LISTA DE FSICA Prof. Leonardo Repezza

Aluno(a): ____________________________________________________________________3 Lista

Anpolis,_______de___________________de 2013 www.orionvestibulares.com.br

rion01 - (FUVEST SP/2012) Para ilustrar a dilatao dos corpos, um grupo de

estudantes apresenta, em uma feira de cincias, o instrumento esquematizado na figura. Nessa montagem, uma barra de alumnio com 30 cm de comprimento

est apoiada sobre dois suportes, tendo uma extremidade presa ao ponto inferior

do ponteiro indicador e a outra encostada num anteparo fixo. O ponteiro pode girar livremente em torno do ponto O, sendo que o comprimento de sua parte

superior 10 cm e, o da inferior, 2 cm. Se a barra de alumnio, inicialmente

temperatura de 25 C, for aquecida a 225 C, o deslocamento da extremidade superior do ponteiro ser,

aproximadamente, de NOTE

E ADOTE

Coeficiente de dilatao linear

do alumnio: 2 x 105 C1.

a) 1 mm. b) 3 mm.

c) 6 mm.

d) 12 mm. e) 30 mm.

Gab: C

02 - (UFT TO/2012) Uma chapa metlica quadrada possui um furo circular de

raio r0 em seu centro. Deseja-se encaixar uma chapa metlica circular de raio r=r0+x no orifcio da chapa quadrada, que do mesmo material metlico. Sabe-

se que um cubo com volume inicial V0 deste material metlico sofreu uma

variao volumtrica V=V0/10 aps o aquecimento de um grau celsius (1C). Qual a variao de temperatura () necessria para que a chapa circular caiba exatamente no orifcio da chapa quadrada? Considere o material puro,

homogneo, istropo e que somente a chapa circular sofre variao de temperatura.

a) = ( )

+ 20

015

xr

rC b) =

( )

+

20

01010xr

rC

c) = ( )

+15

152

0

20

xr

rC d) = -10 C

e) = 10 C Gab: C

03 - (FGV/2012) As linhas de metr so construdas tanto sob o solo quanto

sobre este. Pensando nas variaes de temperatura mxima no vero e mnima no inverno, ambas na parte de cima do solo, os projetistas devem deixar folgas

de dilatao entre os trilhos, feitos de ao de coeficiente de dilatao linear 1,5 105 C1. Em determinada cidade britnica, a temperatura mxima costuma ser de 104 F e a mnima de 4 F. Se cada trilho mede 50,0 m nos dias mais frios,

quando feita sua instalao, a folga mnima que se deve deixar entre dois

trilhos consecutivos, para que eles no se sobreponham nos dias mais quentes, deve ser, em centmetros, de

a)1,5. b)2,0. c)3,0. d)4,5. e)6,0. Gab: D

04 - (MACK SP/2011) A 20 C, o comprimento de uma haste A 99% do

comprimento de outra haste B, mesma temperatura. Os materiais das hastes A

e B tm alto ponto de fuso e coeficientes de dilatao linear respectivamente iguais a A = 10. 10

5 C1 e B = 9,1. 105 C1. A temperatura em que as hastes

tero o mesmo comprimento ser

a) 970 C b) 1 120 C c)1 270 C d)1 770 C e)1 830 C Gab: C

05 - (UEL PR/2011) Um retngulo formado por um fio de cobre e outro de

alumnio, como mostra a figura A. Sabendo-se que o coeficiente de dilatao

linear do cobre de 17106 C1 e o do alumnio de 24106 C1, qual o valor do ngulo se a temperatura do retngulo for elevada de 100 C, como est apresentado na figura B?

a) 89,98 b) 30 c) 15 d) 0,02 e) 60 Gab: A

06 - (UFBA/2011) Impossibilitados de medir a longitude em que se

encontravam, os navegadores que tomaram parte nas grandes exploraes

martimas se viam literalmente perdidos no mar to logo perdessem contato visual com a terra. Milhares de vidas e a crescente riqueza das naes

dependiam de uma soluo. (SOBEL, 1997). A determinao da longitude

ao longo de viagens martimas feita pela comparao entre a hora local e a hora no porto de origem. Portanto, necessrio que se tenha, no navio, um

relgio que seja ajustado antes de zarpar e marque, precisamente, ao longo

de toda a viagem, a hora do porto de origem. Os relgios de pndulo daquela poca no serviam a esse propsito, pois o seu funcionamento sofria

influncia de muitos fatores, inclusive das variaes de temperatura, devido

dilatao e contrao da haste do pndulo. A longitude pde finalmente ser determinada atravs de um relgio, no qual o problema das variaes de

temperatura foi resolvido com a utilizao de tiras de comprimentos

diferentes feitas de materiais de coeficientes de dilatao diferentes. Com base nesse mesmo princpio fsico, considere um conjunto formado por

duas barras de comprimento L1 = 10,0cm e L2 = 15,0cm fixadas em uma das

extremidades, inicialmente submetido temperatura T0. Supondo que o

conjunto tenha sua temperatura aumentada para T = T0 + T, determine a relao entre os coeficientes de dilatao linear, 1 e 2, das barras, para a qual a distncia D = 5,0cm no se altera com a variao de temperatura.

