Um bloco (comportamento de partícula) de massa igual a 240kg é solto
do repouso da altura de 6,00m em relação a uma plataforma amortecedora,
de massa e espessura desprezíveis. As duas paredes laterais fixas
exercem, cada uma, força de atrito cinético constante de módulo igual a
400N. O bloco atinge a plataforma que possui quatromolasideaisiguais,
de constante elástica 1,20.10
3 N/m, localizadas nos seus vértices
(conforme a figura abaixo) . A energia cinética máxima (em kJ) adquirida
pelo bloco, na 1ª queda, é
A esfera de massa m e carga positiva + q sobe o plano inclinado, que
forma um ângulo e com a horizontal, sob a ação das forças exercidas
pela gravidade e pela partícula de carga negativa – q, fixada na altura
H (conforme a figura abaixo). Despreze os atritos. A velocidade inicial
da esfera e o ângulo θ do plano inclinado são tais que, ao chegar à
alturah (h< H), a esfera atinge a condição de equilíbrio instável.
Analise as seguintes afirmativas:
I– No deslocamento da esfera até a altura h, a energia potencial
gravitacional do sistema esfera – Terra aumenta, enquanto a energia
potencial eletrostática do sistema esfera–partícula diminui.
II– A energia cinética inicial da esfera é maior ou igual ao produto do
seu peso pela altura h.
III– A diferença entre as alturas H e h é igual a 
onde g é m.g o módulo da aceleração da gravidade e K a constante eletrostática do meio.
IV– Como a carga elétrica total do sistema esfera –partícula é nula, o trabalho da força eletrostática que atua na esfera também é nulo.
Assinale a opção que contém apenas as afirmativas corretas:
As turbinas de certo reator nuclear possuem um rendimento de 12% e
são capazes de gerar uma potência elétrica de 1,20.103 MW (1M = 106) . A
temperatura do vapor superaquecido que alimenta as turbinas é de 327ºC.
Considerando a potência elétrica constante durante 1,00min., a variação
de entropia (em 103 MJ/K) do sistema vapor – turbinas neste intervalo de
tempo é
Dado: 0 ºC – 273 K
O bloco uniforme de massa m = 0,20 kg e altura H = 20 cm oscila
comprimindo, alternadamente, duas molas dispostas verticalmente (ver a
figura abaixo). Despreze os atritos. As molas, de constantes elásticas
ki = 1,0.10
3 N/m e k2 = 2,0.103 N/m, possuem massas desprezíveis e, quando
não deformadas, têm suas extremidades separadas pela distância d. Sabese
que as molas sofrem a mesma compressão máxima h= 10cm. No instante
em que o centro de massa C do bloco estiver equidistante das molas, a
sua energia cinética, em joules, é
Dois veículos A e B percorrem a mesma trajetória retilínea e
horizontal (eixo dos X) . O veículo A (da frente) , de massa m
a = 20 kg,
está sob a ação da força resultante
e o veículo B (detrás),
de massa m
b= 30kg, está sob a ação da força resultante
No
instante t= 0, temos: o módulo da velocidade do veículo A é duas vezes
maior do que o módulo da velocidade do veículo B e a velocidade de A
em relação a B é
.No instante t= 5,0s, o módulo da velocidade
(em m/ s) do centro de massa do sistema (A + B) é
Uma onda estacionária é formada em um segmento horizontal, de
comprimento igual a 30 cm, de uma corda tracionada por um contrapeso de
massa igual a 5,0.102 gramas. A equação da onda estacionária é dada pela
expressão: y(x,t)= 5,0.sen[(80π/ 3).x].cos[ (200π/ 3).t] [ onde x está medido em
metros, y em centímetros e t em segundos] . O número de nós (ou nodos) na
corda e a sua densidade linear (em g/ cm) ,
respectivamente, são
Uma fonte sonora F emite ondas na frequência de 600 HZ. A fonte e
dois detectores A e B, em seus veículos, movem–se no plano XY. Num
certo instante, temos: a fonte F na posição (0; 60m) e com velocidade
o detector A na posição (70m; 60m) e com velocidade
e o detector B na posição (0; 90 m) e com velocidade
Considere o módulo da velocidade do som igual a
340m/s, em relação ao ar parado. A razão entre as frequências recebidas
pelos detectores A e B (fA/ fB), no instante considerado, é
O sistema hidráulico da figura abaixo consiste em dois embolos, de
massas desprezíveis, de áreas A
1 e A2, fechando completamente as
aberturas de um tubo em U cilíndrico. O óleo no interior do tubo está
contaminado com certa quantidade de álcool etílico, formando assim uma
pequena coluna de altura h logo abaixo do embolo de área A
2 – 5.A1
Dados: μ
álcool = 0, 80 g/ cm3; µóleo =
0, 90 g/ cm
3
Um aquecedor elétrico de fluxo contínuo utiliza uma resistência
elétrica R =21 ohms para aquecer água da temperatura Ti= 12ºC até a
temperatura Tf = 52 º
C, no estado estacionário (conforme a figura abaixo) .
