Nome do aluno:________________________EXERCÍCIOS DE REVISÃO FÍSICA E QUÍMICA Lajeado, 2013 1 Leis de Newton 01. A respeito do conceito da inércia, assinale a frase correta: a) Um ponto material tende a manter sua aceleração por inércia. b) Uma partícula pode ter movimento circular e uniforme, por inércia. c) O único estado cinemático que pode ser mantido por inércia é o repouso. d) Não pode existir movimento perpétuo, sem a presença de uma força. e) A velocidade vetorial de uma partícula tende a se manter por inércia; a força é usada para alterar a velocidade e não para mantê-la. RESPOSTA: E 02. (OSEC) O Princípio da Inércia afirma: a) Todo ponto material isolado ou está em repouso ou em movimento retilíneo em relação a qualquer referencial. b) Todo ponto material isolado ou está em repouso ou em movimento retilíneo e uniforme em relação a qualquer referencial. c) Existem referenciais privilegiados em relação aos quais todo ponto material isolado tem velocidade vetorial nula. d) Existem referenciais privilegiados em relação aos quais todo ponto material isolado tem velocidade vetorial constante. e) Existem referenciais privilegiados em relação aos quais todo ponto material isolado tem velocidade escalar nula. RESPOSTA: D 03. Um homem, no interior de um elevador, está jogando dardos em um alvo fixado na parede interna do elevador. Inicialmente, o elevador está em repouso, em relação à Terra, suposta um Sistema Inercial e o homem acerta os dardos bem no centro do alvo. Em seguida, o elevador está em movimento retilíneo e uniforme em relação à Terra. Se o homem quiser continuar acertando o centro do alvo, como deverá fazer a mira, em relação ao seu procedimento com o elevador parado? a) mais alto; b) mais baixo; c) mais alto se o elevador está subindo, mais baixo se descendo; d) mais baixo se o elevador estiver descendo e mais alto se descendo; e) exatamente do mesmo modo. RESPOSTA: E 04. (UNESP) As estatísticas indicam que o uso do cinto de segurança deve ser obrigatório para prevenir lesões mais graves em motoristas e passageiros no caso de acidentes. Fisicamente, a função do cinto está relacionada com a: a) Primeira Lei de Newton; b) Lei de Snell; c) Lei de Ampère; d) Lei de Ohm; e) Primeira Lei de Kepler. RESPOSTA: A 05. (ITA) As leis da Mecânica Newtoniana são formuladas em relação a um princípio fundamental, denominado: a) Princípio da Inércia; b) Princípio da Conservação da Energia Mecânica; c) Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento; d) Princípio da Conservação do Momento Angular; e) Princípio da Relatividade: "Todos os referenciais inerciais são equivalentes, para a formulação da Mecânica Newtoniana". RESPOSTA: E 06. Consideremos uma corda elástica, cuja constante vale 10 N/cm. As deformações da corda são elásticas até uma força de tração de intensidade 300N e o máximo esforço que ela pode suportar, sem romper-se, é de 500N. Se amarramos um dos extremos da corda em uma árvore e puxarmos o outro extremo com uma força de intensidade 300N, a deformação será de 30cm. Se substituirmos a árvore por um segundo indivíduo que puxe a corda também com uma força de intensidade 300N, podemos afirmar que: a) a força de tração será nula; b) a força de tração terá intensidade 300N e a deformação será a mesma do caso da árvore; c) a força de tração terá intensidade 600N e a deformação será o dobro do caso da árvore; d) a corda se romperá, pois a intensidade de tração será maior que 500N; RESPOSTA: B 2 07. (FATEC) Uma bola de massa 0,40kg é lançada contra uma parede. Ao atingi-la, a bola está se movendo horizontalmente para a direita com velocidade escalar de 15m/s, sendo rebatida horizontalmente para a esquerda com velocidade escalar de 10m/s. Se o tempo de colisão é de 5,0 . 10-3s, a força média sobre a bola tem intensidade em newtons: a) 20 b) 1,0 . 102 c) 2,0 . 102 d) 1,0 . 102 e) 2,0 . 103 RESPOSTA: E 08. (FUND. CARLOS CHAGAS) Uma folha de papel está sobre a mesa do professor. Sobre ela está um apagador. Dando-se, com violência, um puxão horizontal na folha de papel, esta se movimenta e o apagador fica sobre a mesa. Uma explicação aceitável para a ocorrência é: a) nenhuma força atuou sobre o apagador; b) a resistência do ar impediu o movimento do apagador; c) a força de atrito entre o apagador e o papel só atua em movimentos lentos; d) a força de atrito entre o papel e a mesa é muito intensa; e) a força de atrito entre o apagador e o papel provoca, no apagador, uma aceleração muito inferior à da folha de papel. RESPOSTA: E 09. Um ônibus percorre um trecho de estrada retilínea horizontal com aceleração constante. no interior do ônibus há uma pedra suspensa por um fio ideal preso ao teto. Um passageiro observa esse fio e verifica que ele não está mais na vertical. Com relação a este fato podemos afirmar que: a) O peso é a única força que age sobre a pedra. b) Se a massa da pedra fosse maior, a inclinação do fio seria menor. c) Pela inclinação do fio podemos determinar a velocidade do ônibus. d) Se a velocidade do ônibus fosse constante, o fio estaria na vertical. e) A força transmitida pelo fio ao teto é menor que o peso do corpo. RESPOSTA: D 10. (UFPE) Um elevador partindo do repouso tem a seguinte seqüência de movimentos: 1) De 0 a t, desce com movimento uniformemente acelerado. 2) De t1 a t2 desce com movimento uniforme. 3) De t2 a t3 desce com movimento uniformemente retardado até parar. Um homem, dentro do elevador, está sobre uma balança calibrada em newtons. O peso do homem tem intensidade P e a indicação da balança, nos três intervalos citados, assume os valores F1, F2 e F3 respectivamente: Assinale a opção correta: a) F1 = F2 = F3 = P b) F1 < P; F2 = P; F3 < P c) F1 < P; F2 = P; F3 > P d) F1 > P; F2 = P; F3 < P; e) F1 > P; F2 = P; F3 > P RESPOSTA: C LEIS DE NEWTON – EXERCÍCIOS E TESTES DE VESTIBULARES 1. (UFMG-95) Um homem empurra um caixote para a direita, com velocidade constante, sobre uma superfície horizontal. Desprezando-se a resistência do ar, o diagrama que melhor representa as forças que atuam no caixote é: 2. (UFMG-96) Uma pessoa está empurrando um caixote. A força que essa pessoa exerce sobre o caixote é igual e contrária à força que o caixote exerce sobre ela. Com relação a essa situação assinale a alternativa correta: a. a pessoa poderá mover o caixote porque aplica a força sobre o caixote antes de ele poder anular essa força. b. a pessoa poderá mover o caixote porque as forças citadas não atuam no mesmo corpo. c. a pessoa poderá mover o caixote se tiver uma massa maior do que a massa do caixote. d. a pessoa terá grande dificuldade para mover o caixote, pois nunca consegue exercer uma força sobre ele maior do que a força que esse caixote exerce sobre ela. 3. (UFMG-96) O vento empurra a porta de um quarto e, ao movimentá-la, faz a maçaneta descrever um movimento circular uniforme. durante esse movimento, pode-se afirmar que a força resultante que atua sobre a maçaneta: a. é nula b. é perpendicular à direção de sua velocidade. c. tem a mesma direção de sua velocidade, mas com sentido contrário. d. tem a mesma direção e sentido de sua velocidade . 3 4. (Direito-C.L.-94) Um corpo de massa 5 Kg, inicialmente em repouso, sofre a ação de uma força constante de 30N. Qual a velocidade do corpo (em m/s) depois de 5 s? a) 5 b)10 c)25 d)30 e) 42 5. A afirmativa errada é: a. Uma partícula está em "equilíbrio" quando está em "repouso" ou em "movimento retilíneo uniforme". b. A resultante das forças que agem sobre uma partícula em equilíbrio é nula. c. Quando um corpo cai para Terra, a Terra cai para o corpo. d. Quando um corpo está apoiado na superfície da Terra, e portanto, em contato com ela, as forças que a Terra exerce sobre o corpo são: uma de ação à distância (o peso do corpo) e outra de contato (força normal) e. quando um homem sobre patins empurra uma parede para frente, ele adquire um movimento para trás e a parede continua em repouso, porque a força que o homem exerce sobre a parede é menor que a força que a parede exerce sobre o homem. 6. (UNIPAC) Considere as seguintes situações: I. Um carro, subindo uma rua de forte declive, em movimento retilíneo uniforme. II. Um carro, percorrendo uma praça circular, com movimento uniforme. III. Um menino, balançando-se em uma gangorra, ao atingir o ponto mais alto de sua trajetória. Considerando essa informações, pode-se afirmar que é nula a resultante das forças em: a) I b) III c) I e III d) II e III e) I, II e III 7. (UNIPAC) Todas as alternativas contêm um par de forças de ação e reação, EXCETO: a. a força com que a Terra atrai um tijolo e a força com que o tijolo atrai a Terra. b. a força que uma pessoa, andando, empurra o chão para trás e a força com que o chão empurra a pessoa para frente. c. a força com que um avião, empurra o ar para trás e a força com que o ar empurra o avião para frente. d. a força com que um cavalo, puxa uma carroça e a força com que o carroça puxa o cavalo. e. o peso de um corpo colocado sobre uma mesa horizontal e a força normal da mesa sobre ele. 8. Os dois carrinhos da figura abaixo, estão ligados entre si por um fio leve e inextensível. "A" tem massa de 2 Kg e "B", 10 Kg. Uma força de 48 N puxa, horizontalmente para a direita o carrinho "B". A aceleração do sistema vale: a) 4,0 m/s2 b) 4,8m/s2 c) 10 m/s2 d) 576m/s2 9. Uma força constante atuando sobre um certo corpo de massa m produziu uma aceleração de 4,0 m/s2. Se a mesma força atuar sobre outro corpo de massa igual a m/2 , a nova aceleração será, em m/s 2 : a) 16,0 b) 8,0 c) 4,0 d) 2,0 e) 1,0 10) Um corpo de peso 30N é pressionado por uma força de 40N contra uma superfície vertical, conforme figura abaixo. Se o coeficiente de atrito estático entre o corpo e a superfície é 0,8, qual será a força de atrito exercida pela superfície sobre o corpo? a) 30N b) 32N c)40N d) 24N 11. (Direito-C.L.-98) Um corpo de massa 1Kg é abandonado no ponto A do plano inclinado da figura. Despreze os atritos, a resistência do ar e adote g=10m/s 2. A velocidade do corpo ao atingir o ponto B, em m/s, será: a) 2 b) 4 c)6 d)8 4 12. (UFLA-95) Sobre um corpo de massa 5 Kg, apoiado num plano horizontal com atrito, é aplicada uma força F de 60N, como indica a figura. Considerando m c= 0,2, g=10m/s2 -se afirmar que a força normal que a superfície faz sobre o corpo é de: 13. Um bloco mantém-se imóvel sobre um plano inclinado, conforme figura abaixo. Supondo-se que as únicas forças que atuam sobre o bloco são as indicadas: P ( peso do bloco), Fa ( força de atrito ) e N ( reação normal ), é correto afirmar que os módulos dessas forças relacionam-se de acordo com a igualdade a. P se b. c. d. e. P tg a = N 14). O bloco da figura, quando colocado em uma balança de mola, acusa o peso de 1000 N. Em seguida ele é colocado sobre a rampa da figura, de atrito desprezível. Para fazê-lo subir essa rampa com velocidade constante, será necessária uma força , paralela ao plano e na mesma linha da trajetória de ascensão do bloco, de módulo igual a: a) 1000 N b)500 N c) 250 N d) 200 N e)100 N 15. (PUC 99). Um truque comum de "mágica" é puxar a toalha que cobre uma mesa sem retirar os pratos e talheres que estão sobre ela. Isso é feito dando-se um puxão na toalha. É INCORRETO afirmar que esse experimento: a. terá maior probabilidade de sucesso com uma toalha lisa, sem saliências. b. terá maior probabilidade de sucesso com uma toalha de material que tenha pequeno coeficiente de atrito com o material dos pratos e dos talheres. c. terá maior probabilidade de sucesso aplicando-se à toalha um puxão mais rápido do que aplicando-se a ela um puxão mais lento. d. é um eficiente meio de demonstrar a lei da ação e reação. e. é análogo ao experimento consistente em puxar rapidamente uma folha de papel sobre a qual repousa uma moeda, e observar que a moeda praticamente não se move. 16. (PUC 98).No texto abaixo, existem lacunas numeradas que deverão ser preenchidas pela seqüência de uma das opções abaixo. "Um bloco, sobre uma superfície plana e horizontal, encontra-se em movimento retilíneo e uniforme. Sobre ele agem seu peso, igual a 30 N, e uma reação normal, da superfície sobre o bloco, de (1) . Sabe-se ainda que ele é tracionado por uma força horizontal de (2) e que existe uma força de atrito cinético de (3) , correspondente a um coeficiente de atrito cinético igual a 0,2." Os valores que poderiam preencher as lacunas (1), (2) e (3), de forma fisicamente coerente, são, respectivamente: a) 30 N; 30 N; 30 N b) 30 N; 6 N; 6 N c) 6 N; 6 N; 6 N d) 30 N; 30 N; 12 N e) 12 N; 6 N; 30 N 17) Na figura, dois ímãs iguais, em forma de anel, são atravessados por um bastão que está preso em uma base. O bastão e a base são de madeira. Considere que os ímãs se encontram em equilíbrio e que o atrito entre eles e o bastão é desprezível. 5 Nessas condições, o módulo da força que a base exerce sobre o ímã de baixo é a. igual ao peso desse ímã. b. nulo. c. igual a duas vezes o peso desse ímã. d. maior que o peso desse ímã e menor que o dobro do seu peso. GABARITO 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 d b b d e a e a b b e d c e d b c Para pensar 1) Quando você puxa uma gaveta, pelo Princípio da Ação e Reação ela vai exercer sobre sua mão uma força igual e contrária. Mas, mesmo assim, a gaveta abre. Por quê? 2) Você empurra uma caixa de fósforos sobre uma mesa. Pelo Princípio da Ação e Reação a caixa o empurra no sentido oposto. Por que ela se movimenta e você não? Testes: Livro Gaspar 1 (Unir-RO) Qual lei física explica o movimento de uma pessoa para a frente quando o veículo em que está viajando é freado? a) 3ª Lei de Newton. b) 1ª Lei de Termodinâmica. c) 1ª Lei de Newton. d) 2ª Lei da Termodinâmica. e) 2ª lei de Newton Resposta: c 2 (Vunesp) Certas cargas transportadas por caminhões devem ser muito bem amarradas na carroceria, para evitar acidentes ou mesmo para proteger a vida do motorista, quando precisar frear bruscamente o seu veículo. Essa precaução pode ser explicada pela: a) 3ª Lei de Newton. b) 1ª Lei de Termodinâmica. c) 1ª Lei de Newton. d) 2ª Lei da Termodinâmica. e) 2ª lei de Newton Resposta: c 3 (UFV-MG/Pases)Um passageiro de 90 kg viaja no banco da frente de um carro, que se move a 30 km/h. O carro, cuja massa é 810 kg, colide com um poste, parando bruscamente. A velocidade com a qual o passageiro será projetado para a frente, caso não esteja utilizando o cinto de segurança, será,aproximadamente: a) 15 km/h. b) 30 km/h. c) 90 km/h. d) 150 km/h. e) 300 km/h. Resposta:b 4 (UFMS) É comum, em filmes de ficção científica, que as naves espaciais, mesmo quando longe de qualquer planeta ou estrela, permaneçam com os motores ligados durante todo o tempo de percurso da viagem. Esse fato: 01. se justifica, porque, se os motores forem desligados, a velocidade da nave diminuirá com o tempo até parar. 02. se justifica, pois, para que qualquer objeto se mova, é necessária a ação de uma força sobre ele. 04. se justifica, porque, se os motores forem desligados, a nave será desviada, de forma gradativa, de sua rota. 08. não se justifica, pois, uma vez atingida a velocidade, a nave seguirá até o destino com velocidade constante. 16. não se justifica, pois, uma vez colocada no seu rumo, a nave seguirá até o seu destino sem desviar-se da rota. Dê como resposta a soma dos números das afirmações corretas. 24 5 (UFJF-MG) Uma menina está sentada dentro de um ônibus que se encontra em movimento retilíneo e uniforme. O ônibus começa a fazer uma curva, mantendo o módulo de sua velocidade constante. Ela começa a ter a sensação de estar sendo jogada "para fora" da curva. Com base nas leis de Newton, uma pessoa parada na calçada explica esse fato da seguinte forma: a) De acordo com a Primeira Lei de Newton, todo corpo tende a permanecer em repouso ou em movimento retilíneo uniforme, a não ser que as forças que atuem sobre ele não se cancelem. b) De acordo com a Segunda Lei de Newton, estando o ônibus acelerado, a força normal não consegue cancelar a força peso, surgindo então a força centrífuga como resultante. c) De acordo com a Terceira Lei de Newton as forças centrípeta e centrífuga formam um par ação-reação. Isso mostra que deve existir uma terceira força na direção horizontal, que é a causadora dessa sensação. d) Esse problema não pode ser resolvido pelas leis de Newton, pois elas não se aplicam ao referencial inercial da pessoa na calçada. Resposta: a 6 6) Dois blocos (A, mA = 2,0 kg, B, mB = 3,0 kg) estão juntos sobre um plano horizontal sem atrito. Uma força F, paralela ao plano e de intensidade F = 10N, atua sobre A e este empurra B, como indica a figura a seguir: Sendo mA = 1,5 kg e mB = 3,5 kg, determine: a) a intensidade da força F;5N b) a força que A exerce sobre B; 3,5 N c) a força que B exerce sobre A. 3,5N 9) Na figura a seguir, os blocos A, B e C estão sobre um plano horizontal sem atrito e são tracionados pela força F . Considere a massa dos fios desprezível. Determine: a) a aceleração do conjunto; a = 2m/s² b) a força que A exerce sobre B; 6N c) a força que B exerce sobre A. 6N Sendo F = 20 N, mA = 3,0 kg, mB = 8,0 kg e mC = 9,0 kg, determine: a) a aceleração do conjunto; 1m/s² b) a tração nos fios (TAB, entre A e B, e TBC,entre B e C). 3N e 11 N 7) No conjunto representado na figura a seguir, o bloco B tem massa mB = 9,0 kg e está sobre um plano horizontal sem atrito. A massa do bloco A é mA = 1,0 kg. 10) No conjunto da figura a seguir, a massa do bloco A é 0,50 kg. O bloco B, de massa 4,5 kg, está sobre o plano sem atrito. Admitindo o fio inextensível e de massa desprezível, assim como a massa da polia, e g=10m/s², determine: a)a aceleração do conjunto. 1m/s² b) a tração no fio. 9N c) Se não desprezássemos o atrito e a massa das polias, o que deveria acontecer com o valor da aceleração naqueles sistemas? Justifique. 