Pressão Atmosférica
Para realizar um experimento com uma garrafa PET cheia d'água,
perfurou-se a lateral da garrafa em trê...
Cinemática
Uma força de 50N é aplicada a um corpo de massa 100kg que se encontra em
repouso. Sendo esta a única força que ...
Dinâmica
Para oferecer acessibilidade aos portadores de dificuldades de
locomoção, é utilizado, em ônibus e automóveis, o ...
Dinâmica
Leis de Newton
Qual a força mínima que deve ser feita para levantar um automóvel com massa
800kg?
A força deve se...
Força do Atrito
Qual o coeficiente de atrito de um bloco de 10kg que alcança 2m/s em um deslocamento
de 10m, partindo do r...
Força Centrípeta
Qual a força centrípeta que um carro de massa 600kg atinge, ao percorrer um curva
de raio 100m a uma velo...
Mackenzie
O pêndulo cônico da figura abaixo é constituído por um fio ideal de
comprimento L e um corpo de massa m = 4,00 k...
Trabalho
Qual o trabalho realizado por uma força de intensidade 100N, formando um ângulo
de 30° com a horizontal, quando o...
Potência
Um bloco de massa 1kg tem aceleração constante de 3m/s². Sendo que esta parte do
repouso, qual a potência instant...
Energia
Qual a energia de um corpo de massa 1kg que se desloca com velocidade constante
igual a 10m/s?
Energia Cinética
Um carro de massa 10³kg se desloca com velocidade 12m/s, quando avista um
pedestre e freia até parar. Qua...
Conservação de Energia Mecânica
Um homem de cai de uma altura de 100m. Qual sua velocidade ao chegar ao solo?
Pelo princíp...
Impulso
Um taco de basebol atinge uma bola durante 0,5s, com uma força de 100N.
Qual o impulso do taco sobre a bola?
Em um...
Quantidade de Movimento
Em um jogo de bilhar uma bola maior, que se desloca com velocidade 3m/s, atinge
outra que estava p...
Calorimetria
Durante o eclipse, em uma das cidades na zona de totalidade, Criciúma-SC,
ocorreu uma queda de temperatura de...
Calorimetria(MACKENZIE)
Um bloco de cobre (c = 0,094 cal/gºC) de 1,2kg é colocado num forno até atingir o
equilíbrio térmi...
Calorimetria(MACKENZIE)
Misturando1,0kg de água (calor específico=1,0cal/g°C) a 70° com 2,0kg de água a
10°C, obtemos água...
Calorimetria(FUVEST)
Num calorímetro com 200g de água a 20°C coloca-se 50g de um metal a 125°C.
A temperatura final é 25°C...
Calorimetria(PUCCAMP)
Uma massa de 200g de cobre é tirada de um forno, onde estava em equilíbrio
térmico, e colocada num r...
Equilíbrio Térmico
Em um experimento, foram utilizadas duas garrafas PET, uma
pintada de branco e a outra de preto, acopla...
Equilíbrio Térmico
Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 70°C. No
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Calorimetria
Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e“temperatura” de forma diferente
de como elas são usadas ...
Ondulatória
Em viagens de avião, é solicitado aos passageiros o
desligamento de todos os aparelhos cujo funcionamento
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Ondulatória
Reflexão Sonora
Uma pessoa emite um som em frente a um anteparo. Após um intervalo de 0,1 s o
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Ondulatória
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reta em um meio homogêneo.En...
Ondulatória(UFABC2008)
Auditório Tom Jobim
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Show Arpejos
com o grupo
QUATRO CORDAS
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Ondulatória
Uma pequena esfera suspensa por uma mola executa movimento harmônico simples na
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Ótica Ondulatória
A aparência de Júpiter é tipicamente marcada por duas faixas escuras em
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Ondulatória
Uma manifestação comum das torcidas em estádios de futebol é a ola mexicana.
Os espectadores de uma linha, sem...
Resolução:
Como cada período de oscilação contém 16 pessoas, concluímos que existem
15 espaços entre elas. Deste modo, o c...
Eletricidade
Um farol usa uma lâmpada de gás halogênio de 55 W de potência que opera com 36 V.
Os dois faróis são ligados ...
(FATEC 2002) O kWh é unidade usual da medida de consumo de energia elétrica, um
múltiplo do joule, que é a unidade do Sist...
