troca de calor (7p)

01. (UECE) Num bloco de gelo em fusão faz-se uma cavidade onde são colocados 80g de um metal de calor especifico 0,03 cal/gºc a 200ºC. Sendo o calor latente de fusão do gelo igual a 80 cal/g, a massa de água que se formará até o equlibrio témico será:

a) 12 g

b) 10 g

c) 8 g

d) 6 g

Solução (em imagem JPG)

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02. Em um calorímetro ideal contém 400g de água a 30ºC . Colocam-se dentro do calorímetro 200g de gelo abaixo de zero a -10ºC. Qual a massa de gelo que não derrete?

dados:

c_água = 1 cal/gºc

c_gelo = 0,5 cal/gºc

L_gelo = 80 cal/g

Solução (em imagem JPG)

Pesquisar no blog: calor específico, calor latente, calorimetria

03. 60g de um líquido, à temperatura de 10°C, são misturados com 40g do mesmo líquido, à temperatura de 50°C. Qual será a temperatura final da mistura?

Solução (em imagem JPG)

Pesquisar no blog: calor sensível

04. Pretende-se preparar um banho de 120 litros de água a 35°C, misturando-se água quente a 70°C e água fria a 17,5°C. Desprezadas as trocas de calor com a banheira e com o ar, devem ser misturados quantos litros de água quente e água fria, respectivamente?

Solução (em imagem JPG)

05. (UFRGS) Sobre uma barra de gelo de 10 kg, à temperatura de 0°C, é colocado um bloco de ferro de 400 g a 80°C. Qual a quantidade de gelo que irá derreter-se ao entrar em contato com o bloco de ferro? Suponha que haja troca de calor somente entre o gelo e o ferro. (c_ferro = 0,113 cal/g°C )

Solução (Google Docs)

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06. Maria mistura 40g de café a 160°C com 160 g de leite a 40°C. Calcule a temperatura de equilíbrio café + leite. Suponha que o calor específico do café é igual ao do leite.

Solução (Google Docs)

07. Um calorímetro de capacidade térmica 10cal/°C contém 200g de agua a 20°C. Em seguida, verificou-se que, introduzindo x gramas de gelo em ponto de fusão, e y gramas de vapor em ponto de condensação, a temperatura do conjunto permaneceu inalterada. Dados: Lf=80cal/g e Lc=-540cal/g. Calcule a relação x/y.

Solução (Google Docs)




Equilíbrio térmico. Temperatura final. Temperatura de equilíbrio. Densidade. Volume.

elevador (4p)

atualizada em 03/05/2015

01. (UFSCar – SP) O sistema esquematizado compõe-se de um elevador de massa M e um homem de massa m. O elevador está suspenso a uma corda que passa por uma polia fixa e vem às mãos do operador; a corda e a roldana são ideais. O operador puxa a corda e sobe com aceleração constante a, juntamente com o elevador. São suspostos conhecidos M, m, a e g.

Marque a alternativa que mostra a força que a plataforma exerce no operador.

a) M. (g + a)/2
b) M. m .g/2
c) (m – M). (g + a)/2
d) (g + a)/2
e) g. (m – M)/2

Solução (em imagem JPG)

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02. Uma moça puxa a si própria para cima usando o dispositivo esquematizado ao lado.

Considere o fio e a polia ideais e g= 10m/s². A massa da moça é 60kg e do "balde" é 10kg. Calcule a intensidade da força que o "balde" exerce sobre a moça nos seguintes casos:

a) a moça sobe com velocidade constante;

b) a moça sobe em movimento acelerado com aceleração cujo módulo é 0,5 m/s².

Solução (em imagem JPG)


Pesquisar no blog: leis de Newton, polia

03. (UERJ) Um elevador que se encontra em repouso no andar térreo é acionado e começa a subir em movimento uniformemente acelerado durante 8 segundos, enquanto a tração no cabo que o suspende é igual a 16250 N. Imediatamente após esse intervalo de tempo, ele é freado com aceleração constante de módulo igual a 5 m/s², até parar. Determine a altura máxima alcançada pelo elevador, sabendo que sua massa é igual a 1300 kg.

Solução (Google Docs)



Trabalho e força gravitacional

04. (Halliday, Resnick, Walker *) Cap 07 Probl 25. Na figura, um bloco de queijo de 0,250kg está sobre o piso de um elevador de 900kg que está sendo puxado para cima por um cabo, primeiro por uma distância d₁=2,40m e depois por uma distância d₂=10,5m. Adote g=9,8m/s².

a)No deslocamento d₁, se a força normal exercida sobre o bloco pelo piso do elevador tem módulo constante F_N=3,00N, qual é o trabalho realizado pela força do cabo sobre o elevador? 

b) No deslocamento d₂, se o trabalho realizado sobre o elevador pela força (constante) do cabo é 92,61kJ, qual é o módulo F_N?

Solução (Vídeo no Youtube)

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Pesquisar no blog: trabalho, energia potencial


Princípio Fundamental da Dinâmica.

Oscilação (3p)

01. O pêndulo de um relógio oscila pontualmente, tendo o pêndulo 55,8cm de comprimento. Que tempo fará o relógio para completar o dia se o seu comprimento aumentar 0,5cm?

Solução (em imagem JPG)

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02. (sartori*) Uma força de amortecimento f = -bv atua sobre um rato infeliz de 0,300kg que se move preso na extremidade de uma mola cuja constante é k = 2,50 N/m. 

 a) Se a constante b possui um valor igual a 0,900kg/s, qual é a frequência da oscilação do rato? 

 b) Para qual valor da constante b o movimento é criticamente amortecido?

