Resoluções

01- A velocidade escalar que um corpo possui em relação à outro (tomada como referência) é chamada de velocidade relativa (_Vrel) e o seu módulo é calculado conforme indicado abaixo:

Quando você estabelece um movimento relativo entre corpos, um deles é tomado como referencial e, portanto, permanece parado em relação a si mesmo, enquanto o outro se aproxima ou se afasta dele com certa velocidade relativa, conforme indicado acima. Observe isto no esquema abaixo

Quando você estabelece um movimento relativo entre corpos, um deles é tomado como referencial e, portanto, permanece parado em relação a si mesmo, enquanto o outro se aproxima ou se afasta dele com certa velocidade relativa, conforme indicado acima. Observe isto no esquema abaixo.

No caso do exercício, o pedestre V_p=3km/h e  a primeira  gôndola V₁=10km/h se movem no mesmo sentido e, como o referencial está no pedestre, ele  se comporta como se estivesse em repouso e a primeira gôndola se afastando dele com V_Rel=10 – 3=7km/h no sentido oeste-leste; o pedestre V_p=3km/h e  a segunda  gôndola V₂=6km/h se movem em sentidos opostos e, como o referencial está no pedestre, ele  se comporta como se estivesse em repouso e a segunda gôndola se afastando dele com V_Rel=6 + 3=9km/h no sentido leste-oeste e o pedestre V_p=3km/h se aproxima do observador em repouso V_o==0 e funciona como  se o pedestre estivesse em repouso e o observador se afastando dele com V_rel=3 +0=3km no sentido oeste-leste  ---  R- A

02- I. Horário do rush  ---  carro  ---  V_mc=12km/h  ---  ΔS_c=12km  ---  V_mc= ΔS_c/Δt_c  ---  12=12/Δt_c  ---  Δt_c=1h  ---  esse tempo é o mesmo que o do metrô fornecido pelo enunciado (1h)  ---  Falsa

II. Horário do rush  ---  carro  ---  V_mc=12km/h  ---  ΔS_c=12km  ---  V_mc= ΔS_c/Δt_c  ---  12=12/Δt_c  ---  Δt_c=1h  --- 

metrô ---  V_mm=60km/h  ---  ΔS_m=20km  ---  V_mm= ΔS_m/Δt_m  ---  60=20/Δt_m  ---  Δt_m=1/3h  ---  Correta

III. Fora do horário de rush  ---  carro  ---  V_mc=42km/h  ---  ΔS_c=12km  ---  42=12/Δt_c  ---  Δt_c=12/42=0,29h  ---

metrô  ---  V_mm=60km/h  ---  ΔS_m=20km  ---  V_mm= ΔS_m/Δt_m  ---  60=20/Δt_m  ---  Δt_m=1/3h=0,33h  ---  Correta  

IV. Fora do horário de rush  ---  carro  ---  V_mc=42km/h  ---  ΔS_c=12km  ---  42=12/Δt_c  ---  Δt_c=12/42=0,29h  ---

nova velocidade do metrô  ---  V_mm=70km/h  ---  ΔS_m=20km  ---  V_mm= ΔS_m/Δt_m  ---  70=20/Δt_m  ---  Δt_m=2/7h=0,29h  ---  Correta

R- E

03- Se você não domina o conteúdo, leia as informações abaixo:Pode-se definir o Segundo Princípio da Termodinâmica da seguinte maneira: “É impossível obter uma máquina térmica que, operando em ciclos, seja capaz de transformar totalmente o calor por ela recebido em trabalho”
 Rendimento (η) de uma máquina térmica  ---  η=energia útil/energia total=W/Q  ---  exemplo: quando uma máquina térmica recebe, por exemplo, 300J de energia ou calor de uma fonte quente e só aproveita 150J desse calor na realização de trabalho (W), seu rendimento será  ---  η=W/Q=150/300=0,5x100  ---  η=50%

Ciclo de Carnot

  Carnot estabeleceu que: Se uma máquina térmica operar em ciclos entre duas fontes térmicas, uma quente e outra fria, ela deve

 retirar calor (Q) da fonte quente, convertê-lo parcialmente em trabalho (W) e o restante (Q_r) rejeitar para a fonte fria. Exemplo: o motor de um carro é a fonte quente, local onde ocorre a queima do combustível, que fornece o calor. Dessa fonte térmica é retirada, a cada ciclo, uma quantidade de calor. Parte deste calor é convertida em trabalho mecânico útil (energia útil), fazendo o carro se mover. A outra parte do calor que não é aproveitada é rejeitada para a atmosfera, fonte fria, por meio do escapamento.

 Como o rendimento de uma máquina térmica é sempre menor que 1 (η=W/Q, com W sempre menor que Q), Carnot demonstrou que, teoricamente, existe uma seqüência específica de transformações na qual a máquina térmica obtém o máximo de rendimento. O ciclo no qual isso ocorre é denominado ciclo de Carnot e a máquina que opera segundo esse ciclo é chamada máquina de Carnot. Por ser ideal e imaginária, a máquina proposta por Carnot não contraria a segunda lei da Termodinâmica.

 A seqüência do ciclo de Carnot cuja máquina térmica que o realiza é denominadamáquina de Carnot:

 

 

 Carnot demonstrou que o rendimento (η) de uma máquina térmica depende somente das temperaturas entre as quais ela trabalha ou que, no ciclo de Carnot, o rendimento é função exclusiva das temperaturas absolutas das fontes fria e quente e não depende da substância que faz a máquina térmica funcionar.

Carnot demonstrou que:

R- A

04- I. Correta  ---  quando a luz (onda eletromagnética, radiação eletromagnética) de freqüência suficientemente alta incide sobre a superfície de um metal, ela pode retirar elétrons do mesmo. Esse fenômeno ficou conhecido como efeito fotoelétrico.

