RESOLUÇÕES

 

01- Observe na figura abaixo onde a origem da trajetória foi colocada no ponto de partida do móvel A S_oA=0  ---  a

trajetória foi orientada para a direita S_oB=19200m  ---  ambos os móveis partiram do repouso, V_oA=V_oB=0  ---  como o móvel B está em movimento retrógrado e acelerado sua velocidade e sua aceleração são negativas (veja fisicaevestibular.com.br – mecânica – cinemática – gráficos do MUV)  ---  dedução da função horária de cada móvel  ---  S_A=S_oA + V_oAt + a_A.t²/2=0 + 0.t + 2t²/2  ---  S_A=t²  ---  S_B=S_oB + V_oBt + a_B.t²/2=19200 – 0.t – 4.t²/2  ---  S_B=19200 – 2t²  ---  no encontro AS=S_B  ---  t²=19200 – 2t²  ---  t²=6400  ---  t=80s.

02- Durante a descida a intensidade da força resultante que age sobre o bloco é igual à intensidade da força de atrito

 

F_at=F_R ---  V_o=15m/s  ---  ∆S=L=5m  ---  para (V=0)  ---  cálculo do módulo da aceleração a pela equação de Torricelli  ---  V²=V_o² + 2.(-a).∆S  ---  0² = (15)² – 2.a.5  ---  a=22510  ---  a=22,5ms²  ---  lei fundamental da dinâmica  ---  F_R=m.a=4.22,5  ---  F_R=90N.

03- Durante o choque , a variação da quantidade de movimento (momento linear) antes e depois do choque é transferido do martelo para a estaca sob forma de impulso  ---   pelo teorema da conservação da quantidade de movimento  ---  “ O impulso da força resultante de um sistema de forças que age sobre um corpo é igual à variação da quantidade de movimento do corpo”

   

O impulso é numericamente igual à área do trapézio  ---  I=área=(B + b).h/2=(0,3 + 0,1).F_máx/2  ---  I=0,2.F_máx (I) --- 

Cálculo da velocidade com que o martelo de massa m=1,5.10³kg atinge a estaca, descendo da altura de h=5m  --- 

Torricelli  ---  V²=V_o² + 2.g.h=0² + 2.10.5  ---  V=10m/s  ---  durante o choque do martelo com a estaca sua velocidade variou de 10m/s para zero, ou seja, ∆V=10m/s  ---  variação da quantidade de movimento  ---  ∆Q=m.∆V=1,5.10³.10  ---  ∆Q=15.10³kg.m/s (II)  ---  igualando (I) com (II)  ---  0,2F_max=15.10³  ---  F_max=75.10³N  ---  R- 75.

04- Em todo gráfico Fxd(h), o trabalho realizado pela força indicada (força de atrito) é numericamente igual à área do

triângulo hachurado  ---  W=área=b.h/2=(100x10)/2  ---  W=500J (energia dissipada pois se trata da força de atrito)  ---

energia inicial – energia dissipada = energia final  ---  energia inicial – W_i=m.V_o²/2=2.V_o²/2  ---  W_i=V_o²   ---  energia final – W­_f=mgh=2.10.100  ---  W_f=2000J  ---  W_i – 500=2000  ---  V_o²= 2500  ---  V_o=50m/s. 

05- Colocando as forças que agem sobre a trave  ---  peso  da trave, vertical e para baixo e de intensidade  ---  P=m.g=4,6.10  ---  P=46N  ---  força de tração aplicada pelo cabo, sustentando-a  ---  decompondo a força em suas componentes horizontal e vertical  ---  horizontal – T_h=T.sen60^o=T.√3/2  ---  vertical – T_v=T.cos60^o=T.1/2=T/2  --- 

Observe a seqüência da figura acima  ---  N é a intensidade da força horizontal que a parede aplica na trave  ---  equilíbrio na horizontal  ---  N=T.√3/2  ---  equilíbrio na vertical  ---  T/2=P  ---  T/2=46  ---  T=92N  ---  se fosse pedida a intensidade da força que a trave troca com a parede você teria  ---  N=92.√3/2=46√3N.

06- Como o exercício pede para desprezar o volume do gás que penetra no braço esquerdo do tubo em comparação com o volume do balão, a transformação é isovolumétrica (isocórica ou isométrica), ou seja, ocorre a volume constante (V_o=V)  ---  pressão inicial na coluna da direita - P_o=P_atm  ---  pressão final na coluna da direita  ---  P=P_atm + d.g.h  --- 

T_o=27 + 273=300K  ---  T=129 + 273=402K  ---  equação geral dos gases perfeitos  ---  P_o.V/T_o = P.V/T  ---  P_atm/300 =

(P_atm + dgh)/402  ---  1.10⁵/300 = (1.10⁵ + 13,6.10³.10.h)/402  ---  1.10⁵/300 = (1.10⁵ + 1,36.10⁵.h)/402  ---402.10⁵/300

= 10⁵ + 1,36.10⁵.h  ---  1,34.10^{5 – 1.105}=1,36.10⁵h  ---  h=0,34/1,36  ---  h=0,25m=25cm.

07- Quantidade de calor (energia) necessária para elevar a temperatura de m=100g de Ga de 0^oC até 30^oC  ---  calor sensível  ---  Q₁=m.c.(t – t₀)=0,1.0,4.(30 – 0)  ---  Q₁=1,2kJ  ---  quantidade de calor (energia) necessária para fundir toda essa massa de Ga  ---  caloe latente  ---  Q₂=m.L=0,1.80  ---  Q₂=8kJ  ---  Q_total=W=8,0 + 1,2=9,2kJ  ---  sendo a potência da fonte aquecedora de P=100W  ---  P=W/∆t  ---  100=9,2.10³/∆t  ---  ∆t=9200/100  ---  ∆t=92s.

