Exercícios de Física - Resolvidos

7/26/2019 Exerccios de Fsica - Resolvidos

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Questes - Termometria

Escalas Termomtricas

(1) Um turista brasileiro sente-se mal durante uma viagem Nova Iorque !o ser e"aminado em um#os$ital local a en%ermeira l#e di& que sua tem$eratura no momento era 1'* mas que ele deveria %icar

tranquilo* $ois +, #avia bai"ado !$.s o susto* o turista $ercebeu que sua tem$eratura #avia sidomedida em uma escala /a#ren#eit Qual era a sua tem$eratura anteriormente e qual sua tem$eraturaatual0

Anterior: 105+4=109F

Atual: 105F


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() Um astr2nomo analisa um buraco negro no es$a3o !$.s muitos estudos ele c#egou a conclus4o que

este cor$o celeste tin#a tem$eratura de 1'5 Qual a tem$eratura do buraco negro em escala 6elsius0


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(7) Um estudante de %8sica criou uma escala (9)* com$arada com a escala 6elsius ele obteve o seguintegr,%ico:

a Qual a equa34o de convers4o entre as duas escalas0

b Qual a tem$eratura do cor$o #umano (7;6) nesta escala0

a.

b.

Questes - 6alorimetria

6alor


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(1) -lo at a tem$eratura de 1'''6?endo a tem$eratura do ambiente no momento analisado '6 e o calor es$ec8%ico de w=4,3J/=g6* quala quantidade de calor necess,ria $ara derreter a barra0

() Um bloco de %erro de 1'cm@ res%riado de 7''6 $ara '6 Quantas calorias o bloco $erde $ara oambiente0

Aados: densidade do %erroB;*CgDcm@ e calor es$ec8%ico do %erroB'*11calDg6

O primeiro pao ! "e#obrir a maa "o blo#o, aben"o ua "eni"a"e e eu $olume %! importantepretar batante aten&'o na uni"a"e "e #a"a (ran"e)a*.

one#en"o a maa, po"emo #al#ular a -uanti"a"e "e #alor "o #orpo:

omo 0, a tranern#ia "e #alor a#onte#e no enti"o "o blo#o para o meio ambiente %libera #alor*.

(7) Qual a quantidade de calor absorvida $ara que 1 dF,gua congelado e -'6 va$ori&e e c#egue a

tem$eratura de 17'6

2a"o:

alor latente "e u'o "a (ua: =0#al/(

alor latente "e $apori)a&'o "a (ua: =540#al/(

alor epe#6i#o "o (elo: #=0,5#al/(.

alor epe#6i#o "a (ua: #=1#al/(.

alor epe#6i#o "a (ua: #=0,4#al/(.


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2eni"a"e "a (ua: ":1(/#m7

1=1"m7=1000#m7

mBdG

mB1'''g

Trocas de calor

(1) Um bloco de uma material descon#ecido e de massa 1=g encontra-se tem$eratura de C'6* ao serencostado em outro bloco do mesmo material* de massa ''g e que est, em tem$eratura ambiente ('6)

Qual a tem$eratura que os dois alcan3am em contato0 6onsidere que os blocos este+am em umcalor8metro

() Em uma co&in#a* uma c#aleira com 1 de ,gua %erve


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Questes - Estudo dos Hases

Hases:

1.Qual a velocidade mdia das molculas de um g,s que ocu$a um reci$iente de ca$acidade igual a

litros* tem massa igual a ' gramas e $ress4o equivalente a atmos%ras0

embran"o -ue e;ite uma rela&'o entre eta (ran"e)a e;prea por:

obri#a, en"o

re(i"a por:


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@ete #ao, n'o ! ne#erio #on$erter a uni"a"e para o >, poi amba tm mema #ara#ter6ti#a:

embran"o -ue ! ne#erio -ue a temperatura ete8am em e#ala aboluta:

nt'o o $olume inal ! maior -ue o ini#ial, #om a ra)'o "e 0,93.

