Física 1 - Integral Paulínia – 2ª Série EM

Projeto de Recuperação 1º Semestre - 2ª Série EM
Física 1
MATÉRIA A SER ESTUDADA
FASCÍCULO
CAP
01
DINÂMICA
02
02
TÍTULO
ENERGIA E TRABALHO DE UMA FORÇA
CONSTANTE
TRABALHO DE FORÇA CONSTANTE:
PESO E FORÇA DE ATRITO
TRABALHO DE UMA FORÇA VARIÁVEL
TRABALHO DA FORÇA RESULTANTE E
PROBLEMAS DE APLICAÇÃO
APROFUNDAMENTO
41
FIXAÇÃO
02, 03, 04 E
06
01, 03, 04,
05 E 06
TODOS
42
TODOS
06
39
40
POTÊNCIA MECÂNICA
43
POTÊNCIA MECÂNICA E RENDIMENTO
44
ENERGIA CINÉTICA E TEOREMA DA
ENERGIA CINÉTICA
APLICAÇÕES DO TEOREMA DA
ENERGIA CINÉTICA
45
01, 02, 03,
05 E 06
03, 04, 05 E
06
02, 04, 05 E
06
TODOS
NENHUM
04
07
07
07
46
TODOS
05
ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL
47
02, 03, 04 E
05
06
ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA E
TEOREMA DA ENERGIA POTENCIAL
48
01, 02 E 04
06
CONSERVAÇÃO DA ENERGIA
MECÂNICA
03
PÁGINA
SISTEMAS DISSIPATIVOS
PROBLEMAS DE APLICAÇÃO
49
50
51
52
53
54
01, 02, 05,
06 E 07
TODOS
TODOS
TODOS
01, 02 E 03
TODOS
08
NENHUM
TODOS
TODOS
TODOS
TODOS
LISTA DE EXERCÍCIOS PARA ENTREGAR
A lista deverá estar devidamente identificada e os exercícios deverão apresentar
resolução completa e justificada.
1)
a)
b)
c)
d)
e)
Uma pessoa caminha sobre um plano horizontal. O trabalho realizado pelo peso desta pessoa é
sempre positivo
sempre negativo
sempre igual a zero
positivo, se o sentido do deslocamento for da esquerda para a direita
negativo, se o sentido do deslocamento for da direita para a esquerda
2) Um trator utilizado para lavrar a terra arrasta um arado com uma força de 10.000 N. Qual o trabalho
realizado pelo trator num percurso de 200 m?
3) Um corpo de massa 5 kg é retirado de um ponto A e levado para um ponto B, distante 40 m na horizontal
2
e 30 m na vertical traçadas a partir do ponto A. Adotando g = 10m/s , qual é o módulo do trabalho
realizado pela força peso?
a) 2.500 J
b) 2.000 J
c) 1.500 J
d) 900 J
e) 500 J
4) Um pêndulo é constituído de uma esfera de massa 2 kg, presa a um fio de massa desprezível e
comprimento 2 m, que pende do teto conforme figura a seguir. O pêndulo oscila formando um ângulo
máximo de 60º com a vertical. Nessas condições, o trabalho realizado pela força de tração, que o fio
exerce sobre a esfera, entre a posição mais baixa e mais alta, em joules, vale
a) 20
b) 10
c) zero
d) - 10
e) - 20
5) Três corpos idênticos de massa M deslocam-se entre dois níveis, como mostra a figura a seguir:
A - caindo livremente;
B - deslizando ao longo de um tobogã e;
C - descendo uma rampa, sendo, em todos os movimentos, desprezíveis as forças dissipativas.
Com relação ao trabalho (W) realizado pela força peso dos corpos, pode-se afirmar que:
a) WC > W B > W A
b) WC > W B = W A
c) WC = W B > W A
d) WC = W B = W A
e) WC < W B > W A
6) A figura representa o gráfico do módulo F de uma força que atua sobre um corpo em função do seu
deslocamento x. Sabe-se que a força atua sempre na mesma direção e sentido do deslocamento. Podese afirmar que o trabalho dessa força no trecho de 0 a 1,0 m, representado pelo gráfico é igual a
a) 0,5 J
b) 2,5 J
c) 5,0 J
d) 7,5 J
e) 10 J
7) O gráfico representa a elongação de uma mola, em função da força elástica exercida por ela. O módulo
do trabalho da força elástica para distender a mola de 1 a 2 m é igual a
a)
b)
c)
d)
e)
200 J
100 J
75 J
50 J
25 J
8) Uma esteira rolante transporta 15 caixas de bebida por minuto, de um depósito no subsolo até o andar
térreo. A esteira tem comprimento de 12 m, inclinação de 30º com a horizontal e move-se com velocidade
constante. As caixas a serem transportadas já são colocadas com a velocidade da esteira. Se cada caixa
pesa 200 N, o motor que aciona esse mecanismo deve fornecer a potência de:
a) 20 W
b) 40 W
c) 300 W
d) 600 W
e) 1.800 W
6
9) Um veículo de massa 1.500 kg gasta uma quantidade de combustível equivalente a 7,5.10 J para subir
2
um morro de 100 m e chegar até o topo. Adotando g = 10m/s , o rendimento do motor do veículo para
essa subida será de:
a) 75 %
b) 40 %
c) 60 %
d) 50 %
e) 20 %
10) Uma empilhadeira elétrica transporta do chão até uma prateleira, a 6 m do chão, um pacote de 120 kg. O
2
gráfico adiante ilustra a altura do pacote em função do tempo. Adotando g = 10m/s , a potência aplicada
ao pacote pela empilhadeira é:
a) 120 W
b) 360 W
c) 720 W
d) 1.200 W
e) 2.400 W
11) Um operário ergue, do chão até uma prateleira a 2 m de altura, uma saca de soja de massa 60 kg,
2
gastando 2,5 s na operação. Adotando g = 10m/s , a potência média do operário, em watts, é
a) 240
b) 290
c) 350
d) 480
e) 600
12) Um elevador é puxado para cima por um cabo de aço com velocidade constante de 0,5 m/s. A potência
2
mecânica transmitida pelo cabo é de 23 kW. Adotando g = 10m/s , qual a força exercida pelo cabo?
