FÍSICA Resolução Obtendo a unidade SI da grandeza definida pelo enunciado, resulta: m. t G = d. p u(g) = kg. s N m. m = kg. s. m = s m kg. s 3 Analisando a alternativa C, nota-se que: J. s W = J. s J s 3 = s Resolução O sistema está inicialmente em repouso (Q 0 = 0). Após 1 s, expele,8 kg devido à queima de combustível com velocidade 3,5 km/s. Logo, a velocidade do foguete será dada pelo P.C.Q.M.: Q = Q 0 0 = m. v + M. V 0 =,8. ( 3,5) + 797,. V V 0,01 km/s = 1 m/s Cálculo da aceleração média entre 0 e 1 s: a V t ( 1 0) m/ s 1 s a 1 m/ s 1
I. Incorreta. Quando a água é aquecida de 0 a 4 o C seu volume diminui. II. Correta. III. Incorreta. As correntes de convecção ocorrem nos fluidos e é consequência da diferença de densidade provocada pela mudança de temperatura. IV. Incorreta. Numa transformação adiabática não temos trocas de calor entre o sistema e o meio externo.
O experimento de Thomas Young com a incidência de luz em fendas demonstrou o caráter ondulatório da luz devido à presença de linhas claras e escuras num anteparo, fruto dos fenômenos ondulatórios difração e interferência. Mas a mesma experiência realizada com um feixe de elétrons também proporcionou a mesma consequência, demonstrando o caráter ondulatório para corpúsculos, logo comprovou a teoria da dualidade partícula-onda. Atenção! Mesmo sendo mencionada na segunda parte da questão, a emissão de um elétron apenas, teremos a presença de linhas claras e escuras no anteparo, pois um elétron é formador de um trem de ondas. Assim, com um elétron apenas teremos o mesmo resultado que foi obtido com o feixe de elétrons. A dualidade partícula-onda foi enunciada pela primeira vez, em 194, pelo físico francês Louis-Victor de Broglie, que anunciou que os elétrons apresentavam características tanto ondulatórias como corpusculares, comportando-se de um ou outro modo dependendo do experimento específico. 3
Na medida em que os balões sobem, diminui a pressão externa. Logo, o balão B se expande (aumento de volume) e, como consequência, experimenta um maior empuxo que o balão A. Resolução Do equilíbrio da barra de baixo, resulta: h x. m. h x m 3 3 Do equilíbrio da barra do meio, resulta: 4
h y m h 3. = 3. y m 3 3 Do equilíbrio da barra de cima, vem: h 9 m h 9 z. =. z m a) Correta. O potencial resultante é igual à soma dos potenciais criados por cada uma das cargas, sendo que o potencial criado pela carga positiva é positivo e o criado pela carga negativa, negativo. Como o potencial elétrico de um ponto é inversamente proporcional à distância do ponto à carga (lembre-se de que: V = K.Q/d), então ele poderá ser nulo em algum ponto entre as cargas (mais próximo da carga de menor módulo, no caso 7q), ou à esquerda dessa carga, ou a direita da outra carga (+8q). b) Incorreta. Observe item anterior. c) Incorreta. No ponto central equidistante das duas cargas o potencial será positivo, pois se a distância entre o ponto e cada uma das cargas for a mesma, como a carga positiva é maior, em módulo, o potencial por ela gerado também possuirá módulo maior. d) Incorreta. Observe resolução do item a. e) Incorreta. Observe resolução do item a. 5
Velocidade de translação da Terra: 000 toesas v = 76. 10 s v = 76. 4000 m 10 s v = 76. 0,4 km/s v 30 km/s Distância percorrida em 1 ano: d = v. t d = (30 km s ). (3. 10 s) d = 9. 10 km 7 8 6
Lembrar que a energia cinética é fornecida pela expressão m. v /. Logo, a energia cinética é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade. 7
Dados: Situação inicial Potência (inverno) = 6300 W Tempo diário (banho) = 0 min = 1/3 h Situação em economia Potência (verão) = 500 W Reduzindo o tempo do banho em 1/3 t (banho) = (/3). 0 min = 40/3 min = /9 h Fazendo situação inicial Como: P = W W = P. t W = 6300(W). 1/3(h) = 100 (Wh) =,1 kwh t Situação de economia: Como: P = W W = P. t W = 500(W). /9(h) = 555,6 (Wh) = 0,556 kwh t Economia diária:,1 0,556 = 1,544 kwh Como: 1 kwh R$ 0,45, então 1,544 kwh R$ 0,69, que é a economia diária. Para economizar R$ 5,00 1 dia 0,69 x 5,00 x = 36, dias 8
