Volume 9

Fis 9A – Aula 25
25.01
Resposta: alternativa c
Quanto maior o tempo de uma desaceleração menor a força empregada contra o passageiro do
veículo. Esses aparatos de segurança agem justamente no sentido de prolongar esse tempo,
de forma que os danos possíveis sejam reduzidos.
25.02
Resposta: alternativa d
A deformação programada da lataria do automóvel é um modo de absorver grande parte da
força do impacto, garantido que o passageiro fique exposto a uma parcela bem menor dela.
25.03
Resposta: alternativa e
O Impulso recebido por um corpo é diretamente à variação da quantidade de movimento desse
corpo, portanto, quanto maior a quantidade de movimento de um corpo, maior é o módulo do
impulso recebido pelo mesmo.
25.04
Resposta: alternativa c
Para aplicar o teorema do impulso é necessário conhecer a resultante das forças que agem
sobre um corpo, pois é essa resultante que determina o módulo e a direção da velocidade do
corpo a cada instante.
25.05
Resposta: alternativa d
Trens e navios têm grande inércia sendo assim é necessário um grande impulso para pará-los.
Nesse caso normalmente é necessário aplicar uma grande força por um tempo longo. É
importante saber que no impulso, força e tempo são grandezas inversamente proporcionais e,
para um mesmo impulso, o aumento de uma dessas grandezas implica na diminuição da outra.
25.06
Resposta: alternativa a
I = Q
F  t = m  v – m  v0
600  t = 0,4  30 – 0,4  0
600  t = 12
t = 0,02 s
25.07
Resposta: alternativa c
I = Q
I = m  v – m  v0
I = 2  30 – 2  10
I = 60 – 20
I = 40 N  s
25.08
Resposta: alternativa d
I = Q
F  t = m  v – m  v0
F  0,01 = 0,12  0 – 0,12  6
F  0,01 = 0,72
F = 72 N
25.09
Resposta: alternativa b
I = Q
F  t = Q – Q0
F  5 = 20 – 0
F=4N
Pela segunda lei de Newton:
F=ma
4=m2
m = 2 kg
25.10
Resposta: alternativa b
Quando a força é variável, calculamos o impulso médio pela área do gráfico F x t:
b h
0,2  100
A 
 A 
2
2
Área = impulso médio = 10 N  s
I = Q
I = m  v – m  v0
10 = 2,5  v - 2,5  0
10 = 2,5  v
v = 4 m/s
25.11
Resposta: alternativa b
Observe na equação abaixo que força e variação de quantidade de movimento são grandezas
diretamente proporcionais, sendo assim, se os corpos são parados no mesmo intervalo de
tempo, quem tem maior quantidade de movimento exige o emprego de uma força maior.
I = Q
F  t = Q
25.12
Resposta: alternativa d
I = Q
I = m  v – m  v0
I = 2  10 - 2  5
I = 20 - 10
I = 10 N  s
Cálculo do trabalho:
 = E
2
m  v2 m  v0

2
2
Sendo Q = m  v

Q  v Q  v0

2
2
20  10 10  5


2
2
 = 100 – 25
 = 75 J

25.13
Resposta: alternativa c
I = Q
F  t = m  v – m  v0
F  40 = 180000  0 - 180000  20
F  40 = 3600000
F = 90000 N = 9  104 N
25.14
Resposta: V, F , F , V , F
(V) Quanto maior o tempo de uma desaceleração menor a força empregada contra o
passageiro do veículo. Esses aparatos de segurança agem justamente no sentido de prolongar
esse tempo, de forma que os danos possíveis sejam reduzidos.
(F) As forças de ação e reação sempre terão mesma intensidade, mesma direção e sentidos
opostos.
(V) Como não ocorre o travamento das rodas o carro não desliza e assim a energia cinética é
dissipada de forma mais eficiente e em menor tempo.
(V) Numa colisão, por inércia a tendência do corpo é continuar o movimento, os cintos de
segurança interrompem o movimento evitando a colisão com bancos e o painel, o que seria
mais danosa.
(F) A força para se manter na trajetória curva está associada à força centrípeta que depende
do raio dessa trajetória. Veja a equação FC 
m  v2
R
25.15
Resposta: alternativa e
Calculando a área do gráfico obtemos o impulso da força:
(B  b)
Área  I 
h
2
(3  6)
I
8
2
I = 36 N  s
Aplicando o teorema do impulso:
I = Q
I = m  v – m  v0
36 = 8  v - 8  0
36 = 8  v
v = 4,5 m/s
25.16
Resolução:
I = Q
F  t = m  v – m  v0
F  0,5 = 1  500 - 1  0
F  0,5 = 500
F = 1000 N
25.17
Resposta: alternativa e
Cálculo do impulso:
I = Q
I = m  v – m  v0
I = 2  10 - 2  2
I = 20 - 4
I = 16 N  s
Cálculo do Trabalho:
 = E
2
m  v2 m  v0

2
2
Sendo Q = m  v

Q  v Q  v0

2
2
20  10 4  2


2
2
 = 100 – 4
 = 96 J

25.18
Resposta: alternativa d
I = Q
F  t = N  (m  v – m  v0)
Onde N é o número de projéteis disparado.
160  1 = N  (0,040  800 – 0,040  0)
160 = N . 32
N = 5 projéteis
25.19
Resolução:
I = Q
F  t = m  v – m  v0
F  0,05 = 0,4  25 – 0,4  0
F  0,05 = 10
F = 200 N
25.20
Resolução:
a) Cálculo da quantidade de movimento:
Q=mv
Q = 0,25  25
Q = 6,25 kg  m/s
b) Calculando:
I = Q
F  t = QFINAL – QINICIAL
F  0,25 = 6,25 – 0
F = 25 N
Fis 9A – Aula 26
26.01
Resposta: alternativa c
Deve-se usar o rifle de menor massa, pois desse modo, em função da conservação da
quantidade de movimento, a força de recuo sobre o ombro do atirador será menor.
26.02
Resposta: alternativa a
A quantidade de movimento total que teríamos com esse evento seria de:
Q=Nmv
Onde N é o número de habitantes do planeta.
Q = 7  109 . 60  1,43
Q = 6  1011 N  s
Esse número encontrado já é insignificante quando comparado ao valor da massa do planeta,
6  1024 kg. Se fossemos comparar com a quantidade de movimento então, essa diferença
seria muito mais abrangente.
26.03
Resposta: alternativa c
Nas colisões, como o tempo de interação entre os corpos é extremamente pequeno,
consideramos que o impulso das forças externas seja nulo, desse modo o sistema ganha
caráter de sistema isolado.
26.04
Resposta: alternativa e
Nos sistemas isolados ocorre a conservação da quantidade de movimento do sistema, desse
modo, a quantidade de movimento dos participantes do sistema pode variar, mas a do
conjunto de corpos participantes permanece inalterada.
26.05
Resposta: alternativa d
No sistema projétil + espingarda, por causa da conservação da quantidade de movimento do
sistema, como o projétil é impelido para frente a espingarda se movimenta para trás.
26.06
Resposta: alternativa b
Nas colisões, como o tempo de interação entre os corpos é extremamente pequeno,
consideramos que o impulso das forças externas seja nulo, desse modo o sistema ganha
caráter de sistema isolado. Sempre isso ocorrer haverá a conservação da quantidade de
movimento do sistema.
26.07
Resolução:
QANTES = QDEPOIS
mF  vF + mP  vP = mF  vF’ + mP  vP’
Inicialmente o sistema estava em repouso:
0 = 0,020  400 – 4  vF
- 8 = – 4  vF
vF = 2 m/s
26.08
Resposta: alternativa a
I. O teorema da energia cinética diz que o trabalho mecânico realizado (por/sobre) um móvel
corresponde à variação da energia cinética experimentada por esse corpo.
26.09
Resposta: alternativa b
QANTES = QDEPOIS
m1  v1 + m2  v2 = m1  v1’ + m2  v2’
Inicialmente o sistema estava em repouso:
0 = 70  8 + 112  vF
- 560 = 112  vF
vF = -5 m/s
A velocidade negativa indica que o segundo corpo movimentou-se em sentido oposto ao
primeiro, portanto, para a esquerda.
26.10
Resposta: alternativa d
QANTES = QDEPOIS
mC  vC + mP  vP = mC  vC’ + mP  vP’
Inicialmente o sistema estava em repouso:
0 = 100  vC – 2  100
200 = 100  vC
VC = 2 m/s
26.11
Resposta: alternativa e
O movimento de ambos os discos ocorrem num plano bidimensional, onde podemos considerar
que o disco 1 (vermelho) possui quantidade de movimento Q 1 = qX + qY e o disco 2 (branco)
Q2 = -qX + qY, antes da colisão. Após a colisão, pela conservação da quantidade de
movimento, os discos permanecem com a mesma velocidade ao longo do eixo Y e, trocam de
velocidades ao longo do eixo X, portanto, invertendo o sentido do movimento de cada disco
horizontalmente. Veja a figura:
26.12
Resposta: alternativa a
QANTES = QDEPOIS
mR  vR + mP  vP = mR  vR’ + mP  vP’
Inicialmente o sistema estava em repouso:
0 = 3  vR – 0,010  600
6 = 3  vR
VR = 2 m/s
26.13
Resposta: alternativa c
QANTES = QDEPOIS
mC  vC + mP  vP = mC  vC’ + mP  vP’
Inicialmente o sistema estava em repouso:
0 = 150  vC – 1,5  150
225 = 150  vC
vC = 1,5 m/s
26.14
Resposta: alternativa c
QANTES = QDEPOIS
mC  vC + mM  vM = mC  vC’ + mM  vM’
Inicialmente o sistema estava em repouso:
0 = (60 - mM)  3 – mM  2
0 = 180 – 3  mM – 2  mM
5  mM = 180
mM = 36 kg
26.15
Resposta: alternativa c
Patinador A:
QANTES = QDEPOIS
mB  vB + mP  vP = mB  vB’ + mP  vP’
Inicialmente o sistema estava em repouso:
0 = 0,4  10 – 40  vP
4 = 40  vP
VP = 0,1 m/s
O patinador B arremessa perpendicularmente ao ringue que é plano e horizontal, portanto,
arremessa a bola para cima e, desse modo, continuará com velocidade nula.
26.16
Resposta: alternativa d