a) 57 kN
b) 46 kN
c) 32 kN
d) 15 kN
e) 12 kN
7
13) Um litro de óleo diesel libera 3,5.10 J de energia na combustão. Uma bomba, funcionando com um motor
diesel com rendimento de 20%, eleva água a uma altura de 10 m com 1 litro de óleo diesel. Considerando
2
g = 10m/s , a massa de água que pode ser elevada é
a) 35.000 kg
b) 70.000 kg
c) 350.000 kg
d) 3.500.000 kg
e) 7.000.000 kg
14) A invenção da roda d'água possibilitou a substituição do esforço humano e animal na realização de
diversas atividades. O registro de sua utilização é anterior a 85 a.C. e, nos dias de hoje, ainda pode ser
vista como um mecanismo que auxilia o movimento de outros. Na figura a seguir, estão ilustrados os
principais elementos de um sistema rudimentar de geração de energia elétrica. A água que jorra do tubo
faz a roda girar, acionando um gerador elétrico. Considere um sistema, como o representado acima, com
as seguintes características, a vazão é constante; a água sai do tubo com velocidade desprezível,
atingindo a roda 4,0 m abaixo; o rendimento é de 75%. Supondo que a potência elétrica oferecida pelo
gerador em seus terminais seja igual a 15 kW e desprezando as perdas de líquido, determine o volume de
2
água que jorra do tubo a cada segundo. Adote g = 10 m/s e a densidade da água igual a 1 kg/litro.
15) Uma criança de massa 40 kg viaja no carro dos pais, sentada no banco de trás, presa pelo cinto de
segurança. Num determinado momento, o carro atinge a velocidade de 72 km/h. Nesse instante, a
energia cinética dessa criança é
a) igual à energia cinética do conjunto carro mais passageiros
b) zero, pois fisicamente a criança não tem velocidade, logo, não tem energia cinética
c) 8.000 J em relação ao carro e zero em relação à estrada
d) 8.000 J em relação à estrada e zero em relação ao carro
e) 8.000 J, independente do referencial considerado, pois a energia é um conceito absoluto
16) Sobre um corpo de massa 4 kg, inicialmente em repouso sobre uma mesa horizontal perfeitamente lisa, é
aplicada uma força constante, também horizontal. O trabalho realizado por essa força até que o corpo
adquira a velocidade de 10 m/s é
a) 20 J
b) 40 J
c) 80 J
d) 100 J
e) 200 J
17) Em uma partida de handebol, um atleta arremessa a bola a uma velocidade de 72 km/h. Sendo a massa
da bola igual a 450 g e admitindo que a bola estava inicialmente em repouso, pode-se afirmar que o
trabalho realizado sobre ela foi igual a
a) 32 J
b) 45 J
c) 72 J
d) 90 J
e) 160 J
18) Uma partícula de massa 500 g, em movimento retilíneo, aumenta sua velocidade desde 6 m/s até 10 m/s
num percurso de 8 m. A força resultante sobre a partícula tem módulo igual a
a) 16 N
b) 8 N
c) 6 N
d) 4 N
e) 2 N
19) Uma força de módulo F = 21 N acelera um bloco sobre uma superfície horizontal sem atrito, conforme a
figura. O ângulo entre a direção da força e o deslocamento do bloco é de 60º. Ao final de um
deslocamento de 4 m, qual a variação da energia cinética do bloco, em joules?
20) Dá-se um tiro contra uma porta. A bala, de massa 10 g, tinha velocidade de 600 m/s ao atingir a porta e,
logo após atravessá-la, sua velocidade passa a ser de 100 m/s. Se a espessura da porta é de 5 cm, a
força média que a porta exerceu na bala tem módulo igual a
a) 1.000 N
b) 2.000 N
c) 5.000 N
d) 20.000 N
e) 35.000 N
21) Um bloco de massa 0,5 kg está sujeito a uma força que varia com a posição de acordo com o gráfico a
seguir. Se o bloco partiu do repouso em x = 0, qual será sua velocidade escalar, em m/s, quando x for
igual a 30 m?
