Física

Física
Atividades Adicionais
Módulo 4
1.Qual é a intensidade da força de atração elétrica entre um núcleo de um átomo de ferro (Q = 26 e) e seu
elétron mais interno (q = –e), sabendo-se que este
possui uma órbita média de raio r = 1,5 ⋅ 10–12 m?
Utilize k0 = 9,0 ⋅ 109 N ⋅ m2/C2 e e = 1,6 ⋅ 10–19 C.
Determine, em função de F, a nova intensidade da
força de repulsão.
2.(VUNESP) Dois corpos pontuais em repouso, separados por certa distância e carregados eletricamente
com cargas de sinais iguais, repelem-se de acordo
com a lei de Coulomb.
5.Determine a aceleração instantânea (intensidade, direção e sentido) sofrida por uma partícula puntiforme
de quantidade de carga q = –1 μC e massa m = 1 g,
abandonada no vértice P do triângulo equilátero de
lado 3,0 m, do esquema a seguir.
a)Se a quantidade de carga de um dos corpos for triplicada, a força de repulsão elétrica permanecerá
constante, aumentará (quantas vezes?) ou diminuirá
(quantas vezes?)?
b)Se forem mantidas as cargas iniciais, mas a distância entre os corpos for duplicada, a força de repulsão elétrica permanecerá constante, aumentará
(quantas vezes?) ou diminuirá (quantas vezes?)?
3.(FUVEST) Duas cargas elétricas –q e +q estão fixas nos
pontos A e B, conforme a figura. Uma terceira carga
positiva Q é abandonada num ponto da reta AB.
Podemos afirmar que a carga Q:
a)permanecerá em repouso se for colocada no meio
do segmento AB.
b)mover-se-á para a direita se for colocada no meio
do segmento AB.
c)mover-se-á para a esquerda se for colocada à direita
de B.
d)mover-se-á para a direita se for colocada à esquerda
de A.
e)permanecerá em repouso em qualquer posição
sobre a reta AB.
4.(FAAP) Duas pequenas esferas idênticas, eletrizadas
positivamente com cargas Q e 3Q, são colocadas a
uma distância d, no vácuo, originando-se entre elas,
uma força de intensidade F. A seguir, as esferas são
postas em contato e afastadas a uma distância 2d.
a)2F
b)F/2
c)3F
d)F/3
e)4F
Despreze a ação da gravidade e considere o meio
como sendo o vácuo (k0 = 9,0 ⋅ 109 N ⋅ m2/C2).
6.(FATEC) O gráfico da intensidade da força (F) de atração entre duas cargas puntiformes em função do
quadrado da distância (d) é:
a)
d)
b)
e)
c)
201
1
7.(MACK) 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 intensidade de:
a)3,0 ⋅ 105 N/C
b)2,4 ⋅ 105 N/C
c)1,2 ⋅ 105 N/C
d)4,0 ⋅ 10–6 N/C
e)4,8 ⋅ 10–6 N/C
8.(PUC) Seja Q (positiva) a carga gerada do campo elétrico e q0 a carga de prova em um ponto P, próximo
de Q. Podemos afirmar que:
a)o vetor campo elétrico em P dependerá do sinal
de q0.
b)o módulo do vetor campo elétrico em P será tanto
maior quanto maior for a carga q0.
c) o vetor campo elétrico será constante nas proximidades da carga Q.
d) a força elétrica em P será constante, qualquer que
seja o valor de q0.
e)o vetor campo elétrico em P é independente da
carga de prova q0.
9.(VUNESP) A figura representa uma carga elétrica
pontual positiva no ponto P e o vetor campo elétrico
no ponto 1, devido a essa carga.
11. (UNICAMP) Duas cargas puntiformes Q1 = +4 ⋅ 10–6 C
e Q2 = –2 ⋅ 10–6 C estão localizadas sobre o eixo x e
distam 3
2 m entre si.
a)A que distância de Q2, medida sobre o eixo x, o
campo eletrostático resultante é nulo?
b)Qual o módulo da força que atuará sobre uma
carga de prova Q3 = +2 ⋅ 10–6 C colocada a meia
distância entre Q1 e Q2?
