Projeto de Recuperação 1º Semestre - 2ª Série EM

Física 1

MATÉRIA A SER ESTUDADA FASCÍCULO CAP TÍTULO PÁGINA FIXAÇÃO APROFUNDAMENTO

DINÂMICA 02

01

ENERGIA E TRABALHO DE UMA FORÇA CONSTANTE

39 02, 03, 04 E

06 TODOS

TRABALHO DE FORÇA CONSTANTE: PESO E FORÇA DE ATRITO

40 01, 03, 04,

05 E 06 NENHUM

TRABALHO DE UMA FORÇA VARIÁVEL 41 TODOS 04

TRABALHO DA FORÇA RESULTANTE E PROBLEMAS DE APLICAÇÃO

42 TODOS 06

POTÊNCIA MECÂNICA 43 01, 02, 03,

05 E 06 07

POTÊNCIA MECÂNICA E RENDIMENTO 44 03, 04, 05 E

06 07

02

ENERGIA CINÉTICA E TEOREMA DA ENERGIA CINÉTICA

45 02, 04, 05 E

06 07

APLICAÇÕES DO TEOREMA DA ENERGIA CINÉTICA

46 TODOS 05

ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL 47 02, 03, 04 E

05 06

ENERGIA POTENCIAL ELÁSTICA E TEOREMA DA ENERGIA POTENCIAL

48 01, 02 E 04 06

03

CONSERVAÇÃO DA ENERGIA MECÂNICA

49 01, 02, 05,

06 E 07 08

50 TODOS NENHUM

SISTEMAS DISSIPATIVOS 51 TODOS TODOS

52 TODOS TODOS

PROBLEMAS DE APLICAÇÃO 53 01, 02 E 03 TODOS

54 TODOS TODOS

LISTA DE EXERCÍCIOS PARA ENTREGAR A lista deverá estar devidamente identificada e os exercícios deverão apresentar resolução completa e justificada.

1) Uma pessoa caminha sobre um plano horizontal. O trabalho realizado pelo peso desta pessoa é a) sempre positivo b) sempre negativo c) sempre igual a zero d) positivo, se o sentido do deslocamento for da esquerda para a direita e) negativo, se o sentido do deslocamento for da direita para a esquerda 2) Um trator utilizado para lavrar a terra arrasta um arado com uma força de 10.000 N. Qual o trabalho

realizado pelo trator num percurso de 200 m? 3) Um corpo de massa 5 kg é retirado de um ponto A e levado para um ponto B, distante 40 m na horizontal

e 30 m na vertical traçadas a partir do ponto A. Adotando g = 10m/s2, qual é o módulo do trabalho

realizado pela força peso? a) 2.500 J b) 2.000 J c) 1.500 J d) 900 J e) 500 J 4) Um pêndulo é constituído de uma esfera de massa 2 kg, presa a um fio de massa desprezível e

comprimento 2 m, que pende do teto conforme figura a seguir. O pêndulo oscila formando um ângulo máximo de 60º com a vertical. Nessas condições, o trabalho realizado pela força de tração, que o fio exerce sobre a esfera, entre a posição mais baixa e mais alta, em joules, vale

a) 20 b) 10 c) zero d) - 10 e) - 20 5) Três corpos idênticos de massa M deslocam-se entre dois níveis, como mostra a figura a seguir:

A - caindo livremente; B - deslizando ao longo de um tobogã e; C - descendo uma rampa, sendo, em todos os movimentos, desprezíveis as forças dissipativas. Com relação ao trabalho (W) realizado pela força peso dos corpos, pode-se afirmar que:

a) WC > WB > WA b) WC > WB = WA c) WC = WB > WA d) WC = WB = WA e) WC < WB > WA 6) A figura representa o gráfico do módulo F de uma força que atua sobre um corpo em função do seu

deslocamento x. Sabe-se que a força atua sempre na mesma direção e sentido do deslocamento. Pode-se afirmar que o trabalho dessa força no trecho de 0 a 1,0 m, representado pelo gráfico é igual a

a) 0,5 J b) 2,5 J c) 5,0 J d) 7,5 J e) 10 J 7) O gráfico representa a elongação de uma mola, em função da força elástica exercida por ela. O módulo

do trabalho da força elástica para distender a mola de 1 a 2 m é igual a

a) 200 J b) 100 J c) 75 J d) 50 J e) 25 J 8) Uma esteira rolante transporta 15 caixas de bebida por minuto, de um depósito no subsolo até o andar

térreo. A esteira tem comprimento de 12 m, inclinação de 30º com a horizontal e move-se com velocidade constante. As caixas a serem transportadas já são colocadas com a velocidade da esteira. Se cada caixa pesa 200 N, o motor que aciona esse mecanismo deve fornecer a potência de:

a) 20 W b) 40 W c) 300 W d) 600 W e) 1.800 W 9) Um veículo de massa 1.500 kg gasta uma quantidade de combustível equivalente a 7,5.10

