Física. Resoluções. Atividades Série Ouro. Extensivo Terceirão Física 8A. 03. a (ponto B)

Transcrição

1 tiviae érie Ouro Reoluçõe íica 8. c força que atua na partícula ão o peo e a tenão no fio. tão: H = (ponto ) H 9, = 5, = 5 = 5 = 3. b 3. a H = (ponto ) H a iinência e girar, a reação o ponto é nula. L = L= 5 c. iano u ponto onto, por eeplo = 6 (ponto ) H H + en3 + en3 = = fat 3 = = 7 fat 5 a iinência a força e atrito ão: fat =µ () fat =µ ( ) eno R =, tereo: = fat ( ) + fat = ( ) 3 H = (ponto ) H fat L en L L 5 + co 5 = co 5 fat + = ( 5) De () e (3) µ = De () e () + µ = + µ = ( + µ ) = + µ = 6 ( ) De () e (5) µ µ + = ( + ) = ( µ + ) µ = + ( µ + ) µ = ( 7) Coparano (6) e (7) + µ = ( µ + ) µ + µ = µ + µ µ + µ = ± + µ = ± µ = ± Coo μ ó poe er poitivo, então µ= 5. b e = k e = = C = 6. b c kg 3 kg H = H (ponto ) + = + e + 3= + = 9 3 = 6 Coo = c c = 6 então c = 6 kg v= vo + at = 5a v= 5a Q= v = 75 5a= 75 a = 5 = 5 e = v 5 = 5a 5 = 5 v v= 5 / Q= v 75 = 5 = 5 Kg Etenivo erceirão íica 8

2 7. c vo = 7 k/ h = / t= = 8 t= 8. kg v = elo eorea o Ipulo IR = Q t= v v o f = 8. = 9 [O inal ( ) inica o entio opoto ao oviento] tão: = 9 8. Dao: = kg vo = 5 / v= / I = Q= v v R I R = 5= I R = v vo Շ = E c = o Շ = 5 = 5 = 75 J Շ = 75 J 9. e I = área o trapézio (nuericaente) b h I = ( + ) I= 36 I R = Q I= v v o 36 = 8v v 36 = = 5, / 8. e R = 6 R = a 6 = a a= 5 / v= v o + at v= 5 6= 9 / ( 6 I = + 3) 8 = 36. = núero e projétei iparao IR = Q t= ( v v o ) v o = 6 = (, 8) 6 = 8 3 = 6 6 = = 5 projétei 3. e I = Q= v v R I R = I R = Շ = E c 6 v v Շ = Ecf Eci = Շ = = = 96 J Շ = 96 J o 3. () Quanto aior o tepo e ua eaceleração enor a força I= t () força e ação e reação tê epre a ea ientiae. () Coo não ocorre o travaento a roa, o carro não eliza e ai a energia cinética é iipaa e enor tepo. () or inércia, u corpo e oviento tene a continuar energia RU, o cinto trava o otorita ou paageiro. () força para e anter na trajetória curva etá aociaa à força centrípeta que epene o raio a trajetória. v c =. IR = Q= v vo há v= I R = I R = kg / 5. or itágora QR = 5 kg / I= t 5 = = Inteniae: Direção: inclinaa entio: entre norte e lete IR = = 6 n Etenivo erceirão

