Cursos do Blog - Mecânica

Simulado de final de ano / Resoluções

Exercício 1:

(UFTM)

Após a cobrança de uma falta, num jogo de futebol, a bola chutada acerta violentamente o rosto de um zagueiro. A foto mostra o instante em que a bola encontra-se muito deformada devido às forças trocadas entre ela e o rosto do jogador.

 

A respeito dessa situação são feitas as seguintes afirmações:

I. A força aplicada pela bola no rosto e a força aplicada pelo rosto na bola têm direções iguais, sentidos opostos e intensidades iguais, porém, não se anulam.
II. A força aplicada pelo rosto na bola é mais intensa do que a aplicada pela bola no rosto, uma vez que a bola está mais deformada do que o rosto.
III. A força aplicada pelo rosto na bola atua durante mais tempo do que a aplicada pela bola no rosto, o que explica a inversão do sentido do movimento da bola.
IV. A força de reação aplicada pela bola no rosto, é a força aplicada pela cabeça no pescoço do jogador, que surge como consequência do impacto.

É correto o contido apenas em

(A) I.
(B) I e III.
(C) I e IV.
(D) II e IV.
(E) II, III e IV.

Resolução:

Pelo princípio da ação e reação a força aplicada pela bola no rosto e a força aplicada pelo rosto na bola têm mesma intensidade, mesma direção, sentidos opostos e agem ao mesmo tempo.

Resposta: A

Exercício 2:

(UECE)
Uma pessoa está empurrando um bloco com velocidade constante sobre uma superfície horizontal. Considerando que haja atrito entre o bloco e a superfície horizontal, pode-se afirmar, corretamente, que o bloco se move desta maneira porque:

A) A força de atrito cinético é ligeiramente superior à força aplicada pela pessoa.
B) o somatório das forças que atuam no bloco é zero.
C) a força atuando no bloco é maior que a força de atrito.
D) a massa do homem é superior à massa do bloco.

Resolução:

Como o bloco realiza um movimento retilíneo com velocidade constante, a aceleração do bloco é nula e, portanto, é nula a resultante das forças que agem no bloco.

Resposta: B

Exercício 3:

(UFV-MG)
A figura mostra o gráfico da velocidade V em função do tempo t de uma partícula que viaja em linha reta.

Das opções abaixo, aquela que mostra o gráfico CORRETO do módulo da força resultante F que atua nessa partícula em função do tempo t é:

Resolução:

No intervalo de tempo de 0 a t1 a função da velocidade é do primeiro grau. Logo, neste intervalo, a partícula realiza um MRUV. Sua aceleração é constante e a força resultante é constante.

No intervalo de tempo de t1 a t2 a velocidade é constante e portanto a força resultante é zero.

Após o instante t2 a função da velocidade volta a ser do primeiro grau e, a partir desse instante, a força resultante volta a ser constante e não nula, com intensidade maior do que no primeiro intervalo, pois a aceleração é maior (maior inclinação da reta implica em maior aceleração).

Resposta: a

Exercício 4:

(UFLA-MG)
Na figura abaixo pode-se observar um corpo A de massa mA e um corpo B de massa mB, ligados por um fio ideal (sem massa, inextensível), que passa por uma roldana isenta de atrito. Considerando o sistema em equilíbrio estático, em que a massa 
mB = 3 mA, pode-se afirmar que a força normal que o solo exerce sobre o corpo B é:

(A) zero
(B) 3/2.mB.g
(C) 3.mA.g
(D) 2/3.mB.g

Resolução:

Vamos isolar os corpos A e B e colocar as forças que neles atuam:

Equilíbrio do bloco A: T = mA.g => T = (mB/3).g
Equilíbrio do bloco B: FN + T = mB.g
FN + (mB/3).g = mB.g
FN = (2mB/3).g

Resposta: D

Exercício 5:

(UFLA-MG)
Considere um bloco que desça um plano inclinado com atrito, com velocidade constante. A alternativa que mostra CORRETAMENTE a resultante das forças que atuam sobre o bloco é

Resolução:

Sendo o movimento retilíneo com velocidade constante a resultante das forças que agem no bloco é nula.

Resposta: C

Exercício 6:

(UFU-MG)
Um bloco de massa M = 8 kg encontra-se apoiado em um plano inclinado e conectado a um bloco de massa m por meio de polias, conforme figura abaixo.

O sistema encontra-se em equilíbrio estático, sendo que o plano inclinado está fixo no solo. As polias são ideais e os fios de massa desprezível. Considerando 
g = 10 m/s², θ = 30º e que não há atrito entre o plano inclinado e o bloco de massa M, marque a alternativa que apresenta o valor correto da massa m, em kg. 
(Dados: sen 30º = 1/2; cos 30º = √3/2)

A) 2√3
B) 4√3
C) 2
D) 4

Resolução:

Vamos isolar os corpos e a polia móvel e colocar as forças que neles atuam:

Equilíbrio de m: T = m.g
Equilíbrio de M: 2T = M.g. sen (90º-30º)
2m.g = 8.g.(√3/2)
m = 2.√3 kg

Resposta: A

Exercício 7:
(UECE)
Na figura abaixo, considere que as cordas são inextensíveis e de massas desprezíveis e a polia é ideal.

