Resoluções

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01- Aparelhos que envolvam a emissão ou recepção de ondas eletromagnéticas, como aparelhos celulares podem provocar interferência das ondas eletromagnéticasnas comunicações dos pilotos com a torre de controle e, esta interferência é acentuada quando essas ondas eletromagnéticas emitidas pelos aparelhos eletrônicos possuem faixas de frequências próximas às do equipamento a bordo da aeronave---  R- E

02-  Veja a teoria abaixo:

Princípio de Pascal: “ O acréscimo de pressão exercido num ponto de um líquido ideal em equilíbrio é transmitida integralmente a todos os pontos desse líquido e também às paredes do recipiente onde está contido” A maioria dos sistemas multiplicadores de forças é baseado no princípio de Pascal e, para explicá-lo considere um líquido ideal no interior de dois cilindros verticais de seções diferentes e interligados. Esses cilindros, em contato com a parte superior do líquido, possuem dois êmbolos de áreas S₁ e S₂.

Uma força de intensidade F₁ aplicada ao êmbolo de menor área (S₁), provocará um aumento de pressão dado por ΔP=F₁/S₁ e, pelo princípio de Pascal esse acréscimo de pressão se transmitirá integralmente a todos os pontos do líquido e das paredes, inclusive para o êmbolo de maior área (S₂). Então, o êmbolo maior fica sujeito a uma força F₂, tal que ΔP=F₂/S₂. Pelo princípio de Pascal essa variação de pressão se transmite integralmente  do êmbolo menor ao êmbolo maior e são iguais  ---  F₁/S₁=F₂/S₂

Observe na expressão acima que, como S₂ > S₁, tem-se que F₂ > F₁ e, assim, a intensidade da força é proporcional à área de cada êmbolo, ou seja, esse sistema é capaz de multiplicar forças.

Dadosdo exercício  ---  massa da pessoa, m_p=65kg; massa da cadeira, m_c=15kg e massa da plataforma m_pl=20kh  ---  massa total a ser elevada m_t=(65 + 15 + 20)=100kg  ---  peso total a ser elevado  ---  P=m_t.g=

100x10---  P=1000N  ---  como ele está subindo com velocidade constante (força resultante nula) a intensidade da força F₂ aplicada pelo dispositivo para elevá-lo (figura abaixo) deve anular seu peso  ---  F₂=

P_t  ---  F₂=1000N  ---  o enunciado fornece que S₂=5S₁  ---  F₁/S₁ = F₂/S₂  ---  F₁/S₁ = 1000/5S₁  ---  F₁=1000/5  ---  F₁=200N---  R- C

03-* Todos os pontos da correia (admitidos inextensíveis) têm a mesma velocidade escalar V que todos os pontos da periferia de cada polia, desde que não ocorra deslizamento---  V=W.R  ---  W=2π/T  ---  assim, V₁=V₂  ---  W₁.R₁ = W₂.R₂  ---  2π/T₁.R₁= 2π/T₂.R₂  ---   2πf₁.R₁ =  2πf₂.R₂  

Generalizando---  f.R=constante=K  ---  observe que o raio é inversamente proporcional à freqüência (maior raio corresponde à menor freqüência)

Note na montagem P que as polias 1 e 2 estão acopladas e V₁ = V₂---o mesmo acontece na montagem

ondeV₁ = V₃---  polias que estão fixas no mesmo eixo de rotação possuem a mesma velocidade angular, (“varrem” o mesmo ângulo no mesmo tempo) assim,  nas montagens P e Q você tem que W₂ = W₃

 Resumindo:as polias 1 e 3 giram com velocidades lineares iguais em pontos periféricos (V₁ = V₃) e, pelo enunciado, por questão de segurança, é necessário que a serra possua menor velocidade linear, o que acontece na montagem Q onde a serra de fita está  acoplada à polia de menor raio  ---  R- A.

04- A absorção das radiações térmicas é mais acentuada em superfícies escuras, no caso, a garrafa de cor preta do que as claras, no caso, a garrafa branca, que refletem mais essas radiações---   sabe-se também que todo  bom absorvedor  térmico também e um bom emissor de calor. --- durante o tempo emque a lâmpada permaneceu acesa (aquecimento), a garrafa preta absorveu mais rapidamente energia radiante  (térmica, calor)do que a garrafa branca com sua temperatura sofrendo um aumento maior que a temperatura da garrafa branca  ---  depois que a lâmpada foi desligada ambas resfriaram, porém a temperatura da garrafa preta também diminuiu mais que a da branca pois, todo  bom absorvedor térmico também e um bom emissor de calor---  R- E.