6 J para subir

um morro de 100 m e chegar até o topo. Adotando g = 10m/s2, o rendimento do motor do veículo para

essa subida será de: a) 75 % b) 40 % c) 60 % d) 50 % e) 20 % 10) Uma empilhadeira elétrica transporta do chão até uma prateleira, a 6 m do chão, um pacote de 120 kg. O

gráfico adiante ilustra a altura do pacote em função do tempo. Adotando g = 10m/s2, a potência aplicada

ao pacote pela empilhadeira é: a) 120 W b) 360 W c) 720 W d) 1.200 W e) 2.400 W 11) Um operário ergue, do chão até uma prateleira a 2 m de altura, uma saca de soja de massa 60 kg,

gastando 2,5 s na operação. Adotando g = 10m/s2, a potência média do operário, em watts, é

a) 240 b) 290 c) 350 d) 480 e) 600 12) Um elevador é puxado para cima por um cabo de aço com velocidade constante de 0,5 m/s. A potência

mecânica transmitida pelo cabo é de 23 kW. Adotando g = 10m/s2, qual a força exercida pelo cabo?

a) 57 kN b) 46 kN c) 32 kN d) 15 kN e) 12 kN 13) Um litro de óleo diesel libera 3,5.10

7 J de energia na combustão. Uma bomba, funcionando com um motor

diesel com rendimento de 20%, eleva água a uma altura de 10 m com 1 litro de óleo diesel. Considerando g = 10m/s

2, a massa de água que pode ser elevada é

a) 35.000 kg b) 70.000 kg c) 350.000 kg d) 3.500.000 kg e) 7.000.000 kg 14) A invenção da roda d'água possibilitou a substituição do esforço humano e animal na realização de

diversas atividades. O registro de sua utilização é anterior a 85 a.C. e, nos dias de hoje, ainda pode ser vista como um mecanismo que auxilia o movimento de outros. Na figura a seguir, estão ilustrados os principais elementos de um sistema rudimentar de geração de energia elétrica. A água que jorra do tubo faz a roda girar, acionando um gerador elétrico. Considere um sistema, como o representado acima, com as seguintes características, a vazão é constante; a água sai do tubo com velocidade desprezível, atingindo a roda 4,0 m abaixo; o rendimento é de 75%. Supondo que a potência elétrica oferecida pelo gerador em seus terminais seja igual a 15 kW e desprezando as perdas de líquido, determine o volume de água que jorra do tubo a cada segundo. Adote g = 10 m/s

2 e a densidade da água igual a 1 kg/litro.

15) Uma criança de massa 40 kg viaja no carro dos pais, sentada no banco de trás, presa pelo cinto de

segurança. Num determinado momento, o carro atinge a velocidade de 72 km/h. Nesse instante, a energia cinética dessa criança é

a) igual à energia cinética do conjunto carro mais passageiros b) zero, pois fisicamente a criança não tem velocidade, logo, não tem energia cinética c) 8.000 J em relação ao carro e zero em relação à estrada d) 8.000 J em relação à estrada e zero em relação ao carro e) 8.000 J, independente do referencial considerado, pois a energia é um conceito absoluto 16) Sobre um corpo de massa 4 kg, inicialmente em repouso sobre uma mesa horizontal perfeitamente lisa, é

aplicada uma força constante, também horizontal. O trabalho realizado por essa força até que o corpo adquira a velocidade de 10 m/s é

a) 20 J b) 40 J c) 80 J d) 100 J e) 200 J 17) Em uma partida de handebol, um atleta arremessa a bola a uma velocidade de 72 km/h. Sendo a massa

da bola igual a 450 g e admitindo que a bola estava inicialmente em repouso, pode-se afirmar que o trabalho realizado sobre ela foi igual a

a) 32 J b) 45 J c) 72 J d) 90 J e) 160 J 18) Uma partícula de massa 500 g, em movimento retilíneo, aumenta sua velocidade desde 6 m/s até 10 m/s

num percurso de 8 m. A força resultante sobre a partícula tem módulo igual a a) 16 N b) 8 N c) 6 N d) 4 N e) 2 N 19) Uma força de módulo F = 21 N acelera um bloco sobre uma superfície horizontal sem atrito, conforme a

figura. O ângulo entre a direção da força e o deslocamento do bloco é de 60º. Ao final de um deslocamento de 4 m, qual a variação da energia cinética do bloco, em joules?

20) Dá-se um tiro contra uma porta. A bala, de massa 10 g, tinha velocidade de 600 m/s ao atingir a porta e,

logo após atravessá-la, sua velocidade passa a ser de 100 m/s. Se a espessura da porta é de 5 cm, a força média que a porta exerceu na bala tem módulo igual a

a) 1.000 N b) 2.000 N c) 5.000 N d) 20.000 N e) 35.000 N 21) Um bloco de massa 0,5 kg está sujeito a uma força que varia com a posição de acordo com o gráfico a

seguir. Se o bloco partiu do repouso em x = 0, qual será sua velocidade escalar, em m/s, quando x for igual a 30 m?

