Física D Intensivo v. 1

Transcrição

1 Física D Intensivo v 1 xercícios 01) 01 0) 03) D 04) C 05) C 01 Verdadeira 0 Falsa ressão é uma grandeza escalar 04 Falsa Quantidade de movimento é grandeza vetorial 08 Falsa Impulso e velocidade instantânea são grandezas vetorias 16 Falsa Quantidade de movimento é grandeza vetorial 3 Falsa emperatura é uma grandeza escalar 0 m/s, horizontal e para adireita módulo direção sentido O peso de um corpo é uma força, logo é uma grandeza vetorial a IV Verdadeira = Q = S ) 11) D 1) 13) 30 14) D quilíbrio estático (repouso) ou dinâmico (MRU) 15) Se em equilíbrio: F = 0 MRU (v constante e 0) r a = 0 repouso 16) 13 N 17) 0 N e N 18) D v R b Decompondo o vetor (F ) temos: 06) C + + C = 0 07) D 08) D 09) I Verdadeira II Falsa III Falsa Q + R U = O Sendo que: F x = F cos 60 o e F y = F sen 60 o, então: força resultante no eixo x vale: F Rx = F x F 1 = 0 0,50 30 = 0 N força resultante no eixo y vale: F Ry = F y F 3 = 0 0,87 = +7,4 N plicando o teorema de itágoras, o vetor resultante é: F R = F x + F y = ( 0) + (7,4) Física D 1

2 Logo, F R = 454,76, então F R = 454, 76 = 1,3 N 19) 433 N 0) 4000 N 1) 00 N ) 0 3 N; 150 N 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) Quanto maior a abertura (ângulo) entre as cordas, maior a tensão em cada corda Observação: se as cordas tiverem o mesmo comprimento, nesse caso as tensões serão iguais em módulo Calculando o torque do menino, temos: M m = F d = 5 = N m brindo Calculando o torque do homem, temos: M H = F d = 80 0,1 = 8 N m Fechando Como o torque do menino é maior que o do homem, podemos afirmar que a porta estaria girando no sentido de ser fechada 30) a) 700 N b) m 31) 49 Q = 40N 01 Verdadeiro M = F d d = 0 M = 0 = 30N R = 70N Q = N S = 0N 0 Falso M S = F d M S = 0 = 40 N m M R = F y d M R = 70 sen 30 o = 70 N m 04 Falso força Q não produz momento em relação a O 08 Falso M = F d M = 30 1 = 30 N m M R = 70 N m 16 Verdadeiro M resultante = M + M + M R + M Q = M S = 0 + ( 30) ( 40) = 0 3 Verdadeiro 3) (1); (); C(); D(3); () 33) 0 N 34) 35) C 36) 37) D área pressão Uma das aplicações do eorema de Stevin são os vasos comunicantes Num líquido que está em recipientes interligados, cada um deles com formas e capacidades diversas, observaremos que a altura do líquido será igual em todos eles depois de estabelecido o equilíbrio Isso ocorre porque a pressão exercida pelo líquido depende apenas da altura da coluna 38) Falsa ois a Lua não possui atmosfera, portanto a pressão exercida sobre o refrigerante é nula 0 Verdadeira É possível realizar a medida aproximada da altitude face à variação da pressão atmosférica com a altitude Os altímetros utilizados na aviação, em geral, fornecem a altitude por meio da variação da pressão atmosférica 04 Verdadeira diferença de pressão entre o interior do corpo e o vácuo (pressão atmosférica nula) empurraria para fora as moléculas do corpo, produzindo a explosão 08 Falsa pressão exercida por uma coluna de líquido depende da densidade do líquido e da altura da coluna (p = p 0 + rgh) e, portanto, não depende do volume do líquido 16 Verdadeira 3 Verdadeira 64 Falsa situação é exatamente a inversa, pois a pressão atmosférica diminui à medida que aumenta a altitude ssim, a pressão atmosférica em São Joaquim é menor do que a pressão atmosférica em Itajaí Física D