Eletricidade
O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em energia térmica, o
que possibil...
Eletricidade
Medir temperatura é fundamental em muitas aplicações, e apresentar a leitura em
mostradores digitais é bastan...
Eletromagnetismo
Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar duas
caixas com tampas para guarda...
(Lei de Coulomb ) Determine a magnitude da força elétrica em um elétron no átomo de
hidrogênio, exercida pelo próton situa...
(Lei de Coulomb)Duas cargas elétricas puntiformes q1=1,0 .10 -8 C e q2 = - 2,0.10-8 C
estão no vácuo separadas por uma dis...
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  1. 1. Pressão Atmosférica Para realizar um experimento com uma garrafa PET cheia d'água, perfurou-se a lateral da garrafa em três posições a diferentes alturas. Com a garrafa tampada, a água não vazou por nenhum dos orifícios, e, com a garrafa destampada, observou-se o escoamento da água conforme ilustrado na figura. Como a pressão atmosférica interfere no escoamento da água, nas situações com a garrafa tampada e destampada, respectivamente? a) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; não muda a velocidade de escoamento, que só depende da pressão da coluna de água. b) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; altera a velocidade de escoamento, que é proporcional à pressão atmosférica na altura do furo. c) Impede a entrada de ar, por ser menor que a pressão interna; altera a velocidade de escoamento, que é proporcional à pressão atmosférica na altura do furo. d) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; regula a velocidade de escoamento, que só depende da pressão atmosférica. e) Impede a saída de água, por ser menor que a pressão interna; não muda a velocidade de escoamento, que só depende da pressão da coluna de água.
  2. 2. Cinemática Uma força de 50N é aplicada a um corpo de massa 100kg que se encontra em repouso. Sendo esta a única força que atua no corpo, qual a velocidade alcançada após 10s da aplicação da força? Conhecendo a aceleração do corpo podemos calcular sua velocidade: Dinâmica Qual a massa de um corpo que, partindo do repouso, atinge uma velocidade de 12m/s em 20s? Sabendo que a força aplicada nele tem módulo igual a 30N.
  3. 3. Dinâmica Para oferecer acessibilidade aos portadores de dificuldades de locomoção, é utilizado, em ônibus e automóveis, o elevador hidráulico. Nesse dispositivo é usada uma bomba elétrica, para forçar um fluido a passar de uma tubulação estreita para outra mais larga, e dessa forma acionar um pistão que movimenta a plataforma. Considere um elevador hidráulico cuja área da cabeça do pistão seja cinco vezes maior do que a área da tubulação que sai da bomba. Desprezando o atrito e considerando uma aceleração gravitacional de 10 m/s2, deseja-se elevar uma pessoa de 65 kg em uma cadeira de rodas de 15 kg sobre a plataforma de 20 kg. Qual deve ser a força exercida pelo motor da bomba sobre o fluido, para que o cadeirante seja elevado com velocidade constante? a) 20 N b) 100 N c) 200 N d) 1000 N e) 5000 N Resolução: Para o elevador hidráulico, de acordo com a Lei de Pascal, podemos escrever: F2/A2 = F1/A1 Mas F2 = Peso total = massa total x g =(65+15+20).10 => F2 = 1000 N Sendo A2 = 5.A1, vem: 1000/(5.A1) = F1/A1 => F1 = 200 N
  4. 4. Dinâmica Leis de Newton Qual a força mínima que deve ser feita para levantar um automóvel com massa 800kg? A força deve ser maior ou igual à força peso, então: Força e Peso Qual a massa de um corpo com peso 12000kgf?
  5. 5. Força do Atrito Qual o coeficiente de atrito de um bloco de 10kg que alcança 2m/s em um deslocamento de 10m, partindo do repouso? Sendo que a força que é aplicada a ele é 10N. Podemos calcular a aceleração do bloco utilizando a equação de Torricelli: Pelo princípio da dinâmica, onde a Força resultante é proporcional à massa e aceleração: Conhecendo o módulo da força de atrito é possível calcular seu coeficiente de atrito:
  6. 6. Força Centrípeta Qual a força centrípeta que um carro de massa 600kg atinge, ao percorrer um curva de raio 100m a uma velocidade de 15m/s²? Força do Atrito Qual deve ser o coeficiente de atrito estático entre a estrada e os pneus para que o carro do exercício anterior não derrape?
