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calorimetria: capacidade térmica, calor específico, etc. (10p)

01. Um bloco metálico esta inicialmente a uma temperatura de 20ºC. Recebendo umaquantidade de calor ΔQ = 330cal, sua temperatura altera para 50ºC. 

a) Qual é o valor da capacidade térmica do bloco? 

b) Diga, com suas palavras, o significado do resultado que você encontrou em (a). 

02. Considerando o bloco do exercicio anterior responda: 

a) Quantas calorias deveriam ser fornecidas a ele para que sua se elevasse de 20ºC para 100ºC? 

b) Quantas calorias seriam liberadas pelo bloco de sua temperatura baixasse de 100ºC para 0ºC ?

Solução do problema 1 e 2 (Google Docs)

Dica extra: clique aqui para cursos de pós graduação de excelente relação custo/benefício.
 

03. (UFRGS) Em um recipiente fechado, misturam-se duas porções iguais de água com capacidade térmica de 2 kJ/°C cada e a temperaturas iniciais diferentes. Se não ocorresse transferência de energia para o recipiente e para o meio, a temperatura de equilíbrio da mistura seria 30°C, mas foi de 28°C. Quanta energia foi transferida da água para a sua vizinhança, na forma de calor?

[A] 4 kJ.

[B] 8 kJ.

[C] 20 kJ.

[D] 56 kJ.

[E] 60 kJ.

Solução (em imagem JPG)


Pesquisar no blog: troca de calor, máquinas térmicas

04. (CSGA/RS*) Um objeto é feito de duas partes: uma parte de alumínio, cuja massa é 1000 gramas, e uma parte de ferro, cuja massa é 600 gramas. Sabendo que os calores específicos do alumínio e do ferro são, respectivamente, c_Al = 0,22 cal/gºC e c_Fe = 0,11 cal/gºC, calcule a capacidade térmica desse objeto.

Solução (em vídeo no Youtube)


05. (ITA-SP) Um fogareiro é capaz de fornecer 250 calorias por segundo. Colocando-se sobre o fogareiro uma chaleira de alumínio de massa 500g, tendo no seu interior 1,2kg de água à temperatura ambiente de 25°C a água começará a ferver após 10 minutos de aquecimento. Admitindo-se que a água ferve a 100°C e que o calor específico sensível da chaleira de alumínio é 0,23cal/g°C e o da água 1,0cal/g°C pode-se afirmar que:

a) toda a energia fornecida pelo fogareiro é consumida no aquecimento da chaleira com água, levando a água à ebulição.
b) somente uma fração inferior a 30% da energia fornecida pela chama é gasta no aquecimento da chaleira com água, levando a água à ebulição.
c) uma fração entre 30% a 40% da energia fornecida pelo fogareiro é perdida.
d) 50% da energia fornecida pelo fogareiro é perdida.
e) a relação entre a energia consumida no aqueci mento da chaleira com água e a energia fornecida pelo fogão em 10 minutos situa-se entre 0,70 e 0,90.

Solução (em imagem JPG)

06. (Vunesp) Após assistir a uma aula sobre calorimetria, uma aluna concluiu que, para emagrecer sem fazer muito esforço, bastaria tomar água gelada, já que isso obrigaria seu corpo a ceder calor para a água até que atingisse a temperatura de 36,5 ^oC. Depois, essa água seria elinada levando com toda essa energia e sem fornecer nenhuma energia para o corpo, já que a água “não tem caloria”. Considere que ela beba, num dia, 8 copos de 250 ml de água, a uma temperatura 6,5 ^oC, a quantidade de calor total que o corpo cederá à água para elevar a sua temperatura até 36,5 ^oC equivale, aproximadamente,á energia fornecida por:

a) uma latinha de refrigerante light- 350 ml (2,5 kcal )

b) uma caixinha de água-de-coco – 300 ml (60 kcal)

c) três biscoitos do tipo água e sal – 18g (75 kcal)

d) uma garrafa de bebida isotônica – 473 ml (113 kcal)

e) um hambúrguer, uma porção batata frita e um refrigerante de 300 ml – (530 kcal)

(Considere o calor específico da água = 1 cal/g C e sua densidade = 1 g/ml.)

