1-em-fisica-lista-de-exercicios-cap-16-a-18

LISTA DE FÍSICA - 1º EM
PROF. BETO / PH / DIOGO / BILL
1) A figura abaixo representa um elevador hidráulico constituído de dois pistões A e B, tal que a
área de B é 16 vezes maior que a de A. Esse dispositivo será utilizado para elevar com
velocidade constante um veículo de peso igual a 10.000 N por meio da aplicação de uma força
F. Despreze as massas dos pistões, todos os atritos e considere que o líquido seja
incompressível. O valor de F deve ser de:
a) 16 N.
b) 256 N.
c) 625 N.
d) 10.000 N.
e) 160.000 N.
2) Certo medicamento, tratado como fluido ideal, precisa ser injetado em um paciente,
empregando-se, para tanto, uma seringa. Considere que a área do êmbolo seja 400 vezes
maior que a área da abertura da agulha e despreze qualquer forma de atrito. Um acréscimo de
pressão igual a P sobre o êmbolo corresponde a qual acréscimo na pressão do medicamento
na abertura da agulha?
a) P.
b) 200P.
c) P/200.
d) 400P.
e) P/400.
3) A figura abaixo mostra, de forma simplificada, o sistema de freios a disco de um automóvel. Ao
se pressionar o pedal do freio, este empurra o êmbolo de um primeiro pistão que, por sua vez,
através do óleo do circuito hidráulico, empurra um segundo pistão. O segundo pistão pressiona
uma pastilha de freio contra um disco metálico preso à roda, fazendo com que ela diminua sua
velocidade angular.
a)
b)
c)
d)
Considerando o diâmetro d2 do segundo pistão duas vezes maior que o diâmetro d1 do
primeiro, qual a razão entre a força aplicada ao pedal de freio pelo pé do motorista e a força
aplicada à pastilha de freio?
1/4.
1/2.
2.
4.
4) Para oferecer acessibilidade aos portadores de dificuldade de locomoção, é utilizado, em ônibus
e automóveis, o elevador hidráulico. Nesse dispositivo é usada uma bomba elétrica, para forçar
um fluido a passar de uma tubulação estreita para outra mais larga, e dessa forma acionar um
pistão que movimenta a plataforma. Considere um elevador hidráulico cuja área da cabeça do
pistão seja cinco vezes maior do que a área da tubulação que sai da bomba. Desprezando o
2
atrito e considerando uma aceleração gravitacional de 10 m/s , deseja-se elevar uma pessoa de
65 kg em uma cadeira de rodas de 15 kg sobre a plataforma de 20 kg. Qual deve ser a força
exercida pelo motor da bomba sobre o fluido, para que o cadeirante seja elevado com
velocidade constante?
a) 20 N.
b) 100 N.
c) 200 N.
d) 1.000 N.
e) 5.000 N.
5) Duas esferas, A e B, maciças e de mesmo volume, são totalmente imersas num líquido e
mantidas em repouso pelos fios mostrados na figura. Quando os fios são cortados, a esfera A
desce até o fundo do recipiente e a esfera B sobe até a superfície, onde passa a flutuar,
parcialmente imersa no líquido. Sendo PA e PB os módulos das forças Peso de A e B, e EA e EB
os módulos das forças Empuxo que o líquido exerce sobre as esferas quando elas estão
totalmente imersas, é correto afirmar que:
a) PA < PB e EA = EB.
b) PA < PB e EA < EB.
c) PA > PB e EA > EB.
d) PA > PB e EA < EB.
e) PA > PB e EA = EB.
6) As figuras 1 e 2 representam uma pessoa segurando uma pedra de 12 kg e densidade 2000
3
kg/m ambas em repouso em relação à água de um lago calmo, em duas situações diferentes.
Na figura 1, a pedra está totalmente imersa na água e, na figura 2, apenas um quarto dela está
imerso. Para manter a pedra em repouso na situação da figura 1, a pessoa exerce sobre ela
uma força vertical para cima, constante e de módulo F 1. Para mantê-la em repouso na situação
da figura 2, exerce sobre ela uma força vertical para cima, constante e de módulo F 2.
3
a)
b)
c)
d)
e)
2
Considerando a densidade da água igual a 1000 kg/m e g = 10 m/s é correto afirmar que a
diferença F2 - F1 em newtons, é igual a:
60.
75.
45.
30.
15.
3
7) Um objeto homogêneo colocado em um recipiente com água (densidade igual a 1 g/cm ) tem
32% de seu volume submerso; já em um recipiente com óleo, tem 40% de seu volume
3
submerso. A densidade desse óleo, em g/cm é:
a) 0,32.
b) 0,40.
c) 0,64.
d) 0,80.
e) 1,25.
