Gabarito Comentado. Gabarito dos Exercícios Complementares Revisão Ciências da Natureza Física Ensino Médio Material do aluno
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- Samuel Laranjeira Alcântara
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1 Gabarito dos Exercícios Complementares Revisão Ciências da Natureza 01. Alternativa B Utilizando a expressão: v m = X t Onde: X = m v m = 17 m/s t =? Teremos: 17 = t t = t = 185 s Gabarito Comentado 0. Alternativa D Utilizando a expressão: v m = X t Onde: v m = 4 km/h X = 89 km t =? Teremos: 4 = 89 t t = 89 4 t =,1 h
2 03. Alternativa B As duas forças atuantes na caixa estão em sentidos contrários. Para obtenção da força resultante subtrairemos seus valores: F r = 15 N 3 N = 1 N. E utilizando a segunda lei de Newton determinamos o valor da aceleração: F r = m.a Onde: F r = 1 N; m = kg e a =? F r = m.a 1 =.a a = 1 = 6 m/s 04. Observemos as situações abaixo: 1ª situação F at = 16 N 15 N Como a força de atrito é maior que a força resultante o corpo não se movimentará. ª situação F at = 15 N 15 N Observe que nessa situação a força resultante é nula. De acordo com a lei da inércia (1ª lei de Newton), o corpo pode estar em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Sendo assim o corpo pode estar em movimento. 05. a. A força resultante vale zero. b. Sim, o bloco está em equilíbrio c. Se estiver em movimento, este será um movimento retilíneo uniforme. 06. Considerando que o navio se movimenta em M.R.U. quando a bola for solta ela estará sob a ação de dois movimentos: para baixo devido à força da gravidade e para a frente devido à inércia, acompanhando o movimento do navio. A composição desses dois movimentos faz com que a bola caia no pé do mastro. Um observador situado dentro do navio visualizará a bola descendo em linha reta.
3 07. a. Utilizando a expressão: P = m.g onde P = 130 N e g = 6 m/s teremos: P = m.g 130 = m.6 m = 5 kg b. A massa não muda, sendo assim continua com 5 kg. Exercícios Complementares Ciências da Natureza I c. A massa, independentemente do local onde esteja, não muda. O seu peso entretanto é dado pela expressao P = m.g e valerá: P = m.g Onde m = 5kg e g = 0 P = 5.0 P = Pela 3ª lei de Newton (lei da ação e reação) as forças devem ter a mesma intensidade atuando em sentido contrário. No desenho podemos observar que as forças estão em sentido contrário, entretanto as setas foram desenhadas em tamanhos diferentes. As setas teriam que ser desenhadas do mesmo tamanho, o que seria um indicativo da mesma intensidade. Terra Terra Lua 09. Seguindo o mesmo raciocínio do exercício 6, o parafuso deverá cair no buraco. 10. a. 1 km = m 3,968 km = m b. 1min15s = 1 min + 15 s 1 min = 60 s Então teremos: 1min15s = 60 s + 15 s = 75 s
4 c. 1h x x = 75 x = X = 0,008 h s 75 s 11. Calor é energia térmica que é transferida de um corpo para o outro. Temperatura é um número que mede o grau de agitação das moléculas de um corpo. Maior a agitação maior a temperatura e vice-versa. 1. Alternativa C Observe aí que temos três situações envolvidas: Num primeiro momento temos a pedra de gelo (estado sólido) a 0 o C recebendo calor e se transformando em água (estado líquido) ainda a 0 o C. Nesse primeiro momento utilizamos a expressão Q = m.l, onde m = 1 g e L = 80 cal/g Q 1 = m.l Q 1 = 1.80 Q 1 = 80 cal Agora que todo o gelo virou água, precisamos calcular a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura da água de 0 o C até 100 o C. Nesse segundo momento utilizamos a expressão Q = m.c. onde m = 1 g c = 1 cal/g o C = final inicial = = 100 o C Q = m.c. Q = Q = 100 cal e finalmente num terceiro momento quando a água atingiu 100 o C (estado líquido) calculamos a quantidade de calor necessária para que se transforme vapor também a 100 o C. Nesse terceiro momento utilizamos a expressão Q = m.l onde m = 1 g e L = 540 cal/g. Q 3 = m.l Q 3 = Q 3 = 540 cal E somando os valores encontrados nos três momentos teremos a quantidade de calor total necessária para que a pedra de gelo a 0 o C se transforme em vapor de água a 100 o C: Q total = Q 1 + Q + Q 3
