matéria a ser estudada - Integral Paulínia – 2ª Série EM

Projeto de Recuperação 2ª série – 1º Sem/2011
FÍSICA 1 e FÍSICA 2
FÍSICA 1
OBJETIVO
A recuperação não é apenas uma oportunidade do aluno obter nota, mas sim um mecanismo que possibilita retomar conteúdos
já abordados durante o curso, que não foram devidamente assimilados pelo discente. As aulas cobradas na recuperação são
aquelas necessárias para o bom acompanhamento da disciplina de Física durante o resto do ano e na série seguinte.
MATÉRIA A SER ESTUDADA
Aulas 17 e 18 (Cap. 05)
Aulas 19 e 20 (Cap. 05)
Aulas 21 e 22 (Cap. 05)
Aulas 23 e 24 (Cap. 06)
Aulas 25 e 26 (Cap. 06)
Aulas 27 e 28 (Cap. 07)
ESTRATÉGIAS
O aluno deverá estudar e se preparar para a prova através da lista de exercícios anexa. Quando necessário deverá consultar
caderno, apostila de teoria e os plantões de dúvidas. A resolução da lista deve ser entregue no dia da inscrição, e valerá 20%
da nota final. O restante será atribuído à prova.
A Lista da Física 1 vai em anexo (pdf)
FÍSICA 2
Objetivos:
Recuperar o conteúdo não assimilado no 1º semestre e oferecer a oportunidade de melhorar a nota referente a esse período.
Parte desse conteúdo é pré-requisito para o 2º semestre do 2º colegial, além de ser de grande importância para o 3º colegial
por fazer parte das avaliações desse período letivo, além da revisão que se fará desses conceitos para o vestibular.
Conteúdo:
Devem ser estudadas as aulas:
Caderno 1: da 3 à 11 e da 13 à 15.
Caderno 2: da 19 à 26 e 28.
Estratégias:
O(a) aluno(a) deve pautar seu estudo em três pontos importantes. São eles:
I – Ler a teoria da apostila e rever as anotações feitas em sala de aula antes de fazer os exercícios.
II - Das aulas acima, fazer os exercícios da série A.
III - Comparecer aos Plantões de Dúvidas, sempre que possível e necessário.
Avaliação
TRABALHO (Lista de exercícios) + PROVA - TRABALHO vale 20% e a PROVA vale 80%.
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A lista deverá ser entregue no dia da inscrição com as resoluções.
Lista de exercícios para entrega com resolução
Todos os exercícios devem ser entregues manuscritos a tinta e sem rasuras. Todas as respostas devem estar justificadas da
maneira apropriada e correta, ou não serão aceitas. A lista de Física 2 deve ser entregue separada da outra lista, identificada e
organizada.
1) Numa câmara frigorífica, um bloco de gelo de massa m = 8,0 kg desliza sobre a rampa de madeira da figura a seguir,
partindo do repouso, de uma altura h = 1,8 m. Use g = 10 m/s 2.
a) Se o atrito entre o gelo e a madeira fosse desprezível, qual seria o valor da velocidade do bloco ao atingir o solo (ponto A da
figura)?
b) Entretanto, apesar de pequeno, o atrito entre o gelo e a madeira não é desprezível, de modo que o bloco de gelo e chega à
base da rampa com velocidade de 4,0 m/s. Qual foi a energia dissipada pelo atrito?
c) Qual a massa de gelo (a 0 °C) que seria fundida com esta energia? Considere o calor latente de fusão do gelo L = 80 cal/g e,
para simplificar, adote 1 cal = 4,0 J.
2) Sob pressão constante, eleva-se a temperatura de certa massa de gelo, inicialmente a 253 K, por meio de transferência de
calor a taxa constante, até que se obtenha água a 293 K.
A partir do gráfico responda:
a) Qual é o maior calor específico, o do gelo ou da água? Justifique.
b) Por que a temperatura permanece constante em 273 K, durante parte do tempo?