  7. 7. Mackenzie O pêndulo cônico da figura abaixo é constituído por um fio ideal de comprimento L e um corpo de massa m = 4,00 kg preso em uma de suas extremidades e a outra é fixada no ponto P, descrevendo uma trajetória circular de raio R no plano horizontal. O fio forma um ângulo qem relação a vertical. Considere: g = 10,0 m/s2; sen q= 0,600 ; cos q= 0,800 A força centrípeta que atua sobre o corpo é a)10,0 N b)20,0 N c)30,0 N d)40,0 N e)50,0 N
  8. 8. Trabalho Qual o trabalho realizado por uma força de intensidade 100N, formando um ângulo de 30° com a horizontal, quando o corpo se desloca 1km horizontalmente?
  9. 9. Potência Um bloco de massa 1kg tem aceleração constante de 3m/s². Sendo que esta parte do repouso, qual a potência instantânea do bloco após 10s? Para fazermos este cálculo, é necessário saber a Força exercida sobre o bloco e a velocidade no instante pedido.
  10. 10. Energia Qual a energia de um corpo de massa 1kg que se desloca com velocidade constante igual a 10m/s?
  11. 11. Energia Cinética Um carro de massa 10³kg se desloca com velocidade 12m/s, quando avista um pedestre e freia até parar. Qual o trabalho realizado pelos freios do carro? Pelo teorema da Energia Cinética:
  12. 12. Conservação de Energia Mecânica Um homem de cai de uma altura de 100m. Qual sua velocidade ao chegar ao solo? Pelo princípio de conservação de energia:
  13. 13. Impulso Um taco de basebol atinge uma bola durante 0,5s, com uma força de 100N. Qual o impulso do taco sobre a bola? Em um acidente de carros. Um veículo encontra-se parado enquanto outro de 800kg que se move com uma aceleração de 2m/s² o atinge. Os carros ficam unidos por 10s. Qual o impulso desta batida?
  14. 14. Quantidade de Movimento Em um jogo de bilhar uma bola maior, que se desloca com velocidade 3m/s, atinge outra que estava parada. A bola menor passa a se mover a uma velocidade de 1,6m/s. Qual a velocidade da bola maior? Considerando que a massa da bola maior é o dobro da bola menor. Pelo princípio da conservação da quantidade de movimento:
  15. 15. Calorimetria Durante o eclipse, em uma das cidades na zona de totalidade, Criciúma-SC, ocorreu uma queda de temperatura de 8,0ºC. (Zero Horas – 04/11/1994 ) Sabendo que o calor específico sensível da água é 1,0 cal/gºC, o calor liberada por 1000g de água, ao reduzir sua temperatura de 8,0ºC, em cal, é: a) 8,0 b) 125 c) 4000 d) 8000 e) 64000 Solução: Q = m.c.∆T Q = 1000*1*(-8) Q = -8000cal
  16. 16. Calorimetria(MACKENZIE) Um bloco de cobre (c = 0,094 cal/gºC) de 1,2kg é colocado num forno até atingir o equilíbrio térmico. O bloco recebeu 12 972 cal. A variação da temperatura sofrida, na escala Fahrenheit, é de: a) 60ºF b) 115ºF c) 207ºF d) 239ºF e) 347ºF Solução: ∆T =Q/mc ∆T = 12972/0,094*1200 ∆T =115ºC. A resposta deve ser na escala Fahrenheit, teremos que passar a variação de 115ºC para uma variação na escala Fahrenheit. Isso é mole: ∆C/5 = ∆F/9 ∆F =(115/5)*9 ∆F =207 ºF
  17. 17. Calorimetria(MACKENZIE) Misturando1,0kg de água (calor específico=1,0cal/g°C) a 70° com 2,0kg de água a 10°C, obtemos água a: a) 10°C b) 20°C c) 30°C d) 40°C e) 50°C Solução: 1000*1(T-70) + 2000*1(T – 10) = 0 à 3T=90 T = 30°C
  18. 18. Calorimetria(FUVEST) Num calorímetro com 200g de água a 20°C coloca-se 50g de um metal a 125°C. A temperatura final é 25°C. Despreze o calor absorvido pelo calorímetro, o calor específico desse metal, em cal/g°C, vale: a) 0,10 b) 0,20 c) 0,50 d) 0,80 e) 1,0 Solução: 200*1(25 -20) +50*c(25-125) = 0 à 200*5 +50c * (-100) = 0 à 1000 =5000c c =0,20cal/g°C
  19. 19. Calorimetria(PUCCAMP) Uma massa de 200g de cobre é tirada de um forno, onde estava em equilíbrio térmico, e colocada num recipiente de capacidade térmica 46cal/°C com 200g de água a 20°C. A temperatura final é 25°C. A temperatura do forno, em °C, é aproximadamente igual a: Dado: CCu = 0,03 cal/g°C a) 140 b) b) 180 c) c) 230 d) d) 280 e) e) 300 Solução: Como a capacidade térmica do calorímetro não é desprezível, estamos diante de um problema com troca de calor entre : calorímetro, água e o cobre Qcal +Qa +Qcu =0 à Qcal Ccal*∆T =46*5 =230cal à 230 +200*1*5 + 200*0,03(25 –T) = 0 à 230+1000 +150 - 6T = 0 à T=1380/6 à T = 230°C.
