RESOLUÇÕES E RESPOSTAS

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1 FÍSICA GRUPO CV 0/009 RESOLUÇÕES E RESPOSTAS QUESTÃO : O problema pode ser dividido em três partes: um lançamento vertical, uma explosão e os movimentos posteriores à explosão, que são lançamentos horizontais. a) O lançamento vertical é um MUV com velocidade inicial 00m/s. Orientando-se um eixo para cima, a aceleração será: a g 0m/s Logo, a equação da velocidade deste movimento é v v 0 at 00 0t No instante em que atinge a altura máxima, a velocidade v é nula: t t 0s b) Na figura abaixo estão indicadas as informações que dispomos sobre os dois lançamentos horizontais dos pedaços. Um lançamento horizontal é a composição de uma queda livre com um MRU horizontal. v B v A v B v A x x B? y x A 00 m Para os sistemas de eixos indicados podemos escrever: x A v A t No instante t 0s (tempo de queda é igual ao tempo de subida) o valor de x é 00m. 00 v A 0 v A 0m/s O corpo que explode constitui-se em um sistema isolado. Sua quantidade de movimento é constante. Q a Q d Q a é a quantidade de movimento imediatamente antes da explosão, que é nula. Logo: 0 m A v A m B v B Nessa expressão: v A 0m/s (obtido); m A kg (dado) m B m total m A 5 kg Efetuando-se as devidas substituições numéricas: 0 0 v B v B 0m/s (o sinal negativo indica que v 0 tem sentido contrário a v A ) v B 0m/s

2 FÍSICA GRUPO RV-RVS 0/009 RESOLUÇÕES E RESPOSTAS QUESTÃO : O problema pode ser dividido em três partes: um lançamento vertical, uma explosão e os movimentos posteriores à explosão, que são lançamentos horizontais. a) O lançamento vertical é um MUV com velocidade inicial 00m/s. Orientando-se um eixo para cima, a aceleração será: a g 0m/s Logo, a equação da velocidade deste movimento é v v 0 at 00 0t No instante em que atinge a altura máxima, a velocidade v 0 é nula: t t 0s b) Na figura abaixo estão indicadas as informações que dispomos sobre os dois lançamentos horizontais dos pedaços. Um lançamento horizontal é a composição de uma queda livre com um MRU horizontal. v B v A v B v A x x B? y x A 00 m Para os sistemas de eixos indicados podemos escrever: x A v A t No instante t 0s (tempo de queda é igual ao tempo de subida) o valor de x é 00m. 00 v A 0 v A 0m/s O corpo que explode constitui-se em um sistema isolado. Sua quantidade de movimento é constante. Q a Q d Q a é a quantidade de movimento imediatamente antes da explosão, que é nula. Logo: 0 m A v A m B v B Nessa expressão: v A 0m/s (obtido); m A kg (dado) m B m total m A 5 kg Efetuando-se as devidas substituições numéricas: 0 0 v B v B 0m/s (o sinal negativo indica que v 0 tem sentido contrário a v A ) v B 0m/s

3 SISTEMA ANGLO DE ENSINO QUESTÃO : a) Todos os pontos da corrente apresentam a mesma velocidade escalar (V). Nessas condições, sendo R C o raio da coroa, R T o raio da catraca, podemos escrever que: V ω C R C πf C R C V ω T R T πf T R T Dessas duas expressões: f C R C f T R T Sendo: f C 80rpm R C 5 7,5cm R T 5,5cm Obtemos: f T 40rpm 4Hz b) Sendo R R o raio da roda, podemos escrever que: V R ω R R R πf R R R Nessa expressão: R R 60 0cm A roda da bicicleta tem a mesma freqüência da catraca: f T f R Obtemos: V R 6,8 4 0, V R 7,5m/s QUESTÃO : Como o sistema é conservativo, para t 0: ε mec 0 0 0J constante. Logo: a) ε p (J) t(s) b) ε mec (J) 0 c) τ R ε c f ε c i J t(s)

4 QUESTÃO 4: a) Somente em P (veja abaixo), tal que: FÍSICA GRUPO RV-RVS 0/009 x P q q r k q k q (r x) x _ r x x x r x x( ) r r( r ) x ou r( ) b) Em todos os pontos A (veja abaixo), tais que: r A r q r q círculo de Apolônio k q k q r r r r QUESTÃO 5: a) Durante o processo de aquecimento, a massa de gás é submetida a uma transformação isométrica. Logo: p i T i p f T f Assim sendo, a temperatura do gás quando a pressão atinge o valor 0 5 N/m é: T f T f 450K