1
Dado:
= 9 ⋅ 109 N ⋅ m2/C2.
4πε0
12. (FATEC) Observe a figura a seguir:
Devido à presença das cargas elétricas Q1 e Q2, o
vetor campo elétrico resultante no ponto P da figura
anterior
é melhor representada pela alternativa:
a)
d)
b)
No ponto 2, a melhor representação para o vetor
campo elétrico, devido à mesma carga em P, será:
e)
c)
a)
13. (MACK) O módulo do vetor campo elétrico (E) gerado por uma esfera metálica de dimensões desprezíveis, eletrizada positivamente, no vácuo
(k0 = 9 ⋅ 109 N ⋅ m2/C2), varia com a distância ao seu
centro (d), segundo o diagrama dado.
b)
c)
d)
e)
10. (FUVEST) Numa dada região do espaço existe um
campo elétrico uniforme de intensidade 10+5 N/C.
a)Represente as linhas de força desse campo.
b)Qual a intensidade da força elétrica que atua sobre um próton no interior desse campo?
(Carga do próton: 1,6 ⋅ 10–19 C.)
Sendo e = 1,6 ⋅ 10–19 C (módulo da carga do elétron
ou do próton) a carga elementar, podemos afirmar
que essa esfera possui:
201
2
a)um excesso de 1 ⋅ 1010 elétrons em relação ao número de prótons.
b)um excesso de 2 ⋅ 1010 elétrons em relação ao número de prótons.
c) um excesso de 1 ⋅ 1010 prótons em relação ao número de elétrons.
d)um excesso de 2 ⋅ 1010 prótons em relação ao número de elétrons.
e)igual número de elétrons e prótons.
14. (MACK) Uma partícula com carga q negativa e massa
m é abandonada em um campo elétrico uniforme
de direção vertical e sentido para cima (vide figura).
O movimento adquirido por essa carga é:
a)retilíneo uniforme, vertical para cima.
b)retilíneo uniforme, vertical para baixo.
c)retilíneo uniformemente acelerado, vertical para
cima.
d)retilíneo uniformemente acelerado, vertical para
baixo.
e)retilíneo uniformemente acelerado, horizontal
para a direita.
15. (FUVEST) Uma partícula de carga q . 0 e massa m,
com velocidade v0 . 0, penetra numa região do espaço, entre x = 0 e x = a, em que existe apenas um
campo elétrico uniforme E . 0 (ver figura).
O campo é nulo para x  0 e x . a.
a)Qual a aceleração entre x = 0 e x = a?
b)Qual a velocidade para x . a?
16. (MAUÁ) Uma carga elétrica puntiforme q1 = 1,6 ⋅ 10–6 C
está fixa num ponto O do espaço, no vácuo.
a)Calcule o trabalho necessário para trazer uma
outra carga q2 = 2,8 ⋅10–6 C de muito longe para
um ponto P à distância r = 0,15 m de O.
b)Discuta o sinal do trabalho em função dos sinais
das cargas, explicando o significado físico do trabalho positivo e do negativo.
1
Dado: k =
= 9 ⋅ 109 (SI).
4πε0
(
)
17. (FATEC) No vácuo, um próton é submetido exclusivamente à ação de um campo eletrostático uniforme. O próton possui carga (+e).
a)A força que o campo exerce no próton depende
da velocidade deste.
b)Abandonado em repouso, o próton se moverá
para pontos de potencial cada vez mais alto.
c) Mesmo se for lançado no campo, o próton não se
moverá para pontos de potencial mais baixo.
d)Se o próton for lançado em direção não parelela
ao campo, ele descreverá trajetória curva que
não pode ser parabólica.
e)Se o próton for lançado em direção não paralela
ao campo, ele descreverá trajetória curva que é
parabólica.