  20. 20. Equilíbrio Térmico Em um experimento, foram utilizadas duas garrafas PET, uma pintada de branco e a outra de preto, acopladas cada uma a um termômetro. No ponto médio da distância entre as garrafas, foi mantida acesa, durante alguns minutos, uma lâmpada incandescente. Em seguida, a lâmpada foi desligada. Durante o experimento, foram monitoradas as temperaturas das garrafas: a) enquanto a lâmpada permaneceu acesa e b) após a lâmpada ser desligada e atingirem equilíbrio térmico com o ambiente. A taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca, durante todo experimento, foi a) igual no aquecimento e igual no resfriamento b) maior no aquecimento e igual no resfriamento. c) menor no aquecimento e igual no resfriamento. d) maior no aquecimento e menor no resfriamento. e) maior no aquecimento e maior no resfriamento. Resolução: Enquanto a lâmpada permaneceu acesa a garrafa preta absorveu mais rapidamente energia radiante do que a garrafa branca. Portanto, a taxa de variação da temperatura da garrafa preta, em comparação à da branca, foi maior no aquecimento. Após a lâmpada ser desligada, ambas resfriaram até atingirem equilíbrio térmico com o ambiente. Mas todo bom absorvedor de energia radiante é também um bom emissor. Logo, a garrafa preta apresenta maior taxa de variação de temperatura no resfriamento.
  21. 21. Equilíbrio Térmico Aquecedores solares usados em residências têm o objetivo de elevar a temperatura da água até 70°C. No entanto, a temperatura ideal da água para um banho é de 30°C. Por isso, deve-se misturar a água aquecida com a água à temperatura ambiente de um outro reservatório, que se encontra a 25°C. Qual a razão entre a massa de água quente e a massa de água fria na mistura para um banho à temperatura ideal? a) 0,111. b) 0,125. c) 0,357. d) 0,428. e) 0,833. Resolução: No reservatório A, que contem água a 70 ºC temos: massa de água: mA temperatura inicial: 70 ºC temperatura final: 30 ºC No reservatório B, que contém água a 25 ºC, temos: massa de água: mB temperatura inicial: 25 ºC temperatura final: 30 ºC Ao misturarmos o conteúdo dos recipientes A e B, haverá troca de calor e a somatória dos calores envolvidos será nula. Assim: QA + QB = 0 mA.c.(30-70) + mB.c.(30-25) = 0 mA.40 = mB.5 mA/mB = 5/40 => mA/mB = 0,125
  22. 22. Calorimetria Em nosso cotidiano, utilizamos as palavras “calor” e“temperatura” de forma diferente de como elas são usadas no meio científico. Na linguagem corrente, calor é identificado como “algo quente” e temperatura mede a“quantidade de calor de um corpo”. Esses significados, no entanto, não conseguem explicar diversas situações que podem ser verificadas na prática. Do ponto de vista científico, que situação prática mostra a limitação dos conceitos corriqueiros de calor e tem peratura? a) A temperatura da água pode ficar constante durante o tempo em que estiver fervendo. b) Uma mãe coloca a mão na água da banheira do bebê para verificar a temperatura da água. c) A chama de um fogão pode ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela. d) A água quente que está em uma caneca é passada para outra caneca a fim de diminuir sua temperatura. e) Um forno pode fornecer calor para uma vasilha de água que está em seu interior com menor temperatura do que a dele. Solução: A Se a temperatura medisse a quantidade de calor de um corpo, toda vez que um corpo recebesse calor, sua temperatura deveria aumentar. Durante a ebulição, a água recebe calor e sua temperatura permanece constante. Isso mostra que temperatura não mede a quantidade de calor de um corpo.
