Física A figura mostra um gráfico da velocidade em função do tempo para um veículo

Transcrição

1 Física 1 Valores e algumas granezas físicas Aceleração a graviae: 10 m/s 2 Densiae a água: 1,0 g/cm 3 k = 1/4πε 0 = 9, N.m 2 /c 2 1 atm = 1,0 x 10 5 N/m 2 sen = 0,5 01. A figura mostra um gráfico a velociae em função o tempo para um veículo que realiza um movimento composto e movimentos retilíneos uniformes. Sabeno-se que em t = 0 a posição o veículo é x 0 = + 50 km, calcule a posição o veículo no instante t = 4,0 h, em km. v (km/h) Resposta: 25 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 t (h) Do gráfico temos que: x = 50 + (15 1) + (0 1) (20 2) = + 25 km 02. Uma pera é lançaa para cima, a partir o topo e um eifício e 60 m com velociae inicial e 20 m/s. Desprezano a resistência o ar, calcule a velociae a pera ao atingir o solo, em m/s. Resposta: 40 h v 0 v 0 H v

2 Quano a pera atingir a altura e H a sua velociae será 20 m/s. Assim, a velociae ao tocar o solo será : 2 2 v = v 0 + 2gH v 2 = = 1600 v = 40 m/ s = 60 m, e volta, 03. Um submarino em combate lança um torpeo na ireção e um navio ancorao. No instante o lançamento o submarino se movia com velociae v = 14 m/s. O torpeo é lançao com velociae v ts, em relação ao submarino. O intervalo e tempo o lançamento até a colisão o torpeo com o navio foi e 2,0 min. Supono que o torpeo se moveu com velociae constante, calcule v ts em m/s. v torpeo 4,2 km submarino Resposta: 21 r r r Vetorialmente tem-se: v tn = v ts + vsn, one tn torpeo-navio; ts torpeo-submarino; sn submarino-navio. v tn = 4200 m/120 s = 35 m/s e como os vetores são colineares então, v ts = = 21 m/s. 04. Um casal e patinaores pesano 80 kg e 60 kg, paraos um e frente para o outro, empurram-se bruscamente e moo a se movimentarem em sentios opostos sobre uma superfície horizontal sem atrito. Num eterminao instante, o patinaor mais pesao encontra-se a 12 m o ponto one os ois se empurraram. Calcule a istância, em metros, que separa os ois patinaores neste instante. Resposta: 28 t = 0 v m vm t = t m 12 m x

3 Conservação e momento :v = mvm x = vm t m x = = = 16 m 12 = v t = vm t m 60 A separação entre os patinaores = = 28 m 05. Um bloco e 1,2 kg é empurrao sobre uma superfície horizontal, através a aplicação e uma força F, e móulo 10 N conforme inicao na figura. Calcule o móulo a força normal exercia pela superfície sobre o bloco, em newtons. F Resposta: 17 F N 30 º P O bloco está em equilíbrio na ireção vertical: N Fsen() P = 0 ou N = mg + Fsen() = 17 N. 06. Um bloco e pera, e 4,0 tonelaas, esce um plano inclinao a partir o repouso, eslizano sobre rolos e maeira. Sabeno-se que o bloco percorre 12 m em 4,0 s, calcule o trabalho total, em kj, realizao sobre o bloco pela força resultante no intervalo e tempo consierao. Resposta: 72 Da cinemática tem-se: x = ½(at 2 ) = 0,5(a4 2 ) = 12 a = 1,5 m/s. Logo, v = at = 1,5 4 = 6 m/s. τ = E c = ½(mv 2 ) = 0,5( ) = J = 72 kj. 07. Uma caixa água e 66 kg precisa ser içaa até o telhao e um pequeno eifício e altura igual a 18 m. A caixa é içaa com velociae constante, em 2,0 min. Calcule a potência mecânica mínima necessária para realizar essa tarefa, em watts. Despreze o efeito o atrito. Resposta: 99