22) Um objeto de 8 kg está sujeito à força resultante F, aplicada na mesma direção e no mesmo sentido do
movimento. O módulo da força F, variável em função da posição x, está representado no gráfico. Sabe-se
ainda que o trabalho realizado pela força F é igual a 300 J no deslocamento de 40 m, indicado no gráfico,
e que a velocidade do objeto é de 10 m/s quando x = 40 m. Quando x = 0, qual o módulo da força F e da
velocidade V do objeto? F = 11 N e V = 5 m/s
23) Um ciclista desce uma rua inclinada, com forte vento contrário ao seu movimento, com velocidade
constante. Pode-se afirmar que:
a) sua energia cinética está aumentando
b) sua energia potencial gravitacional está diminuindo
c) sua energia cinética está diminuindo
d) sua energia potencial gravitacional é constante
24) Uma empilhadeira, cuja massa é 500 kg, faz pequenos percursos de 10 m em piso horizontal, com
velocidade constante de 0,80 m/s, transportando uma pilha de dois caixotes de 100 kg cada um. Durante
o deslocamento da empilhadeira, a carga inicialmente próxima do solo, é elevada com velocidade de 0,25
m/s. Enquanto os caixotes estão sendo elevados, a cada segundo a energia potencial do conjunto varia
2
de (g = 10m/s )
a) 7.500 J
b) 5.000 J
c) 2.500 J
d) 750 J
e) 500 J
25) A figura 1 representa um sistema composto de três esferas de mesma massa unidas por três molas
idênticas. O sistema é posto a oscilar, deslocando-se entre as posições indicadas nas figuras 2 e 3. Podese dizer que a energia potencial elástica máxima do sistema ocorre:
a)
b)
c)
d)
e)
somente na posição da figura 1
somente na posição da figura 2
somente na posição da figura 3
nas posições das figuras 1 e 2
nas posições das figuras 2 e 3
26) Determine a massa de um avião viajando a 720 km/h, a uma altura de 3.000 m do solo, cuja energia
7
mecânica total é de 7.10 J. Considere a energia potencial gravitacional como zero no solo. Adote g = 10
2
m/s .
a) 1.000 kg
b) 1.400 kg
c) 2.800 kg
d) 5.000 kg
e) 10.000 kg
27) Um pai puxa o balanço da filha até encostá-lo em seu rosto, solta-o e permanece parado, sem receio de
ser atingido pelo brinquedo quando ele retorna à posição inicial. Tal segurança se fundamenta na:
a) Conservação da energia mecânica
b) Primeira Lei de Newton
c) Segunda Lei de Newton
d) Lei da Ação e Reação
e) Lei da Gravitação Universal
28) Um atleta, com peso de 700 N, consegue atingir 4.200 J de energia cinética na sua corrida para um salto
em altura com vara. Caso ocorresse a conservação da energia mecânica, a altura máxima que ele
poderia atingir seria de
a) 4,0 m
b) 4,5 m
c) 5,0 m
d) 5,5 m
e) 6,0 m
29) Um bloco de massa m = 0,1 kg comprime uma mola ideal, de constante elástica k = 100 N/m, de 0,2 m.
2
Quando a mola é liberada, o bloco é lançado ao longo de uma pista lisa. Adotando g = 10m/s , calcule a
velocidade do bloco quando ele atinge a altura h = 1,2 m.
30) Um bloco de massa 0,60 kg é abandonado, a partir do repouso, no ponto A de uma pista no plano
vertical. O ponto A está a 2,0 m de altura da base da pista, onde está fixa uma mola de constante elástica
2
150 N/m. São desprezíveis os efeitos do atrito e adota-se g = 10 m/s . A máxima compressão da mola
vale
a) 0,80 m
b) 0,40 m
c) 0,20 m
d) 0,10 m
e) 0,05 m
31) A figura a seguir representa um carrinho de massa m se deslocando sobre o trilho de uma montanha
2
russa num local onde a aceleração da gravidade é g = 10 m/s . Considerando que a energia mecânica do
carrinho se conserva durante o movimento e, em P, o módulo de sua velocidade é 8 m/s, teremos no
ponto Q uma velocidade de módulo igual a:
a) 5,0 m/s
b) 4,8 m/s
c) 4,0 m/s
d) 2,0 m/s
e) Zero
32) O salto com vara é, sem dúvida, uma das disciplinas mais exigentes do atletismo. Em um único
salto, o atleta executa cerca de vinte e três movimentos em menos de dois segundos. Na
última Olimpíada de Atenas a atleta russa, Svetlana Feofanova, bateu o recorde feminino,
saltando 4,88 m. A figura a seguir representa um atleta durante um salto com vara, em três
instantes distintos. Assinale a opção que melhor identifica os tipos de energia envolvidos em
cada uma das situações I, II, e III, respectivamente.