O vetor momento linear P3 deve ter a mesma direção e sentido oposto à resultante da soma


dos vetores P1 e P2 , pois, pela conservação da quantidade de movimento, o momento linear
do conjunto antes – que é nulo – deverá ser igual depois. Veja a figura.
26.17
Resposta: alternativa d
A direção e o sentido da quantidade de movimento do núcleo e do nêutron não são
informados, portanto, ao se alojar no núcleo o conjunto pode ter qualquer valor entre os
limites 3  10-24 kg  m/s e 8  10-24 kg  m/s. Desse modo, o que se pode afirmar com certeza,
dentro das possibilidades é que o momento linear é maior que 10-24 kg  m/s.
26.18
Resposta: alternativa c
QANTES = QDEPOIS
m1  v1 + m2  v2 = QDEPOIS
3  104  0,5 + 4  104  1 = QDEPOIS
1,5  104 + 4 . 104 = QDEPOIS
QDEPOIS = 5,5  104 kg  m/s
26.19
Resolução:
a) Quantidade de movimento:
Q=mv
Q = 25  0,1
Q = 2,5 kg  m/s
b) Sim, porque o carrinho terá o sua quantidade de movimento conservada. A velocidade do
carrinho passará a ser:
QANTES = QDEPOIS
QANTES = mC  vC’
2,5 = 20  vC’
vC’ = 0,125 m/s
26.20
Resolução:
Ele deverá arremessar a mochila em sentido oposto ao da nave, pois pelo princípio da
conservação do movimento, como a quantidade de movimento antes do arremesso é nula,
deverá ser também depois. Desse modo, ao arremessar a mochila, ele será empurrado no
sentido oposto, podendo retornar a nave.
Fis 9A – Aula 27
27.01
Resposta: alternativa c
Quando temos apenas um corpo sujeito à ação de forças externas como peso e atrito, por
exemplo, não temos um sistema isolado. Nos sistemas isolados, geralmente analisamos a
interação entre 2 corpos.
27.02
Resposta: alternativa b
A velocidade diminui porque a quantidade de movimento do sistema barco mais pessoa será
conservada. Como ocorreu um acréscimo de massa com a queda da pessoa sobre o barco,
este ficará mais lento, de forma que a quantidade de movimento total permaneça inalterada.
27.03
Resposta: alternativa e
Como a quantidade de movimento do sistema carro + inseto deve ser constante, o acréscimo
da quantidade de movimento em um deve ter o mesmo módulo da redução da quantidade de
movimento do outro.
27.04
Resposta: alternativa d
A quantidade de movimento individual de cada partícula se altera, porém a quantidade de
movimento total do sistema deve ficar inalterada.
27.05
Resposta: alternativa b
A conservação da quantidade de movimento é comprovada experimentalmente em muitos
fenômenos, inclusive uma importante área que tem como base a conservação da quantidade
de movimento é a perícia técnica criminal, onde muitos casos são solucionados pela aplicação
de tal conhecimento.
27.06
Resposta: alternativa b
QANTES = QDEPOIS
mA  vA + mP  vP = mA  vA’ + mP  vP’
Inicialmente o sistema estava em repouso:
0 = 1  vC’ – 0,02  1000
vC’ = 20 m/s
27.07
Resposta: alternativa b
Ao disparar o projétil o canhão sofrerá recuo e, portanto, seu sentido será oposto ao
movimento do trem. Considerando que o vagão está fixo, o canhão e o vagão podem ser
considerados um só corpo, desse modo a velocidade do vagão deve diminuir.
27.08
Resposta: alternativa c
m  v2
2
Como quantidade de movimento é dado por: P = m  v e, multiplicando por m:
E
mE  m
2E 
m  v2
m2  v 2
 E
2
2m
P2
m
27.09
Resposta: alternativa b
QANTES = QDEPOIS
mS  vS + mG  vG = mS  vS’ + mG  vG’
Inicialmente o sistema estava em repouso:
0 = 1000  20 – mG  5000
mG  5000 = 20000
mG =4 kg
27.10
Resposta: alternativa d
QANTES = QDEPOIS
m1  v1 + m2  v2 = m1  v1’ + m2  v2’
Inicialmente o sistema estava em repouso:
0 = 80  v1 - 100  4
- 80  v1’ = -400
v1’ = 5 m/s
Como os patinadores se movimentam em sentidos opostos, a velocidade relativa é dada pela
soma de suas velocidades, portanto, 4 m/s + 5 m/s = 9 m/s.
27.11
Resposta: alternativa a
Em toda colisão num sistema isolado, ocorre a conservação da quantidade de movimento (P).
Quanto a energia não houve conservação, veja o cálculo a seguir:
E ANTES 
EDEPOIS
m v2
m v2
0
2
2
v
m 
2

2
2
v
m 
2

2
2

m v2 m v2

8
8
2  m v2
m v2

8
4
A energia cinética após o choque foi reduzida a metade.
EDEPOIS 
27.12
Resposta: alternativa b
QANTES = QDEPOIS
M  v = m1  V + m2  V’
Inicialmente o sistema estava em repouso:
3
1
0   M  V   M  V'
4
4
3
1
  M  V   M  V'
4
4
Após simplificação:
V’ = -3  V, para a esquerda pois o sinal negativo indica que o sentido do movimento deve ser
oposto.
27.13
Resposta: alternativa c
QANTES = QDEPOIS
mC  vC = mC  v + mA  v
Inicialmente leva-se em conta apenas o movimento horizontal do caixote:
2  0,4 = 2  v + 2  v
0,8 = 4 . v
v = 0,2 m/s
27.14
Resposta: alternativa a
Com a explosão, os fragmentos cujas velocidades são V 3 e V4, têm direção perpendicular à
direção que o projétil estava antes da explosão, como suas massas são iguais, suas
velocidades também serão iguais. Os fragmentos cujas velocidades são V 1 e V2, apesar de
possuírem mesma massa, se movimentam em sentidos opostos, sendo que o fragmento que
continua o movimento na direção que o projétil inicialmente se movimentava, apresentará
velocidade maior. Nesse caso, V1 > V2 e V3 = V4 .
27.15
Resposta: alternativa b
QANTES = QDEPOIS
mB  vB = mB  v + mC  v
O fato da massa de barro cair de uma altura de 0,45m (vertical) não interfere na velocidade
que o carrinho adquire na horizontal.
24=2v+6v
8=8.v
v = 1 m/s
27.16
Resposta: 32
Pelo princípio da Conservação da Quantidade de Movimento, como o primeiro projétil teve
somente movimento na vertical para cima, o segundo projétil para que ocorra a conservação
da quantidade de movimento necessariamente terá uma componente da velocidade vertical
para baixo e outra componente horizontal para frente. A soma das componentes, tem a
resultante vista na imagem.
27.17
Resposta: alternativa a
QANTES = QDEPOIS
m1  v1 + m2  v2 = m1  v1’ + m2  v2’
Como o segundo peixe será engolido, o conjunto terá uma só velocidade:
5 . 1 + (-1)  8 = 5  v + 1  v
-3 = 6  v
v = -0,5 m/s
O peixe grande como menor no seu interior, sofrerá um recuo (para a esquerda) com
velocidade de módulo 0,5 m/s.
27.18
Resposta: alternativa d
Velocidade do rifle segurado frouxamente:
QANTES = QDEPOIS
mP  vP + mR  vR = mP  vP’ + mR  vR’
Inicialmente o sistema estava em repouso:
0 = 0,015  3  104 + 5  vR
- 450 = 5  vR’
O rifle sofre um recuo com velocidade de módulo vR’ = 90 m/s
Velocidade do rifle bem apoiado no ombro:
Agora atirador e rifle formam um conjunto.
mP  vP + mC  vC = mP  vP’ + mC  vC’
Inicialmente o sistema estava em repouso:
0 = 0,015  3  104 + (5 + 95)  vC’
- 450 = 100  vC’
O rifle sofre um recuo com velocidade de módulo vC’ = 4,5 m/s
27.19
Resolução:
a) Calculando a velocidade do trenó:
QANTES = QDEPOIS
mD  vD + mT  vT = mD  vD’ + mT  vT’
10 . 5 + 0 = 10  v + 90  v
50 = 100  v
v = 0,5 m/s
b) Calculando a variação da energia cinética:
m  v2
10  52
 E ANTES 
2
2
= 125 J
E ANTES 
EANTES
m  v2
100  0,52
 EDEPOIS 
2
2
EDEPOIS = 12,5 J
A variação da energia cinética:
E = EDEPOIS - EANTES
E = 12,5 – 125
E = -112,5 J
EDEPOIS 
27.20
Resolução:
a) Cálculo da velocidade:
QANTES = QDEPOIS
m1  v1 + m2  v2 = m1  v1’ + m2  v2’
Inicialmente os patinadores estão em repouso:
0 = 36  v1’ - 48  5
36  v1’ = 240
v = 6,67 m/s = 24 km/h
b) Trabalho total realizado:
 = E1 + E2
 m  v12
  m  v 22

 1
 0   2
 0

 

2
2

 

 36  6,672
  48  52


 0  
 0

  2

2

 

