RESOLUÇÕES

 

01- Teorema de Stevin:

P= P_o + d.g.h

Uma das conseqüências do teorema de Stevin é de que todos os pontos de uma superfície horizontal (a uma mesma altura h) suportam a mesma pressão, desde que o líquido seja o mesmo.

P_A=P_B  ---  o que implica que dgh_A=dgh_B  ---  h_A=h_B  ---  uma das utilidades práticas dessa conseqüência são os vasos comunicantes onde um mesmo líquido que está em recipientes de formatos e volumes diferentes, interligados entre

si, ficam sempre na mesma altura, pois suportam a mesma pressão

R- D.

02- Se você não domina a teoria, leia-a a seguir: O físico e médico inglês Thomas Young (1773-18290), através da experiência descrita a seguir, demonstrou que a luz possuía natureza ondulatória, pois os fenômenos de difração e interferência descritos nessa experiência, são de características exclusivamente ondulatórias.

Ele fez um pincel de luz monocromática (uma só cor) incidir sobre uma tela opaca (obstáculo) A, com uma estreita fenda S_o. A luz que atinge essa fenda se espalha sofrendo difração.  Atrás da primeira tela, ele colocou outra tela opaca B, com duas fendas muito estreitas e convenientemente próximas (S₁ e S₂), sendo que cada uma delas funciona como uma fonte primária de ondas exatamente iguais (mesma freqüência, mesmo comprimento de onda, mesma velocidade e

  

em fase), ou seja, ondas coerentes, que é condição necessária para que ocorra a interferência.

Em seguida, a uma distância D do obstáculo B ele colocou  um anteparo (alvo, película fotográfica) C, de tal modo que a separação d entre as fendas S₁ e S₂ é muito menor que a distância  entre o obstáculo B e a tela C.

Então ele observou na tela C uma figura de interferência formada por franjas brilhantes coloridas (interferência construtiva) alternadas por franjas escuras (interferência destrutiva). . O padrão de faixas de faixas de luz projetado na tela é chamado franjas de interferência.

R- A.

03- Pelos dados você pode observar que no final haverá água líquida à temperatura t  ---  calor cedido por m=10g de gelo a -10^oC até água a t  ---  Q₁=m.c_gelo.(t – t_o) + m.L + m.c_água.(t – t_o)=10.0,5.{0 – (-10)} + 10.80 + 10.1.(t -0)  ---  Q₁=10t + 850  ---  calor cedido por 90g de água para a 50^oC até chegar a água a t  ---  Q₂=mc_água.(t – t_o)=90.1.(t – 50)  ---  Q₂=90t – 4500  ---  Q₁ + Q₂=0  ---  10t + 850 + 90t – 4500 = 0  ---  100t=3650  ---  t=36,50^oC  ---  R-C.

04- Consiste numa série de transformações gasosas na qual o estado inicial coincide com o estado final, com o gás retornando à mesma pressão, volume e temperatura iniciais.

Toda transformação cíclica deve obedecer às seguintes condições:

 Como as temperaturas final e inicial são coincidentes (T_i=T_f), a variação de energia interna (ΔU) é nula  ---  ΔU=0

 ΔU=Q – W  ---  0=Q – W  ---  Q_ciclo=W_ciclo (a quantidade de calor trocada com o meio externo é igual ao trabalho realizado na transformação)

Em toda transformação cíclica representada no diagrama PxV, o trabalho realizado é fornecido pela área do ciclo  --- 

No eixo vertical você deve transformar atm em Pa(N/m²), multiplicando cada elemento por 10⁵  ---  W=área do ciclo=b.h/2  ---  W=(0,125.10⁵ – 0,25.10⁵)x(2,25.10⁵ – 0,25.10⁵)/2   ---  W=1,0.10⁵J  ---  a variação de energia interna é nula  ---   ΔU=0  ---  R- D.

