NOME: ANO: 9º OLÍMPIADA BRASILEIRA DE FÍSICA NÍVEL 1

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1 NOME: ANO: 9º TURMA: ENS. FUND. II DATA: / /014 PROF.: RAMILTON BATINGA OLÍMPIADA BRASILEIRA DE FÍSICA NÍVEL 1 1. (G1 - ifsp 014) Sete crianças saíram em uma van para visitar as obras de um dos estádios da copa do mundo de 014, distante 0 km de suas casas. Durante a primeira metade do caminho, a van conseguiu desenvolver velocidade máxima da pista e chegar a 90 km/h. Porém, para a infelicidade do grupo, na segunda parte do trajeto, havia muito congestionamento em que levaram 30 minutos. a) 3. b) 38. c) 4. d) 48. e) 6. Portanto, podemos concluir que a velocidade média, em km/h, em todo percurso foi de, aproximadamente:. (G1 - ifsp 014) O número Mach é definido como a relação entre a velocidade do objeto em movimento e a velocidade do som no meio. A velocidade transônica está entre a velocidade sub e supersônica. O período transônico inicia quando começa a aparecer uma barreira de ar em volta das asas do avião. Quando finalmente o avião ultrapassa a velocidade sônica, segue-se um forte estrondo sonoro. Nesse momento, o avião excede 1 Mach. A maior diferença de pressão passa para a frente da aeronave. Esta abrupta diferença de pressão é a chamada onda de choque, que se estende da traseira à dianteira com uma forma de cone. Esta onda de choque causa o boom sônico que se ouve logo após a passagem do avião. Quanto maior a velocidade, mais limitado é o denominado cone de Mach Podemos dizer que o texto acima refere-se ao avião com uma velocidade acima de: a) 360 km/h, velocidade aproximada máxima de um carro de Fórmula 1. b) 1000 km/h, velocidade aproximada máxima do ar. c) 100 km/h, velocidade aproximada máxima do som no ar. d) 400 km/h, velocidade aproximada máxima do som no vácuo. e) 3400 km/h, velocidade aproximada máxima do som na água. 3. (G1 - cps 014) Se os corredores conseguirem garantir que a velocidade média dessa viagem aumente para 0 km/h, o tempo para que um ônibus percorra todo o trajeto dessa mesma linha será a) 30 minutos. b) 45 minutos. c) 1 hora. d) 1 hora e 15 minutos. e) 1 hora e 30 minutos. 4. (G1 - cftmg 014) Em uma via urbana com três faixas, uma delas é reservada exclusivamente para os ônibus com 1 m de comprimento, e as outras duas, para automóveis com 3 m. Os ônibus e os automóveis transportam, respectivamente, 40 e pessoas. Esses veículos estão inicialmente parados e, quando o sinal abre, deslocam-se com a mesma velocidade de 36 km/h. Considerando-se que a via está completamente ocupada com os veículos, e desprezando-se o espaço entre eles, se o sinal permanecer aberto durante 30 s, então a razão entre o número de pessoas dentro do ônibus e o de pessoas dentro dos automóveis que ultrapassou o sinal é igual a. a),5. b) 3,3. c) 6,7. d) 7,5. 5. (G1 - utfpr 014) Suponha que um automóvel de motor muito potente possa desenvolver uma aceleração média de módulo igual a 10 m/s. Partindo do repouso, este automóvel poderia chegar à velocidade de 90 km/h num intervalo de tempo mínimo, em segundos, igual a: a),0. b) 9,0. c),5. d) 4,5. e) 3,0. 6. (G1 - cps 014) Para os passageiros experimentarem a sensação equivalente à gravidade zero, um avião adaptado sobe vertiginosamente (figura 1) para, depois, iniciar uma descida brusca que dura apenas alguns segundos. Algumas cidades têm implantado corredores exclusivos para ônibus a fim de diminuir o tempo das viagens urbanas. Suponha que, antes da existência dos corredores, um ônibus demorasse horas e 30 minutos para percorrer todo o trajeto de sua linha, desenvolvendo uma velocidade média de 6 km/h. Durante essa descida brusca, a velocidade horizontal mantém-se constante, variando apenas a velocidade vertical. Na parte central desse avião, há um espaço vazio onde os passageiros, deitados no chão, aguardam o mergulho da aeronave. No momento do mergulho, cada passageiro perde o contato com o piso da aeronave, podendo movimentar-se como um astronauta a bordo de uma nave em órbita (figura ). Criado em 16/05/14. p. 1

