PROVA DE FÍSICA 3 o TRIMESTRE DE 2012

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1 PROVA DE FÍSICA 3 o TRIMESTRE DE 2012 PROF. VIRGÍLIO NOME N o 8 o ANO Olá, caro(a) aluno(a). Segue abaixo uma série de exercícios que têm, como base, o que foi trabalhado em sala de aula durante todo o ano. Tais exercícios compõem sua avaliação trimestral, referente a 60% de sua nota final. As questões referem-se ao estudo da Mecânica e da Termologia. Para que você consiga nota máxima, os exercícios devem estar respondidos corretamente. Além disso também será avaliada a organização das respostas, bem como o capricho nos desenhos. Procure apenas fazer o desenho ilustrativo da questão, quando entender que isso o(a) ajudará na interpretação e também poderá ter efeito na correção. Todas as questões devem ser respondida a tinta e não será permitido o uso de calculadoras. Faça a avaliação com calma e atenção, mas tome cuidado com o tempo. Sempre que possível, procure usar o raciocínio lógico, porém não se esqueça de justificar. Dado: g = 10,0 N/kg 01. (1,5) Uma atração muito popular nos parques de diversão, que consiste em uma plataforma que despenca, a partir do repouso, em queda livre de uma altura de 75m. Quando a plataforma se encontra 30m acima do solo, ela passa a ser freada por uma força constante e atinge o repouso quando chega ao solo. Determine a velocidade da plataforma quando o freio é acionado? 02. (0,5) Em uma fábrica, utiliza-se uma barra de alumínio de 80 cm 2 de seção reta e 20 cm de comprimento, para manter constante a temperatura de uma máquina em operação. Uma das extremidades da barra é colocada em contato com a máquina que opera à temperatura constante de 400 ºC, enquanto a outra extremidade está em contato com uma barra de gelo na sua temperatura de fusão (0 o C). Sabendo que o coeficiente de condutibilidade térmica do alumínio é de 0,5 cal/s.cm.ºce desprezando as trocas de calor do sistema máquina-gelo com o meio ambiente, determine o fluxo de calor entre a máquina e a barra de gelo. Dado: Fluxo = K.A. (T MAIOR T MENOR ) / L 1

2 03. (1,5) O Skycoaster é uma atração existente em grandes parques de diversão, representado nas figuras a seguir. Considere que em um desses brinquedos, três aventureiros são presos a cabos de aço e içados a grande altura. Os jovens, que se movem juntos no brinquedo, têm massas iguais a 50 kg cada um. Depois de solto um dos cabos, passam a oscilar tal como um pêndulo simples, atingindo uma altura máxima de 47 metros e chegando a uma altura mínima do chão de apenas 2 metros. Nessas condições e desprezando a ação de forças de resistências, qual é, aproximadamente, a máxima velocidade, em m/s, dos participantes durante essa oscilação? 04. (2,0) Uma montanha russa é um brinquedo de parque de diversões que usa a gravidade para mover um carrinho de passageiros sobre um trilho ondulado. Nos modelos antigos, como o da figura, o trem só seguia um caminho único, descendo e subindo, sem os efeitos especiais de hoje em dia, tais como "loops", em que se viaja de cabeça para baixo. Veja que, nos pontos marcados B e C da figura, é como se o carrinho estivesse realizando instantaneamente um movimento circular. Nesses modelos, o carrinho, de massa 150 kg, era arrastado até o ponto mais alto da trajetória (iniciando a corrida a partir do repouso no ponto A), por um trilho especial chamado cremalheira, e daí por diante a gravidade era a única fonte externa de energia para o carrinho. No modelo da figura, as alturas H 1 e H 2 são, respectivamente, 45 m e 20 m. Considere que a aceleração da gravidade g = 10 m/s 2 e que os atritos são desprezíveis para esse sistema. Calcule a velocidade do carrinho nos pontos B e C. 2

3 NOME N o 8 o ANO 05. (2,0) Um corpo de massa 2 kg, inicialmente parado, fica sujeito a uma força resultante constante, sempre na mesma direção e no mesmo sentido. Sabendo que a velocidade do corpo é igual a 20 m/s, ao término de 4 s, DETERMINE: a) a aceleração do corpo. b) o valor da força aplicada. c) a energia cinética inicial. d) a energia cinética final. e) o deslocamento sofrido pelo corpo. 3