5 Q total = Q total = 70 cal 13. Alternativa B Para que o calor se propague por condução, é necessário que exista o contato entre os corpos. A única situação relacionada a esse fato é a II. 14. Transformando o C em o F teremos: c = f = f = f 3 16 = f = f f = 48 o F Transformando o C em Kelvin (K) teremos: c = T k = T k = T k T k = 393 K 15. Alternativa C 0 cm 50 cm 40 cm Para calcularmos a pressão que a caixa exerce no chão utilizaremos a expressão p = F/A (forca dividida pela área de contato com o chão): F = forca que a caixa exerce sobre a mede e que corresponde à forca da gravidade (P). E como P = m.g teremos: P = m.g P = 5.10 P = 50 N então F = 50 N
6 A = área da caixa que está em contato com o chão. Observe no desenho que foram fornecidas as três medidas da caixa: comprimento, largura e altura. Da maneira como a caixa foi desenhada, somente o comprimento e a largura entrarão no cálculo da área: Área = lado.lado Área = 0 cm.50 cm Área = cm Então para a pressão (p) teremos: p = F A p = p = 0,05 N/cm 16. Tem-se que quanto maior a profundidade maior a pressão e vice-versa. Teremos a configuração mostrada abaixo: Menor pressão Maior pressão
7 17. Calculando o volume (lado.lado.lado) do cubo encontramos o valor: V = 1..3 = 6 cm 3 1 cm cm 3 cm Observe que o recipiente já possui líquido até uma altura de 1cm 3. Coloca-se no recipiente o cubo, que ocupa um volume de 6cm 3. O recipiente receberá 6cm 3 de volume ficando com a configuração mostrada ao lado. Ou seja a nova marca no recipiente será = 18 cm cm O enunciado informa que cada ponto se movimenta efetuando um vaivém em 0,5 s. Essa informação corresponde ao período (tempo gasto para 1 vaivém) da onda). Então teremos: T = 0,5 s e utilizando a expressão f = 1/T determinamos o valor da freqüência: f = 1 T f = 1 0,5 f = Hz O comprimento de onda ( ) é determinado a partir da ilustração. O comprimento de onda pode ser interpretado como a distância entre dois pontos consecutivos (distância entre A e B ou entre B e C). Observe que o desenho fornece a distância entre A e C, o que corresponde a dois comprimentos de onda ( ). Então o comprimento de onda ( ) corresponde à metade da distância mostrada, portanto:
8 5 m A B C = 5 m =,5 m E para a velocidade v podemos determiná-la de duas maneiras. v =.f Onde: =,5 m f = H z Então v =.f v = /T Onde: =,5 m T = 0,5 s Então v = /T v =,5. v =,5/0,5 v = 5 m/s v = 5 m/s 19. Alternativa A Utilizando a expressão a = v/ t onde: v = = 100km/h = 7,8 m/s t = 10s Teremos: a = v t a = 7,8 10 a =,78 m/s a,8 m/s
9 0. Alternativa B 1. Alternativa C Utilizando a expressão F = q.e onde F = 10 N e q =.10-6 C teremos: F = q.e 10 =.10-6.E 10 = E.10-6 E = E = Escrevendo o denominador ao lado do numerador (lembre-se de inverter o sinal do expoente) teremos E = C. Alternativa B Alternativa a : Termodinâmica Alternativa b: Eletromagnetismo Alternativa c: Óptica Alternativa d: Mecânica Alternativa e: Óptica/Eletromagnetismo 3. Alternativa C Utilizando a expressão F r = m.a, onde m = 800 kg e a = 8 m/s, teremos: F r = m.a F r = F r = N 4. Alternativa D Para cálculo da energia potencial gravitacional: E p = m.g.h onde m = 3 kg, g = 10 m/s e h = 15 m, teremos: E p = m.g.h E p = E p = 450 J
10 Para cálculo da energia cinética E c = m.v Onde m = 3kg e v = 8m/s, teremos: E c = m.v E c = 3.(8) E c = 3.64 E c = 19 E c = 96 J Exercícios Complementares Ciências da Natureza I 5. Alternativa B Nessa situação não ocorre variação de temperatura. Ocorre somente mudança de fase. Nesse caso utilizamos a expressão Q = m.l onde m = 5 g e L = 80 cal/g, teremos: Q = m.l Q = 5.80 Q = 400 cal 6. Alternativa B Observe que nessa situação não ocorre mudança de fase e sim variação da temperatura. Utilizamos então a expressão Q = m.c. t onde m = 500 g, c = 0,0 cal/gºc e t= 40 0 = 0ºC, teremos: Q = m.c. t Q = 500.0,0.0 Q =.000 cal 7. Alternativa C Resolvendo inicialmente a parte do resistor que está em paralelo teremos: R e = R 1.R R 1 + R R e = R e = 36 1 R e = 3 Ficamos com a seguinte configuração: 3
11 Nessa nova situação os dois resistores estão em série e o resistor equivalente será dado pela soma destes: R e = R 1 + R R e = 3 + R e = 5 8. Alternativa B Utilizando a expressão V = R.i onde R = 5 e V = 8 V teremos: V = R.i 8 = 5.i 8 = i 5 1,6 = i i = 1,6 A 9. Alternativa C 30. Alternativa A Observe a ilustração abaixo onde colocamos todas as informações direta e indiretamente fornecidas: Y o = 0 v o = 0 g = 10 m/s Y = 86 m Para determinarmos o tempo de queda utilizamos a expressão: Y = Y o + v o.t + a.t Obteremos: 86 = t + 10.t 86 = 5.t t = 86 = 17, 5 t 4 s