  23. 23. Ondulatória Em viagens de avião, é solicitado aos passageiros o desligamento de todos os aparelhos cujo funcionamento envolva a emissão ou a recepção de ondas eletromagnéticas-. O procedimento é utilizado para eliminar fontes de radiação que possam interferir nas comunicações via rádio dos pilotos com a torre de controle. A propriedade das ondas emitidas que justifica o procedimento adotado é o fato de a) terem fases opostas. b) serem ambas audíveis. c) terem intensidades inversas. d) serem de mesma amplitude. e) terem frequências próximas. Resolução: Os pilotos dos aviões se comunicam com a torre de controle por meio de ondas de rádio. A utilização, por parte dos passageiros, de aparelhos como os telefones celulares, cujo funcionamento envolve a emissão ou a recepção de ondas eletromagnéticas, pode interferir nessa comunicação. A utilização de frequência próximas acentua o fenômeno da interferência de ondas.
  24. 24. Ondulatória Reflexão Sonora Uma pessoa emite um som em frente a um anteparo. Após um intervalo de 0,1 s o som retorna ao emissor. Considere a velocidade do som no ar como 340 m/s. A distância entre a pessoa e o anteparo é: a) 1,7 m b) 3,4 m c) 17 m d) 34 m e) 170 m Resolução: A pessoa emite o som que bate no anteparo e volta. V = ΔS/Δt 340 = 2D/0,1 2D = 34 D = 17 m
  25. 25. Ondulatória As ondas eletromagnéticas, como a luz visível e as ondasde rádio, viajam em linha reta em um meio homogêneo.Então, as ondas de rádio emitidas na região litorânea do Brasil não alcançariam a região amazônica do Brasil por causa da curvatura da Terra. Entretanto sabemos que é possível transmitir ondas de rádio entre essas Localidades devido à ionosfera. Com ajuda da ionosfera, a transmissão de ondas planas entre o litoral do Brasil e a região amazônica é possível por meio da: a) reflexão b) refração. c) difração. d)polarização. e) interferência. Solução: A
  26. 26. Ondulatória(UFABC2008) Auditório Tom Jobim apresenta Show Arpejos com o grupo QUATRO CORDAS O conjunto Quatro Cordas utiliza quatro importantes instrumentos de corda: o violão, o violino, o violoncelo e a harpa. No instante em que eles tocam a mesma nota de determinada oitava, com igual intensidade sonora, é possível identificar o som de cada instrumento porque apresenta diferente (A) volume. (B) freqüência. (C) timbre. (D) amplitude. (E) altura
  27. 27. Ondulatória Uma pequena esfera suspensa por uma mola executa movimento harmônico simples na direção vertical. Sempre que o comprimento da mola é máximo, a esfera toca levemente a superfície de um líquido em um grande recipiente, gerando uma onda que se propaga com velocidade de 20 cm/s. Se a distância entre as cristas da onda for 5,0cm, a freqüência de oscilação da esfera será: a) 0,5Hz. b) 1,0Hz. c) 2,0Hz. d) 2,5Hz. e) 4,0Hz. Resolução A onda gerada no líquido pelo movimento da esfera tem a mesma freqüência desse movimento. A distância entre duas cristas sucessivas caracteriza o comprimento de onda do movimento ondulatório igual a 5,0cm. Logo, pela equação fundamental da ondulatória, temos:
  28. 28. Ótica Ondulatória A aparência de Júpiter é tipicamente marcada por duas faixas escuras em sua atmosfera –uma no hemisfério norte e outra no hemisfério sul. Como o gás está constantemente em movimento, o desaparecimento da faixa no planeta relaciona-se ao movimento das diversas camadas de nuvens em sua atmosfera. A luz do Sol, refletida nessas nuvens, gera a imagem que é captada pelos telescópios, no espaço ou na Terra. O desaparecimento da faixa sul pode ter sido determinado por uma alteração: a) na temperatura da superfície do planeta. b)no formato da camada gasosa do planeta. c) no campo gravitacional gerado pelo planeta. d) na composição química das nuvens do planeta. e) na densidade das nuvens que compõem o planeta Solução: E A faixa é formada pela reflexão da luz do Sol na camada de nuvens. De acordo com o enunciado, o gás está constantemente em movimento. Pode ter havido uma diminuição na densidade das nuvem na região sul do planeta, o que diminuiria a reflexão da luz solar.