Além disso, considere os coeficientes de atrito estático entre cada um dos blocos
(B e C) e a superfície horizontal iguais a 0,25 e a 0,50, respectivamente.
Se os blocos A e B pesam 10 N cada um, o peso do terceiro bloco C, ligado a B, para que o conjunto esteja na iminência de deslizar é
 
A) 15 N                               
B) 30 N      
C) 45 N
D) 60 N 

Resolução:

Impondo o equilíbrio:

Bloco A:
T = PA = 10 N

Sistema de blocos (B+C):
T = FatB + FatC = μB.PB + μC.PC => 10 = 0,25.10 + 0,50.PC 

PC = 15 N

Resposta: A

Exercício 8:
(Mackenzie-SP)
Um estudante de Física observa que, sob a ação de uma força vertical de intensidade constante, um corpo de 2,0 kg sobe 1,5 m, a partir do repouso. O trabalho realizado por essa forca, nesse deslocamento, e de 36 J. Considerando a aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s², a aceleração, adquirida pelo corpo, tem módulo
 
a) 1,0 m/s² xxb) 2,0 m/s² xxc) 3,0 m/s²
d) 4,0 m/s² xxe) 5,0 m/s²

Resolução:

τF = F.d => 36 = F.1,5 => F = 24 N
P = m.g => P = 2,0.10 => P = 20 N
 
Princípio Fundamental da Dinâmica:
 
F - P = m.a => 24 - 20 = 2,0.a => a = 2,0 m/s²

Resposta: b

Exercício 9:
(PUC-SP)
Considere que, numa montanha russa de um parque de diversões, os carrinhos do brinquedo, de massa total m, passem pelo ponto mais alto do loop, de tal forma que a intensidade da reação normal nesse instante seja nula.

Adotando r como o raio do loop e g a aceleração da gravidade local, podemos afirmar que a velocidade e a aceleração centrípeta sobre os carrinhos na situação considerada valem, respectivamente,

a) √(mrg) e mr
b) √(rg) e mg
c) √(r/g) e mr/g
d) √(rg) e nula

e) √(rg) e g 

Resolução:

Na situação considerada a única força atuante é o peso. Assim, a aceleração é g e ela é centrípeta:

g = v²/r => v = √(rg)

Resposta: e

Exercício 10:
(UEA)
Para mudar uma caixa de 80 kg de lugar sobre um plano horizontal, uma pessoa empurra, exercendo sobre ela uma força horizontal de intensidade variável.

Sabe-se que a caixa estava inicialmente parada e que a intensidade da componente horizontal da força resultante sobre ela, nos primeiros 4 m de deslocamento, variou conforme o gráfico.

Se a caixa deslocou-se em linha reta, sua velocidade, depois de 4 m de percurso, em m/s, é de
(A) 0,5.
(B) 1,5.
(C) 2,0.
(D) 2,5.
(E) 3,0. 

Resolução:

No gráfico F em função de x o trabalho é numericamente igual à área:
τ = [(20+40)/2].1 + (3.40)/2 => τ = 90 J

Pelo teorema da energia cinética, temos:
τ = (mv²/2) - (mv0²/2) => 90 = (80.v²/2) - 0 => v = 1,5 m/s

Resposta: B

Exercício 11:

(UFOP-MG)
A esfera mostrada na figura abaixo inicialmente se desloca sobre um plano horizontal com velocidade constante V0, quando a partir do ponto A é obrigada a deslizar sem atrito pela trajetória ABCDEF, sem perder o contato com a pista.
Considerando a figura abaixo e a lei de conservação de energia, indique a alternativa correta.

A) A energia cinética da esfera no ponto A é maior do que a energia cinética em qualquer outro ponto da trajetória.
B) A energia mecânica no ponto B é maior do que no ponto D.
C) A soma da energia potencial da esfera no ponto C e no ponto E é igual à energia potencial em A.
D) No ponto F, a velocidade da esfera é V0. 

Resolução:

De Ep = m.g.h, podemos escrever:
EpA = m.g.3; EpC = m.g.2; EpE = m.g.1
Portanto: EpC + EpE = EpA

Resposta: C

Exercício 12:

(UEG-GO)
Em um edifício de M andares moram N pessoas por andar.
Cada andar possui altura h. O elevador do edifício possui um contrapeso e, por isso, quando se move vazio, o consumo de energia pode ser desprezado. Seja m a massa média dos moradores que utilizam o elevador, individualmente, duas vezes por dia. Desprezando-se as perdas por atrito, a energia total consumida pelo motor do elevador, em um dia, é

(A) (1+M)MNmgh
(B) (1+M)MNmgh/2
(C) 2MNmgh
(D) MNmgh
(E) MNmgh/2

Resolução:

