RESOLUÇÔES

01- Observe que a caixa metálica está neutra porque quando a esfera com carga (+q) fica suspensa em seu interior, sem contato, aparece na caixa metálica uma carga (– q) distribuída em sua superfície interna e outra carga (+q) em sua superfície externa  ---  quando a esfera toca o fundo, ela e a caixa passam a compor um único corpo condutor e a carga (+Q) em excesso, da esfera, fica localizada na superfície externa da caixa metálica  ---  assim, quando a esfera é retirada ela já não possui mais a carga (+q)  ---  R- C

02- R-E  ---  a potência elétrica dissipada num resistor, por efeito Joule, é igual ao produto da resistência pelo quadrado da intensidade de corrente elétrica  ---  P_d=R.i².

03- A direção e sentido do campo magnético é fornecido pela regra da mão direita  ---  polegar no sentido da corrente

i e a direção e sentido de, que está saindo da folha de papel é no sentido da “fechada” da mão, que deve passar por dentro da espira (veja figura)  ---  assim, a corrente na espira é no sentido anti-horário  ---  a f.e.m induzida é fornecida pela expressão  ---  ε = B.L.V=0,1.0,6.20=1,2V  ---  R- C.

04- Equação fundamental da ondulatória  ---  v=λ.f  ---  na água  ---  1480=2.f  ---  f=740Hz  ---  R- C

05- Cálculo, em joules, da energia liberada por um ovo  ---  E_o=m_o.c²=10^-1.(3.10⁸)²  ---  E_o=9.10¹⁵J  ---  transformando toda energia liberada por Itaipu em joules  ---  1 GWh – 3,6.10¹²J  ---  93.428 GWh – E  ---  E=336.340,8.10¹² J  ---  regra de três  ---  1 ovo – 336.340,8.10¹²J  ---  n ovos  ---  9.10¹⁵ J  ---  n=336.340,8.10¹²/9.10¹⁵  ---  n=37.371.10^-3  ---  n≈37 ovos  ---  R- D.

06- a) Observe a figura abaixo:

b) Durante a queda, a velocidade do macaco  vai aumentando e, consequentemente a intensidade da força de resistência do ar () também, enquanto que o peso()é sempre o mesmo  ---  a intensidade máxima da força de resistência do ar ocorre quando ela e o peso () se anulam e a força resultante sobre o macaco fica nula ()  ---  a partir daí o macaco cai sempre com velocidade constante, com P=F_r  ---  . P=m.g=1.10  ---  P=10N  ---  P=F_r  ---  F_r=10N.

c) Quando o macaco atinge a vegetação ele tem velocidade de v_i=30m/s e depois, ele pára (v_f=0)  ---  como o enunciado pede para desprezar o trabalho do peso (força gravitacional), a dissipação de energia mecânica se refere apenas à

variação de energia cinética  ---  ∆E_m=∆E_c=mV_f²/2 – m.v_i²/2=1.0²/2 – 1.30²/2  ---  ∆E_m= - 450J  ---  energia dissipada  ---  ∆E_d=450J.

07- a) Velocidade do feixe de partículas  ---  ∆S=10⁶km=10⁹m  ---  ∆t=1h=3600s  ---  v=∆S/∆t=10⁹/3600=0,00028.10⁹  ---  v=2,8.10⁵m/s  ---  numa volta completa (1 período-T) ele percorre ∆S=27km=27.10³m  ---  v=∆S/T  ---  2,8.10⁵=2,7.10⁴/T  ---  T=2,7.10⁴/2,8.10⁵  ---  T≈0,1s  ---  f=1/T=1/0,1  ---  f=10Hz.

b) W=2π/T=2.3,14/0,1  ---  W≈63 rad/s.

c) Se eles possuem a mesma velocidade escalar e partem em sentidos opostos eles se encontrarão após cada um efetuar meia volta, o que ocorre num intervalo de tempo de meio período T  ---  t=T/2=0,1/2  ---  t=0,05s.

08- a) Cálculo do número de moles do gás hélio  ---  n=m/M=20/4  ---  n=5 moles  ---  observe no gráfico que no estado A  ---  V_A=0,3m³ e T_A=200K  ---  a pressão P do gás é constante e vale  ---  P.V_A=n.R.T_A  ---  P.0,3=5x8,2x200  --- 

P=27300 N/m².

b) Durante a expansão a massa m=20g do gás tem sua temperatura aumentada de ∆T=600 – 200 = 400K  ---  quantidade de calor recebida pelo gás que se expande sob pressão constante  ---  Q=m.c_p. ∆T=20.1,25.400  --- 

Q=10 000cal.

c) Numa transformação isobárica o trabalho W é fornecido por  ---  W=P. ∆V=27300x(0,9 – 0,3)  ---  W=16380J.

d) Numa transformação isobárica, a variação de energia interna sofrida pelo gás é fornecida por  ---   ∆U = Q – W  --- 

∆U= 4,2.10000 – 16380  ---   ∆U=25620J.

09- a) A força que o ar exerce sobre o balão corresponde ao empuxo (força vertical e para cima) cuja intensidade é o peso do volume de ar deslocado pelo balão (que é o próprio volume do balão) e fornecido por  ---  E=ρ_ar.V_balão.g=1,3.0,5.10  ---  E=6,5N.

b) Dado do exercício  ---  volume máximo do balão  ---  V_b=0,5m³  ---  o balão contém hélio  ---  ρ_He=0,18kg/m³  --- 

ρ_He=m_He/V_b  ---  0,18=m_He/0,5  ---  m_He=0,09kg.

c) Veja figura abaixo:

d) Estando o sistema em equilíbrio, a força resultante sobre o balão é nula  ---   T + P_balão + P_He = E  ---  T + m_balão.g +

ρ_He.V_balão.g = E  ---  T + 0,1.10 + 0,18.0,5.10 = 6,5  ---  T=4,6N.

 

 

Exercícios