|
|
RESOLUÇÕES
01- a) Durante o primeiro trecho (AB) a resistência do ar é desprezada e ele cai em queda livre (Vo=0) sujeito à
aceleração da gravidade (g=10m/s2) até atingir, em B, V=373m/s, no instante t pedido --- V= Vo + g.t --- 373= 0 + 10t ---
t=373/10 --- t=37,3s.
b) O tempo que ele demora para atingir a velocidade recorde foi de t=37,3s e, nesse tempo ele percorreu a distância ∆S=h=? --- S=So + Vot + at2/2 --- ∆S=0.37,3 + 10.37,32/2= 0 + 13912,9/2 --- h=6 956,45m≈7km.
c) Distância (altura) total percorrida --- hAD=39 045m – 2 470 =36 575 m --- hAB=6 95,645m --- hBC=2 558,8m (dado do exercício) --- no trecho CD percorreu --- hCD=hAD – (hAB + hCD)=36 575 – (6 956, 45 + 2 558, 8 --- hCD=
27 061 m --- ∆tCD=258 – (37,3 + 15,7) --- ∆tCD=205s --- no trecho CD ele atingiu a velocidade limite, que é constante e de valor --- VCD= hCD/∆tCD=27 061/205=132m/s --- VCD=132m/sx3,6=475,2km/h.
02- a) Colocando a origem em 0, ao atingir o ponto mais alto P, a bola estará a h=90cm=0,9m de 0 e terá velocidade
VP=0 --- em P, a energia mecânica da bola será EmP=mVP2/2 + mgh=0,235.02/2 + 0,235.10.0,9= 0 + 2,115 --- EmP=2,115J --- em A, onde a mola está comprimida de x=(20cm -10cm)=0,1m, onde h=0,1m e VA=0, a energia mecânica total será
EmA=kx2/2 + mVA2/2 + m.g.h=k.(0,1)2/2 + 0,235.02/2 + 0,235.10.0,1=0.005k + 0 + 0,235 --- EmA=0.005k + 0,235 ---
pelo teorema da conservação da energia mecânica --- EmP = EmA --- 2,115=0,235 + 0,005k --- k=1,88/0.005 ---
k=376N/m2.
b) No ponto T, que está a h=40cm=0,4m de 0 a bola tem velocidade VT e energia mecânica --- EmT=mVA2/2 + mgh=
0,235VA2/2 + 0,235.10.0,4= 0,235VA2/2 + 0,94 --- no ponto mais alto, já calculado, EmP=2,115J --- em qualquer ponto a energia mecânica é constante --- EmP = EmT --- 2,115 = 0,235VT2/2 + 0,94 --- 0,235VT2 =2,35 --- VT2=
10 --- VT=√10 m/s.
03- Cálculo da aceleração a --- a=∆V/∆t=(28 – 4)/(7 – 1)=24/6 --- a=4m/s2 --- quando t=7s, V=28m/s --- V=V0 + at --- 28= Vo + 4.7 --- Vo=1m/s --- o deslocamento ∆S entre 3s e 5s é fornecido pela área do trapézio --- ∆S=área=(B +
b).h/2 --- ∆S=(20 + 12).2/2 --- ∆S=32m --- R- C.
04- Todo corpo lançado horizontalmente com velocidade Vo de um ponto L, próximo da superfície da Terra, desprezados os atritos do ar, fica sujeito unicamente à força peso, (sempre de direção vertical e sentido para baixo) e que obedece à trajetória da figura abaixo, que é um arco de parábola.
R- E.
05- Durante todo o movimento a força resultante que está retardando a bola desde Vo=7,2km/h/3,6=2m/s até V=0 é a
força de atrito Fat --- FR=Fat=μP=μmg --- 0,5=μ.0,25.10 --- μ=0,5/2,5 --- μ=0,2 --- cálculo da aceleração --- FR=0,5=m.a --- a=0,5/0,25 --- a=2m/s2 --- equação de Torricelli --- V2 = Vo2 + 2.a.∆S --- 02 = 22 + 2.(-2).∆S ---
∆S=4/4=1m --- R- D.
06- Momento linear ou quantidade de movimento é uma grandeza vetorial com as seguintes características:
R- D.
07- a) A pressão na interface água-mercúrio no ramo esquerdo do tubo (ponto k), pelo teorema de Stevin é dada por P
PK=Patm + ρágua.g.(h2 + x + h1), sendo ρágua a densidade da água.
b) Como conseqüência do teorema de Stevin, todos os pontos no mesmo nível horizontal suportam a mesma pressão --
- PK = PM --- Patm + ρágua.g.(h2 + x + h1 = ρmercúrio.g.h2 + ρágua.g.x + Patm --- ρágua.h2 + ρágua.h1 = ρmercúrio.h2 ---
h1=(ρmercúrio - ρágua)/ ρágua.
