Resolução comentada das questões para a admissão da AFA 2015/2016
Resolução comentada das questões para a admissão da
AFA 2015/2016
01- Em todo gráfico VXt a área entre a reta representativa e o eixo dos tempos é numericamente
igual à variação de espaço ΔS, entre dois instantes quaisquer t1 e t2.
Os corpos A e B voltam a se encontrar quando as áreas entre as curvas características da velocidade
(v) e o tempo (t) forem iguais. Analisando o gráfico as áreas são iguais no instante t4.
R- A
02- Segunda lei de Newton ou Princípio Fundamental da Dinâmica
Ao contrário da primeira lei igual à de Newton que justifica o que ocorre com um corpo quando a força resultante que age sobre ele for nula, esta segunda lei de Newton explica o que acontece com esse corpo quando a resultante das forças que agem sobre ele não for nula.
Podemos definir o Princípio Fundamental da Dinâmica ou segunda lei de Newton do seguinte modo:
03- Dilatação linear dos sólidos
Trata-se da dilatação de uma das dimensões de um corpo, como por exemplo, seu comprimento. Considere uma haste metálica de comprimento Lo e à temperatura to. Quando aquecida terá comprimento L a uma temperatura t.
Características:
A dilatação linear ΔL é diretamente proporcional à variação de temperatura Δt.
A dilatação linear ΔL é diretamente proporcional ao comprimento inicial Lo.
A dilatação linear ΔL depende do material de que é constituído o corpo.
ΔL dilatação linear
α coeficiente de dilatação linear médio, característica do material que constitui a barra.
Lo comprimento inicial
L comprimento final
Δt intervalo de temperatura
Analisando as alternativas:
a) num dia de verão em que a temperatura variar 20 °C o comprimento de uma barra de ferro de 10,0 m sofrerá uma variação de 2,6 cm
a – Falsa
ΔL = Lo.α. Δt
ΔL = 10.13.10-6.20
ΔL = 26. 10-4 m = 0,26 cm
b) o coeficiente de dilatação superficial do ferro é 169.10-6 oC-1.
b – Falsa
= 2.α = 2. 13.10-6 ºC-1 = 26.10-6 ºC-1
c) para cada 1 °C de variação de temperatura, o comprimento de uma barra de 1,0 m desse material varia 13.10-6m⋅
c – Verdadeira
ΔL = Lo.α. Δt ΔL = 1.13.10-6.1 ΔL = 13.10-6 m
d) o coeficiente de dilatação volumétrica do ferro é 39.10-18 oC-1
d – Falsa
= 3.α = 3.13.10-6 = 39.10-6 ºC-1
R- C
04- 1º passo:
Determinar a massa d = m/V 1kg/L = m.1L m = 1 kg = 1000 g.
Agora calculamos a quantidade de calor utilizada na queima, usando a equação fundamental da calorimetria.
Equação fundamental da calorimetria – calor sensível ou calor específico.
Denomina-se calor sensível ou calor específico (c) o calor que provoca uma variação na temperatura de um corpo, sem que ele mude de estado físico.
Verifica-se experimentalmente que a quantidade de calor (Q) recebida ou cedida por um corpo é diretamente proporcional à sua massa e á sua variação de temperatura.
Matematicamente:
Onde c é o calor especifico (constante de proporcionalidade que é característica de cada corpo).
Q = m.c. Δt Q = 1000.1.(100-10) Q = 90000 cal.
Se 80% do carvão liberado é perdido, aproveita-se apenas 20%, logo:
E, finalmente, determinamos a potência térmica, sendo dado 1cal = 4J W = Q = 450000×4 = 1800000 J em ∆t = 10min = 10.60 = 600 s:
P = W /∆t = 1800000/600 = 3000 W.
R- D
05- Características da imagem num espelho plano
O ponto objeto e o ponto imagem são simétricos em relação ao espelho, ou seja, a distância do objeto ao espelho é a mesma que a distância da imagem ao espelhoe contidos numa mesma reta perpendicular ao plano do espelho.