Gab: 1,5

07 - (UEM PR/2011) Um cubo homogneo de alumnio, com 10 cm de lado, temperatura de 23 C, aquecido at atingir a temperatura de 423 C.

Considerando que o coeficiente de dilatao linear do alumnio 2,4 x 105

C1, analise as alternativas e assinale o que for correto. 01. O volume do cubo, temperatura de 423 C, aproximadamente de

1029,08 cm3.

02. O coeficiente de dilatao volumtrica do cubo ser tanto maior quanto maior for o cubo.

04. O coeficiente de dilatao linear do alumnio pode ser escrito tambm

como 2,4 x 105 K1. 08. O lado do cubo, temperatura de 423 C, mede 10,096 cm.

16. Se o cubo tivesse um furo de 5 cm de dimetro, a 23 C, a 423 C esse furo teria um dimetro de 5,048 cm. Gab: 25

08 - (FGV/2011) Na Terra, o perodo de oscilao de um pndulo, isto , o tempo que ele demanda para

completar um ciclo completo, corresponde, com boa

aproximao, raiz quadrada do qudruplo do comprimento do pndulo. O pndulo de um carrilho, ao

oscilar, bate o segundo e constitudo por uma fina

haste de ao de massa desprezvel, unida a um grande disco de bronze, que guarda em seu centro o centro de

massa do conjunto haste-disco. Suponha que a 20 C, o

centro de massa do conjunto esteja a 1 metro do eixo de oscilao, condio que faz o mecanismo funcionar com

exatido na medida do tempo.

Considerando que o coeficiente de dilatao linear do ao 10106 C1 e supondo que o centro de massa da haste-disco se mantenha sempre no centro do

disco se a temperatura do conjunto haste-disco subir 10 C, a medida do tempo, correspondente a meio ciclo de oscilao do pndulo, se tornar

a) 0001,1 s, fazendo com que o relgio adiante.

b) 0002,2 s, fazendo com que o relgio adiante.

c) 0001,1 s, fazendo com que o relgio atrase.

d) 0002,2 s, fazendo com que o relgio atrase.

e) 0002,2.2 s, fazendo com que o relgio atrase. Gab: C

09 - (UPE/2011) Um disco de alumnio, inicialmente a uma temperatura T0,

possui um furo concntrico de raio R0. O disco sofre uma dilatao trmica superficial, quando aquecido at uma temperatura T. Considerando que o

coeficiente de dilatao linear do alumnio constante durante a variao de temperatura considerada e R o raio do furo do disco aps a dilatao trmica, CORRETO afirmar que a relao R/R0 expressa por

a) ( ) TT b) (TT0)+1 c) ( ) 1TT +

d) ( ) 1TT2 e) ( ) 1TT2 + Gab: E

10 - (UESC BA/2011) Considere uma barra de liga metlica, com densidade

linear de 2,4103g/mm, submetida a uma variao de temperatura, dilatando-se 3,0mm. Sabendo-se que o coeficiente de dilatao linear e o calor especfico da

liga so, respectivamente, iguais a 2,0105 C1 e a 0,2 cal/gC, a quantidade de calor absorvida pela barra nessa dilatao igual, em cal, a

01. 245,0 02. 132,0 03. 120,0 04. 80,0 05.72,0 Gab: 05

11 - (UFG GO/2010) Deseja-se acoplar um eixo cilndrico a uma roda com um

orifcio circular. Entretanto, como a rea da seo transversal do eixo 2,0% maior que a do orifcio, decide-se resfriar o eixo e aquecer a roda. O eixo e a

roda esto inicialmente temperatura de 30C. Resfriando-se o eixo para 20C,

calcule o acrscimo mnimo de temperatura da roda para que seja possvel fazer o acoplamento. O eixo e a roda so de alumnio, que tem coeficiente de

dilatao superficial de 5,0105 C1. Gab: Tr = 349,0 C

12 - (UFG GO/2010) Tm-se atribudo o avano dos oceanos sobre a costa

terrestre ao aquecimento global. Um modelo para estimar a contribuio da

dilatao trmica considerar apenas a dilatao superficial da gua dos oceanos, onde toda superfcie terrestre est agrupada numa calota de rea igual a

25% da superfcie do planeta e o restante ocupada pelos oceanos, conforme

ilustra a figura.