05- Estando a garrafa está totalmente fechadao líquido não vazará por nenhum furo, pois a pressão externa (P_atm) é maior que a pressão interna, que é devida apenas à coluna líquida (P_int=d_líquido.g.h). Na garrafa

aberta o líquido vazará pelos três furos, pois a pressão interna (P_int=P_atm + P_líquido=P_atm + d_líquido.g.h) é maior que a externa (P_atm) e veja que a velocidade de escoamento depende apenas da altura da coluna líquida pois, P_int= d_líquido.g.h  ---  maior altura, maior alcance  ---  R- A.

06- Associação série---  todos os resistores (aparelhos) são ligados um em seguida ao outro. ea intensidade da corrente elétrica i é a mesma em todos os aparelhos, o que viabiliza apenas as alternativas (A), (D) e (E),

onde o amperímetro, que deve ser associado em série com a lâmpada indica apenas a corrente que flui em L.

Associação paralelo---  os resistores (aparelhos) são associados pelos seus terminais, ou seja, todos saem de um mesmo ponto e todos chegam a um mesmo pontoe a diferença de potencial (tensão) U de toda a associação  é a mesma para todos os aparelhos que estão associados em paralelo (inclusive a geladeira), o

que viabiliza apenas as alternativas (D) e (E) onde o voltímetro indica a tensão (ddp) de toda a associação, pois ele deve ser associado em paralelo ao(s) aparelho(s) onde se quer medir a tensão.

A intensidade da corrente total é medida inserindo-se um amperímetro no fio fase ou no fio neutro, de modo

a ficar em série com todos os aparelhos do circuito.

R- E

07- O comprimento de onda (λ) representa a distância percorrida pela onda até começar novamente a repetição, ou seja, é a menor distância entre dois pontos consecutivos que estão em concordância de fase, como,por exemplo, a menor distância entre duas cristas ou dois vales  ---  o enunciado fornece que cada período de

oscilaçãocontém 16 pessoas, que se levantam e sentam organizadamente e distanciadas entre si por 80cm

---comprimento de onda=15 espaçosxcomprimento de cada espaço  ---  γ=15x0,8=12m  ---  esse

comprimento de onda γ=12m corresponde à distância que a onda percorre no intervalo de tempo de um período (T), que, por definição é o tempo que a onda demora a percorrer 1γ=12m com velocidade V=45/3,6=

12,5m/s---  cálculo do período (T)  ---  V=ΔS/ΔS=γ/T  ---  12,5=12/T  ---  T=12/12,5=0,96s  ---  o enunciado pede a frequência que  representa quantas oscilações completas a onda efetua em cada unidade de tempo (período T)  ---  lembrando que a frequência é o inverso do período  ---  f=1/T=1/0,96=1,04Hz---  R- C

08-

 

Dados:

Quando você coloca vários corpos em contato no interior de um recipiente (supondo que eles troquem calor apenas entre si e não ocorra perdas para o ambiente externo) haverá trocas de calor entre eles, até atingirem o equilíbrio térmico ficando todos com a mesma temperatura  ---  pelo princípio da conservação da energia, a quantidade de calor cedida pelos corpos mais quentes Q_Q é igual à quantidade de calor recebida pelos mais frios (Q_F), ou seja, a soma dos calores envolvidos será nula   ---  Q_Q + Q_F =0   ---  Q_Q=m_Q.c.(ө – ө_o)=m_Q.c.(30 – 70)  ---  Q_F=m_F.c. .(ө – ө_o)=m_F.c.(30 – 25)  ---  m_Q.c.(30 – 70) + m_F.c.(30 – 25)   ---  m_Q.c.(-40) +m_F.c.(5) = 0   ---5m_F=40m_Q  ---  m_Q/m_F=5/40  ---  m_Q/m_F=0,125  ---  R- B

09- Quando os corpos, em queda livre,se movimentam num fluido (ar ou água), além do peso que é constante surge também uma força, contrária ao movimento, que chamamos de força de resistência do ar (), que depende da velocidade do corpo, de sua forma e da área de secção transversal em relação à direção do movimento nesse meio.

Assim, sobre um pára-quedista no ar, surgem sempre na direção do movimento (vertical), duas forças: seu peso () que é  sempre constante, para baixo e a força de resistência do ar (), que é variável e sempre para cima.