8) Na figura a seguir, os blocos A e B se movimentam com uma aceleração constante de 1,0 m/s² em um plano horizontal sem atrito sob a ação da força F. Admitindo g = 10 rn/s² e o fio inextensível e de massa desprezível, como a massa da polia, determine: a) a aceleração do conjunto; 1m/s² b) a tração no fio. 4,5 N 11 (Ufac) Um veículo de 100 t parte do repouso e percorre uma distância de 2 000 m até atingir a velocidade de 360 km/h.A força média que movimenta o veículo vale: a) 2,5· 105 N. c) 105 N. e) nda . b) 2,5 N. d) 2,5· 108N Resposta:a 12 (UFSM-RS) O bloco se encontra em repouso sobre um plano horizontal e perfeitamente liso. A partir do instante t = 0s, passa a atuar sobre o bloco uma força constante de módulo igual a 15 N, e esse bloco atinge a velocidade de 20 m/s no instante t = 4 s. Determine a massa do bloco em quilogramas. Resposta:3kg 7 13 (Furg-RS) Um bloco de massa m = 10 kg está inicialmente em repouso sobre uma superfície plana e sem atrito. Durante um intervalo de tempo t é aplicada uma força constante no bloco. Sabendo que a velocidade máxima que o bloco atinge é de 2 m/s e que o bloco percorre uma distância de 1 m durante o intervalo de tempo em que a força esteve agindo sobre o bloco, podemos afirmar que a magnitude da força aplicada no bloco é igual a: a) 2 N. b) 5 N. c) 10 N. d) 20 N. e) 40 N. Resposta:d 14 (UFRN) O sr. Nilson dirige distraidamente, a uma velocidade de 60 km/h, pela BR-101, em linha reta (direção do eixo x), quando percebe que há, a 55 m, um redutor eletrônico de velocidade ("lombada eletrônica"), indicando a velocidade máxima permitida: 50 km/h. No mesmo instante, para obedecer à sinalização e evitar multa, aciona os freios do automóvel, ultrapassando a lombada com a velocidade máxima permitida. A massa total (carro + motorista) é mT = 1 296 kg. Pode-se concluir que os módulos da aceleração e da força de atrito, supondo ambas constantes naqueles 55 m, são, respectivamente: a) 5 000 km/h² e 3 600 N. b) 10 000 km/h² e 5 000 N. c) 5 000 km/h² e 5 500 N. d) 10 000 km/h² e 1 000 N. Resposta:d 15 (Vunesp) Um balde, contendo argamassa, sobe verticalmente quando puxado por uma corda. Durante um pequeno intervalo de tempo, o balde adquire aceleração de 1,0 m/s². Se a massa total do conjunto balde-argamassa é 20,0 kg, a intensidade da força de tração na corda junto ao balde é (durante o intervalo de tempo considerado), em newtons, igual a: a) 2,2.102. b) 2,0.102. e) 1,8· 102. d] 4,4· 10. e) 2,2· 10. Resposta:a 16 (UFSM-RS) A figura mostra dois corpos de mesmo material que estão empilhados e em repouso sobre uma superfície horizontal. Pode-se afirmar que, em módulo, a força que o corpo A exerce sobre o corpo B é: a) nula. b) igual à força que B exerce sobre A. c) maior do que a força que B exerce sobre A. d) menor do que a força que B exerce sobre A. e) aumentada à medida que o tempo vai passando. Resposta:b 17 (UFSM-RS) A figura representa dois corpos A e B que, sendo empurrados por uma força F, em uma superfície sem atrito, movem-se com a mesma aceleração. Pode-se, então, afirmar que a força que o corpo A exerce sobre o corpo B é, em módulo: a) menor do que a força que B exerce sobre A. b) maior do que a força que B exerce sobre A. c) diretamente proporcional à diferença entre as massas dos corpos. d) inversamente proporcional à diferença entre as massas dos corpos. e) igual à força que B exerce sobre A. Resposta:e 18 (PUC-MG) Dois blocos A e B estão sobre uma superfície perfeitamente lisa. As massas desses corpos valem, respectivamente, 2,0 kg e 3,0 kg. É aplicada uma força horizontal de 20 N. A força resultante sobre B vale, em newtons: a) 20. b)8. c)12. d)5. Resposta:c 19 (PUC-MG) Em relação à questão de número 8, a força que o corpo B faz sobre o corpo A é, em newtons, de: a) 5. b)18. c) 12. d) 15. Resposta:c 8 20 (UCS-RS) Dois blocos A e B de massas 2 kg e 3 kg, respectivamente, são tracionados por uma força constante de 40 N, sobre uma superfície horizontal e sem atritos. O fio que une os blocos é inextensível e de peso desprezível. Considerando essas informações e a figura, é correto afirmar que: a) o módulo da força resultante das forças que agem no bloco B é de 24 N. b) o bloco A desloca-se para a direita com aceleração de 2 m/s². c) os blocos deslocam-se para a direita com acelerações diferentes. d) a força tensora no fio que une os corpos A e B é de 40 N. e) o peso do bloco B é de 3 N. Resposta:a 21(Fatec-SP) Três blocos, A, B e C, deslizam sobre uma superfície horizontal cujo atrito com estes corpos é desprezível, puxados por uma força F de intensidade 6,0 N: a) nula b) igual a aceleração da gravidade c) igual à metade da aceleração da gravidade. d) igual ao dobro da aceleração da gravidade. Resposta:c 23 (Ufam/PSC) Dois corpos, de massas ml = 8,0 kg e m2 = 2,0 kg, estão ligados entre si por um fio fino e inextensível, que passa através de uma roldana fixa no teto, como mostra a figura. No início do experimento, segura-se a massa m, a uma altura h = 75 cm do solo, que em seguida é solta com velocidade inicial nula. Após ser largada, quanto tempo a massa m, levará para tocar o solo? A aceleração do sistema é de 0,6 m/s², e as massas de A e B são, respectivamente, 2,0 kg e 5,0 kg. A massa do corpo C vale, em quilogramas: a) 1,0. b) 3,0. c) 5,0. d) 6,0. e) 10. Resposta:b 22 (PUC-MG) Um bloco de massa igual a 5,0 kg está preso a uma corda vertical, que passa por uma roldana e fica horizontalmente ligada a um bloco de 5,0 kg, que está sobre uma superfície horizontal sem atrito. O bloco que está dependurado terá uma aceleração: a) 1,5 s Resposta:c b) 5,0 s c) 0,5 s d) 2,0 s e) 2,5 s 24 (Acafe-SC) A figura a seguir mostra os blocos A e B, respectivamente de pesos 50 N e 70 N, ligados entre si por uma corda de peso desprezível. O conjunto está inicialmente em equilíbrio, preso ao teto pela corda C. Quando a corda C é cortada, os blocos passam a efetuar um movimento de queda livre na vertical. Durante esse movimento de queda, o módulo da tensão na corda que une os blocos A e B, em newtons, é: 9 27 (Ufla-MG) Um bloco de gelo desprende-se de uma geleira e desce um plano inclinado com atrito. Qual o diagrama que representa corretamente as forças que atuam sobre o bloco? Resposta:a a) 20. b) 50. c) 70. d) 120. e) 0. Resposta:e 25 (Ufam/PSC) Três blocos, A, B e C, de massas mA = 5 kg, mB= 3 kg e mC = 2 kg, são dispostos como mostra a figura. Os blocos A e B são ligados por um fio e podem deslizar sem atrito sobre uma superfície horizontal sob a ação da força F paralela à superfície. O coeficiente de atrito estático entre os blocos B e C vale 0,2. Nessas condições, podemos afirmar que o maior valor da força F capaz de deslocar o sistema, sem que o bloco C deslize sobre o bloco B, vale: a) 30 N. b) 20 N. c) 40 N. d) 10 N. e) 50 N. Resposta:a 26 (FEI-SP)Na montagem abaixo, qual o mínimo coeficiente de atrito entre o bloco de 2 kg e o plano horizontal para que o sistema permaneça em equilíbrio? a) 0,5 b) 0,75 c) 1,0 d) 1,25 28) Um corredor de alto desempenho parte do repouso e atinge uma velocidade de 10m/s em 2,5 s, na fase de aceleração. Suponha que a massa do corredor seja de 70 kg. Calcule o módulo da força horizontal média que o piso da pista de corridas exerce sobre o corredor nesta fase. Resposta: 280 N 29) Dois blocos, um de massa mA = 19 kg e outro de massa mB= 8 kg, estão em repouso, encostados um ao outro e apoiados sobre uma superfície plana horizontal, cujo coeficiente de atrito cinético entre eles e a superfície 0,50. Num determinado instante, aplica-se, no bloco A, uma força de módulo FA= 189 N, conforme a figura abaixo. Iniciado o movimento, calcule o módulo da força exercida pelo bloco A sobre o bloco B. Observação: Considere g = 10 m/s², Resposta:56 N 30) (Uenf-RJ) A figura abaixo mostra um corpo I de massa mI = 2 kg apoiado em um plano inclinado e amarrado a uma corda, que passa por uma roldana e sustenta um outro corpo II de massa mII = 3 kg. Despreze a massa da corda e atritos de qualquer natureza. e) 1,5 Resposta:e a) Esboce o diagrama de forças para cada um dos dois corpos. b) Se o corpo II move-se para baixo com aceleração a = 4 m/s², determine a tração T na corda. Resposta:18N 10 31 (Ufpel-RS) O plano inclinado é uma máquina simples que permite elevar um corpo com menor esforço. O bloco mostrado na figura tem massa igual a 20 kg e o coeficiente de atrito cinético, entre o bloco e o plano inclinado, vale 0,20. Para fazer o bloco deslizar e subir o plano, um operário puxa. a corda verticalmente para baixo, exercendo uma força F, como ilustrado. Considere desprezíveis as massas da corda e da polia e responda às seguintes questões. c) A bola cai alguns metros à frente do mastro, pois o barco impulsiona a bola para a frente. d) Impossível responder sem saber a exata localização do barco sobre o globo terrestre. e) A bola cai fora do barco, porque este, livre da massa da bola, acelera-se para a frente. Resposta:b 34 (Vunesp) A forma encontrada pela Mônica para satisfazer o desejo do Cebolinha foi a aplicação de uma força que é uma grandeza: a) Qual o módulo de F quando o bloco sobe o plano com velocidade constante ?152 N b) Qual o módulo de F necessário para que o bloco suba o plano com aceleração de 0,5 m/s²?162 N 32 (Uerj) A figura abaixo representa uma escuna atracada ao cais. Deixa-se cair uma bola de chumbo do alto do mastro-ponto O. Nesse caso, ela cairá ao pé do mastro - ponto Q. Se essa bola for abandonada do mesmo ponto O quando a escuna estiver se afastando do cais com velocidade constante, ela cairá no seguinte ponto da figura: a) P. b) Q. c) R. d) S. Resposta:b 33 (Ufla-MG/PAS) Você está no mastro de um barco que está em movimento retilíneo uniforme. Você deixa cair uma bola de ferro muito pesada. O que você observa? a) A bola cai alguns metros atrás do mastro, pois o barco desloca-se durante a queda da bola. b) A bola cai ao pé do mastro, porque ela possui inércia e acompanha o movimento do barco. a) escalar, capaz de produzir variação de espaço em um corpo. b) vetorial, capaz de produzir variação de velocidade em um corpo. c) escalar, capaz de produzir variação de aceleração em um corpo. d) vetorial, inversamente proporcional à aceleração adquirida pelo corpo. e) escalar, que no Sistema Internacional é medida em quilograma-força. Resposta:b 35 (UFMG) Durante uma brincadeira, Bárbara arremessa uma bola de vôlei verticalmente para cima, como mostrado nesta figura: Assinale a alternativa cujo diagrama melhor representa a(s) força(s) que atua(m) na bola no ponto mais alto de sua trajetória. Resposta:c 11 36 (UFV-MG) Na seqüência abaixo estão representados três instantes do movimento de queda livre de uma bola de borracha: no instante t1, a bola encontrase em movimento descendente; no instante t2, ela atinge o solo, e, no instante t3, a bola desloca-se no sentido contrário ao seu sentido inicial (movimento ascendente). 39(UFV-MG/Pases) Um automóvel colide frontalmente com uma carreta. No momento da colisão, é correto afirmar que a força que a carreta exerce sobre o automóvel é: a) maior que a força que o automóvel exerce sobre a carreta e em sentido contrário. b) maior que a força que o automóvel exerce sobre a carreta e no mesmo sentido. c) igual à força que o automóvel exerce sobre a carreta e no mesmo sentido. d) igual à força que o automóvel exerce sobre a carreta e em sentido contrário. e) menor que a força que o automóvel exerce sobre a carreta e no mesmo sentido. Resposta: d Assinale a alternativa na qual a força resultante avelocidade (V) e a aceleração (a) da bola nos instantes t1, e t3 estão corretamente representadas. 40 (Uergs) Um carro A de 1 000 kg colide frontalmente com um carro B de 2 000 kg. Denominando de FA a força exercida pelo carro A sobre o carro B e de FB a força exercida pelo carro B sobre o carro A, a relação correta entre FA e FB é: a) FA=FB. b) FA = 2FB c) FA = 3FB. d) 2FA = FB e) 3FA = FB Resposta:a Resposta:c 37 (UEL-PR)O cabo de um reboque arrebenta se nele for aplicada uma força que exceda 1 800 N. Suponha que o cabo seja usado para rebocar um carro de 900 kg ao longo de uma rua plana e retilínea. Nesse caso, que aceleração máxima o cabo suportaria? a) 0,5 m/s² b) 1,0 m/s² e) 2,0 m/s² d) 4,0 m/s² e) 9,0 m/s² Resposta:c 38) Uma força única atua sobre um corpo livre para se mover. Se conhecemos o valor e a direção da força e a massa do corpo, a Segunda Lei de Newton permite calcular, para o corpo: a) peso. b) posição. e) velocidade. d) aceleração. Resposta:d 41(Acafe-SC)A Folha de SPaulo, de 9/5/2000, apresentou uma reportagem sobre a descoberta de "novos candidatos a planetas distantes do sistema solar" com os dizeres: "Cada candidato foi descoberto na órbita de uma estrela. Essa detecção é feita de forma indireta, ou seja, os astrônomos não vêem os planetas, mas sim pequenas oscilações que eles causam nas estrelas que orbitam. Assim como um planeta é atraído gravitacionalmente pela estrela, fazendo com que ele se mova ao seu redor, a estrela também é atraída pelo planeta, tendo assim pequenas oscilações. É exatamente o estudo dessa 'dança' da estrela que ajuda a 'ver' o planeta': O trecho em negrito é uma aplicação do(a): a) Princípio de Arquimedes. b) Lei de Newton da ação e reação c) Principio da conservação de energia d) Lei de Faraday e) Lei de Newton da inércia Resposta:b 42 (Vunesp) Um corpo com uma massa de 5 kg sofre a ação de uma força constante de 30 N.A aceleração adquirida pelo corpo, em m/s², é igual a: a) 150. b) 60. c) 15. d) 6. e) 0,6. Resposta:d 12 43 (UFV-MG) Uma partícula de massa igual a 10 kg é submetida a duas forças perpendiculares entre si, cujos módulos são 3,0 N e 4,0 N. Pode-se afirmar que o módulo de sua aceleração é: a) 5,0 m/s². b) 50 m/s². c) 0,5 m/s². d) 7,0 m/s². e) 0,7 m/s². Resposta:c 44) (PUC-MG)Uma partícula de massa m = 0,5 kg está submetida à ação de duas forças. O módulo de uma das forças é 1,0 N e o da outra força é desconhecido. A partícula tem uma aceleração de 6 m/s². A resultante dessas duas forças é,em newtons: a) 5,0. b) 6,0. c) 12,0. d) 3,0. Resposta:d 47 (Ufla-MG/PAS) Um livro de peso igual a 4 N está apoiado, em repouso, na palma de sua mão. Complete as sentenças abaixo. I. Uma força para baixo de 4 N é exercida sobre o livro pela .............. II Uma força para cima de.............. é exercida sobre o(a)...............pela mão. III A força para cima (item II)é reação à força para baixo (item I)?............ a) mão, 14 N,Terra, sim b) Terra,4 N, livro, sim c) Terra,4 N,Terra, não d) Terra,8 N,Terra, sim e) Terra,4 N, livro, não Resposta:e 48 (Vunesp) Observe a tira abaixo: 45) (Unicap-PE) A velocidade de um móvel que se desloca em linha reta varia com o tempo de acordo com o gráfico a seguir. Julgue os itens a seguir. 0-0. Podemos afirmar que o móvel partiu do repouso. 1-1. Em t = 5 s, o móvel atingiu a velocidade de 36 km/h. 2-2. O movimento nos 5 primeiros segundos é acelerado, com 2 m/s² 3-3. A velocidade média nos 10 primeiros segundos é de 5 m/s. 4-4. Em t = 6 s, a força resultante que atua no móvel é nula. Todos estão corretos 46 (Unifor-CE) A reação ao peso de um livro que se encontra em repouso sobre uma mesa é a força: a) que a mesa exerce sobre o livro. b) que o livro exerce sobre a mesa. c) gravitacional que a Terra exerce sobre o livro. d) gravitacional que o livro exerce sobre a Terra. e) gravitacional que a mesa exerce sobre o livro. Resposta:d A forma encontrada por Garfield para perder peso é: a) correta, uma vez que, em um planeta de gravidade . menor, seu peso será realmente menor, porém com a mesma massa. b) errada, pois em um planeta de gravidade menor sua massa será maior, porém com o mesmo peso. c) correta, pois em um planeta de gravidade menor sua massa será menor, porém seu peso será maior. d) correta, pois em um planeta de gravidade menor sua massa e seu peso serão maiores. e) errada, pois em um planeta de gravidade menor sua massa e seu peso serão menores. Resposta:a As duas próximas questões referem-se à seguinte situação: sobre uma mesa horizontal repousa um livro de física de 18 N de peso. Sobre ele está um livro de história, também em equilíbrio, de peso igual a 14 N. 49 (PUC-RJ) O módulo da força (em newtons) exercida pelo livro de física sobre a mesa vale: a) 32. b) 18. c) 14. d) 4. e) 0. Resposta:a 13 50 (PUC-RJ) O módulo da força (em newtons) exercida pelo livro de física sobre o livro de história vale: a) o. b) 14. c) 18. d) 32. e) 4. Resposta:b 51 (UFV-MG/Pases) Um astronauta leva uma caixa da Terra até a Lua. Podemos dizer que o esforço que ele fará para carregar a caixa na Lua será: a) maior que na Terra,já que a massa da caixa diminuirá e seu peso aumentará. b) maior que na Terra, já que a massa da caixa permanecerá constante e seu peso aumentará. c) menor que na Terra,já que a massa da caixa diminuirá e seu peso permanecerá constante. d) menor que na Terra,já que a massa da caixa aumentará e seu peso diminuirá. e) menor que na Terra, já que a massa da caixa permanecerá constante e seu peso diminuirá. Resposta:e 52 (Fatec-SP) A aceleração da gravidade na Terra é 10 m/s² e, na Lua, aproximadamente um sexto desse valor. Uma lata de conserva cujo rótulo indica "600 g" terá, na Lua, peso, em newtons, igual a: a) 0,60. b) 1,0. c) 6,0. d) 10. e) 60. Resposta:b 53 (Unioeste-PR) São fornecidas abaixo diversas afirmações a respeito de massa e peso. Assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01. Massa e peso são apenas denominações diferentes para uma mesma grandeza física. 02. Massa e peso são grandezas físicas diferentes, descritas por uma única equação dimensional. 04. A aceleração que uma determinada força pode imprimir a um corpo depende da massa do corpo. 08. Massa é uma grandeza física de natureza escalar, enquanto o peso tem natureza vetorial. 16. Massa e peso podem ser medidos através das mesmas unidades. 32. Em uma nave espacial, viajando no espaço e livre da gravidade, um astronauta experimentaria igual dificuldade para acelerar objetos de massas diferentes. 64. A correspondência 1 kg = 9,81 N está correta, já que iguala duas grandezas com as mesmas dimensões. Dê como resposta a soma dos números das alternativas corretas.14 54 (PUC-MG) Uma corda horizontal está esticada em virtude de se ter aplicado, em cada uma de suas extremidades, uma força de 20 N. A tensão suportada pela corda é de: a) 40 N. b) 20 N. c) 10 N. d) nula. Resposta:b 55 (Fuvest-SP) Na pesagem de um caminhão, no posto fiscal de uma estrada, são utilizadas três balanças. Sobre cada balança, são posicionadas todas as rodas de um mesmo eixo. As balanças indicaram 30 000 N, 20000 N e 10 000 N. A partir desse procedimento, é possível concluir que o peso do caminhão é de: a) 20 000 N. c) 30000 N. e) 60000 N. b) 25 000 N. d) 50 000 N. Resposta:e Plano Inclinado 1) No esquema da figura os fios e a polia são ideais e não se consideram resistência e o empuxo do ar. O sistema é abandonado do repouso. Os blocos A e B têm massa de 2,0kg. O módulo de aceleração de gravidade vale 10m/s 2 e a = 30°. Supondo a inexistência de atrito, determine: a) o módulo da aceleração do sistema; b) a intensidade da força que traciona a corda. RESOLUÇÃO: a) 2,5 m/s2 b) 5,0N 2) Considere um plano inclinado que forma ângulo q com o plano horizontal. 14 Sendo sen q = 0,60, cos q = 0,80 e g = 10m/s2, calcule: a) a intensidade da aceleração de um corpo de massa 10kg, que escorrega livremente neste plano, sem atrito; b) o coeficiente de atrito dinâmico entre esse corpo e o plano, para que o corpo lançado para baixo desça o plano com velocidade constante. RESOLUÇÃO: a) 6 m/s2 b) 0,75 a) Calcule F, adotando g = 10m/s2. b) Calcule o coeficiente de atrito de deslizamento entre o corpo e o plano inclinado. 