18. (MACK) Num ponto A do universo, constata-se a
→
existência de um campo elétrico E de intensidade
9,0 ⋅ 105 N/C, devido exclusivamente a uma carga
puntiforme Q situada a 10 cm dele. Num outro ponto
B, distante 30 cm da mesma carga, o vetor campo
elétrico tem intensidade 1,0 ⋅ 105 N/C. A ddp entre
A e B é:
a)8,0 ⋅ 105 V
b)6,0 ⋅ 105 V
c)6,0 ⋅ 104 V
d)2,0 ⋅ 104 V
e)1,8 ⋅ 104 V
19. (MACK) Uma partícula P com 30 g e carregada eletricamente com 10 μC é abandonada a 2 m de distância de um corpúsculo Q, carregado com 2 mC.
Desprezando as ações gravitacionais e adotando
k0 = 9 ⋅ 109 N ⋅ m2/C2, a velocidade de P, quando
estiver a 5 m de Q, será:
a)40 m/s
b)50 m/s
c)60 m/s
d)70 m/s
e)80 m/s
20. (MACK) A 40 cm de um corpúsculo eletrizado, coloca-se uma carga puntiforme de 2,0 μC. Nessa posição, a carga adquire energia potencial elétrica igual
a 0,54 J. Considerando k0 = 9 ⋅ 109 N ⋅ m2/C2, a carga
elétrica do corpúsculo eletrizado é:
a)20 μC
b)12 μC
c)9 μC
d)6 μC
e)4 μC
21. (PUC) Um condutor esférico e isolado, de raio a, é
eletrizado de modo que a sua superfície seja mantida a potencial V0. O gráfico que melhor representa
201
3
a variação do potencial V(r), em função da distância
r ao centro do condutor esférico, é:
a)
Um próton desloca-se nessa região. Considere o valor da carga do próton 1,6 ⋅ 10–19 C.
b)
a)Qual o trabalho realizado sobre o próton quando
ele passa da posição 0,01 m a 0,05 m?
b)Esboce o gráfico do módulo do campo elétrico
em função da distância.
c)
d)
e)
22. (FEI) Determinar o trabalho das forças de campo
elétrico de uma carga puntiforme Q = 5,0 μC, para
transportar outra carga puntiforme q = 2,0 ⋅ 10–2 μC
de um ponto A a outro B, distantes 1,0 m e 2,0 m da
carga Q, respectivamente. Esse trabalho é a favor
ou contra o campo elétrico?
23. (FUVEST) Considere uma carga positiva q fixa no
ponto A e uma carga 3q fixa no ponto B, distante 1 m
de A.
←→
a)Se em um ponto M sobre a reta AB os potenciais
devidos às cargas forem iguais, qual a distância
AM?
b)Se uma terceira carga for colocada num ponto P
—
sobre o segmento AB e permanecer em equilíbrio, qual a razão entre a distância AP e BP?
24. (FUVEST) O gráfico descreve o potencial elétrico
numa região do espaço em função da distância à
origem.
25. Um pêndulo elétrico tem comprimento  = 1,0 m; a
esfera suspensa tem m = 10 g, carga q incógnita. No
sistema agem a gravidade (adotar g = 10 m/s2) e
um campo elétrico horizontal E = 7,5 ⋅ 103 N/C. O
pêndulo estaciona com a esfera à distância d = 0,60 m
da vertical pelo ponto de suspensão. Determinar a
carga q (expressa em microloulombs).
26. Um objeto de pequenas dimensões, com carga elétrica q, cria um potencial igual a 1 000 V, num ponto
A, a uma distância de 0,10 m (considerando-se nulo
o potencial no infinito).
a)Determine o valor do campo elétrico no ponto A.
b)Determine o valor do potencial e do campo elétrico num ponto B que dista 0,20 m do objeto.
27. (VUNESP) “Em 1990, transcorreu o cinquentenário da
descoberta dos ‘chuveiros penetrantes‘ nos raios
cósmicos, uma contribuição da Física brasileira que
alcançou repercussão internacional.”
O Estado de São Paulo, 21.10.1990, pág. 30.