2 Considerando-se o princípio da conservação da energia e desprezando-se a resistência do ar, as energias cinéticas das esferas, ao chegarem ao solo, obedecem à relação a) EA > EB = EC. b) EA = EB = EC. c) EA > EB > EC. d) EA < EB > EC. 9. (G1 - cps 014) Um atrativo da cidade de Santos é subir de bondinho até o topo do Monte Serrat, que se localiza a aproximadamente 150 m do nível do mar. A situação mostrada na figura é possível devido a) ao ganho de inércia do avião. b) ao ganho de peso dos passageiros. c) à perda de massa dos passageiros. d) à igualdade entre a inércia do avião e a inércia dos passageiros. e) à igualdade entre a aceleração do avião e a aceleração da gravidade. O funicular é um sistema engenhoso de transporte de pessoas que liga dois bondinhos idênticos por meio de um único cabo, fazendo com que o peso do bonde que desce o monte auxilie a subida do outro bonde. Nesse sistema, se os atritos forem desprezíveis, o esforço da máquina que movimenta o cabo se resumirá apenas ao esforço de transportar passageiros. 7. (G1 - ifsp 014) Com a intenção de se preparar para uma maratona, Brancadeneve e Encantado começaram um treino diário de corrida e pediram ajuda para a experiente maratonista Fadamadrinha. A instrutora, então, com a ajuda de um dispositivo eletrônico de última geração conhecido como radar, plotou gráficos da velocidade de cada um pelo tempo em que ficava observando. Certo dia, apresentou os gráficos aos dois, utilizando para isso a mesma escala nos eixos, sendo V E a velocidade de Encantado e V B a velocidade de Brancadeneve. Considere que, em uma viagem, - os passageiros no bonde, que se encontra no alto do monte, somam a massa de 600 kg; - os passageiros no bonde, que se encontra ao pé do monte, somam a massa de kg; - a aceleração da gravidade tem valor 10 m/s; - cada bonde se move com velocidade constante. Baseando-se nos gráficos apresentados, durante o intervalo de tempo T observado, podemos concluir corretamente que a) a aceleração impressa no início por Encantado foi maior do que a de Brancadeneve. b) a velocidade máxima atingida por Brancadeneve foi maior do que a de Encantado. c) Encantado foi mais longe que Brancadeneve. d) Brancadeneve percorreu uma distância maior do que Encantado. e) a velocidade média de Brancadeneve é menor do que a de Encantado. 8. (G1 - cftmg 014) Três esferas de mesma massa são lançadas de uma mesma altura e com velocidades iguais a v 0 como mostrado a seguir. Conclui-se corretamente que a energia empregada pelo motor, que movimenta o sistema funicular para levar os passageiros a seus destinos, deve ser, em joules, Para responder a essa questão, lembre-se de que a energia potencial gravitacional é calculada pela relação: E pot massa aceleração da gravidade altura a) b) c) d) e) (G1 - cftmg 014) No senso comum, as grandezas físicas calor e temperatura geralmente são interpretadas de forma equivocada. Diante disso, a linguagem científica está corretamente empregada em a) Hoje, o dia está fazendo calor. b) O calor está fluindo do fogo para a panela. c) A temperatura está alta, por isso estou com muito calor. d) O gelo está transmitindo temperatura para água no copo? 11. (G1 - utfpr 014) Sobre trocas de calor, considere as afirmações a seguir. I. Cobertores são usados no inverno para transmitir calor aos corpos. Criado em 16/05/14. p.