A energia total consumida pelo motor é a soma das energias potenciais dos N moradores de cada andar, multiplicada por dois pois os moradores utilizam individualmente o elevador duas vezes por dia:
2. N.(mgh+mg2h+mg3h+.....+mgMh) =
2. N.mgh.(1+2+3+.......+M) =
2.N.mgh.(1+M).M/2 =
(1+M).M.N.mgh

Resposta: A

Exercício 13:

(UNIFAL-MG)
Conforme ilustrado na figura abaixo, um bloco de 1 kg é liberado a partir do repouso em um ponto A de uma descida, situado a uma altura H de 8 m. O bloco desliza para baixo passando no ponto B com uma velocidade de 2 m/s. O trabalho realizado pela força de atrito que atua sobre este bloco durante o percurso do ponto A até B é:
(Adote aceleração da gravidade g = 10 m/s²)
a) -78 J
b) -80 J
c) 78 J
d) 80 J

Resolução:

Pelo teorema da energia cinética, temos:
τP + τfat = (mv²/2) - (mv0²/2) =>
1.10.8 + τfat = [1.(2²)/2] - 0 => τfat = -78 J

Resposta: A

Exercício 14:

(UDESC-SC)
A figura mostra um projétil de massa 20 g se aproximando com uma velocidade constante V de um bloco de madeira de 2,48 kg que repousa na extremidade de uma mesa de 1,25 m de altura. O projétil atinge o bloco e permanece preso a ele. Após a colisão, ambos caem e atingem a superfície a uma distância horizontal de 2,0 m da extremidade da mesa, conforme mostra a figura. Despreze o atrito entre o bloco de madeira e a mesa.

Assinale a alternativa que contém o valor da velocidade V do projétil antes da colisão.
a) 0,50 km/s
b) 1,00 km/s
c) 1,50 km/s
d) 0,10 km/s
e) 0,004 km/s

Resolução:

Calculo do tempo de queda do sistema  bloco + projétil
y = 5t²  => 1,25 = 5t² => t = 0,50 s
Cálculo da velocidade v do sistema bloco + projétil, imediatamente após a colisão.
x = v.t => 2,0 = v.0,50 => v = 4,0 m/s
Conservação da quantidade de movimento:
Qantes = Qdepois
20.10^-3.V = (20.10^-3 + 2,48).4,0
V = 5.0.10² m/s = 0,50 km/s

Resposta: A

Exercício 15:

(UFAC)
Na trajetória elíptica de um planeta, o ponto mais distante do Sol é chamado de Afélio e o mais próximo de Periélio. Além disso, o movimento dos planetas, ao redor do Sol, acontece respeitando as três leis de Kepler, as quais são:

1ª lei: "As trajetórias descritas pelos planetas, ao redor do Sol, são elipses com o Sol em um dos focos".

2ª lei: "O raio vetor que liga um planeta ao Sol descreve áreas iguais, em tempos iguais".

3ª lei: "Os quadrados dos períodos de revolução, de dois planetas quaisquer, estão, entre si, assim como os cubos de suas distâncias médias ao Sol".

Considerando que os períodos de revolução de dois planetas sejam T1 e T2, e que suas distâncias médias ao Sol sejam R1 e R2, respectivamente, a terceira lei pode ser descrita pela relação:

Nesse sentido, pelas leis de Kepler, a afirmação verdadeira é:

a) Os planetas se movimentam mais rapidamente nas vizinhanças do Afélio do que nas do Periélio.
b) Os planetas têm a mesma velocidade média nas vizinhanças do Afélio e do Periélio.
c) Um dado planeta pode ter um movimento mais rápido no Afélio do que no Periélio, ou vice-versa, porque isso só dependerá do próprio planeta.
d) Sendo o período de revolução do Planeta Mercúrio de 0,241 anos,  pode-se dizer que T²/R³ é 2,734 (anos)²/(U.A.)³, onde 1 U.A. é a distância média entre o Sol e a Terra.
e) Os planetas se movimentam mais rapidamente no Periélio do que no Afélio.

Resolução:

Pela terceira lei de Kepler para todos os planetas T²/R³ é constante. Assim, para a Terra, temos: T = 1 ano terrestre e R = 1 UA. Assim, para a Terra e para os demais planetas a razão T²/R³  é igual a 1 (ano terrestre)²/(U.A.)³
Uma consequência da segunda lei de Kepler é que os planetas têm velocidade máxima no Periélio e mínima no Afélio.

Resposta: E

Exercício 16:

(UEA)
Considere as afirmações a respeito dos fenômenos e das leis da gravitação:

I. Se um planeta A tem o dobro da massa de outro planeta B, o campo gravitacional em sua superfície será duas vezes mais intenso do que o campo gravitacional na superfície de B, independentemente de seus raios.
II. A intensidade da força gravitacional entre dois astros não se altera, se dobrarmos a massa de um deles, e, ao mesmo tempo, dobrarmos também a distância entre seus centros.
III. No sistema solar, quanto maior a distância média do planeta ao Sol, maior é seu período de translação ao redor dele.
IV. Em seu movimento orbital ao redor da Terra, um satélite artificial é mantido em trajetória circular devido exclusivamente à força gravitacional exercida pela Terra sobre ele.