O escoamento da massa de água ocorre à taxa de 12 kg/min. Despreze as
perdas. A corrente elétrica I (em ampères) que passa na resistência
elétrica R é
Dados: cagua= 1,0cal/g.ºC; 1cal= 4,2 joules.
Duas hastes condutoras rígidas, longas e paralelas, apoiadas em um
plano liso horizontal, estão separadas, inicialmente, por uma mola de
material isolante que está no seu comprimento não deformado do =
5,0 cm. A constante elástica da mola é k= 25.10–2N/m. A corrente elétrica I= 10A
é, então, estabelecida nas hastes, em sentidos opostos. Em um comprimento
L = 50 cm das hastes, também passa a atuar um campo magnético externo
uniforme , vertical, para fora da página (conforme a figura abaixo) .
No equilíbrio estático, verifica–se que a separação entre as hastes
passa a ser d = 2,0 cm. Despreze o campo magnético da Terra e a
magnetização da mola. Nestas condições, o módulo do campo magnético
externo (em militeslas) é
Dado: μo = 4π.10–7 T.m / A
A esfera de massa me tem o módulo da sua velocidade reduzida a zero
na colisão frontal e inelástica (ou parcialmente elástica) com a esfera
de massa m = 2m
o. Por sua vez, a esfera de massa m encontra–se
inicialmente em repouso na posição A, suspensa por um fio inextensível
e de massa desprezível. Após a colisão, percorre a trajetória circular
ABCD de raio igual ao comprimento L do fio. Despreze o atrito no pivô O
e a resistência do ar. Para que a esfera de massa m percorra a
trajetória circular, o valor mínimo do módulo da velocidade , antes da
colisão, é
Dado: g é a aceleração da gravidade.
Uma corda isolante de massa m e comprimento L está esticada, com as
extremidades presas a um diapasão e à placa (2) de um capacitor plano
de placas paralelas, a vácuo. A área de cada placa do capacitor é A e,
inicialmente, ele está carregado com carga elétrica de valor absoluto
igual a 400 μC. A placa (1) do capacitor está fixa e a placa (2) pode se
mover somente na direção horizontal, entre duas guias não representadas
na figura. Despreze os atritos. A frequência de vibração do diapasão é
igual a 300 Hz e a corda está oscilando no 3º harmônico (conforme a
figura abaixo) . Para que a corda oscile no 2º harmônico, o valor
absoluto da nova carga elétrica (em μC) que o capacitor deve possuir é
Uma pequena esfera carregada, de massa m= 0,400kg e carga elétrica
q= 7,50.10–1C, está presa à mola ideal de constante elástica K= 40,0N/m.
O sistema esfera –mola oscila em M.H.S, com amplitude A= 10,0cm, sobre
uma rampa formando uma ângulo de 30º com a horizontal. A esfera move–se
numa região onde existe um campo magnético uniforme de módulo igual a
2,00 teslas, perpendicular ao plano do movimento (conforme a figura
abaixo). Despreze os atritos e a magnetização da mola. No instante em
que a mola estiver esticada 10,0cm em relação ao seu tamanho natural,
se afastando da posição de equilíbrio do sistema esfera–mola, o módulo
da força normal (em newtons) exercida pelo plano inclinado (rampa)
sobre a esfera é
Na figura abaixo, temos o bloco B de massa igual a 4,0 kg e um
recipiente (massa desprezível) cheio de areia, interligados por um fio
(inextensível e de massa desprezível) que passa por uma polia ideal. Os
coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco B e a reta de
maior declive do plano inclinado valem, respectivamente, 0, 050.√3 e
0,040.√. O recipiente possui umpequeno orifício no fundo, por onde a
areia pode sair. No instante t= 0, a massa da areia no recipiente é de
1,7 kg. A partir do instante t =
0, com a areia saindo do orifício, o
módulo da maior aceleração (em m/ s2) adquirida pelo bloco B é
Uma máquina térmica, que tem como substância de trabalho 2,00 mols
de um gás ideal monoatômico, descreve o ciclo de Carnot. Na expansão
isotérmica, o gás recebe 4648J de calor e verifica–se que o seu volume
aumenta de 0,200m3 para 0,400m3. Sabendo–se que o rendimento da máquina
é de 25% , o trabalho (emkJ) realizado pelo gás na expansão adiabática é
Dados: R = 8,30 J/mol.K (constante de Clapeyron); In2 = 0,700; In3 = 1,10; In4 = 1,40