 = 800 + 600
 = 1400 J
Fis 9B – Aula 25
25.01
Resposta: alternativa
1kg  3,2  105
M  1,6  1022
3,2  105  M = 1,6  1022
M = 5  1016 kg
Sabendo que 1 trilhão de toneladas é igual a 1015 kg
Então, M = 50 trilhões de toneladas
25.02
Como os seres humanos têm um percentual elevado no organismo, é fundamental que o calor
latente de vaporização seja de um valor elevado, caso contrário seríamos muito sensíveis as
elevações de temperatura, perdendo grande quantidade de água em curto espaço de tempo.
25.03
a) A Capacidade Térmica de um corpo corresponde a quantidade de calor que um corpo deve
trocar para que sua temperatura varie em uma unidade.
b) O Calor Especifico é próprio das substâncias, e corresponde à quantidade de calor por
unidade de massa, que uma substância deve trocar para que sua temperatura varie em uma
unidade.
c) O calor latente de uma substância, expressa a quantidade de calor por unidade de massa
que uma substância troca ao mudar de estado físico.
d) Significa que cada 1g da substância para ser fundida deve receber 50 calorias.
e) Significa que a fonte térmica fornece 500 cal a cada minuto.
f) Significa que a fonte térmica fornece 50 J a cada segundo.
g) Significa que a fonte térmica fornece 50 J a cada segundo, pois J/s é igual ao W [watt].
25.04
Resolução:
a) Calor sensível:
Q = m  c  T
Q = 100  0,5  [0 – (-10)]
Q = 500 cal
b) Fusão da massa de gelo:
Q=mL
Q = 100  80
Q = 8000 cal
c) Calor sensível:
Q = m  c  T
Q = 100  1  (100 - 0)
Q = 10000 cal
d) vaporização da massa de gelo:
Q=mL
Q = 100  540
Q = 54000 cal
25.05
Resposta: alternativa a
A sublimação é caracterizada pela passagem do estado sólido diretamente para o estado
gasoso ou vice-versa.
25.06
Resposta: alternativa b
Como a substância está na forma líquida inicialmente a 20 ºC, veja no gráfico que recebendo
calor sensível a temperatura atinge 60º quando começa a mudar de estado, nesse caso,
vaporização.
25.07
Resposta: alternativa d
I. correta, observa-se no gráfico 3 intervalos de calor sensível (inclinação) e 2 intervalos de
calor latente (horizontal). Na temperatura T1, ocorre a fusão e, na temperatura T2, ocorre a
vaporização.
II. correta, o estado x está na temperatura T1, que é a de fusão, logo os estados sólido e
líquido coexistem.
III. errada, no intervalo y coexistem apenas os estados líquido e gasoso.
25.08
Resposta: 27 (01 + 02 + 08 + 16)
01. correta,
Q = m  c  T
(500  2) = 1000  c  (60 - 20)
1 = c  40
c = 0,025 cal/g  ºC
02. correta,
C=mc
C = 1000 . 0,025
C = 25 cal/ºC
04. errada,
Q = m  c  T
(500  1) = 1000  c  (60 - 20)
1 = c  80
c = 0,0125 cal/g  ºC
08. correta, no gráfico vemos 2 transições, fusão e vaporização.
16. correta,
Q=mL
(500  5) = 1000  L
L = 2,5 cal/g
32. errada,
Q=mL
(500  2) = 1000  L
L = 1 cal/g
25.09
Resposta: 05 (01 + 04)
01. correta, a substância A sofre 2 mudanças de estado, a primeira a que é a fusão ocorre em
20 ºC.
02. errada, observa-se para A 20º e para B não é possível saber, pois o gráfico não trás essa
informação.
04. correta, é a segunda mudança de estado físico que visualizamos na curva da substância A.
08. errada, no gráfico só é possível visualizar a temperatura de vaporização da substância B.
16. errada, no gráfico não é possível visualizar a temperatura de vaporização da substância B.
25.10
Resposta: alternativa e
A temperatura sofre variação na forma linear até atingir a temperatura de fusão e a partir daí
fica constante, até que toda a substância fique 100% líquida para voltar a crescer linearmente.
A quantidade de calor cresce linearmente ao longo do tempo.
25.11
Resposta: alternativa d
O calor de vaporização das substâncias pode ser identificado pelo segundo patamar horizontal
de cada substância que vemos no gráfico, nele percebemos que o patamar da substância B é
mais extenso que o da C, se considerarmos que as amostras têm mesma massa a substância B
então possui um calor latente de vaporização maior que da substância C.
25.12
Resposta: alternativa e
Como há gelo flutuando no equilíbrio térmico a temperatura final do sistema é de 0ºC. A
quantidade de calor absorvida pelo gelo pode ser determinada a partir da quantidade de gelo
derretida, que é de 100g. O calor absorvido pelo gelo é:
Q=mL
Q = 100  80
Q = 8000 cal = 8 kcal
25.13
Resposta: alternativa d
Cálculo da energia necessária para fundir o gelo que já se encontra na temperatura de fusão:
Q=mL
Q = 1500  80
Q = 120000 cal
Transformando em joule:
Q = 120000cal  4 = 480000 J
Cálculo do tempo:
Q
480000
 1000 
P 
t
t
t = 480s = 8 minutos
25.14
Resposta: alternativa b
O calor específico do cobre é menor que do alumínio, pois, na figura vemos que mesmo o
cobre tendo menor volume que o alumínio, a cavidade devido ao derretimento do gelo,
causada pelo cobre, ficou menor, evidenciando que o mesmo cedeu menos calor. Em relação à
densidade, a do cobre é maior, pois as esferas têm mesma massa, e o volume do cobre sendo
menor faz com que sua densidade seja maior.
25.15
Resposta: alternativa e
Como o vapor d’água estava a 100ºC, por maior que fosse sua quantidade em relação ao gelo,
seria impossível ter no equilíbrio somente vapor, pois, quando a massa líquida proveniente do
gelo derretido atingisse 100ºC ela não mais receberia calor, justamente por não haver
diferença de temperatura para isso. Sendo assim, essa massa não pode ser vaporizada,
ficando no máximo líquida a 100ºC.
25.16
Resposta: alternativa b
Consideremos que toda energia potencial gravitacional seja convertida em energia térmica
com o impacto:
E=mgh
E = 2  10  10
E = 200 J
Transformando em calorias:
200
E
4,18
E = 47,8 cal
Cálculo da massa:
Q=mL
47,8 = m  80
m = 0,59g esse seria o valor mais próximo de gelo que poderia ser derretido com o impacto.
25.17
Resposta: alternativa c
Calculo da quantidade de calor que o ferro precisa receber para sofrer fusão:
Calor sensível:
QS = m  c  T
QS = m  450  [1530 – (-125)]
QS = 744750  m
Calor latente:
QL = m  L
QL = m  2,89  105
Calor total necessário: QL + QS
QT = 744750  m + 289000  m
QT =1033750  m
Considerando que toda essa energia vem da energia cinética do meteoro:
E = QT
m  v2
 QT
2
m  v2
 1033750 m
2
v  2067500
v = 1437,9 m/s  5176 km/h
25.18
Resposta: alternativa b
QCEDE + QRECEBE = 0
mG  L + mG  c  T + mC  c  T + CR  T = 0
10  80 + 10  1  (T – 0) + 120  1  (T – 100) + 30  (T – 100) = 0
800 + 10  T + 120  T – 12000 + 30  T – 3000 = 0
-14200 + 160  T = 0
160  T = 14200
T = 88,75 ºC
25.19
Resolução:
a) Quantidade de calor para o aquecimento da água:
Q = m  c  T
Q = 1000  1  (100 – 25)
Q = 75000 cal
Q = 75000  4,2 = 315000 J
Cálculo da potência:
P
U2
1102
 P 
R
12,1
P = 1000 W
b) Calculo do tempo:
Q
315000
 1000 
P 
t
t
T = 315 s
b) Cálculo da água que evapora:
Q=mL
Q = 1000  540
Q =540000 cal
Q = 540000  4,2 = 2268000 J
Calculo do tempo:
Q
2268000
 1000 
P 
t
t
T = 2268 s
Pra evaporação completa:
T = 315 + 2268
T = 2583 s
c)entre 0 s e 315 s a temperatura varia linearmente de 25ºC para 100ºC, no intervalo entre
315 s e 2583 s a temperatura permanece constante.
25.20
Resolução:
a) Cálculo da potência irradiada para o interior da caixa:
P
P

