PROFESSOR: CARLÃO Disciplina: Física Lista de exercícios

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PROFESSOR: CARLÃO
Disciplina: Física
Lista de exercícios
2.ª E.M.
QUESTÕES
(a)
1.)
2.)
Um artigo de uma revista de divulgação científica traz o seguinte
título “planeta extra-solar tem temperatura de 310 graus
negativos”. A reportagem, entretanto falha em informar qual a
escala utilizada na medida. Porém sabe-se que os artigos dessa
revista apenas usam as escalas usuais de temperatura (Celsius,
Kelvin e Fahrenheit). Determine em qual escala foi feita a medida
e justifique sua resposta.
Um médico criou para uso próprio uma escala termométrica
linear, adotando, respectivamente -10,0 °M e 190 °M para os
pontos de fusão do gelo e ebulição da água sob pressão normal.
Usando um termômetro graduado nessa escala, ele mediu a
temperatura de um paciente e encontrou o valor de 68 °M.
a) Determine a equação de transformação dessa escala para
escala Celsius
b) Determine a temperatura dessa pessoa na escala Celsius
3.)
4.)
(b)
(c)
(d)
(e)
7.)
Um bloco de gelo a 0,0°C é colocado dentro de um calorímetro com
120 g de água a 20,0 °C. Sabendo-se que após alguns instantes a
mistura gelo e água no estado líquido encontram-se em equilíbrio
térmico e que 10,0 g de gelo permanece no estado sólido, qual é a
massa inicial do gelo?
8.)
Numa garrafa térmica coloca-se quantidades iguais de água “morna”
a 80oC e de água “fria” a 10oC. Considerando-se que essa garrafa
térmica não recebe nem cede calor no processo, a temperatura da
mistura, após o equilíbrio térmico, é:
Certa temperatura, quando medida em Fahrenheit tem o valor
igual ao triplo de seu equivalente na escala Celsius acrescido de
mais 8 unidades. Determine o valor dessa temperatura na escala
Kelvin.
O filme "Fahrenheit 9/11" tem seu título baseado,em parte, no
título do romance "Fahrenheit 451", que se refere a uma
sociedade futurista na qual livros são proibidos e devem ser
incinerados, o que acontece numa temperatura de 451°F
(temperatura de combustão do papel).
Lembrando que a escala Fahrenheit atribui os valores 32 e 212
para os pontos de fusão do gelo e de ebulição da água,
respectivamente, a temperatura de combustão do papel, em °C, é
aproximadamente:
(a) 30
(b) 135
(c) 183
(d) 233
(e) 451
5.)
Um cientista coloca um termômetro em um béquer contendo água
no
estado
líquido.
Supondo que o béquer esteja num local ao nível do mar, a única
leitura que pode ter sido feita pelo cientista é:
(a) -30 K
(b) 36 K
(c) 130°C
(d) 250 K
(e) 350 K
6.)
Leia a poesia a seguir:
Amor, energia em movimento
calor é a energia em trânsito que passa do corpo mais frio para
o mais quente.
calor é a energia em trânsito que passa do corpo mais quente
para o corpo mais frio.
não há nenhum tipo de relação entre calor e energia.
calor é uma energia que o corpo ganha quando sua
temperatura diminui.
calor é a energia trocada entre dois corpos com mesma
temperatura.
(a)45oC(b) 80oC(c) 10oC(d) 35oC(e) 65oC
9.)
Numa xícara, colocamos 160 g de café quente a 80 oC e 40 g de
leite gelado a 5 oC. Considerando-se o calor específico do café e do
leite aproximadamente iguais ao da água (1 cal/goC), assinale a
alternativa que contém o valor da temperatura, em graus Celsius, do
equilíbrio térmico. Despreze todas as perdas para o meio ambiente
e o aquecimento da xícara.
