontremos em outro. Isso é denominado reflexão. ( ) A experiência de Young mostrou ser possível obter interferência com a luz, estabelecendo, de maneira praticamente definida, que a luz é um movimento7) (UFV-PASES) Uma onda transversal ondulatório. Repetindo a sua experiênciapropaga-se para a direita numa corda que com luz de cores diferentes, Youngtem uma marca próxima à extremidade fixa verificou que a separação entre as franjasna parede. A figura abaixo ilustra um “flash” de interferência variava conforme a cordessa onda, que se propaga com utilizada. Sabe-se que em uma figura develocidade constante e de módulo 20 m/s. interferência é possível estabelecer a seguinte relação entre a separação, ∆x, de duas linhas nodais consecutivas e o Pare comprimento de onda λ usado na 0,40 de m 1,0 Lλ L m experiência: Δx = e = constante ,0,4 d d0m onde d é a separação entre as fontes e L é a distância destas fontes ao anteparo. marApós análise da figura acima: ca Então, como para cada cor correspondea) Determine a amplitude (A), o um valor diferente de ∆x, podemos afirmarcomprimento da onda (λ), bem como a que Young concluiu que para cada corfreqüência (f) e o período (T), completando corresponde um comprimento de onda λo quadro abaixo: diferente. A ( m ) λ ( m ) f ( hertz ) T ( s ) ( ) Em shows musicais, comícios e desfiles carnavalescos, é possível identificar regiões onde o som é mais intenso e outrasb) Determine o tempo, a partir do “flash” onde ele é praticamente inaudível. Doilustrado acima, gasto pela frente de onda mesmo modo, é possível observar que,para atingir a parede. após o encontro de duas ou mais ondas nac) Descreva o movimento da marca da água, em certas regiões as ondas ficamcorda durante a passagem da onda por ela. mais altas, enquanto em outras elas desaparecem. Podemos afirmar que isso é8) (UFU-PAIES – modificado) interpretado como interferência entre as ondas.( ) Quando uma onda de comprimento deonda λ, freqüência f e velocidade depropagação v passa de um meiohomogêneo menos refringente para outromeio homogêneo mais refringente,podemos afirmar que λ aumenta, f aumenta ( ) A figura abaixo é uma representaçãoe v permanece constante. esquemática de propagação de ondas, na( ) Um feixe de luz azul (comprimento de superfície da água de um tanque, deonda 480 nm) penetra em um líquido com profundidade uniforme. Podemos afirmaríndice de refração igual a 1,2. O que o fenômeno ondulatório representadocomprimento de onda desta luz diminui 11
  • 12. na figura, que ocorre quando a onda passa A) Para a onda emitida pelo sanar, determine:pela fenda, A 1 - a freqüência no ar; A 2 - o comprimento de onda no ar; A 3 - o comprimento de onda na água. B) Se o dispositivo está fixo no fundo de um navio e o eco de uma onda que "bateu" no fundo do oceano retornou ao navio 0,8 segundos após sua emissão, qual é a profundidade do oceano nesse ponto? 10)João e Maria estão, cada um, em um brinquedo de “pula-pula”. João sopra um apito que emite ondas sonoras com uma freqüência fo bem definida. As figuras abaixo mostram as diversas situações em que o casal João e Maria podechama-se difração. estar posicionado. As velocidades de João e Maria são representadas por vJ e vM, respectivamente.( ) Nosso ouvido é capaz de distinguir doissons de mesma freqüência e mesmaintensidade, desde que as formas dasondas sonoras correspondentes a estessons sejam diferentes. Então, podemosafirmar que os dois sons têm timbresdiferentes.( ) Em uma reportagem de junho de 2000foi relatada a morte de baleias nos EstadosUnidos. Tais mortes foram causadas porum dispositivo, existente em navios,denominado sonar que, ao provocar danosno aparelho auditivo das baleias,desorientou-as. Com isso ocorreramencalhamentos na areia e a morte dealgumas delas. Podemos afirmar, então, Com base nessas informações, marque para as alternativas abaixo (V) Verdadeira, (F)que o sonar é um dispositivo que utiliza, de Falsa ou (SO) Sem Opção.modo semelhante aos morcegos, a reflexão 1 ( ) Se João e Maria estiverem subindo comdos ultra-sons, com freqüência superior a a mesma velocidade, vJ = vM na Figura 1, a20000 hertz, para localizar a posição de freqüência do som do apito que Maria iráobjetos tais como: cardumes, submarinos escutar será maior do que aquela de quandoou pontos no fundo do mar. eles estiverem descendo, também com a mesma velocidade.