Sem pára-quedas ele deve manter sempre o corpo na horizontal para aumentar a resistência do ar.

No início da queda, quando a velocidade vertical é nula, =  e sobre ele age apenas a força peso, acelerando-o para baixo (figura 1).

                         

A partir daí, sendo > ele cai acelerando e sua velocidade vai aumentando e  também, pois quanto maior a velocidade maior será  (figura 2).

Chega um momento em que a intensidade de  fica igual à intensidade da força peso   e ele entra em equilíbrio dinâmico (força resultante nula ) e sua velocidade vertical nesse instante é chamada velocidade terminal ou velocidade limite (que permanece a mesma até ele abrir o pára-quedas). Essa é a primeira velocidade limite de valor aproximadamente 200km/h (figura 3).

Quando ele abre o pára-quedas, a área de contato com o ar aumenta, aumentando também a força de resistência do ar  que fica maior que o peso  (figura 4).

Como, agora, > ele desacelera diminuindo  até que novamente eles se igualem =  e o pára-quedista começa a cair novamente com velocidade constante (figura 5).

 

 Essa segunda velocidade limite que é a velocidade com que ele chega ao solo e que vale aproximadamente 22km/h, é baixa o suficiente para que ele não sofra danos, quando treinado.

A variação da velocidade dessa queda e da força resultante em função do tempo está representada no gráfico abaixo.

Compare atentamente os dois gráficos abaixo:

Trecho PQ  ---  movimento acelerado com velocidade diminuindo  com a força resultante para baixo e diminuindo até que peso e força de resistência do ar se anulem no ponto Q.

Trecho QR ---  a força peso anula a força de resitência do ar tornando a força resultante nula e ele cai em MRU com velocidade constante (primeira velocidade limite).

R  ---  em R, no instante T_A o paraquedas é aberto e instantaneamente a força de resistência do ar que surge devido a essa abertura fica maior que a força peso, fazendo com que, agora, surja uma força resultante para cima em sentido contrário ao da anterior.

Trecho RS  ---  ainda em queda livre a velocidade diminui rápidamente, pois a força de resistência do ar é maior que o peso mas está diminuindo até que, no ponto S ela se iguala ao peso tornando a resultante novamente nula.

Trecho ST  ---  com a força resultante nula, ele cai em MRU com velocidade constante (segunda velocidade limite) até chegar ao solo no ponto T.

R- B

10- Se você trouxer de Santos, onde a tensão da rede é 220V, para São Paulo, onde a tensão da rede é 110V, um chuveiro elétrico, para manter a mesma potência, sua resistência elétrica deve ser substituída por outra 4 vezes menor, pois  ---  P_S=P_SP  ---  U_S²/R_S= U_SP²/R_SP  ---  U_S=2U_SP­  ---  (2U_SP)²/R_S= U_SP²/R_SP­  ---  4 U_SP²/R_S= U_SP²/R_SP  --- R_SP=R_S/4  ---  na situação inversa, que é  o caso do exercício, chuveiro de 110V adaptado para funcionar em  220V mantendo a potência, a nova resistência  elétrica deverá ser 4 vezes maior  ---  R’=4R.

Expressão matemática da segunda lei de Ohm:

Veja que a resistência R’ é diretamente proporcional ao comprimento (L) do fio  e inversamente proporcional à área de seção transversal S  ---  assim, para você quadruplicar R, você pode quadruplicar o comprimento (L) do fio (diretamente proporcional) ou reduzir a área de seção transversal S à quarta parte (inversamente proporcional)  ---  R- E

11- Quando a pessoa sobe a rampa seus pés aplicam no contato com o plano da rampa uma força de atrito

 empurrando a rampa para trás e esta, pelo Princípio da ação e reação, reage nos pés da pessoa (e,

consequentemente nela) com outra força  de mesma intensidade, mesma direção, mas sentido contrário empurrando a pessoa para frente na direção e sentido do movimento (subida)  ---  observe na figura que essa força  que move a pessoa é paralela ao plano de apoio, no caso, a superfície da rampa  ---  R- C.

Observação: Ao andar sobre uma superfície plana, além da força de de atrito , paralela ao plano de

apoio, existe uma força vertical e para cima perpendicular ao plano de apoio, a força normal  que somada vetorialmente com a força de atrito fornece a força resultante (força de contato ) sobre a pessoa  ---  as reações dessas forças estão aplicadas no solo (figura acima).