a)
b)
c)
d)
e)
I - cinética II - cinética e gravitacional III - cinética e gravitacional
I - cinética e elástica II - cinética, gravitacional e elástica III - cinética e gravitacional
I - cinética II - cinética, gravitacional e elástica III - cinética e gravitacional
I - cinética e elástica II - cinética e elástica III - gravitacional
I - cinética e elástica II - cinética e gravitacional III – gravitacional
33) Um objeto de massa 400 g desce, a partir do repouso no ponto A, por uma rampa, em forma de
a)
b)
c)
d)
e)
um quadrante de circunferência de raio R = 1 m. Na base B, choca-se com uma mola de
constante elástica k = 200 N/m. Desprezando a ação de forças dissipativas em todo o
2
movimento e adotado g = 10 m/s , a máxima deformação da mola é de
40 cm
20 cm
10 cm
4 cm
2 cm
34) Em uma mina de carvão, o minério é transportado para fora da mina por meio de um vagão
a)
b)
c)
d)
e)
gôndola. A massa do vagão mais a carga de carvão totalizam duas toneladas. A última etapa
do translado do vagão ocorre em uma região completamente plana e horizontal. Um cabo de
aço, com uma das extremidades acoplada ao vagão e a outra a um motor, puxa o vagão do
interior da mina até o final dessa região plana. Considere que as rodas do vagão estão bem
lubrificadas a ponto de poder-se desprezar o atrito das rodas com os trilhos. Durante esse
último translado, o motor acoplado ao cabo de aço executa um trabalho de 4.000 J. Nesse
contexto, considerando que o vagão, no último translado, partiu do repouso, é correto afirmar
que esse vagão chega ao final da região plana com uma velocidade de:
10 m/s
8 m/s
6 m/s
4 m/s
2 m/s
35) Um carrinho de montanha russa parte do repouso do ponto A e percorre a pista sem atrito,
a)
b)
c)
d)
e)
esquematizada a seguir. A máxima altura h do ponto A, em metros, para que o carrinho passe
2
por B, cujo raio de curvatura é 10 m, sem perder o contato com a pista é (g = 10 m/s ):
5
8
10
12
15
36) Um corpo de massa m = 0,5 kg desliza por uma pista inclinada, passando pelo ponto A com
2
a)
b)
c)
d)
e)
velocidade VA = 2 m/s e pelo ponto B com velocidade VB = 6 m/s. Adotando g = 10 m/s e
utilizando o teorema da energia cinética, podemos afirmar que o trabalho realizado pela força
de atrito no deslocamento de A para B vale:
-8J
-7J
+9J
+ 15 J
+ 30 J
37) Na figura, está representado o perfil de uma montanha coberta de neve. Um trenó, solto no
ponto K com velocidade nula, passa pelos pontos L e M e chega, com velocidade nula, ao
ponto N. A altura da montanha no ponto M é menor que a altura em K. Os pontos L e N estão
em uma mesma altura. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que:
a)
b)
c)
d)
e)
a energia mecânica em K é igual à energia mecânica em M.
a energia cinética em L é igual à energia potencial gravitacional em K.
a energia potencial gravitacional em L é maior que a energia potencial gravitacional em N.
a energia mecânica em M é menor que a energia mecânica em L.
a energia mecânica em K é menor que a energia mecânica em M.
38) As conhecidas estrelas cadentes são na verdade meteoritos (fragmentos de rocha
a)
b)
c)
d)
e)
extraterrestre) que, atraídos pela força gravitacional da Terra, se aquecem ao atravessar a
atmosfera, produzindo o seu brilho. Denotando a energia cinética por E C, a energia potencial
por EP e a energia térmica por ET, a sequência de transformações de energia envolvidas desde
o instante em que o meteorito atinge a atmosfera são, nesta ordem:
EC  EP e EC  ET
EC  EP e EP  ET
EP  EC e EC  ET
EP  ET e ET  EC
ET  EP e ET  EC
39) A figura ilustra um brinquedo oferecido por alguns parques, conhecido por tirolesa, no qual uma
a)
b)
c)
d)
e)
pessoa desce de uma determinada altura segurando-se em uma roldana apoiada em uma
corda tensionada. Em determinado ponto do percurso, a pessoa se solta e cai na água de um
lago. Considere que uma pessoa de 50 kg parta do repouso no ponto A e desça até o ponto B
segurando-se na roldana, e que nesse trajeto tenha havido perda de 36% da energia mecânica
do sistema, devido ao atrito entre a roldana e a corda. No ponto B ela se solta, atingindo o
ponto C na superfície da água. Em seu movimento, o centro de massa da pessoa sofre o
desnível vertical de 5 m mostrado na figura. Desprezando a resistência do ar e a massa da
2
roldana, e adotando g = 10 m/s , pode-se afirmar que a pessoa atinge o ponto C com uma
velocidade de módulo igual a:
4 m/s
6 m/s
8 m/s
10 m/s
12 m/s
40) O automóvel da figura tem massa de 1.200 kg e, no ponto A, desenvolve uma velocidade de 10 m/s.
Estando com o motor desligado, descreve a trajetória mostrada, atingindo uma altura máxima h,
chegando ao ponto B com velocidade nula. Considerando a aceleração da gravidade local como g = 10
2
m/s e sabendo-se que, no trajeto AB, as forças não conservativas realizam um trabalho de módulo
5
1,56.10 J, concluímos que a altura h é de:
a) 12 m
b) 14 m
c) 16 m
d) 18 m
e) 20 m
GABARITO:
6
1) c 2) 2.10 J 3) c 4) c 5) d 6) c 7) c 8) c 9) e 10) b 11) d 12) b 13) b 14) 500 l/s 15) d 16) e
17) d 18) e 19) 42 J 20) e 21) 40 m/s 22) F = 11 N e V = 5 m/s 23) b 24) e 25) e 26) b 27) a 28) e
29) 4 m/s 30) b 31) d 32) c 33) b 34) e 35) b 36) b 37) d 38) c 39) c 40) a.