É correto apenas o contido em:

(A) I e IV.
(B) II e III.
(C) III e IV.
(D) I, II e III.
(E) I, II e IV.

Resolução:

I) Incorreta. A intensidade do vetor campo gravitacional é o valor de g que depende da massa do planeta e de seu raio: g = GM/R²

II) Incorreta. Dobrando-se a massa de um deles e dobrando-se a distância entre seus centros a intensidade da força de atração gravitacional fica reduzida à metade:
F = GmM/d² e F’ = G2mM/(2d)² = GmM/2d² = F/2

III) Correta. De acordo com a terceira lei de Kepler (T²/R³ = constante), quanto maior R maior T.

IV) Correta. A força gravitacional exercida pela Terra sobre o satélite é a resultante centrípeta que o mantém em órbita.

Resposta: C
 
Exercício 17:

(UEA)
Em um jogo de bolinhas de gude, após uma pontaria perfeita, um garoto lança uma bolinha A de massa 10 g, que rola com velocidade constante de 1,5 m/s sobre o solo horizontal, em linha reta, no sentido da direita. Ela choca-se frontalmente contra outra bolinha B, de massa 20 g que estava parada. Devido ao impacto, a bolinha B parte com velocidade de 1 m/s, para a direita.

Pode-se afirmar que, após a colisão, a bolinha A

(A) permanece parada na posição da colisão.
(B) continua movendo-se para a direita, com velocidade de módulo 0,25 m/s.
(C) continua movendo-se para a direita, com velocidade de módulo 0,50 m/s.
(D) passa a se mover para a esquerda, com velocidade de módulo 0,50 m/s.
(E) passa a se mover para a esquerda, com velocidade de módulo 0,25 m/s.

Resolução:

Pela conservação da quantidade de movimento imediatamente antes e imediatamente depois da colisão, podemos escrever:
mA.vA + mB.vB = mA.VA + mB.VB
10.1,5 + 0 = 10.VA + 20.1,0
VA = -0,50 m/s


Após a colisão a bolinha A passa a se mover para a esquerda com velocidade de módulo 0,50 m/s

Resposta: D

Exercício 18:

(Unimontes-MG)
Uma massa esférica de 100 kgf de peso é colocada entre dois objetos, como mostrado na figura abaixo. As forças exercidas pela superfície do triângulo e do retângulo, em kgf, sobre a esfera, são, respectivamente,

A) 200, 100/√3.
B) 200/√3, 100/√3.
C) 100/√3, 200.
D) 200, 300/√3.

Resolução:

F1.cos 60º = F2 (1)
F1.sen 60º = P => F1.√3/2 = 100 => F1 = 200/√3 kgf
De (1) : F2 =100/√3 kgf

Resposta: B

Exercício 19:

(UFU-MG)
O sistema abaixo está em equilíbrio. 

A barra AB tem peso desprezível. O momento da força de tração, que o fio CD exerce na barra, em relação à articulação A é:

a) zero
b) 4,5 N.m
c) 7,5 N.m                                     
d) 9,0 N.m
e) 15 N.m

Resolução:

Como a barra está em equilíbrio o módulo do momento da força de tração, em relação à articulação A, deve ser igual ao módulo do momento do peso P, em relação à articulação A:
MT = MP = P.d = 30 N . 0,30 m = 15 N.m

Resposta: E

Exercício 20:

(Mackenzie-SP)

Em uma experiência, a barra homogênea, de seção reta constante e peso 100 N é suspensa pelo seu ponto C, por um fio ideal, e mantida em equilíbrio como mostra a figura. Nas extremidades da barra, são colocados os corpos A e B. sabe-se que o peso do corpo B é 80 N. A tração no fio que sustenta essa barra tem intensidade:

a) 650 N
b) 550 N
c) 500 N
d) 420 N
e) 320 N

Resolução:

A soma dos momentos de PB e de P, em relação ao ponto A, é igual ao momento de T:

MPB +MP = MT
80.5 + 100.2,5 = T.1 =>  T = 650 N

Resposta: a

Arte do Blog

Hoje apresentamos o artista português Júlio Pomar, cuja obra é das mais significativas do panorama pictórico contemporâneo. Borges e Nicolau 

Martelo (e Três Frutos), 1991 - Acrílico sobre tela (114 x 146) cm

Júlio Pomar

Nasceu em 1926, em Lisboa, e instalou-se em Paris em 1963. Atualmente vive e trabalha em Paris e Lisboa. Frequentou a Escola de Artes Decorativas António Arroio e as Escolas de Belas-Artes de Lisboa e Porto, tendo participado em 1942 numa primeira mostra de grupo, em Lisboa, e realizado a primeira exposição individual em 1947, no Porto.

