Assunto: Relações entre as Grandezas Ordem de Grandeza Hidrostática Termometria Processos de Eletrização 1. (CEFET-CE/006) Uma lata está completamente cheia de água. Fazendo-se um orifício, cujo diâmetro é d, no fundo da lata, decorre um tempo t, para que a lata se esvazie totalmente. Verifica-se que t é inversamente proporcional ao quadrado de d. Então se, com um orifício de diâmetro de 0,50cm, uma lata se esvazia em tempo de 00s, em quanto tempo esta lata se esvaziará, se o orifício tiver agora diâmetro de 1,0cm. Como a grandeza t é inversamente proporcional ao quadrado de d, tem-se: t. d k t 1. d 1 t. d 00 x (0,5) t x (1) t 50s. (UNIFAP/005) Astrônomos da Nasa descobriram, com a ajuda do telescópio espacial Chandra, uma estrela de nêutrons a 9,5 x 10 10 milhões de quilômetros da Terra que passa por um processo súbito de esfriamento. Identificada pela primeira vez por astrônomos asiáticos, em 1181, essa estrela, denominada pulsar C58, deveria ter uma temperatura de cerca de 1,5 milhão de graus Celsius. Mas os cientistas descobriram, para seu espanto, que a estrela de nêutrons é bem mais fria do que isso. Em pouco mais de 800 anos, a superfície do pulsar C58 resfriou-se para uma temperatura de, aproximadamente, 1 milhão de graus Celsius. (Adaptado de Folha Online 16/1/004-16h47min) a) De acordo com as informações, a diferença entre a temperatura esperada da estrela e aquela determinada pelos cientistas é cerca de 500 mil graus Celsius. Que variação de temperatura, na escala absoluta (Kelvin), corresponde uma variação de 500 mil graus Celsius? A variação de temperatura na escala Kelvin é igual à variação de temperatura na escala Celsius. K C t 500.000 o C t 500.000K b) Calcule o tempo, em anos, que a luz emitida por essa estrela leva para chegar à Terra. d 9,5 x 10 10 x 10 6 km d 9,5 x 10 10 x 10 6 x 10 m d 9,5 x 10 19 m v x 10 8 m/s t t,17 x 10 11 s t 10 4 anos 19 d 9,5 x 10 t v 8 x 10 Ari Duque de Caxias Ari Washington Soares Ari Aldeota Da 5ª Série ao Pré-Vestibular Sede Hildete de Sá Cavalcante (da Educação Infantil ao Pré-Vestibular) Rua Monsenhor Catão, 1655 Av. Duque de Caxias, 519 - Centro - Fone: (85) 55.900 Av. Washington Soares, 77 - Edson Queiroz - Fone: (85) 477.000 (Início das Aulas: 007) (Praça do Carmo) Clubinho do Ari - Av. Edílson Brasil Soares, 55 - Fone:(85) 78.464
. (UNICAMP/006) O avião estabeleceu um novo paradigma nos meios de transporte. Em 1906, Alberto Santos Dumont realizou em Paris um vôo histórico com o 14 Bis. A massa desse avião, incluindo o piloto, era de 00kg, e a área total das duas asas era de aproximadamente 50m. A força de sustentação de um avião, dirigida verticalmente de baixo para cima, resulta da diferença de pressão entre a parte inferior e a parte superior das asas. O gráfico representa, de forma simplificada, o módulo da força de sustentação aplicada ao 14 Bis em função do tempo, durante a parte inicial do vôo. a) Em que instante a aeronave decola, ou seja, perde contato com o chão? A aeronave decola no instante em que a força de sustentação supera a força peso. Assim, temos: F sust. > P F sust. > mg F sust. > 00. 10 F sust. >,0. 10 N Pelo gráfico, o primeiro instante em que a força de sustentação supera a força peso é em t 10s b) Qual é a diferença de pressão entre a parte inferior e a parte superior das asas, P P inf. P sup, no instante t 0s? A diferença de pressão no instante 0s é dada por: Fsust.,0.10 N P P P 60 A 50 m 4. (UFC/00) Duas placas de espessura fina, condutoras e idênticas, inicialmente descarregadas, estão dispostas em paralelo e separadas por uma distância pequena quando comparada às dimensões delas. Uma quantidade de cargas, +Q, é depositada na placa superior (ver figura). Qual a quantidade de carga, com seu respectivo sinal, presente em cada uma das quatro faces das placas após o equilíbrio eletrostático ser atingido?