(a) 80(b) 75(c) 70(d) 65(e) 60
10.) Nas salas de cinema modernas, sistema de ar-condicionado
mantém o ar em temperaturas relativamente baixas para conforto
dos espectadores. Nos cinemas antigos, funcionavam vários
ventiladores que colocavam o ar da sala em movimento sobre as
pessoas. Considere as afirmativas abaixo, sobre o conforto térmico
sentido pela pessoa sob o ventilador e indique, justificando, quais
delas estão corretas..
I – Quando o ar é colocado em movimento sua temperatura diminui.
II – O ar em movimento reduz a pressão sobre o corpo da pessoa, o
que facilita a evaporação de sua transpiração.
III – O ar em movimento facilita a troca de calor entre o corpo e o
ambiente, em um processo de transporte de calor com movimento
de massa, como uma convecção forçada.
IV – Uma poltrona desocupada sob o ventilador tem sua
temperatura reduzida.
V – Quando se ligam os ventiladores, a energia interna do ar na sala
diminui.
11.) O volume de um mol de gás ideal varia linearmente em função da
temperatura, conforme gráfico abaixo. Determine o trabalho
realizado pelo gás ao passar do estado A para o estado B, em
joules. Dado: R = 8,3 J/mol K = 0,082 atm /mol.K
Vinha lá a professora...
Oh, de Ciências!
Com Física instruir-nos outra vez,
Esperando que ao menos aprendêssemos
O elementar – seria ter paciência?
Curioso é que, em uma dessas aulas,
De calorimetria, não duvides!
Depois de muito tempo, eu pude enfim
Expressar o meu jeito de te amar:
Por que herdei o fervor do sangue latino,
Em presença de ti, imortal amada,
Cedo parte da vida que em mim arde.
12.) O auditório do transatlântico, com 50 m de comprimento, 20 m de
largura e 5 m de altura, possui um sistema de refrigeração que
retira, em cada ciclo, 2,0 × 104 J de calor do ambiente. Esse ciclo
está representado no diagrama abaixo, no qual P indica a pressão e
V, o volume do gás empregado na refrigeração.A
Buscando em nossos corpos equilíbrio
Sou a voz da esperança e vou dizendo
Que o amor é a energia em movimento.
Antônio Rodrigues
A poesia faz uma relação entre energia, calor e amor. Segundo a
Física Clássica,
Lista de Exercícios de Física/Pág(1)
Identifique a posição geométrica da vela em relação ao espelho E1 e
ao espelho E2.
Calcule:
a) a variação da energia interna do gás em cada ciclo;
b) o tempo necessário para diminuir em 3oC a temperatura do
ambiente, se a cada 6 segundos o sistema reduz em 1oC a
temperatura de 25 kg de ar.
13.) Uma barra metálica, quando aquecida de 0oC a 100 oC, sofre um
acréscimo de comprimento igual a um milésimo do seu
comprimento a 0 oC. Podemos afirmar que o seu coeficiente de
dilatação linear, suposto constante, vale, em oC-1:
(a) 1 x 10-3.(b) 1 x 10-4.(c) 2 x 10-4.(d) 1 x 10-5.(e) 2 x 10-3.
14.) Determine quanta energia deve ser dada a uma panela de ferro
de 300 g para que sua temperatura seja elevada em 100 oC?
Considere o calor específico da panela como c = 450 J/ kg oC
21.) Em um experimento de óptica, em sala de aula, uma régua de
30,0cm de comprimento, quando colocada perpendicular ao eixo
principal e a 24,0cm do vértice de um espelho esférico côncavo,
produz uma imagem invertida de 10,0cm de altura. Nessas
circunstancias determine a distância focal do espelho.
22.) Um objeto é colocado a 30 cm de um espelho esférico côncavo
perpendicularmente ao eixo óptico deste espelho. A imagem que se
obtém é classificada como real e se localiza a 60 cm do espelho.
Calcule a distância e classifique a da nova imagem se o objeto for
colocado a 10 cm do espelho.