3.Qual a energia cintica mdia das molculas de 1' mols de um g,s $er%eito* na tem$eratura de 1''60E na tem$eratura de 1''50 6onsidere R=8,31 J/mol.K

abemo -ue a ener(ia #in!ti#a m!"ia "a mol!#ula "e um ( ! "a"o por:

@o entanto a temperatura utili)a"a ! a aboluta, por io "e$e er #on$erti"a, para o primeiro #ao:

Apli#an"o ete $alore na e-ua&'o:


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Trans%orma3es:

1. Um g,s so%re uma e"$ans4o sob tem$eratura constante* o volume ocu$ado inicialmente $elo g,s era'* litros* e no %inal do $rocesso $assou a ser 1* litros ?abendo que a $ress4o inicial sob o g,s era onormal no ambiente* ou se+a* 1 atm* qual a $ress4o %inal sob o g,s0

omo a temperatura n'o ! mo"ii#a"a "urante a tranorma&'o, eta ! >ot!rmi#a, en"o re(i"a pela

e-ua&'o:

@ete #ao n'o ! ne#erio #on$erter a uni"a"e para o > poi amba tm mema #ara#ter6ti#a, ou

e8a $olume ! e;preo em litro e pre'o em atm, portanto, a pre'o inal er "a"a em atm:

2. Em um tubo aberto ocorre uma grande com$ress4o em um g,s que torno o volume ocu$ado $or ele 1've&es menor ?endo a tem$eratura inicial igual a '6* qual ser, a tem$eratura %inal0

omo o tubo ! aberto, a pre'o n'o po"e er "ierente "a pre'o atmo!ri#a, ent'o a tranorma&'o !

>ob!ri#a, en"o re(i"a por:

@ete #ao n'o ! ne#erio #on$erter a uni"a"e para o > poi amba tm mema #ara#ter6ti#a:

as o volume inicial igual a 1' ve&es o volume %inal:


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3. Um boti+4o de g,s n4o $ode variar o volume do g,s que se encontra em seu interior ?e este %or tiradode um ambiente are+ado* onde a $ress4o interna 7 atm e a tem$eratura 16* e $osto sob o ?ol* onde atem$eratura 76 ?u$ondo que o g,s se+a ideal* qual ser, a $ress4o a$.s a trans%orma34o0

omo o $olume n'o $aria "urante a tranorma&'o, eta ! >om!tri#a, en"o re(i"a por:

Da a temperatura "e$em er me"i"a em e#ala aboluta, ou e8a:

>olan"oe a pre'o inal:

4.Um g,s $er%eito tem$eratura de '6 e sob $ress4o de uma atmos%era ocu$a um volume igual a *litros Qual seria o volume ocu$ado $or mols deste g,s a 1''6* sob a $ress4o de 1 atm0

?tili)an"o a -ua&'o "e lapeEron para amba itua&e po"emo #e(ar a um itema "e e-ua&e:

>(ualan"o a e-ua&e:

A temperatura "e$e er paa"a para e#ala aboltura para -ue n'o a8a in"etermina&e no #l#ulo:


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Questes - TermodinJmica

Energia Interna:

1.Qual a energia interna de 1* mols de um g,s $er%eito na tem$eratura de '60

6onisdere KBC*71 LDmol5


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1.Quando s4o colocados 1 moles de um g,s em um reci$iente com >mbolo que

mantm a $ress4o igual a da atmos%era* inicialmente ocu$ando m@ !o em$urrar-se o

>mbolo* o volume ocu$ado $assa a ser 1m@ 6onsiderando a $ress4o atmos%rica igual a

1'''''NDmM* qual o trabal#o reali&ado sob o g,s0

abemo -ue o trabalo "e um ( pereito em uma tranorma&'o iobri#a ! "a"opor:

ubtituin"o o $alore na e-ua&'o:

O inal ne(ati$o no trabalo in"i#a -ue ete ! reali)a"o ob o ( e n'o por ele.

2.Uma trans%orma34o dada $elo gr,%ico abai"o:

Qual o trabal#o reali&ado $or este g,s0

O trabalo reali)a"o pelo ( ! i(ual a rea ob a #ur$a "o (ri#o, ou e8a a rea "o

trap!)io a)ul.

en"o a rea "o trap!)io "a"o por:

nt'o, ubtituin"o o $alore temo:


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nt'o, ubtituin"o o $alore temo:

c)


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en"o o ren"imento "e uma m-uina t!rmi#a "a"o por:


Ou, em per#entual:

6iclo de 6arnot:

1.Uma m,quina que o$era em ciclo de 6arnot tem a tem$eratura de sua %onte quente

igual a 77'6 e %onte %ria 1'6 Qual o rendimento dessa m,quina0

en"o o ren"imento "e uma m-uina t!rmi#a -ue opera em #i#lo "e arnot:

