Exame — Fısica para as Ciencias NaturaisCurso: Agronomia — 3/05/12

Nome:......................................................... Numero:............

Pode utilizar uma calculadora e uma folha A4 (duas paginas) com formulas.

Grupo I (13 valores)

Assinalar a reposta correcta. Todas as perguntas tem o mesmo valor. Cada

resposta errada vale −1

4do valor da resposta correcta. Nao responder vale zero.

1. Um corredor realiza a prova de 100 m em 10,00 s. Se ele pudesse realizar a mara-tona (42,2 km) com a velocidade media que manteve na prova de 100 m, em quantotempo concluiria a maratona?

a. 1 h 10min 20 s b. 2 h 3min 40 s c. 3 h 36 min 50 sd. 4 h 2 min 20 s e. 1 h 24 min 30 s

2. E precisa uma forca de 30N atuando paralelamente a um plano inclinado paraempurrar um objeto de 4 kg para cima com velocidade constante. O deslocamentototal ao longo do plano e de 10m, enquanto a posicao final e 4m acima da posicaofinal. Quanto trabalho foi feito pela forca?

a. 120 J. b. 392 J. c. 300 J. d. 156,8 J. e. 4900 J.

3. Ver problema anterior. Qual a forca de atrito entre o objeto e o plano?

a. 15,7 N b. 14,3 N c. 27,9 Nd. 39,2 N e. Nao pode ser determinado.

4. Os quatro pneus de um automovel tem uma pressao de gauge de 200 kPa (apressao de gauge e a diferenca entre a pressao absoluta e a pressao atmosferica).Cada pneu tem uma area de 0,0240 m2 de contacto com o chao. Determine amassa do automovel.

a. 19200 kg b. 1959 kg c. 2939 kgd. 911 kg e. Impossıvel determinar sem mais dados

5. A unidade SI de pressao e:

a. N b. N.m c. N.m−2 d. N.m2 e. N.m−1

6. Uma lampada esta pendurada verticamente por uma corda num elevador quedesce. O elevador tem desaceleracao de 2,4 m/s2 antes de parar. Se a tensao nacorda e 89 N, qual e a massa da lampada?

1

a. 9,1 kg b. 6,0 kg c. 12,0 kg d. 7,3 kg e. nenhuma das outras

7. Uma crianca de 20 kg esta sentada num treno de 15 kg que se encontra em repousosobre uma superfıcie coberta de neve. Qual a forca mınima horizontal que o seupai deve aplicar para que o treno comece a mover-se? O coeficiente de atritoestatico entre o treno e a neve e 0,15.

a. 51,5 N b. 35 N c. 5,25 N d. 343 N e. 242,5 N

8. Uma bola de 0,65 kg e lancada verticalmente para cima com velocidade inicial de14 m/s, chegando a altura maxima de 8,1 m. Quanta energia foi dissipada peloatrito do ar atuando sobre a bola durante a subida?

a. 26,9 J b. 51,6 J c. 12,1 J d. 33,8 J e. Nenhuma das outras

9. A velocidade de propagacao das ondas numa corda e 170 m/s se a tensao for de120 N. Ate que valor a tensao deve ser aumentada para aumentar a velocidade daonda ate 180 m/s?

a. 145,7 N b. 156,2 N c. 127,1 N d. 123,5 N e. 134,5 N

10. Duas massas, uma de 10 kg e outra de 20 kg estao ligadas atraves duma cordaque passa sem atrito sobre uma roldana presa ao tecto de uma sala. Qual e aaceleracao a que estao sujeitas as massas?

a. 6,54 m/s2 b. 1,67 m/s2 c. 9,80 m/s2

d. 4,18 m/s2 e. Nenhuma das outras

11. O fundo de um tanque enchido com agua se encontra a 15 m acima do solo, sendoa profundidade do tanque igual a 6 m. Um tubo leva a partir do lado do tanque(a 1,5 m do fundo) ao nıvel do solo. Qual a pressao absoluta no tubo ao nıvel dosolo? (A extremidade inferior do tubo e fechado.)

a. 2,058 × 105 Pa b. 1,013 × 105 Pa c. 2,483 × 105 Pad. 3,071 × 105 Pa e. 1,454 × 105 Pa