Física 2
MATÉRIA A SER ESTUDADA
FASCÍCULO
CAP
01
TERMOLOGIA 2
02
01
ELETROSTÁTICA 1
02
ELETROSTÁTICA 2
01
PÁGINA
FIXAÇÃO
CALOR LATENTE I
TÍTULO
32
TODOS
CALOR LATENTE II
33
TODOS
TROCAS DE CALOR COM MUDANÇA DE ESTADO I
34
TODOS
TROCAS DE CALOR COM MUDANÇA DE ESTADO II
35
TODOS
DILATAÇÃO TÉRMICA LINEAR I
36
TODOS
DILATAÇÃO TÉRMICA LINEAR II
37
TODOS
DILATAÇÃO TÉRMICA SUPERFICIAL
38
TODOS
DILATAÇÃO TÉRMICA VOLUMÉTRICA
39
TODOS
DILATAÇÃO TÉRMICA DE LÍQUIDOS
ELETRIZAÇÃO POR ATRITO E ELETRIZAÇÃO POR
CONTATO
40
TODOS
37
TODOS
INDUÇÃO ELÉTRICA; ATERRAMENTO
38
TODOS
LEI DE COULOMB
39
TODOS
LEI DE COULOMB
40
TODOS
O CONCEITO DE CAMPO ELÉTRICO
41
TODOS
CAMPO ELÉTRICO GERADO POR UMA PARTÍCULA
PUNTIFORME CARREGADA
42
TODOS
O CAMPO ELÉTRICO GERADO POR UMA
DISTRIBUIÇÃO DE CARGAS ELÉTRICAS
43
TODOS
CAMPO ELÉTRICO E AS LINHAS DE FORÇA
44
TODOS
CAMPO ELÉTRICO UNIFORME E AS LINHAS DE FORÇA
45
TODOS
O TRABALHO REALIZADO PELA FORÇA ELÉTRICA
31
TODOS
ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA
32
TODOS
O CONCEITO DE POTENCIAL ELÉTRICO
33
TODOS
DDP; SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS
UM POUCO MAIS SOBRE O CAMPO ELÉTRICO
UNIFORME
34
TODOS
35
TODOS
LISTA DE EXERCÍCIOS PARA ENTREGAR COM RESOLUÇÃO
Todos os exercícios devem ser entregues manuscritos e sem rasuras. Todas as respostas devem estar
justificadas da maneira apropriada e correta, ou não serão aceitas. A lista de Física 2 deve ser entregue
separada da outra lista, identificada e organizada.
1) Numa câmara frigorífica, um bloco de gelo de massa m = 8,0 kg desliza sobre a rampa de madeira da
2
figura a seguir, partindo do repouso, de uma altura h = 1,8 m. Use g = 10 m/s .
a) Se o atrito entre o gelo e a madeira fosse desprezível, qual seria o valor da velocidade do bloco ao atingir o
solo (ponto A da figura)?
b) Entretanto, apesar de pequeno, o atrito entre o gelo e a madeira não é desprezível, de modo que o bloco
de gelo e chega à base da rampa com velocidade de 4,0 m/s. Qual foi a energia dissipada pelo atrito?
c) Qual a massa de gelo (a 0 °C) que seria fundida com esta energia? Considere o calor latente de fusão do
gelo L = 80 cal/g e, para simplificar, adote 1 cal = 4,0 J.
2) Sob pressão constante, eleva-se a temperatura de certa massa de gelo, inicialmente a 253 K, por meio de
transferência de calor a taxa constante, até que se obtenha água a 293 K.
A partir do gráfico responda:
a) Qual é o maior calor específico, o do gelo ou da água? Justifique.
b) Por que a temperatura permanece constante em 273 K, durante parte do tempo?
3) Colocam-se 900 g de gelo a 0 °C, no interior de um forno de micro-ondas de 1200 W para ser transformado
em água também a 0 °C. Admitindo-se que toda a energia fornecida pelo forno será absorvida pelo gelo,
devemos programá-lo para funcionar durante quantos minutos? Use L água = 320 J/g.
4) Um calorímetro de capacidade térmica 50 cal/°C contém 520 g de gelo a 0 °C. Injeta-se no calorímetro
vapor de água a 120 °C, na quantidade necessária e suficiente para fundir totalmente o gelo. A massa de
água, em gramas, que se forma no interior do calorímetro vale:
Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g°C; calor específico do vapor = 0,50 cal/g°C; calor latente de fusão
do gelo = 80 cal/g; calor latente de vaporização da água = 540 cal/g.
a) 520
b) 584
c) 589
d) 620
e) 700
5) Quantas calorias são necessárias para vaporizar 1,00 litro de água, se a sua temperatura é, inicialmente,
igual a 10,0 °C? Dados:
- calor específico da água: 1,00 cal/g°C;
3
- densidade da água: 1,00 g/cm ;
- calor latente de vaporização da água: 540 cal/g.
6) Uma moeda de cobre a 150 °C, com 50 g de massa, é posta em contato com um bloco de gelo a 0 °C.
