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RESOLUÇÕES

01- a) Teorema do Impulso: "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"

 Pelo enunciado, o módulo da velocidade da bola de massa m=300kg no ponto B, imediatamente antes de atingir a estrutura do prédio é de V_o=2m/s, o choque dura Δt=0,02s e após esse intervalo de tempo a bola para instantaneamente V=0 --- aplicando o teorema do impulso:

Se o enunciado afirma que no ponto A a velocidade da bola é nula, ele está afirmando que a força resultante centrípeta nesse ponto também é nula, pois F_c=mV²/R=m.0²/R=0 --- para que isso ocorra, a intensidade da componente normal (radial) do peso P_n=1440N deve anular a força de tração no fio que é pedida, ou seja, F_n=T=1440N --- observação: É a componente tangencial do peso P_t=Psenθ que faz a bola descer.

02- a) Observe que, nesse deslocamento de d=20cm=0,2m fornecido o exercício pede o trabalho da força de atrito de intensidade F_at=μN=μP=μmg=0,4.3.10 --- F_at=12N

O trabalho da força de atrito W_Fat, onde F_at=12N, no deslocamento de d=0,2m e α=180^o é fornecido por

W_Fat=F_at.d.cosα=12.0,2.cos180^o=1,4x(-1) --- W_Fat= - 2,4J

03-

b) Cálculo do trabalho W_AB recebido (trata-se de uma compressão, volume do gás diminuindo) pelo gás entre os estados A e B --- esse trabalho é fornecido pela área entre A e B:

Cálculo da variação de energia interna no trecho AB (ΔU_AB) pela aplicação do primeiro princípio da termodinâmica:

Cálculo do trabalho W_BC cedido (trata-se de uma expansão, volume do gás aumentando) pelo gás entre os estados B e C --- esse trabalho é fornecido pela área entre B e C:

Cálculo da variação de energia interna no trecho BC --- em toda transformação cíclica a variação de energia interna é nula ( a temperatura final coincide com a temperatura inicial) e, assim ΔU_AB + ΔU_BC + ΔU_CA = 0 --- -300 + + ΔU_BC + + ΔU_CA = 0 --- mas ΔU_CA=0 (A e C estão à mesma temperatura, mesma isoterma) --- -300 + ΔU_BC + 0 = 0 --- ΔU_BC=300J

04- a) Para o cálculo da largura L da janela foi utilizada a figura 2, veja sequência abaixo:

b) Para o cálculo da altura mínima x foi utilizada a figura 2, veja sequência abaixo:

05- a) Observe na figura fornecida que a resistência equivalente R_eq está entre os pontos A e B:

R_eq=48Ω

b) Como os ramos superior e inferior estão associados em paralelo a tensão U=120V é a mesma em cada um --- sendo a resistência R=20Ω de cada barra (resistor) a mesma, a tensão em cada resistor do ramo superior vale U_s=120/4=30V e em cada resistor do ramo inferior vale U_i=120/6=20V

A potência elétrica dissipada em cada resistor (barra) do ramo superior vale P_s=U_s²/R=30²/20=45W e em cada resistor do ramo inferior vale P_i=U_i²/R=20²/20=20W

Cores laranja; uma no ramo superior (45W) e outra no inferior (20W) --- P_l=45 + 20 --- P_l=65W

Cores azul; duas no ramo superior (2x45W=90W) --- P_a=90W

Cores vermelha; uma no ramo superior (45W) e outra no inferior (20W) --- P_v=45 + 20 --- P_v=65W

Exercícios