 1000 
A
0,2
P = 200 W
b) Cálculo da energia necessária para elevar a temperatura do arroz até 100ºC
Q = m  c  T
Q = 300  4 . (100 – 25)
Q = 90000 J = 9  104 J
c) Energia para evaporar 1/3 da água (100 g):
Q=mL
Q = 100  2200
Q = 220000 J
Total de energia:
QT = 90000 + 220000 = 310000 J
Cálculo do tempo:
Q
310000
P  T  200 
t
t
t = 1550 s
Fis 9B – Aula 26
26.01
Resposta: alternativa e
Em condições normais de pressão e temperatura a água inicia congelamento em 0ºC. Tendo
apenas água no estado sólido o ambiente é completamente desfavorável para existência de
vida.
26.02
Resposta: alternativa d
O líquido em alta pressão e em alta temperatura tem energia cinética e, ao atravessar as
turbinas, dão movimento aos geradores de eletricidade.
26.03
Resolução:
1. sólido
2. líquido
3. curva de fusão ou solidificação – sobre a curva os estados sólido e líquido coexistem.
4. gasoso
5. curva de vaporização ou de condensação – sobre a curva os estados líquido e gasoso
coexistem.
6. curva de sublimação – sobre a curva os estados sólido e gasoso coexistem.
7. ponto triplo – os 3 estados da matéria coexistem nesse ponto.
8. gás – quando a substância no estado gasoso ultrapassa a temperatura crítica ela se torna
um gás e não pode ser liquefeita por compressão isotérmica.
26.04
Resposta: alternativa a
Veja no diagrama de fase da água como o aumento de pressão diminui a temperatura de fusão
(área circulada).
26.05
Resolução:
1. fusão: sólido  líquido
2. solidificação: líquido  sólido
3. vaporização: líquido  vapor
4. condensação: vapor  líquido
5. sublimação: sólido  vapor
6. sublimação: vapor  sólido
26.06
Resposta: alternativa d
Para substância puras e homogêneas, toda mudança de estado físico ocorre a temperatura
constante.
26.07
Resposta: alternativa d
Com transpiração, o suor (líquido) poderia se congelar, aumentando o risco de hipotermia.
26.08
Resposta: alternativa a
O que ocorreu foi uma vaporização, passagem do estado líquido para o vapor (gasoso).
26.09
Resposta: alternativa b
Na sublimação a substância passa do estado sólido para o gasoso. As trajetórias U e Y
correspondem a tal passagem.
26.10
Resposta: alternativa c
Para as substâncias puras, as mudanças de estado físico sempre ocorrem com temperaturas
constante. O valor da temperatura pode ser alterado em função de uma pressão diferente,
como por exemplo, ao nível do mar e no topo de uma montanha, mas mesmo assim, a
transformação se dá em temperatura constante.
26.11
Resposta: 14 (02 + 04 + 08)
01. errada, a temperatura só permanece constante para substância puras e homogêneas.
02. correta, quando a pressão é inferior a 1 atm, a água entra em ebulição em temperatura
menor que 100ºC.
04. correta, a sublimação é caracterizada pelo fato da substância passar diretamente do
estado sólido para o estado gasoso.
08. correta, no ponto de fusão os estados líquido e sólido coexistem.
26.12
Resposta: 02
01. errada, ela também pode mudar de estado físico cedendo calor ao meio como por exemplo
numa condensação.
02. correta, substâncias puras e homogêneas à pressão constante mudam de estado físico à
temperatura constante.
04. errada, corresponde a uma pressão associada a um valor de temperatura para o qual os 3
estados da matéria coexistem.
08. errada, o correto é dizer vaporização que se divide em 3 categorias, ebulição, evaporação
e calefação.
26.13
Resposta: alternativa a
26.14
Resposta: alternativa e
A imagem mostra que nas extremidades do fio há 2 pesos, dessa forma o tio é tracionado e
exerce uma força sobre uma pequena área na superfície do gelo. Essa área fica então sujeita a
uma pressão mais elevada fazendo com que o gelo passe, na região abaixo do fio do estado
sólido para o líquido e, logo acima do fio o líquido já sobre pressão normal recongele. Desse
modo é possível que o fio atravesse o gelo sem separá-lo em 2 partes.
26.15
Resposta: alternativa d
Os gráficos (b) e (d) correspondem àqueles em que o aumento de pressão diminui a
temperatura de fusão, porém apenas o gráfico (d) possibilita ver que a água, no caso de uma
temperatura muito baixa esteja no estado sólido.
26.16
Resposta: alternativa d
I. correto, na sublimação a substância passa diretamente do estado sólido para o gasoso e
vice-versa.
II. correta, vemos no gráfico que a curva de sublimação têm início numa temperatura inferior
ao do ponto triplo.
III. errada, não sofre fusão por que a pressão não ultrapassa a pressão do ponto triplo
acompanhada de queda de temperatura.
26.17
Resposta: alternativa c
Acima da temperatura crítica não é possível encontrar a substância nem como líquido, nem
como gás.
26.18
Resposta: alternativa b
I. errada, a geada corresponde ao congelamento das moléculas de água presentes na
atmosfera e próximas às superfícies expostas ao tempo.
II. correta, quanto menor a pressão, mais baixa a temperatura em que a água entra em
ebulição.
III. errada, o ar flutua na água porque a água no estado sólido tem densidade menor que
água no estado líquido.
26.19
Resposta: alternativa d
Para começar a liquefação, estando à pressão de 1 atm e temperatura de 25 ºC, basta que a
temperatura atinja o valor de 67 ºC. E no estágio II, se a temperatura for reduzida a -57ºC já
se inicia a produção de CO2.
26.20
Resolução:
a1) aumentam de volume durante a fusão com o aumento da temperatura.
a2) diminuem de volume durante a fusão com o aumento da temperatura.
b) O ponto T representa o ponto triplo, ponto para o qual os 3 estados da substância
coexistem. O ponto C é o ponto crítico, quando a substância se encontra além do ponto crítico
ela é considerada um gás.
c1) ela sofrerá sublimação.
c2) ela vai se condensar.
Fis 9B – Aula 27
27.01
Resposta: alternativa c
O calor de vaporização é a quantidade de calor que precisa ser trocado para que cada unidade
de massa da substância sofra vaporização.
27.02
Resposta: alternativa b
Na panela de pressão, tem-se uma pressão interna maior do que a externa e isso faz com que
a temperatura de ebulição se torne mais alta. Desse forma os alimentos cozinham mais rápido
porque ficam submetidos a uma temperatura mais alta do que se a panela tivesse aberta onde
a fervura ocorreria com 100ºC.
27.03
Resposta: alternativa e
Será igual, pois a água no interior já terá alcançado a temperatura de ebulição e, continuando
a receber calor se manterá nesse patamar.
27.04
Resposta: alternativa d
Ao puxar o êmbolo, o rapaz aumentou o volume no interior da seringa e, com isso a pressão
baixou fazendo com que o ponto de ebulição do líquido diminuísse, por esse motivo a água no
interior da seringa voltou a borbulhar.
27.05
Resposta: alternativa c
A evaporação é um processo natural que ocorre à temperatura constante motivada pelo fato
de algumas moléculas terem mais energia que outras podendo passar para a fase gasosa se
desprendendo, portanto, para o ar.
27.06
Resolução:
I. O álcool é mais volátil que a água, portanto seu k é mais elevado, sua velocidade de
evaporação é maior.
II. Quando um recipiente está fechado, pressão das moléculas desprendidas e que se
acumulam sobre a superfície exerce sobre a superfície livre do líquido acelerando a
evaporação.
III. O líquido que está sujeito ao vento evapora mais rápido, pois o vento faz diminuir a
pressão sobre a superfície líquida permitindo que mais moléculas se desprendam do líquido.
IV. O líquido em B evapora mais rápido pois sua superfície livre é maior sendo diretamente
proporcional à velocidade de evaporação.
V. O líquido em maior altitude está sujeito a uma pressão atmosférica menor, sendo assim as
moléculas encontram maior facilidade para se desprender.
27.07
Resposta: alternativa d
A ação do vento em torno da roupa ocasiona uma situação de menor pressão sobre a
superfície ocasionando maior desprendimento das moléculas de água.
27.08
Resposta: alternativa c
A velocidade de evaporação é diretamente proporcional à área da superfície exposta, portanto,
quanto maior a área da superfície em exposição menor será o tempo necessário para que a
roupa seque.
27.09
Resolução:
a) Para a maioria das substâncias, a curva de fusão tem a “barriga” para a direita, essas
substância sempre se dilatam quando sofrem fusão.
b) A água apresenta uma exceção de comportamento, pois ela sofre contração durante a
fusão. Esse gráfico apresenta a tendência da curva de fusão para a esquerda.
27.10
Resposta: alternativa c
A mudança de estado físico das substâncias associa a temperatura de ocorrência, à pressão a
que a substância está submetida.
27.11
Resposta: alternativa e
Nos lugares mais elevados, tem-se uma coluna de ar menor, sendo assim existe menos ar
sobre a superfície livre se um líquido fazendo com que a pressão também seja menor. Isso
fará com que o líquido entre em ebulição em temperaturas menores e sofra evaporação mais
rápida.
27.12
Resposta: alternativa d
A evaporação ocorre em qualquer temperatura, pois está ligada ao fato de que as moléculas
de uma substância não apresentam mesmo nível energético, podendo as de mais elevado se
desprender da superfície.
27.13
Resposta: alternativa a
A ação do vento gerado pelo ventilador ocasiona uma situação de menor pressão sobre a
superfície, favorecendo maior desprendimento das moléculas de água da pele.
27.14
Resposta: 15 (01 + 02 + 04 + 08)
01. correta, o calor latente é uma propriedade física apresentado pela substância puras e
homogêneas que pode implicar em maior ou menor usabilidade de uma substância para
situações diferentes.
02. correta, pressão e temperatura determinam em quando haverá mudança de estado de
uma substância.
04. correta, todas as transformações de estado são resultados da troca de energia entre as
substâncias e o meio em que elas estão inseridas.
08. correta, com temperaturas mais elevadas, a substância recebe maior quantidade de calor
do meio.
27.15
Resposta: alternativa a
A água que fica sobre nossa pele rouba calor de nosso corpo (da pele) ao evaporar, sentimos
frio devido essa perda de calor.
27.16
Resposta: alternativa a
O Pão de Açúcar é o local de menor altitude, portanto a temperatura de ebulição da água é
mais alta que nos outros locais, permitindo que a batata fique exposta a uma temperatura
mais alta, o que torna a velocidade de cozimento maior.
27.17
Resposta: 11 (01 + 02 + 08)
01. correto, o volume de vapor, a temperatura e a pressão no interior da panela são as
variáveis que determinam o estado dentro da panela.
02. correto, com o aumento da pressão no interior da panela, a temperatura de ebulição
aumenta. Segundo a lei dos gases pressão e temperatura são grandezas diretamente
proporcionais entre si.
04. errada, quanto maior a quantidade de calor doado ao sistema, mais rápido a temperatura
de ebulição será atingida.
08. correta, pelo diagrama de fases se vê que a temperatura de ebulição aumenta com o
aumento da pressão.
27.18
Resposta: 07 (01 + 02 + 04)
01. correta, a água tem um dos maiores calores específicos entre as substâncias. Substâncias
com alto calor especifico demoram mais para se aquecer e também demoram mais para
resfriar.
02. correto, para que ocorra a evaporação as moléculas da água retiram calor de nossa pele,
dessa forma há uma regulação de temperatura.
04. correto, a água do oceano tem uma grande capacidade térmica e próxima a costa terrestre
evita que nesses locais ocorram grandes variações na temperatura.
08. errada, é o contrário do oceano, o calor específico da areia é muito pequeno.
16. errada, o que ocorre é uma contração, diminuição do volume com aumento de densidade.
32. errada, panelas que estão tampadas fervem em temperaturas mais altas, pois, no seu
interior, a pressão está mais elevada do que quando abertas.
27.19
Resposta: alternativa b
Na cidade de maior altitude a pressão é menor e a água entra em ebulição com temperatura
menor, isso se deve ao fato da coluna atmosférica sobre a superfície ser menor, e fazer menos
pressão. Nas cidades mais baixas ocorre o oposto, a pressão é maior e a temperatura de
ebulição é mais alta.
27.20
Resolução:
a) Ao se jogar água corrente sobre ela tampada, o vapor sobre a superfície do líquido perdeu
temperatura e pressão. Com isso o líquido sujeito AA menor pressão volta a ferver numa
temperatura mais baixa.
b) Com o aumento da altitude haverá diminuição da pressão e por consequência a água entra
em ebulição numa temperatura mais baixa.
27.21
Resolução:
a) O que se busca nesses procedimentos é aumentar a área de exposição da superfície, pois a
velocidade de evaporação é diretamente proporcional à área da superfície exposta.
