Física II - Questões para discussãoCAP 11: Q11.19 Por que o concreto reforçado com barras de aço em seu interior é mais resistente do que o concreto puro? Q11.20 Linhas de transmissão elétricas são algumas vezes feitas usando-se fios com núcleos de aço envolvido por uma camada por uma camada de cobre ou com fios de cobre e de aço entrelaçados. Por quê? Q11.21 Compare as propriedades mecânicas de um cabo de aço, feito com muitos fios entrelaçados, com as propriedades de um cabo de aço maciço com o mesmo diâmetro. Quais as desvantagens de cada cabo? CAP 12: Q12.1 Um estudante escreveu: “A única razão pela qual a maçã cai no sentido da Terra em vez de a Terra subir no sentido da maçã é que a massa da Terra é muito maior do que a massa da maçã e portanto ela exerce uma atração muito maior.” Por favor, comente. Q12.4 Cem gramas de manteiga na Terra possuem a mesma quantidade de manteiga que cem gramas de manteiga em Marte? O que você diria sobre um quilograma de manteiga? Explique. Q12.6 Qual atração gravitacional entre você e o Sol é maior: ao meio-dia ou à meianoite? Explique. Q12.9 O Sol puxa a Lua com uma força duas vezes maior do que a atração entre a Terra e a Lua. Então por que o Sol não afasta a Lua da Terra? 5 Se uma certa mola uniforme for cortada em duas partes iguais.CAP 13: Q13. maior será a área de contato entre o pneu e o pavimento. CAP 14: Q14. Por que o ar deve ser aquecido? Como o tripulante do balão controla a ascensão e a descida dele? . Q13.8 No sistema indicado na Figura 13. qual seria a diferença entre a frequência do MHS da metade da mola e a frequência da mola inteira? Q13.11 Um pêndulo é montado em um elevador que está subindo com uma aceleração constante. refeições e recreação é essencialmente a mesma em todas as semanas. Em que aspectos este movimento é semelhante a um MHS? Em que aspectos o movimento é diferente? Q13. tempo de estudo.5 Você deve ter notado que quanto menor for a pressão de um pneu.1 A sequência de suas aulas. Usando-se a mesma massa na extremidade.6 Na prática do vôo em balões um balão grande é enchido com ar aquecido por um queimador de gás situado na parte inferior do balão. Q13. Trata-se de um movimento periódico? O movimento é harmônico simples? Explique. para o qual o corpo está em equilíbrio? Explique. O período aumenta. Por quê? Q14. qual seria a constante da mola de cada metade? Justifique sua resposta. diminui ou permanece constante? Justifique sua resposta.1 existe algum ponto durante o movimento.4 Uma “superbola” extremamente elástica quicando sobre um piso duro possui um movimento aproximadamente periódico. mas as unidades de calor de fusão Lf ou calor de vaporização Lv são simplesmente J/Kg. Por quê? Q14. Q15.13 Um navio cargueiro está viajando no Oceano Atlântico (água salgada) e penetra no Lago Ontário (água doce) através do Rio St. Ela está correta? Por quê? Q15. K.14 Um submarino é mais compressível do que a água.11 Para elevar a temperatura de um corpo você deve fornecer calor a ele? Se você fornece calor a um corpo. Como o ar esfria? Este dispositivo funciona em um local com clima muito úmido? Por quê? Q15. Então.14 Em condicionadores de ar domésticos usados em climas secos. Como pode então um submarino completamente circundado de água ficar apenas em equilíbrio instável? CAP 15: Q15. a temperatura do corpo necessariamente aumenta? Explique.15 As unidades de calor específico c são J/Kg . Lawrence. °C.10 A pressão do ar diminui com o aumento da altura. No Lago Ontário flutua com um nível diversos centímetros mais baixo do que o nível da flutuação no oceano.12 Uma aluna afirma que a unidade de calor especifico apropriada pode ser expressa por 1 m²/s² . o ar é resfriado forçando sua circulação através de um filtro embebido em água ocorrendo a vaporização de parte da água. Por que as unidades Lf e Lv não incluem o fator (K)-1 para levar em conta uma variação de temperatura? . por que o ar da superfície terrestre não é continuamente empurrado para cima pela diferença de pressão para atingir a camada de baixa pressão? Q14.Q14. 7 A “secagem no freezer” é uma técnica usada para preservar alimentos semelhante à “queima no freezer” mencionada na questão anterior.Q15. desprezamos a energia potencial decorrente da gravidade terrestre. Qual dos dois gases possui a maior energia cinética total? Sua resposta depende da estrutura molecular dos gases? Explique sua resposta. quando um líquido evapora. embora a pressão e a temperatura permaneçam constantes. Para a “secagem no freezer”. você poderia usar a escala Celsius de temperatura em vez da escala Kelvin se você utilizasse um valor numérico apropriado para cada constante R? Explique por quê. . Contudo. o volume e a temperatura não podem variar individualmente sem afetar os valores das outras grandezas. Esta omissão se justifica? Por quê? Q16. Q16. Q16. Isto é consistente? Justifique a sua reposta.1 Na seção 16.2 afirmamos que geralmente a pressão.18 Ao deduzirmos a equação do gás ideal a partir do modelo cinético-molecular. um médico esfrega seu braço com algodão embebido em álcool isopropílico na temperatura ambiente. a seguir colocado em uma câmara a vácuo e irradiado com luz infravermelha. Por que faz isto faz você