22) Um objeto de 8 kg está sujeito à força resultante F, aplicada na mesma direção e no mesmo sentido do

movimento. O módulo da força F, variável em função da posição x, está representado no gráfico. Sabe-se ainda que o trabalho realizado pela força F é igual a 300 J no deslocamento de 40 m, indicado no gráfico, e que a velocidade do objeto é de 10 m/s quando x = 40 m. Quando x = 0, qual o módulo da força F e da velocidade V do objeto? F = 11 N e V = 5 m/s

23) Um ciclista desce uma rua inclinada, com forte vento contrário ao seu movimento, com velocidade

constante. Pode-se afirmar que: a) sua energia cinética está aumentando b) sua energia potencial gravitacional está diminuindo c) sua energia cinética está diminuindo d) sua energia potencial gravitacional é constante 24) Uma empilhadeira, cuja massa é 500 kg, faz pequenos percursos de 10 m em piso horizontal, com

velocidade constante de 0,80 m/s, transportando uma pilha de dois caixotes de 100 kg cada um. Durante o deslocamento da empilhadeira, a carga inicialmente próxima do solo, é elevada com velocidade de 0,25 m/s. Enquanto os caixotes estão sendo elevados, a cada segundo a energia potencial do conjunto varia de (g = 10m/s

2)

a) 7.500 J b) 5.000 J c) 2.500 J d) 750 J e) 500 J 25) A figura 1 representa um sistema composto de três esferas de mesma massa unidas por três molas

idênticas. O sistema é posto a oscilar, deslocando-se entre as posições indicadas nas figuras 2 e 3. Pode-se dizer que a energia potencial elástica máxima do sistema ocorre:

a) somente na posição da figura 1 b) somente na posição da figura 2 c) somente na posição da figura 3 d) nas posições das figuras 1 e 2 e) nas posições das figuras 2 e 3 26) Determine a massa de um avião viajando a 720 km/h, a uma altura de 3.000 m do solo, cuja energia

mecânica total é de 7.107 J. Considere a energia potencial gravitacional como zero no solo. Adote g = 10

m/s2.

a) 1.000 kg b) 1.400 kg c) 2.800 kg d) 5.000 kg e) 10.000 kg 27) Um pai puxa o balanço da filha até encostá-lo em seu rosto, solta-o e permanece parado, sem receio de

ser atingido pelo brinquedo quando ele retorna à posição inicial. Tal segurança se fundamenta na: a) Conservação da energia mecânica b) Primeira Lei de Newton c) Segunda Lei de Newton d) Lei da Ação e Reação e) Lei da Gravitação Universal 28) Um atleta, com peso de 700 N, consegue atingir 4.200 J de energia cinética na sua corrida para um salto

em altura com vara. Caso ocorresse a conservação da energia mecânica, a altura máxima que ele poderia atingir seria de

a) 4,0 m b) 4,5 m c) 5,0 m d) 5,5 m e) 6,0 m 29) Um bloco de massa m = 0,1 kg comprime uma mola ideal, de constante elástica k = 100 N/m, de 0,2 m.

Quando a mola é liberada, o bloco é lançado ao longo de uma pista lisa. Adotando g = 10m/s2, calcule a

velocidade do bloco quando ele atinge a altura h = 1,2 m. 30) Um bloco de massa 0,60 kg é abandonado, a partir do repouso, no ponto A de uma pista no plano

vertical. O ponto A está a 2,0 m de altura da base da pista, onde está fixa uma mola de constante elástica 150 N/m. São desprezíveis os efeitos do atrito e adota-se g = 10 m/s

2. A máxima compressão da mola

vale a) 0,80 m b) 0,40 m c) 0,20 m d) 0,10 m e) 0,05 m 31) A figura a seguir representa um carrinho de massa m se deslocando sobre o trilho de uma montanha

russa num local onde a aceleração da gravidade é g = 10 m/s2. Considerando que a energia mecânica do

carrinho se conserva durante o movimento e, em P, o módulo de sua velocidade é 8 m/s, teremos no ponto Q uma velocidade de módulo igual a:

a) 5,0 m/s b) 4,8 m/s c) 4,0 m/s d) 2,0 m/s e) Zero

32) O salto com vara é, sem dúvida, uma das disciplinas mais exigentes do atletismo. Em um único salto, o atleta executa cerca de vinte e três movimentos em menos de dois segundos. Na última Olimpíada de Atenas a atleta russa, Svetlana Feofanova, bateu o recorde feminino, saltando 4,88 m. A figura a seguir representa um atleta durante um salto com vara, em três instantes distintos. Assinale a opção que melhor identifica os tipos de energia envolvidos em cada uma das situações I, II, e III, respectivamente.

a) I - cinética II - cinética e gravitacional III - cinética e gravitacional b) I - cinética e elástica II - cinética, gravitacional e elástica III - cinética e gravitacional c) I - cinética II - cinética, gravitacional e elástica III - cinética e gravitacional d) I - cinética e elástica II - cinética e elástica III - gravitacional e) I - cinética e elástica II - cinética e gravitacional III – gravitacional

33) Um objeto de massa 400 g desce, a partir do repouso no ponto A, por uma rampa, em forma de um quadrante de circunferência de raio R = 1 m. Na base B, choca-se com uma mola de constante elástica k = 200 N/m. Desprezando a ação de forças dissipativas em todo o movimento e adotado g = 10 m/s