b) Calculando o volume de água junto à pele:
V = área  espessura
V = 1  0,5  10-3
V = 0,5  10-3 m3
Cálculo da massa de água:
m=dV
m = 1000  0,5  10-3
m = 0,5 kg = 500g
Cálculo da quantidade de calor necessária à evaporação dessa água:
Q=mL
Q = 500  540
Q = 270000cal
Como cada 1 cal = 4,18 J
Q = 1128600 J
Para que a água evapore completamente a pessoa precisa perder 1129kJ. Esse é o motivo pelo
qual a pessoa sente frio.
Fis 9C – Aula 25
25. 01
Resposta: alternativa b
O norte magnético está um pouco defasado em relação ao sul geográfico e o sul magnético um
pouco defasado em relação ao norte geográfico.
25.02
Resposta: alternativa a
Em todo ímã as linhas de campo vão de um pólo a outro. As linhas de campo magnético
sempre partem do pólo norte e chegam no pólo sul.
25.03
Resposta: alternativa d
O dinamômetro deverá mostrar o peso da barra somada à força de atração magnética entre o
ímã e a barra. É importante nesse caso lembrar que a força magnética entre a barra e o ímã
está configurada pela terceira lei de Newton, o par de forças está na mesma direção, tem
sentidos opostos entre si e são de mesma intensidade.
25.04
Resposta: alternativa e
A força magnética entre a o ímã e o pedaço de ferro está configurada pela terceira lei de
Newton, o par de forças está na mesma direção, tem sentidos opostos entre si e são de
mesma intensidade.
25.05
Resposta: alternativa d
Precisa ser de material ferromagnético e sofrer indução magnética provocada pelo campo
magnético do ímã que é aproximado.
25.06
Resposta: alternativa e
Ímãs naturais são materiais ferromagnéticos, cuja fórmula é o Fe 3O4, (óxido de ferro)
conhecido como magnetita. A principal característica de um ímã é de apresentar 2 pólos de
nomes diferentes que se repelem. Os ímãs atraem todo material ferromagnético.
25.07
Resposta: alternativa e
I. correta, o pólo norte atrai o pólo sul e vice-versa.
II. correta, um ímã é indivisível, isto significa que por mais que um ímã seja dividido ele
sempre apresentará em cada novo pedaço um pólo norte e um pólo sul.
III. correta, o pólo norte magnético de uma agulha aponta para o pólo norte geográfico porque
muito próximo ao pólo norte geográfico se encontra o pólo sul magnético.
25.08
Resposta: alternativa b
Os dois alfinetes funcionam de forma semelhante a um outro ímã que foi atraído pelo ímã.
Desse modo o ponto A é um pólo norte, porque foi atraído. O ponto D encontra-se na
extremidade oposta de A, portanto, é um pólo sul.
25.09
Resposta: alternativa a
Conclui-se: Se P repele T, ambos são pólos de mesmo nome de ímãs diferentes. Se P atraí S,
mas Q também atrai S a barra S/R não pode ser um ímã, é portanto, um material
ferromagnético.
25.10
Resposta: alternativa b
A figura abaixo mostra como o ímã fica quando equilibrado dentro do campo, portanto, as
forças devem agir formando um par binário no sentido horário, como mostra a alternativa (b).
25.11
Resposta: alternativa a
O pólo norte sempre está voltado para o mesmo sentido das linhas de campo quando o
equilíbrio fica estabelecido.
25.12
Resposta: alternativa b
I. errada, todos os ímãs são bipolares, não existindo a possibilidade de um ímã apresentar
somente um pólo.
II. errada, o campo magnético terrestre está de acordo com a teoria do campo magnético, o
norte de uma bússola aponta para o norte geográfico porque o sul magnético da Terra está
muito próximo desse local.
III. correta, a teoria da indivisibilidade afirma que um ímã por mais que seja dividido em
pedaços menores, sempre apresentará os 2 pólos em cada novo pedaço.
25.13
Resposta: alternativa c
Observe a figura abaixo que mostrando que próximo ao pólo norte geográfico, temos o pólo
sul magnético e, próximo ao pólo sul geográfico, temos o pólo norte magnético.
25.14
Resposta: alternativa b
Observe a figura abaixo que mostrando que próximo ao pólo norte geográfico, temos o pólo
sul magnético e, próximo ao pólo sul geográfico, temos o pólo norte magnético. Sendo assim
as linhas de campo partem do sul geográfico e terminam no norte geográfico.
25.15
Resposta: alternativa b
Todo material ferromagnético é atraído por um ímã. O ferro sendo atraído pelo ímã irá se
comportar como um ímã também, logo, na extremidade do ferro próxima ao ímã é induzida
uma polaridade contrária ao pólo do ímã e, a outra extremidade da barra terá o mesmo pólo
da extremidade direita dom ímã.
25.16
Resposta: alternativa d
Na figura I, os pólos devem ser contrários, pois, percebe-se que as linhas de campo que saem
de uma extremidade chegam imediatamente à outra próxima, e, na figura II, os pólos são
opostos, pois nota-se que as linhas são repelidas por cada uma das extremidades.
25.17
Resposta: alternativa d
I. errada, o pólo x (sul) é atraído, logo k é um pólo norte. Se y também é atraído por k, então
é um pólo sul.
II. correta, como k é um pólo norte e, z é repelido por k, então z é pólo norte.
III. errada, se y foi atraída, ela está imantada e k é um pólo norte.
25.18
Resposta: alternativa a
Como A é um pólo sul e T é um pólo norte, e considerando que são extremidades,
permanecerão com essa mesma polaridade. Na região da ruptura surgirão pólos contrários a
essas polaridades, sendo assim A é um pólo sul, a extremidade da ruptura é norte e, T é um
pólo norte e a extremidade da ruptura é um pólo sul.
25.19
Resolução:
As linhas de campo serão curvas e sairão do pólo norte para chegar no pólo sul adjacente.
A orientação é tangente à curva no ponto considerado e seu sentido concorda com o sentido
da linha de campo.
25.20
Resolução:
Em ambas as situações a força magnética tem mesma intensidade, diferença é que na
primeira imagem ela tem o sentido vertical para baixo (na peça suspensa) e no segundo ela
tem o sentido vertical para cima (na peça suspensa)
Na primeira situação temos:
F = P + FM
0,2 = P + FM (I)
Na segunda situação temos:
F = P + FM
0,1 = P - FM
FM = P - 0,1 (II)
Substituindo (II) em (I)
0,2 = P + P - 0,1
0,3 = 2  P
P = 0,15 N
Se P = m  g
0,15 = m  10
M = 0,015 kg = 15 g
Fis 9C – Aula 26
26.01
Resposta: alternativa b
A experiência de Oersted mostrou que corrente elétrica em fio condutor gera campo
magnético. Tal campo é diretamente proporcional à corrente que atravessa o condutor e se
forma num plano perpendicular ao plano que contém o fio condutor.
26.02
Resposta: alternativa a
Fazendo a soma vetorial dos vetores campo magnético terrestre, e campo magnético gerado
pela corrente, obtêm-se o campo magnético resultante mostrado a seguir.
26.03
Resposta: alternativa a
A experiência de Oersted mostrou que corrente elétrica em fio condutor gera campo
magnético. Tal campo é diretamente proporcional à corrente que atravessa o condutor e se
forma num plano perpendicular ao plano que contém o fio condutor.
De acordo com a teoria e a figura que mostra a orientação do campo magnético gerado em
função da corrente, somente a imagem do item a é possível. Observação: a ponta do vetor
aponta para o norte.
26.04
Resposta: alternativa e
Para realizar o experimento de Oersted é necessário ter algo sensível ao campo magnético que
será gerado pela corrente, nesse caso, a melhor opção é uma bússola.
26.05
Resposta: alternativa c
Pela proximidade do fio, o campo magnético gerado deverá fazer com que o ímã assuma um
alinhamento de acordo com a orientação desse campo, portanto o ímã deve rotacionar até
encontrar esse alinhamento que é ortogonal ao fio.
26.06
Resposta: alternativa d
Para saber a orientação do campo magnético, usa-se a regra da mão esquerda onde o polegar
assume o sentido da corrente elétrica e os dedos o do campo magnético. Ao fechar a mão com
o polegar esticado, os dedos mostrarão se o campo magnético está no sentido horário ou antihorário. A corrente elétrica e o campo magnético sempre estarão em planos perpendiculares
entre si. Na questão como a corrente elétrica está num plano vertical e para cima, o campo
magnético estará no plano horizontal e no sentido anti-horário.
26.07
Resposta: alternativa c
Para saber a orientação do campo magnético, usa-se a regra da mão esquerda onde o polegar
assume o sentido da corrente elétrica e os dedos o do campo magnético. Ao fechar a mão com
o polegar esticado, os dedos mostrarão se o campo magnético está no sentido horário ou antihorário, ou no caso dessa questão, se no ponto indicado, entra ou sai do plano da página.
Como a corrente aponta para a parte superior da página, no ponto P, o campo magnético entra
no plano da página.
26.08
Resposta: alternativa e
A lei Biot-Savart estabelece que o campo gerado por um fio retilíneo está num plano
perpendicular ao plano do fio, é formado por linhas concêntricas a esse fio, é diretamente
proporcional à corrente elétrica que o atravessa e inversamente proporcional à distância entre
o ponto considerado e o fio.
26.09
Resposta: alternativa e
Para saber a orientação do campo magnético, usa-se a regra da mão esquerda onde o polegar
assume o sentido da corrente elétrica e os dedos o do campo magnético. Ao fechar a mão com
o polegar esticado, os dedos mostrarão se o campo magnético está no sentido horário ou antihorário, ou no caso dessa questão, se no ponto indicado, entra ou sai do plano da página.
Como a corrente aponta para a parte superior da página, no ponto P, o campo magnético entra
no plano da página.
26.10
Resposta: alternativa a
Para saber a orientação do campo magnético, usa-se a regra da mão esquerda onde o polegar
assume o sentido da corrente elétrica e os dedos o do campo magnético. Ao fechar a mão com
o polegar esticado, os dedos mostrarão se o campo magnético está no sentido horário ou antihorário, ou no caso dessa questão, se no ponto indicado, entra ou sai do plano da página.
Como a corrente aponta para o lado direito da página, o campo magnético sai do plano da
página na região acima do fio e entra no plano da página na região abaixo do fio.
26.11
Resposta: alternativa d
A lei Biot-Savart estabelece que o campo gerado por um fio retilíneo está num plano
perpendicular ao plano do fio, é formado por linhas concêntricas a esse fio, é diretamente
proporcional à corrente elétrica que o atravessa e inversamente proporcional à distância entre
o ponto considerado e o fio. Então de acordo com a lei, se a corrente que atravessa o condutor
dobrar, a intensidade do campo magnético no ponto considerado também dobrará.
26.12
Resposta: alternativa b
Para saber a orientação do campo magnético, usa-se a regra da mão esquerda onde o polegar
assume o sentido da corrente elétrica e os dedos o do campo magnético. Nessa questão como
a corrente é vertical e saindo do plano da página, ao fechar a mão com o polegar esticado, os
dedos mostrarão as linhas de campo magnético concêntricas ao fio e no sentido anti-horário.
No ponto considerado, o vetor campo magnético (pólo norte) apontará para a parte superior
da folha.
26.13
Resposta: alternativa e
Como a corrente aponta para o lado direito da página, o campo magnético estando num plano
perpendicular no ponto P entrará no plano da página.
B
 i
4    107  5
 B
2    0,2
2d
B = 50  10-7
B = 5  10-6 T
26.14
Resposta: alternativa b
Em todos os pontos do espaço, o campo magnético será resultado da superposição dos
campos magnéticos gerados por cada condutor. Os pontos em que o campo magnético é nulo,
estão localizados à mesma distância de cada fio, e os sentidos de cada campo individualmente
precisa ter sentido oposto ao outro. Conforme o exposto acima, em todas as regiões
poderemos encontrar pontos onde o campo elétrico é não nulo.
26.15
Resposta: alternativa a
Veja a resultante no ponto P na imagem abaixo:
26.16
Resposta: alternativa b
A lei Biot-Savart estabelece que o campo gerado por um fio retilíneo está num plano
perpendicular ao plano do fio, é formado por linhas concêntricas a esse fio, é diretamente
proporcional à corrente elétrica que o atravessa e inversamente proporcional à distância entre
o ponto considerado e o fio. Quando dobrarmos a corrente e, de forma conjunta, diminuirmos
pela metade a distância, a intensidade do campo magnético será quadruplicada.
26.17
Resposta: alternativa a
Como as correntes estão num plano perpendicular ao plano do papel e entrando no mesmo, o
campo magnético está contido no plano da folha. No ponto P, o campo gerado pelo fio à
distância x aponta para a parte inferior da folha, e, o campo gerado pelo fio localizado à
distância y aponta na mesma direção, porém, em sentido oposto. O campo resultante é obtido
pela diferença dos módulos de cada campo individual. Como queremos que esse campo
resultante seja nulo:
B Y - BX = 0
 3i
 i