Calcule a massa de gelo que se funde. Dados:
Cu (cobre) = calor específico do cobre = 0,09 cal/g°C
Lf = calor latente de fusão de gelo = 80 cal/g
7) Um pedaço de gelo a 0 °C é colocado em 200 g de água a 30 °C, num recipiente de capacidade térmica
desprezível e isolado termicamente. O equilíbrio térmico se estabelece em 20 °C. O calor latente de fusão do
gelo é 80 cal/g e o calor específico da água é 1,0 cal/g.°C. Calcule a massa do pedaço de gelo usado no
experimento.
8) Você é convidado a projetar uma ponte metálica, cujo comprimento será de 2,0 km. Considerando os
efeitos de contração e expansão térmica para temperaturas no intervalo de - 40 °F a 110 °F e que o
-6
-1
coeficiente de dilatação linear do metal é de 12 × 10 °C , qual a máxima variação esperada no comprimento
da ponte? (O coeficiente de dilatação linear é constante no intervalo de temperatura considerado).
a) 9,3 m
b) 2,0 m
c) 3,0 m
d) 0,93 m
e) 6,5 m
9) O comprimento l de uma barra de latão varia, em função da temperatura , segundo o gráfico a seguir.
Assim, o coeficiente de dilatação linear do latão, no intervalo de 0 °C a 100 °C, vale:
-5
-5
-4
-4
-4
a) 2,0.10 /°C
b) 5,0.10 /°C
c) 1,0.10 /°C
d) 2,0.10 /°C
e) 5,0.10 /°C
-5
-1
10) Uma chapa de alumínio (α = 2,2.10 °C ), inicialmente a 20 °C, é utilizada numa tarefa doméstica no
interior de um forno aquecido a 270 °C. Após o equilíbrio térmico, sua dilatação superficial, em relação à área
inicial, foi de:
a) 0,55%
b) 1,1%
c) 1,65%
d) 2,2%
e) 4,4%
11) Adote: calor específico da água: 1 cal/g.°C. A 10 °C, 100 gotas idênticas de um líquido ocupam um
3
3
volume de 1,0 cm . A 60 °C, o volume ocupado pelo líquido é de 1,01 cm . Calcule:
3
a) A massa de 1 gota de líquido a 10 °C, sabendo-se que sua densidade, a esta temperatura, é de 0,90 g/cm .
b) o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido.
12) O volume de um bloco metálico sofre um aumento de 0,6% quando sua temperatura varia de 200 °C. O
-1
coeficiente de dilatação linear médio desse metal, em °C , vale:
-5
-5
-4
-4
-3
a) 1,0.10
b) 3,0.10
c) 1,0.10
d) 3,0.10
e) 3,0.10
13) Um bulbo de vidro conectado a um tubo fino, com coeficiente de dilatação desprezível, contendo certa
massa de água na fase líquida é mostrado a seguir em três situações de temperatura. Na primeira, o sistema
está a 4 °C; na segunda, a 1 °C e, na terceira, a 10 °C. Conforme a temperatura, a água ocupa certa porção
do tubo. Tal fenômeno é explicado:
a) pelo aumento de volume da água de 0°C a 4°C, seguido da diminuição do volume a partir de 4°C.
b) pela diminuição da densidade da água de 0°C a 4°C, seguido do aumento da densidade a partir de 4°C.
c) pelo aumento do volume da água a partir de 0°C.
d) pelo aumento da densidade da água de 0°C a 4°C, seguido da diminuição da densidade a partir de 4°C.
e) pela diminuição do volume da água a partir de 0°C.
14) Cada uma das figuras a seguir representa duas bolas metálicas de massas iguais, em repouso,
suspensas por fios isolantes. As bolas podem estar carregadas eletricamente. O sinal da carga está indicado
em cada uma delas. A ausência de sinal indica que a bola está descarregada. O ângulo do fio com a vertical
depende do peso da bola e da força elétrica devido à bola vizinha. Indique qual caso está certo.
15) Tem-se 3 esferas condutoras idênticas A, B e C. As esferas A (positiva) e B (negativa) estão eletrizadas
com cargas de mesmo módulo Q, e a esfera C está inicialmente neutra. São realizadas as seguintes
operações:
1) Toca-se C em B, com A mantida à distância, e em seguida separa-se C de B;
2) Toca-se C em A, com B mantida à distância, e em seguida separa-se C de A;
3) Toca-se A em B, com C mantida à distância, e em seguida separa-se A de B.
Calcule as cargas finais de cada esfera.
16) Uma esfera condutora eletricamente neutra, suspensa por fio isolante, toca outras três esferas de mesmo
tamanho e eletrizadas com cargas Q, 3Q/2, e 3Q, respectivamente. Após tocar na terceira esfera eletrizada,
qual a carga da primeira esfera?
17) Uma partícula está eletrizada positivamente com uma carga elétrica de 4,0 × 10
-19
carga do elétron é 1,6 × 10 C, essa partícula:
4
a) ganhou 2,5 × 10 elétrons.
4
b) perdeu 2,5 × 10 elétrons.
4
c) ganhou 4,0 × 10 elétrons.
4
d) perdeu 6,4 × 10 elétrons.
4
e) ganhou 6,4 × 10 elétrons.
-15
C. Como o módulo da
18) Três esferas A , B e C atraem-se mutuamente (todas ao mesmo tempo) entre si. Se a carga de A é
negativa, o que podemos afirmar em relação às possíveis cargas de B e C?