2, a máxima deformação da mola é de

a) 40 cm b) 20 cm c) 10 cm d) 4 cm e) 2 cm

34) Em uma mina de carvão, o minério é transportado para fora da mina por meio de um vagão

gôndola. A massa do vagão mais a carga de carvão totalizam duas toneladas. A última etapa do translado do vagão ocorre em uma região completamente plana e horizontal. Um cabo de aço, com uma das extremidades acoplada ao vagão e a outra a um motor, puxa o vagão do interior da mina até o final dessa região plana. Considere que as rodas do vagão estão bem lubrificadas a ponto de poder-se desprezar o atrito das rodas com os trilhos. Durante esse último translado, o motor acoplado ao cabo de aço executa um trabalho de 4.000 J. Nesse contexto, considerando que o vagão, no último translado, partiu do repouso, é correto afirmar que esse vagão chega ao final da região plana com uma velocidade de:

a) 10 m/s b) 8 m/s c) 6 m/s d) 4 m/s e) 2 m/s

35) Um carrinho de montanha russa parte do repouso do ponto A e percorre a pista sem atrito, esquematizada a seguir. A máxima altura h do ponto A, em metros, para que o carrinho passe por B, cujo raio de curvatura é 10 m, sem perder o contato com a pista é (g = 10 m/s

2):

a) 5 b) 8 c) 10 d) 12 e) 15

36) Um corpo de massa m = 0,5 kg desliza por uma pista inclinada, passando pelo ponto A com

velocidade VA = 2 m/s e pelo ponto B com velocidade VB = 6 m/s. Adotando g = 10 m/s2 e

utilizando o teorema da energia cinética, podemos afirmar que o trabalho realizado pela força de atrito no deslocamento de A para B vale:

a) - 8 J b) - 7 J c) + 9 J d) + 15 J e) + 30 J

37) Na figura, está representado o perfil de uma montanha coberta de neve. Um trenó, solto no ponto K com velocidade nula, passa pelos pontos L e M e chega, com velocidade nula, ao ponto N. A altura da montanha no ponto M é menor que a altura em K. Os pontos L e N estão em uma mesma altura. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que:

a) a energia mecânica em K é igual à energia mecânica em M. b) a energia cinética em L é igual à energia potencial gravitacional em K. c) a energia potencial gravitacional em L é maior que a energia potencial gravitacional em N. d) a energia mecânica em M é menor que a energia mecânica em L. e) a energia mecânica em K é menor que a energia mecânica em M.

38) As conhecidas estrelas cadentes são na verdade meteoritos (fragmentos de rocha

extraterrestre) que, atraídos pela força gravitacional da Terra, se aquecem ao atravessar a atmosfera, produzindo o seu brilho. Denotando a energia cinética por EC, a energia potencial por EP e a energia térmica por ET, a sequência de transformações de energia envolvidas desde o instante em que o meteorito atinge a atmosfera são, nesta ordem:

a) EC EP e EC ET

b) EC EP e EP ET

c) EP EC e EC ET

d) EP ET e ET EC

e) ET EP e ET EC

39) A figura ilustra um brinquedo oferecido por alguns parques, conhecido por tirolesa, no qual uma pessoa desce de uma determinada altura segurando-se em uma roldana apoiada em uma corda tensionada. Em determinado ponto do percurso, a pessoa se solta e cai na água de um lago. Considere que uma pessoa de 50 kg parta do repouso no ponto A e desça até o ponto B segurando-se na roldana, e que nesse trajeto tenha havido perda de 36% da energia mecânica do sistema, devido ao atrito entre a roldana e a corda. No ponto B ela se solta, atingindo o ponto C na superfície da água. Em seu movimento, o centro de massa da pessoa sofre o desnível vertical de 5 m mostrado na figura. Desprezando a resistência do ar e a massa da roldana, e adotando g = 10 m/s

2, pode-se afirmar que a pessoa atinge o ponto C com uma

velocidade de módulo igual a: a) 4 m/s b) 6 m/s c) 8 m/s d) 10 m/s e) 12 m/s 40) O automóvel da figura tem massa de 1.200 kg e, no ponto A, desenvolve uma velocidade de 10 m/s.

Estando com o motor desligado, descreve a trajetória mostrada, atingindo uma altura máxima h, chegando ao ponto B com velocidade nula. Considerando a aceleração da gravidade local como g = 10 m/s

2 e sabendo-se que, no trajeto AB, as forças não conservativas realizam um trabalho de módulo

1,56.105 J, concluímos que a altura h é de:

a) 12 m b) 14 m c) 16 m d) 18 m e) 20 m GABARITO: 1) c 2) 2.10

6 J 3) c 4) c 5) d 6) c 7) c 8) c 9) e 10) b 11) d 12) b 13) b 14) 500 l/s 15) d 16) e

17) d 18) e 19) 42 J 20) e 21) 40 m/s 22) F = 11 N e V = 5 m/s 23) b 24) e 25) e 26) b 27) a 28) e 29) 4 m/s 30) b 31) d 32) c 33) b 34) e 35) b 36) b 37) d 38) c 39) c 40) a.