II. Falsa  ---  veja na definição acima depende da frequência da luz incidente porém, para valores superiores a determinada frequência, o número de elétrons arrancados é diretamente proporcional à intensidade da radiação eletromagnética incidente, ou seja, aumentando a intensidade da radiação (freqüência, cor) incidente no metal, aumenta-se o nível energético dos fótons incidentes, aumentando assim número de elétrons arrancados.

III. Falsa  ---  O efeito fotoelétrico só surge se o metal receber um feixe de radiação com energia superior à energia mínima de remoção dos elétrons do metal, provocando a sua saída das órbitas o que pode ocorrer sem energia cinética (se a energia da radiação for igual à energia de remoção) ou com energia cinética, se a energia da radiação exceder a energia de remoção dos elétrons.

IV. Correta  ---  veja (III)

R- B

05- Volume da fossa cilíndrica  ---  V=S.h=R².3=1,183x1²x3  ---  V=3.549m³  ---  novo volume com aumento 

de 40%  ---  V’=3,549 + 0,4x3,549=4,9686m³  ---  novo raio com a mesma altura h=3m  --- V’=S.h=R².3  ---

4,9686 =1,183xR²x3  ---  4,9686=3,549R²  ---  R=√1,4=1,183m  ---  regra de três  ---  1m – 100%  ---  0,183m – p  ---  p=0,183x100=18,3%  ---  R- C 

06- A pressão na base independe de seu formato e, quando cheia, é devido ao peso da coluna do material líquido que está acima dela  ---  se você não domina a teoria ela está a seguir:

 Considere um fluido (líquidos e gases que fluem para as regiões inferiores de um recipiente até preenchê-los totalmente) em equilíbrio (vertical e horizontal) no interior de um recipiente.

Esse líquido exerce sobre as paredes do recipiente que o contem forças que se tornam de maior intensidade à medida que a profundidade aumenta.

Observe que as forças, na mesma horizontal, em ambos os extremos, tem a mesma intensidade, pois o líquido está em equilíbrio horizontal, caso contrário, ele se moveria nessa direção.

Observe a figura abaixo onde, quem varia é apenas a pressão vertical, onde o líquido que é homogêneo e incompressível está em equilíbrio.

Na superfície livre superior (A) desse líquido age a pressão atmosférica (P_atm)_, exercida pela coluna de ar que está sobre ele. Num ponto qualquer B do interior do líquido, a pressão (P_B) que age é a soma da pressão atmosférica com a pressão exercida pela coluna líquida acima dele, devido à seu peso.

P_B=P_atm + P_líquido  ---  P_B=P_atm + F/S  ---  P_B= P_atm + peso do líquido/S  ---  P_B=P_atm + (m_líquido.g)/S  ---  d_líquido=m_líquido/V_líquido  ---  d_líquido=m_líquido/S.h     ---  m_líquido=d_líquido.S.h  ---  P_B=P_atm + (d_líquido.S.h)/S  ---  P_B=P_atm+ d_líquido.g.h  ---  esta expressão é chamada de Teorema Fundamental da Hidrostática ou de Teorema de Stevin

 Observe nessa expressão que a pressão atmosférica, a densidade do líquido e a aceleração da gravidade são as mesmas, assim ela depende apenas da altura da coluna líquida, ou seja, como é na base, da profundidade  ---  R- D

07- O efeito Doppler refere-se à variação da freqüência notada por um observador quando a distância entre ele e uma fonte de ondas está aumentando ou diminuindo. Na aproximação entre fonte e observador, o mesmo perceberá o som emitido pela fonte mais agudo (maior freqüência, recebe maior número de frentes de onda na unidade de tempo) do que perceberia se fonte e observador estivessem parados. Nesse caso, o comprimento de onda aparente percebido pelo observador será menor que o comprimento da onda emitido pela fonte (observador O₁ da figura abaixo)..

No afastamento entre fonte e observador, o mesmo perceberá o som emitido pela fonte mais grave (menor freqüência, recebe menor número de frentes de onda na unidade de tempo) do que perceberia se fonte e observador estivessem parados. Nesse caso, o comprimento de onda aparente percebido pelo observador será maior que o comprimento da onda emitido pela fonte (observador O₂ da figura acima)  ---  R- C.

08- Ruído em uma avenida com trânsito congestionado  ---  I=10^-3w/m²  ---  dado  ---  I_o=10^-12W/m²  ---  NS=10.log(I/I_o)  ---  NS=10.log(10^-3/10^-12) =10.log10⁹  ---  NS/10=log10⁹  ---  10^NS/10=10⁹  ---  NS/10=9  ---  NS=90dB  ---  pela tabela fornecida esse valor corresponde a 4 horas de exposição  ---  R- A

09- Inversão térmica – ocorre quando as camadas de ar próximas à superfície da Terra, que deveriam ser mais quentes para poderem se expandir e levar os poluentes, ficam mais frias (daí o nome de inversão térmica).

Assim, o ar frio fica retido na superfície, aprisionado pelo ar quente, impedindo as correntes de convecção, pois o ar frio que fica em baixo é mais denso e mais pesado e encontra dificuldades para subir, o que retém os poluentes próximos à superfície. Essa poluição provoca problemas de saúde como bronquite, pneumonia, asma, cansaço, etc. que atingem os indivíduos mais frágeis como idosos, crianças e doentes

R- E

10- V_o=30m/s  ---  V=?  ---  a=-5m/s² (freando)  ---  ΔS=50m  ---  equação de Torricelli  ---  V²=V_o² + 2.a.ΔS  ---  V²=30² + 2.(-5).50=900 – 500  ---  V=√400  ---  V=20m/sx3.6=72km/h  ---  R- E

 

Exercícios