Dedicou-se especialmente à pintura, mas o seu trabalho inclui também obras de desenho, gravura, escultura e «assemblage», ilustração, cerâmica, tapeçaria e cenografia para teatro. Realizou, igualmente, obras de decoração mural em azulejo para a Estação Alto dos Moinhos do Metropolitano de Lisboa, (1983-84), o Circo de Brasília (Gran’Circolar, 1987), a Estação Jardin Botanique do Metropolitano de Bruxelas (1992), o Tribunal da Moita («Justiça de Salomão», 1993) e a estação de combóios de Corroios (1998).

Maio 68 (CRS-SS), 1969 - Acrílico sobre tela (130 x 162) cm

Participou na Bienal de São Paulo de 1953 e, igualmente, nas edições de 1975 e 1985. A Fundação Gulbenkian organizou em 1978 a primeira retrospectiva da sua obra, que foi exibida em Lisboa, Porto e Bruxelas. Em 1986, uma nova exposição retrospectiva foi apresentada pela Fundação Gulbenkian em museus de São Paulo, Rio de Janeiro e Brasília e também na sua sede, em Lisboa. Outras mostras antológicas de âmbito temático tiveram lugar em 1990, com obras de temas brasileiros, em Rio de Janeiro, São Paulo e Lisboa; em 1991, com pinturas e desenhos sobre temas literários e retratos de escritores («Pomar et la Littérature»), em Charleroi, Bélgica; em 1997, com trabalhos sobre o tema de D. Quixote, em Cascais, e pinturas sobre os Índios do Brasil, em Biarritz, França.

Outras antologias de pintura foram apresentadas, em 1999 e 2000, em Macau e Pequim; em 2001, em Aveiro (Pinturas Recentes) e, em 2003, em Istambul. Publicou, em 2002, o volume de ensaios «Então e a Pintura?» e, em 2003, o poema «TRATAdoDITOeFeito». Expôs novas pinturas («Méridiennes - Mères Indiennes»), em 2004, na Galeria Patrice Trigano, em Paris, e o Sintra Museu de Arte Moderna – Colecção Berardo apresentou uma retrospectiva da sua obra organizada por Marcelin Pleynet sob o título «Autobiografia», onde foram expostas as primeiras peças de uma série de esculturas em bronze. Ainda em 2004, o CCB expôs uma antologia de obras recentes intitulada «Comédia Humana». Os dois primeiros volumes do catálogo «raisonné» da obra de pintura, escultura em ferro e assemblages foram publicados, em 2001 e 2004, pelas Éditions de la Difference, em Paris. (Fonte: O século prodigioso)

Especial de Sábado

Ganhadores do Premio Nobel de Física

Borges e Nicolau

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1928

Owen Willans Richardson, pelo estudo do efeito termiônico que consiste na emissão de elétrons por um sólido aquecido, emissão esta cuja intensidade depende da natureza do sólido e da temperatura.

iOwen Willans Richardson (1879-1959), físico britânico
x

Owen Willans Richardson (Dewsbury, 26 de Abril de 1879 — Alton, 15 de Fevereiro de 1959), foi um físico britânico, filho de um fabricante de lã de Dewsbury, norte da Inglaterra. Sua educação foi feita nas Universidades de Cambridge e de Londres, onde se tornou professor assistente em 1904. Willans também ensinou na Universidade de Princeton, Estados Unidos, entre 1906 e 1913, tendo então retornado à Inglaterra para lecionar Física na Universidade de Londres, onde permaneceu até a sua aposentadoria em 1944.

Richardson tornou-se conhecido por seu trabalho sobre a emissão de elétrons por superfícies quentes - fenômeno observado pela primeira vez por Thomas Edison e utilizado por ele próprio e também por John Fleming, de Lee Forest, e outros, em tubos de elétrons. Richardson propôs uma explicação do que ele chamou de "emissão termiônica", sugerindo que os elétrons conseguem escapar de um sólido desde que tenham energia cinética suficiente para vencer a barreira de energia da superfície - a função trabalho do sólido. Assim, a emissão termiônica de elétrons é análoga à evaporação de um líquido. A lei Richardson (1901) relaciona a corrente de elétrons com a temperatura, e mostra que ela aumenta exponencialmente com o aumento da temperatura do emissor.

Richardson publicou um relato de seu extenso trabalho sobre emissão termoiônica em seu livro "A emissão de eletricidade a partir de corpos quentes", de (1910). Seu trabalho foi importante para o desenvolvimento de tubos de raios catódicos, usados em dispositivos eletrônicos. Richardson recebeu o Prêmio Nobel de Física de 1928 por este trabalho. Durante a Segunda Guerra Mundial ele trabalhou em radar.

Conferência Solvay sobre elétrons e fótons, outubro de 1927

Em pé: A. Piccard, E. Henriot, P. Ehrenfest, Ed. Herzen, Th. De Donder, E. Schrödinger, J.E. Verschaffelt, W. Pauli, W. Heisenberg, R.H. Fowler, L. Brillouin;
Sentados (atrás): P. Debye, M. Knudsen, W.L. Bragg, H.A. Kramers, P.A.M. Dirac, A.H. Compton, L. de Broglie, M. Born, N. Bohr;
Sentados (frente): I. Langmuir, M. Planck, M. Curie, H.A. Lorentz, A. Einstein, P. Langevin, Ch. E. Guye, C.T.R. Wilson, O.W. Richardson.