05- Sendo as esferas idênticas, após colocadas em contato e depois separas ambas ficarão com cargas elétricas de mesmo sinal e de valor Q=(Q₁ + Q₂)/2  ---  A com B  ---  Q’=(+ 3e - 5e)/2  ---  Q’_A=Q’_B= - 1e  ---  A com C  ---  Q’’=(-1e + 3e)/2  ---  Q_A’’=Q_B’’= + 1e  ---  R- C.

06- Se você não domina a teoria, ela está a seguir:

Considere um condutor retilíneo de comprimento ℓ percorrido por uma corrente elétrica (elétrons livres com carga q, movendo-se com velocidade no interior do condutor, pela sua seção transversal). Esse fio condutor reto está imerso num campo magnético uniforme  . Sobre cada carga elétrica q que constituem a corrente elétrica i surge uma força

magnética fornecida pela expressão Fm’=q.V.B.senθ e somando as intensidades de cada força Fm’ obtém-se uma força resultante Fm=n.Fm’, onde n é o número de cargas que passam pelo fio condutor num intervalo de tempo Δt  --- Fm=n.q.V.B.senθ  ---  V=ΔS/Δt=ℓ/Δt  ---  Fm= n.q. ℓ/Δt.B.senθ  ---  i=n.q/Δt  ---  Fm=B.i.ℓ.senθ

F_m – 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 direção e sentido de  é fornecida pela regra da mão esquerda (veja figura abaixo) onde o dedo médio indica o

sentido da corrente elétrica i, pois o sentido convencional da corrente elétrica é o mesmo que o da velocidade das cargas positivas.

No caso do exercício a intensidade da força magnética sobre o fio vale  ---  F_m=B.i.ℓ.sen90^o=(0,50)x(i)x(1).(1)  --- 

F_m=0,5.i  ---  peso do fio  ---  P=m.g=15.10^-3.10  ---  P=15.10^-2N  ---  se o fio está flutuando em repouso, então F_m=P  ---  0,5i=15.10^-2  ---  i=15.10^-2/0,5=30.10^{-2 A  ---  i=0,30 A  ---   para que ocorra equilíbrio a força magnética deve anular ao força peso, ou seja, ser vertical e para cima  ---  regra da mão esquerda  ---  polegar  para cima, campo magnético}

  entrando na folha e a corrente i deve ser para a direita  ---  R- A.

07- Sendo o campo elétrico , vertical e para cima, a força elétrica sobre o elétron (carga negativa) será vertical e para baixo, pois quando q<0 força e campo elétricos tem mesma direção e sentidos opostos  ---  intensidade da força elétrica   ---  E=F/q  ---  1,5.10³=F/1,6.10^-19  ---  F=2,4.10^-16N (vertical e para baixo)  ---  como o elétron não sofre desvio, a força resultante vertical deve ser nula, assim a força magnética  sobre o elétron tem que ter a mesma intensidade que a elétrica , mas ter direção vertical e sentido para cima de modo que  anule   ---  intensidade de   ---  F_m=q.V.B.senθ  ---  como  tem que ter direção vertical, pela regra da mão esquerda, o ângulo θ entre  e  deve ser de 90^o  ---  F_m=1,6.10^-19.V.0,4.(1)=6,4.10^-20V  ---  F=F_m  ---  2,4.10^-16=6,4.10^-20V  ---  V=2,4.10^-16/6,4.10^-20  ---  V=

0,375.10⁴m/s  ---  V=3750m/s  ---  como o elétron se move para a direita e a força magnética deve ser para cima, pela regra da mão esquerda o campo magnético  deveria estar penetrando na folha, mas como q<0 estará saindo  dela  ---

R- A.

08- A figura abaixo mostra a situação vista de cima com as respectivas distâncias:

   

I. Correta  ---  aplicando Pitágoras no triângulo hachurado da figura abaixo  ---  d² = 6² + 8²=36 + 64  ---  d=√100  --- 

D=10m.

II. Correta  ---  veja figura.

III. Falsa  ---  veja (I).

R- B.

09- Veja tabela abaixo, das unidades fundamentais do SI:

R- E.