2Y
2X
Fazendo as simplificações:
3
1
Y

3

Y
X
X
26.18
Resposta: alternativa b
Observe na figura como os campos gerados pelas corrente s i 1 e i2 no ponto A têm sentidos
opostos.
O campo resultante é obtido pela diferença entre os campos individuais.
BR = B1 –B2
BR 
  i1
  i2

2    dMA 2    dQA
BR 
4    107  8 4    107  7

2    0,04
2    0,02
Fazendo as simplificações:
BR = 4  10-5 – 7  10-5 
BR = -3  10-5 T 
O sinal negativo revela que o campo resultante tem o mesmo sentido que o campo gerado
pela corrente i2, ou seja, saindo do plano do papel.
BR = 3  10-5 T
26.19
Resolução:
a) Para saber a orientação do campo magnético, usa-se a regra da mão esquerda onde o
polegar assume o sentido da corrente elétrica e os dedos o do campo magnético. Nessa
questão como a corrente é vertical e saindo do plano da página, ao fechar a mão com o
polegar esticado, os dedos mostrarão as linhas de campo magnético concêntricas ao fio e no
sentido anti-horário.
b) Calculando a intensidade do campo:
B
 i
4    107  8
 B
2    0,5
2d
B = 32  10-7
26.20
Resolução:
a) Como sabemos a orientação do campo magnético, usa-se a regra da mão esquerda onde o
polegar assume o sentido da corrente elétrica e os dedos o do campo magnético. Nessa
questão descobrimos que a corrente é vertical e saindo do plano da página, ao fechar a mão
com o polegar esticado, os dedos mostrarão as linhas de campo magnético concêntricas ao fio
e no sentido anti-horário. A figura a seguir mostra a posição correta do condutor para que as
bússolas assumam a configuração proposta.
b) Caso a corrente venha a cessar, as bússolas passam a se orientar conforme o campo
magnético terrestre e, nesse caso a orientação de todas será igual.
Fis 9C – Aula 27
27.01
Resposta: alternativa c
1. O ímã atrai qualquer material ferromagnético separando-o da cana.
2. Ao esmagar a cana se extrai o suco da cana, restando o bagaço.
3. O suco de cana passa por um filtro para separar o líquido de pequenas partes sólidas, esse
processo se chama filtragem.
27.02
Resposta: alternativa c
O eletroímã consiste num solenóide, que cria um campo magnético ao seu redor e que é
intensificado pelo prego (material ferromagnético) no seu núcleo. Enquanto passar corrente
elétrica o comportamento do solenóide é igual ao de um ímã e o mesmo apresenta a
capacidade de atrair qualquer material ferromagnético.
27.03
Resposta: alternativa d
I. correta, a polaridade do ímã é determinada pelo sentido da corrente elétrica no condutor e
pela regra da mão direita. Nesse caso a corrente sai pelo pólo positivo e ao aplicarmos a regra
da mão direita, observamos que a ponta (B) será o pólo sul e a cabeça (A) será o norte.
II. errada, em ambos os casos haverá atração, materiais ferromagnéticos sempre são atraídos
por ímãs.
III. errada, no arranjo com 6 pilhas a corrente elétrica será maior, como o campo magnético e
a corrente são diretamente proporcionais entre si, o campo será mais intenso.
27.04
Resposta: alternativa b
O campo magnético produzido por uma espira é verificado no seu centro sendo diretamente
proporcional à corrente que atravessa a espira, sendo a corrente constante o campo
permanecerá constante, tal campo está num plano perpendicular ao plano que contém a espira
sendo que cada lado da espira terá uma polaridade.
27.05
Resposta: alternativa b
I. errada, é perpendicular ao plano da figura.
II. correta, o valor da constante de permeabilidade magnética muda conforme o meio.
III. correta, a intensidade do campo magnético no centro da espira é dada por:
 i
B
2R
27.06
Resposta: alternativa e
I. correta, o campo magnético obtido num solenóide é diretamente proporcional ao número de
 iN
espiras do mesmo B 
. O número de espiras corresponde ao N.
L
II. errada, a barra deve ser de material ferromagnético e objetiva justamente reforçar o campo
magnético no interior do solenóide.
III. correta, no solenóide campo magnético é corrente elétrica são grandezas diretamente
proporcionais entre si. Veja a equação inserida no item I dessa questão.
27.07
Resposta: alternativa c
No interior do solenóide o campo assume uma configuração de retas paralelas que
acompanham o eixo no sentido longitudinal.
27.08
Resposta: alternativa e
a) eletroímãs geram campos a partir da existência da corrente elétrica, que nesse caso são
obtidas pelo uso de uma fonte.
b) a corrente elétrica é diretamente proporcional ao campo gerado pelo solenóide.
c) ao inverter o sentido da corrente elétrica o sentido do campo magnético também se inverte,
isso pode ver verificado pela regra da mão direita.
d) todo dispositivo que emprega campo magnético no seu funcionamento pode ter um
eletroímã.
27.09
Resposta: alternativa d
 i
4    107  1
 B
2R
2    10 2
B = 2  10-5 T
B
27.10
Resposta: alternativa b
 i
4    107  8
 B
2R
2  2    10 2
B = 8  10-5 T
Ao aplicarmos a regra da mão direita, veremos que o campo está dirigido para dentro do plano
da folha.
B
27.11
Resposta: alternativa d
Aplicando a regra da mão direita percebe-se que as linhas de campo entram pelo dado
esquerdo do solenóide (pólo sul) e saem pelo lado direito (pólo norte).
27.12
Resposta: alternativa e
B
 iN
4    107  3  20000
 B
L
4  10 2
B = 6    10-1 T
27.13
Resposta: alternativa c
 iN
4    107  8  N
 8  10 3 
L
4
4
N = 10 espiras
B
27.14
Resposta: 01
01. correta, em qualquer situação o campo magnético gerado por fios condutores sempre
aparecerá num plano perpendicular ao plano que o condutor está contido.
02. errada, num plano perpendicular ao da espira.
04. errada, o campo fora da espira é praticamente nulo.
08. errada, a corrente elétrica é diretamente proporcional ao campo magnético gerado.
16. errada, a intensidade do campo magnético é inversamente proporcional ao raio da espira.
32. errada, o sentido da corrente elétrica determina a orientação do campo magnético gerado.
27.15
Resposta: alternativa a
Na extremidade esquerda do solenóide devido ao sentido da corrente elétrica se forma um
pólo sul, como o ímã tem a face norte voltado para esse lado da espira ele será atraído se
aproximando da espira.
27.16
Resposta: alternativa a
Para que o campo magnético seja nulo no centro das espiras, os campos gerados
individualmente devem ser de sentidos opostos e de mesmo módulo.
BR = 0
B 1 = B2
  i1
  i2

2  R1
2  R2
Fazendo-se a simplificação:
i1
i
i
R
 2  1  1
R1
R2
i2
R2
27.17
Resposta: alternativa d
Para que o campo magnético seja nulo no centro C, o campo magnético gerado pela espira, e
pelo fio condutor reto nesse ponto, devem ter mesma intensidade e sentidos opostos.
BR = 0
B 1 = B2
  i1
  i2

2 d 2R
Mas, d = R, fazendo-se a simplificação:
i
i1
 i2  1  
i2

27.18
Resposta: alternativa b
Cálculo da corrente:
U=Ri
1,5 = 150  i
i = 0,01 A
Cálculo do campo magnético no centro das espiras:
B
 iN
4    107  102  102
 B
2R
2  1  10 2
B = 2    10-5 T
Como 1 G = 10-4 T e  = 3,14, então:
B = 6,28  10-1 G
27.19
Resolução:
No centro O, os campos individualmente serão perpendiculares entre si.
B1 
  i1
4    107  8
 B1 
2  R1
2  0,4  
B1 = 4  10-6 T
B2 
  i2
4    107  6
 B2 
2  R2
2  0,4  
B1 = 3  10-6 T
BR2 = B12 + B22
BR2 = (4  10-6)2 + (3  10-6)2
BR = 5  10-6 T = 5 T
27.20
Resolução:
Para que o campo magnético seja nulo no centro C, o campo magnético gerado pela espira, e
pelo fio condutor reto nesse ponto, devem ter mesma intensidade e sentidos opostos.
BR = 0
B 1 = B2
  i1
  i2

2 d 2R
  62,8
  i'

2 2R
2R
fazendo-se a simplificação:
62,8
i' 
6,28
I’ = 10 A
O sentido da corrente elétrica para que o campo magnético resultante no centro O seja nulo,
está indicado no desenho a seguir:
Fis 9D – Aula 25
25.01
Resposta: alternativa c
No gráfico vemos que o período é de aproximadamente 2,5 ms.
1
1
f 
 f 
T
2,5  10 3
f = 400 Hz
O valor mais próximo é 388 Hz da nota sol.
25.02
Resposta: alternativa b
v=.f
340 = 510  
 = 0,67 m = 67 cm
25.03
Resposta: alternativa e
v=.f
v = 1,2  220
v = 264 m/s
25.04
Resposta: 47 (01 + 02 + 04 + 08 + 32)
01. correto, a velocidade resultante é nula pois a onda sofre reflexão retornando em sentido
oposto ao longo da corda.
02. O fuso equivale a um ventre e dois nós consecutivos.
04. correta, veja a imagem
08. correta, a vibração das cordas transmitem energia às moléculas do ar que passam a vibrar
na mesma frequência.
16. errada, é a transmissão da energia para o ar.
32. correta, o som fundamental corresponde ao primeiro harmônico formado na corda, a
frequência desse harmônico é a frequência fundamental.
64. errada, possui o maior comprimento de onda.
25.05
Resposta: alternativa d
v
T
 v 