Saiba mais aqui 

Próximo Sábado: Ganhador do Premio Nobel de 1929:

Louis-Victor de Broglie, pela descoberta da natureza ondulatória dos elétrons.

Caiu no vestibular

Energia alternativa

(FUVEST-SP)
Um forno solar simples foi construído com uma caixa de isopor, forrada internamente com papel alumínio e fechada com uma tampa de vidro de 40 cm x 50 cm.
Dentro desse forno, foi colocada uma pequena panela contendo 1 xícara de arroz e 300 ml de água à temperatura ambiente de 25 ºC. Suponha que os raios solares incidam perpendicularmente à tampa de vidro e que toda a energia incidente na tampa do forno a atravesse e seja absorvida pela água. Para essas condições, calcule:

a) A potência solar total P absorvida pela água.
b) A energia E necessária para aquecer o conteúdo da panela até 100 ºC.
c) O tempo total T necessário para aquecer o conteúdo da panela até 100 ºC e evaporar 1/3 da água nessa temperatura (cozer o arroz).

NOTE E ADOTE:

Potência solar incidente na superfície da Terra: 1 kW/m²
Densidade da água: 1 g/cm³
Calor específico da água: 4 J/g.ºC
Calor latente de evaporação da água: 2200 J/g
Desconsidere as capacidades caloríficas do arroz e da panela.

Resolução:

a) Sendo a potência solar incidente na superfície da Terra igual a 1kW/m² e 
A = 40.10^-2 m x 50.10^-2 m = 0,2 m² a área da tampa de vidro, concluímos que a potência solar total absorvida pela água é P = 1 kW/m² x 0,2 m² =>
P = 0,2 kW = 200 W

b) Como toda energia incidente na tampa do forno a atravesse e seja absorvida pela água, resulta:
E = m.c.Δθ = 300.4.(100-5) =>
E = 9.10⁴ J

c) P = Q/Δt => P = (m.c.Δθ+(m/3).L)/Δθ =>
200 = (9.10⁴+100.2200)/Δt =>
Δt = 1550 s = 25 min 50 s

Respostas: 

a) P = 200 W
b) E = 9.10⁴ J
c) T = 1550 s = 25 min 50 s

Cursos do Blog - Eletricidade

Simulado de final de ano

As resoluções das questões propostas abaixo, especialmente selecionadas para você que está prestando vestibular, ou vai prestar, serão publicadas na próxima quarta-feira, dia 28 de dezembro.

Borges e Nicolau

Exercício 1:
(UFES)
 Uma pilha recarregável de NiMH tem capacidade de carga de 2.000 mAh. Ela é carregada e usada para funcionamento de um dispositivo de 6 W de potência que funciona com uma d.d.p. 12 V. É correto afirmar que a pilha funcionará adequadamente por um período de
 
A) 1 h.
B) 2 h.
C) 3 h.
D) 4 h.
E) 5 h.

Exercício 2:
(UFSC)
Dos gráficos mostrados abaixo escolha aqueles que melhor representam um resistor linear (que obedece à Lei de Ohm). Dê como resposta a soma dos números correspondentes aos gráficos escolhidos.

Exercicio 3:
(UFV-MG)
O gráfico mostra a dependência da corrente elétrica i com a voltagem VAB entre os terminais de um resistor que tem a forma de um cilindro maciço. A área da seção reta e o comprimento desse resistor são, respectivamente, 3,6.10^-6 m² e 9,0 cm. É CORRETO afirmar que a resistividade do material que compõe esse resistor em (Ω.m) é:

a) 4,0.10^-5
b) 6,3.10^-5
c) 2,5.10¹
d) 1,0.10^-3 

Exercício 4:
(FUVEST-SP)
O filamento de uma lâmpada incandescente, submetido a uma tensão U, é percorrido por uma corrente de intensidade i. O gráfico abaixo mostra a relação entre i e U.

As seguintes afirmações se referem a essa lâmpada.

I. A resistência do filamento é a mesma para qualquer valor da tensão aplicada.
II. A resistência do filamento diminui com o aumento da corrente.
III. A potência dissipada no filamento aumenta com o aumento da tensão aplicada.

Dentre essas afirmações, somente

a) I está correta.          b) II está correta.
c) III está correta.        d) I e III estão corretas.
e) II e III estão corretas.

Exercício 5:
(ITA-SP)
Pedro mudou-se da cidade de São José dos Campos para a cidade de São Paulo, levando um aquecedor elétrico. O que deverá ele fazer para manter a mesma potência de seu aquecedor elétrico, sabendo-se que a tensão na rede em São José dos Campos é de 220 V enquanto que em São Paulo é de 110 V? A resistência do aquecedor foi substituída por outra:
 
a) quatro vezes menor.
b) quatro vezes maior.
c) oito vezes maior.
d) oito vezes menor.
e) duas vezes menor.