19) Você liga um televisor, o material que reveste a tela internamente, perde uma grande quantidade de
elétrons e se torna eletricamente carregado. Você pode verificar a presença dessa carga aproximando o braço
da tela e notando como os pêlos ficam "em pé". Qual é o sinal da carga adquirida pela tela?
20) A força de repulsão entre duas cargas elétricas puntiformes, que estão a 20 cm uma da outra, é 0,030 N.
Esta força aumentará para 0,060 N se a distância entre as cargas for alterada para:
a) 5,0 cm
b) 10 cm
c) 14 cm
d) 28 cm
e) 40 cm
21) Duas cargas puntiformes q1 = + 2 µC e q2 = - 6 µC estão fixas e separadas por uma distância de 600 mm
no vácuo. Uma terceira carga q3 = 3 µC é colocada no ponto médio do segmento que une as cargas. Qual é o
9
2
2
módulo da força elétrica que atua sobre a carga q 3? Dado: constante eletrostática do vácuo K = 9.10 N.m /C .
22) Considere as cargas puntiformes colocadas nos vértices do quadrado (Figura I) e nos vértices do triângulo
equilátero (Figura II). Desenhe o campo elétrico resultante (direção, sentido e o valor do ângulo com a reta
AB) para:
a) a carga em (A) da figura (I).
b) a carga em (A) da figura (II).
23) Sabendo-se que o vetor campo-elétrico no ponto A é nulo, calcule a relação entre d1 e d2.
24) A figura a seguir mostra duas cargas pontuais, Q 1 e Q2. Elas estão fixas nas suas posições e a uma
distância de 1,00 m entre si. No ponto P, que está a uma distância de 0,50 m da carga Q 2, o campo elétrico é
-7
nulo. Sendo Q2 = + 1,0 × 10 C, o valor da carga Q1(em coulombs) é:
-7
a) - 9,0 × 10
-7
b) + 9,0 × 10
-7
c) +1,0 × 10
-7
d) -1,0 × 10
-7
e) - 3,0 × 10
25) Na figura a seguir estão representadas algumas linhas de força do campo criado pela carga Q. Os pontos
A, B, C e D estão sobre circunferências centradas na carga. Assinale a alternativa FALSA:
a) Os potenciais elétricos em A e C são iguais.
b) O potencial elétrico em A é maior do que em D.
c) Uma carga elétrica positiva colocada em A tende a se afastar da carga Q.
d) O trabalho realizado pelo campo elétrico para deslocar uma carga de A para C é nulo.
e) O campo elétrico em B é mais intenso do que em A.
26) Uma carga elétrica puntiforme com 4,0 µC, que é colocada em um ponto P do vácuo, fica sujeita a uma
força elétrica de intensidade 1,2 N. O campo elétrico nesse ponto P tem qual intensidade?
9
2
2
27) As cargas puntiformes q1 = 20 µC e q2 = 64 µC estão fixas no vácuo (k0 = 9.10 N.m /C ), respectivamente
nos pontos A e B. O campo elétrico resultante no ponto P tem intensidade de:
6
a) 3,0 . 10 N/C
6
b) 3,6 . 10 N/C
6
c) 4,0 . 10 N/C
6
d) 4,5 . 10 N/C
6
e) 5,4 . 10 N/C
28) Considere os pontos A e B do campo elétrico gerado por uma carga puntiforme positiva Q no vácuo (k 0= 9
9
2
2
× 10 N.m /C ). Outra carga puntiforme, de 2 µC, em repouso, no ponto A, é levada com velocidade constante
ao ponto B, realizando-se o trabalho de 9 J. O valor da carga Q, que cria o campo, é:
a) 10 µC
b) 20 µC
c) 30 µC
d) 40 µC
e) 50 µC
29) Campos eletrizados ocorrem naturalmente no nosso cotidiano. Um exemplo disso é o fato de algumas
vezes levarmos pequenos choques elétricos ao encostarmos em automóveis. Tais choques são devidos ao
fato de estarem os automóveis eletricamente carregados. Sobre a natureza dos corpos (eletrizados ou
neutros), considere as afirmativas a seguir:
I- Se um corpo está eletrizado, então o número de cargas elétricas negativas e positivas não é o mesmo.
II- Se um corpo tem cargas elétricas, então está eletrizado.
III- Um corpo neutro é aquele que não tem cargas elétricas.
IV- Ao serem atritados, dois corpos neutros, de materiais diferentes, tornam-se eletrizados com cargas
opostas, devido ao princípio de conservação das cargas elétricas.
V- Na eletrização por indução, é possível obter-se corpos eletrizados com quantidades diferentes de cargas.
Sobre as afirmativas acima, assinale a alternativa correta.
a) Apenas as afirmativas I, II e III são verdadeiras.
b) Apenas as afirmativas I, IV e V são verdadeiras.
c) Apenas as afirmativas I e IV são verdadeiras.
d) Apenas as afirmativas II, IV e V são verdadeiras.
e) Apenas as afirmativas II, III e V são verdadeiras.
-5
30) Uma partícula de massa 1,0×10 kg e carga elétrica 2,0 µC fica em equilíbrio quando colocada em certa
2
região de um campo elétrico. Adotando-se g = 10m/s , o campo elétrico naquela região tem intensidade, em
V/m, de:
a) 500
b) 0,050
c) 20
d) 50
e) 200
31) Considere uma esfera de massa m e carga q pendurada no teto e sob a ação da gravidade e do campo
elétrico E como indicado na figura a seguir.