3 tiviae érie Ouro Reoluçõe íica 8. a eja: volue inicial o recipiente volue final o recipiente apó aqueciento volue inicial o ercúrio volue final o ercúrio apó aqueciento Coo a parte vazia peranece a ea, conclui-e que: = = ( + γ v.. ) ( + γ.. ) = ( + γ v. ) ( + γ. ) ( + γ v. ) = ( + γ. ) ( + γ v. ) = ( + γ. ). γ v. =. γ. γ = γ. γ =, C naliano a ituação inicial: µ=, 5 = É poível calcular a eniae o corpo a C poi, coo ocorre flutuação, o epuo é igual ao peo. i: E = µ L.. g =. g,5.,8 = µ c. µ c = g/c 3 naliano a ituação final: o aquecer até 5 C, coo o aterial a efera é praticaente inilatável, conclui-e que apena o líquio irá e ilatar e, portanto, iinuirá ua eniae. Coo a efera paa a flutuar totalente ubera, conclui-e que a nova eniae o líquio paa a er igual à a efera, ou eja, g/c 3. lé io, o novo volue o líquio erá igual ao volue inicial () ai a ilatação voluétrica evio ao aqueciento (γ.. θ), ou eja, o volue final erá + γ.. θ. µ= = + γ θ = ( + γ θ ) Coo, 5 =, então:, 5 = (+γ 5) γ =, C 3. O coeficiente e ilatação real o líquio e aparente ão iferente. O aluno não levou e conieração a ilatação o recipiente. or io, o valor a variação e volue por ele utilizao no cálculo é inferior ao real, iplicano a iferença entre o valore por ele obtio e o eperao pelo profeor.. b eja o triângulo retângulo iócele abaio: L o 5º L o L o Oberve que o ângulo ão e 5 por e tratar e u triângulo retângulo iócele. Ocorreno aqueciento θ, tereo: ara o cateto cujo copriento iniciai ão iguai a L : L = α. L. θ i o copriento final ete lao erá: L = L + α. L. θ = = L ( + α. θ) Conierareo: L ( + α. θ) = ara a hipotenua cujo copriento inicial é igual a L : L = α. L. θ i o copriento final ete lao erá: L = L + α. L. θ = L ( + α. θ) = = L ( + α. θ) = Obervano o copriento finai o cateto e hipotenua, conclui-e que o triângulo continua retângulo e iócele e, portanto, o ângulo continua o eo: 5º 5º 5. c água ilata-e voluetricaente, ou eja, e toa a ireçõe. or io não e trata e ua ilatação linear a profuniae o oceano. itino que, ao e ilatar a área ocupaa peraneça contante e que haja apena auento na altura evio ao auento o volue, tereo: = γ θ h= γ θ 3 h = h =,8. 6. Cálculo a quantiae e energia liberaa no intervalo e tepo: = t 5º 73 = 65 = Q = 5 J Cálculo a variação e teperatura: Q =. c. θ ( 5/,8) = 3.. θ θ 5 C Etenivo erceirão íica 8

4 7. Cálculo a quantiae e calor uaa para aqueciento: Q =. c. θ Q =.. 9 Q = 9 cal Coo oente % o calor fornecio pela cobutão o carvão é aproveitao, tereo, 6 cal g 9 cal = 75 g Cálculo a potência; e uniae o I: = t 6 75 = 6 = 3 W 8. b Cálculo a quantiae e calor tranferia e hora: Q = kcal/in 6 in = kcal Cálculo a aa: Q =. c. θ kcal =. kcal/(kg C). 6 C = kg 9. a Ep = Q (( + ). g. h) = água. c. θ ((6 + ).. ) =.. θ θ = C. b Cálculo o volue e água: =. h = 5. = 3 Cálculo a aa e água: = 3 = = 5 kg = 8 g Cálculo a quantiae e calor neceária para proover aqueciento e C: Q =. c. θ Q = 8.. =. 8 cal = 8. 8 J Cálculo a potência aborvia: Coo ão aborvio 8 W/, a quantiae total aborvia erá: 8 W/ 5 = W = J/ Cálculo o tepo: = t = t 8 8 = t = = t 5,6 h. b gh gh = c = c. a ΣQ = Q f + Q q = f. c. θ f + q. c. θ q = (8. ). (3 ) + (8. ). (3 7) = =,5 in 3. 6 Lebre-e e que: ) Coo a eniae a água é igual a g/c 3 ( g/l), a aa e caa aotra é e 5 g. ) Coo ão quantiae iguai e ua ea ubtância, e a troca e calor ocorree apena entre ea aotra, a teperatura e equilíbrio eria igual à éia aritética a teperatura iniciai, ou eja, 8 C (vie eercício.). Coo a teperatura e equilíbrio é enor (6 C), conclui-e que o itea pereu energia para u terceiro corpo ou para o eio eterno, que é o cao referio no teto. ara calcular ea quantiae peria, vao iaginar que o eio eterno eja u terceiro corpo a fazer parte o itea. i: ΣQ = Q + Q + Q eterno =. c. θ +. c. θ + Q eterno = 5.. (6 5) (6 3) + Q eterno = 6 + Q eterno = Q eterno = 6 cal = 6 cal. Oberve a reolução o eercício 3. oa referia nete tete é negativa poi o conjunto e eleento pereu calor para o eio eterno. 5. a) f = (/3). [( / X ) / ( / X )]. b) f = /3 a) ΣQ = Q + Q Q = (. c. ) + (. c. ) (. c. ) X = iplificano a aa e o calore epecífico, tereo: ( f ) + (/). ( f /) (/ X- ).( f / X- ) = f + (/). f / (/ X- ) f / X - = Iolano f, fica: f. [ + / + / / X- ] =. [ + / + / / X ] Oberve que, e abo o lao a igualae, o tero a oa correpone a ua G e, ai, conierano tratar-e e X recipiente, equivale à oa e ua G co finito tero. i, lebrano que a oa e finito tero e ua G é = a. ( q X )/( q), tereo: f.. ( / X ) = (/3). ( / X ) f = (/3). [( / X )/( / X )] b) ara infinito tero, ou eja, X teneno ao infinito, o núero que etão elevao ao epoente X a equação final o ite anterior, tenerão a zero e, portanto, tereo: f = (/3). ( )/( ) = /3 Etenivo erceirão íica 8