No estudo dos raios cósmicos, são observadas partículas chamadas píons. Considere um píon com
carga elétrica +e se desintegrando (isto é, se dividindo) em duas outras partículas: um múon com
carga elétrica +e e um neutrino. De acordo com o
princípio de conservação da carga, o neutrino deverá
ter carga elétrica:
a)+e
b)–e
c)+2e
d)–2e
e)nula
28. (PUC) Os corpos eletrizados por atrito, contato e indução ficam carregados, respectivamente, com cargas de sinais:
a)iguais, iguais e iguais.
b)iguais, iguais e contrários.
201
4
c)contrários, contrários e iguais.
d)contrários, iguais e iguais.
e)contrários, iguais e contrários.
29. (FATEC) Um bastão pode ser eletrizado em uma de
suas extremidades e permanecer neutro na outra
extremidade. Isso será possível quando o bastão:
a)for de metal.
b)for de vidro.
c)for de metal, mas muito comprido.
d)for de metal, mas receber pequena quantidade
de carga.
e)for de metal, mais muito curto.
30. (PUC) Colocando-se um corpo carregado positivamente numa cavidade no interior de um condutor
neutro, conforme a figura, a polaridade das cargas
na superfície externa do condutor, bem como o fenômeno responsável pelo seu aparecimento, serão,
respectivamente:
a)negativa; contato.
b)positiva; fricção.
c)negativa; indução.
d)positiva; indução.
e)neutra, pois o condutor está isolado pelo ar do
corpo carregado.
33. (MACK) Temos visto ultimamente uma farta divulgação de boletins meteorológicos nos diversos
meios de comunicação e as temperaturas são geralmente indicadas nas escalas Fahrenheit e (ou) Celsius.
Entretanto, embora seja a unidade de medida de
temperatura do SI, não temos visto nenhuma informação de temperaturas em Kelvin. Se o boletim
meteorológico informa que no dia as temperaturas
mínima e máxima numa determinada cidade serão,
respectivamente, 23 °F e 41 °F, a variação dessa temperatura na escala Kelvin é:
a)−7,8 K
b)10 K
c)32,4 K
d)283 K
e)291 K
34. (FATEC) Uma barra de aço de 5,000 m, quando submetida a uma variação de temperatura de 100 °C,
sofre uma variação de comprimento de 6,0 mm. O
coeficiente de dilatação linear do alumínio é o dobro do coeficiente do aço (αA = 2 ⋅ αaço); então,
uma barra de alumínio de 5,000 m, submetida a
uma variação de 50 °C, sofre uma dilatação de:
a)3,0 mm.
b)6,0 mm.
c)9,0 mm.
d)12,0 mm.
e)18,0 mm.
35. (MACK) Se uma haste de prata varia seu comprimento de acordo com o gráfico dado,
31. (MACK) Uma pessoa mediu a temperatura de seu
corpo, utilizando-se de um termômetro graduado
na escala Fahrenheit, e encontrou o valor 97,7 °F.
Essa temperatura, na escala Celsius, corresponda a:
a)36,5 °C
b)37,0 °C
c)37,5 °C
d)38,0 °C
e)38,5 °C
32. (MACK) Ao nível do mar, um termômetro de gás a
volume constante indica as pressões correspondentes a 80 cm de Hg e 160 cm de Hg, respectivamente, para as temperaturas do gelo fundente e da
água em ebulição. À temperatura de 20 °C, a pressão indicada por ele será de:
a)84 cm de Hg.
b)90 cm de Hg.
c)96 cm de Hg.
d)102 cm de Hg.
e)108 cm de Hg.
o coeficiente de dilatação linear desse material vale:
a)4,0 ⋅ 10–5 °C–1
b)3,0 ⋅ 10–5 °C–1
c)2,0 ⋅ 10–5 °C–1
d)1,5 ⋅ 10–5 °C–1
e)1,0 ⋅ 10–5 °C–1
36. (VUNESP) Duas lâminas metálicas, a primeira de latão e a segunda de aço, de mesmo comprimento a
temperatura ambiente, são soldadas rigidamente
uma à outra, formando uma lâmina bimetálica,
conforme a figura.