( ) Você já deve ter notado que as sirenes 2 ( ) Na Figura 2, com João descendo e Mariados carros de polícia e ambulância, quando subindo, a freqüência do som do apito quese aproximam de nós, têm som mais agudo Maria irá escutar será maior do que fo.do que quando se afastam. Quem já foi a 3 ( ) No instante em que João e Maria seuma corrida de fórmula 1, por exemplo, cruzam, entre as situações da Figura 2 e da Figura 3 – João descendo e Maria subindo –,sabe que o ruído do motor dos carros a freqüência do som que Maria ouve é igual fo.também se comporta assim: muda de 4 ( ) Na Figura 3, com João descendo e Mariaagudo (maior freqüência) para grave subindo, Maria irá notar que o som do apito se(menor freqüência) quando os carros torna mais grave, isto é, a freqüência do som será menor do que fo.passam em nossa frente. Isto acontecesempre que a fonte de um som está emmovimento. Podemos afirmar que essefenômeno chama-se efeito Doppler. Movimento de Assistência Estudantil (M.A.E.) Física – Pré-PAAES – 2ª etapa (ÓPTICA)9)Um sonar é um dispositivo que emite ondassonoras e utiliza seu eco para localizar objetos. 1) (UFU-PAIES) Com relação à naturezaSuponha que um sonar emita ondas na da luz e sua propagação, marque parafreqüência de 40 kHz. Obs. Considere as cada afirmativa abaixo (V) verdadeira ouvelocidades da onda no ar e na água como 320 (F) falsa.m/s e 1280 m/s, respectivamente. 12
  • 13. 1( ) As estrelas, como por exemplo, o espelho convexo ou colocamos o objeto aSol, emitem luz enquanto os planetas uma distância maior que o centro desomente refletem a luz que recebem. curvatura de um espelho côncavo.2( ) Para que um farol de automóvel, 3 ( ) Um raio de luz que se propaga no arcomposto de um pequeno filamento incide sobre a superfície da água,emissor de luz e de um espelho, funcione formando um ângulo de 60º com abem, é necessário que o espelho seja horizontal. O raio é refratado formando umcôncavo e o filamento esteja no centro de ângulo maior que 60º com a horizontal.curvatura do espelho. 4 ( ) Nunca podemos usar uma lente3( ) Sendo a velocidade da luz no convergente para aumentar a imagem devácuo de 300000 km/s, ao entrar na água um objeto, pois esse tipo de lente sempre(índice de refração da água n = 1,33) sua produz imagens virtuais.velocidade aumenta para 399000 km/s.4( ) A capa de um livro apresenta acor vermelha quando iluminada por luz 4)Um raio de luz monocromática caminha nobranca. Quando iluminada por luz azul, vidro na direção da interface vidro/água.esta capa aparenta cor verde. Sabendo que o ângulo de incidência é tal que ocorre uma reflexão total e que nvidro > nágua > nar, marque para as alternativas abaixo (V)2) (UFU-PAIES) Assinale (V) para cada verdadeira, (F) falsa ou (SO) sem opção.afirmativa verdadeira e (F) para cada 1 ( ) Se trocarmos a água por ar, o ângulo limiteafirmativa falsa. de incidência para reflexão total diminuirá.1( ) Um feixe de luz de raios paralelos 2 ( ) Enquanto ocorrer reflexão total, umrefletido num espelho côncavo é observador na água não verá a fonte de luz.transformado num feixe de raios 3 ( ) A reflexão total se dá apenas quando o raioconvergentes, onde todos os raios viaja de um meio de índice de refração menorpassarão por um ponto, chamado foco. para um outro meio de índice de refração maior.2( ) A luz emitida pelo Sol contém 4 ( ) Na condição de reflexão total na interface vidro/água, a soma do ângulo limite detodas as freqüências da faixa visível, por incidência mais o ângulo de refração é igual aisso conseguimos distinguir as diferentes 90°.cores dos objetos durante o dia.3( ) Sendo a velocidade da luz no 5) (UFU-PAIES – modificado)vácuo c, sua velocidade num meio comíndice de refração n continua sendo c, pois ( ) Um corpo de cor preta é aquele que nãoo que muda é sua trajetória e não o módulo reflete e nem emite luz visível.da sua velocidade. ( ) Num recinto fechado, à prova de luz4( ) A figura abaixo representa um externa, é feita uma exposição de quadros,sistema composto por um objeto O e uma sendo que todas as telas são pintadas comlente convergente, onde F é o foco e V é a pigmentos puros, nas cores verde eposição do vértice da lente. A imagem do vermelho. Se os quadros forem iluminadosobjeto será real, invertida e menor. com luz amarela monocromática, as telas irão aparecer nas cores laranja e azul. ( ) Desejando destacar alguns detalhes e produzir alguns efeitos necessários a uma cena, um iluminador dirige um facho de luz vermelha para uma região do palco onde há uma cortina que, sob luz branca, é branca, azul e vermelha. Podemos afirmar que sob luz vermelha, a cortina será vista pelo público em dois tons de vermelho e preto.3) (UFU-PAIES) As questões abaixo ( ) Podemos afirmar que, para fotografarreferem-se à óptica geométrica. Com um objeto de 1,5 m de altura, com umarelação a esse assunto, marque para as máquina de 4,0 cm de profundidade, quealternativas abaixo (V) verdadeiras ou permite fotos de 3,0 cm de altura, devemosfalsas. nos colocar a uma distância de 2 m desse1 ( ) A imagem de um objeto real que se objeto.encontra entre o observador e um espelho ( ) Quando uma pessoa se aproximaplano é sempre virtual. diretamente de um espelho plano fixo, com2 ( ) Para aumentar a imagem de um objeto uma velocidade v, podemos afirmar que elacom o uso de espelhos, usamos um 13
