Física D Superintensivo

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1 Física D Superintensivo Exercícios 01) C 0) E 09) C 10) D Uma das aplicações do Teorema 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 03) E Se em equilíbrio: F = 0 MRU (v constante e 0) r a = 0 repouso 04) 13 N 05) 0 N e 10 N 06) 433 N 07) B 08) 49 11) a) 30 m b) 1 m/s a) Se a pressão atmosférica vale p atm = N/m, conclui-se que a pressão do líquido vale no máximo p água = N/m Então a profundidade máxima é dada por: h = p 5 água g µ = 3 10 = 30 m b) Se ele pode sofrer uma variação de pressão no interior do líquido de 0, N/m por segundo, concluímos que ele leva 30 segundos para atingir a pressão limite Então: v = h t = = 1 m/s 1) C 13) A 14) 30 cm 01 Verdadeiro M = F d d = 0 M = 0 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 A força Q não produz momento em relação a O 08 Falso M P = F d M P = 30 1 = 30 N m M R = 70 N m 16 Verdadeiro M resultante = M T + M P + M R + M Q = M S = 0 + ( 30) ( 40) = 0 3 Verdadeiro Física D 1

2 p absoluta = p o + p óleo + p H O 1, = , , x 0, , = 10 4 x x = x = 0,3 m = 30 cm ) B 19) A O peso é dado por P = 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: P c > P v O empuxo é dado por E = 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 Assim, E c > E v 0) B Na situação em que o cubo está suspenso no ar, temos: p A = p B p petróleo = µ HO g h HO p petróleo = p petróleo = 400 Pa 16) E 17) A μ plasma = 1,04 g/cm 3 = 1, kg/m 3 p = μ g h = 1, p =, N/m = 0, N/m Assim: N/m 760 mmhg 0, N/m x x 156 mmhg Estando o corpo em repouso, a resultante das forças nele aplicadas é nula A indicação do dinamômetro é a intensidade da tração T Portanto: P = T P = 30 N Na situação em que o cubo está parcialmente imerso na água do lago, temos: 18) E A água exerce sobre a escultura uma força vertical para cima denominada empuxo, cuja intensidade é dada pelo peso do líquido deslocado: E = μ g representa o volume imerso da escultura F + E P Nessa nova situação do equilíbrio, a indicação do dinamômetro é 4 N Portanto: T + E = P E = 30 4 E = 6 N A intensidade do empuxo é igual à intensidade do peso do líquido deslocado (E = d L V LD g) Pelo texto, o volume do líquido deslocado é metade do volume do cubo Temos: = 1/ V corpo = 1/ (0,1) 3 = m 3 Física D

3 Procedendo às devidas substituições numéricas na expressão do empuxo: T' = π l g 1) D E = d L g 6 = d L d L = 1, 10 3 kg/m 3 d L = 1, g/cm 3 A densidade da esfera é a densidade média entre água e óleo, pois seu volume fica metade na água e metade no óleo ) 6,6 10 N 3) 1 4) E 5) C 6) A P = m g = 4 10 = 40 N E = µ g V = 1, = 65 N 01 Verdadeira 0 Falsa Não cairá, pois E > P 04 Verdadeira 08 Falsa Para o equilíbrio, E = P + F aplicada 16 Verdadeira I Falsa Deslocamento é a distância entre a crista (ou vale) até o ponto de equilíbrio da onda II Falsa Amplitude identifica a energia transportada pela onda III Falsa O movimento harmônico simples ocorre com o sentido sendo constantemente alterado, porém mantendo a mesma trajetória IV Falsa É variável em toda a trajetória V Verdadeira Período é o tempo para uma oscilação completa, ou seja, depende do comprimento de onda, e não da amplitude F = k x T = π T' = π l g 4l g 7) E T' = π l g T T' = T 8) a) 0,5 Hz; b) 4 m; c) 6 m/s c) 6 m/s 9) a) 4 s e 0,5 Hz b) A velocidade é nula nos extremos da oscilação, ou seja, nos instantes 1 s, 3 s e 5 s c) A aceleração é máxima nos pontos de inversão do movimento, ou seja, nos instantes s, 4 s e 6 s 30) C 31) A T M = T T l π = π gm l l = gm gt l l = 4 g g M T g = g T 4 g M =,5 m/s l g T a) Correta Considerando que v = ωr, sendo v a velocidade tangencial (escalar), ω a velocidade angular e r o raio do movimento circular (nesse caso, a altura do satélite em relação ao centro da Terra), para que o satélite realize o mesmo deslocamento angular que um ponto qualquer sobre a superfície terrestre em um mesmo tempo, é necessário que esse ponto possua a mesma velocidade angular do satélite b) Incorreta A velocidade tangencial do satélite é diferente da velocidade tangencial da superfície terrestre, pois ambas dependem do raio descrito até o centro do planeta c) Incorreta A aceleração centrípeta respeita a equação ac = v /r, ou seja, a aceleração centrípeta é proporcional ao quadrado da velocidade tangencial d) Incorreta Força gravitacional e velocidade angular são de grandezas físicas distintas e independentes e) Incorreta A força gravitacional terrestre F g não é nula no espaço, mas sua intensidade diminui inversamente e proporcionalmente ao quadrado da distância d Física D 3