Solução (em imagem JPG)

07. Se 1 cal aquece 1g de agua de 1ºc, quantas calorias são necessárias para aquecer 1.000g de 1°c?

Solução (em imagem JPG)

08. (UEL) Ao trafegar por uma estrada com uma velocidade de 120 km/h em um carro de passeio, de 750 kg, o condutor depara-se com uma placa advertindo que existe um radar na estrada e que a velocidade máxima permitida é de 80 km/h. Imediatamente freia o veículo e permanece com as rodas travadas até atingir a velocidade permitida. Considere que toda a energia cinética perdida pelo veículo seja convertida em calor, que a temperatura dos pneus, antes da freada, seja de 50°C, que a massa de um pneu seja de 25 kg e que o seu calor específico seja de 506 J/kg°C.

Ao término da freada, a temperatura do pneu, aumentou para:

a) 21 °C

b) 54,5 °C

c) 89,3.. °C

d) 100 °C

e) 125 °C

Solução (em imagem JPG)

09. (Enem) O Sol representa uma fonte limpa e inesgotável de energia para o nosso planeta. Essa energia pode ser captada por aquecedores solares, armazenada e convertida posteriormente em trabalho útil. Considere determinada região cuja insolação — potência solar incidente na superfície da Terra — seja de 800 watts/m². Uma usina termossolar utiliza concentradores solares parabólicos que chegam a dezenas de quilômetros de extensão. Nesses coletores solares parabólicos, a luz refletida pela superfície parabólica espelhada é focalizada em um receptor em forma de cano e aquece o óleo contido em seu interior a 400 °C. O calor desse óleo é transferido para a água, vaporizando-a em uma caldeira. O vapor em alta pressão movimenta uma turbina acoplada a um gerador de energia elétrica.

Considerando que a distância entre a borda inferior e a borda superior da superfície refletora tenha 6 m de largura e que focaliza no receptor os 800 watts/m² de radiação provenientes do Sol, e que o calor específico da água é 1 cal g^-1 ºC^-1 = 4.200 J kg^-1 ºC^-1, então o comprimento linear do refletor parabólico necessário para elevar a temperatura de 1 m³ (equivalente a 1 t) de água de 20 °C para 100 °C, em uma hora, estará entre

a) 15 m e 21 m.
b) 22 m e 30 m.
c) 105 m e 125 m.
d) 680 m e 710 m.
e) 6.700 m e 7.150 m.

Solução (em imagem JPG)

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10. (UFTM) Após percorrer o circuito do painel solar, a água aquecida dirige-se para o interior de um reservatório térmico, onde permanece até o momento em que será utilizada. Nas primeiras horas da manhã, os 230 litros de um reservatório encontravam-se à temperatura de 18 ^oC. Ao fim de uma tarde não muito quente, a água contida no reservatório atingiu sua temperatura máxima de 35 ^oC. Admitindo-se que 40% da energia solar incidente durante esse processo de aquecimento seja perdida, a energia total com que o Sol banhou o painel de aquecimento é, aproximadamente, em MJ,

(A) 16.
(B) 19.
(C) 27.
(D) 51.
(E) 66.

Dados:

c_H2O = 1 cal/g ^oC

d_H2O = 1 x 10³ kg/m³

1 cal = 4,2 J

Solução (em imagem JPG)




Equilíbrio térmico. Temperatura final. Temperatura de equilíbrio.

*Colégio Sinodal Gustavo Adolfo/ Lageado-RS

máquina térmica (3p)

1. (UEL) Uma determinada máquina térmica deve operar em ciclo entre as temperaturas de 27°C e 227°C. Em cada ciclo ela recebe 1000cal da fonte quente. O máximo de trabalho que a maquina pode fornecer por ciclo ao exterior, em calorias ,vale:

a)1 000

b)600
c)500
d)400
e)200

Solução (Google Docs)

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2. Uma máquina térmica trabalha entre duas fontes com temperaturas de 27°C e 127°C, segundo o ciclo de Carnot, retirando, em cada ciclo 800J da fonte quente .

Calcule:
 a) O rendimento da máquina termica;
 b) O trabalho realizado
 c) O calor rejeitado para a fonte fria.

Solução (Google Docs)

Pesquisar no blog: calor específico, troca de calor, capacidade térmica



3. Um sistema recebe 400 calorias de uma fonte de energia, enquanto o mesmo tempo é realizado sobre o sistema um trabalho de 328J. Qual o aumento da energia interna do sistema?