4 (3,0) TESTES A B C D E 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. 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. 02. Com base nos processos de transmissão de calor, analise as proposições a seguir. I. A serragem é melhor isolante térmico do que a madeira, da qual foi retirada, porque entre as partículas de madeira da serragem existe ar, que é um isolante térmico melhor que a madeira. II. Se a superfície de um lago estiver congelada, a maior temperatura que a camada de água do fundo poderá atingir é 2 C. III. O interior de uma estufa de plantas é mais quente que o exterior, porque a energia solar que atravessa o vidro na forma de raios infravermelhos é parcialmente absorvida pelas plantas e demais corpos presentes e depois emitida por eles na forma de raios ultravioletas que não atravessam o vidro, aquecendo assim o interior da estufa. IV. Durante o dia, sob as túnicas claras que refletem boa parte da energia do sol, os beduínos no deserto usam roupa de lã, para minimizar as trocas de calor com o ambiente. São verdadeiras apenas as proposições a) I e II. b) I e IV. c) II e III. d) III e IV. 03. Em nossas casas, geralmente são usados piso de madeira ou de borracha em quartos e piso cerâmico na cozinha. Por que sentimos o piso cerâmico mais gelado? a) Porque o piso de cerâmica está mais quente do que o piso de madeira, por isso a sensação de mais frio no piso cerâmico. b) Porque o piso de cerâmica está mais gelado do que o piso de madeira, por isso a sensação de mais frio no piso cerâmico. c) Porque o piso de cerâmica no quarto dá um tom menos elegante. d) Porque o piso de madeira troca menos calor com os nossos pés, causando-nos menos sensação de frio. e) Porque o piso de cerâmica tem mais área de contato com o pé, por isso nos troca mais calor, causando sensação de frio. 4

5 NOME N o 8 o ANO O diagrama a seguir representa, de forma esquemática e simplificada, a distribuição da energia proveniente do Sol sobre a atmosfera e a superfície terrestre. Na área delimitada pela linha tracejada, são destacados alguns processos envolvidos no fluxo de energia na atmosfera. 04. Com base no diagrama acima, conclui-se que a) a maior parte da radiação incidente sobre o planeta fica retida na atmosfera. b) a quantidade de energia refletida pelo ar, pelas nuvens e pelo solo é superior à absorvida pela superfície. c) a atmosfera absorve 70% da radiação solar incidente sobre a Terra. d) mais da metade da radiação solar que é absorvida diretamente pelo solo é devolvida para a atmosfera. e) a quantidade de radiação emitida para o espaço pela atmosfera é menor que a irradiada para o espaço pela superfície. 05. Numa área de praia, a brisa marítima é uma consequência da diferença no tempo de aquecimento do solo e da água, apesar de ambos estarem submetidos às mesmas condições de irradiação solar. No local (solo) que se aquece mais rapidamente, o ar fica mais quente e sobe, deixando uma área de baixa pressão, provocando o deslocamento do ar da superfície que está mais fria (mar). À noite, ocorre um processo inverso ao que se verifica durante o dia. Como a água leva mais tempo para esquentar (de dia), mas também leva mais tempo para esfriar (à noite), o fenômeno noturno (brisa terrestre) pode ser explicado da seguinte maneira: a) O ar que está sobre a água se aquece mais; ao subir, deixa uma área debaixa pressão, causando um deslocamento de ar do continente para o mar. b) O ar mais quente desce e se desloca do continente para a água, a qual não conseguiu reter calor durante o dia. c) O ar que está sobre o mar se esfria e dissolve-se na água; forma-se, assim, um centro de baixa pressão, que atrai o ar quente do continente. d) O ar que está sobre a água se esfria, criando um centro de alta pressão que atrai massas de ar continental. e) O ar sobre o solo, mais quente, é deslocado para o mar, equilibrando a baixa temperatura do ar que está sobre o mar. 06. Quando um nadador sai da água em um dia quente com brisa, ele experimenta um efeito de esfriamento. Por que? a) A água estava fria. b) A água em sua pele evapora. c) A temperatura do ar é mais baixa do que a temperatura da água. d) Nadador não se alimentou adequadamente antes de nadar. e) O sol está encoberto. 5