5 tiviae érie Ouro Reoluçõe íica 8C. a Coo C = ε e ε ica >εvácuo teo: C > C e Q > Q, poi =. Duplicano a itância, a capacitância reuz à etae, poi: C = ε energia é aa por: Q Q E n = = C Coo a carga é contante e a capacitância reuz a etae, a energia obra. 3. c C E n = 3 5 E n = = 6, 875 J = gh 6, 875 = 5, h h=375,. e a itância obra, a capacitância reuz à etae, poi: C = ε Q= C contante (fonte antia ligaa). Coo a capacitância reuz à etae, a carga reuz à etae. Ucte ( ) Do capo elétrico unifore, teo: E =. Dobrano a itância, o capo elétrico reuz à etae. ε o 5. a) C = 6 6 8,9 6 C = 6 C =, 68 b) Q= C Q =, 68 Q=, 68 C c) Q= i t 6, 68 = i 6 i=, b Chave fechaa Q= C n= n = ΣE= ΣR i = ( 7+ 5) i i=, 7. a onto ΣE= ΣR i E = ( + ), 5 E= 6 onto p C EQ = 5 3 Q= CEQ 5p Q = Q= pc a Cálculo a corrente no trecho o geraor. ΣE= Σ R i 6 = + i i= Cálculo a tenão no capacitor equivalente. U= Rp i 6 U= U = 6 Cálculo o capacitor equivalente. = + + C EQ µ 6µ µ 3 = + + CEQ = µ C µ EQ Cálculo a carga arazenaa. Q= CEQ Q= µ 6 Q= µ C Cálculo a tenão. Q= C µ = 6µ = e i= 9. b I. alo. Cálculo a capacitância equivalente. 5 μ 5 μ 5 μ = CEQ = 5µ + 5µ + 5µ = 5µ II. eraeiro. III. alo. Q= CEQ Q = 5µ Q= 8 µ C I. alo. Q= C Q = 5µ Q= 6µ C Etenivo erceirão íica 8C

6 . 3 ) alo. Q= C µ = 5µ = ) alo. = + + C EQ µ 5µ µ CEQ = µ Q= CEQ µ = µ = ) alo. 8) alo. Q E n = µ = = µ J 6) alo. 3) eraeiro. C = ε = [ ε] [ ε] =. c 3. e O capo agnético reultante o ponto O erá a oa o capo criao pelo íã no ponto O. y O. volta O y 5 volta O y,83 / / ε ε C eq = ε ε ε ε 5. a) C EQ = ε ε ( ε + ε ) C EQ = εε ( ε + ε ) Q= CEQ εε Q = U ( ε + ε ) b) = µ = g µ = g. a agulha a búola irá orientar-e co ea ireção e entio o capo agnético reultante o ponto, evio ao capo agnético gerao por caa u o quatro íã., 5 = =, 3 R Etenivo erceirão íica 8C

7 tiviae érie Ouro Reoluçõe íica 8D. c Cálculo o intante e que o alto-falante etá eitino o o e frequência = 8 Hz: =.8Hz (t) = + t 8 = + t t =, Cálculo o intervalo e tepo que qualquer o eitio pela fonte eora para chegar à peoa, que etá a D = 3 a fonte. v = Δ/Δt 3 = 3/Δt Δt =, O o que a peoa percebe te u atrao e, e relação ao o eitio pela fonte. i: t =,, =,3 () = +.,3 =.6 Hz. = 8. 3 = /f 8. 3 = /f f = 3 f = 5 Hz 8 3. b Oberve a figura ilutrano a ituação: Dao a = 8 a r = ρ =, kg/ 3 v = 35 / fonte r = ubtituino ee ao na epreão fornecia I = a / ρ I = 8 /. (,). (35) I = 8, a a a inteniae e ua ona nu ponto e ua uperfície é a razão entre a potência a fonte ( o ) e a área () e abrangência (no cao, ua uperfície eférica e raio ). I = o / (I) área a uperfície eférica e raio r = = π r (II) ubtituino (II) e (I) I = o / π r o = π r. I =. π.. 8, o = 3.36 π W ou o = 3,36 π kw. a) elo gráfico: o inivíuo ouve elhor que o inivíuo on co frequência entre Hz e Hz porque a curva e eu nível onoro (curva tracejaa) etá ai baia (ai próia o liiar e auição que é ). b) Ete valor é =. = log(i/i o ) = log(i/ ) = I/ I= I = W/. c) elo gráfico, quano f = Hz = e =. i, o nível onoro eve paar e para. = = log(i /I o ) = log(i / ) = I / I = W/ = = log(i /I o ) = log(i / ) = I / I = 8 W/ I /I = 8 / I /I = 3 I = 3 I ortanto, eve er apliaa e. veze 5. a log I β= log l ara o jari: log β= log β= 6 ara o retaurante: log β= log 6 β= 5 6. a) ona prouzia pela torre e controle ão e natureza eletroagnética. b) velociae a ona é efinia pelo eio e propagação que nete cao é o ar atoférico. frequência a ona é efinia pela fonte que a gerou, eno para o cao a counicação entre avião e torre e controle, efinia pelo traniore e abo. c) inteniae a ona (I) etá relacionaa co a ua potência () e ua área e frente e ona () conieraa eférica. I = Coo a uperfície e ua efera é aa por: = π r one r repreenta a itância entre a frente e ona e a fonte; E, conierano a conervação e energia, poeo izer que não há iipação e energia então = eno ai: I. = I. Etenivo erceirão íica 8D