8) Um barco pesqueiro, cuja massa é 710 kg, navegando rio abaixo, chega ao mar, no local em
que a densidade da água do mar é 5% maior do que a densidade da água do rio. O que ocorre
com a parte submersa do barco quando este passa do rio para o mar?
a) Aumenta, pois o barco desloca um maior volume de água.
b) Diminui, pois o empuxo diminui.
c) Diminui, pois o barco desloca um menor volume de água.
d) Aumenta, pois o empuxo aumenta.
e) Não se altera, pois o empuxo é o mesmo.
3
9) Uma esfera homogênea de peso igual a 40 N, com volume de 0,02 m está em repouso,
completamente imersa em água. Uma mola, disposta verticalmente, tem uma de suas
extremidades presa ao fundo do recipiente e a outra à parte inferior da esfera, conforme figura
abaixo. Por ação da esfera, a mola foi deformada em 25 cm em relação ao seu comprimento
quando não submetida a nenhuma força deformadora. Considere a densidade da água como
3
2
1000 kg/m a aceleração gravitacional como 10 m/s . Determine:
a) Qual o módulo do empuxo que atua sobre a esfera?
b) Qual a constante elástica da mola em N/m?
10) A mina naval, ou mina submarina, é um artefato explosivo, em geral, estacionário, que é
ativado ao toque de uma pessoa, veículo ou embarcação. Geralmente, em forma esférica ou
ovalada, as minas contêm ar suficiente em seu interior para flutuar. Um cabo ancorado no leito
do mar mantém a mina submersa até a profundidade desejada. Considere uma mina
3
submarina esférica de volume 4 m e massa 300 kg. A mina fica ancorada verticalmente por
meio de um cabo de massa desprezível. Determine a intensidade da força de tração aplicada
2
3
pelo cabo à mina. Considere g = 10 m/s e a densidade absoluta da água como 1000 kg/m .
a) 32 kN.
b) 35 kN.
c) 37 kN.
d) 40 kN.
e) 43 kN.
11) Um professor de Física encontrou dois termômetros em um antigo laboratório de ensino. Os
termômetros tinham somente indicações para o ponto de fusão do gelo e de ebulição da água.
Além disso, na parte superior de um termômetro, estava escrito o símbolo °C e, no outro
termômetro, o símbolo °F. Com a ajuda de uma régua, o professor verificou que a separação
entre o ponto de fusão do gelo e de ebulição da água dos dois termômetros era de 20 cm
conforme a figura abaixo. Com base nessas informações e na figura apresentada, podemos
afirmar que, a 5 cm, do ponto de fusão do gelo, os termômetros registram temperaturas iguais
a:
a) 25 °C e 77 °F.
b) 20 °C e 40 °F.
c) 20 °C e 45 °F.
d) 25 °C e 45 °F.
e) 25 °C e 53 °F.
12) O conjunto de valores numéricos que uma dada temperatura pode assumir em um termômetro
constitui uma escala termométrica. Atualmente, a escala Celsius é a mais utilizada; nela,
adotou-se os valores 0 para o ponto de fusão do gelo e 100 para o ponto de ebulição da água.
Existem alguns países que usam a escala Fahrenheit, a qual adota 32 e 212 para os
respectivos pontos de gelo e de vapor. Certo dia, um jornal americano informou que, na cidade
de Fortaleza, o serviço de meteorologia anunciou, entre a temperatura máxima e a mínima,
uma variação de 36 °F. Qual o valor desta variação de temperatura expressa na escala
Celsius?
13) O gráfico representa a relação entre a temperatura medida em uma escala de temperatura
hipotética W e a temperatura medida na escala Celsius, sob pressão normal. A temperatura de
fusão do gelo e a de ebulição da água são, em graus W, respectivamente iguais a
a)
b)
c)
d)
e)
- 40 e 40.
- 40 e 110.
20 e 110.
- 40 e 100.
20 e 100.
14) Um isolamento térmico eficiente é um constante desafio a ser superado para que o homem
possa viver em condições extremas de temperatura. Para isso, o entendimento completo dos
mecanismos de troca de calor é imprescindível. Em cada uma das situações descritas a seguir,
você deve reconhecer o processo de troca de calor envolvido.
I. As prateleiras de uma geladeira doméstica são grades vazadas, para facilitar fluxo de energia
térmica até o congelador por __________
II. O único processo de troca de calor que pode ocorrer no vácuo é por __________.
III. Em uma garrafa térmica, é mantido vácuo entre as paredes duplas de vidro para evitar que o
calor saia ou entre por __________.
Na ordem, os processos de troca de calor utilizados para preencher as lacunas corretamente são:
a) condução, convecção e radiação.
b) condução, radiação e convecção.
c) convecção, condução e radiação.
d) convecção, radiação e condução.
