SOLUÇÃO PRATIQUE EM CASA - FÍSICA

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1 SOLUÇÃO PRATIQUE EM CASA - FÍSICA SOLUÇÃO PC1. A análise da situação pemite conclui que o caetel F gia no mesmo sentido que o caetel R, ou seja, hoáio. Como se tata de uma acoplamento tangencial, ambos têm mesma elocidade linea, igual à elocidade linea da fita. ff R F R πff F πfr R ff F fr R. fr F Essa expessão final mosta que a fequência de otação é inesamente popocional ao aio. Como o caetel F tem maio aio ele gia com meno fequência, ou seja dá menos oltas que o caetel R. SOLUÇÃO PC. As leis de Keple epesentam a cinemática do moimento planetáio, e se apoxima do modelo heliocêntico de que a Tea gia em tono do Sol, isso efuta as ideias defendidas pela igeja séculos atás de que o Sol e os demais planetas iiam gia em tono de nosso planeta. SOLUÇÃO PC3. De fato, as leis de Keple não justificam a afimação do astonauta poque elas esam sobe foma da óbita, peíodo da óbita e áea aida na óbita. Essa afimação explica-se pelo Pincípio Fundamental da Dinâmica, pois o que está em questão são a massa e o peso do telescópio. Como o astonauta e o telescópio estão em óbita, estão sujeitos apenas à foça peso, e, consequentemente, à mesma aceleação (centípeta), que é a da gaidade local, tendo peso APARENTE nulo. R = P ma = mg a = g. É pelo mesmo motio que os objetos flutuam dento de uma nae. Em Física, diz-se nesse caso que os copos estão em estado de impondeabilidade. Apenas paa complementa: consideando R = km o aio da Tea, à altua h = 540 km, o aio da óbita do telescópio é = R + h = = km. De acodo com a lei de Newton da gaitação, a intensidade do campo gaitacional num ponto da óbita é g = g 0 R, sendo g 0 = 10 m/s. Assim, Ou seja, o peso REAL do telescópio na óbita é 85% do seu peso na supefície teeste. SOLUÇÃO PC4. [B] A pati da figua abaixo, temos: g 10 8,5 m/s

2 dmín 1 4 d 5 má x 1 De onde em: (1) Como a foça esultante em moimentos cuilíneos é igual á foça centípeta e esta epesenta a foça gaitacional: Fc Fg m GMm GM () Fazendo a azão 1/ : 1 1 GM GM 1 Substituindo a equação (1) SOLUÇÃO PC5. [C] A maé cheia é ista quando a Lua enconta-se na egião mais póxima ou mais afastada das massas de água em que o fenômeno ocoe. A cada dia, o intealo ente uma maé cheia e uma maé baixa é de 6h. A lua possui maio influência do que o Sol no fenômeno das maés. Isso ocoe poque apesa de te uma foça gaitacional de meno intensidade do que o Sol, a aiação que tal foça possui ente a egião mais póxima e mais afastada é mais influente do que a contibuição feita pelo Sol. SOLUÇÃO PC6. [E] O efeito da dissipação da enegia faz com que o satélite peca altitude a cada otação, obtendo um tajeto em espial até atingi a supefície. SOLUÇÃO PC7. [A] Obsee o esquema abaixo.

3 As elocidades lineaes de A e B são iguais. Potanto: ω ΩR ω Ω R Paa que a elocidade angula da oda taseia se a maio possíel é que seja maio e R meno. SOLUÇÃO PC8. [A] Como o módulo da elocidade é constante, o moimento do coelhinho é cicula unifome, sendo nulo o módulo da componente tangencial da aceleação no teceio quadinho. SOLUÇÃO PC9. [B] No acoplamento coaxial as fequências são iguais. No acoplamento tangencial as fequências (f) são inesamente popocionais aos númeos (N) de dentes; Assim: fa fmoto 18 pm. fb NB fa N A fb fb 6 pm. fc fb 6 pm. fd ND fc N C fd fd pm. A fequência do ponteio é igual à da engenagem D, ou seja: f pm. SOLUÇÃO PC10. [C] O empuxo, neste caso, chamado de empuxo não- aquimediano iá atua de foma pependicula à supefície do líquido. Obsee na figua que o empuxo é contáio à gaidade apaente, g. Assim, o noo empuxo seá dado po E = d.v.g. 3