201
5
O coeficiente de dilatação térmica linear do latão é
maior que o do aço. A lâmina bimetálica é aquecida a
uma temperatura acima da ambiente e depois resfriada até uma temperatura abaixo da ambiente. A
figura que melhor representa as formas assumidas
pela lâmina bimetálica, quando aquecida (forma à
esquerda) e quando resfriada (forma à direita), é:
a)
b)
c)
41. (FATEC) Um bloco maciço de zinco tem forma de
cubo, com aresta de 20 cm a 50 °C. O coeficiente de
dilatação linear médio do zinco é 25 ⋅ 10–6 °C–1.
O valor, em cm3, que mais se aproxima do volume
desse cubo a uma temperatura de –50 °C é:
a)8 060
b)8 000
c)7 980
d)7 940
e)7 700
42. (PUC) É preciso abaixar de 3 °C a temperatura da
água do caldeirão, para que o nosso amigo possa
tomar banho confortavelmente. Para que isso aconteça, quanto calor deve ser retirado da água?
d)
e)
37. (FAAP) Duas barras metálicas A e B apresentam o
mesmo comprimento a 0 °C. Aquecendo as barras à
temperatura de 200 °C, verifica-se que seus comprimentos diferem de 1 cm. Sabendo que o coeficiente
de dilatação linear da barra A é 2 ⋅ 10–5 °C–1 e o da
barra B é 1 ⋅ 10–5 °C–1, determine o comprimento
dessas barras a 0 °C.
38. (FAAP) Uma esfera de latão de coeficiente de dilatação linear 2 ⋅ 10–5 °C–1 tem raio de 200,0 mm a 25 °C.
Calcule a temperatura máxima da esfera para passar por uma cavidade circular de raio 199,9 mm.
39. (MACK) O coeficiente de dilatação linear de certo
material é 3,6 ⋅ 10–6 °C–1. Utilizando como unidade
de temperatura o °F (grau Fahrenheit), então o valor do coeficiente de dilatação linear desse material
será:
a)6,3 ⋅ 10–6 °F–1
b)5,6 ⋅ 10–6 °F–1
c)4,0 ⋅ 10–6 °F–1
d)3,6 ⋅ 10–6 °F–1
e)2,0 ⋅ 10–6 °F–1
40. (MACK) Uma chapa metálica tem, a 0 °C, área de
200 cm2 e, a 100 °C, a sua área vale 200,8 cm2. O
coeficiente de dilatação linear do metal que constitui essa chapa é:
a)8 ⋅ 10–5 °C–1
b)6 ⋅ 10–5 °C–1
c)5 ⋅ 10–5 °C–1
d)4 ⋅ 10–5 °C–1
e)2 ⋅ 10–5 °C–1
O caldeirão contém 104 g de água e o calor específico da água é 1 cal/(g ⋅ °C).
a)20 kcal
b)10 kcal
c)50 kcal
d)30 kcal
e)Precisa-se da temperatura inicial da água para
determinar a resposta.
43. (FATEC) Um corpo, de massa m = 500 gramas, recebe de uma fonte térmica a quantidade de calor
Q = 4 000 cal e, como consequência, a sua temperatura, que originariamente era 20 °C, sobe para 30 °C.
O calor específico do corpo, em cal/(g ⋅ °C), é, então:
a)0,80
b)8
c)400
d)1,25
e)0,08
44. (MACK) O calor específico de uma determinada substância é 0,18 cal/(g ⋅ °C). Se, ao invés de usarmos a
escala Celsius, usássemos a escala Fahrenheit, esse
calor específico seria indicado por:
9
cal/(g ⋅ °F)
a)
1 690
b)0,02 cal/(g ⋅ °F)
c)0,10 cal/(g ⋅ °F)
d)0,20 cal/(g ⋅ °F)
e)0,324 cal/(g ⋅ °F)
45. (FUVEST) Calor de combustão é a quantidade de
calor liberada na queima de uma unidade de massa
do combustível. O calor de combustão do gás de
201
6
cozinha é 6 000 kcal/kg. Aproximadamente quantos litros de água à temperatura de 20 °C podem ser
aquecidos até a temperatura de 100 °C com um bujão de gás de 13 kg? Despreze perdas de calor.