3) Um corpo de massa m = 0,20kg desce um plano inclinado de 30° em relação à horizontal. O gráfico apresentado mostra como varia a velocidade escalar do corpo com o tempo. 5) No plano inclinado da figura abaixo, o coeficiente de atrito entre o bloco A e o plano vale 0,20. A roldana é isenta de atrito e despreza-se o efeito do ar. a) determine o módulo da aceleração do corpo; b) calcule a intensidade da força de atrito do corpo com o plano. Dados: g = 10m/s2, sen 30° = 0,50, cos 30° = 0,87. RESOLUÇÃO: a) 2 m/s2 b) 0,60N RESOLUÇÃO: a) 2,5N Os blocos A e B têm massas iguais a m cada um e a aceleração local da gravidade tem intensidade igual a g. A intensidade da força tensora na corda, suposta ideal, vale: a) 0,875 mg b) 1 mg c) 0,96 mg d) 0,76 mg e) 0,88 mg RESPOSTA: E 6) Considere a figura abaixo: 4) Um bloco de massa 5,0kg está apoiado sobre um plano inclinado de 30° em relação a um plano horizontal. Se uma força constante, de intensidade F, paralela ao plano inclinado e dirigida para cima, é aplicada ao bloco, este adquire uma aceleração para baixo e sua velocidade escalar é dada por v = 2,0t (SI), (fig.1). Se uma força constante, de mesma intensidade F, paralela ao plano inclinado e dirigida para baixo for aplicada ao bloco, este adquire uma aceleração para baixo e sua velocidade escalar é dada por v' = 3,0t (SI), (fig. 2). 15 As massas de A, B e C são, respectivamente, iguais a 15kg, 20kg e 5,0kg. Desprezando os atritos, a aceleração do conjunto, quando abandonado a si próprio, tem intensidade igual a: Dados: g = 10 m/s2; sen q = 0,80; cos q = 0,60 a) 0,25 m/s2 b) 1,75 m/s2 c) 2,50 m/s2 d) 4,25 m/s2 e) 5,0 m/s2 RESPOSTA: B 7) Uma garota de massa 50,0kg está sobre uma balança de mola, montada num carrinho que desloca livremente por um plano inclinado fixo em relação ao chão horizontal. Não se consideram atritos nem resistência do ar. O módulo da aceleração da gravidade local é igual a 10,0 m/s 2. a) Durante a descida, qual o módulo da componente vertical da aceleração da garota? b) Durante a descida, qual a leitura na escala da balança que está calibrada em newtons? RESOLUÇÃO: a) 2,5 m/s2 b) 375N Atrito 01. (FUND. CARLOS CHAGAS) Um bloco de madeira pesa 2,0 . 103N. Para deslocá-lo sobre uma mesahorizontal, com velocidade constante, é necessário aplicar uma força horizontal de intensidade 1,0 . 102N. O coeficiente de atrito dinâmico entre o bloco e a mesa vale: a) 5,0 . 10-2 b) 1,0 . 10-1 c) 2,0 . 10-3 d) 2,5 . 10-1 e) 5,0 . 10-1 RESPOSTA: A 02. (UNIFOR) Um bloco de massa 20 kg é puxado horizontalmente por um barbante. O coeficiente de atrito entre o bloco e o plano horizontal de apoio é 0,25. Adota-se g = 10 m/s2. Sabendo que o bloco tem aceleração de módulo igual a 2,0 m/s2, concluímos que a força de atração no barbante tem intensidade igual a: a) 40N b) 50N c) 60N d) 70N e) 90N RESPOSTA: E 03. (UFV) Uma corda de massa desprezível pode suportar uma força tensora máxima de 200N sem se romper. Um garoto puxa, por meio desta corda esticada horizontalmente, uma caixa de 500N de peso ao longo de piso horizontal. Sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e o piso é 0,20 e, além isso, considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2, determine: a) a massa da caixa; b) a intensidade da força de atrito cinético entre a caixa e o piso; c) a máxima aceleração que se pode imprimir à caixa. RESOLUÇÃO: a) 50kg b) 100N c) 2,0 m/s2 04. (UNICAMP) Um caminhão transporta um bloco de ferro de 3,0t, trafegando horizontalmente e em linha reta, com velocidade constante. O motorista vê o sinal (semáforo) ficar vermelho e aciona os freios, aplicando uma desaceleração constante de valor 3,0 m/s2. O bloco não escorrega. O coeficiente de atrito estático entre o bloco e a carroceria é 0,40. Adote g = 10 m/s2. a) Qual a intensidade da força de atrito que a carroceria aplica sobre o bloco, durante a desaceleração? b) Qual é a máxima desaceleração que o caminhão pode ter para o bloco não escorregar? RESOLUÇÃO: a) 9,0 kN b) 4,0 m/s2 05. No asfalto seco de nossas estradas o coeficiente de atrito estático entre o chão e os pneus novos de um carro vale 0,80. Considere um carro com tração apenas nas rodas dianteiras. Para este carro em movimento, em uma estrada plana e horizontal, 60% do peso total (carro + passageiros) está distribuído nas rodas dianteiras. Sendo g = 10m/s 2 e não considerando o efeito do ar, a máxima aceleração que a força de atrito pode proporcionar ao carro é de: a) 10 m/s2 b) 8,0 m/s2 c) 6,0 m/s2 d) 4,8 m/s2 e) 0,48 m/s2 RESPOSTA: D 06. Nos dois esquemas da figura temos dois blocos idênticos A e B sobre um plano horizontal com atrito. O coeficiente de atrito entre os blocos e o plano de apoio vale 0,50. As dois blocos são aplicados forças constantes, de mesma intensidade F, com as inclinações indicadas, onde cos q = 0,60 e sen q = 0,80. Não se considera efeito do ar. 16 Os dois blocos vão ser acelerados ao longo do plano e os módulos de suas acelerações são aA e aB. Assinale a opção correta: a) aA = aB; b) aA > aB; c) aA < aB; d) não podemos comparar aA e aB porque não conhecemos o valor de F; e) não podemos comparar aA e aB porque não conhecemos os pesos dos blocos. RESPOSTA: A 07. (UESPI) O coeficiente de atrito estático entre o bloco e a parede vertical, mostrados na figura abaixo, é 0,25. O bloco pesa 100N. O menor valor da força F para que o bloco permaneça em repouso é: é aproximadamente igual a 10 m/s 2. A força de atrito que atua sobre o bloco de 4,0kg tem intensidade de: a) 5,0N b) 4,0N c) 3,0N d) 2,0N e) 1,0N RESPOSTA: C 09. (VUNESP) Um trator se desloca em uma estrada, da esquerda para a direita, com movimento acelerado. O sentido das forças de atrito que a estrada faz sobre as rodas do carro é indicado na figura a seguir: É correto afirmar que: a) o trator tem tração nas quatro rodas; b) o trator tem tração traseira; c) o trator tem tração dianteira d) o trator está com o motor desligado; e) a situação apresentada é impossível de acontecer. RESPOSTA: C 10. a) 200N b) 300N c) 350N d) 400N e) 550N RESPOSTA: D 08. (AMAN) Um bloco de 1,0kg está sobre outro de 4,0kg que repousa sobre uma mesa lisa. Os coeficientes de atrito estático e cinemático entre os blocos valem 0,60 e 0,40. A força F aplicada ao bloco de 4,0kg é de 25N e a aceleração da gravidade no local é aproximadamente igual a 10 m/s 2. A aceleração da gravidade Existem na natureza apenas quatro tipos de forças citadas a seguir em ordem decrescente de intensidade: 1. Força nuclear forte: atua em escala nuclear, tendo, portanto, um alcance extremamente pequeno. É esse tipo de força que mantém os quarks unidos para formarem os prótons e nêutrons e mantém os prótons e nêutrons no núcleo de um átomo. 2. Força eletromagnética: é a força que existe entre partículas dotadas de carga elétrica; pode ser atrativa ou repulsiva. 3. Força nuclear fraca: atua em escala nuclear com alcance ainda menor que o da força nuclear forte; é responsável pelo processo de emissão radioativa. 4. Força gravitacional: é a força atrativa que existe entre partículas dotadas de massa. 17 Baseado no texto, responda: o que é força de atrito? a) é de natureza diferente das quatro forças citadas; natureza gravitacional; c) é de natureza eletromagnética; natureza nuclear forte; e) é de natureza nuclear fraca. b) é de d) é de RESPOSTA: C Atrito Livro Gaspar 1) (Cefet-PR) Na figura a seguir, uma pessoa consegue manter o bloco de peso "P" em equilíbrio encostado em uma parede vertical, aplicando sobre o mesmo uma força horizontal. Sendo "u" o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a parede,a força exercida pela pessoa tem módulo igual a: Resposta:c 2) (PUC-MG) Um dinamômetro é construído utilizando-se uma mola cuja constante elástica é k = 800 N/m. Pode-se afirmar que um deslocamento de 1,0 cm na escala desse dinamômetro, corresponde a uma força, em newtons, de: a) 60. b) 8,0. c) 800. d) 40. Resposta: b 3) (UFSC) Uma prensa é utilizada para sustentar um bloco apoiado em uma parede vertical, como ilustrado na figura 1. O bloco e a parede são sólidos e indeformáveis. A prensa exerce uma força de 10 4 N sobre o bloco, na direção perpendicular às superfícies em contato. A massa do bloco é de 50 kg e o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a parede é 0,35. Em seguida, mais blocos de mesma massa são colocados em cima do primeiro, como é mostrado na figura 2, porém a força que a prensa exerce permanece inalterada. Em relação à situação descrita, assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01. A força necessária para sustentar apenas um bloco é igual a 175 N. 02. A força que a parede exerce sobre o primeiro bloco é igual a 104 N e a força de atrito estático entre a parede e o bloco é igual a 3 500 N. 04. Com a força aplicada é possível sustentar um total de sete blocos iguais ao primeiro. 08. A força de atrito estático entre a parede e os blocos acima do primeiro é nula. 16. Se o coeficiente de atrito estático entre a parede e o bloco for nulo, a prensa não sustentará o primeiro bloco contra a parede por maior que seja a força aplicada F. 32. Como o peso de cada bloco é de 500 N, a força F aplicada pela prensa poderá sustentar 20 blocos. 64. Quanto mais polidas forem as superfícies em contato da parede e do bloco, menor será o coeficiente de atrito e, portanto, menor será o número de blocos que a força aplicada poderá sustentar. Dê como resposta a soma das afirmações corretas. 94 4 (UFPB/PSS) Na figura a seguir, o bloco de 2 kg desloca-se em linha reta na mesa horizontal, com velocidade constante de 6 m/s, sob a ação da força F paralela à mesa. Sabendo-se que é de 10 N a força de atrito entre o bloco e a mesa, o módulo de F vale: a) 6 N. Resposta:c b) 8 N. e) 10 N. d) 12 N. e) 16N. 6 (UFV-MG/Pases) Uma caixa de 10 kg é puxada sobre uma mesa por uma força de 50 N para a direita, deslocando-se com uma aceleração de 2,0 m/s², Nessa situação, a força de atrito sobre a caixa é, em newtons: a) 50. d) 30. b) 40. e) 10. e) 20. Resposta:d 7 (UFSM-RS) Um corpo de massa igual a 10 kg desliza, em movimento retilíneo uniforme, sobre uma mesa horizontal, sob a ação de uma força horizontal de módulo 10 N. Considerando a aceleração gravitacional com módulo g = 10 m/s², o coeficiente de atrito cinético entre o corpo e a mesa é: 18 a) 10. b) 1. Resposta: c e) 0,1. d) 0,01. e) zero. 8 (UFS-SE/PSS)Considere um bloco, de massa 4,0 kg, em repouso sobre a superfície horizontal de uma mesa. Adote g = 10 m/s² e analise as afirmações. 0-0. Na situação descrita, as forças que atuam no bloco estão em equilíbrio e a reação normal do apoio, N, vale 40 N. 1-1. Se aplicarmos ao bloco uma força horizontal F, de intensidade 5,0 N e ele permanecer em repouso, então a força de atrito estático tem intensidade 5,0 N. 2-2. Se o coeficiente de atrito estático entre o bloco e a mesa for 0,25, o bloco permanecerá em repouso para força horizontal de até 10 N. 3- 3. Se o coeficiente de atrito dinâmico for 0,20, o bloco, já em movimento, segue com velocidade constante para força horizontal de 8,0 N. 4-4. Para força horizontal de 12 N,o bloco adquire aceleração de 0,50 m/s². Considere os dados: coeficiente de atrito dinâmico = 0,20; coeficiente de atrito estático entre o bloco e a massa = 0,25. Resposta: 4-4 está errada 9 (PUC-RS)Um menino de 20,0 kg desliza de pé num piso cerâmico horizontal com velocidade inicial de 10,0 m/s, parando após percorrer 4,00 m. Nessas condições, o módulo da força de atrito média que atuou sobre o menino durante o deslizamento foi de: a) 1000 N. b) 500 N. c) 400 N. d) 250 N. e) 200 N. Resposta:d 10 (UFU-MG/Paies) Leia com atenção a situação a seguir. A força resultante, que atua sobre o corpo de massa m2= 10 kg da figura abaixo, é 40 N. Sabe-se que existe uma força de atrito de 12 N entre o corpo de massa m, e a superfície sobre a qual desliza. Adotar g = 10m/s². Com esses dados julgue os itens de 1 a 5 como verdadeiros (V) ou falsos (F). 1. A aceleração do sistema (rn, + m2) vale 4 m/s². 2. A tração no fio que une os corpos vale 28 N. 3. m, é igual a 12 kg. 4. O coeficiente de atrito entre m, e o plano vale 0,10. 5. O módulo da força que o plano exerce sobre o corpo de massa m, vale 120 N. Resposta: 2 é falso GRAVITAÇÃO UNIVERSAL – EXERCÍCIOS E TESTES DE VESTIBULARES 1) Duas, entre as luas de Júpiter, Têm raios de órbitas que diferem por um fator de 2. Qual a razão entre os seus períodos de revolução? a) 2,83 b) 0,71 c) 2,00 d)0,35 2) Esta figura representa a órbita elíptica de um cometa em trono do Sol. Com relação aos módulos das velocidades desse cometa nos pontos P e Q, vP e vQ, e aos módulos das acelerações nesses mesmos pontos, aP e aQ, pode-se afirmar que: a. vP < vQ e aP < aQ b. vP < vQ e aP > aQ c. vP = vQ e aP = aQ d. vP > vQ e aP < aQ e. vP > vQ e aP > aQ 3) Tendo em vista as Leis de Kepler sobre os movimento dos planetas, pode-se afirmar que: 19 a. a velocidade de um planeta, em sua órbita, aumenta à medida que ele se afasta do sol. b. o período de revolução de um planeta é tanto maior quanto maior for sua distância do sol. c. o período de revolução de um planeta é tanto menor quanto maior for sua massa. d. o período de rotação de um planeta, em torno de seu eixo, é tanto maior quanto maior for seu o período de revolução. e. o sol se encontra situado exatamente no centro da órbita elíptica descrita por um dado planeta 4) Um satélite (S) gira em torno de um planeta (P) numa órbita circular. Assinale, dentre as opções abaixo, aquela que melhor representa a resultante das forças que atuam sobre o satélite. b. c. d. e. inversamente proporcional ao raio da órbita. inversamente proporcional ao quadrado do raio da órbita. inversamente proporcional à raiz quadrada do raio da órbita. diretamente proporcional ao quadrado do raio da órbita. 8) Um satélite brasileiro é lançado ao espaço de tal forma que entra em órbita circular em torno da linha do Equador terrestre. a. Considerando que a única força que age no satélite é a força gravitacional terrestre, devido à Lei da Gravitação Universal, determine a relação entre a velocidade angular do satélite (w ) e a sua distância (r) ao centro da Terra. b. Satélites de telecomunicação são, na maioria, geoestacionários, ou seja, uma antena parabólica fixa na Terra o "veria" parado no céu. Considerando que o período de rotação deste tipo de satélite é 24 horas, calcule o valor aproximado de sua distância em relação ao centro da Terra. (Sugestão: use a resposta do item anterior.) Dados: massa da Terra 6x1024 Kg; aceleração da gravidade 10 m/s 2; constante da gravitação universal 6,7x 10-11 m3s2/kg 9. (PUC 98) A figura abaixo representa o Sol, três astros celestes e suas respectivas órbitas em torno do Sol: Urano, Netuno e o objeto recentemente descoberto de nome 1996 TL66. 5) As estrelas binárias formam, atualmente, um dos sistemas mais estudados em astronomia. Neste particular sistema, duas estrelas, de massa M cada uma, orbitam ao redor de seu centro de massa de forma circular. O raio de cada órbita é r, de tal forma que a distância de separação entre as estrelas é 2r. Suponha que um planetóide de massa m (m < M) se move ao longo do eixo de rotação deste sistema. Neste caso, qual será a magnitude da força resultante sobre este planetóide, quando este estiver no plano de rotação da estrela binária. a) 2 G Mm/r2 b) G Mm/r2 c) zero. d) G M2/r2 e) 2G M2/r2 7. (PUC99) A Terceira Lei de Kepler afirma, no caso de planetas de órbita circular, que o quadrado do tempo gasto para dar uma volta completa em torno do Sol é proporcional ao cubo do raio da órbita desse planeta. Sabendo que o movimento desses planetas é uniforme, pode-se concluir que, para eles, sua velocidade na órbita em torno do Sol é: a. diretamente proporcional ao raio da órbita. Analise as afirmativas a seguir: I. Essas órbitas são elípticas, estando o Sol em um dos focos dessas elipses. II. Os três astros representados executam movimento uniforme em torno do Sol, cada um com um valor de velocidade diferente da dos outros. III. Dentre todos os astros representados, quem gasta menos tempo para completar uma volta em torno do Sol é Urano. Assinale: a. se todas as afirmativas são corretas. b. se todas as afirmativas são falsas. c. se apenas as afirmativas I e II são corretas. 20 d. se apenas as afirmativas II e III são corretas. e. se apenas as afirmativas I e III são corretas. 