Física 2

MATÉRIA A SER ESTUDADA

FASCÍCULO CAP TÍTULO PÁGINA FIXAÇÃO

TERMOLOGIA 2

01

CALOR LATENTE I 32 TODOS

CALOR LATENTE II 33 TODOS

TROCAS DE CALOR COM MUDANÇA DE ESTADO I 34 TODOS

TROCAS DE CALOR COM MUDANÇA DE ESTADO II 35 TODOS

02

DILATAÇÃO TÉRMICA LINEAR I 36 TODOS

DILATAÇÃO TÉRMICA LINEAR II 37 TODOS

DILATAÇÃO TÉRMICA SUPERFICIAL 38 TODOS

DILATAÇÃO TÉRMICA VOLUMÉTRICA 39 TODOS

DILATAÇÃO TÉRMICA DE LÍQUIDOS 40 TODOS

ELETROSTÁTICA 1

01

ELETRIZAÇÃO POR ATRITO E ELETRIZAÇÃO POR CONTATO 37 TODOS

INDUÇÃO ELÉTRICA; ATERRAMENTO 38 TODOS

02

LEI DE COULOMB 39 TODOS

LEI DE COULOMB 40 TODOS

O CONCEITO DE CAMPO ELÉTRICO 41 TODOS

CAMPO ELÉTRICO GERADO POR UMA PARTÍCULA PUNTIFORME CARREGADA

42 TODOS

O CAMPO ELÉTRICO GERADO POR UMA DISTRIBUIÇÃO DE CARGAS ELÉTRICAS

43 TODOS

CAMPO ELÉTRICO E AS LINHAS DE FORÇA 44 TODOS

CAMPO ELÉTRICO UNIFORME E AS LINHAS DE FORÇA 45 TODOS

ELETROSTÁTICA 2 01

O TRABALHO REALIZADO PELA FORÇA ELÉTRICA 31 TODOS

ENERGIA POTENCIAL ELÉTRICA 32 TODOS

O CONCEITO DE POTENCIAL ELÉTRICO 33 TODOS

DDP; SUPERFÍCIES EQUIPOTENCIAIS 34 TODOS

UM POUCO MAIS SOBRE O CAMPO ELÉTRICO UNIFORME

35 TODOS

LISTA DE EXERCÍCIOS PARA ENTREGAR COM RESOLUÇÃO Todos os exercícios devem ser entregues manuscritos e sem rasuras. Todas as respostas devem estar justificadas da maneira apropriada e correta, ou não serão aceitas. A lista de Física 2 deve ser entregue separada da outra lista, identificada e organizada. 1) Numa câmara frigorífica, um bloco de gelo de massa m = 8,0 kg desliza sobre a rampa de madeira da figura a seguir, partindo do repouso, de uma altura h = 1,8 m. Use g = 10 m/s

2.

a) Se o atrito entre o gelo e a madeira fosse desprezível, qual seria o valor da velocidade do bloco ao atingir o solo (ponto A da figura)? b) Entretanto, apesar de pequeno, o atrito entre o gelo e a madeira não é desprezível, de modo que o bloco de gelo e chega à base da rampa com velocidade de 4,0 m/s. Qual foi a energia dissipada pelo atrito? c) Qual a massa de gelo (a 0 °C) que seria fundida com esta energia? Considere o calor latente de fusão do gelo L = 80 cal/g e, para simplificar, adote 1 cal = 4,0 J. 2) Sob pressão constante, eleva-se a temperatura de certa massa de gelo, inicialmente a 253 K, por meio de transferência de calor a taxa constante, até que se obtenha água a 293 K.

A partir do gráfico responda: a) Qual é o maior calor específico, o do gelo ou da água? Justifique. b) Por que a temperatura permanece constante em 273 K, durante parte do tempo? 3) Colocam-se 900 g de gelo a 0 °C, no interior de um forno de micro-ondas de 1200 W para ser transformado em água também a 0 °C. Admitindo-se que toda a energia fornecida pelo forno será absorvida pelo gelo, devemos programá-lo para funcionar durante quantos minutos? Use Lágua = 320 J/g. 4) Um calorímetro de capacidade térmica 50 cal/°C contém 520 g de gelo a 0 °C. Injeta-se no calorímetro vapor de água a 120 °C, na quantidade necessária e suficiente para fundir totalmente o gelo. A massa de água, em gramas, que se forma no interior do calorímetro vale: Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g°C; calor específico do vapor = 0,50 cal/g°C; calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g; calor latente de vaporização da água = 540 cal/g. a) 520 b) 584 c) 589 d) 620 e) 700 5) Quantas calorias são necessárias para vaporizar 1,00 litro de água, se a sua temperatura é, inicialmente, igual a 10,0 °C? Dados: - calor específico da água: 1,00 cal/g°C; - densidade da água: 1,00 g/cm

3;

- calor latente de vaporização da água: 540 cal/g. 6) Uma moeda de cobre a 150 °C, com 50 g de massa, é posta em contato com um bloco de gelo a 0 °C. Calcule a massa de gelo que se funde. Dados: Cu (cobre) = calor específico do cobre = 0,09 cal/g°C Lf = calor latente de fusão de gelo = 80 cal/g