a)1 litro
b)10 litros
c)100 litros
d)1 000 litros
e)6 000 litros
46. (MACK) No interior de um calorímetro ideal, colocamos um corpo A à temperatura de 10 °C e um corpo
B à temperatura de 60 °C. Esses corpos possuem a
mesma massa e não ocorre mudança do estado de
agregação dos materiais. Sabendo que a temperatura de equilíbrio térmico foi 30 °C, então a razão
cA/cB entre o calor específico do material do corpo
A e o calor específico do material do corpo B é:
a)0,50
b)0,75
c)1,00
d)1,50
e)1,75
47. (FEI) O calor específico de um corpo de massa
m = 200 g varia com a temperatura conforme a equação c = 0,005 ⋅ θ + 0,2 (calor específico em cal/(g ⋅ °C)
e temperatura em °C). Determinar:
a)o calor específico médio entre as temperaturas
20 °C e 60 °C.
b)a quantidade de calor que se deve fornecer ao corpo para elevar sua temperatura de 20 °C a 60 °C.
48. (FAAP) Um aquecedor elétrico de 840 watts contém
0,5 kg de água inicialmente a 10 °C. Estando o sistema termicamente isolado, determine o tempo necessário para que a água atinja 90 °C. O calor específico
da água é 4 200 J/(kg ⋅ ºC) e a capacidade térmica do
aquecedor é 210 J/°C.
49. (MACK) Dois líquidos de massas idênticas encontram-se inicialmente à temperatura de 80 °C e 20 °C,
respectivamente, e são colocados num calorímetro
ideal. O conjunto atinge o equilíbrio térmico a 50 °C e,
em seguida, é acrescentado um terceiro líquido de
massa igual à do primeiro e temperatura a 40 °C. Se o
calor específico desse terceiro líquido for igual à metade do calor específico do primeiro, a nova temperatura de equilíbrio térmico será:
a)24 °C
b)46,7 °C
c)48 °C
d)50 °C
e)60 °C
50. (MACK) Três corpos de mesma massa e todos a 100 °C
tem calores específicos, respectivamente, iguais a
0,50 cal/(g ⋅ °C), 0,40 cal/(g ⋅ °C) e 0,10 cal/(g ⋅ °C). Esses corpos são introduzidos simultaneamente num
calorímetro de capacidade térmica desprezível que
contém uma massa de água (c = 1,0 cal/(g ⋅ °C)) igual
à soma das massas dos corpos, a 40 °C. A temperatura
de equilíbrio térmico da mistura é:
a)40 °C
b)50 °C
c)55 °C
d)70 °C
e)100 °C
51. (FAAP) Uma senhora deseja banhar seu filho em
água morna à temperatura de 37 °C e, para isso,
conta com um recipiente de capacidade 20 , água
“fria” a 20 °C e “quente” a 30 °C. Admitindo que a
massa específica da água é 1 g/cm3 e o calor específico é 1 cal/(g ⋅ °C), e que ambos são constantes e
independem da temperatura, calcule as quantidades
de água “fria” e “quente” que devem ser misturadas,
sabendo-se que a senhora deve utilizar 260 kcal para
aquecer mais a água.
52. (MACK) Assinale a alternativa correta.
a)A capacidade térmica de um corpo indica o
quanto de calor devemos fornecer a um grama
de substância do corpo para variar a sua temperatura de 1 °C.
b)O calor específico de uma substância indica o
quanto de calor devemos fornecer ou retirar de
um grama de substância para variar a sua temperatura de 1 °C.
c)Uma substância, ao receber ou perder calor latente, varia a sua temperatura.
d)Uma substância, ao receber ou perder calor sensível, muda o seu estado de agregação.
e)Uma caloria corresponde ao quanto de calor devemos fornecer a um grama de chumbo para variar a sua temperatura de 1 °C.