12 E para a velocidade média v = X t Onde X = 86m e t = 4 s Teremos: v = 86 4 v = 1,5 m/s 31. Alternativa C Alternativa C 34. Alternativa C Utilizando a expressão a = v onde: t v = = 100 km/h = 7,8 m/s t = 4s Teremos: a = v = 7,8 t 6,9 a 4 m/s 35. Alternativa D Realizam MRU as partículas sujeitas a forças cuja resultante é nula. Isto ocorre com as partículas () e (3). 36. Alternativa B Utilizando a expressão a = v onde: t v = v final v inicial v = 0 90 = 70km/h = 19,4 m/s t = 5 s Teremos:
13 a = v = 19,4 t 5 a 3,9 m/s 37. Alternativa A A massa é uma grandeza que não muda seu valor, portanto m = 6 kg. O peso (P) que corresponde à força de atração na Lua será dado pela expressão P = m.g onde m = 6 kg e g = 1,6 m/s. Teremos: P = m.g P = 6x1,6 P = 9,6 N 38. Alternativa D Somando as forças que estão no mesmo sentindo teremos: 5 N 1 N Como as forças obtidas estão em sentidos contrários, subtraímos seus valores e encontramos a força resultante: F r = 1 5 F r = 7 N E para a aceleração (a) utilizamos a expressão F r = m.a, onde Fr = 7 N e m = 0,5 kg. F r = m.a 7 = 0,5.a a = 7 0,5 a = 14 m/s 39. Foram fornecidas as seguintes informações: m =,5 kg v = 10 m/s h = 10m teremos: Para a energia cinética E c : E c = m.v E c =,5.(10) E c =,5.100 E c =.50 E c = 15 J
14 Para a energia potencial gravitacional E p teremos: E p = m.g.h E p =, E p = 50J E a energia mecânica EM: E M = Ec + Ep E M = E M = 375 J Exercícios Complementares Ciências da Natureza I 40. Alternativa D Temos que T f = 105,8 o F. Calculando T c utilizamos a expressão: T c = T f T c = 105, T c = 73,8 5 9 T c = 8, 5 T c = 5.8, T c = 41 o C E para a temperatura em Kelvin teremos: T= Tc + 73 T = T = 314 K 41. Alternativa E Observe que nessa situação não ocorre mudança de fase mas somente a variação da temperatura. Utilizamos então a expressão Q = m.c. t onde m = 500 g, c = 0,03 cal/gºc e t = 60 0 = 40ºC, teremos: Q = 500.0,03.40 Q = 600 cal 4. Alternativa B Observe que nessa situação não ocorre variação de temperatura e sim mudança de fase. Utilizamos então a expressão Q = m.l onde m = 400 g e L fusão = 80 cal/g. Teremos: Q = m.l Q = Q = cal
15 43. Alternativa C Como o volume permanece constante trata-se de uma transformação isovolumétrica onde V 1 = V. A expressão P 1.V 1 = P.V T 1 T ficará escrita da seguinte forma: P 1 = P T 1 T Onde T 1 = 7ºC = 300 K T = 17ºC = 400 K P 1 = 0,5 atm P =? Ficamos então com: 0,5 = P P = 0, P = 00 P = P = 0,67 atm 44. A pessoa recebe diretamente a luz proveniente da lâmpada, o que gera a 1ª sombra. A pessoa recebe ainda a luz que é refletida pelo espelho, o que gera a ª sombra. 45. Alternativa B. O fenômeno de passagem da luz de um meio para o outro é denominado refração. 46. Alternativa B. As ondas eletromagnéticas possuem as características mostradas no enunciado do exercício.
16 47. Alternativa A Utilizando a expressão: v =.f onde v = 30cm/s e = 6 cm teremos: 30 = 6.f f = 30/6 f = 5 Hz e para o cálculo do período podemos utilizar; T = 1/f T = 1/5 T = 0, s 48. Alternativa C Todas as expressões são utilizadas nos fenômenos associados à Teoria da Relatividade. 49. Alternativa A Resolvendo as duas partes do circuito que estão em paralelo, teremos: Re = x + Re = 4/4 Re = 1 Re = x + Re = 4/4 Re = 1
17 Ficaremos então com a seguinte configuração para o circuito: 1 1 Como ficamos com um circuito em série para determinarmos o resistor equivalente basta somarmos todos os valores. Obtemos: R e = R e = Alternativa C Utilizando a expressão V = R.i onde V = 1 V e i = 3 A Teremos: V = R.i 1 = R.3 R = 1/3 R = Alternativa C. Temos a seguinte situação, inicialmente: Pessoa Espelho Imagem m m Caminhando 1m em direção ao espelho ficamos com a seguinte disposição: Pessoa Espelho Imagem 1 m 1 m Podemos afirmar que a nova distância entre a pessoa e sua imagem é m.
18 5. Alternativa A Utilizando a expressão v =.f onde v =, m/s e f = Hz teremos: v =.f, = , = =, = 0, = 0, = 0, m Exercícios Complementares Ciências da Natureza I Escrevendo o valor 0,65 em notação científica ficamos como 6, Teremos então = 0, = 6, = 6, m
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