Da a temperatura utili)a"a "e$em etar em e#ala aboluta, lo(o, #on$erten"oa:

Apli#an"o ete $alore na e-ua&'o:

Ou, em per#entual:

Questes - Ailata34o

Ailata34o inear:


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1. Auas barras de 7 metros de alum8nio encontram-se se$aradas $or 1cm '6 Qual

deve ser a tem$eratura $ara que elas se encostem* considerando que a Pnica dire34o da

dilata34o acontecer, no sentido do encontro0 ?endo

en"o a "ilata&'o linear "a"a por:

Da a $aria&'o no #omprimento "a barra "e$e er apena 0,5#m = 0,005m, poi a

"ua barra $ariar'o eu #omprimento, ent'o ubtituin"o o $alore:

2.Um %a&endeiro quer cercar com arame um terreno quadrado de lados m e $ara isso

adquire 1''m de %io /a&endo o cercado* o %a&endeiro $ercebe que %altaram cm de %io

$ara a cerca %icar $er%eita 6omo n4o quer des$erdi3ar o material e seria im$oss8vel uma

emenda no arame* o %a&endeiro decide $ensar em uma alternativa Ae$ois de algumas

#oras* ele $ercebe que naquele dia a tem$eratura da cidade est, mais bai"a do que amdia e decide %a&er c,lculos $ara veri%icar se seria $oss8vel utili&ar o %io num dia mais

quente* +, que ele estaria dilatado ?abendo que o acrscimo no com$rimento do %io

$ro$orcional ao seu com$rimento inicial* ao seu coe%iciente de dilata34o linear e

varia34o de tem$eratura so%rida* calcule o aumento de tem$eratura que deve ocorrer na

cidade $ara que o %io atin+a o taman#o dese+ado (Aado: coe%iciente de dilata34o trmica

linear do %io B )

en"o a "ilata&'o linear "a"a por:

embran"o -ue a uni"a"e "e #omprimento "e$em etar no memo itema "e

uni"a"e, a $aria&'o "e$e er i(ual a 0,0m:

Ailata34o ?u$er%icial:


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1. Uma $e3a de &inco constitu8da a $artir de uma c#a$a de &inco com lados 7'cm* da

qual %oi retirado um $eda3o de ,rea ''cmM Elevando-se de '6 a tem$eratura da $e3a

restante* qual ser, sua ,rea %inal em cent8metros quadrados0 (Aado )


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Da:


Ailata34o dos l8quidos:

1. Um reci$iente de vidro com a ca$acidade de 7'''cm@* est, com$letamente c#eio

com l8quido* a '6 con+unto aquecido at 1''6 e observa-se que 1cm@ desse

l8quido e"travasa do reci$iente

6onsiderando-se o coe%iciente de dilata34o linear do vidro como sendo constante no

re%erido intervalo trmico e igual a * qual o coe%iciente de dilata34o

real desse l8quido0

aben"o -ue

-ue:

2e mo"o -ue po"emo #al#ular o #oei#iente "e "ilata&'o aparente "o l6-ui"o e

"e#obrir o #oei#iente "e "ilata&'o real, ou e8a:

Questes - Eletrost,tica


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6argas eltricas

1.Um cor$o condutor inicialmente neutro $erde 6onsiderando a

carga elementar * qual ser, a carga eltrica no cor$o a$.s esta $erda de

eltrons0

>ni#ialmente penaremo no inal "a #ar(a. e o #orpo per"eu el!tron, ele per"eu

#ar(a ne(ati$a, i#an"o, portanto, #om mai #ar(a poiti$a, lo(o, #arre(a"o

poiti$amente.

uanto reolu&'o num!ri#a "o problema, "e$emo lembrar, "a e-ua&'o "a

-uanti)a&'o "e #ar(a el!tri#a:

en"o no nLmero "e el!tron -ue mo"ii#a a #ar(a "o #orpo:

o(o, a #ar(a no #on"utor er .

2.Um cor$o $ossui e 6onsiderando a carga

elementar * qual a carga deste cor$o0


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1. Em uma atividade no laborat.rio de %8sica* um estudante* usando uma luva de

material isolante* encosta uma es%era met,lica !* carregada com carga C R6* em outra

id>ntica S* eletricamente neutra Em seguida* encosta a es%era S em outra 6* tambm

id>ntica e eltricamente neutra Qual a carga de cada uma das es%eras0

Meol$en"o o e;er#6#io por parte.