De acordo com o exposto, calcule a variao de temperatura dos oceanos

responsvel por um avano mdio de L = 6,4 m sobre superfcie terrestre.

Gab: T = 0,0043 C

13 - (MACK SP/2010) Uma chapa metlica de rea 1 m2, ao sofrer certo aquecimento, dilata de 0,36 mm2. Com a mesma variao de temperatura, um

cubo de mesmo material, com volume inicial de 1 dm3, dilatar

a)0,72 mm3 b) 0,54 mm3 c)0,36 mm3 d)0,27 mm3 e) 0,18 mm3 Gab: B

14 - (MACK SP/2010) Uma placa de alumnio (coeficiente de dilatao linear

do alumnio = 2 105 C1), com 2,4 m2 de rea temperatura de 20 C, foi aquecido 176 F. O aumento de rea da placa foi de

a)24 cm2 b)48 cm2 c)96 cm2 d)120 cm2 e)144 cm2 Gab: C

15 - (UERJ/2010) A figura abaixo representa um retngulo formado

por quatro hastes fixas.

Considere as seguintes informaes sobre esse retngulo: sua rea de 75 cm2 temperatura de 20 C;

a razo entre os comprimentos A0

l e B0

l igual a 3;

as hastes de comprimento A0

l so constitudas de um mesmo material, e

as hastes de comprimento B0

l de outro;

a relao entre os coeficientes de dilatao desses dois materiais equivale

a 9. Admitindo que o retngulo se transforma em um quadrado temperatura de

320 C, calcule, em C1, o valor do coeficiente de dilatao linear do

material que constitui as hastes menores.

Gab: B= 1102 C1

16 - (ITA SP/2010) Um quadro quadrado de lado l e massa m, feito de um

material de coeficiente de dilatao superficial , pendurado no pino O por uma corda inextensvel, de massa desprezvel, com as extremidades fixadas no meio das arestas laterais do quadro,

conforme a figura. A fora de trao mxima

que a corda pode suportar F. A seguir, o quadro submetido a uma variao de

temperatura T, dilatando. Considerando desprezvel a variao no comprimento da corda devida dilatao, podemos afirmar que

o comprimento mnimo da corda para que o

quadro possa ser pendurado com segurana dado por

a) 2lF T /mg b) 2lF )T1( + /mg

c) 2lF )T1( + / ( )222 gmF4

d) 2lF )T1( + /(2F mg)

e) 2lF )gmF4/()T1( 222 + Gab: E 17 - (UNCISAL/2010) A cidade do Rio de Janeiro foi escolhida para sediar

os jogos olmpicos de 2016. Dentre os esportes que compem os jogos, a

natao sempre se destaca, sendo praticada em piscinas de 50 m de extenso. H, porm, piscinas de 25 m usadas para treinamento e, s vezes, tambm

em competies. Considere uma piscina semiolmpica, de 25 m de

comprimento por 10 m de largura e 2 m de profundidade, cheia de gua a temperatura ambiente de 18 oC. Deseja-se aquec-la at 30 oC, temperatura

considerada ideal para a prtica da natao. Para evitar dissipao para o ar,

a piscina coberta por uma grande lona isolante durante o aquecimento. Nesse aquecimento, observa-se que o volume de gua aumenta em cerca de

1%. Pode-se concluir que o coeficiente de dilatao volumtrica da gua vale, em oC-1, aproximadamente.

a) 1,2 10-3. b) 1,2 10-4. c) 8,3 10-3. d)8,3 10-4. e)8,3 10-5. Gab: D

18 - (ESPCEX/2009) Um estudante de Fsica, desejando medir o

coeficiente de dilatao volumtrico de uma substncia lquida, preenche completamente um recipiente de 400 cm3 de volume interno com a referida

substncia. O conjunto encontra-se inicialmente temperatura de equilbrio

t1 = 10 C e aquecido at a temperatura de equilbrio t2 = 90 C. O

coeficiente de dilatao volumtrica do recipiente = 4,0 105 C1 . Sabendo que houve um transbordamento de 20 cm3 do lquido, o coeficiente

de dilatao da substncia lquida de

a) 2,25 104 C1 b)5,85 104 C1 c)6,25 104 C1 d) 6,65 104 C1 e)1,03 103 C1 Gab: D