3 II. A superfície da Terra é aquecida por radiações eletromagnéticas transmitidas pelo Sol. III. Em geral, as cidades localizadas em locais mais altos são mais frias porque correntes de convecção levam o ar mais frio pra cima. Está correto apenas o que se afirma em: a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Uma atração turística da Áustria é Salzburgo, cidade natal de Mozart, construída na Antiguidade graças às minas de sal. Salzburgo significa castelo do sal, pois nessa cidade está localizada a mina de sal mais antiga do mundo, em atividade desde a Idade do Ferro (1000 a.c.). No passado, o sal era um importante e quase insubstituível conservante alimentar e, além de cair bem ao nosso paladar, ele é uma necessidade vital, pois, sem o sódio presente no sal, o organismo seria incapaz de transmitir impulsos nervosos ou mover músculos, entre eles o coração. (terra.com.br/turismo/roteiros/000/11/10/009.htm Acesso em: Adaptado) 1. (G1 - cps 014) O sal também pode ser obtido da água do mar, processo que ocorre em salinas. A Marinha negou que a movimentação esteja ligada aos eventos na Síria e disse que faz parte de uma rotatividade planejada de seus navios no Mediterrâneo. A força não disse que tipo de embarcações, ou quantas, estão a caminho da região. Os Estados Unidos acusam as forças do governo sírio de realizar um ataque com armas químicas na semana passada e disse que está reposicionando suas forças navais no Mediterrâneo. (Portal G1 de-guerra-para-o-mediterraneo-diz-agencia.htrni- Acesso em 30/091013) 13. (G1 - cftrj 014) A velocidade dos navios é geralmente medida em uma unidade chamada nó. Um nó equivale a uma velocidade de aproximadamente 1,8 km/h. Um navio russo que desenvolvesse uma velocidade constante de 5 nós, durante 10 horas, percorreria uma distância de: a) 180 km. b) 50 km. c) 430 km. d) 450 km. 14. (G1 - ifsp 013) O jamaicano Usain Bolt, durante as Olimpíadas de 01 em Londres, bateu o recorde olímpico da prova dos 100 metros rasos atingindo a marca dos 9,63 segundos. Durante a fase de aceleração, ele conseguiu atingir, aproximadamente, a máxima velocidade de 44,8 km/h (1,3 m/s) durante os 6 primeiros segundos. A seguir, o gráfico da velocidade pelo tempo registra esse feito. De acordo com o gráfico, pode-se afirmar que a aceleração média de Usain Bolt, durante os primeiros 6 segundos, foi, em m/s, de Durante a obtenção de sal em uma salina, a) a água sofre evaporação. b) a água sofre sublimação. c) o sal sofre fusão. d) a água e o sal sofrem sublimação. e) a água e o sal sofrem solidificação. a),05. b),50. c) 3,05. d) 4,50. e) 5, (G1 - cftmg 013) O quadro seguinte mostra a velocidade média de corrida de alguns animais. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Rússia envia navios de guerra para o Mediterrâneo. Fonte militar disse que envio ocorre devido à situação na Síria. A Marinha negou que a movimentação esteja ligada à crise em Damasco. ANIMAIS cavalo coelho girafa zebra VELOCIDADE MÉDIA 1,4 km/min 55 km/h 833 m/min 18 m/s 9/08/013 08h3 - Atualizado em 9/08/013 08h3 A Rússia está enviando dois navios de guerra ao Mediterrâneo Oriental, enquanto potências ocidentais se preparam para uma ação militar na Sina em resposta ao suposto ataque com armas químicas na semana passada. Uma fonte anônima do comando das Forças Armadas disse que um cruzador de mísseis e um navio antissubmarino chegariam aos próximos dias ao Mediterrâneo por causa da situação bem conhecida uma clara referência ao conflito na Síria. Disponível em: < Acesso em: 11 out. 01. (Adaptado). Dentre os animais citados, o que possui maior velocidade média é a(o) a) cavalo. b) coelho. c) girafa. d) zebra. Criado em 16/05/14. p. 3