53. (FUVEST) Colocam-se 900 g de gelo a 0 °C no interior
de um forno de micro-ondas de 1 200 W para serem
transformados 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:
Considere 1 cal = 4 J e o calor latente de fusão do
gelo igual a 80 cal/g.
a)3 min
b)4 min
c)6 min
d)12 min
e)0,5 min
201
7
54. (MACK) Em uma experiência, tomamos um corpo
sólido a 0 °C e o aquecemos por meio de uma fonte
térmica de potência constante. O gráfico a seguir
mostra a temperatura desse corpo em função do
tempo de aquecimento. A substância que constitui
o corpo tem, no estado sólido, calor específico igual
a 0,6 cal/(g ⋅ °C).
Considerando a garrafa térmica como um sistema
perfeitamente isolado e com capacidade térmica
desprezível, pode-se dizer que ao atingir o equilíbrio térmico o sistema no interior da garrafa apresenta-se como:
Dados: Calor específico do gelo = 0,50 cal/(g ⋅ °C);
Calor específico da água = 1,0 cal/(g ⋅ °C);
Calor de fusão do gelo = 80 cal/g
a)um líquido a 10,5 °C.
b)um líquido a 15,4 °C.
c)uma mistura de sólido e líquido a 0 °C.
d)um líquido a 0 °C.
e)um sólido a 0 °C.
O calor latente de fusão da substância desse corpo é:
a)40 cal/g
b)50 cal/g
c)60 cal/g
d)70 cal/g
e)80 cal/g
55. (MACK) Acidentalmente, deixamos cair uma pedra
de gelo de 100 g a 0 °C no interior de um calorímetro que contém água a 20 °C. A quantidade de
calor que devemos fornecer ao conjunto (calorímetro + água), para restabelecermos a temperatura
inicial, será de:
Dados: calor latente de fusão da água = 80 cal/g;
calor específico da água = 1 cal/(g ⋅ °C).
a)2 000 cal
b)6 000 cal
c)8 000 cal
d)10 000 cal
e)12 000 cal
56. (FEI) Um recipiente contém 0,5 kg de água à temperatura de 30 °C. Resfria-se o conjunto de modo que a
água perde 30 kcal. Sendo Ls = –80 cal/g o calor latente de solidificação da água e c = 1 cal/(g ⋅ °C) seu
calor específico, qual, em gramas, a massa de água
que se solidifica?
a)562,5
b)462,3
c)354,5
d)222,0
e)187,5
57. (FUVEST) Um pedaço de gelo de 150 g à temperatura
de –20 °C é colocado dentro de uma garrafa térmica
contendo 400 g de água à temperatura de 22 °C.
58. (MACK) Uma pessoa tem em suas mãos uma jarra
contendo 576 m de água pura a 25 °C. Querendo
tomar “água gelada”, essa pessoa coloca na jarra 20
cubos de gelo de 2 cm de aresta cada um, a –10 °C,
e aguarda o equilíbrio térmico. Considerando que
apenas gelo e água troquem calor entre si, a temperatura de equilíbrio térmico é:
Dados: calor específico da água = 1,0 cal/(g ⋅ °C); calor
específico do gelo = 0,5 cal/(g ⋅ °C); calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g; densidade da água = 1 g/cm3;
densidade do gelo = 0,8 g/cm3.
a)0 °C
d)6,1 °C.
b)2 °C.
e)7,2 °C.
c)5 °C.
59. (UNICAMP) Quatro grandes blocos de gelo, de mesma
massa e à mesma temperatura inicial, envoltos em
plástico impermeável, são pendurados na parede
de um quarto à temperatura de 25 °C, com portas e
janelas fechadas. Conforme a figura abaixo, os blocos A e B estão pendurados próximos ao teto e os
blocos C e D estão próximos ao chão. Os blocos A e
D estão enrolados em cobertores; os outros dois
não estão. Considere que o único movimento de ar
no quarto se dá pela corrente de convecção.
a)Reproduza a figura no caderno de respostas e indique com setas o sentido do movimento do ar
mais quente e do ar mais frio.
b)Qual dos blocos de gelo vai derreter primeiro e
qual vai demorar mais para derreter?