7) Um pedaço de gelo a 0 °C é colocado em 200 g de água a 30 °C, num recipiente de capacidade térmica desprezível e isolado termicamente. O equilíbrio térmico se estabelece em 20 °C. O calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g e o calor específico da água é 1,0 cal/g.°C. Calcule a massa do pedaço de gelo usado no experimento. 8) Você é convidado a projetar uma ponte metálica, cujo comprimento será de 2,0 km. Considerando os efeitos de contração e expansão térmica para temperaturas no intervalo de - 40 °F a 110 °F e que o coeficiente de dilatação linear do metal é de 12 × 10

­6 °C

­1, qual a máxima variação esperada no comprimento

da ponte? (O coeficiente de dilatação linear é constante no intervalo de temperatura considerado). a) 9,3 m b) 2,0 m c) 3,0 m d) 0,93 m e) 6,5 m

9) O comprimento l de uma barra de latão varia, em função da temperatura , segundo o gráfico a seguir.

Assim, o coeficiente de dilatação linear do latão, no intervalo de 0 °C a 100 °C, vale: a) 2,0.10

­5/°C b) 5,0.10

­5/°C c) 1,0.10

­4/°C d) 2,0.10

­4/°C e) 5,0.10

­4/°C

10) Uma chapa de alumínio (α = 2,2.10

­5 °C

­1), inicialmente a 20 °C, é utilizada numa tarefa doméstica no

interior de um forno aquecido a 270 °C. Após o equilíbrio térmico, sua dilatação superficial, em relação à área inicial, foi de: a) 0,55% b) 1,1% c) 1,65% d) 2,2% e) 4,4% 11) Adote: calor específico da água: 1 cal/g.°C. A 10 °C, 100 gotas idênticas de um líquido ocupam um volume de 1,0 cm

3. A 60 °C, o volume ocupado pelo líquido é de 1,01 cm

3. Calcule:

a) A massa de 1 gota de líquido a 10 °C, sabendo-se que sua densidade, a esta temperatura, é de 0,90 g/cm3.

b) o coeficiente de dilatação volumétrica do líquido. 12) O volume de um bloco metálico sofre um aumento de 0,6% quando sua temperatura varia de 200 °C. O coeficiente de dilatação linear médio desse metal, em °C

­1, vale:

a) 1,0.10­5

b) 3,0.10­5

c) 1,0.10­4

d) 3,0.10­4

e) 3,0.10­3

13) Um bulbo de vidro conectado a um tubo fino, com coeficiente de dilatação desprezível, contendo certa massa de água na fase líquida é mostrado a seguir em três situações de temperatura. Na primeira, o sistema está a 4 °C; na segunda, a 1 °C e, na terceira, a 10 °C. Conforme a temperatura, a água ocupa certa porção do tubo. Tal fenômeno é explicado:

a) pelo aumento de volume da água de 0°C a 4°C, seguido da diminuição do volume a partir de 4°C. b) pela diminuição da densidade da água de 0°C a 4°C, seguido do aumento da densidade a partir de 4°C. c) pelo aumento do volume da água a partir de 0°C.

d) pelo aumento da densidade da água de 0°C a 4°C, seguido da diminuição da densidade a partir de 4°C. e) pela diminuição do volume da água a partir de 0°C. 14) Cada uma das figuras a seguir representa duas bolas metálicas de massas iguais, em repouso, suspensas por fios isolantes. As bolas podem estar carregadas eletricamente. O sinal da carga está indicado em cada uma delas. A ausência de sinal indica que a bola está descarregada. O ângulo do fio com a vertical depende do peso da bola e da força elétrica devido à bola vizinha. Indique qual caso está certo.

15) Tem-se 3 esferas condutoras idênticas A, B e C. As esferas A (positiva) e B (negativa) estão eletrizadas com cargas de mesmo módulo Q, e a esfera C está inicialmente neutra. São realizadas as seguintes operações: 1) Toca-se C em B, com A mantida à distância, e em seguida separa-se C de B; 2) Toca-se C em A, com B mantida à distância, e em seguida separa-se C de A; 3) Toca-se A em B, com C mantida à distância, e em seguida separa-se A de B. Calcule as cargas finais de cada esfera. 16) Uma esfera condutora eletricamente neutra, suspensa por fio isolante, toca outras três esferas de mesmo tamanho e eletrizadas com cargas Q, 3Q/2, e 3Q, respectivamente. Após tocar na terceira esfera eletrizada, qual a carga da primeira esfera? 17) Uma partícula está eletrizada positivamente com uma carga elétrica de 4,0 × 10

-15 C. Como o módulo da

carga do elétron é 1,6 × 10-19

C, essa partícula: a) ganhou 2,5 × 10

4 elétrons.

b) perdeu 2,5 × 104 elétrons.

c) ganhou 4,0 × 104 elétrons.

d) perdeu 6,4 × 104 elétrons.

e) ganhou 6,4 × 104 elétrons.

