TD DE FÍSICA - 31.05popular!

TD DE FÍSICA
PROFESSOR: ADRIANO OLIVEIRA
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
Dois blocos, de massas m1=3,0 kg e m2=1,0 kg, ligados por um fio inextensível, podem deslizar
sem atrito sobre um plano horizontal. Esses blocos são puxados por uma força horizontal F de
módulo F=6 N, conforme a figura a seguir.
(Desconsidere a massa do fio).
1. (Ufrgs 2012) A tensão no fio que liga os dois blocos é
a) zero.
b) 2,0 N.
c) 3,0 N.
d) 4,5 N.
e) 6,0 N.
2. (Uerj 2014) Em um longo trecho retilíneo de uma estrada, um automóvel se desloca a 80 km/h e um
caminhão a 60 km/h, ambos no mesmo sentido e em movimento uniforme. Em determinado instante, o
automóvel encontra-se 60 km atrás do caminhão.
O intervalo de tempo, em horas, necessário para que o automóvel alcance o caminhão é cerca de:
a) 1
b) 2
c) 3
d) 4
3. (Pucrj 2013) Duas cargas pontuais q1 = 3,0 μC e q2 = 6,0 μC são colocadas a uma distância de
1,0 m entre si.
Calcule a distância, em metros, entre a carga q1 e a posição, situada entre as cargas, onde o campo elétrico
é nulo.
Considere kC = 9 × 109 Nm2/C2
a) 0,3
b) 0,4
c) 0,5
d) 0,6
e) 2,4
4. (Udesc 2014) Um satélite está em uma órbita circular em torno de um planeta de massa M e raio R a
uma altitude H. Assinale a alternativa que representa a velocidade escalar adicional que o satélite precisa
adquirir para escapar completamente do planeta.
2GM
R
a)
b)
2GM
R+H
c)
GM
R+H
(
d)
)
2 −1
GM
R+H
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e)
GM
R
5. (Udesc 2014) Considere as proposições relacionadas aos fluidos hidrostáticos.
I. A pressão diminui com a altitude acima do nível do mar e aumenta com a profundidade abaixo da
interface ar-água.
II. O elevador hidráulico é baseado no Princípio de Pascal.
III. Sabendo-se que a densidade do gelo, do óleo e da água são iguais a
0,92 g / cm3 ; 0,80 g / cm3 e 1,0 g / cm3 , respectivamente, pode-se afirmar que o gelo afunda no
óleo e flutua na água.
IV. O peso aparente de um corpo completamente imerso é menor que o peso real, devido à ação da força
de empuxo, exercida pelo líquido sobre o corpo, de cima para baixo.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras.
b) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.
c) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
d) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras.
e) Todas as afirmativas são verdadeiras.
6. (Uece 2009) Você está em pé em uma sala, parado diante de um espelho vertical no qual pode ver,
apenas, dois terços de seu corpo.
Considere as ações descritas a seguir:
I. Afastar-se do espelho.
II. Aproximar-se do espelho.
III. Usar um espelho maior, cuja altura o permita ver seu corpo inteiro quando você está na sua posição
inicial.
Você gostaria de ver seu corpo inteiro refletido no espelho. Para atingir seu objetivo, das ações listadas
anteriormente, você pode escolher
a) apenas a I.
b) apenas a II.
c) apenas a III.
d) a I ou a III, apenas.
7. (Ufal 2010) Um espelho esférico côncavo possui diâmetro d e distância focal f, associados através da
expressão:
a) d = f
b) d = 2f
c) d = f/2
d) d = 4f
e) d = f/4
8. (Ufsm 2007) Ao preparar um corredor para uma prova rápida, o treinador observa que o desempenho
dele pode ser descrito, de forma aproximada, pelo seguinte gráfico:
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Se o corredor tem massa de 90 kg, qual a quantidade de movimento, em kgm/s, que ele apresentará ao
final da aceleração?
a) 1125
b) 2250
c) 10000
d) 14062
e) 22500
9. (Uern 2013) Ao trocar calor com o meio ambiente, um corpo de massa 0,5 kg teve sua temperatura
reduzida para 20°C, sem sofrer mudança no seu estado físico. Sendo o calor específico da substância que
constitui esse corpo igual a 0,175 cal/g °C e a quantidade total de calor transferida igual a 4.900 cal,
então, a temperatura inicial do corpo no início do processo era de
a) 72°C.
b) 76°C.
c) 80°C.
d) 84°C.
10. (Ufrgs 2013) Uma amostra de gás ideal evolui de um estado A para um estado B, através de um
processo, em que a pressão P e o volume V variam conforme o gráfico abaixo.
Considere as seguintes afirmações sobre esse processo.
I. A temperatura do gás diminuiu.
II. O gás realizou trabalho positivo.
III. Este processo é adiabático.
Quais estão corretas?
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas III.
d) Apenas I e III.
e) I, II e III.