23.) Um objeto AB postado verticalmente sobre o eixo principal de um
espelho côncavo de distância focal FV = CF =12 cm, move-se da
posição P até C, distantes 6 cm, com velocidade constante v = 3
cm/s, conforme figura abaixo.A
15.) Uma barra metálica de coeficiente de dilatação linear médio 2.10-5
o -1
C a 20 oC écolocada no interior de um forno. Após a barra ter
atingido o equilíbrio térmico, verifica-se que seu comprimento é
1% maior. Determine a temperatura do forno
16.) Um vendedor de gasolina colocou 20,0 x 103 litros de gasolina no
tanque de seu caminhão, à temperatura de 15,0 oC. Supondo que
ele tenha vendido toda a gasolina à temperatura de 35,0 oC, e
que o coeficiente de dilatação volumétrica dessa gasolina seja
igual a 1,00 x 10-3oC-1, determine o acréscimo de volume, em
litros, devido à expansão térmica.
24.) Leia com atenção a tira abaixo:
17.) O porão de uma antiga casa
possui uma estreita claraboia
quadrada de 100 cm2 de
área, que permite a entrada
da luz do exterior, refletida
difusamente
pelas
construções que a cercam.
Na ilustração vemos uma
aranha, um rato e um gato
que se encontram parados no
mesmo plano vertical que intercepta o centro da geladeira e o
centro da claraboia.Assumindo a claraboia como fonte de luz e
lembrando-se da interposição da geladeira, classifique a região
onde estão o gato, o rato e a aranha como: sombra, penumbra e
iluminada. Explique o significado de cada um desses termos.
18.) Num poste, a uma altura de 8 m, há uma lâmpada que pode ser
considerada puntiforme. Em pé, a 5 m da base do poste, está
uma pessoa de 1,6 m de altura. Determine o comprimento da
sombra da pessoa que se forma no solo plano e horizontal devida
aos raios de luz emitidos por essa lâmpada.
19.) Um professor de física pendurou em um quarto completamente
escuro um círculo azul com listras amarelas. Já fora do quarto ele
recruta três de suas alunas que nunca tinham visto a figura. Para
Azuléia deu uma lanterna de luz monocromática azul, para
Amarinta deu uma lanterna de luz monocromática amarela, e
para Bianca deu uma lanterna de luz branca. Então pediu que
cada uma entrasse no quarto com sua respectiva lanterna e que,
ao sair, descrevesse a cor da figura fixada na parede. Determine
qual foi a descrição dada por cada aluna e justifique sua resposta.
20.) Um holofote é construído com um sistema óptico formado por
dois espelhos esféricos E1 e E2, como mostrado na figura, com o
objetivo de fazer com que os raios luminosos saiam paralelos ao
eixo óptico. Com base na figura, a localização da lâmpada do
farol deve ser:
Suponha que Bidu para resolver o problema da amiga, que só tem
6mm de altura, tenha utilizado uma lente delgada convergente de
distância focal 12cm, colocada a 4cm da formiguinha. Determine a
altura da imagem da formiga para o elefante percebe.
25.) Uma pequena luneta consiste em uma lente objetiva convergente de
distância focal f0 = 35 cm e de uma lente ocular divergente de
distância focal f1 = – 5,0 cm. As duas lentes estão separadas por
uma distância d = 30 cm, como ilustrado na figura. Um objeto é
colocado sobre o eixo óptico da luneta, à esquerda da objetiva,
distando x da mesma.
a)
b)
Calcule a posição da imagem final desse objeto, medida
emrelação ao centro da lente ocular, quando x = 40 cm.
Considere um feixe de raios paralelos de luz incidente na objetiva.
Complete o diagrama de raios, na figura que se encontra no
espaço reservado para sua resposta, representando suas
trajetórias no interior da luneta e indicando claramente a direção
em que emergem da ocular (a figura foi ampliada na direção
transversal ao eixo óptico da luneta para facilitar seu desenho).