I. Verdadeira. A primeira lei da termodinâmica diz que, em um processo termodinâmico fechado, a alteração da energia interna do sistema é igual à diferença entre a alteração do calor acumulado pelo sistema e a alteração do trabalho realizado. Fruto do princípio da conservação da energia. II. Falsa. Essa lei descreve as grandezas que influenciam a resistência elétrica de um condutor. Ela diz que resistência de um condutor homogêneo de secção transversal constante é proporcional ao seu comprimento e à natureza do material de sua construção, e é inversamente proporcional à área de sua secção transversal. Em alguns materiais também depende de sua temperatura. III. Falsa. A Primeira Lei de Newton, ou lei da Inércia, diz que a tendência dos corpos, quando nenhuma força é exercida sobre eles, é permanecer em seu estado natural, ou seja, repouso ou movimento retilíneo e uniforme. IV. Falsa. Dois corpos atraem-se com força proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa seus centros de gravidade. V. Verdadeira. Quando um ímã é movimentado nas proximidades de uma espira condutora fechada, surge uma força eletromotriz induzida nessa espira, e uma corrente elétrica pode ser detectada nesse circuito. Lenz (1804-1865) define que a força eletromotriz é igual ao negativo da variação do fluxo magnético no interior do espira. Assim, a Lei de Lenz evidencia o aparecimento de uma reação contrária à ação provocada pelo ímã. Tais afirmações nos conduzem à conclusão de que não é possível produzir energia elétrica sem que seja realizado um trabalho. Isso é bastante evidente, pois para mudar o movimento de uma carga elétrica situada em um condutor cada uma delas tem de receber um impulso, proveniente de uma força aplicada. Dessa forma, mais uma vez fica evidente que grandezas como quantidade de movimento e energia se conservam em todos os processos ocorridos em sistemas isolados na natureza. 9
Velocidade da moça após 1 s de queda livre: v = v 0 + g. t v = 0 + 10. 8 v = 80 m/s Desaceleração da moça após ser salva pelo Homem-Aranha: v 0 80 a = = = 00 m/s t 04, Módulo da força resultante imposta à moça pelo Homem-Aranha: F = m. a = 60. 00 R F = 1000 N R 10
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I. Correta. Pela regra da mão direita, concluímos que força magnética (F ), vetor campo magnético terrestre (B ) e velocidade de translação ( v ) da partícula são perpendiculares entre si. II. Incorreta. Como a força magnética é perpendicular ao vetor velocidade de translação da partícula, está exercendo a função de resultante centrípeta, e esta só altera a direção e o sentido do vetor ( v ), o módulo da velocidade ( v ) permanece invariável no movimento circular uniforme. III. Correta. Como a partícula executa um movimento circular uniforme, a força magnética é a resultante centrípeta, logo: Fm = Fcp B. q. v. sen 90 = m. v R R = m. v q. B Então, o raio da trajetória das partículas é maior que nos países que se encontram fora da Anomalia Magnética do Atlântico Sul, pois o campo magnético é menos intenso, o raio de trajetória é inversamente proporcional à intensidade do campo magnético local. IV. Incorreta. Como a partícula executa um movimento circular uniforme, a força magnética é a resultante centrípeta, logo: F m = F cp B. q. v. sen 90 = m. v R R = m. v q. B Então, O raio da trajetória da partícula é inversamente proporcional ao campo magnético terrestre e diretamente proporcional à sua velocidade. 1
I. Incorreta. Os automóveis mais potentes é que possuem os menores rendimentos, pois a perda de energia é muito grande para a fonte fria pelo fato de a explosão de energia da fonte quente ser muito alta. Energia útil (W) II. Correta. O rendimento do motor é dado por n =, independentemente do fabricante e do modelo do carro. Calor da fonte quente (Qq) III. Incorreta. O trabalho de expansão de substância deve ser MAIOR que o trabalho de compressão sobre aquela, pois parte desse trabalho de expansão será a energia da fonte quente para o motor do automóvel. IV. Incorreta. Um movimento ordenado, significa um movimento natural (espontâneo), e todo processo natural é irreversível energeticamente, ou seja, a energia liberada pelo motor na fonte fria nunca poderá ser reaproveitada no mesmo sistema, ou seja, no motor do automóvel. V. Correta. Um movimento ordenado significa um movimento natural (espontâneo), e todo processo natural é irreversível energeticamente, ou seja, a energia liberada pelo motor na fonte fria nunca poderá ser reaproveitada, e isso aumenta a entropia do sistema, que opera em função do motor do automóvel. 13