O ponto imagem está sempre atrás do espelho e é virtual (não pode ser fotografado ou filmado atrás do espelho).
A altura do objeto é sempre igual à altura da imagem e a imagem é reversa ou revertida (troca direita pela esquerda).
Logo, a Imagem gerada por um espelho plano é sempre virtual (formada atrás do espelho), direita (mesma posição do objeto original) e igual (mesmo tamanho do objeto original). A imagem gerada por um espelho plano (EP) está situada a uma distância (p) do espelho igual à distância (p’) que o objeto (O) se encontra do espelho.
Veja a visão dos objetos pelo Observador 1
Ou, de uma maneira bem simples:
Os objetos que estão no lado do observador não mudam. Podemos observar isto apenas em B.
R- B
06-
07- Conseguimos obter a quantidade de calor Q fazendo uma relação entre a potência elétrica e a potência térmica:
A variação de energia interna ∆U do gás pode ser dada pela 1ª lei da termodinâmica:
O Primeiro Princípio da Termodinâmica (Princípio da Conservação da Energia) afirma que: “A energia não pode ser criada nem destruída, mas apenas transformada”
Suponha que um sistema isolado receba 300J de calor. Se, por exemplo, 50J dessa energia forem absorvidos pelo sistema, então a parte restante, 250J, será fornecida ao ambiente sob a forma de trabalho.
Então, Q = W + ΔU ou,
08- Força magnética sobre um fio retilíneo percorrido por corrente elétrica i
Fm – intensidade da força magnética que age sobre o fio – medida em newton (N), no SI.
B – intensidade do campo magnético – medido em tesla (T), no SI.
i – corrente elétrica no fio – medida em ampère (A), no SI.
θ – ângulo entre a direção de B e de i.
A força magnética nos fios não provoca torque resultante, ou seja, a espira não consegue girar, pois o suporte S impede esse giro que seria no sentido anti-horário.
Assim, a espira permanecerá na sua posição original de equilíbrio.
R- B
09- Pêndulo Simples
Pêndulo Simples 
consta de uma massa m, presa na extremidade inferior de um fio ideal, fixada verticalmente na sua extremidade superior (figura) .
Se o pêndulo simples oscilar, com oscilações de pequena abertura (no máximo 15o), ele descreve ummovimento circular de raio R=L, sendo L o comprimento do fio.
Seu período (T), que é o tempo que ele demora para efetuar um “vai e vem” completo é fornecido pela expressão:
onde g é a aceleração da gravidade local.
A massa pendular m não influi no período T do movimento. Assim dois pêndulos de mesmo
comprimento L, mas de massas diferentes M e m, apresentam o mesmo período T.
O período de um pêndulo simples independe da amplitude, ou seja, da altura em que m é abandonada.
Assim, os pêndulos da figura abaixo, tanto na situação 1 como na 2, demoram o mesmo tempo para
ir de A até B, de B até C, de C até B e de B até A.
O período T de um pêndulo simples é diretamente proporcional à raiz quadrada de seu comprimento L.
O período de um pêndulo simples é inversamente proporcional à raiz quadrada da aceleração da gravidade g. Assim, quanto maior for a aceleração da gravidade g do local onde está o pêndulo, menor será o seu período. Uma das aplicações do pêndulo simples é adeterminação da aceleração da gravidade em um dado local.
No caso do exercício, vamos Cálcular o Período T (tempo que demora para efetuar uma oscilação completa, um “vai e vem” completo), ou seja, percorrer um comprimento de onda 1 λ), utilizando os gráficos fornecidos:
Observe que os períodos dos pêndulos 1, 2 e 3 são, respectivamente T1 = 1s, T2 = 2s e T3 = 4s.
Equação do período de um pêndulo T = 2π√L g substituindo g = π2 m/s2 T = 2π√L π2
R- C