Exercício 6:
(CEFET-MG)
Em uma associação de resistores em paralelo, e correto afirmar que a(o)

a) valor da potencia elétrica total e igual ao valor da potência em cada resistor.
b) valor da resistência elétrica total e igual a soma da resistência de cada resistor.
c) diferença de potencial elétrico total e igual a diferença de potencial em cada resistor.
d) dissipação de energia total por efeito Joule e igual a dissipação de energia em cada resistor.
e) intensidade da corrente elétrica total na associação e igual a intensidade da corrente em cada resistor. 

Exercício 7:
(CEFET-MG)
Usualmente os dispositivos elétricos de uma residência (lâmpadas, chuveiro, geladeira, radio, televisor) são ligados em ________ e submetidos a uma diferença de potencial ________. Nessas condições, um chuveiro elétrico de 2.500 W, funcionando durante uma hora, consome _______ energia que uma lâmpada de
100 W acesa durante 24 horas.

A opção que completa, corretamente, as lacunas acima é:

a) paralelo, contínua, menos.
b) paralelo, alternada, mais.
c) paralelo, contínua, mais.
d) série, constante, menos.
e) série, alternada, mais.

Exercício 8:
(UEA)
No circuito a lâmpada tem valores nominais 80 V - 40 W e deve ser ligada a um gerador ideal de 100 W.

Para que ela não queime será necessário conectar entre os pontos A e B do circuito um resistor de resistência equivalente à da associação indicada na alternativa

Exercício 9:
(UFPE)
A potência elétrica dissipada pelo circuito elétrico mostrado a seguir vale:

A) 12 W
B) 27 W
C) 36 W
D) 64 W
E) 108 W 

Exercício 10:
(UFTM)
No circuito mostrado no diagrama, todos os resistores são ôhmicos, o gerador e o amperímetro são ideais e os fios de ligação têm resistência elétrica desprezível.

A intensidade da corrente elétrica indicada pelo amperímetro, em A, é de
 
(A) 3.
(B) 4.
(C) 8.
(D) 12.
(E) 15.

Exercício 11:
(UECE)
Coloca-se uma resistência ôhmica de 0,1 Ω dentro de um recipiente isolado termicamente contendo 5 kg de água ao nível do mar, a uma temperatura inicial de 30 ºC. Se ligarmos a resistência a uma fonte de tensão de 12 V, o tempo, em minutos, em que a água entrara em ebulição é de aproximadamente:

A) 8.
B) 11.
C) 17.
D) 42.

Obs: Desconsidere as perdas de calor do sistema para a vizinhança e considere o calor específico da água 1,0 cal/g.ºC (constante com a temperatura) e que
1 cal = 4,2 J, aproximadamente.

Exercício 12:
(CEFET-MG)
Um resistor de 10 Ω é submetido a uma diferença de potencial elétrico de 100 V. Se ele for imerso em um recipiente isolado termicamente, contendo 100 gramas de água a uma temperatura inicial de 20 ºC, então, o tempo aproximado para que a água vaporize completamente será igual a

a) 2 min 16 s.
b) 4 min 8 s.
c) 8 min 4 s.
d) 16 min 2 s.
e) 32 min 0 s.

Dados: 1,0 cal = 4,0 J
densidade da água = 1,0 g/cm³
calor específico da água = 1,0 cal/(g.ºC)
calor latente de vaporização = 5,4 x 10² cal/g

Exercício 13:
(UEA)
Uma carga elétrica puntiforme penetra com velocidade v, numa região do espaço onde atua um campo magnético uniforme B. Pode-se afirmar corretamente que, desprezando-se ações gravitacionais, a carga descreverá, dentro do campo magnético, um movimento

(A) retilíneo acelerado, se v e B tiverem mesma direção e sentido.
(B) retilíneo retardado, se v e B tiverem mesma direção e sentidos opostos.
(C) circular e uniforme, se v e B tiverem mesma direção e sentido.
(D) helicoidal e uniforme, se v e B forem perpendiculares entre si.
(E) circular e uniforme, se v e B forem perpendiculares entre si.

Obs: As notações em negrito representam grandezas vetoriais.

Exercício 14:
(UFMG)
Um fio condutor reto e vertical passa por um furo em uma mesa, sobre a qual, próximo ao fio, são colocadas uma esfera carregada, pendurada em uma linha de material isolante, e uma bússola, como mostrado nesta figura:

Inicialmente, não há corrente elétrica no fio e a agulha da bússola aponta para ele, como se vê na figura.
Em certo instante, uma corrente elétrica constante é estabelecida no fio.
Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que, após se estabelecer a corrente elétrica no fio,

A) a agulha da bússola vai apontar para uma outra direção e a esfera permanece na mesma posição.
B) a agulha da bússola vai apontar para uma outra direção e a esfera vai se aproximar do fio.
C) a agulha da bússola não se desvia e a esfera permanece na mesma posição.
D) a agulha da bússola não se desvia e a esfera vai se afastar do fio. 

Exercício 15:
(Unimontes-MG)
Uma carga Q, na figura, move-se com velocidade V nas proximidades de um fio percorrido por uma corrente elétrica I. Indique a direção da força magnética do fio sobre a carga. 