10
10 5
v = 103 m/s
v=.f
1000 = 1  f
f = 1000 Hz
25.06
Resposta: alternativa d
3
n
L 
 90 
2
2
 = 60 cm
25.07
Resposta: alternativa c
3
n
L 
 90 
2
2
 = 60 cm
Calculando a frequência:
v=f
18 = 0,6  f
f = 30 Hz
25.08
Resposta: alternativa b
v=f
10 =   1
 = 10 m
n
3  10
 L 
2
2
L = 15 m
L 
25.09
Resposta: alternativa b
2
n
L 
 25 
2
2
 = 25 cm
Calculando a frequência:
v=f
v = 0,25  1000
v = 250 m/s
25.10
Resposta: alternativa c
2
n
L 
 50 
2
2
 = 50 cm
Calculando a frequência:
v=f
1000 = 0,50  f
f = 2000 Hz
25.11
Resposta: alternativa b
Observe na figura que mostra que na corda com o extremo fixo ocorre a inversão de fase e na
corda como extremo livre não ocorre a inversão de fase.
25.12
Resposta: 24 (08 + 16)
01. errada, as partes da corda vibram com diferentes intensidades sendo que a amplitude nos
ventres é máxima e nos nós é nula.
02. errada, nos nós não vibração.
04. errada, o comprimento de onda é de 30 cm
n
3L
L 
 45 
2
2
L = 30 cm
08. correta,
v=f
v = 0,3  450
v = 135 m/s
16. correta,
T
 135 

v


T

135  
 0,0062 


1352  0,0062 = T
T = 113 N
T
0,062
2
2
25.13
Resposta: alternativa b
v=f
100 =   100
=1m
n
11
 L 
2
2
L = 0,5 m
L 
25.14
Resposta: 07 (01 + 02 + 04)
01. correta, como a corda está presa entre extremos fixos, e as notas são geradas sempre nos
mesmos espaços, cada vez que a corda é percutida se gera uma onda estacionária.
02. correta, as moléculas do ar entram em ressonância com a vibração da corda.
04. correta, a corda é percutida numa direção perpendicular ao da propagação da onda e, no
ar as moléculas vibram numa só direção para frente e para trás.
08. errada, quanto maior o comprimento de onda, menor será a frequência.
16. errada, são meios diferentes, portanto, as velocidades são diferentes.
25.15
Resposta: 24 (08 + 16)
01. errada, da frequência sim mas o comprimento de onda muda em função da mudança da
velocidade ao trocar o meio.
02. errada, se há movimento relativo entre a fonte e o observador a frequência percebida é
diferente da original.
04. errada, depende de outros fatores como material e quantidade de harmônicos emitidos
simultaneamente.
08. correta, quanto mais tensionada uma corda, maior a frequência emitida pela mesma.
16. correta,
10  1
0,025
T
 v
m
L
v 
v
400
v = 20 m/s
v=f
20 = 1  f
f = 20 Hz
32. errada, aumentar a altura do som é aumentar a frequência, deixando-o mais agudo.
25.16
Resposta: alternativa b
20  103
m
 4  10 2 
L
L
-1
L = 5  10 m
Sendo:
n
4
L 
 0,5 
2
2
 = 0,25 m
Calculando a velocidade da onda:
v=f
v = 0,25  400
v = 100 m/s
Cálculo da tensão:

T
 100 

v

T 
100  
 0,04 


T = 400 N
2
2
T
0,04
25.17
Resposta: alternativa e
Cálculo da densidade linear:
m
0,04

  
L
1,6
Cálculo da velocidade:
v
T
 v

160
0,025
v = 80 m/s
Cálculo do comprimento de onda no terceiro harmônico:
n
3
L 
 1,6 
2
2
3,2
 
m
3
Cálculo da frequência:
v=f
3,2
80 
f
3
f = 75 Hz
25.18
Resposta: alternativa d
A velocidade na corda é constante,
v1 = v2
1  f1 = 2  f2
1,2  440 = 2 . 660
2 = 0,8m
n
1  0,8
 L 
2
2
L = 0,4 m
L 
25.19
Resposta: alternativa c
Numa corda de violão quando pressionamos uma corda ao longo do braço, quanto mais
próximo da boca do violão (final do braço) mais agudo será o som emitido. Sendo assim o
comprimento de onda é menor por que fica menor o comprimento da corda. Sabendo que
comprimento de onda e frequência são inversamente proporcionais entre si concluímos que
para ter frequência maior, devemos ter um comprimento de corda (L) menor.
25.20
Resposta: alternativa c
A próxima configuração terá 5 nós e 4 ventres
Comprimento de onda na primeira configuração:
3  1
n
L 
 L 
2
2
2L
1 
3
Comprimento de onda na segunda configuração:
4  2
n
L 
 L 
2
2
2L
2 
4
A velocidade na corda é constante,
v1 = v2
1  f1 = 2  f2
2L
L
 360   f2
3
2
f2 = 480 Hz
25.21
Resolução:
a) Som de maior altura, significa som de maior frequência, sendo assim como a velocidade de
propagação é a mesma nas duas cordas, o som de menor comprimento de onda terá maior
frequência, pois essas grandezas são inversamente proporcionais entre si. Nesse caso, a maior
frequência verificada é na corda I.
b) A intensidade é a mesma, pois vemos no desenho que as cordas têm mesma amplitude.
c) Obtendo a razão:
v1 = v2
1  f1 = 2  f2
n
Se L 
então:
2
2L
2L
 f1 
 f2
n1
n2
Substituindo n1 e n2 e simplificando L:
2
2
 f1   f2
3
2
f1
 1,5
f2
25.22
Resolução:
a) Cálculo do comprimento de onda, onde se temos 5 nós então temos 4 ventres n = 4.
n
4
L 
 6
2
2
=3m
A velocidade de propagação da onda na corda é:
v=f
v = 3  10
v = 30 m/s
b) Comprimento de onda do primeiro harmônico, n =1.
n
1 
L 
 6
2
2
 = 12 m
Fis 9D – Aula 26
26.01
Resposta: alternativa b
O desenho esquemático apresentado como sendo o canal auditivo tem apenas uma
extremidade livre e é um tubo fechado. Chamamos de tubo aberto, o tubo livre nas duas
extremidades.
4L
4  0,034
 
  
n
1
 = 0,136 m
Cálculo da frequência:
V=f
340 = 0,136  f
f = 2500 Hz
26.02
Resposta: alternativa e
Primeiro harmônico:
4L
4  0,17
 
  
n
1
 = 0,68 m
Cálculo da frequência:
v=f
340 = 0,68  f
f = 500 Hz
Segundo harmônico:
4L
4  0,17
 
  
n
3
 = 0,227 m
Cálculo da frequência:
v=f
340 = 0,227  f
f = 1500 Hz
Terceiro harmônico:
4L
4  0,17
 
  
n
5
 = 0,136 m
Cálculo da frequência:
v=f
340 = 0,136  f
f = 2500 Hz
26.03
Resposta: alternativa d
O som se desloca através do ar, mas não há a necessidade que o ar se desloque para que a
pessoa possa escutar o saxofone. Na realidade até se tivesse vento em sentido oposto a som
poderia ser ouvido.
26.04
Resposta: 23 (01 + 02 + 04 + 16)
01. correta, todo som tem sua frequência determinada pela fonte emissora. No corpo humano,
a frequência e a intensidade do som são determinados pelo aparelho respiratório, pois ele
constitui uma espécie de tubo sonoro.
02. correta, como a laringe é um tubo, movimentos de boca e língua e restrição da saída de ar
pelo nariz podem modificar um som por completo, pois uma textura muito grande freqüências
e harmônicos podem ser emitidos e combinados.
04. correto, na expiração o diafragma e os músculos intercostais exercem um trabalho de
compressão para expelir o ar, produzindo o som.
08. errada, comprimento de onda e frequência são grandezas inversamente proporcionais,
então quanto maior o comprimento de onda menor a frequência e mais grave é o som.
16. correta, ondas sonoras são classificadas como mecânicas (precisam de um meio material
para se propagar), tridimensionais (se propagam em todas as direções) e longitudinais (a
perturbação do meio e a propagação do som ocorrem na mesma direção).
26.05
Resposta: alternativa a
A onda da figura vibra no terceiro harmônico:
2L
2  1,5
 
  
n
3
=1m
26.06
Resposta: alternativa b
4L
4  0,025
 
  
n
1
 = 0,1 m
Cálculo da frequência:
v=f
340 = 0,1  f
f = 3400 Hz
26.07
Resposta: alternativa c
n
4
L 
 1,6 
2
2
 = 0,8 m
Cálculo da frequência:
v=f
340 = 0,8  f
f = 425 Hz
26.08
Resposta: alternativa a
Para o tubo fechado:
4L
4  0,68
 
  
n
1
 = 2,72 m
Cálculo da frequência:
v=f
340 = 2,72  f
f = 125 Hz
Para o tubo fechado:
2L
2  0,68
 
  
n
1
 = 1,36 m
Cálculo da frequência:
v=f
340 = 1,36  f
f = 250 Hz
26.09
Resposta: 58 (02 + 08 + 16 + 32)
01. errada, a embocadura de um tubo sonoro é sempre aberta.
02. correta, nas extremidades abertas dos tubos sonoros sempre teremos ventres.
04. errada, a frequência depende do comprimento do tubo.
08. correta, todos os harmônicos em tubos fechados são ímpares.
16. correta, a diferença é que tubos fechados só produzem harmônicos ímpares, enquanto que
tubos abertos e cordas produzem todos os harmônicos.
32. correto, mudanças no comprimento de cordas ou tubos alteram o comprimento de onda e
por consequência a frequência do som.
64. errada, é resultado das ondas estacionárias que se formam em cordas ou tubos.
26.10
Resposta: alternativa c
Como nos tubos fechados (abertos em apenas 1 das extremidades) cada harmônico tem
frequência múltipla de um número ímpar a partir do harmônico fundamental, onde n = 1, 3, 5,
7 ... As freqüências que podem ser ouvidas são 2000 Hz (fundamental), 6000 Hz (fundamental
multiplicado por 3), 10000Hz (fundamental multiplicado por 5), 14000 Hz (fundamental
multiplicado por 7) e 18000 Hz (fundamental multiplicado por 9), portanto o número de
freqüências é 5.
26.11
Resposta: alternativa e
Em tubos fechado, não temos harmônicos pares, portanto, só existirão nestes números de
harmônicos ímpares.
26.12
Resposta: alternativa d
4
4  0,5
 
  
n
1
=2m
Frequência:
v=f
340 = 2  f
f = 170 Hz
4
4  0,5
  
n
3
 = 0,66 m
Frequência:
v=f
340 = 0,66  f
f = 510 Hz
 
26.13
Resposta: alternativa c
A onda estacionária formada no farol tem o aspecto visto a seguir:
Cálculo do comprimento de onda:
v=f
340 =   30
 = 11,33 m
Altura do farol:
n
3  11,33
H
 H
2
2
H = 17 m
26.14
Resposta: alternativa b
A figura em questão se trata do 7º harmônico de um tubo fechado. Para isso, basta multiplicar
o número de ventres (3,5) por 2.
4L
4  0,7
  
n
7
 = 0,4 m
Cálculo da frequência:
v=f
340 = 0,4  f
f = 850 Hz
 
26.15
Resposta: alternativa c

ba
2

93,75  56,25 
2
 = 2. 37,5
 = 75 cm
Cálculo da velocidade:
v=f
v = 0,75  440
v = 330 m/s
Cálculo dos harmônicos:
4L
4  93,75
 
 75 
n
n
n=5
4L
4  56,25
 75 
n
n
n=3
 
26.16
Resposta: alternativa c
Calculando a velocidade da onda no fio da cerca:
v
T L
m
v
80  2
0,001
v = 400 m/s
Cálculo do comprimento de onda na cerca:
2L
22
 
  
n
1
=4m
Cálculo da frequência do som emitido:
v=f
400 = 4 . f
f = 100 Hz
A frequência do som que entra em ressonância com o buraco é a mesma.
v=f
330 =  . 100
 = 3,3 m
Cálculo da profundidade do buraco (tubo aberto):
4L
4L
 