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s $art8culas carregadas eletricamente s4o colacadas sobre um triJngulo equil,tero

de lado dB'cm con%orme a %igura abai"o Qual o m.dulo da %or3a e um esbo3o do

vetor %or3a eltrica que atua sobre a carga 70


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Qual a intensidade da %or3a sentida na $art8cula 0


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Aim #omo no #l#ulo"o mI"ula "a or&a , n'o po"emo omar to"o o $etore "e

uma I $e), ent'o, por parte:

6am$o Eltrico

1.Um cam$o eltrico gerado $or uma carga $unti%orme $ositiva ! uma distJncia de

'cm $osta uma $art8cula de $rova de carga qB -1R6* sendo atra8da $elo cam$o* mas

uma %or3a e"terna de N %a& com que a carga entre em equil8brio* con%orme mostra a

%igura:

Qual deve ser o m.dulo da carga geradora do cam$o $ara que esta situa34o se+a

$oss8vel0


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m :

one#en"o ete $alore, bata apli#armo na e-ua&'o "o trabalo "e uma or&a

el!tri#a:

Questes - EletrodinJmica

6orrente Eltrica

1 Um %io de cobre $ercorrido $or uma corrente eltrica constante com intensidade ;!

?abendo que qual o m.dulo da carga eltrica que atravessa uma sec34o

transversal do condutor* durante um segundo0 E quantos eltrons atravessam tal regi4o

neste intervalo de tem$o0


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2.Aada a %igura abai"o:

6alcule as intensidades das correntes 1 e

embran"o "a #on"i&'o "e #ontinui"a"e "a #orrente el!tri#a %1G ei "e Cir#o*:

@o primeiro nI:

@o e(un"o nI:

embran"o -ue o total "e #orrente -ue #e(a ao itema n'o po"e er altera"o, nete

#ao, bata abermo a #orrente total, e utili)armo o $alor -ue 8 #one#emo para a#orrente 1:

Me"u)in"o "ete total o $alor 8 #one#i"o:

Kesist>ncia Eltrica

1.! tabela abai"o descreve a corrente eltrica em %un34o da tens4o em um resistor

2#mico mantido a tem$eratura constante:

i () ! (")

' '


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1

1C

C

6alcule a resist>ncia e e"$lique o que leva a c#amar este condutor de 2#mico

?m #on"utor Qmi#o ! #ara#teri)a"o por n'o alterar ua reitn#ia -uan"o mu"am a

#orrente ou a ten'o, a)en"o #om -ue o pro"uto entre a "ua permane&a #ontante.

e o reitor "e#rito ! Qmi#o, bata #al#ularmo a reitn#ia em um "o "a"o

orne#i"o %e;#eto o 0R, poi -uan"o n'o ten'o n'o po"e a$er #orrente*, ee

#l#ulo ! "a"o por:

!ssocia34o de Kesistores

1. Aada as associa3es de resistores abai"o* diga qual o seu ti$o de associa34o*

+usti%ique e calcule a resist>ncia total da associa34o

!)

nde:

O #ir#uito A ! uma ao#ia&'o "e reitore em !rie, poi apena um #amino para

-ue a #orrente pae "e uma e;tremi"a"e outra, "e$en"o atra$ear #a"a reitor

u#ei$amente.


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O #l#ulo "a reitn#ia total "o #ir#uito ! eito pela oma "e #a"a reitn#ia -ue o

orma, ou e8a:

S)

?endo:

O #ir#uito ! uma ao#ia&'o "e reitore em parelelo, poi #amino e#un"rioa erem utili)a"o pela #orrente, o -ue a) #om -ue "ua reitn#ia poam er

per#orri"a por #orrente el!tri#a no memo intante.