4 16. (G1 - ifsp 013) Embarcações marítimas, como os navios, navegam com velocidade que pode ser medida em unidade chamada nó. Um nó equivale a uma milha horária, ou seja, um nó é a velocidade de um navio que percorre uma milha no intervalo de tempo de uma hora. Então, se um navio consegue adquirir, no máximo, 0 nós de velocidade constante, ele percorrerá durante uma viagem de 10 horas, uma distância aproximada, em km, de a) 00. b) 30. c) 370. d) 480. e) 95. Adote: 1 milha = 185 m. 17. (G1 - ifsp 013) O Engenheiro de Obras Dejair observa um guindaste que ergue uma viga de cimento de 500 kg até uma altura de 3 metros do chão. Nesse mesmo intervalo de tempo, o seu operário consegue içar, por meio de uma roldana fixa, até uma altura de 8 metros do chão, 10 sacos de cimento de 0 kg cada. A partir desses dados e adotando a aceleração da gravidade de 10 m/s, ele faz as seguintes afirmações: a) 18,5. b) 6,5. c) 9,50. d) 3,50. e) 36,75. Segundo suas estimativas, a furadeira e a serra elétrica seriam utilizadas diariamente, em média, por 15 minutos e 30 minutos, respectivamente. Dessa forma, fazendo rápidos cálculos, descobriu que, se comprasse as ferramentas e as utilizasse pelo tempo previsto, ao final de um mês de trinta dias a energia elétrica consumida pelas ferramentas, em kw.h, seria igual a 1. (G1 - cps 01) A hidroponia consiste em um método de plantio fora do solo em que as plantas recebem seus nutrientes de uma solução, que flui em canaletas, e é absorvida pelas raízes. Por meio de uma bomba hidráulica, em determinada horta hidropônica, a solução é elevada até uma altura de 80 cm, sendo vertida na canaleta onde estão presas as mudas. Devido a uma ligeira inclinação da canaleta, a solução se move para o outro extremo, lá sendo recolhida e direcionada ao reservatório do qual a bomba reimpulsiona o líquido, como mostra a figura. I. A potência média desenvolvida pelo operário é maior do que a do guindaste. II. A potência média desenvolvida pelo guindaste é de W. III. Cada saco de cimento armazena joules de energia potencial aos 8 m de altura. Está(ão) correta(s) apenas a) I. b) II. c) I e II. d) I e III. e) II e III. 18. (G1 - cftmg 013) Um motor é capaz de desenvolver uma potência de 500 W. Se toda essa potência for usada na realização do trabalho para a aceleração de um objeto, ao final de,0 minutos sua energia cinética terá, em joules, um aumento igual a a),5.10. b) 1, c) 3, d) 6, (G1 - ifce 01) Uma pessoa sobe um lance de escada, com velocidade constante, em 1,0 min. Se a mesma pessoa subisse o mesmo lance, também com velocidade constante em,0 min, ela realizaria um trabalho a) duas vezes maior que o primeiro. b) duas vezes menor que o primeiro. c) quatro vezes maior que o primeiro. d) quatro vezes menor que o primeiro. e) igual ao primeiro. 0. (G1 - ifsp 01) Para modernizar sua oficina, um marceneiro foi a uma loja de ferramentas e pediu ao vendedor que lhe mostrasse uma furadeira e uma serra elétrica. Ao consultar os manuais de instrução, obteve as informações mostradas na tabela. Potência (W) Furadeira 500 Serra elétrica 1500 a),0. b),5. c) 3,0. d) 3,5. e) 4,0. Dados: g 10 m s Aceleração da gravidade: 1 kg de água equivale a 1 litro de água Trabalho Potência intervalo de tempo Trabalho = massa gravidade altura Suponha que nessa horta hidropônica foi empregada uma bomba com potência de 0 W. Se toda a potência dessa bomba pudesse ser empregada para elevar a água até a canaleta, a cada um segundo 1s, o volume de água que fluiria seria, em litros,. (G1 - ifba 01) Um corpo é abandonado do alto de um plano inclinado, conforme a figura abaixo. Considerando as superfícies polidas ideais, a resistência do ar nula e 10 m/s como a aceleração da gravidade local, determine o valor aproximado da velocidade com que o corpo atinge o solo: a) v = 84 m/s b) v = 45 m/s c) v = 5 m/s d) v = 10 m/s e) v = 5 m/s Criado em 16/05/14. p. 4