 3,3 
n
1
4  L = 3,3
L = 0,825m
26.17
Resposta: alternativa d
Tubo menor:
2L
2  0,02
 
  
n
1
 = 0,04 m
Cálculo da frequência:
v=f
340 = 0,04  f
f = 8500 Hz
Tubo maior:
2L
2  10
 
  
n
1
 = 20 m
Cálculo da frequência:
v=f
340 = 20  f
f = 17 Hz
26.18
Resposta: alternativa e
A nota do oboé está sendo emitida no quarto harmônico:
2L
2  66,4
 
  
n
4
 = 33,2 cm
Cálculo da frequência:
v=f
340 = 0,332  f
f = 1024 Hz
26.19
Resposta: alternativa b
Cálculo do comprimento de onda no tubo aberto:
2L
2  0,9
 
  
n
5
5   = 1,8
 = 0,36m
Como o meio de propagação é o mesmo e a frequência é a mesma, o comprimento de onda no
tubo fechado também vale  = 0,36m, sendo assim, o comprimento desse tubo é:
4L
4L
 
 0,36 
n
3
4  L = 1,08
L = 0,27m = 27 cm
26.20
Resolução:
Predomina o harmônico fundamental.
nv
1  330
f 
 f 
2L
2  0,30
f = 550 Hz
26.21
Resolução:
a) Primeiro máximo de intensidade:
4L
4  0,6
 
  
n
n
Segundo máximo (repetição):
4L
4 1
 
  
n
n'
Fazendo-se a razão entre n e n’:
2,4
n
n
3
  

4
n'
n' 5

Desse modo concluímos que o harmônico para L = 0,6 m é o terceiro:
4L
4  0,6
 
  
n
3
 = 0,8 m
b) calculando:
v=.f
v = 440  0,8
v = 352 m/s
c) observe a figura:
26.22
Resolução:
a) Tensão na corda, considerando que  = 80 g/m = 0,08 kg/m
v 
T
 100 


T 
(100)2  
 0,08 


10000  0,08 = T
T = 800 N
T
0,08
2
b) o tubo deve ser preenchido por um sólido pois a onda alcança sempre maior velocidade nos
meios sólidos.
c) calculando o comprimento de onda da onda na caixa:
v=f
330 =   440
 = 0,75 m
A figura abaixo corresponde a ½ comprimento de onda no interior da caixa, essa é a
configuração do 1º harmônico, onde n =1.
n
1  0,75
 L 
2
2
L = 0,375m = 37,5 cm
L 
Fis 9D – Aula 27
27.01
Resposta: alternativa c
O efeito Doppler ocorre porque com a velocidade relativa entre a fonte e o observador, num
mesmo tempo, mais ou menos cristas de onda atingem esse observador. Não havendo tal
movimento relativo, o número de cristas é certamente diferente e, nesse caso seria o número
real emitido pela fonte.
27.02
Resposta: alternativa a
Pelo sentido de rotação do carrossel observamos que em II o som fica mais grave pois o
carrossel se afasta da fonte sonora e no ponto IV o som fica mais agudo por causa da
aproximação entre o carrossel e a fonte. Nos pontos I e III não há alteração da frequência do
som.
27.03
Resposta: alternativa d
No efeito Doppler ocorre uma diferença entre a frequência emitida pela fonte e a captada pelo
observador por causa da velocidade relativa que existe entre eles.
27.04
Resposta: alternativa e
No efeito Doppler ocorre uma diferença entre a frequência emitida pela fonte e a captada pelo
observador por causa da velocidade relativa que existe entre eles.
27.05
Resposta: alternativa a
Como o Universo está em expansão, existe uma velocidade relativa entre a Terra e as demais
estrelas, desse modo, a luz emitida por elas, que é uma onda eletromagnética, é observada
aqui na Terra, com frequência menor do que a frequência real emitida.
27.06
Resposta: alternativa c
Nos tubos sonoros, com a passagem do ar é possível a produção de som, porque nele se criam
ondas estacionárias. Nos tubos ditos fechados, que possuem na verdade uma extremidade
livre e a outra aberta, a múltiplas freqüências que aparecem são sempre harmônicos ímpares
da frequência fundamental que o tubo emite. Nesse tipo de tubo os harmônicos são sempre
ímpares, pois as figuras de ondas estacionárias são sempre frações do comprimento de onda
conforme a seguinte ordem crescente 1/4, 3/4, 5/4, 7/4, 9/4, ....(2n-1)/4 onde n = 1, 2, 3,
4...
27.07
Resposta: alternativa d
v  vO
f'  f 
v  vF
f'  720 
340  0
340  20
f’ = 720  1,0625
f’ = 765 Hz
27.08
Resposta: alternativa b
v  vO
f'  f 
v  vF
340  20
340  20
f’ = 720  0,89
f’ = 640 Hz
f'  720 
27.09
Resposta: alternativa d
Caso a presa emita sua própria frequência e essa atinja o morcego fora do valor de maior
sensibilidade, ele não terá a melhor condição para detectar a posição e a velocidade de sua
presa.
27.10
Resposta: alternativa a
Aproxima:
vS
f'  f 
v S  vM
63  f 
340
340  v M
63  (340 + vM) = 340  f (I)
Afasta:
vS
f'  f 
v S  vM
57  f 
340
340  v M
57  (340 - vM) = 340  f (II)
Igualando (I) e (II):
63  (340 + vM) = 57  (340 - vM)
21420 + 63  vM = 19380 – 57  vM
2040 = - 120  vM
vM = 17 m/s 
27.11
Resposta: alternativa a
v  vO
f'  f 
v  vF
20000  16000
340  v O
340  0
20000  340 = 16000  340 + 16000  vO
6800000 – 5440000 = 16000  vO
1360000 = 16000  vO
vO = 85 m/s = 306 km/h
27.12
Resposta: alternativa e
v  vO
f'  f 
v  vF
f'  1000 
340  335
340  0
f’  340 = 1000  5
340  f’ = 5000
f’ = 14,7 Hz
A frequência de 14,7 Hz está abaixo da mínima frequência audível pelos seres humanos,
então, o observador não irá percebê-la.
27.13
Resposta: alternativa a
v  vO
f'  f 
v  vF
20  16 
340  v O
340  20
20  320 = 16  340 + 16  vO
6400 – 5440 = 16  vO
960 = 16  vO
vO = 60 m/s
27.14
Resposta: alternativa d
I. correta, pois a distância relativa entre a criança e o apito não se altera ao longo do tempo
uma vez que o apito se encontra na borda do carrossel.
II. correta, a distância relativa nesse caso não sofrerá alteração ao longo do tempo.
III. correta, nos casos de afastamento relativo alguém ouvirá o mínimo e na aproximação,
alguém ouvirá o máximo.
IV. errada, com o movimento relativo entre a fonte e o observador, a percepção do som irá ser
diferente para pessoas paradas e em movimento.
27.15
Resposta: 29 (01 + 04 + 08 + 16)
01. correta, segue o cálculo:
S = v  t
680 = 340  t
t = 2 s
02. errada, o tempo para atingir o observador seria o mesmo.
04. correta, veja o cálculo:
v=f
340 =   85
=4m
Ao dividirmos 680 por 4, encontramos nesse espaço 170 comprimentos de onda.
08. correta, quando o observador e a fonte se aproximam o som ouvido é sempre de maior
frequência (mais agudo).
16. correta, o som apresenta diferentes velocidades conforme o meio. Nos meios mais densos
a velocidade do som se torna maior.
27.16
Resposta: alternativa e
I. correta, no caso do observador parado e da fonte se aproximando a frequência percebida é
sempre maior que a real.
II. correta, no caso do observador parado e da fonte se afastando a frequência percebida é
sempre menor que a real.
III. correta, observe na figura o número de ondas que são criadas no mesmo intervalo de
tempo na aproximação, em repouso e no afastamento, mostrando que f APRO > fREAL > fAFAST.
IV. correta, o efeito Doppler ocorre porque com a velocidade relativa entre a fonte e o
observador, num mesmo tempo, mais ou menos cristas de onda atingem esse observador. Não
havendo tal movimento relativo, o número de cristas é certamente diferente e, nesse caso
seria o número real emitido pela fonte.
V. correta, o efeito Doppler também ocorre para a luz, mas a velocidade relativa entre os
corpos precisa ser extremamente alta para que o fenômeno seja percebido. Como o verde tem
frequência maior que o vermelho, isso poderia acontecer no caso já citado, desde que haja
uma aproximação com velocidade extremamente alta.
27.17
Resposta: alternativa d
v  vO
f'  f 
v  vF
f'  1000 
340  20
340  60
f’ = 1000  0,9
f’ = 900 Hz
27.18
Resposta: alternativa c
Determinando a frequência aparente em cada caso:
Caso I:
v  vO
f'  f 
v  vF
340  0
340  40
f’ = 1000  1,133
f’ = 1133 Hz
Caso II:
v  vO
f'  f 
v  vF
f'  1000 
340  40
340  0
f’ = 1000  1,117
f’ = 1117 Hz
As frequência percebidas em cada caso são levemente diferentes.
f'  1000 
27.19
Resposta: alternativa e
I. errada, o observador ouve o som mais agudo, pois a ambulância está se aproximando.
II. correta, nesse trecho a velocidade relativa entre a fonte e o observador é nula.
III. errada, a fonte está se afastando do observador, portanto, o som fica mais grave.
IV. errada, na aproximação será maior, no afastamento menor e na curva onde a distância se
mantém constante, a frequência é de 350 Hz.
27.20
Resolução:
f  f  f0 
vm
 f0
c
20
 2,4  1010
3  108
f = 1600 Hz
f 
27.21
Resolução:
Através de Pitágoras vemos que o deslocamento ao longo da pista é de 120m.
1302 = 502 + D2
D2 = 16900 - 2500
D = 120 m
Considerando que as velocidades e os deslocamentos estão em proporção:
v REAL
v
 APARENTE
DREAL
DRUA
VREAL
72

130
120
vREAL = 78 km/h
27.22
Resposta: F, V, F, F, V
(F) A energia de um feixe de ondas é diretamente proporcional a frequência da onda. Como o
comprimento de onda é inversamente proporcional a frequência, a energia então diminui com
o aumento do comprimento de onda.
(V) calculando temos:
v=.f
1500 =   10  106
 = 1,5  10-4 m
(F) O campo magnético gerado é diretamente proporcional à corrente elétrica.
(F) O princípio físico que rege o funcionamento das fibras ópticas é o da reflexão total da luz.
(V) A velocidade do ultrassom é afetada pela densidade do meio de propagação.