12. Suponha que compra 45,000 litros de gasolina a temperatura de 5 ◦C. Quantagasolina tera quando a sua temperatura passara a ser 25 ◦C? O coeficiente deexpansao de volume para gasolina e 0,95 × 10−3 ◦C−1.

a. 45,000 litros b. 44,957 litros c. 45,855 litrosd. 45,019 litros e. 45,439 litros

13. Uma marca popular de cola contem 6,50 g de dioxido de carbono dissolvido em1 litro de bebida. Suponha que todo dioxido de carbono, depois de evaporar, e

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colocado num cilindro a pressao de 1,00 atm e a temperatura de 20,0◦C. Qual ovolume que o gas ocupa? (O numero de massa de CO2 e A = 44.)

a. 3,55 l b. 36,2 l c. 88,5 l d. 0,56 l e. Nenhuma das outras

14. Uma partıcula tem uma velocidade de 18 m/s; 2,4 s depois a sua velocidade e30 m/s na direccao oposta. Qual a magnitude da aceleracao media da partıculadurante o intervalo de tempo de 2,4 s?

a. 12,0 m/s2. b. 24,0 m/s2. c. 10,0 m/s2. d. 20,0 m/s2. e. 5,0m/s2.

15. Uma bala de chumbo (massa igual a 20 g) entra num bloco de madeira comvelocidade de 300 m/s. Quando a bala chegar a repouso no bloco, por quanto teraaumentado a sua temperatura, supondo que metade do calor gerado na paragemficara na bala? Calor especıfico de chumbo: 128 J.kg−1.◦C−1.

a. 102 ◦C b. 176 ◦C c. 57 ◦C d. 5,2 ◦C e. Nenhuma das outras

16. Um lıquido passa por um tubo horizontal que tem seccao transversal variavel.Numa dada posicao no tubo (ponto 1), determina-se que a velocidade do lıquidoe 2,0 m/s; num outro ponto (ponto 2), a velocidade e 4,0 m/s. Como se comparamas areas traversais A1 e A2, e como se comparam as pressoes P1 e P2 nos doispontos? Nao ha turbulencia, e pode desprezar os efeitos de atrito.

a. A1 > A2; P1 > P2. b. A1 > A2; P1 < P2. c. A1 < A2; P1 > P2.d. A1 < A2; P1 < P2. e. Nao ha dados suficientes.

Dados: g = 9,80 m/s2; 1 atm = 1,013 × 105 Pa; R = 8,314 J.K−1.mol−1

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Grupo II (7 valores)

Resolva tres dos seguintes problemas numa folha de teste, justificando sempre as

suas respostas.

1. A figura mostra um dispositivo movel de pinguins de brinquedo pendurado deum teto. Cada barra horizontal tem massa desprezavel e extende tres vezes maispara direita a partir do seu fio de suporte do que para esquerda. A massa dopinguin 3 e igual a 120 g. Determine as massas dos outros pinguins.

2. Dois comboios, um viajando a 72 km/h e o outro a 144 km/h, aproximam-se aolongo da mesma trilha recta horizontal. Quando se encontram a uma distanciade 950 m, ambos os condutores veem o outro comboio e aplicam as travoes. Ostravoes desaceleram os comboios a taxa de 1,0m/s2. Vai ocorrer uma colisao?Justifique a sua resposta.

3. Qual a quantidade maxima de gelo (a 0 ◦C) que pode ser fundida pela condensacaode 4 kg de vapor de alcool metılico? Suponha que a temperatura inicial do vapore igual ao seu ponto de ebulicao normal de 64,7 ◦C e que a temperatura final doalcool metılico e 0 ◦C. Alcool metılico tem calor de vaporizacao de 1,10×106 J/kg.e calor especıfico (na fase lıquida) de 2512 J.kg−1.◦C−1. Calor de fusao de agua:3,35 × 105 J/kg.

4. Uma corda de guitarra tem de massa 7 g, 90 cm de comprimento, e esta sob umatensao de 150 N. A corda esta a vibrar na terceira harmonica (isto e, n = 3).

a. Faca um esboco da forma da corda.

Calcule:

b. o comprimento de onda;

c. a frequencia de oscilacao.

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