5 3. (G1 - cftmg 01) Um carrinho é lançado sobre os trilhos de uma montanha russa, no ponto A, com uma velocidade inicial V, 0 conforme mostra a figura. As alturas h 1, h e h 3 valem, respectivamente, 16, m, 3,4 m e 9,8 m. 7. (G1 - ifpe 01) Uma amostra de determinada substância com massa 30 g encontra-se inicialmente no estado liquido, a 60 C. Está representada pelo gráfico abaixo a temperatura dessa substância em função da quantidade de calor por ela cedida. Analisando esse gráfico, é correto afirmar que a) 10. b) 14. c) 18. d) 0. Para o carrinho atingir o ponto C, desprezando o atrito, o menor valor de V 0, em m/s, deverá ser igual a. 4. (G1 - ifsc 01) A ilustração abaixo representa um bloco de kg de massa, que é comprimido contra uma mola de constante elástica K = 00 N/m. Desprezando qualquer tipo de atrito, é CORRETO afirmar que, para que o bloco atinja o ponto B com uma velocidade de 1,0 m/s, é necessário comprimir a mola em: a) a temperatura de solidificação da substância é 10 C. b) o calor específico latente de solidificação é 1,0 cal/g. c) o calor específico sensível no estado líquido é 1/3 cal/g C. d) o calor específico sensível no estado sólido é 1/45 cal/g C. e) ao passar do estado líquido a 60 C para o sólido a 10 C a substância perdeu 180 cal. 8. (G1 - ifsc 01) O frasco de Dewar é um recipiente construído com o propósito de conservar a temperatura das substâncias que ali forem colocadas, sejam elas quentes ou frias. O frasco consiste em um recipiente de paredes duplas espelhadas, com vácuo entre elas e de uma tampa feita de material isolante. A garrafa térmica que temos em casa é um frasco de Dewar. O objetivo da garrafa térmica é evitar ao máximo qualquer processo de transmissão de calor entre a substância e o meio externo. a) 0,90 cm. b) 90,0 cm. c) 0,81 m. d) 81,0 cm. e) 9,0 cm. 5. (G1 - cftmg 01) Um termômetro de mercúrio apresenta no ponto de fusão da água uma coluna de 0 mm de altura e, no ponto de ebulição, 80 mm. A uma temperatura de 9 F, a coluna de mercúrio desse termômetro, em mm, é igual a a) 30. b) 40. c) 50. d) (G1 - cps 01) Em algumas cidades brasileiras encontramos, em vias de grande circulação, termômetros que indicam a temperatura local medida na escala Celsius. Por causa dos jogos da Copa, no Brasil, os termômetros deverão passar por modificações que permitam a informação da temperatura também na escala Fahrenheit, utilizada por alguns países. Portanto, após essa adaptação, um desses termômetros que indique, por exemplo, 5 C, também apontará a temperatura de Dado: Equação de conversão entre as escalas Celsius e tcelsius tfahrenheit 3 Fahrenheit 5 9 a) 44 F. b) 58 F. c) 64 F. d) 77 F. e) 86 F. É CORRETO afirmar que os processos de transmissão de calor são: a) indução, condução e emissão. b) indução, convecção e irradiação. c) condução, convecção e irradiação. d) condução, emissão e irradiação. e) emissão, convecção e indução. 9. (G1 - ifce 011) Um estudante de Física resolveu criar uma nova escala termométrica que se chamou Escala NOVA ou, simplesmente, Escala N. Para isso, o estudante usou os pontos fixos de referência da água: o ponto de fusão do gelo (0 C), correspondendo ao mínimo (5 N) e o ponto de ebulição da água (100 C), correspondendo ao máximo (175 N) de sua escala, que era dividida em cem partes iguais. Dessa forma, uma temperatura de 55, na escala N, corresponde, na escala Celsius, a uma temperatura de a) 10 C. b) 0 C. c) 5 C. d) 30 C. e) 35 C. Criado em 16/05/14. p. 5