15) Os índios usavam panelas de barro. Modernamente usamos panelas de metais, como alumínio
e aço inoxidável, com cabos de madeira ou baquelite. Os metais são ________________ de
energia na forma de calor, pois possuem ___________ condutividade térmica. O material do
cabo possui ___________ condutividade térmica. Assinale a alternativa que preenche
corretamente as lacunas.
a) bons condutores - baixa – baixa
b) maus condutores - baixa – alta
c) bons condutores - alta – alta
d) maus condutores - baixa – baixa
e) bons condutores - alta - baixa
16) Dois cilindros feitos de materiais A e B têm os mesmos comprimentos; os respectivos raios
estão relacionados por RA = 2.RB. Quando se mantém a mesma diferença de temperatura
entre suas extremidades, eles conduzem calor à mesma taxa. As condutividades térmicas dos
materiais estão relacionadas por:
a) kA = kB/4.
b) kA = kB/2.
c) kA = kB.
d) kA = 2.kB.
e) kA = 4.kB.
17) A região da cidade de Nova Iorque, nos Estados Unidos da América do Norte, é destacada
°
entre os meteorologistas por ficar com temperaturas muito baixas no inverno (até - 40 C) e
°
°
elevadas no verão (entre 35 C e 40 C). Nessas condições, dois fios metálicos possuem, em um
dia de rigoroso inverno, os mesmos comprimentos L o1 = Lo2 = 10,0 m. Os coeficientes de
-5 ° -1
dilatação linear médios dos materiais desses fios são, respectivamente, 1 = 1,0.10 C e 2 =
-5 ° -1
2,6.10 C . A variação de temperatura que esses fios devem sofrer juntos, para que a
-3
diferença entre seus comprimentos seja 8,0.10 m, é:
°
a) 150 C.
°
b) 100 C.
°
c) 50 C.
°
d) 25 C.
e) 12,5 °C.
18) Uma rampa para saltos de asa-delta é construída de acordo com o esquema que se segue. A
pilastra de sustentação II tem, a 0 °C, comprimento três vezes maior do que a I. Os
coeficientes de dilatação de I e II são, respectivamente, 1 e 2. Para que a rampa mantenha a
mesma inclinação a qualquer temperatura, é necessário que a relação entre 1 e 2 seja:
a) 1 = 2.
b) 1 = 22.
c) 1 = 32.
d) 31 = 2.
e) 21 = 2.
2
19) Uma placa de aço sofre uma dilatação de 2,4 cm , quando aquecida de 100 °C. Sabendo que
-6
-1
o coeficiente de dilatação linear médio do aço, no intervalo considerado, é 1,2.10 °C ,
podemos afirmar que a área da placa, antes desse aquecimento, era:
2
a) 200,0 m .
2
b) 100 m .
2
c) 2 m .
2
d) 1 m .
2
e) 0,01 m .
20) Duas lâminas metálicas são coladas como indica a figura. O material da lâmina L1 tem
coeficiente de dilatação maior do que o da lâmina L2. À temperatura ambiente as lâminas estão
verticais. A temperatura é, então, elevada e em seguida diminuída até abaixo da temperatura
ambiente. Durante o processo descrito, podemos afirmar que ambas as lâminas se encurvam,
inicialmente, para:
a)
b)
c)
d)
e)
a direita e ali permanecem.
a esquerda e ali permanecem.
a esquerda e depois para a direita.
a esquerda e depois retornam à vertical.
a direita e depois para a esquerda.
21) Um cientista está à procura de um material que tenha um coeficiente de dilatação alto. O
objetivo dele é produzir vigas desse material para utilizá-las como suportes para os telhados
das casas. Assim, nos dias muito quentes, as vigas dilatar-se-iam bastante, elevando o telhado
e permitindo uma certa circulação de ar pela casa, refrescando o ambiente. Nos dias frios, as
vigas encolheriam e o telhado abaixaria, não permitindo a circulação de ar. Após algumas
experiências, ele obteve um composto com o qual fez uma barra. Em seguida, o cientista
mediu o comprimento L da barra em função da temperatura T e obteve o gráfico abaixo.
Analisando o gráfico, é correto afirmar que o coeficiente de dilatação linear do material
produzido pelo cientista vale:
-5
-1
a) 2.10 °C .
-3
-1
b) 3.10 °C .
-4
-1
c) 4.10 °C .
-5
-1
d) 5.10 °C .
-4
-1
e) 6.10 °C .
22) O coeficiente de dilatação térmica do alumínio (Al) é, aproximadamente, duas vezes o
coeficiente de dilatação térmica do ferro (Fe). A figura mostra duas peças onde um anel feito
de um desses metais envolve um disco feito do outro. Á temperatura ambiente, os discos estão
presos aos anéis. Se as duas peças forem aquecidas uniformemente, é correto afirmar que
a)
b)
c)
d)
e)
apenas o disco de Al se soltará do anel de Fe.
apenas o disco de Fe se soltará do anel de Al.
os dois discos se soltarão dos respectivos anéis.
os discos não se soltarão dos anéis.
os metais entrarão em fusão antes de se soltarem.
GABARITO
1) c 2) a 3) a 4) c 5) e 6) c 7) d 8) c 9) a) 200 N b) 640 N/m 10) c 11) a 12) 20° C
13) b 14) d 15) e 16) a 17) c 18) c 19) d 20) e 21) e 22) b