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Gabarito:
Resposta da questão 1:
[D]
Analisando as forças atuantes no sistema, podemos notar que a força F é responsável pela
aceleração dos dois blocos. Assim sendo:
R = (m1 + m2 )a
6 = (3 + 1)a
6 = 4 ×a
a = 1,5 m s2
Analisando agora, exclusivamente o corpo 1, notamos que a tensão é a força responsável pela
aceleração do mesmo.
T = m1 ×a
T = 3 ×1,5
T = 4,5 N
Resposta da questão 2:
[C]
Como se deslocam no mesmo sentido, a velocidade relativa entre eles é:
v rel = v A − v C = 80 − 60 = 20 km / h.
Sendo a distância relativa, ∆Srel = 60km, o tempo necessário para o alcance é:
∆Srel 60
∆t =
=
⇒ ∆t = 3 h.
v rel
20
Resposta da questão 3:
[B]
Observe a figura abaixo.
Para que o campo elétrico no ponto assinalado seja nulo,
kq1
x
2
=
kq2
2
(1 − x)
→
3
x
2
=
6
2
(1 − x)
→
1
x
2
=
r
r
E1 = E2
. Portanto:
2
1 − 2x + x 2
2x 2 = x 2 − 2x + 1 → x 2 + 2x − 1 = 0
x=
− 2 ± 2 2 − 4x1x (−1) − 2 ± 8 − 2 + 2 2
=
=
= 2 − 1 ≅ 0,4m
2
2
2
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Resposta da questão 4:
[D]
A órbita circular do satélite tem raio (R+H). Sendo órbita circular, a força gravitacional age como
resultante centrípeta. Assim, considerando v0 a velocidade orbital e m a massa do satélite,
temos:
F = Rcent
⇒
GMm
( R + H)
2
=
m v 02
( R + H)
⇒ v 02 =
GM
R +H
⇒ v0 =
GM
.
R+H
A velocidade mínima adicional para o satélite escapar do campo gravitacional do planeta, é
aquela que permite que ele atinja velocidade nula no “infinito”, ou seja, a energia mecânica final
deve ser nula.
Então, pela conservação da energia mecânica, com a nova velocidade (v), vem:
-G M m m v 2
2GM
( Emec ) órbita = ( Emec ) inf inito ⇒ R + H + 2 = 0 ⇒ v = R + H ⇒
v= 2
GM
.
R+H
Calculando a diferença entre as velocidades:
Δv = v − v 0 = 2
GM
GM
−
R +H
R +H
⇒
Δv =
(
)
2 −1
GM
.
R +H
Resposta da questão 5:
[A]
Justificando a falsa:
[I] Verdadeira.
[II] Verdadeira.
[III] Verdadeira.
[IV] Falsa. O peso aparente de um corpo completamente imerso é menor que o peso real,
devido à ação da força de empuxo, exercida pelo líquido sobre o corpo, de baixo para
cima.
Resposta da questão 6:
[C]
No espelho plano objeto e imagem são simétricos e de mesmo tamanho. Portanto, se você se
aproximar ou se afastar do espelho, a porção vista da imagem será a mesma, ou seja, apenas
dois terços de seu corpo. Assim, para ver seu corpo por inteiro, a solução é usar um espelho
maior, que tenha pelo menos metade de sua altura, com a borda inferior à distância do piso
igual à metade da altura até seus olhos.
Resposta da questão 7:
[D]
Sabemos que num espelho esférico côncavo gaussiano a distância focal (f) é metade do raio
de curvatura (R), que, por sua vez, é metade do diâmetro (d). Assim:
f=
d
R
d
= 2⇒f=
2
2
4
d = 4 f.
Resposta da questão 8:
[A]
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Resposta da questão 9:
[B]
Dados: Q = - 4.900 cal (calor cedido); m = 0,5 kg = 500 g; c = 0,175 cal/g°C; θ = 20°C.
Q = m c Δθ ⇒ Δθ =
Q
−4.900
=
⇒ Δθ = −56 ⇒ θ − θ0 = −56 ⇒
m c 500 × 0,175
20 − θ0 = −56 ⇒ θ0 = 20 + 56 ⇒
θ0 = 76 °C.
Resposta da questão 10:
[A]
Analisando cada uma das afirmações:
[I] Correta.
Aplicando a lei geral dos gases:
PA VA
TA
=
PB VB
TB
⇒
P0 3 V0
TA
=
2 P0 V0
TB
⇒ TB =
2
TA .
3
A temperatura diminuiu.
[II] Incorreta.
Como houve uma compressão, o gás realizou trabalho negativo. Calculando esse trabalho,
que é, numericamente, igual á “Área” entre A e B e o eixo do volume.
WAB =
2 P0 + P0
( V0 − 3 V0
2
)
⇒ WAB = −3 P0 V0 .
[III] Incorreta.
O gás sofreu compressão e resfriamento, logo ele perdeu calor, não sendo, portanto, um
processo adiabático. Calculando essa quantidade de calor:
(
)
3
3
Δ ( PV ) + W ⇒ Q = 2 P0 V0 − 3 P0 V0 − 3 P0 V0 ⇒
2
2
3
−9
Q = − P0 V0 − 3 P0 V0 ⇒ Q =
P0 V0.
2
2
Q = ΔU + W ⇒ Q =
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