sentir seu braço frio? (Sugestão: A razão não é o medo da injeção! A temperatura de ebulição do álcool isopropílico é igual a 82. o alimento geralmente é previamente congelado. Para que serve o uso do vácuo? E a luz infravermelha? Que vantagens oferece a “secagem no freezer” em comparação com a secagem comum? Q16.4°C). porém a massa molecular do gás A é maior do que a massa molecular do gás B. CAP 16: Q16. seu volume varia.22 Antes de aplicar uma injeção.21 Considere dois gases ideais na mesma temperatura. O gás A possui a mesma massa total que o gás B.2 Na equação do gás ideal. Esse processo é reversível ou irreversível? Por quê? .1 (Seção 17.6 Uma geladeira doméstica geralmente possui tubos na parte superior ou na parte inferior atrás da geladeira. você sente o ar frio.5) descreve um processo que ocorre à temperatura constante de 100°C.5 Quando o gelo se funde a 0°C. maior ou menor do que o calor fornecido ao gelo? Como você pode explicar? Q17.1 No capítulo 6. De onde provém o calor? Q17. Por que. o calor e a variação de energia interna. a relação entre o trabalho e a variação da energia cinética foi deduzida a partir das leis do movimento de Newton. Quando a geladeira está funcionando. então.3)? Q17. não podemos usar neste exemplo a expressão de W deduzida para o Exemplo 17.12 Quando você sopra sobre sua mão com a boca completamente aberta você sente o ar quente. e a água se vaporiza no seu interior. O gás é desligado e o vapor se condensa e o líquido volta ao seu estado inicial. que relaciona o trabalho. Seria possível deduzir a primeira lei da termodinâmica. quando você deixa a boca parcialmente fechada formando um orifício em forma de “o” e sopra sobre sua mão. A panela é colocada sobre a chama de um fogão.CAP 17: Q17.5 (Seção 17. estes tubos ficam quentes. Porém. Por quê? CAP 18: Q18. seu volume diminui. A variação da sua energia interna é igual.7 O exemplo 17. a partir das leis do movimento de Newton? Justifique sua resposta. Q17.1 Uma panela de pressão é cheia de água até a metade e sua tampa é colocada selando a panela de modo a impedir a saída de vapor de dentro dela. Q18. Q18.6 Alguns críticos da teoria da evolução biológica afirmam que esta teoria viola a segunda lei da termodinâmica. explique a razão dessas diferenças.6 A velocidade das ondas no oceano depende da profundidade da água.Q18. com organismos mais ordenados.2 Explique por que é necessário incluir o fator 2π na Equação (19. Use este resultado para explicar por que as ondas do oceano aumentam suas cristas e “arrebentam” à medida que as ondas chegam à praia.4 Você tenta esfriar a cozinha de sua casa deixando a porta da geladeira aberta. O que ocorrerá? Por quê? Este resultado seria o mesmo que o obtido se você deixasse a tampa aberta de uma geladeira de isopor cheia de pedras de gelo? Caso os resultados sejam diferentes. Explique por que este não é um argumento válido contra a teoria da evolução. tais como blocos escorregando em planos. roldanas e fios. molas.8 A conversão completa da energia mecânica em calor é proibida pela segunda lei da termodinâmica? E converter calor integralmente em trabalho? Explique suas respostas.2 Forneça dois exemplos de processos reversíveis e dois exemplos de processos irreversíveis em sistemas puramente mecânicos. quanto maior for a profundidade maior será a velocidade da onda. Explique o que faz o processo ser reversível ou irreversível.4). Q19. . Q18. CAP 19: Q19. uma vez que a evolução implica a transformação de uma forma de vida mais simples em outra forma de vida mais complexa. Contudo. Por quê? Q19. a outra começa a vibrar com a mesma frequência. embora você não tenha tocado na outra corda.13 Uma pedra é atirada sobre um lago e formam-se ondulações circulares concêntricas cujas amplitudes diminuem com o aumento da distância ao centro.1 Um movimento ondulatório transfere energia ao longo de uma corda.) CAP 20: Q20.Q19. a velocidade de propagação do som no ar é isotérmica e não adiabática. Quando você toca em uma corda.14 A taxa com a qual os gases da exaustão de um motor a gasolina são expelidos pode ser aumentada usando-se um tubo de exaustão com um comprimento exatamente suficiente para produzir “ressonância”. Por quê? Q20. nenhuma energia é transferida através de um nó. Como isto é possível? . Quando o fio é esticado. o som pode ser transmitido de um copo para outro. (Isto faz aumentar a performance do motor visto que o combustível pode ser forçado para dentro com uma taxa mais elevada.19 Para frequências muito elevadas. em uma onda estacionária na corda.15 Alguns instrumentos de corda (tal como a cítara da Índia) possuem cordas duplas. Como isto funciona? Por que o som transmitido pelo fio é mais intenso do que o som transmitido no ar através da mesma distância? Q19.11 As crianças montam um telefone de brinquedo fazendo passar as extremidade de um fio através de um orifício feito em um copo de papel e amarrando a extremidade de modo que o fio não sai do copo. Explique a razão deste comportamento. aproximadamente maiores do que 5x108 Hz. (Sugestão: Uma frequência muito elevada significa comprimento de onda muito curto.) Como isto é possível? O que determina o comprimento ótimo que devemos usar? Q20.