Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) é uma instituição de ensino superior privada e católica brasileira, sediada no bairro da Gávea, na cidade do Rio de Janeiro, capital do estado homônimo, Brasil. Nos tempos de hoje, é conhecida como a melhor universidade privada do Brasil.
01-(PUC-RJ-015)
Uma massa de 10 g e velocidade inicial de 5,0 m/s colide, de modo totalmente inelástico, com outra massa de 15 g que se encontra inicialmente em repouso.
O módulo da velocidade das massas, em m/s, após a colisão é:
02-(PUC-RJ-015)
Um pêndulo é formado por um fio ideal de 10 cm de comprimento e uma massa de 20 g presa em sua
extremidade livre. O pêndulo chega ao ponto mais baixo de sua trajetória com uma velocidade escalar de 2,0 m/s.
A tração no fio, em N, quando o pêndulo se encontra nesse ponto da trajetória é:
Considere: g = 10 m/s2
03-(PUC-RJ-015)
Um astronauta, em um planeta desconhecido, observa que um objeto leva 2,0 s para cair, partindo do
repouso, de uma altura de 12 m.
04-(PUC-RJ-015)
Um aluno enche um copo com 0,10 L de água a 25 °C e 0,15 L de água a 15 °C. Desprezando trocas
de calor com o copo e com o meio, a temperatura final da mistura, em °C, é:
05-(PUC-RJ-015)
Uma lâmpada é ligada a uma bateria de 120 V e dissipa 40,0 W. A resistência dessa lâmpada, em Ω, é:
06-(PUC-RJ-015)
Sabendo que a velocidade de uma onda eletromagnética em um meio é dada por 1,2.108 m/s, qual é o
índice de refração desse meio? Considere: velocidade da luz c = 3,0.108 m/s
(A) 2,5 (B) 1,2 (C) 1,8 (D) 2,0 (E) 0,4
07-(PUC-RJ-015)
Um tubo cilíndrico de vidro de 5,0 m de comprimento tem um de seus extremos aberto e o outro fechado. Estando inicialmente em contato com o ar à pressão atmosférica (1,0 atm), este tubo é introduzido dentro de uma piscina com água, com a parte fechada para cima, até que a água se haja elevado a um quinto da altura do tubo. O tubo é mantido nesta posição.
Veja a figura.
Suponha que este processo ocorre à temperatura constante. Tome o ar como gás ideal.
Considere:
1 atm = 1,0.105 Pa
g = 10 m/s2
ρágua= 1,0.103 kg/m3
a) Qual é a pressão do ar dentro do tubo, em atm?
b) Qual é a altura H do tubo que se encontra submergida?
08-(PUC-RJ-015)
Em um laboratório de eletrônica, um aluno tem à sua disposição um painel de conexões, uma fonte de 12 V e quatro resistores, com resistências R1= 10 Ω, R2 =20 Ω, R3 = 30 Ω e R4 = 40 Ω.
Para armar os circuitos dos itens abaixo, ele pode usar combinações em série e/ou paralelo de alguns ou todos os resistores disponíveis.
a) Sua primeira tarefa é armar um circuito tal que a intensidade de corrente fornecida pela fonte seja de 0,8 A. Faça um esquema deste circuito. Justifique.
b) Agora o circuito deve ter a máxima intensidade de corrente possível fornecida pela fonte. Faça um esquema do circuito.
Justifique
c) Qual é o valor da intensidade de corrente do item b?
RESOLUÇÕES
01- Em toda colisão inelástica eles se movem juntos após o choque, com a mesma velocidade V’:
Quantidade
de movimento
do sistema antes
da colisão
Qsa
=10.5 + 15.0
Qsa
= 50kgm/s.
Quantidade
de movimento
do sistema depois
da colisão
Qsd
=10.V’ + 15.V’
Qsa
= 25V’.
Princípio
da conservação
da quantidade de movimento
Qsa
= Qsd
50 = 25V’
V’
= 2m/s.
R- D
02-
R=10cm=0,1m
m=20g=0,02kg
V=2,0m/s
g=10m/s2
T=?
Fc
= mV2/R
T
– P = mV2/R
T – mg = mV2/R
T – 0,02.10 = 0,02.22/0,1
T = 0,2 + 0,8
T=1,0N
R- E
03- A aceleração gravitacional nesse planeta, em m/s2, é:
h
= Vot
+ gt2/2
12 = 0.2 + g.22/2
g = 12/2
g
= 6m/s2.
R- B
04-
(Q1
+ Q2
= 0
m1.c.(t
– 25) + m2.c.(t
– 15) = 0
0,1t – 2,5 + 0,15t – 2,25 = 0
t = 4,75/0,25
t = 19oC.
R- B
05-
P
= U2/R
40 = 14400/R
R
= 360Ω
R- E
06-
n
= c/V
n = 3.108/1,2.108
n
= 2,5
R- A
07-
a)
Se o processo ocorre à temperatura
constante
trata-se de uma transformação isotérmica
e,
aplicando a equação dos gases ideais
Po.Vo/To
= P.V/T
Po.Vo
= P.V
volume inicial de ar no tubo cilíndrico de área da base S
Vo
volume final de ar no tubo cilíndrico
V
=(4/5)Vo
Po
= 1 atm
Po.Vo
= P.V
1.Vo
= P.(4/5)Vo
P = 5/4
P
= 1,25 atm.
Mas,
uma das conseqüências do princípio de Stevin é que todos
os pontos do mesmo nível
horizontal
suportam a mesma pressão
PM
= PN
1,35.105
= 105
+ 104H
1,35.105
– 1,0.105
= 104H
H = 0,35.105/104
H = 0,35.10
H
= 3,5m
08-
a)
Para se obter uma corrente elétrica de
i=0,8 A sob tensão de U = 12V
a resistência
equivalente
deve valer
Req
= U/i = 12/0,8
Req
= 15 Ω
Para obter essa resistência equivalente você pode montar o circuito abaixo onde R1 = 10Ω e R2 = 20Ω são associados em série, fornecendo Req1 = 30Ω e esse conjunto associado em paralelo com R3 =
30Ω fornecendo Req = 30.30/(30 + 30)=900/60=15Ω (figura acima).
b) e c) Veja na expressão R = U/i que i é inversamente proporcional à R e, assim, a máxima corrente obtida ocorre quando a resistência equivalente é a menor possível, o que só pode ocorrer quando os
4
resistores estiverem associados em paralelo,
cujo Req
será
1/Req
= 1/10 + 1/20 + 1/30 + 1/40
Req
= 4,8Ω.
Nesse
caso, a corrente
elétrica total será mínima
e de valor Req
=U/i
4,8 = 12/i
i
= 2,5 A.