3) Colocam-se 900 g de gelo a 0 °C, no interior de um forno de microondas de 1200 W para ser transformado em água também
a 0 °C. Admitindo-se que toda a energia fornecida pelo forno será absorvida pelo gelo, devemos programá-lo para funcionar
durante quantos minutos? Use Lágua = 320 J/g.
4) Um calorímetro de capacidade térmica 50 cal/°C contém 520 g de gelo a 0 °C. Injeta-se no calorímetro vapor de água a 120
°C, na quantidade necessária e suficiente para fundir totalmente o gelo. A massa de água, em gramas, que se forma no interior
do calorímetro vale:
Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g°C; calor específico do vapor = 0,50 cal/g°C; calor latente de fusão do gelo = 80
cal/g; calor latente de vaporização da água = 540 cal/g.
a) 520 b) 584 c) 589 d) 620 e) 700
5) Quantas calorias são necessárias para vaporizar 1,00 litro de água, se a sua temperatura é, inicialmente, igual a 10,0 °C?
Dados:
- calor específico da água: 1,00 cal/g°C;
- densidade da água: 1,00 g/cm3;
- calor latente de vaporização da água: 540 cal/g.
6) Uma moeda de cobre a 150 °C, com 50 g de massa, é posta em contato com um bloco de gelo a 0 °C. Calcule a massa de
gelo que se funde. Dados:
Cu (cobre) = calor específico do cobre = 0,09 cal/g°C
Lf = calor latente de fusão de gelo = 80 cal/g
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7) Um pedaço de gelo a 0 °C é colocado em 200 g de água a 30 °C, num recipiente de capacidade térmica desprezível e
isolado termicamente. O equilíbrio térmico se estabelece em 20 °C. O calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g e o calor
específico da água é 1,0 cal/g.°C. Calcule a massa do pedaço de gelo usado no experimento.
8) Você é convidado a projetar uma ponte metálica, cujo comprimento será de 2,0 km. Considerando os efeitos de contração e
expansão térmica para temperaturas no intervalo de - 40 °F a 110 °F e que o coeficiente de dilatação linear do metal é de 12 ×
10-6 °C-1, qual a máxima variação esperada no comprimento da ponte? (O coeficiente de dilatação linear é constante no
intervalo de temperatura considerado).
a) 9,3 m b) 2,0 m c) 3,0 m d) 0,93 m
e) 6,5 m
9) O comprimento l de uma barra de latão varia, em função da temperatura , segundo o gráfico a seguir.
Assim, o coeficiente de dilatação linear do latão, no intervalo de 0 °C a 100 °C, vale:
a) 2,0.10-5/°C
b) 5,0.10-5/°C
c) 1,0.10-4/°C
d) 2,0.10-4/°C
e) 5,0.10-4/°C
10) Uma chapa de alumínio (α = 2,2.10-5 °C-1), inicialmente a 20 °C, é utilizada numa tarefa doméstica no interior de um forno
aquecido a 270 °C. Após o equilíbrio térmico, sua dilatação superficial, em relação à área inicial, foi de:
a) 0,55%
b) 1,1%
c) 1,65%
d) 2,2%
e) 4,4%
11) Adote: calor específico da água: 1 cal/g.°C. A 10 °C, 100 gotas idênticas de um líquido ocupam um volume de 1,0 cm 3. A
60 °C, o volume ocupado pelo líquido é de 1,01 cm 3. Calcule:
a) A massa de 1 gota de líquido a 10 °C, sabendo-se que sua densidade, a esta temperatura, é de 0,90 g/cm3.
b) o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido.