  29. 29. Ondulatória Uma manifestação comum das torcidas em estádios de futebol é a ola mexicana. Os espectadores de uma linha, sem sair do lugar e sem se deslocarem lateralmente, ficam de pé e se sentam, sincronizados com os da linha adjacente. O efeito coletivo se propaga pelos espectadores do estádio, formando uma onda progressiva, conforme ilustração. Calcula-se que a velocidade de propagação dessa “onda humana” é 45 km/h e que cada período de oscilação contém 16 pessoas, que se levantam e sentam organizadamente distanciadas entre si por 80 cm. Nessa ola mexicana, a frequência da onda, em hertz, é um valor mais próximo de a) 0,3. b) 0,5. c) 1,0. d) 1,9. e) 3,7.
  30. 30. Resolução: Como cada período de oscilação contém 16 pessoas, concluímos que existem 15 espaços entre elas. Deste modo, o comprimento de onda é λ = 15.80cm = 1200cm = 12 m. Velocidade de propagação dessa "onda humana" v = 45 km/h = (45/3,6)m/s = 12,5 m/s Cálculo da frequência da onda: v = λ.f => 12,5 = 12.f => f ≅ 1,0 Hz
  31. 31. Eletricidade Um farol usa uma lâmpada de gás halogênio de 55 W de potência que opera com 36 V. Os dois faróis são ligados separadamente, com um fusível para cada um, mas, após um mau funcionamento, o motorista passou a conectá-los em paralelo, usando apenas um fusível. Dessa forma, admitindo-se que a fiação suporte a carga dos dois faróis, o menor valor de fusível adequado para proteção desse novo circuito é o: a) azul. b) preto. c) laranja. d) amarelo. e) vermelho. Solução: C P= i.ΔV 55 = i.36 i = 1,53 A Na ligação em paralelo, a corrente total é a soma da corrente em cada resistor. Logo: i total= 2i ≅ 3,06 A O fusível de menor corrente possível é o de 5,0 A (laranja)
  32. 32. (FATEC 2002) O kWh é unidade usual da medida de consumo de energia elétrica, um múltiplo do joule, que é a unidade do Sistema Internacional. O fator que relaciona estas unidades é: a) 1,0.103 b) 3,6.103 c) 9,8.103 d) 3,6.106 e) 9,8 Resolução Sabemos que 1kW equivale a 103W e, 1h equivale a 3,6.103s. A relação entre Joule e w.s é: 1j = 1w.s. Logo, temos: 1kWh = 103W . 3,6.103s = 3,6.106W.s Então: 1kWh = 3,6.106J
  33. 33. Eletricidade O chuveiro elétrico é um dispositivo capaz de transformar energia elétrica em energia térmica, o que possibilita a elevação da temperatura da água. Um chuveiro projetado para funcionar em 110 V pode ser adaptado para funcionar em 220 V, de modo a manter inalterada sua potência. Uma das maneiras de fazer essa adaptação é trocar a resistência do chuveiro por outra, de mesmo material e com o(a) a) dobro do comprimento do fio. b) metade do comprimento do fio. c) metade da área da seção reta do fio. d) quádruplo da área da seção reta do fio. e) quarta parte da área da seção reta do fio. Resolução: Seja R1 a resistência elétrica do chuveiro projetado para funcionar sob tensão U1 = 110 V e R2 sua resistência elétrica sob tensão U2 = 220 V. Mantendo inalterada a potência, podemos escrever: (U1)2/R1 = (U2)2/R2 => (110)2/R1 = (220)2/R2 = R2/R1 = (220/110)2 =>R2 = 4.R1 A nova resistência elétrica do chuveiro deve ser quatro vezes maior. Da segunda lei de Ohm: R = ρL/A, concluímos que para o mesmo material (mesmo ρ), podemos quadruplicar a resistência elétrica quadruplicando o comprimento L do fio ou reduzindo de quatro vezes a área da seção reta do fio