10. (UNIPAC 98) A lei da Gravitação universal pode ser matematicamente expressa por : onde: F = força de atração gravitacional; G = constante universal de gravitação m1 e m2 = massas dos corpos; r= distância entre os corpos Se, na utilização da expressão acima, todas as grandezas estiverem expressas no Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade da constante de gravitação será: a. N.m / g b. Kgf . m /g c. N . m2 / g2 d. N . m2 / kg2 11. O movimento de translação da Terra é: a. periódico b. retilíneo uniforme c. circular uniforme d. retilíneo, mas não uniforme e. circular não uniforme 12) Baseando-se nas leis de Kepler da Gravitação universal, pode-se dizer que a velocidade de um planeta: a. independe de sua posição relativamente ao sol b. aumenta quando está mais distante dos sol c. diminui quando está mais próximo do sol d. aumenta quando está mais próximo do sol e. diminui no periélio 13) A terceira Lei de Kepler afirma que " os quadrados dos tempos de revolução dos planetas são proporcionais aos cubos de suas distâncias médias ao sol". De acordo com esta lei é correto dizer: a. planetas mais afastados do sol são mais velozes b. dependendo de suas massas, planetas diferentemente afastados podem Ter mesma velocidade c. todos os planetas do sistema solar tem a mesma velocidade angular d. as velocidades dos planetas são inversamente proporcionais aos quadrados das distância aos sol. e. ano de Mercúrio é menor do que o da Terra 14) No sistema planetário: a. cada planeta se move numa trajetória elíptica, tendo o sol como o centro b. a linha que une o sol ao planeta descreve áreas iguais em tempos iguais c. a razão do raio de órbita para seu período é uma constante universal d. a linha que liga o Sol ao planeta descreve no mesmo tempo diferentes áreas 15) Na figura que representa esquematicamente o movimento de um planeta em torno do sol, a velocidade do planeta é maior em: A B C D E 16. Um satélite da Terra está descrevendo uma órbita elíptica estável, como se mostra na figura abaixo: (A e B são pontos da trajetória). Podemos afirmar em relação ao satélite que: a. Sua velocidade é maior quando está em A b. Sua aceleração é maior quando está em B c. Sua velocidade é constante d. Sua velocidade diminui de B para A e. Sua velocidade aumenta de A para B 21 17. No sistema solar, um planeta em órbita circular de raio R demora 2 anos terrestres para completar uma revolução. Qual o período de revolução de outro planeta em órbita de raio 2R? 18. A lei da gravitação Universal de Newton diz que: a. os corpos se atraem na razão inversa de suas massas e na razão direta do quadrado de suas distâncias b. os corpos se atraem na razão direta de suas massas e na razão inversa de suas distâncias c. os corpos se atraem na razão direta de suas massas e na razão inversa do quadrado de suas distâncias d. os corpos se atraem na razão inversa de suas massas e na razão direta de suas distâncias e. os corpos se atraem na razão direta do quadrado de suas massas e na razão inversa de suas distâncias 19. A força de atração gravitacional ente dois astros tem módulo igual a F. Se as massas dos dois astros fossem duplicadas, qual seria o módulo da força de atração gravitacional ente eles, considerando constante a distância que o separa? a) F b)2F c) 4F d) F/2 f) F/4 GABARITO 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 a e b b c c a) b) 7,5 x 1022m e d e d e b a a 5,65 anos c c 20 (UFRRJ) Nicolau Copérnico (1473-1543), Tycho Brahe (1546-1601) e Johannes Kepler (1571-1630) foram grandes estudiosos das órbitas dos planetas. Foi Johannes Kepler, porém, que, após exaustivo trabalho, conseguiu descrever corretamente, pela primeira vez, as órbitas dos planetas do sistema solar através de três leis, denominadas Leis de Kepler.Uma dessas leis é: a) as órbitas são elípticas com o Sol ocupando um dos focos. b) as órbitas são elípticas com a Terra ocupando um dos focos. c) as órbitas são circulares com a Terra ocupando um dos focos. d) as órbitas são circulares com o Sol ocupando um dos focos. e) as órbitas são elípticas com o Sol ocupando um dos focos e a Terra o outro. Resposta: a 21 (PUC-MG)A Segunda Lei de Kepler (Lei das Áreas) permite concluir que um planeta possui: a) maior velocidade quando se encontra mais longe do Sol. b] maior velocidade quando se encontra mais próximo do Sol. c) menor velocidade quando se encontra mais próximo do Sol. d) velocidade constante em toda sua trajetória. Resposta:b 23 (Uerj) A figura ilustra o movimento de um planeta em torno do Sol. Se os tempos gastos para o planeta se deslocar de A para B, de C para D e de E para F são iguais, então as áreas – A1, A2 e A3 - apresentam a seguinte relação: a) A1 = A2 = A3 c) A1 < A2 < A3 b) A1 > A2 = A3 d) A1 > A2 > A3 Resposta:a 24 (UFSC) Durante aproximados 20 anos o astrônomo dinamarquês Tycho Brahe realizou rigorosas observações dos movimentos planetários, reunindo dados que serviram de base para o trabalho desenvolvido, após sua morte, por seu discípulo, o astrônomo alemão Johannes Kepler (1571-1630). Kepler, possuidor de grande habilidade matemática, analisou cuidadosamente os dados coletados por Tycho Brahe, ao longo de vários anos, tendo descoberto três leis para o movimento dos planetas. Apresentamos a seguir o enunciado das três leis de Kepler: 1ª Lei de Kepler: Cada planeta descreve uma órbita elíptica em torno do Sol,da qual o Sol ocupa um dos focos. 2ª Lei de Kepler: O raio-vetor (segmento de reta imaginário que liga o Sol ao planeta) "varre" áreas iguais em intervalos de tempo iguais. 3ª Lei de Kepler: Os quadrados dos períodos de translação dos planetas em torno do Sol são proporcionais aos cubos dos raios médios de suas órbitas. 22 Assinale a(s) proposição(ões) que apresenta(m) conclusão(ões) correta(s) das leis de Kepler. 01. A velocidade média de translação de um planeta em torno do Sol é diretamente proporcional ao raio médio de sua órbita. 02. O período de translação dos planetas em torno do Sol não depende da massa deles. 04. Quanto maior o raio médio da órbita de um planeta em torno do Sol, maior será o período de seu movimento. 08. A 2ª Lei de Kepler assegura que o módulo da velocidade de translação de um planeta em torno do Sol é constante. 16. A velocidade de translação da Terra em sua órbita aumenta à medida que ela se aproxima do Sol e diminui à medida que ela se afasta. 32. Os planetas situados à mesma distância do Sol devem ter a mesma massa. 64. A razão entre os quadrados dos períodos de translação dos planetas em torno do Sol e os cubos dos raios médios de suas órbitas apresenta um valor constante. Dê como resposta a soma dos números associados às conclusões corretas. Resposta:86 25 (Unioeste-PR) Tendo como base a história da Teoria da Gravitação Universal, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 01. Segundo o modelo geocêntrico de Copérnico, para tentar explicar o movimento dos astros, o Sol ocupava o centro do Universo e todos os demais astros giravam ao seu redor fixos em esferas invisíveis cujos centros coincidiam com o Sol. 02. O modelo heliocêntrico de Ptolomeu supunha a Terra como centro do Universo e todos os demais astros, inclusive o Sol, giravam ao redor dela fixos em esferas invisíveis cujos centros coincidiam com aTerra. 04. A Primeira Lei de Kepler afirma que as órbitas dos planetas em torno do Sol são elípticas, com o Sol ocupando um dos focos dessa elipse. 08. A Terceira Lei de Kepler afirma que o cubo do tempo que um planeta leva para dar uma volta completa em torno do Sol é diretamente proporcional ao quadrado da distância média do planeta ao Sol. 16. Copérnico afirmava em seu modelo que os planetas giravam ao redor do Sol descrevendo órbitas elípticas. 32. Para elaborar a Lei da Gravitação Universal, Newton se baseou no fato de que, se os planetas descreviam órbitas curvilíneas, então deveriam estar sujeitos a uma força centrípeta cuja origem deveria ser a atração gravitacional do Sol. 64. Pela Segunda Lei de Kepler, pode-se concluir que a velocidade de um planeta em sua órbita é máxima quando ele passa pelo seu afélio. Dê como resposta a soma dos números associados às alternativas corretas. Resposta:36 26 (PUC-PR) O movimento planetário começou a ser compreendido matematicamente no início do século XVII,quando Johannes Kepler enunciou três leis que descrevem como os planetas se movimentam ao redor do Sol, baseando-se em observações astronômicas feitas por Tycho Brahe.Cerca de cinqüenta anos mais tarde, Isaac Newton corroborou e complementou as leis de Kepler com sua Lei da Gravitação Universal. Assinale a alternativa, dentre as seguintes, que não está de acordo com as idéias de Kepler e Newton. a) A força gravitacional entre os corpos é sempre atrativa. b) As trajetórias dos planetas são elipses, tendo o Sol como um dos seus focos. c) O quadrado do período orbital de um planeta é proporcional ao cubo de sua distância média ao Sol. d) A força gravitacional entre duas partículas é diretamente proporcional ao produto de suas massase inversamente proporcional ao cubo da distância entre elas. e) Ao longo de uma órbita, a velocidade do planeta, quando ele está mais próximo ao Sol (periélio), é maior do que quando ele está mais longe dele (afélio). Resposta:d 27 (Furg-RS)Suponha que Ganimedes, uma das grandes luas de Júpiter, efetue um movimento circular uniforme em torno desse planeta. Então, a força que mantém o satélite Ganimedes na trajetória circular está dirigida: a) para o centro do Sol. b) para o centro de Júpiter, c) para o centro da Terra. d) para o centro de Ganimedes. e) tangente à trajetória. Resposta:b 28 (UFMAlPSG) A Lei da Gravitação Universal de Newton estabelece que dois pontos materiais de massas m1 e m2, separados um do outro pela distância r, se atraem com uma força de intensidade F, diretamente proporcional ao produto das massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância. Um exemplo da aplicação dessa lei é o sistema Terra-Lua. Vamos agora considerar hipoteticamente que uma grande massa da Terra seja transferida para a Lua. Nessa nova situação, a força gravitacional entre a Terra e a Lua: a) aumentará. 23 b) diminuirá. c) permanecerá a mesma. d) dependerá agora do cubo da distância. e) dependerá apenas da massa transferida. Resposta:e 29 (Fatec-SP) A respeito do planeta Júpiter e de um de seus satélites, lo, foram feitas as afirmações: I Sobre esses corpos celestes, de grandes massas, predominam as forças gravitacionais. II É a força de Júpiter em lo que o mantém em órbita em torno do planeta. III A força que Júpiter exerce em lo tem maior intensidade que a força exercida por lo em Júpiter, Deve-se concluir que somente: a) I é correta. d) I e II são corretas. b) II é correta. e) II e III são corretas. c) III é correta. Resposta:d 30 (Unicamp-SP) ATerceira Leide Kepler diz que “o quadrado do período de revolução de um planeta (tempo para dar uma volta em torno do Sol) dividido pelo cubo da distância do planeta ao Sol é uma constante”: A distância da Terra ao Sol é equivalente a 1 UA (unidade astronômica). a) Entre Marte e Júpiter existe um cinturão de asteróides (vide figura). Os asteróides são corpos sólidos que teriam sido originados do resíduo de matéria existente por ocasião da formação do sistema solar. Se no lugar do cinturão de asteróides essa matéria tivesse se aglutinado formando um planeta, quanto duraria o ano desse planeta (tempo para dar uma volta em torno do Sol)? Resposta: 13 anos b) De acordo com a Terceira Lei de Kepler, o ano de Mercúrio é longo ou mais curto que o ano terrestre? Resposta: mais curto Trabalho 01. (UFSE) Um corpo de massa m é colocado sobre um plano inclinado de ângulo q com a horizontal, num local onde a aceleração da gravidade tem módulo igual a g. Enquanto escorrega uma distância d, descendo ao longo do plano, o trabalho do peso do corpo é: a) m g d senq b) m g d cosq c) m g d d) -m g d senq e) -m g d cosq RESPOSTA: A 02. (FUVEST) Um objeto de 20kg desloca-se numa trajetória retilínea de acordo com a equação horária dos espaços s = 10 + 3,0t + 1,0t2, onde s é medido em metros e t em segundos. a) Qual a expressão da velocidade escalar do objeto no instante t? b) Calcule o trabalho realizado pela força resultante que atua sobre o objeto durante um deslocamento de 20m. RESOLUÇÃO: a) V = 3,0 + 2,0t (SI) b) 8,0 . 102J 03. (UNIRIO) Três corpos idênticos de massa M deslocam-se entre dois níveis, como mostra a figura: A - caindo livremente; B - deslizando ao longo de um tobogã e C - descendo uma rampa, sendo, em todos os movimentos, desprezíveis as forças dissipativas. Com relação ao trabalho (W) realizado pela força-peso dos corpos, pode-se afirmar que: 24 a) WC > WB > WA b) WC > WB = WA WB = WA e) WC < WB > WA RESPOSTA: D c) WC = WB > WA d) WC = 04. Um bloco de peso 5,0N, partindo do repouso na base do plano, sobe uma rampa, sem atrito, sob a ação de uma força horizontal constante e de intensidade 10N, conforme mostra a figura. 07. Um corpo de massa 19kg está em movimento. Durante um certo intervalo de tempo, o módulo da sua velocidade passa de 10m/s para 40m/s. Qual o trabalho realizado pela força resultante sobre o corpo nesse intervalo de tempo? RESOLUÇÃO: 14,25 kj 08 (Ufla-MG/PAS) Qual o trabalho realizado por uma pessoa que segura, em repouso, uma sacola com 20 kg de mantimentos? a) 200 J b) 20J c) 0 J d) 10 J e) 40 J Resposta:c 09 (UEL-PR) Um objeto de 2,0 kg cai da janela de um apartamento até uma laje que está 4,0 m abaixo do ponto de início da queda. Se a aceleração da gravidade for 9,8 m/s², o trabalho realizado pela força gravitacional será: a) -4,9 J. b) 19,6 J. c) -39,2 J. d) 78,4 J. e) 156,8 J. Resposta:d Qual a energia cinética do bloco, quando atinge o topo do plano? RESOLUÇÃO: 50J 05. O gráfico a seguir representa a intensidade da força resultante em ponto material, em trajetória retilínea, em função da distância por ela percorrida. Qual o valor aproximado do trabalho realizado pela força entre d1 = 0 e d2 = 7,0m? RESOLUÇÃO: 28J 06. Um projétil de massa m = 5,00g atinge perpendicularmente uma parede com velocidade do módulo V = 400m/s e penetra 10,0cm na direção do movimento. (Considere constante a desaceleração do projétil na parede e admita que a intensidade da força aplicada pela parede não depende de V). a) Se V = 600m/s a penetração seria de 15,0cm. b) Se V = 600m/s a penetração seria de 225,0cm. c) Se V = 600m/s a penetração seria de 22,5cm. d) Se V = 600m/s a penetração seria de 150cm. e) A intensidade da força imposta pela parede à penetração da bala é 2,00N. RESPOSTA: C 10 (Vunesp) Um corpo de massa 10 kg é deslocado verticalmente do solo até uma altura de 2 m em relação ao solo. Sabendo que a aceleração da gravidade local é 10 m/s², o módulo do trabalho realizado pela força peso nesse deslocamento é,em joules, igual a: a) 20. b) 40. c) 80. d) 100. e) 200. Resposta:e 11 (UFV-MG) Um corpo de massa m se move com velocidade constante v sobre uma superfície plana horizontal e sem atrito. Após um certo instante de tempo, uma força constante de módulo F, com sentido contrário ao movimento, age sobre o corpo durante um intervalo de tempo Δt, fazendo-o parar. Das opções abaixo, aquela que corresponde ao valor do trabalho realizado pela força resultante no intervalo de tempo Δt é: Resposta:c 12 (Vunesp) Um carro de massa 800 kg desloca-se em trajetória horizontal sem atrito, acelerando de 0 a 40 m/s em 20 segundos. O trabalho realizado nesse intervalo de tempo é,em joule, igual a: a) 6,4· 105. b) 1,6.105. c) 6,4.104. d) 1,6· 104. e) 1,6.103. Resposta:a 13 (UFF-RJ) Uma força constante r puxa um bloco de peso P e atua segundo uma direção que forma com a horizontal um ângulo θ. Esse bloco se desloca ao longo de 25 uma superfície horizontal percorrendo uma distância x, conforme indicado na figura. A força normal exercida pela superfície sobre o bloco e o trabalho realizado por essa força ao longo da distância x valem, respectivamente: a) P; Px. b) P;zero. c) P - F . sen θ ; zero. d) P+ F . sen θ; (P + F . sen θ)x. e) P- Fsen θ ; (P- F . sen θ)x. Resposta:c 14 (Ufla-MG/PAS) Uma pessoa ingere 3 000 cal de energia por dia em alimentos. Essa pessoa vai levantar caixas de 20 kg do chão para colocá-las sobre um caminhão,a 1m de altura. Quantas caixas ela terá que levantar para consumir toda a energia que ingeriu? (1 cal = 4 J.) a) 120 caixas b) 15 caixas c) 150 caixas d) 12 caixas e) 60 caixas Resposta:e 15 (Unifesp) O pequeno bloco representado na figura desce o plano inclinado com velocidade constante. Isso nos permite concluir que: a) não há atrito entre o bloco e o plano e que o trabalho do peso do bloco é nulo. b) há atrito entre o bloco e o plano, mas nem o peso do bloco nem a força de atrito realizam trabalho sobre o bloco. c) há atrito entre o bloco e o plano, mas a soma do trabalho da força de atrito com o trabalho do peso do bloco é nula. d) há atrito entre o bloco e o plano, mas o trabalho da força de atrito é maior que o trabalho do peso do bloco. e) não há atrito entre o bloco e o plano; o peso do bloco realiza trabalho, mas não interfere na velocidade do bloco. Resposta:c 16 (Mack-SP) Um homem necessita deslocar a caixa C, de massa 100 kg, desde o ponto A até o ponto B e deseja fazê- lo com velocidade constante. O coeficiente de atrito cinético entre as superfícies em contato é 0,10 e o módulo da aceleração gravitacional local é 10 m/s². Considerando que a corda e a polia são elementos ideais, o trabalho realizado pela força aplicada pelo homem no deslocamento da caixa de P até Q será: a) 8,70· 102 J. b) 2,935· 103 J. c) 5,87· 103 J. d) 1,74.103 J. e) 4,13.103 J. Resposta:c Energia Mecânica 01. (UCSA) Uma partícula de massa constante tem o módulo de sua velocidade aumentado em 20%. O respectivo aumento de sua energia cinética será de: a) 10% b) 20% c) 40% d) 44% e) 56% RESPOSTA: D 02. Um corpo de massa 3,0kg está posicionado 2,0m acima do solo horizontal e tem energia potencial gravitacional de 90J. A aceleração de gravidade no local tem módulo igual a 10m/s 2. Quando esse corpo estiver posicionado no solo, sua energia potencial gravitacional valerá: a) zero b) 20J c) 30J d) 60J e) 90J RESPOSTA: C 03. Um corpo de massa m se desloca numa trajetória plana e circular. Num determinado instante t1, sua velocidade escalar é v, e, em t2, sua velocidade escalar é 2v. A razão entre as energias cinéticas do corpo em t 2 e t1, respectivamente, é: a) 1 b) 2 c) 4 d) 8 e) 16 RESPOSTA: C 04. Considere uma partícula no interior de um campo de forças. Se o movimento da partícula for espontâneo, sua energia potencial sempre diminui e as forças de campo estarão realizando um trabalho motor ( positivo), que consiste em transformar energia potencial em cinética. Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela em que a energia potencial aumenta: a) um corpo caindo no campo de gravidade da Terra; b) um próton e um elétron se aproximando; c) dois elétrons se afastando; d) dois prótons se afastando; e) um próton e um elétron se afastando. RESPOSTA: E 26 05. (ITA) Um pingo de chuva de massa 5,0 x 10-5kg cai com velocidade constante de uma altitude de 120m, sem que a sua massa varie, num local onde a aceleração da gravidade tem módulo igual a 10m/s2. Nestas condições, a intensidade de força de atrito F do ar sobre a gota e a energia mecânica E dissipada durante a queda são respectivamente: a) 5,0 x 10-4N; 5,0 x 10-4J; b) 1,0 x 10-3N; 1,0 x 10-1J; -4 -2 c) 5,0 x 10 N; 5,0 x 10 J; d) 5,0 x 10-4N; 6,0 x 10-2J; -4 e) 5,0 x 10 N; E = 0. RESPOSTA: D 06. Um atleta de massa 80kg com 2,0m de altura, consegue ultrapassar um obstáculo horizontal a 6,0m do chão com salto de vara. Adote g = 10m/s 2. A variação de energia potencial gravitacional do atleta, neste salto, é um valor próximo de: a) 2,4kJ b) 3,2kJ c) 4,0kJ d) 4,8kJ e) 5,0kJ RESPOSTA: C 07. Uma mola elástica ideal, submetida a ação de uma força de intensidade F = 10N, está deformada de 2,0cm. A energia elástica armazenada na mola é de: a) 0,10J b) 0,20J c) 0,50J d) 1,0J e) 2,0J RESPOSTA: A 08. Um ciclista desce uma ladeira, com forte vento contrário ao movimento. Pedalando vigorosamente, ele consegue manter a velocidade constante. Pode-se então afirmar que a sua: a) energia cinética está aumentando; b) energia cinética está diminuindo; c) energia potencial gravitacional está aumentando; d) energia potencial gravitacional está diminuindo; e) energia potencial gravitacional é constante. RESPOSTA: D 09. Um corpo é lançado verticalmente para cima num local onde g = 10m/s 2. Devido ao atrito com o ar, o corpo dissipa, durante a subida, 25% de sua energia cinética inicial na forma de calor. Nestas condições, pode-se afirmar que, se a altura máxima por ele atingida é 15cm, então a velocidade de lançamento, em m/s, foi: a) 1,0 b) 2,0 c) 3,0 d) 4,0 e) 5,0 RESPOSTA: B TRABALHO E ENERGIA – EXERCÍCIOS E TESTES DE VESTIBULARES 1. (FUNREI-97) Uma força horizontal F, constante de 50N, é aplicada a um cubo de madeira de massa igual a 2Kg, que, sob a ação dessa força, desloca-se sobre o tampo de uma mesa. Admitindo-se que o coeficiente de atrito cinético entre o bloco e o tampo da mesa seja igual a 0,5, qual é o trabalho realizado pela força F que atua ao longo da distância horizontal de 10m? a) 600Nm b)100Nm c)500Nm d)490Nm 2. Observe a figura que representa um plano inclinado de base 3m e altura 4m. Um rapaz, aplicando uma força de 60N paralela ao plano inclinado, transporta até o topo um corpo de 50N de peso. A força de atrito entre o corpo e o plano inclinado vale 10N. O trabalho total realizado pelo rapaz vale: a. 250J b. 350J c. 100J d. 500J e. 300J 3. Um motor suspende um peso de 200 kgf a uma altura de 5,0 m, gastando 10s para realizar esta operação. Considerando g = 10 m/s 2, podemos dizer que a potência desenvolvida pelo motor foi de: a) 200W b)500W c) 1000W d) 2000W e) 10000W 4. O gráfico abaixo mostra a velocidade em função do tempo de um corpo que se move num movimento retilíneo, sob ação de uma única força que atua na mesma direção do movimento. Pode-se afirmar que o trabalho realizado pela força sobre o corpo em cada um dos intervalos assinalados AB, BC e CD é: a) nulo, positivo, negativo b) positivo, nulo, negativo c) positivo, negativo, nulo d) nulo, negativo, positivo 27 5. (Direito-C.L.) O movimento de um corpo de massa 2kg é retilíneo e uniformemente acelerado. Entre os instantes 4s e 8s, sua velocidade passa de 10 m/s a 20 m/s. Qual foi o trabalho realizado, em J, pela resultante das forças atuantes no corpo? a) 100 b) 150 c) 200 d) 250 e)300 6. (UFOP-95) Uma partícula que se deslocava em movimento retilíneo e uniforme, com velocidade v0=3m/s no sentido positivo do eixo X, sofre a ação da força F(x), que atua na direção x e que varia com o gráfico abaixo: 9.