4 3) B 33) A 34) A 35) B de corpo de massa m Dessa forma, é respeitada a lei de gravitação, F g = G M m, em que G é a constante de gravitação universal, M a massa da Terra e d m a massa do satélite Por essa razão, a ideia do senso comum de que o homem "flutua" no espaço devido à baixa densidade atmosférica é equivocada I Verdadeira II Falsa A constante G é universal e a aceleração da gravidade na Lua é uma particularidade sua, que é diferente do valor do G Veja: G = 6, Nm / kg g L = 1,6 m/s III Falsa Satélite geoestacionário possui a mesma velocidade angular que a Terra e, portanto, está em repouso em relação a esta Primeira lei de Kepler: a trajetória dos planetas em torno do Sol é elíptica, com este ocupando um dos focos da elipse 37) Verdadeira F gravitacional = GMm R 0 Falsa Possui aceleração centrípeta a = g = GM R 04 Verdadeira 08 Falsa As forças são iguais em módulo 16 Verdadeira 3 Verdadeira F R = m a 38) A 39) E 40) E Com a primeira lei de Kepler provamos que a velocidade dos planetas em torno do Sol não é constante devido às posições de afélio e periélio Porém, a segunda lei de Kepler (lei das áreas) nos mostra que o raio médio da órbita dos planetas varre áreas iguais em tempos iguais I Verdadeira II Falsa Somente sofrerá contração a dimensão (direção) na qual o movimento está ocorrendo III Verdadeira I Verdadeira O tempo se dilata, logo ela envelhecerá menos rapidamente II Verdadeira O espaço se contrai, logo ela terá um tamanho menor III Verdadeira A massa se dilata Observação: a Terra atrai o corpo e o corpo atrai a Terra, par de ação e reação P Reação 41) D M = M 0 V 1 c M = M0 M = 09c 1 (, ) c M 0 1 0, 81 M = M 0 019, Terra 4) 7 36) A A segunda lei de Kepler (lei das áreas) nos mostra que o raio médio da órbita dos planetas varre áreas iguais em tempos iguais 43) E 01 Verdadeira 0 Verdadeira Teoria da relatividade 04 Falsa As dimensões do objeto dependem do referencial adotado 08 Verdadeira Na velocidade próxima à velocidade da luz, o elétron sofre dilatação de massa 16 Verdadeira De acordo com a teoria de Max Plank, a energia é quantizada 4 Física D