201
8
60. (PUC) Resolva as seguintes questões:
Num ambiente, cujos objetos componentes estão
todos em equilíbrio térmico, ao tocarmos a mão
numa mesa de madeira e numa travessa de alumínio, temos então sensações térmicas diferentes. Por
que isso ocorre? Se aquecermos uma das extremidades de duas barras idênticas, uma de madeira e
outra de alumínio, ambas com uma bola de cera
presa na extremidade oposta, em qual das barras a
cera derreterá antes? Há relação entre este fato e a
situação inicial?
Dados:
condutividade térmica do A = 0,58 cal/(s ⋅ cm ⋅ °C);
condutividade térmica da madeira =
= 0,0005 cal/(s ⋅ cm ⋅ °C).
201
9
Respostas das Atividades Adicionais
Física
1.2,7 ⋅ 10–3 N
20.b
2. a) Se a quantidade de carga de um dos corpos for triplicada, mantendo-se constantes os outros fatores, o
módulo da força elétrica também o será.
b)Se a distância entre os corpos for duplicada, mantendo-se constantes os outros fatores, o módulo da força
elétrica será reduzido a um quarto do seu valor inicial.
21.e
3.d
23.a) Os potenciais devido às cargas são iguais em x1 = 0,25 m
e x2 = 0,5 m ambos medidos em relação ao ponto A
com x1 entre A e B e x2 no lado oposto a x1.
b)0,58
4.d
5. 100 m/s2 horizontal para a esquerda.
6.a
22.4,5 ⋅ 10–4 J. Esse trabalho foi realizado pela força “a favor”
do campo, representando a quantidade de energia potencial que estava armazenada nele e foi transferida para
a partícula na forma de energia cinética.
24.a) 1,6 ⋅ 10–16 J
b)
7.a
8.e
9.c
10.a) E = 10+5 N/C
b)1,6 ⋅ 10–14 N
11.a) d = (6 + 3
2 ) m ou d = 10,2 m
b)2,4 ⋅ 10–2 N
25.10 μC
26.a) 104 N/C
b)V = 5,0 ⋅ 102 V
E = 2,5 ⋅ 103 N/C
27.e
12.e
28.e
13.d
29.b
14.d
30.d
qE →
15.a)
i
m
31.a

2
b) v0 +
2qEa
m
16.a) 0,27 J
b)O trabalho do operador para aproximar as cargas será
positiva quando estas tiverem mesmos sinais e negativo
no caso de terem sinais opostos.
O trabalho positivo indica que o operador deslocou a
carga no mesmo sentido da aplicação de sua força. O
trabalho negativo indica que o operador aplicou sua
força contra o sentido de deslocamento da carga.
32.c
33.b
34.b
35.c
36.c
37.5 m
38.0 °C
17.e
39.e
18.c
40.e
19.c
41.d
201
10
42.d
43.a
44.c
45.d
59.a)O ar frio em torno de B (mais denso) desce fazendo
com que o ar quente em torno de A ocupe seu lugar. O
ar quente em torno de D (menos denso) sobe, fazendo
com que o ar frio em torno de C ocupe o seu lugar,
estabelecendo-se assim as correntes de convecção indicadas na figura.
46.d
47.a) 0,4 cal/(g ⋅ °C)
b)3,2 ⋅ 103 cal
48.2,2 ⋅ 102 s
49.c
50.c
51.Vf = 12 
Vq = 8 
52.b
53.b
54.c
55.d
56.e
57.c
58.c
b)O bloco B, que não está isolado e recebe o ar mais
quente, derreterá primeiro, enquanto o corpo D, que
está parcialmente isolado e recebe o ar mais frio, demorará mais para derreter.
60.Isso ocorre devido à condutividade térmica, que no alumínio é maior que na madeira. Logo, o alumínio transmite
o calor de forma mais rápida e assim temos sensações
térmicas diferentes. Da mesma maneira, também podemos concluir que na barra de alumínio a cera derreterá
antes. Esse fato e a situação inicial são ambos explicados
da mesma forma.
201
11