(UFRGS/1985-1ª Etapa) Um guindaste ergue verticalmente um caixote a uma altura de 5 m em 10 s. Um segundo guindaste ergue o mesmo caixote à mesma altura em 40 s. Em ambos os casos o içamento foi feito com velocidade constante. O trabalho realizado pelo primeiro guindaste, comparado com o trabalho realizado pelo segundo, é a) igual à metade. b) o mesmo c) igual ao dobro. d) quatro vezes maior e)quatro vezes menor. 10. Comparada com a energia necessária para acelerar um automóvel de 0 a 60 km/h, quanta energia é necessária para acelerá-lo de 60 km/h a 120 km/h, desprezando a ação do atrito? a) A mesma b) O dobro c) O triplo d) Quatro vezes mais e) Oito vezes mais Se a massa da partícula é 0,5 Kg, pede-se: a. calcule o trabalho realizado por esta força sobre a partícula. b. calcule a velocidade da partícula no ponto x1=4m. 7. (UFLA-96) A velocidade escalar de um corpo de massa igual a 4,0kg varia de acordo com o gráfico abaixo. Entre os instantes t1=2,0s e t2=5,0s, o trabalho realizado pela força resultante que atua sobre o corpo é: a. 216J b. 108J c. 72J d. 54J 8. Um motor aplica uma força que produz um trabalho de 1,5KJ em 1min40s. A potência média desenvolvida é, em Watts, de: a) 10 b) 15 c) 20 d) 25 e) 30 11. Um corpo de massa 2 kg é lançado verticalmente para cima. O módulo da sua velocidade altera-se como está representado no diagrama. Com base nesse diagrama, pode-se concluir que durante o primeiro segundo o trabalho realizado sobre o corpo vale a. 25 J b. 40 J c. 50 J d. 75 J e. 100 J 12. Analise as afirmações sobre trabalho mecânico apresentadas nas alternativas e indique a correta. a. Sempre que uma força não nula atua em uma partícula, essa força realiza trabalho. b. O trabalho realizado pela força resultante que atua sobre um corpo, na direção do movimento, é nulo. c. O trabalho realizado pela força de atrito que atua sobre um corpo em movimento é nulo. d. Sobre uma partícula que permanece em repouso pode estar sendo realizado trabalho. 28 e. O trabalho realizado pela força que atua sobre um corpo pode ser igual à variação da energia cinética desse corpo. 13. Uma pessoa pode subir do nível A para o nível B por três caminhos: uma rampa, uma corda e uma escada. Ao mudar de nível, a variação da energia potencial da pessoa : a. a mesma, pelos três caminhos. b. menor, pela rampa. c. maior, pela escada. d. maior pela corda. e. maior pela rampa. 14. A figura representa um escorregador, onde uma criança escorrega sem impulso inicial. Se ela sair da posição P 1, ultrapassa a posição X; se sair de P2, pára em X e, se sair de P3, não chega a X. Com relação a esta situação, pode-se afirmar que a energia potencial da criança: a. em P2, é igual à sua energia potencial em X. b. em P3, é igual à sua energia potencial em X. c. em P3, é maior do que em X. d. em P 1, é igual à soma de suas energias potencial e cinética em X. 15. A dificuldade para fazer parar um automóvel é tanto maior quanto maior for sua energia cinética. Se a velocidade do carro passar de 100 para 120 km/h, aumentando portanto 20%, sua energia cinética aumenta a) 14% b) 20% c) 24% d) 40% e) 44% 16. Um pára-quedista está caindo com velocidade constante. Durante essa queda, considerando-se o pára-quedista em relação ao nível do solo, é correto afirmar que a. sua energia potencial gravitacional se mantém constante. b. sua energia potencial gravitacional está aumentando. c. sua energia cinética se mantém constante. d. sua energia cinética está diminuindo. e. a soma da energia cinética e da energia potencial gravitacional é constante. 17. Um bloco de 4,0 kg de massa, e velocidade de 10m/s, movendo-se sobre um plano horizontal, choca-se contra uma mola, como mostra a figura Sendo a constante elástica da mola igual a 10000N/m, o valor da deformação máxima que a mola poderia atingir, em cm, é a) 1 b) 2 c) 4 d)20 e)40 18. Dois corpos A e B têm massas mA e mB, sendo mA = 4 mB. Denominando KA e KB suas energias cinéticas e vA e vB suas respectivas velocidades, obtém-se: a. KA = KB, quando vB = vA. b. KA = 2KB, quando vB = vA/2. c. KA = KB, quando vB = 4vA. d. KA = 2KB, quando vB = 2vA. e. KA = KB, quando vB = 2vA. 19. Um corpo está em repouso, quando subitamente uma força constante de 10 newtons começa a atuar sobre ele e, após uma distância de 5,0 metros, a força repentinamente desaparece. Se a força atuasse apenas até a uma distância de 2,5 metros, esse segundo valor para a energia cinética seria: a. igual ao primeiro b. um quarto do primeiro c. a metade do primeiro d. o dobro do primeiro e. quatro vezes o primeiro 29 20. Uma partícula é lançada verticalmente para cima com velocidade inicial v0 e atinge a altura máxima H em relação ao ponto de lançamento. Seja g = 10 m/s2 a aceleração da gravidade. A resistência do ar é desprezível. A alternativa que contém valores para v0 e H, respectivamente, compatíveis com as leis físicas, é: a. 5 m/s e 5 m b. 10 m/s e 10 m c. 10 m/s e 2,5 m d. 200 cm/s e 20 cm e. 200 cm/s e 40 cm 21. A figura abaixo representa a trajetória de uma bola de tênis quicando em um chão de cimento. Os pontos 1, 4 e 7 são os pontos mais altos de cada trecho da trajetória. O ponto 2 está na mesma altura que o ponto 3, e o ponto 5 está na mesma altura que o ponto 6. Considere a bola como uma partícula, e considere desprezível o atrito com o ar. Sobre essa situação, é INCORRETO afirmar que: a. a energia mecânica em 1 é maior que a energia mecânica em 4. b. a energia potencial gravitacional em 1 é maior que a energia potencial gravitacional em 4. c. a energia cinética em 3 é igual à energia cinética em 2. d. a energia mecânica em 4 é igual à energia mecânica em 3. e. a energia mecânica em 7 é menor que a energia mecânica em 5. 22. Uma partícula é abandonada de uma altura h a partir do repouso, nas proximidades da superfície da Terra, e cai até atingir o chão. Assinale a opção INCORRETA: a. Se a resistência do ar for desprezível, o aumento de energia cinética da partícula é igual à diminuição da sua energia potencial. b. Se a resistência do ar for desprezível, a energia mecânica da partícula no início do movimento é igual à sua energia mecânica no final do movimento. c. A variação da energia potencial da partícula, em módulo, é menor no caso de haver resistência do ar do que no caso de ela ser desprezível. d. A variação da energia cinética da partícula, em módulo, é menor no caso de haver resistência do ar do que no caso de ela ser desprezível. e. A variação da energia mecânica da partícula, em módulo, é maior no caso de haver resistência do ar do que no caso de ela ser desprezível. 23. Uma partícula é abandonada de um ponto A em um plano inclinado, a partir do repouso, movendo-se até o ponto B, conforme mostra a figura Assinale a opção CORRETA: a. O valor da variação da energia potencial da partícula, ao ir de A até B, na presença de atrito, é diferente do valor daquela variação na ausência de atrito. b. À medida que a partícula vai de A para B, aumenta sua energia potencial às custas da diminuição de sua energia cinética. c. Se o atrito for desprezível, a velocidade final da partícula só depende de sua altura inicial em relação ao solo e da aceleração da gravidade local. d. O trabalho da resultante das forças sobre a partícula é igual à variação de sua energia cinética somente no caso de ser desprezível o atrito. e. Na presença de atrito entre a partícula e o plano, a velocidade final de tal partícula não depende de sua massa. 26. No movimento de queda livre de uma partícula próximo à superfície da Terra, desprezando-se a resistência do ar, podemos afirmar que: a. a energia cinética da partícula se conserva; b. a energia potencial gravitacional da partícula se conserva; c. a energia mecânica da partícula se conserva; d. as energias cinética e potencial gravitacional da partícula se conservam independentemente, fazendo com que a energia mecânica dela se conserve. 30 27. Uma atleta de massa m está saltando em uma cama elástica. Ao abandonar a cama com velocidade vo , ela atingirá uma altura h. Considere que a energia potencial gravitacional é nula no nível da cama e despreze a resistência do ar. A figura mostra o momento em que a atleta passa, subindo, pela metade da altura h. Nessa posição, a energia mecânica da atleta é a) b) c) d) 28. Para um dado observador, dois objetos A e B, de massas iguais, movendo-se com velocidades constantes de 20 km/h e 30 km/h, respectivamente. Para o mesmo observador, qual a razão E A /EB entre as energias cinéticas desses objetos ? a)1/3 b)4/9 c)2/3 d)3/2 e)9/4 29. Suponha que um atleta esteja treinando salto com vara. Partindo do repouso, ele percorre certa distância, ao fim da qual a sua velocidade vale 10m/s. Se nesse momento ele salta, a altura máxima que ele pode atingir, pelo menos teoricamente, é de: a) 2,0m b) 3,5m c) 5,0m d) 6,5m e) 7,0m todas as forças dissipativas e adotando g = 10 m/s², é correto afirmar que a máxima deformação na mola será: a) 3,0 m. b) 1,0m. c) 2,0m. d) 1,5 m. e) 0,5 m. Resposta:b 31) Um corpo é abandonado de uma altura de 7,2 m em relação ao solo. Admitindo g = 10 rn/s? e desprezando a resistência do ar, determine a velocidade com que ele atinge o solo. (Utilize o Princípio da Conservação da Energia Mecânica.) Resposta: 12m/s 32) Um projétil de massa 0,50 kg é lançado verticalmente para cima. Quando ele está a 75 m de altura, sua velocidade é de 10m/s. Sendo g = 10 m/² e desprezando a resistência do ar, pergunta-se: a) Com que velocidade ele foi lançado? 40 m/s b) Qual a altura máxima atingida? 80m 33) Na figura a seguir está representada a trajetória pela qual desliza sem atrito um bloco abandonado em A. Sendo g = 10 rn/s², determine a velocidade do bloco ao passar pelos pontos B e C. GABARITO 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 2 2 2 6 7 8 a) 4J b) c e c de a bbc e e a b e e d e c d c c c 5m/ s c c b 1 23456 789 30 (PUC-PR) Uma esfera de massa 1,0 kg desce, a partir do repouso do ponto A, por uma guia que tem a forma de um quadrante de circunferência de 1 m de raio. Na base B choca-se com uma mola de constante elástica k = 20 N/m. Desprezando Resposta: 4,2 m/s e 3,5 m/s 34) Um bloco de massa 0,50 kg, representado na figura abaixo, desliza sem atrito por um plano horizontal e atinge uma mola de constante elástica 18 N/m, comprimindo-a 10 cm até parar. Determine a velocidade do bloco ao atingir a mola. 31 a) 7 m/s Resposta:0,6 m/s 35) Na figura a seguir um bloco de massa 1,0 kg comprime 10 cm uma mola cuja constante elástica é k = 2000 N/m. Soltando o sistema mola-bloco, este percorre a trajetória indicada. Supondo que não haja atrito ao longo da trajetória, determine a altura máxima atingida pelo bloco em relação à horizontal que passa pelo seu centro na posição de lançamento. Admita g = 10 m/s². b) 9 m/s d) 13 m/s e) 15 m/s Resposta:c 38 (UFPB/PSS) Em um pátio de manobras de uma ferrovia, há um batente com uma mola no final dos trilhos, com o objetivo de impedir que os vagões saiam desses trilhos. Um vagão, de massa igual 4 . 104 kg, aproxima-se do batente com velocidade v constante e igual a 1,5 m/s (ver figura). Sabendo que a constante elástica da mola do batente vale 1 . 106 N/m e desprezando qualquer atrito, a máxima compressão da mola provocada pelo vagão vale: a) 10 cm. b) 20 cm. h = 1m 36) (PUC-RS) Um atleta,com peso de 700 N,consegue atingir 4 200 J de energia cinética na sua corrida para um salto em altura com vara. Caso ocorresse a conservação da energia mecânica, a altura máxima, em metros, que ele poderia atingir seria de: a) 4,00. b) 4,50. cl 5,00. d) 5,50. e] 6,00. Resposta:e c) 11 m/s c) 30 cm. d) 40 cm. e) 50 cm. Resposta:c 39 (Fatec-SP) Um bloco de massa 0,60 kg é abandonado a partir do repouso no ponto A de uma pista no plano vertical. O ponto A está a 2,0 m de altura da base da pista, onde está fixa uma mola de constante elástica 150 N/m. São desprezíveis os efeitos do atrito e adota-se g = 10 m/s² A máxima compressão da mola vale, em metros: a) 0,80. b) 0,40 c) 0,20. d) 0,10. e) 0,05. Resposta:b 37) (UFMA) Na figura a seguir, com que velocidade VA o bloco deve ser lançado de A para que possa atingir o ponto B com a velocidade VB = 5 rn/s deslizando sem atrito ao longo da trajetória AB? Observação: Considere g = 10 m/s² 40 (UFS-SE/PSS) Um bloco de massa 100 g está sobre uma superfície horizontal,encostado em uma mola comprimindo-a 20 cm. Quando o conjunto é liberado, a mola se expande, o bloco adquire velocidade, desencosta da mola e sobe por uma rampa até uma altura h. Sabe-se que a energia potencial elástica da mola comprimida vale 2,0 joules. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² e desprezíveis todas as forças de atrito. Analise as afirmações. 32 0-0. A constante elástica da mola vale 100 N/m. 1-1. A energia cinética máxima do bloco é 1,0 J. 2-2. A velocidade máxima que o bloco pode atingir vale, aproximadamente, 6,3 m/s. 3-3. A altura h vale 2,0 m. 4-4. A energia potencial gravitacional mínima ocorre no ponto de altura h. Resposta:0,2 3 são corretas 41 (UEPG-PR) A figura abaixo esquematiza um corpo de massa 5 kg que é solto de um ponto A, cuja altura em relação à horizontal é h. Ele desliza ao longo de um plano BC e choca-se contra uma mola de constante elástica 3000 N/m, em C. Sobre esse evento, assinale o que for correto. (Considere g = 10 m/s² e o sistema como sendo sem atrito. 01. Se a altura h é igual a 80 em, a energia potencial do corpo em A é 4 J. 02. Para que a velocidade do corpo em B seja igual a 6 m/s, a altura h precisa ser igual a 1,8m. 04. Se a altura h é igual a 30 em, a compressão total da mola é 10 cm. 08. Se a altura h for reduzida à metade, a compressão total da mola também será reduzida à metade. 16. A compressão máxima da mola independe da velocidade do corpo em B. Dê como resposta a soma dos números associados às afirmações corretas. Resposta:22 42 (Unifor-CE) Um tubo longo é disposto verticalmente e no seu fundo é fixada uma mola de constante elástica k = 2,0 . 10³N/m, como mostra a figura. Uma esfera de massa 1,0 kg é abandonada a partir do repouso de uma altura de 90 cm da extremidade livre da mola. Desprezando os atritos, a máxima deformação que a mola sofre devido ao impacto da esfera é, em centímetros: a) 10. b) 8,0. c) 5,0. d) 2,0. e) 1,0. Resposta:a 43(Vunesp) A figura mostra o perfil de um trecho de uma montanha-russa em que o atrito é considerado desprezível. O carrinho foi abandonado a partir do repouso no ponto A, situado a 30 m de altura em relação ao solo. Desprezando a resistência do ar e considerando g = 10 m/s², a velocidade atingida pelo carrinho ao passar pelo ponto B, a 25 m do solo, é: a) 10 m/s b) 15 m/s. c) 20 m/s. d) 25 m/s. e) 30 m/s. Resposta:a 44 (PUC-PR) Uma esfera de massa m desliza, sem atrito, sobre um plano horizontal terrestre, onde a aceleração da gravidade é g = 10 m/s², em movimento retilíneo uniforme, com velocidade de 10m/s. Depois de subir para outro plano horizontal, sem atrito, continua seu movimento com velocidade de 5,0 m/s. Baseados nesses dados, podemos afirmar que a altura do plano horizontal mais elevado em relação ao plano inicial é: a) 10 m. b) 15 m. c) 25 m. d) 3,75 m. e) 7,50 m. Resposta:d Instruções: Para responder às questões 12 e 13 utilize as informações abaixo. 33 Em um parque de diversões, um carrinho com dois jovens, sendo a massa do conjunto 120 kg, está com velocidade de 10,0 m/s, movendo-se sobre trilhos na parte horizontal e elevada do seu percurso representado parcialmente no esquema. Considere desprezíveis as forças de atrito e a resistência do ar no trecho representado no esquema e adote g = 10 m/s². 45 (Unifor-CE) A energia mecânica do conjunto em relação ao solo quando está na posição indicada no esquema é, em joules, igual a: a) 60.104. b) 3,0.104. e) 2,5.104. d) 6,5· 103. e) 2,4· 103. Resposta:b com velocidade de módulo igual a VD = 20 m/s. Podemos afirmar que as alturas referidas no texto valem: a) H = 19 m; h = 14 m. b) H = 18 m; h = 10m. c) H = 10m; h = 4 m. d) H = 12 m; h = 8m. e) H = 20m; h = 15 m. Resposta:e 49 (Ufal/PSS)Um corpo de massa m = 2,0 kg é abandonado a partir do repouso no ponto A de uma rampa sem atrito, conforme o esquema. Adota-se g = 10 m/s². 46 (Unifor-CE) Durante a descida e a 15 m de altura, a energia cinética desse carrinho, em joules, é igual a: a) 3,0.104. b) 1,8.104. e) 1,2.104. d)1,8·102. e) 1,2.102. Resposta:c 47 (FMTM-MG) Uma bola é lançada horizontalmente a uma velocidade v em direção a um obstáculo suave de altura 1,8 m, como mostra a figura. Sendo o movimento conservativo [movimento em que não há perda de energia] e não havendo atrito, se a bola ultrapassar o obstáculo, percorrerá a distância entre A e B em um intervalo de tempo de: a) no máximo, 1 s. b) no mínimo, 1,5 s. c) no máximo, 1,5 s. d) no mínimo, 2 s. e) no máximo, 2 s. Resposta:c 48 (Ufam) Uma bolinha de massa m é abandonada no ponto A de um trilho, a uma altura H do solo, e descreve a trajetória ABCD indicada na figura abaixo. A bolinha passa pelo ponto mais elevado da trajetória parabólica (BCD),a uma altura h do solo, com velocidade cujo módulo 10 vale VC = 10 m/s, e atinge o solo no ponto D Analise as seguintes afirmações: 0-0 Para o movimento do corpo na rampa pode-se aplicar a conservação da energia mecânica. 