5 44) E 45) C I Falsa Observando no gráfico, temos T 3 > T > T 1 II Verdadeira III Falsa É maior para a temperatura T 1 IV Falsa Observando no gráfico, temos T 3 > T > T 1 V Falsa Observando no gráfico, temos E (λ) 3 > E (λ) > E (λ) 1 Q = m V Fóton V = C Q = mc c c Q = mc c 46) A Q = E c Resolução I Incorreta São ondas eletromagnéticas, portanto, desprovidas de carga II Correta III Correta IV Incorreta Por possuir maior frequência que os raios X, possui também mais energia e, portanto, é mais penetrante 47) 3 01 Correta Temos como sendo a energia mínima necessária para se ter o efeito fotoelétrico o ponto em que a curva corta o eixo y, e a frequência mínima o ponto em que a curva corta o eixo x Assim: E = h f,145 = h h = 4, evs (valor aproximado) 0 Correta Utilizando o valor 4, evs da afirmativa 01 para constante de Planck, e sendo a frequência de corte pelo gráfico Hz, temos: E = h f E = 4, Hz E =,15 ev 04 Correta Veja que a partir da frequência Hz os elétrons já adquirem energia cinética 08 Incorreta E = h f E = 4, Hz E =,658 ev 16 Correta Temos como sendo o valor da frequência mínima para o efeito fotoelétrico o local em que a curva corta o eixo x; portanto, quanto mais para a direita, maior a função trabalho 3 Incorreta Aumentando a intensidade teremos um aumento no número de elétrons injetados, para aumentar a energia cinética de cada elétron temos que aumentar a frequência 48) C I Verdadeira II Verdadeira III Falsa Para serem emitidos elétrons, a baixa frequência incidente deve ter um valor mínimo para vencer a função trabalho do metal 49) Falsa f vermelho < f violeta 0 Verdadeira 04 Falsa Não depende da cor da superfície 08 Falsa Não depende da massa, mas sim da energia do fóton 16 Verdadeira E violeta > E vermelho 3 Falsa Não depende do tempo de exposição, o arranque dos elétrons é instantâneo 50) a) 0,1 ev; b) 0,90 ev 51) B 5) D 53) C 54) A Mexendo na frequência, teremos a mesma quantidade de elétrons emitidos, só que com maior ou menor velocidade Para duplicar o número de elétrons emitidos, devemos duplicar a intensidade, pois assim dobramos a quantidade de fótons que atinge a superfície de sódio 55) 15 f raios X > f ultravioleta 01 Verdadeira 0 Verdadeira 04 Verdadeira Física D 5

6 56) C 57) B 08 Verdadeira 16 Falsa O efeito fotoelétrico evidencia o comportamento corpuscular da luz O modelo atômico de Bohr era um aperfeiçoamento do modelo de Rutherford, inserindo ideias quânticas ao modelo planetário Nesse modelo os elétrons realizam órbitas circulares em torno do núcleo Sendo o núcleo positivo e o elétron negativo, a força centrípeta que rege o movimento é de origem elétrica (coulombiana) Portanto, a alternativa I está correta Entre as inserções quânticas a principal é a ideia de que o elétron não pode ocupar qualquer posição, apenas determinados níveis de energia bem definidos Quando o elétron passa para um estado mais excitado, ele absorve energia, e quando passa para um estado menos excitado, ele libera energia alternativa II correta Entretanto, essas órbitas não são um múltiplo inteiro de uma quantidade fundamental alternativa III incorreta As energias das órbitas permitidas são calculadas por E n = 13, 6 ev, sendo n um número inteiro n 58) D E = E E 1 = 3,4 ( 13,6) = 10, ev 59) D 60) B 61) D 6) E Para que ocorra a absorção de energia sem ionização (excitação), é necessário que a energia fornecida seja exatamente igual à diferença entre os níveis de energia Como o átomo está no seu estado fundamental, n = 1, nenhuma das energias fornecidas irá provocar ionização Do estado fundamental (n = 1) para o primeiro estado excitado (n = ) são necessários 13,6 ev 3,4 ev = 10, ev Do primeiro estado excitado (n = ) para o segundo estado excitado (n = 3) são necessários 3,4 ev 1,5 ev = 1,9 ev ΔE =,86 ev =,86 1, = 4, J E = h f 4, = 6, f f = 0, f = 6, Hz Em Física, o anti-hidrogênio é o átomo de antimatéria equivalente ao hidrogênio comum É composto por um antipróton e um pósitron, tendo assim as mesmas propriedades, porém cargas elétricas invertidas I Verdadeira II Verdadeira III Verdadeira 6 Física D