Física Atividade 3 os anos Glorinha ago/09 Nome: Nº: Turma: Atividade de revisão do 1º semestre de 2009 e autoavaliação de recuperação Essa atividade tem o objetivo de revisar alguns conceitos estudados no primeiro semestre do curso de Física do 3º ano e ser mais uma forma de estudo para alunos de recuperação. As resoluções das questões serão disponibilizadas em breve no portal e-sapiens, dentro da área de atividades propostas para o período de suspensão das aulas. Eventuais dúvidas devem ser encaminhadas para o endereço eletrônico <fisica.3em@escolamobile.com.br> até o dia 07/08 (sexta-feira). Bom trabalho! Glorinha
1) (UFES) A sonda espacial NEAR/Shoemaker, no período entre fevereiro de 2000 e fevereiro de 2001, ficou em órbita em torno do asteroide 433 Eros, de massa M = 25 10 15 kg. O raio da órbita era R = 16.750 m. Sabendo-se que a constante gravitacional vale G = 6,7 10-11 N.m 2 /kg 2, qual o período de rotação da sonda? 2) Um dos satélites que fornecem informações sobre o ambiente brasileiro é o SCD (satélite de coleta de dados) construído no INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) em São Paulo. O SCD tem aproximadamente 110 kg de massa e dá uma volta ao redor da Terra a cada 90 minutos. Calcule o raio da órbita do SCD. Considere M Terra = 6,0. 10 24 kg; G = 6,7. 10-11 N. m 2 /kg 2. 2
3) A Estação Espacial Internacional EEI ( International Space Station ISS ) é um empreendimento liderado pelos Estados Unidos da América, em parceria com a Rússia, Europa e Japão. Concebida como um grande laboratório de pesquisas e desenvolvimento em ambiente de baixo nível de aceleração (microgravidade), hoje sua missão está mais concentrada na pesquisa de suporte à vida em missões interplanetárias. Diversos astronautas, incluindo um brasileiro, estiveram trabalhando na estação durante algum período de tempo. Imagens enviadas da estação para a Terra mostram astronautas, ferramentas, comida, água e todos os objetos que não estão presos a alguma superfície flutuando. (Dados: M Terra = 6,0. 10 24 kg; G = 6,7. 10-11 N. m 2 /kg 2 e R T = 6.400 km) a) Calcule a aceleração da gravidade em órbita, supondo que a estação se encontre a 400 km da superfície; b) Explique por que, apesar de estar sob a ação do campo gravitacional da Terra, os astronautas e tudo na nave parecem ter peso nulo. 4) (Unesp) Em abril de 2007, foi anunciada a descoberta de G581c, um novo planeta fora de nosso sistema solar e que tem algumas semelhanças com a Terra. Entre as várias características anunciadas está o seu raio, 1,5 vez maior que o da Terra. Considerando que a massa específica desse planeta seja uniforme e igual à da Terra, utilize a lei da gravitação universal de Newton para calcular a aceleração da gravidade na superfície de G581c, em termos da aceleração da gravidade g, na superfície da Terra. 5) (Ufv) Deseja-se, disposto do material ilustrado abaixo, carregar as esferas metálicas com cargas de mesmo módulo e sinais opostos, sem encostar o bastão nas esferas. Descreva, em etapas, e apresentando as respectivas ilustrações, o procedimento necessário para se atingir este objetivo. 3
6) (Fuvest) Três esferas metálicas, M 1, M 2 e M 3, de mesmo diâmetro e montadas em suportes isolantes, estão bem afastadas entre si e longe de outros objetos. Inicialmente, M 1 e M 3 têm cargas iguais, com valor Q, e M 2 está descarregada. São realizadas duas operações, na sequência indicada: I. A esfera M 1 é aproximada de M 2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M 1 é afastada até retornar à sua posição inicial. II. A esfera M 3 é aproximada de M 2 até que ambas fiquem em contato elétrico. A seguir, M 3 é afastada até retornar à sua posição inicial. Após essas duas operações, determine as cargas nas esferas M 1, M 2 e M 3. 7) (Ita) Em uma impressora a jato de tinta, gotas de certo tamanho são ejetadas de um pulverizador em movimento, passam por uma unidade eletrostática onde perdem alguns elétrons, adquirindo uma carga q, e, a seguir, se deslocam no espaço entre placas planas paralelas eletricamente carregadas, pouco antes da impressão. Considere gotas de raio igual a 10 μm lançadas com velocidade de módulo v = 20 m/s entre placas de comprimento igual a 2,0 cm, no interior das quais existe um campo elétrico vertical uniforme, cujo módulo é E = 8,0x10 4 N/C (veja figura). Considerando que a densidade da gota seja de 1.000 kg/m 3 e sabendo-se que a gota sofre um desvio de 0,30 mm ao atingir o final do percurso, calcule o módulo da sua carga elétrica. 4
8) (Mackenzie) Um pequeno corpo, de massa m gramas e eletrizado com carga q coulombs, está sujeito à ação de uma força elétrica de intensidade igual à de seu próprio peso. Essa força se deve à existência de um campo elétrico uniforme, paralelo ao campo gravitacional, também suposto uniforme na região onde as observações foram feitas. Considerando que tal corpo esteja em equilíbrio, devido exclusivamente às ações do campo elétrico ( ) e do campo gravitacional (g = 10 m/s 2 ), determine a intensidade do vetor campo elétrico em função de sua massa e carga. 9) (UFRJ) Em dois vértices opostos de um quadrado de lado "a", estão fixas duas cargas puntiformes de valores Q e Q'. Essas cargas geram, em outro vértice P do quadrado, um campo elétrico E r, cuja direção e sentido estão especificados na figura a seguir. Indique os sinais das cargas Q e Q' e calcule o valor da razão Q/Q'. 10) Abandonando-se uma partícula de massa 5x10-9 kg carregada, próximo à placa positiva de um campo elétrico uniforme de módulo 4x10 12 N/C, ela acelera em direção à placa negativa, distante 8 mm, atingindo-a após 2x10-7 s de ter sido abandonada. Desprezando o peso da partícula, determine: a) A aceleração da partícula. b) O módulo da força elétrica que age sobre a partícula. c) A carga elétrica da partícula. 11) (Puc-Rio) Três cargas elétricas idênticas (Q = 1,0 x 10-9 C) se encontram sobre os vértices de um triângulo equilátero de lado L = 1,0 m. Considere k = 9,0 x 10 9 Nm 2 /C 2. a) Calcule o campo elétrico no baricentro (centro) do triângulo. b) Suponha que a carga de dois dos vértices seja dobrada (2Q) e a carga sobre o terceiro vértice permaneça constante igual a Q. FAÇA UM DESENHO do campo elétrico no baricentro do triângulo e calcule seu módulo. 5
12) (UFC) Uma partícula tem massa m e carga elétrica q. Ela é projetada no plano xy, com velocidade v o, ao longo do eixo x, a partir da origem (ver figura). Nessa região, há um campo elétrico uniforme, na direção do eixo y, apontando de cima para baixo. A partícula sofre um desvio igual a h, indo atingir o ponto P, de coordenadas (L, h). a) Qual o sinal da carga elétrica da partícula? Justifique sua resposta. b) Qual o valor do módulo E do campo elétrico? G:\Editoração\Ped2009\Física\Atividade 3º bimestre 01-3C.doc 6