1-1. A força resultante sobre o corpo é de 20 N. 2-2. A aceleração do movimento é de 6,0 rn/s-', 3-3. O corpo gasta mais de 2,0 s para chegar ao ponto B. 4-4. Ao chegar ao ponto B, a velocidade do corpo é maior que 10 m/s. Resposta:0,2,3 e 4 50 (UFF-RJ)O aumento do uso do capacete por motociclistas tem sido atribuído à multa imposta por lei. Melhor seria se todos tivessem noção do maior risco que correm sem a proteção desse acessório. Para ilustrar essa observação, considere um motociclista que, após colidir com um carro, é lançado de cabeça a 12 m/s contra um muro. O impacto do motociclista contra o muro pode ser comparado ao choque dele próprio contra o chão após uma queda livre, com aceleração da gravidade g = 10m/s², de uma altura igual a: a) 0,60 m. b) 1,4 m. c) 7,2 m. d) 4,8 ·10 m. e) 2,8.10² m. Resposta:c 34 51 (UFPB/P55) Um dublê de 60,0 kg salta de um prédio com velocidade cujo módulo é v = 5 m/s. Ao atingir o colchão de ar, localizado a 20 m abaixo e preparado para amortecer a sua queda, a velocidade do dublê tem módulo de 10m/s. Pode-se concluir, então, que a energia dissipada pelo atrito é: a) 3000 J. b) 9750 J. c) 10 500 J. d)12 500 J. e)12750J. Resposta:e 52 (PUC-SP)A figura mostra o perfil de uma montanha russa de um parque de diversões. O carrinho é levado até o ponto mais alto por uma esteira, atingindo o ponto A com velocidade que pode ser considerada nula. A partir desse ponto, inicia seu movimento e ao passar pelo ponto B sua velocidade é de 10m/s. Considerando a massa do conjunto carrinho + passageiros como 400 kg, pode-se afirmar que o módulo da energia mecânica dissipada pelo sistema foi de: a massa desta última. A tabela abaixo associa a cada trecho da trajetória as modalidades de energia mecânica e a energia mecânica total do sistema blocomola. a) Analise as possíveis transformações de energia que ocorrerão em cada trecho da trajetória assinalando,em cada quadro em branco da tabela, uma das letras, A, D, C ou N, de acordo com a seguinte legenda: A, aumenta; D, diminui; C, permanece constante e não-nula; N, permanece constante e nula. b) A partir dos dados apresentados abaixo, determine a compressão máxima da mola. a) 96 000 J. d) 9 600 J. b) 60000 J. e) 6000 J. c) 36000 J. Resposta:b 53 (UFV-MG/Pases)Um bloco está se movendo no patamar superior da figura a seguir. c) Se houvesse atrito entre a superfície e o bloco (µc = 0,1) no patamar superior, no trecho entre os pontos 1 e 2, qual seria a compressão máxima da mola? Em seguida, descerá a rampa e, após mover-se no patamar inferior, comprimirá a mola. Despreza-se qualquer efeito de atrito ao longo de toda a trajetória percorrida pelo bloco. Também são desprezíveis as dimensões do bloco e da mola, bem como 54 (UFJF-MG) Um trenó, com um esquimó,começa a descer por uma rampa de gelo, partindo do repouso no ponto C, à altura de 20 m. Depois de passar pelo ponto A, atinge uma barreira de proteção em B, conforme a figura a seguir. O 35 conjunto trenó-esquimó possui massa total de 90 kg. O trecho AB encontra-se na horizontal. Despreze as dimensões do conjunto, o atrito e a resistência do ar durante o movimento. a) Usando o Princípio da Conservação da Energia Mecânica, calcule a velocidade com que o conjunto chega ao ponto A na base da rampa. Resposta:24 m/s b) Em B encontra-se uma barreira de proteção feita de material deformável, usada para parar o conjunto após a descida. Considere que, durante o choque, a barreira não se desloca e que o conjunto se choca contra ela e pára. Sabendo que a barreira de proteção sofreu uma deformação de 1,5 m durante o choque, calcule a força média exercida por ela sobre o conjunto. Resposta:12000N Potência Mecânica 01. (FUVEST) Um pai de 70kg e seu filho de 50kg pedalam lado a lado, em bicicletas idênticas, mantendo sempre velocidade uniforme. Se ambos sobem uma rampa e atingem um patamar plano, podemos afirmar que, na subida da rampa até atingir o patamar, o filho, em relação ao pai: a) realizou mais trabalho; b) realizou a mesma quantidade de trabalho; c) possuía mais energia cinética; d) possuía a mesma quantidade de energia cinética; e) desenvolveu potência mecânica menor. RESPOSTA: E 02. (FUVEST) Uma empilhadeira elétrica transporta do chão até uma prateleira, a uma altura de 6,0m do chão, um pacote de 120kg. O gráfico ilustra a altura do pacote em função do tempo. A potência aplicada ao corpo pela empilhadeira é: Dado: g = 10m/s2 a) 120W b) 360W c) 720W d) 1,20kW e) 2,40kW RESPOSTA: B 03. Considere o mecanismo indicado na figura onde as roldanas e os fios são ideais. Despreze efeito do ar. Um operário aplicou ao fio uma força constante, de intensidade 1,6 . 102N para levantar uma carga a uma altura de 5,0m, sem acréscimo de energia cinética, em um intervalo de tempo de 20s. A potência útil desenvolvida pelo operário, nesta tarefa, o foi de: a) 40W RESPOSTA: B b) 80W c) 160W d) 320W e) 1,6kW 04. (ITA) Um automóvel de massa m = 500kg é acelerado uniformemente a partir do repouso até uma velocidade escalar v1 = 40 m/s-1 em t1 = 10 segundos, em uma trajetória retilínea. Despreza-se o efeito do ar. A potência média e a potência no instante t1 desenvolvidas pelas forças do motor de automóvel são, respectivamente: a) 40kW e 40kW b) 80kW e 40kW c) 40kW e zero d) zero e 80kW e) 40kW e 80kW RESPOSTA: E 05. Um trem se movimenta sobre trilhos retos e horizontais com velocidade constante de intensidade 72km/h quando começa a chover intensamente. A chuva é rigorosamente vertical e a massa de água que cai sobre o trem e depois escorre verticalmente, em relação às paredes dos vagões, é de 100kg por segundo. Considere constante a força de resistência ao movimento do trem (resistência do ar a atrito nas rodas não motrizes). Para que, com a chuva, a velocidade do trem se mantenha constante, a potência desenvolvida pela locomotiva deverá sofrer um aumento de: a) 40W b) 1,0kW c) 3,0kW d) 4,0kW e) 20kW RESPOSTA: E 06. (FUVEST) Um automóvel possui um motor de potência máxima P0. O motor transmite sua potência completamente às rodas. Movendo-se em uma estrada retilínea horizontal, na ausência de vento, o automóvel sofre a resistência do ar, que é expressa por uma força cuja magnitude é F = AV2, onde A é 36 uma constante positiva e V é o módulo da velocidade do automóvel. O sentido dessa força é oposto ao da velocidade do automóvel. Não há outra força resistindo ao movimento. Nessas condições, a velocidade máxima que o automóvel pode atingir é V0. Se quiséssemos trocar o motor desse automóvel por um outro de potência máxima P, de modo que a velocidade máxima atingida nas mesmas condições fosse V = 2V0, a relação entre P e P0 deveria ser: a) P = 2P0 b) P = 4P0 c) P = 8P0 d) P = 12P0 e) P = 16P0 RESPOSTA: C 07. (ITA) Um navio navegando à velocidade constante de 10,8km/h consumiu 2,16 toneladas de carvão em um dia. Sendo h = 0,10 o rendimento do motor e q = 3,00 x 107 J/kg o poder calorífico de combustão do carvão, a força de resistência oferecida pela água e pelo ar ao movimento do navio tem intensidade igual a: a) 2,2 . 102N b) 2,5 . 104N c) 5,0 . 104N d) 7,5 . 104N e) 2,3 . 105N RESPOSTA: B que, para realizar esta tarefa, o motor do exaustor deve ter uma potência útil de (considere g = 10m/s2): a) 16,0W b) 1,00 . 102W c) 1,96 . 102W d) 2,00 . 102W e) 2,16 . 2 10 W RESPOSTA: E http://www.materiaprima.pro.br/nd/exercicios http://www.coladaweb.com/exercicios-resolvidos/exercicios-resolvidos-de-fisica http://www.momentocerto.com.br/exercicios-de-fisica/exercicios-de-fisica-para1%C2%BA-ano-ensino-medio/ http://www.cienciacultura.com/Pagina_Fis/vestibular00/vestibular_CinematEscalar014.html http://www.fisicaevestibular.hpg.ig.com.br/energia.htm Gaspar, A.: Física série Brasil. Ensino Médio Volume único.Editora Ática 08. (UFC) Um homem, arrastando uma caixa, sobe um plano inclinado de 100m de comprimento e 10m de altura, com velocidade constante, desenvolvendo no trajeto uma certa potência. Resolvendo trazer a caixa de volta, o homem arrasta a caixa plano abaixo com certa velocidade constante, desenvolvendo a mesma potência que na subida. Se o módulo da força resistiva sobre a caixa é 1/5 do seu peso, podemos afirmar que a velocidade de descida é igual a: a) velocidade de subida; b) duas vezes a velocidade de subida; c) três vezes a velocidade de subida; d) quatro vezes a velocidade de subida; e) cinco vezes a velocidade de subida. RESPOSTA: C 09. (FUVEST) Deseja-se construir uma usina hidrelétrica aproveitando uma queda d'água de 10m de altura e vazão de 1,0m3 por segundo. Qual a potência teórica máxima dessa usina? Dados: densidade da água = 1,0 . 103kg . m-3 aceleração da gravidade = 10m . s-2 RESOLUÇÃO: 1,0 . 105W 10. (UNITAU) Um exaustor, ao descarregar grãos do porão de um navio, ergue-os até uma altura de 10,0m e depois lança-os com uma velocidade de módulo igual a 4,00m/s. Se os grãos são descarregados à razão de 2,00kg por segundo, conclui-se 37 III. Se a gasolina fosse vendida por kg em vez de por litro, o problema comercial decorrente da dilatação da gasolina estaria resolvido. Destas considerações, somente: a) I é correta. b) II é correta c) III é correta d) I e II são corretas. e) II e III são corretas. Densidade e pressão 01-(CFT-MG) Durante uma aula de laboratório de Física, um estudante desenhou, em seu caderno, as etapas de um procedimento utilizado por ele para encontrar a densidade de um líquido, conforme representado a seguir. Sabendo-se que em ambas as etapas, a balança estava equilibrada, o valor encontrado, em g/cm 3 foi a) 1,9. b 1,5 c) 40. b) 0,20 06-(CEFET-MG) A figura 1 representa quatro barras metálicas maciças de mesmo volume. Essas barras foram fundidas e, parcelas iguais de suas massas, usadas na construção de novas barras maciças A, B, C, D, mais finas e de diâmetros idênticos, mostradas na figura e) 2,0 02-(UFPR-PR) O mercúrio é um metal que possui densidade de 13,6 g/cm3 em condições normais. Dessa forma, um volume de 1 litro (1 dm 3 desse metal tem massa, em quilogramas, igual a: a) 0,0136. b) 0,136 c) 1,36. d) 13,6. e) 136. 03-(UFB) Uma esfera oca de alumínio tem massa de 50g e volume de 30cm 3. O volume da parte vazia é de 10cm3. Pede-se: a) a densidade da esfera b) a massa específica do alumínio 04-(UNIFOR-CE) Dois líquidos, A e B, quimicamente inertes, e não-miscíveis entre si, de densidades dA=2,80g/cm3 e dB=1,60g/cm3, respectivamente, são colocados em um mesmo recipiente. Sabendo que o volume do líquido A é o dobro do de B, a densidade da mistura, em g/cm3, vale: a) 2,40 b) 2,30 c) 2,20 d) 2,10 e) 2,00 05-(ENEM) A gasolina é vendida por litro, mas em sua utilização como combustível, a massa é o que importa. Um aumento da temperatura do ambiente leva a um aumento no volume da gasolina. Para diminuir os efeitos práticos dessa variação, os tanques dos postos de gasolina são subterrâneos. Se os tanques NÃO fossem subterrâneos: I. Você levaria vantagem ao abastecer o carro na hora mais quente do dia pois estaria comprando mais massa por litro de combustível. II. Abastecendo com a temperatura mais baixa, você estaria comprando mais massa de combustível para cada litro. 2. Os metais 1, 2, 3 e 4 foram usados, respectivamente, na fabricação das barras a) C, A, B, D. b) C, B, A, D. c) B, D, C, A. d) A, D, B, C. 07-PI) Em uma cena de um filme, um indivíduo corre carregando uma maleta tipo 007 (volume 20 dm³) cheia de barras de um certo metal. Considerando que um adulto de massa média (70kg) pode deslocar, com uma certa velocidade, no máximo o equivalente à sua própria massa, indique qual o metal contido na maleta. Observando os dados. a- alumínio b- zinco c- prata d- chumbo e- ouro Informações Adicionais: dado (1 dm³=1L=1000 cm³) Densidade em g/cm³: aluminio 2,7; zinco 7,1; prata 10,5; chumbo 11,4; ouro 19,3 08-(ENEM) Pelas normas vigentes, o litro do álcool hidratado que abastece os veículos deve ser constituído de 96% de álcool puro e 4% de água(em volume). As densidades desses componentes são: água= 1000g/L álcool= 800g/L Um técnico de um órgão de defesa do consumidor inspecionou cinco postos suspeitos de venderem álcool hidratado fora das normas. Colheu , então uma amostra do produto de cada posto e mediu a densidade de cada uma delas. Obteve os seguintes reusltados: 38 A partir desses dados, o técnico pôde concluir que estavam com o combustível adequado somente os postos a) I e II b) I e III c) II e IV d) III e V e) IV e V 09-(UNICAMP-SP) Durante uma tempestade de 20 minutos, 10 mm de chuva caíram sobre uma região cuja área total é 100 km2. a) Sendo que a densidade da água é de 1,0 g/cm 3 qual a massa de água que caiu? b) A partir de uma estimativa do volume de uma gota de chuva, calcule o número médio de gotas que caem em 1m2 durante 1s 10-(UNIFOR-CE) Um corpo sólido, de massa 90g e volume 100cm 3, encontra-se no fundo de um recipiente de um líquido de densidade 0,60g/cm3. Misturando-se um outro líquido de densidade 1,5g/cm3, o corpo começa a flutuar quando a densidade da mistura, em g/cm3, for superior a: a) 0,90 b) 1,0 c) 1,1 d) 1,2 e) 1,3 11-(UFAL) Um prisma reto, maciço, é constituído de alumínio e ferro na proporção de 3 para 1, respectivamente, em massa. Se a densidade do alumínio vale 2,7g/cm3 e a do ferro 7,5g/cm3, a densidade do prisma em g/cm3, vale: a) 3,2 b) 3,9 c) 4,5 d) 5,1 e)7,8 12-(UNESP-SP) Um bloco de granito com formato de um paralelepípedo retângulo, com a altura de 30cm e base de 20cm de largura por 50cm de comprimento, encontra-se em repouso sobre uma superfície plana e horizontal. Considerando a massa específica do granito igual a 2,5.103kg/m3, determine a massa m do bloco. 13-(UERJ-RJ-09) Nas ilustrações a seguir, estão representados três sólidos de bases circulares, todos com raios iguais e mesma altura. Considere as medidas dos raios iguais às medidas das alturas, em centímetros. As massas específicas de quatro substâncias, três das quais foram empregadas na construção desses sólidos, estão indicadas na tabela: Admita que os sólidos tenham a mesma massa e que cada um tenha sido construído com apenas uma dessas substâncias. De acordo com esses dados, o cone circular reto foi construído com a seguinte substância: a) w b) x c) y d) z 14-(UFMG-MG) José aperta uma tachinha entre os dedos, como mostrado nesta figura: A cabeça da tachinha está apoiada no polegar e a ponta, no indicador. Sejam F(i) o módulo da força e p(i) a pressão que a tachinha faz sobre o dedo indicador de José. Sobre o polegar, essas grandezas são, respectivamente, F(p) e p(p). Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que a) F(i) > F(p) e p(i) = p(p). b) F(i) = F(p) e p(i) = p(p). c) F(i) > F(p) e p(i) > p(p). d) F(i) = F(p) e p(i) > p(p). 15-(UFMG-MG) As figuras mostram um mesmo tijolo, de dimensões 5cm x 10cm x 20cm, apoiado sobre uma mesa de três maneiras diferentes. Em cada situação, a face do tijolo que está em contato com a mesa é diferente. As pressões exercidas pelo tijolo sobre a mesa nas situações I, II e III são, respectivamente, ρ1, ρ2 e ρ3. Com base nessas informações, é correto afirmar que: a) ρ1= ρ2 = ρ3 b) ρ1< ρ2 < ρ3 c) ρ1< ρ2 > ρ3 c) ρ1> ρ2 > ρ3 16-(UFSM-RS) Referindo-se à estrutura física, uma das causas importantes da degradação do solo na agricultura é a sua compactação por efeito das máquinas e da chuva. Um trator tem rodas de grande diâmetro e largura para que exerça contra o solo, pequeno(a): a) pressão. b) força. c) peso. d) energia. e) atrito. 17-(CFT-MG) Dentre os quatro objetos maciços, de mesma massa e mesmo material, o que exerce maior pressão sobre um plano liso e rígido está representado em 39 18 - (FUVEST-SP) A janela retangular de um avião, cuja cabine é pressurizada, mede 0,5 m por 0,25 m. Quando o avião está voando a uma certa altitude, a pressão em seu interior é de, aproximadamente, 1,0 atm, enquanto a pressão ambiente fora do avião é de 0,60 atm. Nessas condições, a janela está sujeita a uma força, dirigida de dentro para fora, igual ao peso, na superfície da Terra, da massa de a) 50 kg b) 320 kg c) 480 kg d) 500 kg e) 750 kg obs.:1 atm = 105Pa = 105 N/m2 19- (UFPE-PE) Uma plataforma retangular com massa de 90 toneladas deve ser apoiada por estacas com seção transversal quadrada de 10 cm por 10 cm. distância o triunfo de atletas de países montanhosos, como Tunísia, Etiópia e Quênia, enquanto australianos e americanos, os favoritos, mal conseguiam alcançar a linha de chegada.” (http://veja.abril.com.br/idade/exclusivo/perguntas_respostas/altitudes/index.shtml Acesso em: 12.09.2010.) Os americanos e australianos não tiveram sucesso nas provas pois, nas condições atmosféricas da Cidade do México, não estavam adaptados a) à diminuição da pressão atmosférica e à consequente rarefação do ar. b) ao aumento da pressão atmosférica e à consequente diminuição do oxigênio. c) à diminuição da resistência do ar e ao consequente aumento da pressão atmosférica. d) à diminuição da pressão atmosférica e ao consequente aumento da oxigenação do sangue. e) ao aumento da insolação no clima de montanha e ao consequente aumento de temperatura no verão. 22-(UEPG-PR-011) Um dos conceitos da física de vital importância no cotidiano é a densidade. Nesse contexto, assinale o que Sabendo que o terreno onde as estacas serão fincadas suporta uma pressão correspondente a 0,15 tonelada por cm2, determine o número mínimo de estacas necessárias para manter a edificação em equilíbrio na vertical. a) 90 b) 60 c) 15 d) 6 e) 4 20-(PUC-MG-010) Quando tomamos refrigerante, utilizando canudinho, o refrigerante chega até nós, porque o ato de puxarmos o ar pela boca: a) reduz a aceleração da gravidade no interior do tubo. b) aumenta a pressão no interior do tubo. c) aumenta a pressão fora do canudinho. d) reduz a pressão no interior do canudinho. 21-(CPS-011) “Os estudos dos efeitos da altitude sobre a performance física começaram a ser realizados depois dos Jogos Olímpicos de 1968. A competição realizada na Cidade do México, a 2 400 metros, registrou nas corridas de média e longa for correto. 01) A elevação de um balão na atmosfera depende da temperatura do ar que está confinado no seu interior. 02) A mistura etanol-água tem sua densidade diminuída em relação à densidade do etanol. 04) A determinação da densidade absoluta de uma substância só é possível quando a substância tem formato regular. 