Dado: 1 cal = 4,18 J

Solução (em imagem JPG)



Máquinas térmicas. Conservação da energia. Trabalho. Calor rejeitado para a fonte fria.

efeito doppler (1p)

(Cotec-Unimontes) Um ciclista se move com velocidade de módulo v em direção a uma caminhonete estacionada, cujo alarme está acionado, emitindo um som de freqüência f₀. A fonte sonora está no ponto S, e a intensidade do som, medida em S, é I₀ (veja a figura). O ciclista percebe um som de freqüência f e de intensidade I.

Enquanto o ciclista se aproxima da caminhonete, é CORRETO afirmar que

Solução (Google Docs)

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Pesquisar no blog: ondas, ondas sonoras



Movimento do observador. Fonte sonora. Frequência. Comprimento de onda. Intensidade. Altura. Som grave. Som agudo.

gases perfeitos ou ideais (3p)

01. (UFC) Um recipiente contém uma dada quantidade de gás ideal à pressão atmosférica p₀ e à temperatura t₀=27°C. O recipiente possui um dispositivo que permite a saída ou a entrada de gás de modo a manter a pressão interna sempre constante. O sistema é aquecido até atingir uma temperatura t, e, durante esse processo, 1/6 da quantidade inicial de gás escapa do recipiente. Determine, em graus Celsius, a temperatura t. Use que t(°C)=T-273, onde T é a temperatura absoluta. Despreze qualquer possível dilatação do recipiente.

Solução (em vídeo)

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02. (VUNESP) A massa específica do nitrogênio, considerada como gás ideal, nas condições normais de temperatura e pressão é 1,25 kg/m³. qual será a massa de 10 L do nitrogênio à pressão de 700 atm e á 40^oC?

Solução (em imagem JPG)

Pesquisar no blog: equação de Clapeyron

03. Deduza a fórmula de energia interna de um gás ideal, U=(3/2)nRT, a partir das leis da mecânica clássica e da equação de Clapeyron, pV=nRT.

Solução (Google Docs)

Pesquisar no blog: gás, gases, energia, Serway, Tipler, Zemansky




Resnick. Jewett. Mosca. Sears. 

condução térmica (lei da condução térmica) (1p)

Um cilíndrico de cobre, de comprimento 1,2m e área de seção reta de 4,8cm²,é isolado para evitar perda de calor pela superfície. Os extremos são mantidos à diferença de temperatura de 100°C, um colocado em uma mistura água-gelo e o outro em água fervendo e vapor. Ache a taxa em que o calor é conduzido através do bastão. Sendo a condutividade térmica do cobre k = 401 W/m.K.

Solução (Google Docs)

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Pesquisar no blog: radiação, a estrutura da matéria e a condução

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.

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. 

vasos comunicantes (1p)

(UNIFESP) Um fluido A, de massa específica ρ_A, é colocado em um tubo curvo aberto, onde já existe um fluido B, de massa específica ρ_B. Os fluidos não se misturam e, quando em equilíbrio, B preenche uma parte de altura h do tubo. Neste caso, o desnível entre as superfícies dos fluidos, que se encontram à pressão atmosférica, é de 0,25h. A figura ilustra a situação descrita.

Considerando que as interações entre os fluidos e o tubo sejam desprezíveis, pode-se afirmar que a razão ρ_B/ρ_A é

a) 0,75.

b) 0,80.

c) 1,0.

d) 1,3.

e) 1,5.

Solução (em imagem JPG)

Dica extra: clique aqui para cursos de pós-graduação de excelente relação custo/benefício.

Pesquisar no blog: hidrostática, princípio de Arquimedes (empuxo)

motor perpétuo ou moto-contínuo

Porque não é possível fazer um motor perpétuo só com a gravidade?

1) O primeiro impedimento vem da lei da conservação da energia: não se poderia construir um motor que transformasse energia (potencial gravitacional) em uma outra quantidade maior de energia ou trabalho.

2) Como a gravidade é atrativa, então a tendência natural é que um corpo abandonado caia e não suba. Assim um motor que usasse a gravidade teria que receber energia para voltar ao sistema inicial.

3) Qualquer sistema que se pense, sempre haverá perdas como atrito entre as partes do motor. Mesmo no vácuo (não existe vácuo perfeito) há a presença de partículas cujas colisoes com as partes em movimento do motor causariam resistências ao movimento. Ou seja, o motor sequer teria rendimento de 100% tampouco seria perpéptuo.