Qual é o sinal da carga q? Justifique bem sua resposta.
32) Duas pequenas esferas carregadas repelem-se mutuamente com uma força de 1 N quando separadas por
40 cm. Qual o valor, em newtons, da força elétrica repulsiva se elas forem deslocadas e posicionadas à
distância de 10 cm uma da outra?
33) Quatro cargas pontuais estão colocadas nos vértices de um quadrado. As duas cargas +Q e -Q têm
mesmo valor absoluto e as outras duas, q1 e q2, são desconhecidas. A fim de determinar a natureza destas
cargas, coloca-se uma carga de prova positiva no centro do quadrado e verifica-se que a força sobre ela é F,
mostrada na figura a seguir. Podemos afirmar que:
a) q1> q2> 0
b) q2> q1> 0
c) q1 + q2> 0
d) q1 + q2< 0
e) q1 = q2> 0
9
34) Um partícula eletrizada com carga q = 1 µC e massa 1 g é abandonada em repouso, no vácuo (k 0 = 9.10
2
2
N.m /C ), num ponto A distante 1,0 m de outra carga Q = 25 µC, fixa.
a) Qual o trabalho realizado pela força elétrica para deslocar a partícula do ponto A para o ponto B?
b) Qual é, em m/s, a velocidade da partícula ao passar pelo ponto B?
35) Uma carga positiva puntiforme é liberada a partir do repouso em uma região do espaço onde o campo
elétrico é uniforme e constante.
Se a partícula se move na mesma direção e sentido do campo elétrico, a energia potencial eletrostática do
sistema:
a) aumenta e a energia cinética da partícula aumenta.
b) diminui e a energia cinética da partícula diminui.
c) e a energia cinética da partícula permanecem constantes.
d) aumenta e a energia cinética da partícula diminui.
e) diminui e a energia cinética da partícula aumenta.
36) A figura a seguir mostra duas cargas iguais q = 1,0 × 10
equilátero de lado igual a 1 cm.
-11
C, colocadas em dois vértices de um triângulo
9
Qual o valor, em volts, do potencial elétrico no terceiro vértice do triângulo (ponto P)? Dado k = 9 × 10
2
2
Nm /C .
37) Na determinação do valor de uma carga elétrica puntiforme, observamos que, em um determinado ponto
do campo elétrico por ela gerado, o potencial elétrico é de 18 kV e a intensidade do vetor campo elétrico é de
9
2
2
9,0 kN/C. Se o meio é o vácuo (k0 = 9 . 10 Nm /C ), o valor dessa carga é:
a) 4,0 µC
b) 3,0 µC
c) 2,0 µC
d) 1,0 µC
e) 0,5 µC
38) A figura representa a configuração de um campo elétrico gerado por duas partículas carregadas, A e B.
Assinale a linha da tabela que apresenta as indicações corretas para as convenções gráficas que ainda não
estão apresentadas nessa figura (círculos A e B) e para explicar as que já estão apresentadas (linhas cheias e
tracejadas).
a)
b)
c)
d)
Carga
da Carga
partícula A
partícula B
(+)
(+)
(+)
(-)
(-)
(-)
(-)
(+)
da Linhas cheias com setas
Linhas de força
Superfície equipotencial
Linhas de força
Superfície equipotencial
Linhas tracejadas
Superfície equipotencial
Linhas de força
Superfície equipotencial
Linhas de força
e)
(+)
(-)
Linhas de força
Superfície equipotencial
39) Na figura, as linhas tracejadas representam superfícies equipotenciais de um campo elétrico; as linhas
cheias I, II, III, IV e V representam cinco possíveis trajetórias de uma partícula de carga q, positiva, realizadas
entre dois pontos dessas superfícies, por um agente externo que realiza trabalho mínimo.
A trajetória em que esse trabalho é maior, em módulo, é:
a) I.
b) II.
c) III.
d) IV.
e) V.
-6
40) Um corpúsculo de 0,2 g eletrizado com carga de 80.10 C varia sua velocidade de 20 m/s para 80 m/s ao
ir do ponto A para o ponto B de um campo elétrico. A d.d.p. entre os pontos A e B desse campo elétrico é de:
a) 9000 V
b) 8500 V
c) 7500 V
d) 3000 V
e) 1500 V
Gabarito
1) a) 6 m/s b) 80 J c) 0,25 g 2) a) Água b) Porque há mudança de estado físico 3) 4 min 4) B 5)
5
-4
-1
6,3.10 cal 6) 8,44 g 7) 20 g 8) B 9) A 10) B 11) a) 0,009 g b) 2,0.10 °C 12) A 13) D 14) B 15)
QA = QB = -Q/8, QC = Q/4 16) 2Q 17) B 18) Uma delas está positiva e a outra está neutra 19) Positivo
5
20) C 21) 2,4 N 23) 2 24) A 25) E 26) 3.10 N/C 27) B 28) C 29) B 30) D 31) Negativo 32) 16 N
-1
33) D 34) a) 1,125 . 10 J b) 15 m/s 35) E 36) 18 V 37) A 38) E 39) E 40) C