26.) A figura mostra um sistema óptico constituído de uma lente
divergente, com distância focal f1 = – 20 cm, distante 14 cm de uma
lente convergente com distância focal f 2 = 20 cm. Se um objeto
linear é posicionado a 80 cm à esquerda da lente divergente,
determine a natureza e a ampliação da imagem definitiva do
sistema.
Lista de Exercícios de Física / Pág(2)
31.) Uma onda se propaga ao longo de
uma corda com frequência de 60 Hz,
como ilustra a figura. Nestas
condições, determine o comprimento
de onda e a sua velocidade de
propagação.
27.) Na produção de um bloco de vidro flint, de índice de refração
absoluto 1,7, ocorreu a formação de uma “bolha” de ar (índice de
refração absoluto 1,0), com o formato de uma lente esférica
biconvexa.
32.) Determine a velocidade de uma onda que se propaga na superfície
de um meio líquido com uma frequência de 10 ciclos por segundo e
um comprimento de onda igual a 0,20 cm.
33.) Uma onda se propaga ao longo de uma
corda com frequência de 30 Hz,
conforme a figura. Nessas condições
determine
sua
velocidade
e
comprimento de onda.
34.) Duas tecnologias modernas advindas da teoria ondulatória são o
laser e o sonar. Dessas tecnologias uma pode se propagar no
vácuo e outra não. Estabeleça qual e o motivo físico para tanto.
Um feixe luminoso monocromático, paralelo, incide
perpendicularmente à face A do bloco, conforme a figura acima,
e, após passar pelo bloco e pela bolha, emerge pela face B. A
figura que melhor representa o fenômeno é:
(a)
(c)
35.) Durante uma tempestade, ouviu-se o trovão 30s depois de ter
percebido o clarão do relâmpago. A que distância ocorreu o
fenômeno? Despreze o tempo que a luz leva para chegar ao
observador. Adote VSOM = 340 m/s
36.) Surfar é uma onda. O esporte do surf vem sendo praticado há muito
tempo. As ondas são formadas com a ajuda do vento e quebram na
praia em razão da diminuição da profundidade do solo marítimo.
Classifique as ondas do mar, quanto a natureza, vibração e
dimensionalidade.
37.) O esquema representa um trem de ondas senoidais. Com base
nesse esquema e sabendo que a freqüência dessa onda é de 5 Hz,
estabeleça:
(b)
(d)
a)
b)
c)
(e)
28.) As lentes convergentes de uma lupa podem ser utilizadas para
convergir raios sobre um ponto de uma folha de papel,
queimando-a no local do ponto. Supondo a incidência de raios
solares sobre uma lente convergente e ajustando-a até obter uma
imagem nítida no anteparo da figura, pode-se afirmar que a
distância do ponto P até o ponto O é:
a amplitude da onda;
o comprimento da onda (λ);
a velocidade da onda.
38.) Para que haja interferência destrutiva total entre duas ondas de
mesma frequência, é necessário que elas possuam:
(a) mesma amplitude e estejam em oposição de fase
(b) amplitudes diferentes e estejam em oposição de fase
(c) mesma amplitude e estejam em concordância de fase
(d) amplitudes diferentes e estejam em concordância de fase
(e) mesma amplitude e estejam em quadratura de fase
39.) Dois pulsos se propagam por uma corda tal como ilustrado
abaixo. Esboce o momento em que os pulsos se superpõe.
(a) o raio de curvatura da face da lente.
(b) a distância focal da lente.
(c) a vergência de uma lente.
(d) o índice de refração da lente.
(e) o aumento linear transversal da lente.
29.) Esta figura representa uma onda senoidal
propagando-se ao longo de uma corda,
com velocidade igual a 0,2 m/s.
Determine a frequência da onda em
hertz.
30.) Em um lago, o vento produz ondas periódicas que se propagam
com velocidade de 2 m/s. O comprimento de onda é de 10 m.
Determine a frequência de oscilação de um barco, quando
ancorado nesse lago.
Lista de Exercícios de Física / Pág(3)
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