Os impedimentos 1), 2) e 3) acontecem também com as máquinas térmicas e eles são descritos, respectivamente, pela primeira, segunda e terceiras leis da termodinâmica.

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Pesquisar no blog: conservação da energia, atrito, gravitação

dilatação superficial (3p)

01. Uma chapa retangular de zinco apresenta, a 20 ºC, comprimento de 40,0 cm e largura 25,0 cm. Sendo o coeficiente de dilatação linear do zinco igual a 25x10^-6 ºC^-1, a temperatura em que a placa apresenta 2% de acréscimo em sua área é, em graus igual a?

Solução (em imagem JPG)

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02. Mostre que para sólidos isotrópicos:

a) Dilatação superficial é dada por ΔA= 2 α A₀ ΔT

b) Dilatação volumétrica é dada por  ΔV= 3 α V₀ Δ T

Solução (Google Docs)

Pesquisar no blog: dilatação volumétrica, dilatação linear,


03. (ENSA-Três Rios/RJ) 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%

Solução (Google Docs)



Dilatação térmica.  Coeficiente de dilatação linear. Coeficiente de dilatação superficial.

Ondulatória (3p)

Amplitude, velocidade, frequência e comprimento da onda

01. Quando a amplitude da onda aumenta, o que acontece com o comprimento, com a frequência e com velocidade da onda?

Solução (em imagem JPG)

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02. (Halliday - nível superior)  Uma onda em uma corda é descrita por y(x,t)=15,0 sen(πx/8-4πt), onde x e y estão em centímetros e t está em segundos. Diante dessas informações, responda à seguintes questões

a) Qual é a velocidade transversal de um ponto da corda situado em x=6,00cm para t=0,250s?

b) Qual é a máxima velocidade transversal em qualquer ponto da corda?

c) Qual é o módulo da aceleração transversal em um ponto da corda situado em x=6,00cm para t=0,250s?

d) Qual é o módulo da aceleração transversal máxima em qualquer ponto da corda?

Solução (em imagem JPG)

Pesquisar no blog: oscilação, oscilação amortecida, frequência

03. (Concurso da Petrobrás) Uma corda com 80 cm de comprimento tem as duas extremidades fixas e vibra com frequência fundamental igual a 30 Hz. A velocidade de propagação das ondas nessa corda, em m/s, vale

(A) 36
(B) 40
(C) 42
(D) 48
(E) 50

Solução (em imagem JPG)

dilatação linear (2p)

01. (Cesgranrio) Uma rampa para saltos de asa-delta é construída de acordo com o esquema que se segue. A pilastra de sustentação II tem, a 0°C, comprimento três vezes maior do que a I. Os coeficientes de dilatação de I e II são, respectivamente, α₁ e α₂.

Para que a rampa mantenha a mesma inclinação a qualquer temperatura, é necessário que a relação entre α₁ e α₂‚ seja:

a) α₁ = α₂

b) α₁ = 2 α₂

c) α₁ = 3 α₂

d) α₂ = 3 α₁

e) α₂ = 2 α₁

Solução (em imagem JPG)

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Pesquisar no blog: dilatação superficial, dilatação volumétrica

02. (Unicamp) Um relógio de pêndulo marca o tempo corretamente quando funciona à temperatura de 20 °C. Quando este relógio se encontra a uma temperatura de 30 °C, seu período aumenta devido à dilatação da haste do pêndulo.

a) Ao final de 24 horas operando a 30 °C, o relógio atrasa 8,64 s. Determine a relação entre os períodos τ₃₀ a 30 °C e τ₂₀ a 20 °C, isto é, τ₃₀/τ₂₀.

b) Determine o coeficiente de expansão térmica linear do material do qual é feita a haste do pêndulo. Use a aproximação: (1,0001)² = 1,0002.

Solução (em imagem JPG)

Pesquisar no blog: pêndulo, movimento harmônio simples

Dilatação térmica. Coeficiente de dilatação linear. Mecânica ondulatória. Oscilações. Movimentos oscilatórios. Movimento periódico. Pêndulo simples.

Lei de Stevin (1p)

01. (EE Conselheiro Crispiniano) Num local onde a pressão atmosférica é p_atm = 10⁵ N/m² e a aceleração da gravidade é g = 10 m/s², uma pessoa mergulha até o fundo de um lago cuja profundidade é H = 10 m. Qual a pressão sustentada por essa pessoa no fundo do lago? A densidade da água é d = 10³ kg/m³.