O #l#ulo "o in$ero "a reitn#ia total "o #ir#uito ! eito pela oma "o in$ero "e

#a"a reitn#ia, ou e8a:


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ncia Eltrica

1.Uma lJm$ada de 1'' %abricada $ara %uncionar em uma rede de tens4o 'G

a) Qual a resist>ncia do %ilamento deste lJm$ada0

?an"o a e-ua&e "a reitn#ia e "a potn#ia:

b) Qual a corrente que $assa $or ela em situa3es normais0

m itua&e normai a lHmpa"a ter uma #orrente propor#ional ua reitn#ia e

ua ten'o, po"en"o er #al#ula"a "e "ua orma:


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c) ?e esta lJm$ada %osse ligada em uma rede de 11'G de tens4o* qual seria sua

$ot>ncia0

e a lHmpa"a oe li(a"a em uma re"e #om ten'o "ierente "e ua ten'o nominal, a

Lni#a (ran"e)a -ue eria mantidaeria a reitn#ia, poi "epen"e apena "a ua

abri#a&'o. @o entanto, a lHmpa"a I un#ionaria e a ten'o oe menor -ue 0R,

poi e oe maior o ilamento "a lHmpa"a romperia, aim, no #ao "a lHmpa"a erli(a"a em 110R:

Questes - 6am$o agntico

1.Um cam$o magntico que e"erce in%lu>ncia sobre um eltron (carga -e) que cru&a o

cam$o $er$endicularmente com velocidade igual velocidade da lu& (c B 7'' ''' '''

mDs) tem um vetor %or3a de intensidade 1N

Qual a intensidade deste cam$o magntico0

one#en"o a e-ua&'o -ue #al#ula a inteni"a"e "o #ampo ma(n!ti#o, #om mo$imento

perpen"i#ular ao #ampo:


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2.Em um cam$o magntico de intensidade 1'MT* uma $art8cula com carga '*'''6

lan3ada com velocidade '''''mDs* em uma dire34o que %orma um Jngulo de 7' com

a dire34o do cam$o magntico* con%orme indica a %igura:

Qual a intensidade da %or3a magntica que age sobre a $art8cula0


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1.Um condutor retil8neo $ercorrido $or uma corrente eltrica de intensidade iB *'!*

ao ser imerso em um cam$o magntico uni%orme de intensidade #B '*'''T* qual a

%or3a magntica num trec#o deste condutor* de com$rimento lB 'cm* nos seguintes

casos:

a)


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c)

@o #ao on"e o Hn(ulo orma"o entre o #ampo ma(n!ti#o e a #orrente ! "ierente "e 0,

90 e eu e-ui$alente no "emai -ua"rante, uamo:

Questes - Indu34o agntica

1.Uma es$ira retangular* com 1cm de largura* $or 'cm de com$rimento encontra-seimersa em um cam$o de indu34o magntica uni%orme e constante* de m.dulo 1'T !s

lin#as de indu34o %ormam um Jngulo de 7' com o $lano da es$ira* con%orme mostra a

%igura:

Qual o valor do %lu"o de indu34o magntica que $assa $ela es$ira0


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on#ulin"o -ue o Hn(ulo T ! i(ual a 30, e -ue a rea interna epira ! 0,15m ;

0,m=0,03mK, po"emo #al#ular o lu;o "e in"u&'o:

2.Um cam$o magntico atua $er$endicularmente sobre uma es$ira circular de raio

1'cm* gerando um %lu"o de indu34o magntica de 1b Qual a intensidade do cam$o

magntico0

en"o a rea "a epira:

nt'o a inteni"a"e "o #ampo ma(n!ti#o po"e er #al#ula"a por:

$aiba mais...

No equacionamento acima %oi usado uma conven34o trigonomtrica de secante

(secV B 1DcosV) 6aso o estudante n4o domine com$letamente esta %un34otrigonomtrica* usar o cosseno no denominador n4o trar, maiores $roblemas* a


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n4o ser quando VBW' e seus equivalentes (W'1C'=)* que ocasionar, uma

indetermina34o no c,lculo

3.Uma es$ira quadrada de lado KB cm imersa em um cam$o magntico uni%orme de

intensidade T Qual o %lu"o de indu34o nessa es$ira em cada um dos seguintes casos:

a) o $lano da es$ira $aralelo s lin#as de indu34oO

@ete #ao, a reta normal epira tm Hn(ulo "e 90, e #o90 =0, portanto, ao

apli#armo ete $alor na e-ua&'o, ele a anular, a)en"o #om -ue o lu;o "e in"u&'o

e8a nulo, ou e8a

X B '

b) o $lano da es$ira $er$endicular s lin#as de indu34oO

@ete #ao, a reta normal epira n'o ormar Hn(ulo #om a lina "e in"u&'o %T=0*,

e #o0 =1, portanto, ao apli#armo ete $alor na e-ua&'o aremo #om -ue eu $alor

e8a m;imo, 8 -ue to"o o outro $alore "o #oeno 'o menore -ue 1.


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