12) O volume de um bloco metálico sofre um aumento de 0,6% quando sua temperatura varia de 200 °C. O coeficiente de
dilatação linear médio desse metal, em °C-1, vale:
a) 1,0.10-5
b) 3,0.10-5
c) 1,0.10-4
d) 3,0.10-4
e) 3,0.10-3
13) Um bulbo de vidro conectado a um tubo fino, com coeficiente de dilatação desprezível, contendo certa massa de água na
fase líquida é mostrado a seguir em três situações de temperatura. Na primeira, o sistema está a 4 °C; na segunda, a 1 °C e,
na terceira, a 10 °C. Conforme a temperatura, a água ocupa uma certa porção do tubo. Tal fenômeno é explicado:
a) pelo aumento de volume da água de 0°C a 4°C, seguido da diminuição do volume a partir de 4°C.
b) pela diminuição da densidade da água de 0°C a 4°C, seguido do aumento da densidade a partir de 4°C.
c) pelo aumento do volume da água a partir de 0°C.
d) pelo aumento da densidade da água de 0°C a 4°C, seguido da diminuição da densidade a partir de 4°C.
e) pela diminuição do volume da água a partir de 0°C.
14) Uma certa quantidade de gás perfeito passa por uma transformação isotérmica. Os pares de pontos pressão (P) e volume
(V), que podem representar esta transformação, são:
a) P = 4; V = 2 e P = 8; V = 1
b) P = 3; V = 9 e P = 4; V = 16
c) P = 2; V = 2 e P = 6; V = 6
d) P = 3; V = 1 e P = 6; V = 2
e) P = 1; V = 2 e P = 2; V = 8
15) O gráfico da pressão p em função do volume V de um gás ideal representa uma transformação cíclica ocorrida em três
fases. Inicia-se o ciclo por uma transformação isobárica, seguida de uma transformação isovolumétrica e, finalmente, de uma
transformação isotérmica. Sejam T1, T2 e T3 as temperaturas do gás nos pontos 1, 2 e 3, respectivamente.
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Em relação a essas temperaturas, pode-se afirmar que
a) T1 = T2 = T3.
b) T1 = T2 e T1 > T3.
c) T1 = T3 e T1 > T2.
d) T1 = T3 e T1 < T2.
e) T1 = T2 e T1 < T3.
16) Dois gases ideais, denominados G1 e G2, ocupam volumes idênticos, porém p1 = 2p2 e T2 = 3/5T1 (p e T são,
respectivamente, pressão e temperatura absoluta). Se o número de mols de G 1 é 12, qual será o número de mols de G2?
17) Quando um carro está em movimento, os pneus ficam aquecidos devido ao atrito com a estrada. Que deve ocorrer com a
pressão no interior dos pneus aquecidos?
18) A que temperatura se deveria elevar certa quantidade de um gás ideal, inicialmente a 300 K, para que tanto a pressão
como o volume se dupliquem?
19) Um recipiente de paredes rígidas contém certa massa de um gás perfeito (gás ideal), à pressão P 1 e temperatura T1.
Retira-se do gás determinada quantidade de calor, e a temperatura cai à metade do valor inicial.
a) Qual o novo valor da pressão do gás?
b) Localize nos eixos a seguir os novos valores da temperatura e da pressão. Esboce um gráfico mostrando como a pressão
varia com a temperatura (este resultado é conhecido como lei de Charles).
20) Um gás ideal evolui de um estado A para um estado B, de acordo com o gráfico representado a seguir. A temperatura no
estado A vale 80 K.
Calcule sua temperatura no estado B.
21) Cada uma das figuras a seguir representa duas bolas metálicas de massas iguais, em repouso, suspensas por fios
isolantes. As bolas podem estar carregadas eletricamente. O sinal da carga está indicado em cada uma delas. A ausência de
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sinal indica que a bola está descarregada. O ângulo do fio com a vertical depende do peso da bola e da força elétrica devido à
bola vizinha. Indique qual caso está certo.
22) Tem-se 3 esferas condutoras idênticas A, B e C. As esferas A (positiva) e B (negativa) estão eletrizadas com cargas de
mesmo módulo Q, e a esfera C está inicialmente neutra. São realizadas as seguintes operações:
1) Toca-se C em B, com A mantida à distância, e em seguida separa-se C de B;
2) Toca-se C em A, com B mantida à distância, e em seguida separa-se C de A;
3) Toca-se A em B, com C mantida à distância, e em seguida separa-se A de B.
Calcule as cargas finais de cada esfera.