10-  Em todo movimento circular uniforme a intensidade (magnitude) da velocidade é constante, e a da aceleração

 também ---  a aceleração é a centrípeta, constante, de intensidade a_c=V²/R, pois V e R são constantes..

R- E.

11- Princípio da Inércia (Primeira Lei de Newton)

“Todo corpo que esteja em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme (movendo-se em trajetória reta com velocidade  vetorial constante), tende a continuar nestes estados se a força resultante que age sobre ele for nula”.

             

Quando a força resultante sobre ele for nula, se ele estiver em repouso, tende a continuar em repouso e se estiver em movimento com velocidade  tenderá a se mover em linha reta com velocidade . 

R- C.

12- O peso () de um corpo é resultado da atração gravitacional entre a Terra (ou outro planeta qualquer) e um corpo de massa m.

Todos os corpos que são abandonados de certa altura caem em direção ao centro da Terra solicitados exclusivamente pela força peso, com certa aceleração denominada aceleração da gravidade ().

Se a força peso for a resultante das forças que agem sobre o corpo de massa m, a equação da lei fundamental da

dinâmica

 transforma-se em  ou, em módulo (intensidade) P = m.g.

Observe que ambos se atraem, mas devido à sua grande massa em relação à massa do corpo, a aceleração da Terra é desprezível  ---  R- B.

13- * Polarizar uma onda significa transformar, através do polarizador, uma onda transversal  não polarizada, que vibra em várias direções, numa onda polarizada, que vibra numa única direção.

* Somente ondas transversais, como a luz, podem ser polarizadas.

* O som, que é uma onda longitudinal, não pode ser polarizada.

* A luz, ao se refletir em placas de vidro ou poças de água sofre polarização.  As duas fotos da figura foram tiradas da mesma cena.A foto da figura 1, abaixo, foi tirada com câmara sem filtro polaróide. . Assim, ela permite ver, além dos objetos dentro da vitrine, outros objetos que estão fora dela (como, por exemplo, os automóveis), que são vistos devido à luz proveniente destes refletida pelo vidro comum da vitrine. Na foto da figura 2, a luz refletida foi eliminada por um filtro polarizador colocado na frente da lente da câmera fotográfica.

 

      

Então ocorreu a eliminação dos reflexos e a luz refletida, que é polarizada, foi praticamente eliminada pelo polaróide.

* Como a luz refletida por superfícies polidas não metálicas é polarizada, os óculos escuros polarizados eliminam os reflexos para quem dirige em estradas molhadas ou para quem anda de barco em dias ensolarados.

* Os óculos de sol são exemplos de filtros polarizadores e reduzem a intensidade da radiação incidente.

R- B.

14- I. Falsa  ---  a primeira lei de Kepler afirma que as órbitas são elípticas com o Sol ocupando um dos focos da elipse.

II. Verdadeira  ---  Segunda lei de Kepler (lei das áreas)  ---  “ O segmento de reta imaginário que une o centro do Sol ao centro do planeta descreve áreas proporcionais  aos tempos gastos para percorrê-las”

Sejam:

A₁--- área entre 1,2 e o Sol  ---  A₂--- área entre 3, 4 e o Sol  ---  ∆t₁--- tempo que o planeta demora para ir de 1 a 2  ---∆t₂--- tempo que o planeta demora para ir de 3 a 4  ---  então:

A₁∆t₁ ~A₂/∆t₂=constante=K  ---  essa constante K depende do planeta e recebe o nome de velocidade areolar

 Observe na expressão acima que quando A₁=A_2, ∆t₁= ∆t₁, ou seja, para o arco maior 34, ser percorrido no mesmo

intervalo de tempo que o arco menor12, a velocidade em 3,4 (mais perto do Sol - periélio) deve ser maior que a velocidade em 1,2 (mais afastado do Sol – afélio).

Portanto os planetas aceleram do afélio para o periélio e retardam do periélio para o afélio.

III. Falsa  ---  veja (II).

IV. Falsa  ---  a órbita de Mercúrio não é circular, é elíptica.

 

 

Exercícios