12- A barra condutora de comprimento L=5cm=5.10^-2m quando percorrida por corrente e imersa no campo magnético  indicado (perpendicular e entrando no plano da folha) fica sujeita a uma força magnética  de direção e sentido fornecidos pela regra da mão esquerda  (veja figura) que terá direção horizontal e 

sentido para a esquerda  ---  mas, observe na figura fornecida pelo enunciado que, assim que a força magnética puxa a barra para a esquerda ela distende a mola e fica sujeita a uma força elástica  para a

direita  ---  como a barra se move para a esquerda com velocidade média de V=5m/s você pode calcular a deformação da mola (Δx) até a barra atingir a catraca percorrendo a distância OC=Δx em Δt=6.10^-3s   ---  V=

Δx/Δt  ---  5= Δx/6.10^-3  ---  Δx=5.6.10^-3=3.10^-2m (deformação da mola)  ---  supondo que quando atingiu a catraca a força magnética sobre a barra seja anulada pela força elástica  ---  F_m=F_el  ---  as intensidades da força magnética e da força elástica são respectivamente F_m=B.i.L e F_el=k.Δx  ---  B.i.L=k.Δx  ---  B.6.5.10^-2 =

(5.10^-2/10^-2).3.10^-2  ---  B=15.10^-2/3.10^-1  ---  B=5,0.10^-1T  ---  R- A.

13- Rápida teoria: Num fio metálico condutor, os elétrons livres não estão em repouso e seus movimentos são totalmente desordenados. Para orientá-los estabelece-se entre dois pontos desse condutor uma diferença de potencial (ddp), que origina um campo elétrico (), responsável pela orientação do movimento desses elétrons livres. Sendo a carga de um elétron negativa, eles se movem em sentido contrário ao do campo elétrico. Observe na figura, que, devido à diferença de

potencial (V_A – V_B), os elétrons livres (portadores de carga) são repelidos pelo polo negativo , de potencial V_B da bateria (gerador) e atraídos pelo polo positivo V_A, deslocando-se no sentido anti-horário.

No caso do exercício, quando você fecha o circuito pela chave interruptora um campo elétrico  surge instantaneamente, devido ao gerador (no caso, pilha), em todos os pontos do circuito fazendo originar, praticamente no mesmo instante, uma força elétrica sobre as cargas elétricas movendo-as instantaneamente o que constitui uma corrente elétrica (corrente elétrica num fio condutor são cargas elétricas, ou seja, elétrons livres em movimento, saindo do polo negativo e chegando ao polo positivo da pilha)  ---  R- D.

14- O comprimento de onda (γ) representa a distância percorrida pela onda até começar novamente a repetição, ou seja, é a menor distância entre dois pontos consecutivos que estão em concordância de fase, como por exemplo, a menor distância entre duas cristas ou dois vales  ---  veja para o Dó central que o

comprimento de onda é igual a γ’=1γ_c e, como o período T é o  tempo que a onda demora para percorrer um comprimento de onda (1γ), o período do Dó central vale T’=1T_c  ---  da mesma maneira, veja na figura abaixo que, para o Dó maior o comprimento de onda é igual a γ’’=γ_c/2 e, seu  período  vale T’’=T_c/2  --- 

portanto, você tem que  ---  T_c=2T_m  ---  lembrando que a frequência f que representa o número de oscilações completas que a onda efetua na unidade de tempo e que o período é o inverso da frequência você terá que  ---  T_c=2T_m  ---  1/f_c=2(1/f_m) ---  1/f_c=2/f_m  ---  f_c/f_m=1/2  ---  R- A

15-

Se você considerar o voltímetro como sendo ideal (sua resistência interna é infinita e se comporta como um isolante) então não circulará corrente elétrica no trecho (PR) onde ele está inserido e na sequência de figuras fornecidas foi retirado  ---  assim, a corrente i fornecida pela bateria de U=E=10V será distribuída conforme a figura  ---  as intensidades das correntes i₁ e i₂ são calculadas conforme a sequência de figuras que você deve observar atentamente: 

 

Na última figura os resistores de 570Ω e de 690Ω estão em paralelo e submetidos à mesma ddp de U=10V  ---  assim foram calculadas as correntes i₁ e i₂ obtendo i₁=0,0175 A e i₂=0,0169 A  ---  observe na figura abaixo que: 

R- A   

 

Exercícios