  34. 34. Eletricidade Medir temperatura é fundamental em muitas aplicações, e apresentar a leitura em mostradores digitais é bastante prático. O seu funcionamento é baseado na correspondência entre valores de temperatura e diferença de potencial elétrico. Por exemplo, podemos usar o circuito elétrico apresentado, no qual o elemento sensor de temperatura ocupa um dos braços do circuito (RS) e a dependência da resistência com a temperatura é conhecida. Para um valor de temperatura em que RS = 100 Ω, a leitura apresentada pelo voltímetro será de: a) + 6,2 V. b) + 1,7 V. c) + 0,3 V. d) – 0,3 V. e) – 6,2 V Resolução: Vamos supor o voltímetro ideal e calcular as intensidades das correntes i1 e i2. i1 = 10/(470+100) => i1 = 1/57 A i2 = 10/(470+120) => i2 = 1/59 A VB - VC = 100.(1/57) = 100/57 => VB - VC ≅ 1,75 V (1) VD - VC = 120.(1/59) = 120/59 => VD - VC ≅ 2,03 V (2) Subtraindo membro a membro (1) e (2) obtemos VB - VD que é a leitura do voltímetro: VB - VD ≅ 1,75 - 2,03 => VB - VD ≅ -0,28 V => VB - VD ≅ -0,3 V
  35. 35. Eletromagnetismo Duas irmãs que dividem o mesmo quarto de estudos combinaram de comprar duas caixas com tampas para guardarem seus pertences dentro de suas caixas, evitando, assim, a bagunça sobre a mesa de estudos. Uma delas comprou uma metálica, e a outra, uma caixa de madeira de área e espessura lateral diferentes, para facilitar a identificação. Um dia as meninas foram estudar para a prova de Física e, ao se acomodarem na mesa de estudos, guardaram seus celulares ligados dentro de suas caixas. Ao longo desse dia, umadelas recebeu ligações telefônicas, enquanto os amigos da outra tentavam ligar e recebiam a mensagem de que o celular estava fora da área de cobertura ou desligado. Para explicar essa situação, um físico deveria afirmar que o material da caixa, cujo telefone celular não recebeu as ligações é de: a) madeira, e o telefone não funcionava porque a madeira não é um bom condutor de eletricidade. b) metal, e o telefone não funcionava devido à blindagem eletrostática que o metal proporcionava. c) metal, e o telefone não funcionava porque o metal refletia todo tipo de radiação que nele incidia. d) metal, e o telefone não funcionava porque a área lateral da caixa de metal era maior. e) madeira, e o telefone não funcionava porque a espessura desta caixa era maior que a espessura da caixa de metal
  36. 36. (Lei de Coulomb ) Determine a magnitude da força elétrica em um elétron no átomo de hidrogênio, exercida pelo próton situado no núcleo atômico. Assuma que a órbita eletrônica tem um raio médio de d = 0,5.10-10 m. Resolução Sabemos que a carga elétrica do elétron é -1,6.10-19C e a carga do próton 1,6.10-19C, na aplicação da Lei de Coulomb temos:
  37. 37. (Lei de Coulomb)Duas cargas elétricas puntiformes q1=1,0 .10 -8 C e q2 = - 2,0.10-8 C estão no vácuo separadas por uma distancia r=3,0 cm. Determine a intensidade da força de atração entre elas. Dado k = 9.109 N.m2/C2. Resolução: A força de atração entre as cargas elétricas é dada pela Lei de Coulomb. F = K . (q1 . q2) / d2 É importante lembrar que utilizamos os módulos das cargas elétricas das partículas, ou seja, colocamos na fórmula apenas o valor numérico, sem o sinal (que indica o sentido do vetor) desta carga. Devemos também conferir se as unidades dos dados oferecidos pelo problema estão no SI. Neste caso a unidade da distância 3cm deve ser convertida para metros. Sendo assim, 3 cm = 0,03m ou 3 .10-2m. Agora, substituindo-se os valores, temos: F = 9 . 109 . [1,0 . 10-8 . 2,0 . 10-8] /(3.10-2)2 F = 9 . 109 . [2,0 . 10-16] / 9.10-4 F = 1,0 . 1013 . [2,0 . 10-16] F = 2.0x10-3 N Logo, a intensidade da força de atração entre as partículas é igual a 2.0x10-3 N.

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