18) Três esferas A , B e C atraem-se mutuamente (todas ao mesmo tempo) entre si. Se a carga de A é negativa, o que podemos afirmar em relação às possíveis cargas de B e C? 19) Você liga um televisor, o material que reveste a tela internamente, perde uma grande quantidade de elétrons e se torna eletricamente carregado. Você pode verificar a presença dessa carga aproximando o braço da tela e notando como os pêlos ficam "em pé". Qual é o sinal da carga adquirida pela tela? 20) A força de repulsão entre duas cargas elétricas puntiformes, que estão a 20 cm uma da outra, é 0,030 N. Esta força aumentará para 0,060 N se a distância entre as cargas for alterada para: a) 5,0 cm b) 10 cm c) 14 cm d) 28 cm e) 40 cm 21) Duas cargas puntiformes q1 = + 2 µC e q2 = - 6 µC estão fixas e separadas por uma distância de 600 mm no vácuo. Uma terceira carga q3 = 3 µC é colocada no ponto médio do segmento que une as cargas. Qual é o módulo da força elétrica que atua sobre a carga q3? Dado: constante eletrostática do vácuo K = 9.10

9 N.m

2/C

2.

22) Considere as cargas puntiformes colocadas nos vértices do quadrado (Figura I) e nos vértices do triângulo equilátero (Figura II). Desenhe o campo elétrico resultante (direção, sentido e o valor do ângulo com a reta AB) para:

a) a carga em (A) da figura (I). b) a carga em (A) da figura (II). 23) Sabendo-se que o vetor campo-elétrico no ponto A é nulo, calcule a relação entre d1 e d2.

24) A figura a seguir mostra duas cargas pontuais, Q1 e Q2. Elas estão fixas nas suas posições e a uma distância de 1,00 m entre si. No ponto P, que está a uma distância de 0,50 m da carga Q2, o campo elétrico é nulo. Sendo Q2 = + 1,0 × 10

-7 C, o valor da carga Q1(em coulombs) é:

a) - 9,0 × 10

-7

b) + 9,0 × 10-7

c) +1,0 × 10

-7

d) -1,0 × 10-7

e) - 3,0 × 10

-7

25) Na figura a seguir estão representadas algumas linhas de força do campo criado pela carga Q. Os pontos A, B, C e D estão sobre circunferências centradas na carga. Assinale a alternativa FALSA:

a) Os potenciais elétricos em A e C são iguais. b) O potencial elétrico em A é maior do que em D. c) Uma carga elétrica positiva colocada em A tende a se afastar da carga Q.

d) O trabalho realizado pelo campo elétrico para deslocar uma carga de A para C é nulo. e) O campo elétrico em B é mais intenso do que em A. 26) Uma carga elétrica puntiforme com 4,0 µC, que é colocada em um ponto P do vácuo, fica sujeita a uma força elétrica de intensidade 1,2 N. O campo elétrico nesse ponto P tem qual intensidade? 27) As cargas puntiformes q1 = 20 µC e q2 = 64 µC estão fixas no vácuo (k0 = 9.10

9 N.m

2/C

2), respectivamente

nos pontos A e B. O campo elétrico resultante no ponto P tem intensidade de:

a) 3,0 . 10

6 N/C

b) 3,6 . 106 N/C

c) 4,0 . 106 N/C

d) 4,5 . 106 N/C

e) 5,4 . 106 N/C

28) Considere os pontos A e B do campo elétrico gerado por uma carga puntiforme positiva Q no vácuo (k0= 9 × 10

9 N.m

2/C

2). Outra carga puntiforme, de 2 µC, em repouso, no ponto A, é levada com velocidade constante

ao ponto B, realizando-se o trabalho de 9 J. O valor da carga Q, que cria o campo, é:

a) 10 µC b) 20 µC c) 30 µC d) 40 µC e) 50 µC 29) Campos eletrizados ocorrem naturalmente no nosso cotidiano. Um exemplo disso é o fato de algumas vezes levarmos pequenos choques elétricos ao encostarmos em automóveis. Tais choques são devidos ao fato de estarem os automóveis eletricamente carregados. Sobre a natureza dos corpos (eletrizados ou neutros), considere as afirmativas a seguir: I- Se um corpo está eletrizado, então o número de cargas elétricas negativas e positivas não é o mesmo. II- Se um corpo tem cargas elétricas, então está eletrizado. III- Um corpo neutro é aquele que não tem cargas elétricas. IV- Ao serem atritados, dois corpos neutros, de materiais diferentes, tornam-se eletrizados com cargas opostas, devido ao princípio de conservação das cargas elétricas. V- Na eletrização por indução, é possível obter-se corpos eletrizados com quantidades diferentes de cargas. Sobre as afirmativas acima, assinale a alternativa correta. a) Apenas as afirmativas I, II e III são verdadeiras. b) Apenas as afirmativas I, IV e V são verdadeiras. c) Apenas as afirmativas I e IV são verdadeiras. d) Apenas as afirmativas II, IV e V são verdadeiras. e) Apenas as afirmativas II, III e V são verdadeiras. 30) Uma partícula de massa 1,0×10

-5 kg e carga elétrica 2,0 µC fica em equilíbrio quando colocada em certa

região de um campo elétrico. Adotando-se g = 10m/s2, o campo elétrico naquela região tem intensidade, em

V/m, de: a) 500 b) 0,050 c) 20 d) 50 e) 200 31) Considere uma esfera de massa m e carga q pendurada no teto e sob a ação da gravidade e do campo elétrico E como indicado na figura a seguir.