5 4 SISTEMA ANGLO DE ENSINO A potência do resistor é P U (I). R A potência elétrica consumida no resistor é igual à potência térmica fornecida ao ar: Q T P n C V (II) t t Igualando-se I e II: U R n C V Fazendo-se as devidas substituições numéricas: 4 T t (450 00) t t 00s Portanto, a válvula V é aberta 00s após a chave Ch ser fechada. b) Enquanto a válvula está aberta, o gás no interior do recipiente possui volume e temperatura constantes. Logo, comparando-se a situação inicial e a situação final, segue: p i V i n i RT i p f V f n f RT f Em que V i V f e T i T f. Dividindo as equações acima, membro a membro: p i n i p f n f Em que: p i 0 5 N/m (pressão no instante que a válvula é aberta) e n i. p f 0 5 N/m (pressão quando a válvula volta a ser fechada) e n f? Procedendo as substituições numéricas: n f n f 4 4 Ao fim do processo, restaram de mol de gás no interior do recipiente. Logo, durante a abertura da válvula, o número de mols transferidos ao exterior foi: n n Como a massa molar do gás é 0g/mol, podemos concluir que a massa de gás que foi ejetada foi de 0g, ou seja, m 0g. 4

6 FÍSICA 5 GRUPO RV-RVS 0/009 QUESTÃO 6: a) O raio de luz que parte de A e atinge A (raio ), intercepta o eixo principal no ponto O, que é o centro óptico da lente (L). Uma vez localizada a lente, o raio de luz () que parte de A e atinge a lente paralelamente ao seu eixo principal, emerge da lente e passa por A. O local onde o raio de luz refratado intercepta EP é o ponto focal (F) da lente. cm A L Lente convergente B O F B EP A b) A partir da figura: p 0cm p 5cm Na equação, segue: f p p f 0 5 f 0 cm,cm

7 ANGLO VESTIBULARES QUESTÃO : a) Quando o cursor C está na posição B, o circuito equivalente é: i i r R ε i R R e R estão associados em paralelo, portanto a resistência equivalente é 6 R eq 4 6 A intensidade da corrente i é ε 4 i i i 4A R eq r 4 b) A ddp U nos terminais do gerador é U ε ri U 4 4 U 6V. A ddp nos terminais do resistor R, também é U 6V (ligado em paralelo com o U gerador), então P 6 P 64 W ou P,W. R c) Quando o cursor C está na posição A, o circuito equivalente é: r i i ε R R h 6 R i R e (R R h ) estão associados em paralelo e têm a mesma intensidade, portanto a resistência equivalente é R eq 6. ε 4 A intensidade da corrente i no gerador é i i i A. R eq r 6 Portanto as intensidades das correntes i e i são iguais a,5a. Outra possível solução: A ddp U nos terminais do gerador é U ε ri U 4 U 8V. A ddp nos terminais da associação em série (R R h ), também é 8V, portanto U (R R h ) i 8 (6 6) i i,5a

8 FÍSICA GRUPO CV 0/009 QUESTÃO : a) O raio de luz que parte de A e atinge A (raio ), intercepta o eixo principal no ponto O, que é o centro óptico da lente (L). Uma vez localizada a lente, o raio de luz () que parte de A e atinge a lente paralelamente ao seu eixo principal, emerge da lente e passa por A. O local onde o raio de luz refratado intercepta EP é o ponto focal (F) da lente. cm A L Lente convergente B O F B EP A b) A partir da figura: p 0cm p 5cm Na equação, segue: f p p f 0 5 f 0 cm,cm QUESTÃO 4: a) A pressão hidrostática (p) é dada por: p d g h A uma profundidade de 000m, a pressão hidrostática será: p (0 kg/m ) (0m/s ) ( 0 m) p 0 7 N/m b) Segundo o texto, a estimativa de consumo de boe para o Brasil em 00, é de 4 milhões (dobro do consumo em 006). Como a reserva máxima estimada para o campo de Tupi é de 8 bilhões de boe, tem-se: dia boe x 0 9 boe x 0 dias 000 dias ( 65) x 8, anos

9 4 ANGLO VESTIBULARES QUESTÃO 5: a) Todos os pontos da corrente apresentam a mesma velocidade escalar (v). Nessas condições, sendo R C o raio da coroa, R T o raio da catraca, podemos escrever que: v ω C R C πf C R C v ω T R T πf T R T Dessas duas expressões: f C R C f T R T Sendo: f C 80rpm R C 5 7,5cm R T 5,5cm Obtemos: f T 40rpm 4Hz b) Sendo R R o raio da roda, podemos escrever que: v R ω R R R πf R R R Nessa expressão: R R 60 0cm A roda da bicicleta tem a mesma freqüência da catraca: f T f R Obtemos: v R 6,8 4 0, v R 7,5m/s QUESTÃO 6: a) MWh 0 6 W,6 0 s,6 0 9 Ws Portanto: MWh,6 0 9 J b) Como o pedido foi de 88MWh, essa quantidade de energia é: ε 88, , J Aparelho Potência Tempo de uso Energia (W) (h/mês) (kwh) Chuveiro Geladeira , Máquina de lavar roupa ,5 60 Máquina de secar roupa 00 60, 60 7 Microondas 500 4,5 4 6 Televisão , Iluminação , A energia total consumida é: ε 49kWh. O valor da conta de luz é: C 0,50 49 C R$4,50