6 30. (G1 - ifsp 011) A temperatura normal do corpo humano é de 36,5 C. Considere uma pessoa de 80 Kg de massa e que esteja com febre a uma temperatura de 40 C. Admitindo que o corpo seja feito basicamente de água, podemos dizer que a quantidade de energia, em quilocalorias (kcal), que o corpo dessa pessoa gastou para elevar sua temperatura até este estado febril, deve ser mais próxima de a) 00. b) 80. c) 30. d) 360. e) 40. Dado: calor específico da água c = 1,0 cal/g C Gabarito: Resposta da questão 1: Dados: ΔS1 10km; v1 90km / h; ΔS 10km; Δ t 30min. Calculemos o tempo do primeiro trecho e o tempo total: ΔS Δt1 h v Δt Δt h Δt 30min h Calculando a velocidade média: ΔS 1 ΔS v m vm 3,7 km/h. Δt (G1 - cftmg 011) Ao se colocar gelo em um copo com água, verifica-se que a água resfria. Esse fenômeno é explicado pelo fato do(a) a) gelo liberar calor para água. b) gelo ceder energia para água. c) água ceder calor para o gelo. d) água absorver energia do gelo. Resposta da questão : A velocidade de propagação do som no ar é cerca de 340 m/s. Passando para km/h: m 0,34 km v 340 0, km/h v 1.4 km/h s 1 h Resposta da questão 3: 3. (G1 - cftmg 010) Nos pontos de fusão e de ebulição da água, as colunas líquidas de um termômetro de mercúrio valem, respectivamente, 10,0 cm e 5,0 cm. Para a temperatura de 33,3 C, a altura aproximada dessa coluna, em centímetros, vale a) 5,00. b) 10,0. c) 15,0. d) 0,0. Dados v1 6km / h; v 0km / h; Δt1 h e 30min 150min. O espaço percorrido é o mesmo nos dois casos. 900 ΔS1 ΔS v1 Δt1 v Δt Δt Δt 0 Δt 45 min. Resposta da questão 4: Dados: L B = 1 m; L A = 3 m; v = 36 km/h = 10 m/s; Δt 30s. Desconsiderando os tempos de aceleração, calculemos a distância percorrida por cada veículo: d v Δt d 300 m. 33. (G1 - cftmg 010) O gráfico abaixo mostra como estão relacionadas as escalas termométricas Celsius e Fahrenheit. Lembrando que são duas faixas para carros, a quantidade (Q) que passa de cada tipo de veículo é: d 300 Q B QB 5. LB 1 d 300 QA QB 00. LA 3 Calculando o número (n) de pessoas e fazendo a razão pedida: nb nb nb,5. na na 400 na a) 1,0. b) 13,6. c) 38,9. d) 4,0. No inverno, a temperatura, na cidade de Nova York, chega a atingir o valor de 10,4 ºF. Na escala Celsius, esse valor corresponde a Resposta da questão 5: Dados: a = 10 m/s ; v 0 = 0; v = 90 km/h = 5 m/s. Δv Δv 5 0 a Δt Δt,5 s. Δt a 10 Criado em 16/05/14. p. 6

7 Resposta da questão 6: [E] Os passageiros estão em queda livre, portanto, com a aceleração igual à da gravidade. Resposta da questão 7: Tomando como unidade (u) o lado de cada quadrículo, e usando a propriedade do gráfico da velocidade tempo, as áreas dos trapézios fornecem as distâncias percorridas por Encantado (d E) e Brancadeneve (d B): 5 1 de 4 de 1 u. 6 4 db 3 db 15 u. Resposta da questão 8: d d. Tomando o solo como referencial, as três esferas possuem a mesma energia cinética e a mesma energia potencial. Logo, as energias mecânicas também são iguais: mv EA EB EC 0 m g h. Resposta da questão 9: A diferença de massa é de 400 kg. O motor deve empregar força que compense o peso dessa massa. Então a energia potencial correspondente é: EPot Δm g h EPot J. Resposta da questão 10: Calor é energia térmica em trânsito, fluindo do corpo mais quente para o corpo mais frio. Resposta da questão 11: [I] Incorreta. Cobertores são usados no inverno porque são de materiais isolantes térmicos, que impedem a perda de calor para o meio ambiente. [II] Correta. [III] Incorreta. As correntes de convecção levam o ar mais quente para cima e o mais frio para baixo. Resposta da questão 1: Nas salinas, a água do mar é represada. Exposta ao Sol, essa água evapora, restando o sal. Resposta da questão 13: d v Δt 5 1,8 10 d 450 km. Resposta da questão 14: Aplicando a definição de aceleração escalar média: Δv 1,3 0 a m am,05 m / s. Δt 6 B E Resposta da questão 15: Expressando todas as velocidades no SI, conclui-se que o cavalo é o animal mais rápido, conforme destaque na tabela. ANIMAIS VELOCIDADE VELOCIDADE MÉDIA MÉDIA (m/s) cavalo 1,4 km/min 0,7 coelho 55 km/h 15, girafa 833 m/min 13,9 zebra 18 m/s 18,0 Resposta da questão 16: Dados: 1 milha = 1.85 m = 1,85 km; v = 0 nós; Δt = 10 