3 39) D diferença de pressão vale: 0,40 atm Calculando a força equivalente a essa pressão na área da janela, temos: F = p = 0,4 5 0,5 0,5 = 0,05 5 = 5000 N Corresponde a uma massa na superfície da erra igual a 500 kg 40) a) 30 m b) 1 m/s a) Se a pressão atmosférica vale p atm = 1 5 N/m, conclui-se que a pressão do líquido vale no máximo p água = 3 5 N/m ntão a profundidade máxima é dada por: h = p 5 água g µ = 3 = 30 m 3 1 b) Se ele pode sofrer uma variação de pressão no interior do líquido de 0,4 5 N/m por segundo, concluímos que ele leva 30 segundos para atingir a pressão limite ntão: v = h t = = 1 m/s 41) D 4) C 43) Comentário or existir no interior do tubo apenas um líquido, e a pergunta é no estado de equilíbrio, teremos nos dois ramos a mesma altura e pressão Uma das aplicações do eorema de Stevin são os vasos comunicantes Num líquido que está em recipientes interligados, cada um deles com formas e capacidades diversas, observaremos que a altura do líquido será igual em todos eles depois de estabelecido o equilíbrio Isso ocorre porque a pressão exercida pelo líquido depende apenas da altura da coluna 44) 30 cm 1,038 5 = ,8 3 0,1 + 3 x 0, ,8 3 = 4 x x = 3 3 x = 0,3 m = 30 cm 4 45) petróleo água p = p p petróleo = µ HO g h HO p petróleo = 00 4 p petróleo = 400 a 46) 47) 48) C μ plasma = 1,04 g/cm 3 = 1,04 3 kg/m 3 p = μ g h = 1,04 3 p =,08 4 N/m = 0,08 5 N/m ssim 1 5 N/m 760 mmhg 0,08 5 N/m x x 156 mmhg De acordo com o eorema de ascal, temos: F1 F = Como o diâmetro de D 1 é o triplo de D e 1 = π r, então 1 = 9 Concluímos que F 1 = F = 9F = 9 0 = 900 N 1 p maior = p menor h óleo HO h 1 = cm = 0,1 m h = x F1 F = F = 1 5 0,01 F = 300 N p absoluta = p o + p óleo + p H O Física D 3

4 F F = = N 1 c > v O empuxo é dado por = d V g (vertical e para cima), em que d é a densidade da água e V o volume de água deslocado, que é maior quando o submarino está totalmente imerso ssim, c > v 1 54) Na situação em que o cubo está suspenso no ar, temos: 49) a) 4000 N b) 50 kg/m 3 50) 51) água exerce sobre a escultura uma força vertical para cima denominada empuxo, cuja intensidade é dada pelo peso do líquido deslocado: = μ g representa o volume imerso da escultura F + stando o corpo em repouso, a resultante das forças nele aplicadas é nula indicação do dinamômetro é a intensidade da tração ortanto: = = 30 N Na situação em que o cubo está parcialmente imerso na água do lago, temos: F Nessa nova situação do equilíbrio, a indicação do dinamômetro é 4 N ortanto: 5) 53) O empuxo do ar (força vertical e para cima) é fornecido por = μ g e, à medida que os balões sobem, a densidade do ar diminui, diminuindo o empuxo sobre os balões O peso é dado por = m g (vertical e para baixo) Observe nessa equação que, quanto maior a massa m, maior será o peso do submarino, o que ocorrerá com os tanques cheios de água: + = = 30 4 = 6 N intensidade do empuxo é igual à intensidade do peso do líquido deslocado ( = d L V LD g) elo texto, o volume do líquido deslocado é metade do volume do cubo emos: = 1/ V corpo = 1/ (0,1) 3 = 5 4 m 3 rocedendo às devidas substituições numéricas na expressão do empuxo: = d L g 6 = d L 5 4 d L = 1, 3 kg/m 3 d L = 1, g/cm 3 4 Física D

5 55) 3 0,93 + 0,07= 3 V V = 1 3 m 3 Densidade de corpo : d = m d = 7 = 70 kg/m 3 V 3 61) 1 = m g = 4 = 40 N = µ g V = 1,3 5 = 65 N 01 Verdadeira Flutuação: d navio < d água 0 Verdadeira = 04 Verdadeira 08 Falsa 16 Verdadeira 3 Falsa 56) 39 57) D 01 Verdadeira 0 Verdadeira Densidades diferentes 04 Verdadeira 08 Falsa O empuxo não depende da profundidade = µ líquido g V submerso 16 Falsa 3 Verdadeira densidade da esfera é a densidade média entre água e óleo, pois seu volume fica metade na água e metade no óleo 58) 6,6 N 59) 60) Representando as forças, temos: 01 Verdadeira 0 Falsa Não cairá, pois > 04 Verdadeira 08 Falsa ara o equilíbrio, = + F aplicada 6) a) 16 Verdadeira d = m V = m a d = 4 3 d = 0,5 3 g/cm3 ou 0,5 3 kg/m 3 d = 500 kg/m 3 b) = mg = μ V desl g m = μ a3 4 = μ 3 μ = 1 g/cm 3 ou 1 3 kg/m 3 c) Como o corpo está completamente imerso, o volume de líquido deslocado é igual ao volume do corpo + = m g + m g = dv g m + m = dv a = = 1 cm = 0,01m Usando o teorema de Stevin, temos: p p = d gh p p = 1 3 0,01 p p = 0 N/m Física D 5

6 63) a) Usando a ª lei de Newton e considerando apenas a turbina como forma de propulsão: F R = ma t 1,5 4 = 00 a a t = 15 m/s b) ara percorrer a pista em MRUV, a aceleração deverá ser, no mínimo: v = v 0 + aδs 80 = 0 + a 0 a = 3 m/s celeração da catapulta: a c = a a t a c = 3 15 a c = 17 m/s Força exercida pela catapulta: F c = ma c F c = F c = 1,7 4 N c) Como o porta-aviões está flutuando, temos = (o peso é igual ao empuxo) ap = ap = 0 64) C 65) C = 1 + = De = m g = 8 = 40 N De + = m g 40 + = 7 = 30 N 6 Física D