Qual é o sinal da carga q? Justifique bem sua resposta. 32) Duas pequenas esferas carregadas repelem-se mutuamente com uma força de 1 N quando separadas por 40 cm. Qual o valor, em newtons, da força elétrica repulsiva se elas forem deslocadas e posicionadas à distância de 10 cm uma da outra? 33) Quatro cargas pontuais estão colocadas nos vértices de um quadrado. As duas cargas +Q e -Q têm mesmo valor absoluto e as outras duas, q1 e q2, são desconhecidas. A fim de determinar a natureza destas cargas, coloca-se uma carga de prova positiva no centro do quadrado e verifica-se que a força sobre ela é F, mostrada na figura a seguir. Podemos afirmar que:

a) q1> q2> 0 b) q2> q1> 0 c) q1 + q2> 0 d) q1 + q2< 0 e) q1 = q2> 0

34) Um partícula eletrizada com carga q = 1 µC e massa 1 g é abandonada em repouso, no vácuo (k0 = 9.109

N.m2/C

2), num ponto A distante 1,0 m de outra carga Q = 25 µC, fixa.

a) Qual o trabalho realizado pela força elétrica para deslocar a partícula do ponto A para o ponto B?

b) Qual é, em m/s, a velocidade da partícula ao passar pelo ponto B?

35) Uma carga positiva puntiforme é liberada a partir do repouso em uma região do espaço onde o campo elétrico é uniforme e constante.

Se a partícula se move na mesma direção e sentido do campo elétrico, a energia potencial eletrostática do

sistema:

a) aumenta e a energia cinética da partícula aumenta.

b) diminui e a energia cinética da partícula diminui.

c) e a energia cinética da partícula permanecem constantes.

d) aumenta e a energia cinética da partícula diminui.

e) diminui e a energia cinética da partícula aumenta.

36) A figura a seguir mostra duas cargas iguais q = 1,0 × 10-11

C, colocadas em dois vértices de um triângulo equilátero de lado igual a 1 cm.

Qual o valor, em volts, do potencial elétrico no terceiro vértice do triângulo (ponto P)? Dado k = 9 × 109

Nm2/C

2.

37) Na determinação do valor de uma carga elétrica puntiforme, observamos que, em um determinado ponto do campo elétrico por ela gerado, o potencial elétrico é de 18 kV e a intensidade do vetor campo elétrico é de 9,0 kN/C. Se o meio é o vácuo (k0 = 9 . 10

9 Nm

2/C

2), o valor dessa carga é:

a) 4,0 µC

b) 3,0 µC

c) 2,0 µC

d) 1,0 µC

e) 0,5 µC

38) A figura representa a configuração de um campo elétrico gerado por duas partículas carregadas, A e B.

Assinale a linha da tabela que apresenta as indicações corretas para as convenções gráficas que ainda não estão apresentadas nessa figura (círculos A e B) e para explicar as que já estão apresentadas (linhas cheias e tracejadas).

Carga da partícula A

Carga da partícula B

Linhas cheias com setas Linhas tracejadas

a) (+) (+) Linhas de força Superfície equipotencial

b) (+) ( - ) Superfície equipotencial Linhas de força

c) ( - ) ( - ) Linhas de força Superfície equipotencial

d) ( - ) (+) Superfície equipotencial Linhas de força

e) (+) ( - ) Linhas de força Superfície equipotencial

39) Na figura, as linhas tracejadas representam superfícies equipotenciais de um campo elétrico; as linhas cheias I, II, III, IV e V representam cinco possíveis trajetórias de uma partícula de carga q, positiva, realizadas entre dois pontos dessas superfícies, por um agente externo que realiza trabalho mínimo.

A trajetória em que esse trabalho é maior, em módulo, é:

a) I.

b) II.

c) III.

d) IV.

e) V.

40) Um corpúsculo de 0,2 g eletrizado com carga de 80.10-6

C varia sua velocidade de 20 m/s para 80 m/s ao ir do ponto A para o ponto B de um campo elétrico. A d.d.p. entre os pontos A e B desse campo elétrico é de:

a) 9000 V

b) 8500 V

c) 7500 V

d) 3000 V

e) 1500 V Gabarito 1) a) 6 m/s b) 80 J c) 0,25 g 2) a) Água b) Porque há mudança de estado físico 3) 4 min 4) B 5) 6,3.10

5 cal 6) 8,44 g 7) 20 g 8) B 9) A 10) B 11) a) 0,009 g b) 2,0.10

­4 °C

-1 12) A 13) D 14) B 15)

QA = QB = -Q/8, QC = Q/4 16) 2Q 17) B 18) Uma delas está positiva e a outra está neutra 19) Positivo 20) C 21) 2,4 N 23) 2 24) A 25) E 26) 3.10

5 N/C 27) B 28) C 29) B 30) D 31) Negativo 32) 16 N

33) D 34) a) 1,125 . 10-1

J b) 15 m/s 35) E 36) 18 V 37) A 38) E 39) E 40) C