08) Um alimento deteriorado tem a sua densidade alterada em relação à normal. 01- R- B 04- R- A 08 - R- E 11- R- A 15- R- B 19- R- D 02- R- D 05- R- E 09- a) m=109kg 12- m=75kg 16- R- A 20 - R- D 03- a) d=1,7g/cm3 06- R- C b) n=8,3.20=166,6 gotas 13- R- D 17- R- D 21-R- A b) ρ=2,5g/cm3 07- R- A 10- R- A 14- R- D 18- R- D 22- R- (01 + 08)=09 Teorema de Stevin - Pressão hidrostática - Vasos comunicantes 01-(UERJ-RJ) Algumas cafeteiras industriais possuem um tubo de vidro transparente para facilitar a verificação da quantidade de café no 40 reservatório, como mostra a figura. Observe que os pontos A e B correspondem a aberturas na máquina. (Adaptado de MÁXIMO, Antônio & ALVARENGA, Beatriz. Curso de Física. São Paulo: Harbra, 1992.) Admita que a área da seção reta horizontal do reservatório seja 20 vezes maior do que a do tubo de vidro. Quando a altura alcançada pelo café no tubo é x, a altura do café no interior do reservatório corresponde a: a) x b) x/2 c) x/10 d) x/20 x/25 02-(UERJ-RJ) Para um mergulhador, cada 5 m de profundidade atingida corresponde a um acréscimo de 0,5 atm na pressão exercida sobre ele. Admita que esse mergulhador não consiga respirar quando sua caixa toráxica está submetida a uma pressão acima de 1,02 atm. Para respirar ar atmosférico por um tubo, a profundidade máxima, em centímetros, que pode ser atingida pela caixa torácica desse mergulhador é igual a: (dágua=103kg/m3 e g=10ms2) a) 40 b) 30 c) 20 d) 10 e) 15 03-(UFPE-PE) É impossível para uma pessoa respirar se a diferença de pressão entre o meio externo e o ar dentro dos pulmões for maior do que 0,05 atm. Calcule a profundidade máxima, h, dentro d'água, em cm, na qual um mergulhador pode respirar por meio de um tubo, cuja extremidade superior é mantida fora da água. (dágua=103kg/m3 e g=10m/s2) 04-(UFMG-MG) Um reservatório de água é constituído de duas partes cilíndricas, interligadas, como mostrado na figura. A área da seção reta do cilindro inferior é maior que a do cilindro superior. Inicialmente, esse reservatório está vazio. Em certo instante, começa-se a enchê-lo com água, mantendo-se uma vazão constante. Assinale a alternativa cujo gráfico MELHOR representa a pressão, no fundo do reservatório, em função do tempo, desde o instante em que se começa a enchê-lo até o instante em que ele começa a transbordar. 05-(PUC-MG) A figura representa duas caixas d'água, abertas para o ar, interligadas por um cano com uma válvula de passagem. A caixa da esquerda está cheia. Quando a válvula é aberta, a caixa da direita começa a encher até que o nível da água nas duas caixas seja o mesmo. É CORRETO afirmar: a) Ao final do processo, a pressão no fundo da caixa à esquerda será menor que no início. b) Durante o processo, a velocidade de escoamento da água é constante. c) Ao final do processo, a pressão no fundo da caixa à direita será maior que a pressão no fundo da caixa à esquerda. d) Durante o processo, a velocidade de escoamento da água aumenta. 06-(FGV) A figura ao lado representa uma talha contendo água. A pressão da água exercida sobre a torneira, fechada, depende: a) do volume de água contido no recipiente. b) da massa de água contida no recipiente. c) do diâmetro do orifício em que está ligada a torneira. d) da altura da superfície da água em relação ao fundo do recipiente. e) da altura da superfície da água em relação à torneira. 07-(UERJ-RJ) Uma moeda é encontrada por um mergulhador no fundo plano de um lago, a 4 m de profundidade, com uma das faces, cuja área mede 12 cm 2, voltada para cima. A força, em newtons, exercida sobre a face superior da moeda em repouso no fundo do lago equivale a: a) 40 b) 48 c) 120 222 d) 168 e) 08-(FUVEST-SP) O organismo humano pode ser submetido, sem conseqüências danosas, a uma pressão de no máximo 4.105N/m2 e a taxa de variação de pressão de no máximo 104N/m2 por segundo. Nessas condições: a) qual a máxima profundidade recomendada a um mergulhador? b) qual a máxima velocidade de movimentação na vertical recomendada para um mergulhador? 09-(UEPB) É do conhecimento dos técnicos de enfermagem que, para o soro penetrar na veia de um paciente, o nível do soro deve ficar acima do nível da via, conforme a figura, devido à pressão sanguínea sempre superior à pressão atmosférica. 41 Considerando a aceleração da gravidade g=10m/s2, a densidade do soro d=1,0g/cm3, a pressão exercida, exclusivamente, pela coluna de soro na veia do paciente P=9,0.10 3Pa, a altura em que se encontra o nível do soro do braço do paciente, para que o sangue não saia em vez do soro entrar, em metros, é de: a) 0,5 b) 0,8 c) 0,7 d) 0,6 e) 0,9 10-(UNIFOR-CE) Afundando 10,0m na água, fica-se sob o efeito de uma pressão, devida ao líquido, de 1,00 atmosfera. Em um líquido com 80% da densidade da água, para ficar também sob o efeito de 1,00 atmosfera de pressão devida a esse líquido, precisa-se afundar, em metros, a) 8,00 b) 11,5 c) 12,0 d) 12,5 e) 15,0 11-(UFG-GO) A instalação de uma torneira num edifício segue o esquema ilustrado na figura a seguir 13-(UEL-PR-09) O sifão é usado normalmente nas pias e vasos sanitários para evitar a passagem de gases e pequenos animais dentro de casa. Além do sifão, usa-se um "respiro", isto é, uma abertura, conectada à atmosfera externa através de um cano, que: a) Mantém iguais as pressões nos dois lados dos sifões, ajudando a manter os níveis de água equilibrados. b) Serve para manter a ventilação no sistema de descarga. c) Serve para escoar o excesso de água quando de uma descarga no vaso sanitário. d) Serve para retirar o som muito alto de descargas. e) Aumenta a fluidez da água, ajudando em seu escoamento. 14-(UDESC-SC-09) O gráfico a seguir ilustra a variação da pressão em função da profundidade, para um líquido contido em um reservatório aberto. Considerando que a caixa d'água está cheia e destampada, a pressão no ponto P, em N/m 2, onde será instalada a torneira, é 12-(UNESP-SP-08) Para que se administre medicamento via endovenosa, o frasco deve ser colocado a uma certa altura acima do ponto de aplicação no paciente. O frasco fica suspenso em um suporte vertical com pontos de fixação de altura variável e se conecta ao paciente por um cateter, por onde desce o medicamento. A pressão na superfície livre é a pressão atmosférica; no ponto de aplicação no paciente, a pressão deve ter um valor maior do que a atmosférica. Considere que dois medicamentos diferentes precisam ser administrados. O frasco do primeiro foi colocado em uma posição tal que a superfície livre do líquido encontra-se a uma altura h do ponto de aplicação. Para aplicação do segundo medicamento, de massa específica 1,2 vezes maior que a do anterior, a altura de fixação do frasco deve ser outra. Tomando h como referência, para a aplicação do segundo medicamento deve - se a) diminuir a altura de h/5. b) diminuir a altura de h/6. c) aumentar a altura de h/5. d) aumentar a altura de 2h/5. e) aumentar a altura de h/6. No local onde se encontra o reservatório, calcule os valores da pressão atmosférica e da densidade do líquido (g=10m/s2). 15-(UFPR-PR-010) A pressão atmosférica normal é de 1,0 atm (1 atmosfera). Em Curitiba, no entanto, é comum a pressão atmosférica estabilizar-se no valor de 0,90 atm. A característica da cidade responsável por isso é: a) o clima frio. b) a alta umidade do ar. c) a altitude. d) a longitude. 42 16-(UDESC-SC-010) Certa quantidade de água é colocada em um tubo em forma de U, aberto nas extremidades. Em um dos ramos do tubo, adiciona-se um líquido de densidade maior que a da água e ambos não se misturam. Assinale a alternativa que representa corretamente a posição dos dois líquidos no tubo após o equilíbrio. 19-(UDESC-SC-011) A pressão atmosférica é 76 cmHg em um local onde há uma piscina cheia de água, que tem uma profundidade de 5,0 m. Assinale a alternativa correta quanto à pressão total no fundo da piscina. a) 81 cmHg b) 1,50 x 105 N/m2 c) 0,50 x 105 N/m2 5 d) 1,5 x 10 cmHg e) 576 cmHg 30-(UFF-RJ-011) O sifão é um instrumento usado para a retirada de água de lugares de difícil acesso. Como mostra a figura a 17-(PUC-RS-010) Um recipiente aberto na parte superior contém glicerina até a altura de 1,00m e, sobre ela, mais 10,0cm de água, conforme representado na figura. Considere a massa específica da água 1,00 g/cm3 e da glicerina 1,30 g/cm3. Use a aceleração da gravidade igual a 10,0 m/s2 e a pressão atmosférica igual a 1,01 x 105 Pa. Neste caso, a pressão, em pascals, na interface água-glicerina e no fundo do recipiente é, respectivamente,_________ e _________. a) 1,02 x 105 1,34 x 105 105 d) 1,01 x 105 1,21 x 105 b) 1,21 x 105 1,34 x 105 5 e) 1,02 x 10 1,15 x 10 c) 1,02 x 105 1,25 x 5 18-(UECE-CE-010) No elevador mostrado na figura a seguir, o carro no cilindro à esquerda, na posição E, tem uma massa de 900 kg, e a área da secção transversal do cilindro é 2500 cm2. Considere a massa do pistão desprezível e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2. A área da secção transversal do cilindro, na posição D, é 25 cm2, e o pistão tem massa desprezível. Se o elevador for preenchido com óleo de densidade 900 kg/m3, a força mínima F, em Newton, necessária para manter o sistema em equilíbrio será a) 0. b) 10. c) 800. d) 900. seguir, seu funcionamento se baseia no fato de que, quando o tubo que liga os recipientes A e B está cheio, há uma diferença de pressão hidrostática entre os pontos P e Q, o que provoca um fluxo de água de A para B. Essa diferença de pressão depende da seguinte característica do nosso planeta: a) pressão atmosférica. b) aceleração da gravidade local. c) temperatura da superfície. d) densidade da atmosfera. e) velocidade de rotação do planeta. RESPOSTAS 01- R- A 05- R- A 09- R- E 13- R- A 17- R- E 02- R- C 06- R- E 10- R- D 14-3,3.103kg/m3 18- R- A 03- h=50cm 04- R- A 07- R- B 08-a)h=30mb)V=1m/s 11- R- D 12- R- B 15- R- C 16- R-D 19- R- B 20- R- B Experiência de Torricelli 01-(FGV) As figuras a seguir mostram um conta-gotas sendo abastecido: 43 a) Por que aparecem bolhas como mostra a figura 2? b) Por que a água entra no conta-gotas como mostram as figuras 3 e 4? 02 - (UFRS-RS) A atmosfera terrestre é uma imensa camada de ar, com dezenas de quilômetros de altura, que exerce uma pressão sobre os corpos nela mergulhados: a pressão atmosférica. O físico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647), usando um tubo de vidro com cerca de 1 m de comprimento completamente cheio de mercúrio, demonstrou que a pressão atmosférica ao nível do mar equivale à pressão exercida por uma coluna de mercúrio de 76 cm de altura. O dispositivo utilizado por Torricelli era, portanto, um tipo de barômetro, isto é, um aparelho capaz de medir a pressão atmosférica. A esse respeito, considere as seguintes afirmações. I - Se a experiência de Torricelli for realizada no cume de uma montanha muito alta, a altura da coluna de mercúrio será maior que ao nível do mar. II - Se a experiência de Torricelli for realizada ao nível do mar, porém com água, cuja densidade é cerca de 13,6 vezes menor que a do mercúrio, a altura da coluna de água será aproximadamente igual a 10,3 m. III - Barômetros como o de Torricelli permitem, através da medida da pressão atmosférica, determinar a altitude de um lugar. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e II. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 03-(UEG-GO) Uma maneira de observar a pressão exercida por uma "coluna de líquido" é efetuar orifícios numa garrafa plástica de dois litros (como as de refrigerante) e enchê-las de água. A seguir, são apresentadas três situações experimentais bem simples. Tendo em vista as informações apresentadas, é INCORRETO afirmar: a) Na situação (I), com a garrafa tampada, a água não escoará, enquanto com a garrafa aberta a água jorrará pelo orifício. b) Na situação (II), com a boca da garrafa totalmente tampada, a água não escoará pelos orifícios, porém, retirando-se a tampa, a água jorrará pelos dois orifícios. c) Na situação (III), com a garrafa aberta, a água jorrará com menor velocidade pelo orifício superior do que pelo orifício inferior. d) Na situação (III), tampando-se a boca da garrafa, a água jorrará apenas pelo orifício superior. 04-(PUC-PR) Algumas pessoas que pretendem fazer um piquenique param no armazém no pé de uma montanha e compram comida, incluindo sacos de salgadinhos. Elas sobem a montanha até o local do piquenique. Quando descarregam o alimento, observam que os sacos de salgadinhos estão inflados como balões. Por que isso ocorre? a) Porque, quando os sacos são levados para cima da montanha, a pressão atmosférica nos sacos é aumentada. b) Porque a diferença entre a pressão do ar dentro dos sacos e a pressão reduzida fora deles gera uma força resultante que empurra o plástico do saco para fora. c) Porque a pressão atmosférica no pé da montanha é menor que no alto da montanha. d) Porque quanto maior a altitude maior a pressão. e) Porque a diferença entre a pressão do ar dentro dos sacos e a pressão aumentada fora deles gera uma força resultante que empurra o plástico para dentro. 05- (Acafe-Se) Em Camboriú, a pressão atmosférica equivale a 76 cmHg e a água ferve a 100°C. Em relação a Camboriú, no Pico da Neblina, ponto culminante do Brasil, a pressão atmosférica e o ponto de ebulição da água são, respectivamente: a) menor e menor. b) maior e maior c) maior e menor. d) menor e maior. e) igual e igual. 06-(UFRJ-RJ) Para a alegria dos habitantes de Ruão, na França, em 1648 Pascal realizou, em público, várias experiências espetaculares, com o intuito de investigar a pressão atmosférica. No decorrer das experiências verificou-se que a mesma pressão atmosférica que equilibra uma coluna de água de 10m de altura é capaz de equilibrar uma coluna de vinho tinto de 15m de altura. 44 a) Calcule a razão dágua/dvinho entre as densidades da água (dágua) e do vinho (dvinho). b) Se o vinho tivesse sido fornecido por um comerciante desonesto, que lhe acrescentara água, o resultado seria uma coluna de vinho misturado, maior, menor ou igual a 15m? Justifique sua resposta. 07-(PUC-PR) A figura mostra um tubo em U, aberto nas duas extremidades. Esse tubo contém dois líquidos que não se misturam e que têm densidades diferentes. Sejam p M e pN as pressões nos pontos M e N, respectivamente. Esses pontos estão no mesmo nível, como indicado pela linha tracejada, e as densidades dos dois líquidos são tais que d M = 2dN. Sendo PA a pressão atmosférica ambiente, PB e PC as pressões do ar confinado nos ambientes B e C, pode-se afirmar que é válida a relação a) PA=PB > PC b) PA > PB=PC c) PA > PB > PC d) PB > PA > PC e) PB > PC > PA 10-(PUC-MG) No diagrama mostrado a seguir, x e y representam dois líquidos não miscíveis e homogêneos, contidos num sistema de vasos comunicantes em equilíbrio hidrostático. Assinale o valor que mais se aproxima da razão entre as densidades do líquido y em relação ao líquido x. a) 0,80 b) 0,90 c) 1,25 d) 2,5 Nessas condições, é correto afirmar que: a) pM = 2pN b) pM = pN c) pM > pN d) pM < pN 17-(UFU-MG) Dois líquidos imiscíveis, de densidades ‚ , são colocados em um tubo comunicante. Tendo por base essas informações, marque a alternativa que corresponde à situação correta de equilíbrio dos líquidos no tubo. 09-(UNIFESP-SP) O sistema de vasos comunicantes da figura contém água em repouso e simula uma situação que costuma ocorrer em cavernas: o tubo A representa a abertura para o meio ambiente exterior e os tubos B e C representam ambientes fechados, onde o ar está aprisionado. 11- (UNESP-SP) O tubo aberto em forma de U da figura contém dois líquidos não miscíveis, A e B, em equilíbrio. As alturas das colunas de A e B, medidas em relação à linha de separação dos dois líquidos, valem 50 cm e 80 cm, respectivamente. a) Sabendo que a massa específica de A é 2,0 x 103 kg/m3, determine a massa específica do líquido B. b) Considerando g = 10 m/s2 e a pressão atmosférica igual a 1,0 x 105 N/m2, determine a pressão no interior do tubo na altura da linha de separação dos dois líquidos. 12-(UFSM-RS) A figura representa um tubo em forma de U com água e petróleo, cujas densidades são, respectivamente, 1.000 kg/m3 e 800 kg/m3. Sabendo que h = 4 cm e que a aceleração da gravidade tem módulo 10 m/s2, a pressão causada pelo petróleo, na interface A, vale, em Pa, a) 320 b) 400 c) 8.000 d) 1.000 e) 3.200 45 RESPOSTAS 01- R- C 04- R- B. 07- R- B 10- R- A 12- R- B Determine se o freio é uma máquina que amplia deslocamento ou força. Justifique. 02- I- Falsa, II- Correta III- Correta 03- R- D 05- R- A 06- a) dágua/dvinho=1,5 b) entre 10m e 15m 08- R- A 09- R- D 11- a) dB=1,25.103kig/m3 b) PM=PN=1,1.105Pa 05-(Uniderp-MS) A figura mostra o funcionamento de uma prensa hidráulica para comprimir um fardo. Princípio de Pascal 01-(CPS-SP) No início do século XX, a indústria e o comércio da cidade de São Paulo possibilitaram uma qualidade de vida melhor para seus habitantes. Um dos hábitos saudáveis, ligados à higienização bucal, foi a utilização de tubos de pasta dental e as respectivas escovas de dente. Considerando um tubo contendo pasta dental de densidade homogênea, uma pessoa resolve apertá-lo. A pressão exercida sobre a pasta, dentro do tubo, será: a) maior no fundo do tubo, se apertar no fundo. b) menor no fundo do tubo, se apertar perto do bico de saída. c) maior no meio do tubo, se apertar no meio. d) menor no fundo do tubo, se apertar no meio. e) igual em todos os pontos, qualquer que seja o local apertado. 02-(CFT-MG) O sistema de freio hidráulico de um veículo está baseado no princípio a) de Pascal. b) de Arquimedes. c) da ação e reação. inércia. 03-(UFSM-RS) Um braço mecânico de um trator usado para fazer valetas tem um sistema hidráulico que se compõe, basicamente, de dois cilindros conectados por uma mangueira resistente a altas pressões, todos preenchidos com óleo. Se, no equilíbrio, P é a pressão num cilindro, a pressão no outro, que tem área 10 vezes maior, é a) 10 P b) 5 P c) P d) P/5 d) da e) P/10 04-(CFT-SP) A figura a seguir mostra, de maneira esquemática, como funciona o freio de um automóvel. Ao pressionar o pedal 1 empurramos o óleo que se encontra no cilindro 2, que passa para o cilindro 3 onde aciona o freio 4, agindo sobre a roda 5. A relação entre as intensidades das forças F2 e F1 equivale a: a) A1 – A2 b) A2 – A1 c) A1.A2 d) A1/A2 e) A2/A1 06-(UFF-RJ) Uma prensa hidráulica, sendo utilizada como elevador de uma carro de peso P, encontra-se em equilíbrio, conforme a figura. As secções retas dos pistões são indicadas por S1 e S2, tendo-se S2=4S1. A força exercida sobre o fluido tem intensidade F1 e a força exercida pelo fluido tem intensidade F2. A situação descrita obedece: a) ao Princípio de Arquimedes e, pelas leis de Newton, conclui-se que F1=F2=P; b) ao Princípio de Pascal e, pelas leis de ação e reação e de conservação da emergia mecânica, conclui-se que F2=4F1=P; c) ao Princípio de Pascal e, pela lei da conservação da energia, conclui-se que F2=4F1 ≠ P; d) apenas às leis de Newton e F1=F2=P; e) apenas à lei de conservação de energia 07-(FGV-SP) O macaco hidráulico consta de dois êmbolos: um estreito, que comprime o óleo, e outro largo, que suspende a carga. Um sistema de válvulas permite que uma nova quantidade de óleo entre no mecanismo sem que haja retorno do óleo já comprimido. Para multiplicar a força empregada, uma alavanca é conectada ao corpo do macaco. Tendo perdido a alavanca do macaco, um caminhoneiro de massa 80 kg, usando seu peso para pressionar o êmbolo pequeno com o pé, considerando que o sistema de válvulas não interfira significativamente sobre a pressurização do óleo, poderá suspender uma carga máxima, em kg, de: Dados: diâmetro do êmbolo menor = 1,0 cm; diâmetro do êmbolo maior = 6,0 cm; aceleração da gravidade = 10 m/s2 a) 2 880. b) 2 960. c) 2 990. d) 3 320. e) 3 510. 