* http://www.claudio.sartori.nom.br

Solução (Google Drive)

Pesquisar no blog: oscilação, oscilação amortecida, frequência

03. (Halliday) Três vagões de minério de 10000 kg são mantidos m repouso sobre uma rampa de 26° na ferrovia de uma mina usando um cabo que é paralelo à rampa.

O cabo se estica 14,2 cm imediatamante antes de o acoplamento entre os dois vagões inferiores se quebrar soltando o vagão mais baixo. Supondo que o cabo obedece à lei de Hook, determine:

a) A frequência
b) A amplitude das oscilação resultantes dos dois vagões que restaram.

Solução (em imagem JPG)

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Pesquisar no blog: oscilação e dilatação linear

Mecânica ondulatória. Movimentos oscilatórios.  Movimento periódico. Movimento harmônico simples. Pêndulo simples. Frequência natural. Fequência angular. Halliday. Resnick. 

campo elétrico (3p)

01. (Halliday, Resnick, Walker *, pág. 41) (nível superior) Na figura abaixo as quatro partículas formam um quadrado de lado a = 5,00 cm e têm cargas q₁= + 10 nC, q₂=-20,0 nC,  q₃=+20,0 nC e q₄=-10,0 nC. Qual é o campo elétrico no centro do quadrado, em termos dos vetores unitários?

Solução (Vídeo no Youtube)

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02. (ACSC/CSC*) Um campo elétrico apresenta em um ponto P de uma região a intensidade de 6.10⁵ N/C, direção horizontal e sentido da esquerda para a direita. Determinar a intensidade, a direção e o sentido da força elétrica que atua sobre uma carga puntiforme q, colocada no ponto P, nos seguintes casos:

a)q = 2 μC
b)q = -3 μC

Solução (Google Drive)

Pesquisar no blog: vetores, potencial elétrico 

03. Calcule o valor do campo elétrico gerado por uma carga Q=-4 x 10^-6 C situada no vácuo, em um ponto distante 0,6 m de Q. Faça tambem um esquema representando a carga Q e o vetor campo elétrico.

Solução (em imagem JPG)

Pesquisar no blog: vetores, força elétrica, potencial elétrico

Equilíbrio eletrostático. Lei de Coulomb.

*Associação Congregação Santa Catarina / Colégio Santa Catarina - SP

dinâmica: plano inclinado; trigonometria (4p)

atualizada em 03/05/2015

01. (Cesgranrio) Um bloco está parado, apoiado sobre um plano inclinado que faz um ângulo de 2θ com a horizontal, como ilustrado na Figura 1. Em seguida, o ângulo de inclinação desse plano é alterado para θ (Figura 2).

O ângulo θ pertence ao 1º quadrante e é solução da equação tg²θ + 1 = 25/16. A força de atrito exercida pelo plano sobre o bloco, em função da alteração na inclinação, sofre

(A) aumento de 62,5%.

(B) aumento de 37,5%.

(C) redução de 12,5%.

(D) redução de 37,5%.

(E) redução de 62,5%.

Solução (em imagem JPG)

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02. (IFPE) Um bloco de alumínio de 2 kg e um bloco de cobre de 6 kg estão conectados segundo a figura, sobre uma superfície de aço, considerando θ=30º . Depois que o conjunto foi liberado, este se move? Se sim, calcule a aceleração do conjunto e a tensão na corda. Se não, determine a soma das forças de atrito que agem sobre o sistema. 

 Dados: 

Alumínio - aço – μe=0,61 e μc=0,47 

Cobre - aço - μe=0,53 e μc=0,36

Solução (Google Docs)

Pesquisar no blog: Leis de Newton, atrito

03. (IF-UFF) Uma força horizontal de 46 N atua sobre um bloco de 5 Kg que está sobre um plano inclinado de 39°. O coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o plano é 0,33.

a) Qual é a aceleração do bloco se ele se move para cima do plano?
b) /se a força horizontal ainda atual, qual é a distância que percorrerá se ele tiver uma velocidade inicial para cima de 4 m/s
c) O que acontecerá ao bloco após alcançar o ponto mais alto?

Solução (Google Docs)


atrito em plano inclinado

04. (Halliday, Resnick, Walker *)  Cap 06 Probl 04. Na figura abaixo, um porco brincalhão escorrega em uma rampa com uma ο inclinação de 35 e leva o dobro do tempo que levaria se não houvesse atrito. Qual é o coeficiente de atrito cinético entre o porco e a rampa? Adote g = 9,8 m/s².

Fig. 01 Problema 04

Solução (Vídeo no Youtube)

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Pesquisar no blog: atrito,(mais exercícios)


* D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Fundamentos de Física, Volume 1 (John Wiley & Sons, Inc., 2011). 

partículas idênticas (avançado) (1p)

(Eisberg & Resnick) Uma particula α contem 2 prótons e 2 nêutrons. Mostre q se cada um de seus contituintes for anti-simétrico ela deverá ser simétrica.

Sugestão: considere um par de partículas α e o efeito de trocar os índices de todas as componentes de uma pelos de todos os componentes de outra.

Solução (em imagem JPG)


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Pesquisar no blog: exercícios de mecânica quântica, de relatividade

átomos multieletrônicos (2p)

01. (Eisberg & Resnick) Por que a dependência angular das autofunções de um atomo multieletrônico é a mesma de um atomo monoeletrônico? E porque a dependencia radial é diferente, exceto proximo à origem?

Solução (em imagem JPG)

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02. (Eisberg & Resnick) Quais as consequências do fato de que os tamanhos de todos os átomos sejam aproximadamente os mesmos? Quais as razões para esse fato?

Solução (em imagem JPG)

Pesquisar no blog: exercícios de mecânica quântica, de relatividade