h; 1 nó = 1 milha/hora = 1,85 km/h. ΔS v Δt 0 1, ,4 km. Resposta da questão 17: Analisando cada uma das afirmações: I. Correta. Nesse caso, a potência é calculada pela razão entre a energia potencial (m g h) adquirida e o intervalo de tempo ( Δt ) de operação, que o mesmo para as duas operações. Calculando as potências do guindaste (P G) e do operário (P O) P G P G. m g h Δt Δt P PO P G. Δt P O P O. Δt Δt II. Incorreta, pois não foi fornecido o tempo de operação. III. Incorreta. A energia potencial armazenada por cada saco de cimento é: EPot m g h J. Resposta da questão 18: Dados: P 500W; Δt min 10s. Aplicando o Teorema da Energia Cinética: o Trabalho da Força Resultante é igual à variação da Energia Cinética. τres ΔE Cin P Δt ΔE Cin ΔE Cin 4 ΔECin 6 10 J. Resposta da questão 19: [E] Como a velocidade é constante, o trabalho da força muscular exercida pela pessoa é m g h nos dois casos. Resposta da questão 0: Tempo mensal de operação em horas: min Furadeira: Δtf dias 450 min 7,5 h. dia min Serra: Δts dias 900 min 15 h. dia Calculando os consumos: Ef 0,5 kw 7,5 h 3,75 kw h E Pt ES 1,5 kw 15 h,5 kw h E 3,75,5 E 6,5 kw h. Criado em 16/05/14. p. 7

8 Resposta da questão 1: Dados: P = 0 W; g = 10 m/s ; h = 80 cm = 0,8 m; Δt = 1 s. De acordo com as expressões fornecidas no enunciado: m g h P Δt 0 1 P m m,5 kg Δt g h 10 0,8 V,5 L. Convecção: dá-se através das correntes convectivas, que são movimentos de massa fluida causadas pela diferença de densidades entre as porções do fluido, devido a diferentes temperaturas. Obviamente, não ocorre nos sólidos. Irradiação: dá-se através de ondas eletromagnéticas. É o único processo que ocorre no vácuo. Resposta da questão 9: Resposta da questão : Pela conservação da Energia Mecânica: mv EMec E 0 Mec m g h A v g h 105 v 10 m / s. Resposta da questão 3: Para atingir o ponto C, tem que passar pelo ponto B. Tratando-se de um sistema conservativo, pela conservação da energia mecânica: A B mv0 EMec E Mec m g h B V0 g hb 1016, 34 V0 18 m / s. Obs: rigorosamente, V 0 > 18 m/s. Resposta da questão 4: Dados: m = kg; K = 00 N/m; v = 1 m/s; h = 4 m. O sistema é conservativo. Então: A B K x m v 00 x 1 EMec E Mec m g h x x 0,9 m. 100 Ignorando a resposta negativa: x = 90,0 cm. Resposta da questão 5: Dados: θ1 3 F h1 0 mm; θ 1 F h 80 mm; θ 9 F h?. hh1 θθ1 h h 0 60 h h1 θ θ h 0 0 h 40 mm. Resposta da questão 6: Substituindo o valor dado na expressão fornecida: 5 tf 3 tf 45 3 tf 77 F. 5 9 De acordo com o esquema acima: TC TC T C TC 0 º C. 1,5 A quantidade de divisões que ele fez não altera as temperaturas. O fato de ter feito 100 divisões em sua escala somente indica que cada divisão representa 1,5 N. Se fizesse 150 divisões, cada divisão seria 1 N, ou se fizesse 15 divisões, cada divisão seria 10 N, mas 55 N continuam correspondendo a 0 C. Assim, por exemplo, se a temperatura subiu 0 C para 0 C, subiu 0 divisões na escala Celsius, tendo subido também 0 divisões na escala Nova, pois ambas as escalas têm 100 divisões. Como cada divisão representa 1,5 N, a temperatura subiu 0 1,5 = 30 N, indo, então, de 5 N para 55 N. Resposta da questão 30: Dados: m = 80 kg = g; t = 40 36,5 = 3,5 C; c = 1 cal/g C. Da equação do calor sensível: Q = m c t Q = ,5 = cal Q = 80 kcal. Resposta da questão 31: Pela diferença de temperaturas, ocorre um fluxo de calor da água para o gelo. Resposta da questão 3: Analisando a figura: h 10 33,3 0 h 10 0,333 h = 15 (0,333) h = 15 cm. Resposta da questão 7: De fato: L calor/massa 30/30 1cal/g Resposta da questão 8: A propagação do calor pode ocorrer devido a três processos: Condução: dá-se molécula a molécula. Criado em 16/05/14. p. 8

9 Resposta da questão 33: A equação de conversão entre as escalas mencionadas é: t t C C 5 tf 3. Substituindo o valor dado: 9 510, t C = 1 C. 9 9 Criado em 16/05/14. p. 9