08- a)Sim; conhecendo a pressão manométrica (o quanto a pressão interna é maior que a externa) e a área de contato com o solo, é possível conhecer a força resultante exercida pela pressão sobre o solo. No equilíbrio e no plano horizontal, essa força é igual em módulo à força de reação que o solo exerce sobre o pneu. Somando-se as forças de reação do solo sobre todos os pneus, encontramos a força de reação total do solo. Na situação de equilíbrio, e no plano horizontal, essa força de reação total do solo é igual em módulo à força peso do automóvel.
b) A área de contato de cada um dos 4 pneus com o solo vale --- S=110cm2=110.10-4m2 --- força exercida pelos dois pneus dianteiros --- um pneu --- Pd=Fd/S --- 21.104=Fd/110.10-4 --- Fd = 2310N --- como são dois pneus ---
Fd=4 620N --- força exercida pelos dois pneus traseiros --- um pneu --- Pd=Fd/S --- 22.104=Fd/110.10-4 --- Fd =
2 240N --- como são dois pneus --- Fd=4 480N --- a soma dessas 4 forças correspondem ao peso do automóvel ---
P = 4 620 + 4 480 --- P= 9 460N.
09- Aplicando a lei de Snell na primeira face para determinar o ângulo α --- nvácuo.sen60o = nvidro.senα --- 1.(√3/2)=√3. senα --- senα=1/2 --- α=30o --- no triângulo hachurado --- cos30o=0,015/d --- √3/2 = 0,015/d ---
=(0,03/√3)m --- cálculo da velocidade de propagação da luz no vidro --- nvidro=c/Vvidro --- √3 = 3.108/Vvidro --- Vvidro=3,108/√3 m/s --- Vvidro=d/t --- 3.108/√3 = (0,03/√3)/t --- t=3.10-2/3.108 --- t=10-10s --- R- A.
10- As forças que agem sobre o bloco antes de começar a penetrar na água são a tração T no fio (vertical e para cima) e o peso P (vertical e para baixo) e, nesse caso, como ele desce com velocidade constante a força resultante sobre ele é nula e T = P ((I) --- após começar a penetrar na água e enquanto não estiver totalmente imerso o bloco recebe um empuxo (força vertical e para cima) que vai uniformemente aumentando (diretamente proporcional ao volume imerso “E=dlágua.g.Vimerso”) --- nesse caso T + E = P --- T=P – E, como E vai aumentando e o peso P é o mesmo, a tração T
vai uniformemente diminuindo (II) --- após ficar totalmente imerso o empuxo fica constante e, como o peso também é constante, a tração também fica constante (III) --- R- A.
11- a) Cálculo da resistência equivalente (Req) com a chave S aberta (veja sequência nas figuras abaixo) --- Req=U(ε)/i
--- 1,5.5.103=150/i --- i=150/7,5.103 --- i=20.10-3 --- i=20mA.
b) Com a chave S fechada --- veja o cálculo da resistência equivalente na sequência abaixo --- Req=U(ε)/i ---
0,6.5.103=150/i --- i=150/3.103 --- i=50mA.
c) A intensidade do campo magnético originado pelo circuito no interior da bobina aumentou, pois a corrente elétrica no circuito aumentou passando de 20mA para 50mA e isso fez com que o fluxo magnético no interior da bobina também aumentasse --- pela lei de Lenz deve surgir uma corrente elétrica induzida na espira de maneira que se oponha à variação do fluxo magnético --- assim, como no circuito a corrente está no sentido horário (sai do pólo
positivo do gerador), na bobina deverá surgir uma corrente também no sentido horário para se opor à variação do fluxo criado pelo circuito. Sim, as correntes no circuito e na bobina terão o mesmo sentido.
12- a) Eo=constante em toda região=8V/cm=8.102V/m --- q1=10.10-6=10-5C --- E=F/q --- 8.102=F/10-5 --- F=8,0.10-3N --- F=ma --- 8.10-3=4.10-6.10-3.a --- a=8.10-3/4.10-9 --- a=2,0.106m/s2.
b) d=12cm=12.10-2m --- E=8.102V/m --- Uab=E.d=8.102.12.10-2 --- Uab=96V.
13- Veja na figura abaixo a regra da mão esquerda colocada no ponto de entradadas carga e que é válida para carga
positiva,onde a força magnética está desviando a carga para a esquerda --- para a carga negativa a força tem mesma direção mas sentido contrário (para a direita) e a partícula neutra não sofre desvio --- R- E.
14- Condutores: Aproxima-se um condutor eletrizado, por exemplo, negativamente de um condutor neutro, sem
encostar, mas bem próximos (figura 1).Os elétrons livres do indutor serão repelidos, ficando o lado direito do induzido com excesso de elétrons e o lado esquerdo com falta de elétrons, fenômeno que recebe o nome de indução elétrica (figura 2). Observe na figura 2 que a força de atração entre as cargas negativas e positivas é maior que a força de repulsão entre as cargas negativasporque a distância entre as cargas que se atraem é menor e, quanto menor a distânciaentre cargas de mesmo módulo, maior a força entre elas.
Isolantes: Polarização de cargas num isolante --- nos isolantes a polarização acontece nas moléculas ou os átomos da superfície do corpo.
Polarização atômica
|
Nos isolantes a polarização acontece nas moléculas ou os átomos da superfície do corpo. Polarização atômica
Nos átomos, em torno do núcleo positivo, os elétrons se distribuem numa "nuvem eletrônica" com densidades variáveis; onde a densidade for maior, maior é a probabilidade de se encontrar os elétrons. Essa nuvem pode ser deformada, deslocando os centros de cargas positivas e negativas em dois pólos. Com as moléculas - combinação de átomos - também ocorre o fenômeno da polarização. |
R- B.