  • 14. aproxima-se de sua imagem com umavelocidade, também igual a v.( ) Um espelho côncavo para barbear tem240 mm de raio. Olhando para ele de umadistância de 60 mm, podemos afirmar queo tamanho de um detalhe de 5 mm de seurosto será 5 mm.( ) Os espelhos convexos são usados comoretrovisores em motos, garagens,elevadores, do lado direito de carros e emoutros locais onde se faça necessário o seuuso. Por exemplo, o ascensorista, olhandoatravés de um espelho convexo, podesaber se já é possível fechar a porta doelevador. Podemos afirmar que essesespelhos são usados com o objetivo de Nesse esquema, o feixe refratado 3ampliar o campo visual. corresponde à cor.( ) A velocidade da luz no vácuo é c. A) branca.Podemos afirmar que a velocidade da luz B) violeta.em um meio, com índice de refração C) verde. 4 4 D) vermelha.n= é c. 3 3 7)Considere o filamento de uma lâmpada, de( ) A velocidade da luz no vácuo é C. A 0,5 cm de altura, que se encontra a 10 cm develocidade da luz em um determinado meio um espelho (em seu eixo). Esse filamento tem sua imagem projetada 3 sobre uma parede a 3 m de distância desseé da velocidade da luz no vácuo. Assim, 5 espelho.podemos afirmar que o valor do índice de Determine A) o tipo da imagem (real, virtual, ou imprópria). 3 Explique.refração absoluto desse meio é . 5 B) o tipo do espelho (plano, côncavo, ou( ) A imagem de um objeto real, conjugada convexo). Explique. C) a altura da imagem. Explique se a imagem épor uma lente delgada, é real e três vezes invertida ou não.maior que o objeto. Essa imagem forma-se D) a distância focal do espelho.a 90 cm da lente. Então, podemos afirmarque se trata de uma lente do tipo 8)Em um dado experimento de óptica, umconvergente. grupo de estudantes tem como tarefa( ) A intensidade de luz e calor concentrada determinar a distância focal de uma lentenum ponto é suficiente para queimar um delgada de bordas finas, feita de um materialpedaço de madeira ou de papel. Isso já era transparente, com índice de refração igual a 1,5. Para isso, eles colocam o objeto emconhecido na Antigüidade. Alguns barcos diversas posições (p) ao longo do eixoque navegavam, naquela época, próximos principal da lente e determinam a posição p’aos pólos, carregavam formas destinadas a da imagem em relação à lente.construir lentes de gelo que eram usadas A tabela indica os módulos dos valorespara fazer fogo, aproveitando os raios medidos (em cm) e a figura representa um esquema do aparato experimental.solares. Podemos afirmar que isso é umapropriedade das lentes divergentes.( ) Pessoas míopes possuem o globoocular longo. Para corrigir esse defeito davisão, usam-se lentes convergentes.( ) Olho hipermétrope: o feixe de luzconverge “atrás” da retina. Para corrigiresse defeito de visão, usam-se lentesdivergentes. Com base nas informações dadas, marque para as alternativas abaixo (V) Verdadeira,6)A figura abaixo apresenta um feixe de luz (F) Falsa ou (SO) Sem Opção.branca viajando no ar e incidindo sobre um 1 ( ) Para as posições do objeto (p) àpedaço de vidro crown. A tabela apresenta os esquerda da lente, indicadas na tabela acima,índices de refração (n) para algumas cores a imagem irá se formarem um anteparo ànesse vidro. direita da lente, pois se trata de uma imagem real. 14
  • 15. 2 ( ) A distância focal obtida pelo grupo dealunos é igual a 20 cm.3 ( ) Ao se colocar o objeto em uma posição(p) menor do que 10 cm, a imagem desseobjeto deixará de se formar em um anteparo.4 ( ) Se o experimento fosse realizado dentroda água (nágua = 1,3) para o mesmo conjuntode posições do objeto (p), as posições dasimagens (p’) seriam maiores, resultando emum maior valor da distância focal para amesma lente.9)Carlos e André são estudantes e, em salade aula, enfrentam situações distintas.Carlos precisa se sentar maispróximo à lousa, pois não enxerganitidamente do fundo da sala. André, poroutro lado, só enxerga nitidamente o queestáescrito no quadro quando se senta longedele, no fundo da sala.A) Explique que provável defeito de visãocada um deles possui, em que aspectosseus globos oculares diferem dos deuma pessoa de visão normal e que tipo delentes é recomendado a cada um.B) Ao recebermos a receita médica dooftalmologista para podermos providenciaros óculos, o grau das lentes é dadoem dioptrias (di). Quantas dioptrias possuiuma lente convergente, cujos raios que aatravessam convergem em umponto localizado a 10 cm dela? 15

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