Solução (em imagem JPG)

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Pesquisar no blog: hidrostática, princípio de Arquimedes (empuxo)

dilatação volumétrica (3p)

01. (FEI) Um recipiente, cujo volume é de 1000 cm³, a 0°C, contém 980 cm³ de um líquido à mesma temperatura. O conjunto é aquecido e, a partir de uma certa temperatura, o líquido começa a transbordar. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação cúbica do recipiente vale 2,0 x 10^-5 °C^-1 e o do líquido vale 1,0 x 10^-3 °C^-1, pode-se afirmar que a temperatura no início do transbordamento do líquido é, aproximadamente:

a) 6,0°C

b) 12°C

c) 21°C

d) 78°C

e) 200°C

Solução (em imagem JPG)

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02. Mostre que para sólidos isotrópicos:

a) Dilatação superficial: ΔA= 2 α A₀ ΔT

b) Dilatação volumétrica: ΔV= 3 α V₀ Δ T

Solução (Google Docs)

Pesquisar no blog: dilatação linear, dilatação superficial

03. Explique por que a dilatação aparente de um líquido, ao ser aquecido juntamente com o recipiente onde está contido, não fornece a dilatação verdadeira do líquido.

Solução (em imagem JPG)

transformações gasosas (3p)

01. (UFC) Um cilindro, cujo volume pode variar, contém um gás perfeito, à pressão de 4 atm, a uma temperatura de 300K. O gás passa, então, por dois processos de transformação:

I) seu volume aumenta sob pressão constante até duplicar, e

II) retorna ao volume original, através de uma compressão isotérmica.

A temperatura e a pressão do gás, ao final dos dois processos anterior descritos serão, respectivamente:

a) 300 K e 8 atm

b) 600 K e 4 atm

c) 300 K e 4 atm

d) 600 K e 8 atm.

e) 600 K e 2 atm

Solução (em imagem JPG) 

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02. Qual o trabalho realizado por um gás que se expande isobaricamente de 2 litros para 200 litros, a uma pressão de 20 atm ? Use que 1 atm = 10⁵ N/m²

Solução (em imagem JPG)

Pesquisar no blog: trabalho de uma força, trabalho de uma força variável

03. Um cilindro, cujo volume pode variar, contém um gás perfeito. O gás passa por dois processos de transformação:

I) da situação inicial (estado i) até atingir um estado 1 a pressão se mantém constante. No estado 1 o volume é o dobro do inicial.

II) Do estado 1 até o estado final (f) a temperatura se mantém constante. No estado final o volume é igual ao inicial.

Sendo U_i a energia interna do estado inicial e U_f a energia interna do estado final U_f/U_i vale :

Solução (em imagem JPG)

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Pesquisar no blog:  temperatura, pressão, energia interna, gases ideais



Transformação isobárica. Transformação isotérmica. Energia interna. Equação de Clapeyron.

Princípio de Arquimedes (2p)

01. Dois objetos maciços de mesma densidade e volume estão submersos em água, um na horizontal e outro na vertical. Em qual deles o empuxo é maior? Por que ?

Resposta (em imagem JPG)

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Pesquisar no blog: densidade, hidrostática, Lei de Stevin

02. (Concurso para professores do CEFET) Um iceberg, com a forma aproximada de um paralelepípedo, flutua na água do mar de tal modo que a parte fora da água tem 10 m de altura. Qual é a altura h da parte submersa do iceberg?

(Dados: ρ_mar = 1,03 g / cm³ e ρ_gelo = 0,92 g / cm³ ) 

a) 68 m

b) 72 m

c) 83 m 

d) 96 m

e) 104 m

Solução (Google Docs)

Hidrostática.

Gravitação Universal (6p)

01. Um planeta x tem um diâmetro igual à metade do diâmetro da terra e massa igual a um oitavo da massa da terra.Determine o valor da aceleração da gravidade na superfície desse planeta, sabendo que a aceleração da gravidade na superfície da terra é de 9,8m/s².