Por contacto a placa superior nas faces 1 e adquire carga positiva. Como a carga se distribui uniformemente então: Q 1 Q Q. Por indução Q Q Q e Q 4 5. (UFC/000) No filme Armageddon, é mostrado um asteróide, em rota de colisão com a Terra. O diâmetro desse asteróide mede cerca de 1000km, mas, de acordo com vários astrônomos, os maiores asteróides com alguma probabilidade de colidir com a Terra têm um diâmetro de 10km. São os chamados exterminadores. Faça uma estimativa da razão entre as massas desses dois tipos de asteróides. Supondo que os asteróides IMAGINÁRIO e REAL tenham a mesma densidade, tem-se: Vi D i V i VR VR DR Di M R D R 1000 M i 6 10 10 6. (UFRJ/00) Um aluno montou um eletroscópio para a Feira de Ciências da escola, conforme ilustrado na figura abaixo. Na hora da demonstração, o aluno atritou um pedaço de cano plástico com uma flanela, deixando-o eletrizado positivamente, e em seguida encostou-o na tampa metálica e retirou-o. O aluno observou, então, um ângulo de abertura " 1, na folha de alumínio. a) Explique o fenômeno físico ocorrido com a fita metálica. Ao encostar o cano na tampa, a parte metálica do eletroscópio, esta fica carregada POSITIVAMENTE, isto é, elétrons migram da tampa para o cano e as duas metades da fita de alumínio se REPELEM. b) O aluno, em seguida, tornou a atritar o cano com a flanela e o reaproximou do eletroscópio sem encostar nele, observando um ângulo de abertura ". Compare " 1 e ", justifique sua resposta.
Por INDUÇÃO, cargas negativas (elétrons) se descolaram para a tampa, ficando as lâminas de alumínio ainda mais carregadas POSITIVAMENTE, se afastando mais, logo " 1 < ". 7. (UNESP-006) Uma pessoa, com o objetivo de medir a pressão interna de um botijão de gás contendo butano, conecta à válvula do botijão um manômetro em forma de U, contendo mercúrio. Ao abrir o registro R, a pressão do gás provoca um desnível de mercúrio no tubo, como ilustrado na figura. Considere a pressão atmosférica dada por 10 5 Pa, o desnível h 104cm de Hg e a secção do tubo cm. Adotando a massa específica do mercúrio igual a 1,6g/cm e g 10m/s, calcule: a) a pressão do gás, em pascal. Da lei de Stevin e adicionando-se a pressão atmosférica p 0, temos: p p 0 + dgh 10 5 + (1,6. 10 ). 10. 1,04 p,4. 10 5 Pa b) a força que o gás aplica na superfície do mercúrio em A. (Advertência: este experimento é perigoso. Não tente realizá-lo). Da definição de pressão, vem: F 5 F p,4. 10 S 4. 10 F 48N 8. (UFMG/005) Na aula de Física, Laila faz a experiência que se segue. Inicialmente, ela pendura duas pequenas esferas metálicas K e L nas extremidades de dois fios que estão presos em uma barra metálica, como mostrado na figura I. 4
Em seguida, Laila transfere uma certa quantidade de carga elétrica para a barra e observa que duas esferas se aproximam, se tocam e, depois, se afastam, para, finalmente, ficarem em equilíbrio, como mostrado na figura II. Sejam θ K e θ L os ângulos que as esferas K e L, respectiva-mente, fazem com a vertical. Com base nessas informações, a) Explique por que as esferas se movimentam da forma descrita, desde a situação representada na figura I até a situação mostrada na figura II. Com a barra metálica eletrizada somente a esfera L se eletriza, visto que o fio de K é ISOLANTE. Como L tem carga e K está neutra, há uma ATRAÇÃO. Entram em CONTACTO e K adquire carga de MESMO SINAL que L, porém em maior quantidade, pois K tem maior dimensão. Desta maneira, com cargas de mesmo sinal, as esferas K e L se REPELEM como na figura II. b) Responda: o ângulo θ k é menor, igual ou maior que o ângulo θ L? Justifique sua resposta. Inicialmente observe as forças que atuam nas esferas K e L na figura II. T 1. cosθ L P L T. cosθ K P K Como P L P K T 1. cosθ L T. cosθ K (1) T 1. senθ L F T. senθ K F T 1. senθ L T. senθ K () Dividindo-se () por (1) membro a membro tem-se: senθ cos θ L L senθ cos θ K K tgθ L tgθ K θ L θ K 5