08- Veja na figura abaixo que um comprimento de onda λ vale  ---  1,5λ/2=15  ---  λ=15/1,5=10cm=0,1m  ---  equação

fundamental da ondulatória  ---  V=λf=0,1.740  ---  V=74m/s.

09- Ondas estacionárias são ondas formadas pela superposição de duas ondas idênticas, de mesma amplitude, mesma freqüência, mesmo comprimento de onda e que se movem na mesma direção e sentidos opostos

* Os pontos A, C, E, G e I são nós ou nodos e não se movem, são fixos.

 

Todos os pontos que estão entre AC, CE, EG e GI são ventres (fusos) e estão sempre em movimento vibratório.

A distância entre dois nós consecutivos é sempre λ/2.

Observe na figura do exercício que λ/2=6m  ---  λ/2=6  ---  λ=12m.

10- Observe no gráfico que ambos os ângulos vão aumentando até que, a refração acontece quando θr=90^o (ângulo critico) e, nesse caso θr=30^o  ---  alicando a lei de Snell-Descartes  ---  n_i.sen θ_i = n_ar.sen θ_r ---  n_i.sen30^o=1.sen90^o  ---  n_i.1/2=1.1  ---  n_i=2.

11- Observe na figura abaixo  ---  o=altura do objeto=1cm  ---  i=altura da imagem= - 0,4cm (invertida em relação ao

objeto)  ---  distância do objeto à lente=P=d  ---  distância da imagem à lente=P’  ---  P + P’ = 56cm  ---  P=56 – P’  ---

i/o = - P’/P  ---   - 0,4/1 = - P’/(56 – P’)  ---  0,4.56 – 0,4P’=P’  ---  1,4P’=22,4  ---  P’=16cm  ---  P + P’=56  --- 

P + 16=56  ---  P=d=40cm.

12- Observe abaixo as características do vetor campo elétrico, nesse caso:

Intensidade do campo elétrico que q₁ cria na posição onde está q₂  ---  E₁₂=k.q₁/d²=9.10⁹.16.10^-6/2²  ---  E₁₂=36.10³N/C e é de afastamento de q₁, pois q₁<0  ---  intensidade do campo elétrico que q₃ cria na posição onde está q₂  ---  E₃₂=kq₃/d²=9.10⁹.4.10^-6/1²  ---  E₃₂=36.10³N/C e é de afastamento de q₃, pois q₃<0  ---  observe na figura que esses dois

vetores tem mesma intensidade, mesma direção mas sentidos contrários, então se anulam e E_R=0.

13- Veja as características do potencial originado nesse caso:

Do gráfico, quando d=0,15m, V=300V  ---  V=k.Q/d  ---  300=9.10⁹.Q/0,15  ---  Q=45/9.10⁹  ---  Q=5.10^-9C=5nC.

14- Quando a chave Ch é fechada, o resistor é percorrido por uma corrente que surge devido à ddp de U=22 – 12=10V  ---  R=U/i=10/2  ---  2=10/i  ---  i=5 A.

15- Leia a teoria a seguir:

 Carga elétrica q lançada com velocidade  lançada perpendicularmente às linhas de indução de um campo magnético uniforme   ---  observe que, neste caso o ângulo entre e é 90o e que sen90o=1.

Na figura abaixo uma carga positiva q penetra com velocidade no ponto A numa região em que existe um campo magnético uniforme  penetrando na folha. Observe que e são perpendiculares e, como a velocidade  é sempre tangente à trajetória em cada ponto, a força magnética , obtida pela regra da mão esquerda e indicada na figura é sempre dirigida para o centro de

 uma circunferência de raio R. Assim, a carga q realizará um movimento circular uniforme com velocidade de intensidade constante .

A expressão matemática dessa força magnética é Fm=q.V.B.senθ=q.V.B.1  ---  Fm=q.V.B  ---  lembrando que a força magnética Fm é responsável pelo movimento circular é a força resultante centrípeta de intensidade Fc=m.V²/R  ---  F_m=F_c  ---  q.V.B=m.V²/R  ---

   

 

R=m.V/q.B (I)  ---  o período T (tempo que a carga q demora para efetuar uma volta completa) é fornecido por  ---  V=ΔS/Δt  ---  numa volta completa  ---  ΔS=2πR e Δt=T  ---  V=2πR/T (II)  ---  substituindo II em I  ---  R=m. (2πR/T)/q.B  ---  T=2πm/q.B  ---  

Observe que o período (T) do movimento circular não depende da velocidade com que a partícula q penetra no campo magnético.

0-0) Falsa  ---  sempre que uma carga se move no interior de um campo magnético, não paralelamente às linhas de campo, surge sobre ela uma força magnética independente do fato de haver ou não um campo elétrico na região.

1-1) Correta  ---  surge força magnética mas ela não acelera a partícula, pois a mesma se move em movimento circular uniforme, nesse caso a força magnética é a força resultante centrípeta.

2-2) Falsa  ---  surge aceleração, pois a força muda a direção do vetor velocidade e essa aceleração é a aceleração centrípeta.

3-3) Correta  --- não há trabalho realizado pois a força é perpendicular ao deslocamento da partícula,  e d formam ângulo de 90^o e o trabalho é nulo (W=F.d.cos90^o=F.d.0=0).

4-4) Falsa  ---  sendo o trabalho realizado nulo, a energia mecânica é constante.

Resposta: FVFVF