8 ubtituino a epreão para a área eférica a frente e ona e juntano a inteniae no eo lao a equação, teo: I πr = = = = I πr 7. c eno c a velociae e propagação a ona, o tepo e repota é ao pela itância a torre até o ponto one e encontra o telefone celular. c = t v Cruzano a inforaçõe obtia atravé ee tepo, ientifica-e a poição correta o aparelho. ejao nu equea. oente antena Co apena ua antena o aparelho poe etar e qualquer ponto a circunferência. antena Uano a epreão o tero geral e ua progreão geoétrica e razão q, teo: f 3 = f q f = f q q = q = q =,59. 9 f 9 9 n f q = f f q f q n ( ) 7 f f 8 = f q 8 f q f 8 q f = f q = = f = f q = f,59 = f 8(, ) f 8= 393 Hz., v 3 v=λ8 f 8 λ 8 = = f λ,86 8 Coentário: a ua nota Dó conecutiva a que e refere o enunciao não poe er u Dó noral e u Dó utenio ( ạ e ạ nota). Cao ua á interpretação levae a ee equacionaento, a razão a.g. eria e teríao: 9 f = f f = =86, Hz 5 U o co ea frequência não é auível para o er huano! 9. a Coniereo que no ponto a figura ocorra interferência contrutiva (áio e interferência). ara que tal ocorra, a iferença ( ) entre a itância ( e ) percorria pela ona entre caa ua a fonte e o ponto eve er u núero inteiro (k) e copriento e ona: ( ) = kλ y Co ua antena o aparelho poe etar e qualquer u o ponto ou. 3 antena Co trê antena o aparelho oente poe etar e. 8. b figura otra a frequência a uceiva nota co o repectivo ínice e a. f f f 7 f 9 f f Da figura: = λ ( ) = = + = + λ = + λ. Ipono a conição e interferência: = k λ = k λ + λ = k λ + λ = kλ+ + λ = k λ + kλ + k k λ= k = λ. k ( ) Coo oente interea ponto à ireita o ponto ( > ), eno e k inteiro poitivo, teo: > k > > k > k k <. O aior valor e k que atifaz a coniçõe o problea é, então: k =.. b pliano-e verticalente a figura veo elhor a poiçõe o nó e ventre. λ λ λ f f 3 f 5 f 6 f 8 f f f 3 Coo abeo, =λf =λ λ= 3λ 3 O copriento a ponte é L =. ortanto, L = = 5? hz f Etenivo erceirão íica 8D

9 . a) Coo foi citao no teto I = π r ara o afalto eborrachao e na frequência e Hz a inteniae onora é I = 3, W / 6 plicano o valore, ve: 6 3 I = 3, = 3,8 W πr π() b) Coo abeo e ua ona =λf 3 = λ λ=,3 Do teto: O oo funaental e vibração e u tubo aberto ocorre quano o copriento e ona é igual ao obro o copriento o tubo. λ= L,3 = L L =,7. a) tre e 6 a boia gira ¾ e volta. ortanto, para copletar ua volta ão neceário 8, λ b) =λ f = λ= =, 5 8 = t 7 3 c) úero e volta: = = = = volta 8 3. e. e ortanto, a boia etará coo e t = 6,, ito é, y =, y(),, gt y = + t 5 = t = v = t 3 v = v = 35 / () Etenivo erceirão íica 8D 3