Exercício 16:
(UEPB)
Uma campainha elétrica (figura abaixo) é um dispositivo constituído por um interruptor, um eletroímã, uma armadura (A), um martelo (M), uma campânula (S) e um gerador de corrente contínua ou alternada. A armadura (A) do eletroímã possui um martelo (M) e está presa a um eixo (O) por meio de uma lâmina elástica (L). Ao apertarmos o interruptor, fechamos o circuito. [...]
(Adaptado de JUNIOR, F.R. Os Fundamentos da Física. 8. ed. vol. 2. São Paulo: Moderna, 2003, p. 311)

Acerca do assunto tratado no texto, que descreve o funcionamento de uma campainha elétrica e seu respectivo circuito, identifique, nas proposições a seguir, a(as) que se refere(m) ao que ocorre quando o interruptor é acionado.
I - Uma extremidade do eletroímã fica carregada positivamente, atraindo a armadura.
II - A corrente elétrica gera um campo magnético na bobina (eletroímã), que atrai a armadura.
III - A corrente elétrica gera um campo magnético no eletroímã e outro na armadura, que se atraem mutuamente.

Após a análise, para as proposições supracitadas, apenas é (são) verdadeira(s):

a) I
b) I e II
c) I e III
d) II
e) II e III

Exercicio 17:
(UFAL)
A figura ilustra um fio condutor e uma haste metálica móvel sobre o fio, colocados numa região de campo magnético uniforme espacialmente (em toda a região cinza da figura), com módulo B, direção perpendicular ao plano do fio e da haste e sentido indicado. Uma força de módulo F é aplicada na haste, e o módulo do campo magnético aumenta com o tempo. De acordo com a lei de Faraday, é correto afirmar que:

A) o aumento de B com o tempo tende a gerar uma corrente no sentido  horário, enquanto que a ação da força F tende a gerar uma corrente no sentido anti-horário.
B) o aumento de B com o tempo tende a gerar uma corrente no sentido anti-horário, enquanto que a ação da força F tende a gerar uma corrente no sentido horário.
C) ambos o aumento de B com o tempo e a ação da força F tendem a gerar uma corrente no sentido horário.
D) ambos o aumento de B com o tempo e a ação da força F tendem a gerar uma corrente no sentido anti-horário.
E) a ação da força F tende a gerar uma corrente no sentido horário, enquanto que o aumento de B com o tempo não tem influência sobre o sentido da corrente gerada.

Exercício 18:
(UFG-GO)
Um laser emite um pulso de luz monocromático com duração de 6,0 ns, com frequência de 4,0 x 10¹⁴ Hz e potência de 110 mW. O número de fótons contidos nesse pulso é
 
(A) 2,5 x 10⁹
(B) 2,5 x 10¹²
(C) 6,9 x 10¹³
(D) 2,5 x 10¹⁴
(E) 4,2 x 10¹⁷

Dados:
Constante de Planck: h = 6,6 x 10^-34 J.s
1,0 ns = 1,0 x 10^-9 s

Exercício 19:
(CEFET_MG)
No efeito fotoelétrico, elétrons são retirados de uma superfície metálica por meio de colisões com fótons incidentes. A energia__________ com que saem os fotoelétrons é _______ a energia dos fótons menos a energia que os prende na superfície do metal, denominada função ____________.

A opção que preenche corretamente a sequência de lacunas é:

a) cinética, igual, trabalho.
b) elétrica, menor que, elétrica.
c) cinética, menor que, trabalho.
d) luminosa, maior que, potência.
e) potencial, equivalente, potência.

Exercício 20:
(UEPB)
“Quanta do latim
Plural de quantum
Quando quase não há
Quantidade que se medir
Qualidade que se expressar
Fragmento infinitésimo
Quase  que apenas mental...”
(Gilberto Gil)

O trecho acima é da música Quanta, que faz referência ao quanta, denominação atribuída aos pequenos pacotes de energia emitidos pela radiação eletromagnética, segundo o modelo desenvolvido por Max Planck, em 1900. Mais tarde Einstein admite que a luz e as demais radiações eletromagnéticas deveriam ser consideradas como um feixe desses pacotes de energia, aos quais chamou de fótons, que significa “partículas de luz”, cada um transportando uma quantidade de energia.
Adote, h = 6,63.10^-34 J.s e 1 eV = 1,6.10^-19 J.

Com base nas informações do texto acima, pode-se afirmar que:

a) quando a frequência da luz incidente numa superfície metálica excede um certo valor mínimo de frequência, que depende do metal de que foi feita a superfície, esta libera elétrons;
b) as quantidades de energia emitidas por partículas oscilantes, independem da frequência da radiação emitida;
c) saltando de um nível de energia para outro, as partículas não emitem nem absorvem energia, uma vez que mudaram de estado quântico;
d) a energia de um fóton de frequência 100 MHz é de 663.10^-28 eV;
e) o efeito fotoelétrico consiste na emissão de fótons por uma superfície metálica, quando atingida por um feixe de elétrons.