Solução (em imagem JPG)

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02. Determine a aceleração da gravidade a uma altura de 1000 km acima da superfície da Terra?
Dados:

G = 6,67 x 10^-11
RT = 6400 km
MT = 6 x 10 ²⁴ kg

Solução (em imagem JPG)

Pesquisar no blog: Astronomia, planetas, leis de Newton

03) Seja g a aceleração da gravidade na superfície terrestre.A que altura acima da superfície a aceleração da gravidade tem intensidade (1/2) g? Considere o raio da terra igual a R.

Solução (em imagem JPG)

04. Considerando a constante de gravitação universal com valor G= 6,67 x 10^-11, a aceleração da gravidade ao nível do mar g=9,8 m/s², e o raio da terra R= 6400 km, calcule aproximadamente a massa da terra.

Solução (em imagem JPG)

05. A que distância duas massas puntiformes de 1,0 kg experimentariam uma atração gravitacional de 1,0 N?

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06. O átomo de H contém 1 próton (carga +e) e 1 elétron (carga -e). Suponha que os elétrons e prótons de vários átomos de H sejam separados e colocandos no centro da Lua e da Terra (por exemplo, prótons no centro da Lua e elétrons no centro da Terra). Quantos gramas de de H seriam necessários para que a força de atração coulombiana seja tenha a mesma intensidade do que a força gravitacional Terra-Lua?

Use que:

• carga elementar, e = 1,60 x 10^-19 C
• constante eletrostática, k = 8,99 x 10⁹ N.m²/C²
• massa da Lua, m_L = 7,36 x 10²² kg
• massa da Terra, m_T = 5,98 x 10²⁴ kg
• constante gravitacional, G = 6,67 x 10^-11 m³/s².kg

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Ondas Sonoras (3p)

01. (UFMA) Considere um tubo de comprimento 35 cm, com uma das extremidades fechada e a outra aberta. Uma fonte sonora introduz nesse tubo uma onda acústica com velocidade de 340 m/s e freqüência 1,7 KHz. Quantos nós e quantos ventres a onda estacionária, gerada no interior do tubo, apresenta?

a) 4 nós e 3 ventres

b) 4 nós e 5 ventres

c) 3 nós e 4 ventres

d) 5 nós e 4 ventres

e) 4 nós e 4

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02. (ITA) Um tubo sonoro de comprimento l, fechado numa das extremidades, entra em ressonância, no seu modo fundamental, com o som emitido por um fio, fixado nos extremos, que também vibra no modo fundamental. Sendo L o comprimento do fio, m sua massa e c, a velocidade do som no ar, pode-se afirmar que a tensão submetida ao fio é dada por:

a) (c/2L)2ml

b) (c/2l)2mL

c) (c/l)2mL

d) (c/l)2ml

e) nda

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03. (ENEM) Um dos modelos usados na caracterização dos sons ouvidos pelo ser humano baseia-se na hipótese de que ele funciona como um tubo ressonante. Neste caso, os sons externos produzem uma variação de pressão do ar no interior do canal auditivo, fazendo a membrana (tímpano) vibrar. Esse modelo pressupõe que o sistema funciona de forma equivalente à propagação de ondas sonoras em tubos com uma das extremidades fechadas pelo tímpano. As frequências que apresentam ressonância com o canal auditivo têm sua intensidade reforçada, enquanto outras podem ter sua intensidade atenuada.

Considere que, no caso de ressonância, ocorra um nó sobre o tímpano e ocorra um ventre da onda na saída do canal auditivo, de comprimento L igual a 3,4 cm. Assumindo que a velocidade do som no ar (v) é igual a 340 m/s, a frequência do primeiro harmônico (frequência fundamental, n = 1) que se formaria no canal, ou seja, a frequência mais baixa que seria reforçada por uma ressonância no canal auditivo, usando este modelo é

(A) 0,025 kHz, valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/4L e equipara o ouvido a um tubo com ambas as extremidades abertas.

(B) 2,5 kHz, valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/4L e equipara o ouvido a um tubo com uma extremidade fechada.

(C) 10 kHz, valor que considera a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/L e equipara o ouvido a um tubo com ambas as extremidades fechadas.

(D) 2.500 kHz, valor que expressa a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/L, aplicável ao ouvido humano. (E) 10.000 kHz, valor que expressa a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/L, aplicável ao ouvido e a tubo aberto e fechado.

(E) 10.000 kHz, valor que expressa a frequência do primeiro harmônico como igual a nv/L, aplicável ao ouvido e a tubo aberto e fechado.

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