4 SOLUÇÃO PC11. [E] A pati do diagama de copo ígido da oldana A, consideando que sua massa é despezíel, uma ez que po hipótese as duas oldanas são ideais, tem-se que: F T (I) Po hipótese também o fio é ideal. Logo, pode-se afima que é inextensíel e de massa despezíel, do que se conclui que a foça de tação pemanece com o mesmo módulo ao longo do fio. A pati do diagama de copo ígido do bloco submeso, obtém-se a equação de equilíbio a segui: 4

5 E T W Fel 0, ou seja, T W Fel E (II) Na equação (II), E é o módulo do empuxo do líquido sobe o bloco, W é o módulo da foça peso do bloco, e F el é a foça elástica da mola sobe o bloco. Como o copo é totalmente submeso, E ρ0vg, sendo ρ 0 a densidade do fluido, V o olume deslocado do fluido, que é igual ao olume do bloco, e g é a aceleação da gaidade. Sabe-se também que W mg ρvg. x é a distensão da mola, do que se conclui que a mola está distendida, Fel kx, e a foça elástica é paa baixo (sobe o bloco), confome o diagama de copo ígido. Diante dessas consideações, e patindo-se das equações (I) e (II), tem-se: F T [W Fel E] [ ρvg kx ρ0vg] [( ρ ρ0 )Vg kx] SOLUÇÃO PC1. A podução da onda de choque no inteio da gaafa iá ocasiona uma eleação de pessão em seu inteio. Este aumento de pessão faá com que todos os demais pontos do fluido possam também esta sujeitos ao mesmo acéscimo. Tal fato tem como fundamento o pincípio de Pascal. Este pincípio é a base dos equipamentos hidáulicos. SOLUÇÃO PC13. [A] De acodo com o enunciado, com os tanques azios o submaino estaá na supefície da água e apesentaá aloes de p, paa a pessão hidostática em seu fundo, e E, paa a foça de empuxo. Com os tanques cheios o submaino estaá totalmente imeso na água e apesentaá aloes p c e E c, paa a pessão hidostática em seu fundo e a foça de empuxo, espectiamente. Cálculo da pessão hidostática no fundo do submaino A pati da lei de Stein, temos: p p0 d.g.h onde: p: pessão hidostática; p 0 : pessão na supefície da água; d: densidade do líquido (água); g: aceleação da gaidade; h: pofundidade do fundo do submaino, em elação à supefície da água. A única difeença ente p c e p está na pofundidade h: 5

6 h' h p p c Cálculo da foça de empuxo que atua no submaino De acodo com o pincípio de Aquimedes: E d..g onde: E: foça de empuxo que atua no submaino; d: densidade do líquido (água); : olume da pate imesa do submaino; g: aceleação da gaidade. A única difeença ente E c e E está no olume da pate imesa do submaino : V' V E E SOLUÇÃO PC14. [B] c Dados: m = 3 kg = g; P= 30 N; VI V ; a = 10 cm; T = 4 N; g 10 m/s Calculando o olume do cubo: V a 10 cm V m V 10 m. A figua mosta as foças que agem no cubo, quando megulhado na água do lago. Do equilíbio, temos: T E P E P T 30 4 E 6 N. Da expessão do empuxo: 6

7 água imeso água água E V g kg/m , g / cm. água SOLUÇÃO PC15. Dados: d = 10 3 kg/m 3 ; h A = 0,4 m; h B = 1, m; g = 10 m/s. Nas extemidades do sifão, na supefície lie da água, a pessão é igual à pessão atmosféica. Então, nos amos da esqueda e da dieita, temos: Esqueda : PA d g ha Pat 3 PA PB d ghb ha , 0,4 Dieita : PB d g hb Pat PA PB Pa. 7