23) Uma esfera condutora eletricamente neutra, suspensa por fio isolante, toca outras três esferas de mesmo tamanho e
eletrizadas com cargas Q, 3Q/2, e 3Q, respectivamente. Após tocar na terceira esfera eletrizada, qual a carga da primeira
esfera?
24) Uma partícula está eletrizada positivamente com uma carga elétrica de 4,0 × 10 -15 C. Como o módulo da carga do elétron é
1,6 × 10-19 C, essa partícula:
a) ganhou 2,5 × 104 elétrons.
b) perdeu 2,5 × 104 elétrons.
c) ganhou 4,0 × 104 elétrons.
d) perdeu 6,4 × 104 elétrons.
e) ganhou 6,4 × 104 elétrons.
25) Três esferas A , B e C atraem-se mutuamente (todas ao mesmo tempo) entre si. Se a carga de A é negativa o que
podemos afirmar em relação as possíveis cargas de B e C?
26) Você liga um televisor, o material que reveste a tela internamente, perde uma grande quantidade de elétrons e se torna
eletricamente carregado. Você pode verificar a presença dessa carga aproximando o braço da tela e notando como os pêlos
ficam "em pé". Qual é o sinal da carga adquirida pela tela?
27) A força de repulsão entre duas cargas elétricas puntiformes, que estão a 20 cm uma da outra, é 0,030 N. Esta força
aumentará para 0,060 N se a distância entre as cargas for alterada para:
a) 5,0 cm
b) 10 cm c) 14 cm d) 28 cm e) 40 cm
28) Duas cargas puntiformes q1 = + 2 µC e q2 = - 6 µC estão fixas e separadas por uma distância de 600 mm no vácuo. Uma
terceira carga q3 = 3 µC é colocada no ponto médio do segmento que une as cargas. Qual é o módulo da força elétrica que
atua sobre a carga q3? Dado: constante eletrostática do vácuo K = 9.109 N.m2/C2.
29) Considere as cargas puntiformes colocadas nos vértices do quadrado (Figura I) e nos vértices do triângulo eqüilátero
(Figura II). Desenhe o campo elétrico resultante (direção, sentido e o valor do ângulo com a reta AB) para:
a) a carga em (A) da figura (I).
b) a carga em (A) da figura (II).
30) Sabendo-se que o vetor campo-elétrico no ponto A é nulo, calcule a relação entre d1 e d2.
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31) A figura a seguir mostra duas cargas pontuais, Q 1 e Q2. Elas estão fixas nas suas posições e a uma distância de 1,00 m
entre si. No ponto P, que está a uma distância de 0,50 m da carga Q 2, o campo elétrico é nulo. Sendo Q2 = + 1,0 × 10-7 C, o
valor da carga Q1(em coulombs) é:
a) - 9,0 × 10-7
b) + 9,0 × 10-7
c) +1,0 × 10-7
d) -1,0 × 10-7
e) - 3,0 × 10-7
32) Na figura a seguir estão representadas algumas linhas de força do campo criado pela carga Q. Os pontos A, B, C e D estão
sobre circunferências centradas na carga. Assinale a alternativa FALSA:
a) Os potenciais elétricos em A e C são iguais.
b) O potencial elétrico em A é maior do que em D.
c) Uma carga elétrica positiva colocada em A tende a se afastar da carga Q.
d) O trabalho realizado pelo campo elétrico para deslocar uma carga de A para C é nulo.
e) O campo elétrico em B é mais intenso do que em A.
33) Uma carga elétrica puntiforme com 4,0 µC, que é colocada em um ponto P do vácuo, fica sujeita a uma força elétrica de
intensidade 1,2 N. O campo elétrico nesse ponto P tem qual intensidade?
34) As cargas puntiformes q1 = 20 µC e q2 = 64 µC estão fixas no vácuo (k0 = 9.109 N.m2/C2), respectivamente nos pontos A e
B. O campo elétrico resultante no ponto P tem intensidade de:
a) 3,0 . 106 N/C
b) 3,6 . 106 N/C
c) 4,0 . 106 N/C
d) 4,5 . 106 N/C
e) 5,4 . 106 N/C
35) Considere os pontos A e B do campo elétrico gerado por uma carga puntiforme positiva Q no vácuo (k 0= 9 × 109 N.m2/C2).