4 Subino com velociae constante F = P = mg = 660 N. A velociae e subia é: v = 18/120 = 0,15 m/s. P = F v = 660 0,15 = 99 W. 08. Deseja-se saber a massa e uma régua e 1,0 m e comprimento e ispõe-se e um pequeno corpo e 9,0 g. Realiza-se o experimento mostrao abaixo. Apóia-se a régua, na iminência e cair, sobre a bora e uma mesa horizontal, com o corpo na extremiae a régua (ver figura). O ponto P coincie com a marcação 45 cm e alinha-se com a bora a mesa. O ponto Q inica o ponto méio a régua e o pequeno corpo coincie com a marcação 0,0 cm. Calcule a massa a régua, em g. régua Q P corpo Resposta: 81 Em relação à bora a mesa, one L é o comprimento a régua, temos: x N m P F L F x = Px 2 L mg x = gx 2 L x = m = 9 = 81 g x É impossível para uma pessoa respirar se a iferença e pressão entre o meio externo e o ar entro os pulmões for maior o que 0,05 atm. Calcule a profuniae máxima, h, entro água, em cm, na qual um mergulhaor poe respirar por meio e um tubo, cuja extremiae superior é mantia fora a água. Ar Água h Resposta: 50

5 pex = p0 + ρgh p = pex pi = ρgh pi = p0 0, p = 0,05 10 = ρgh h = ρg 5 0,05 10 h = = 0,5 m = 50 cm 10. As curvas A e B representam uas fotografias sucessivas e uma ona transversal que se propaga numa cora. O intervalo entre as fotografias é e 0,008 s e é menor o que o períoo a ona. Calcule a velociae e propagação a ona na cora, em m/s. y (mm) 1,0 0,5 0,0 A B -0,5-1,0 0,0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8 x (m) Resposta: 25 Levano-se em conta a separação entre ois pontos consecutivos com x 0,20 mesmo eslocamento transversal, obtemos: v = = = 25 m/s t 0, Um estuante utiliza uma lente biconvexa para projetar a imagem e uma vela, ampliaa 5 vezes, numa paree. Se a vela foi colocaa a 30 cm a lente, etermine a istância focal a lente, em cm. Resposta: 25 i = 5 o i o f = = o = 25 + = i + o 6 i o f cm 12. Três cargas puntiformes, q, no vácuo, e móulo igual a 2,7 x C, estão situaas conforme inica a figura abaixo. Determine o potencial resultante, em volts, no ponto O a figura para = 9,0 cm.

6 - q + q O + q Resposta: 27 V 1 = 4πε0 q 2, = = 27 volts 13. Numa montagem com 5 resistores iguais e ligaos em paralelo, a iferença e potencial e a corrente elétrica em um os resistores valem 12 V e 0,05 A, respectivamente. Calcule, a resistência elétrica equivalente a montagem, em ohms. Resposta: 48 A resistência e um resistor é R = 12/0,05 = 240 Ω. R eq = 240/5 = 48 Ω. 14. O capacitor e 15 µf o circuito está inicialmente escarregao. Depois que a chave Ch for fechaa, etermine a carga total que passará pela chave, em µc. Ch + - C = 15 µf ε = 1,2 V Resposta: 18 A carga eixará e fluir quano a iferença e potencial no capacitor q for igual à iferença e potencial na bateria. Então: = 1, 2 C obtemos q =15 x 10-6 x1,2 = 18 x 10-6 C = 18 µc 15. O fluxo magnético através o anel a figura é 37 x 10-3 Wb. Quano a corrente que prouz este fluxo é interrompia, o fluxo cai a zero no intervalo e tempo e 1,0 ms. Determine a intensiae a força eletromotriz méia inuzia no anel, em volts.

7 B Resposta: 37 A intensiae a força eletromotriz méia inuzia é igual à variação o fluxo magnético por uniae e tempo, portanto 3 φ 37x10 ε = = = 37 volts t 1x O iagrama abaixo representa os 4 níveis e menor energia o átomo e hirogênio calculaos usano o moelo e Bohr. Calcule a energia mínima, em ev, que poe ser absorvia pelo átomo quano ele estiver no estao funamental. n = 4 n = 3 n = 2-0,85 ev -1,51 ev -3,4 ev n = 1-13,6 ev Resposta: 10 A mínima energia correspone à transição o estao funamental para o primeiro estao excitao (energia mínima) = -3,4 (-13,6) = 10,2 ev