Outra carga puntiforme, de 2 µC, em repouso, no ponto A, é levada com velocidade constante ao ponto B, realizando-se o
trabalho de 9 J. O valor da carga Q, que cria o campo, é:
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a) 10 µC
b) 20 µC
c) 30 µC
d) 40 µC
e) 50 µC
36) Campos eletrizados ocorrem naturalmente no nosso cotidiano. Um exemplo disso é o fato de algumas vezes levarmos
pequenos choques elétricos ao encostarmos em automóveis. Tais choques são devidos ao fato de estarem os automóveis
eletricamente carregados. Sobre a natureza dos corpos (eletrizados ou neutros), considere as afirmativas a seguir:
I- Se um corpo está eletrizado, então o número de cargas elétricas negativas e positivas não é o mesmo.
II- Se um corpo tem cargas elétricas, então está eletrizado.
III- Um corpo neutro é aquele que não tem cargas elétricas.
IV- Ao serem atritados, dois corpos neutros, de materiais diferentes, tornam-se eletrizados com cargas opostas, devido ao
princípio de conservação das cargas elétricas.
V- Na eletrização por indução, é possível obter-se corpos eletrizados com quantidades diferentes de cargas.
Sobre as afirmativas acima, assinale a alternativa correta.
a) Apenas as afirmativas I, II e III são verdadeiras.
b) Apenas as afirmativas I, IV e V são verdadeiras.
c) Apenas as afirmativas I e IV são verdadeiras.
d) Apenas as afirmativas II, IV e V são verdadeiras.
e) Apenas as afirmativas II, III e V são verdadeiras.
37) Uma partícula de massa 1,0×10-5 kg e carga elétrica 2,0 µC fica em equilíbrio quando colocada em certa região de um
campo elétrico. Adotando-se g = 10m/s2, o campo elétrico naquela região tem intensidade, em V/m, de:
a) 500
b) 0,050 c) 20
d) 50
e) 200
38) Considere uma esfera de massa m e carga q pendurada no teto e sob a ação da gravidade e do campo elétrico E como
indicado na figura a seguir.
Qual é o sinal da carga q? Justifique bem sua resposta.
39) Duas pequenas esferas carregadas repelem-se mutuamente com uma força de 1 N quando separadas por 40 cm. Qual o
valor, em newtons, da força elétrica repulsiva se elas forem deslocadas e posicionadas à distância de 10 cm uma da outra?
40) Quatro cargas pontuais estão colocadas nos vértices de um quadrado. As duas cargas +Q e -Q têm mesmo valor absoluto
e as outras duas, q1 e q2, são desconhecidas. A fim de determinar a natureza destas cargas, coloca-se uma carga de prova
positiva no centro do quadrado e verifica-se que a força sobre ela é F, mostrada na figura a seguir. Podemos afirmar que:
a) q1 > q2 > 0
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b) q2 > q1 > 0
c) q1 + q2 > 0
d) q1 + q2 < 0
e) q1 = q2 > 0
Gabarito
1) a) 6 m/s b) 80 J c) 0,25 g 2) a) Água b) Porque há mudança de estado físico 3) 4 min 4) B 5) 6,3.10 5 cal 6) 8,44 g
7) 20 g 8) B 9) A 10) B 11) a) 0,009 g b) 2,0.10 -4 °C-1 12) A 13) D 14) A 15) C 16) 10 mols 17) Ficar mais alta.
18) 1.200 K 19) a) P1/2 20) 300 K 21) B 22) QA = QB = -Q/8, QC = Q/4 23) 2Q 24) B 25) Uma delas está positiva e a
outra está neutra 26) Positivo 27) C 28) 2,4 N 30) 2 31) A 32) E 33) 3.10 5 N/C 34) B 35) C 36) B 37) D 38)
Negativo 39) 16 N 40) D
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