46 08-(UFJF-MG) Um grupo de alunos resolveu montar um guindaste hidráulico para uma feira de ciências (veja figura). Para isso resolveram utilizar duas seringas. Uma seringa tem diâmetro D1=2cm e a outra D2=1cm. Sabendo que o módulo da força máxima que o motor permite produzir é de 2N, qual o valor máximo da massa M que o guindaste poderá erguer? (g=10m/s2). a) 600g b) 800g c) 1.000g 200g Teorema de Arquimedes - Empuxo d) 1.200g e) 09 – (UFPE-PE) Uma força vertical de intensidade F, atuando sobre o êmbolo menor de uma prensa hidráulica, mantém elevado um peso P = 400 N, como mostra a figura. Sabendo que a área do êmbolo maior é 8 vezes a área menor, determine o valor de F, em newtons. 10-(FUVEST-SP) Considere o arranjo da figura, onde um líquido está confinado na região delimitada pelos êmbolos A e B, de áreas a=80cm 2 e b=20cm2, respectivamente. O sistema está em equilíbrio. Despreze os pesos dos êmbolos e os atritos. Se mA=4,0 kg, qual o valor de mB? a) 4kg b) 16kg c) 1kg d) 8kg e) 2kg 11 - (UNB-DF) Temos dois tubos cilíndricos A e B de diâmetro D e D/4, respectivamente. Os cilindros formam um sistema de macaco hidráulico e os êmbolos são móveis. Considerando o sistema em equilíbrio e desprezando o peso dos êmbolos, ache a razão entre as intensidades das forças FA/FB. 12-(UERJ-RJ) Um adestrador quer saber o peso de um elefante. Utilizando uma prensa hidráulica, consegue equilibrar o elefante sobre um pistão de 2000cm2 de área, exercendo uma força vertical F equivalente a 200N, de cima para baixo, sobre o outro pistão da prensa, cuja área é igual a 25cm 2. Calcule o peso do elefante. RESPOSTAS 01- R- E 05- R- E 09- F=50N 01-(PUC-PR) O empuxo é um fenômeno bastante familiar. Um exemplo é a facilidade relativa com que você pode se levantar de dentro de uma piscina em comparação com tentar se levantar de fora da água, ou seja, no ar. De acordo com o princípio de Arquimedes, que define empuxo, marque a proposição correta: a) Quando um corpo flutua na água, o empuxo recebido pelo corpo é menor que o peso do corpo. b) O princípio de Arquimedes somente é válido para corpos mergulhados em líquidos e não pode ser aplicado para gases. c) Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido sofre uma força vertical para cima e igual em módulo ao peso do fluido deslocado. d) Se um corpo afunda na água com velocidade constante, o empuxo sobre ele é nulo. e) Dois objetos de mesmo volume, quando imersos em líquidos de densidades diferentes, sofrem empuxos iguais. 02-(UNIRIO-RJ) Arquimedes (287 - 212 a.C.), filósofo grego, nasceu em Siracusa. Foi, talvez, o primeiro cientista experimental de que se tem notícia. Construiu armas defensivas importantes para sua cidade natal que, periodicamente era invadida pelos romanos. É sobre Arquimedes uma das mais curiosas histórias sobre resolução de um problema: ele se encontrava no banho, pensando no problema, ao perceber que teria encontrado a solução, saiu nu pelas ruas, gritando: "Eureka! Eureka!" (Achei! Achei!). Deve-se a Arquimedes o conhecimento de que todo corpo imerso num fluido sofre a ação de uma força, feita pelo fluido - denominada empuxo - de direção vertical e sentido para cima, cujo módulo é igual ao peso do fluido deslocado. Uma esfera encontra-se submersa em água. Infinitos são os pontos de contato da água com a esfera. A representação da força que a água exerce sobre a esfera, em apenas oito pontos de contato, está corretamente desenhada na alternativa: 03-(UFSC-SC) A figura representa um navio flutuando em equilíbrio, submetido à ação apenas do seu próprio peso e do empuxo exercido pela água. 02- R- A 06- R- B 10- R- C 03- R- C 07- R- A 11 -FA/FB=16 04- Força. 08- R- B 12- F=p=16.000N 47 Considerando a situação descrita, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S): (01) Mesmo sendo construído com chapas de aço, a densidade média do navio é menor do que a densidade da água. (02) O empuxo exercido sobre o navio é igual ao seu peso. (04) Um volume de água igual ao volume submerso do navio tem o mesmo peso do navio. (08) O empuxo exercido sobre o navio é maior do que o seu peso. Caso contrário, um pequeno acréscimo de carga provocaria o seu afundamento. (16) Se um dano no navio permitir que água penetre no seu interior, enchendo-o, ele afundará totalmente, porque, cheio de água, sua densidade média será maior do que a densidade da água. (32) Sendo o empuxo exercido sobre o navio igual ao seu peso, a densidade média do navio é igual à densidade da água. 04-(UFMG-MG) De uma plataforma com um guindaste, faz-se descer, lentamente e com velocidade constante, um bloco cilíndrico de concreto para dentro da água. Na Figura I, está representado o bloco, ainda fora da água, em um instante t1 e, na Figura II, o mesmo bloco, em um instante t2 posterior, quando já está dentro da água. Assinale a alternativa cujo gráfico melhor representa a tensão no cabo do guindaste em função do tempo. 05-(UFSM-RS) A posição dos peixes ósseos e seu equilíbrio na água são mantidos, fundamentalmente, pela bexiga natatória que eles possuem. Regulando a quantidade de gás nesse órgão, o peixe se situa mais ou menos elevado no meio aquático. "Para _______________ a profundidade, os peixes ______________ a bexiga natatória e, com isso, _______________ a sua densidade." Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas. a) aumentar - desinflam – aumentam b) aumentar - inflam – diminuem c) diminuir - inflam - aumentam d) diminuir - desinflam – diminuem e) aumentar - desinflam - diminuem 06-(PUC-SP) Ao chocar-se com uma pedra, uma grande quantidade de água entrou no barco pelo buraco feito no casco, tornando o seu peso muito grande. A partir do descrito, podemos afirmar que: a) a densidade média do barco diminuiu, tornando inevitável seu naufrágio. b) a força de empuxo sobre o barco não variou com a entrada de água. c) o navio afundaria em qualquer situação de navegação, visto ser feito de ferro que é mais denso do que a água. d) antes da entrada de água pelo casco, o barco flutuava porque seu peso era menor do que a força de empuxo exercido sobre ele pela água do rio. e) o navio, antes do naufrágio tinha sua densidade média menor do que a da água do rio. 07-(UNESP-SP) Dois líquidos não miscíveis, A e B, com massas específicas ρ A e ρB , respectivamente, são colocados em um recipiente junto com uma esfera cuja massa específica é ρ. Se ρA < ρ < ρB, indique qual das figuras apresenta a disposição correta dos líquidos e da esfera no recipiente. 08-(UFSM-RS) Na Figura (I), um recipiente com água está sobre uma balança que marca um certo valor P para o peso do conjunto (água + recipiente). Coloca-se uma esfera de chumbo imersa na água do recipiente suspensa por um fio ideal, como mostra a Figura (II). Assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 48 (01) Na situação da Figura (II), a balança marca um peso P mais o peso da esfera de chumbo. (02) Na situação da Figura (II), a balança marca um peso igual a P. (04) Na situação da Figura (II), a balança marca um peso P mais o peso da água deslocada pela esfera de chumbo. (08) Na situação da Figura (II), a balança marca um peso igual a P mais o peso da esfera de chumbo menos a tensão do fio. (16) Na situação da figura (II), a balança marca um peso igual a P menos a tensão do fio. 11-(UFPEL-RS) Um submarino consegue submergir enchendo de água tanques especialmente destinados a esse fim. Os mesmos compartimentos são esvaziados, através de bombas muito potentes, quando o submarino deve voltar à superfície. Considerando constante a densidade da água do mar, responda às seguintes perguntas e justifique suas respostas. a) Pode o submarino flutuar sendo constituído de material mais denso que a água? b) O empuxo exercido sobre o submarino quando totalmente mergulhado depende da profundidade em que se encontra? c) Estando o submarino totalmente mergulhado, em qual dos pontos – A, B ou C – a pressão exercida pela água é maior? 12-(PUC-PR) A tragédia ocorrida com o submarino nuclear russo Kursk, que afundou no mar de Barents, com toda a tripulação, comoveu o mundo. 09-(UEM-PR) Um balão cheio de certo gás tem volume igual a 5,0 m3. A massa total do balão (incluindo o gás) é de 4,0 kg. Considerando a densidade do ar igual a 1,3 kg/m3 e g igual a 10,0 m/s2, assinale o que for correto. 01) O peso do balão é 40,0 N. 02) Se o balão for abandonado, ele cairá, porque sua densidade é maior que a do ar. 04) O empuxo que o balão recebe do ar é de 65,0 N. 08) Para uma pessoa manter o balão em equilíbrio, ela deverá exercer sobre ele uma força igual e contrária ao empuxo que ele sofre do ar. 16) Se esse balão fosse abandonado na Lua, ele não receberia empuxo, pois lá não existe atmosfera. 10-(UFMG-MG) Ana lança três caixas - I, II e III -, de mesma massa, dentro de um poço com água. Elas ficam em equilíbrio nas posições indicadas nesta figura. Sejam E(I), E(II) e E(III) os módulos dos empuxos sobre, respectivamente, as caixas I, II e III. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que a) E(I) > E(II) > E(III). b) E(I) < E(II) = E(III). c) E(I) = E(II) = E(III). d) E(I) > E(II) = E(III). A flutuação de um submarino é regida, basicamente, pelo princípio de Arquimedes, da hidrostática. Um submarino pode navegar em uma profundidade constante, emergir ou submergir, conforme a quantidade de água que armazena em seu interior. Assinale a alternativa incorreta. a) Quando o submarino se mantém parado à profundidade constante, o empuxo sobre ele tem o mesmo módulodo peso do submarino. b) O empuxo sobre o submarino é igual ao peso da água que ele desloca. c) Estando as câmaras de flutuação cheias de água e expulsando a água delas, o submarino tende a emergir. d) Admitindo água do mar nas câmaras de flutuação o submarino tende a submergir. e) Expulsando a água do mar das câmaras de flutuação, o empuxo torna-se menor que o módulo de seu peso. 13-(FUVEST) Numa experiência de laboratório, os alunos observaram que uma bola de massa especial afundava na água. Arquimedes, um aluno criativo, pôs sal na água e viu que a bola flutuou. Já Ulisses conseguiu o mesmo efeito modelando a massa sob a forma de barquinho. Explique, com argumentos de Física, os efeitos observados por Arquimedes e por Ulisses. 49 14-(UERJ-RJ) Um cubo maciço, de lado a igual a 0,1 m, está em equilíbrio, preso a um dinamômetro e parcialmente imerso em água, conforme a figura adiante. (Adaptado de KING, A. R. & REGEV, O. Physics with answers. New York: Cambridge University Press, 1997.) Nessa situação de equilíbrio, a base do cubo encontra-se a uma distância h igual a 0,02 m da superfície da água. Sabendo que a força registrada pelo dinamômetro é de 18 N, a massa do cubo, em quilogramas, é igual a: (densidade da água dágua=1,0.103kg/m3 e g=10m/s2) a) 2,0 b) 3,0 c) 4,0 d) 5,0 15-(UNESP-SP) Um bloco de madeira de volume V = 60 cm 3, totalmente submerso, está atado ao fundo de um recipiente cheio de água por meio de um fio de massa desprezível. O fio é cortado e o bloco emerge na superfície com 1/4 de seu volume fora da água. Sendo g = 10 m/s2 a aceleração da gravidade e d = 1 g/cm3 a massa específica da água, calcule a) a massa específica do bloco. b) a tração no fio, antes de ser cortado. 16-(UFRJ-RJ) Dois recipientes idênticos estão cheios de água até a mesma altura. Uma esfera metálica é colocada em um deles, vai para o fundo e ali permanece em repouso. No outro recipiente, é posto um barquinho que termina por flutuar em repouso com uma parte submersa. Ao final desses procedimentos, volta-se ao equilíbrio hidrostático e observa-se que os níveis da água nos dois recipientes subiram até uma mesma altura. Indique se, na situação final de equilíbrio, o módulo E e do empuxo sobre a esfera é maior, menor ou igual ao módulo Eb do empuxo sobre o barquinho. Justifique sua resposta. 17-(FUVEST-SP) Um recipiente, contendo determinado volume de um líquido, é pesado em uma balança (situação 1). Para testes de qualidade, duas esferas de mesmo diâmetro e densidades diferentes, sustentadas por fios, são sucessivamente colocadas no líquido da situação 1. Uma delas é mais densa que o líquido (situação 2) e a outra menos densa que o líquido (situação 3). Os valores indicados pela balança, nessas três pesagens, são tais que 18-(UNIFESP-SP) Em uma atividade experimental, um estudante pendura um pequeno bloco metálico em um dinamômetro. Em seguida, ele imerge inteiramente o bloco pendurado em um determinado líquido contido em uma proveta; o bloco não encosta nem no fundo nem nas paredes da proveta. Por causa dessa imersão, o nível do líquido na proveta sobe 10 cm 3 e a marcação do dinamômetro se reduz em 0,075 N. a) Represente o bloco imerso no líquido e as forças exercidas sobre ele, nomeando-as. b) Determine a densidade do líquido. Adote g = 10 m/s2. 19-(UNIFESP-SP) Uma garota de 24 kg vê um vendedor de bexigas infladas com gás hélio e pede à mãe 10 delas. A mãe compra apenas uma, alegando que, se lhe desse todas, a menina seria erguida do solo por elas. Inconformada com a justificativa, a menina queixa-se à sua irmã, que no momento estudava empuxo, perguntando-lhe qual seria o número máximo daquelas bexigas que ela poderia segurar no solo. Considerando o volume médio de cada bexiga, 2 litros, estime o número mínimo de bexigas necessário para levantar a garota. Em seus cálculos, considere a massa específica do ar igual a 1,2 kg/m3, 1 litro = 10-3 m3, g=10m/s2 e despreze as massas do gás e das bexigas. 20-(UNIFESP-SP-09) Uma pessoa com massa de 80 kg, suspensa por um cabo de massa e volume desprezíveis, atado a um dinamômetro, é colocada em um tanque com água de tal forma que fique ereta, na posição vertical e completamente imersa. Considerando que a massa específica da água é de 103 kg/m3, que a pressão atmosférica local é de 1,0 × 105 N/m3 e a aceleração da gravidade g = 10 m/s2 e que a água e a pessoa estão em repouso em relação ao tanque, calcule: a) A pressão externa nos pés dessa pessoa, que se encontram 2,0 m abaixo do nível da água. 50 b) O volume da pessoa, se o peso aparente registrado pelo dinamômetro é de 40 N. 21-(ENEM-MEC-2010) O controle de qualidade é uma exigência da sociedade moderna na qual os bens de consumo são produzidos em escala industrial. Nesse controle de qualidade são determinados parâmetros que permitem checar a qualidade de cada produto. O álcool combustível éum produto de amplo consumo muito adulterado, pois recebe adição de outros materiais para aumentar a margem de lucro de quem o comercializa. De acordo com a agência nacional de petróleo (ANP), o álcool combustível deve ter densidade entre 0,805g/cm3 e 0,811g/cm3. Em algumas bombas de combustível a densidade do álcool pode ser verificada por meio de um densímetro similar ao indicado na figura abaixo, que consiste em duas bolas com valores de densidades diferentes e verifica quando o álcool está fora da faixa permitida. Na imagem, são apresentadas situações descritas para três amostras de álcool combustível. A respeito das amostras ou do densímetro, pode-se afirmar que: a) a densidade da bola escura deve ser igual a 0,811g/cm 3. b) a amostra 1 possui densidade menor que a permitida. c) a bola clara tem densidade igual à densidade da bola escura. d) a amostra que está dentro do padrão estabelecido é a de número 2. e) o sistema poderia ser feito com uma única bola de densidade entre 0,805g/cm3 e 0,811g/cm3. 22-(CFT-MG-010) Uma criança boiando na água de uma piscina, ao inspirar o ar e mantêlo, por alguns segundos, preso nos pulmões, percebe sua elevação em relação ao nível da água. Esse fato pode ser descrito pela(o) a) aumento do peso da água deslocada. b) aumento do empuxo da água da piscina. c) diminuição da densidade média da criança. d) diminuição da densidade da água da piscina. 23-(UFMS-MS-010) Dois fluidos, A e B, não miscíveis foram despejados no interior de um tubo em forma de U, e após o equilíbrio encontram-se como mostra a figura. Três pares de pontos (1 e 2); (3 e 4) e (5 e 6) estão imersos nos fluidos e em níveis diferentes, e cada par está no mesmo nível. Com fundamentos na mecânica dos fluidos, assinale a(s) proposição(ões) correta(s). 01) A densidade do fluido B é maior que a densidade do fluido A. 02) A pressão no ponto 2 é maior que a pressão no ponto 1. 04) A pressão no ponto 5 é maior que no ponto 6. 08) Um corpo totalmente imerso no fluido B ficará submetido a um empuxo menor do que quando esse mesmo corpo estiver totalmente imerso no fluido A. 16) A pressão no ponto 3 é igual à pressão no ponto 4. 24-(UFG-GO-010) Uma placa polar após se desprender do continente gelado fica com altura média de 100 m acima do nível da água e permanece à deriva em mar aberto como um iceberg. Ao avistar esse bloco de gelo, a tripulação de um navio avalia, usando um GPS, que ele tem cerca de 30,0 km2 de área. Calcule o volume submerso do iceberg, considerando que a razão da sua densidade pela densidade da água é ρiceberg/ρágua=0,90. RESPOSTAS 01- R- C 02- R- C 03- (01+02+04+16)=23 04- R- C 05- R- A 06- R- E 07- R- E 08- R- (4 + 8)=12 09- (01 + 04 + 16)=21 10- R- C 11-a) Sim b) Não depende.c) Ponto C, 12-R-E 13- Ambos aumentaram o empuxo sobre a massa. Arquimedes aumentou a densidade do líquido e Ulisses aumentou o volume de líquido deslocado. 14- R- A 15- b) db=0,75.103kg/m3 ou db=7,5.102kg/m3 ou db=0,75g/cm3 a) T=0,15N ou T=1,5.10-1N 16- Ee = Eb . 17- R- B 18- b) d=7,5.102kg/m3 19n=10.000 bexigas 20- a) P=1,2.105Nm2 b)V=760.10-4m3=76L 21- R- D 22- R- C 23- R- (02 + 08 + 16) = 26 24- 27 km3. CALOR E TEMPERATURA: CONCEITOS INICIAIS 01-(CEFET-SP) Calor é: a) energia em trânsito de um corpo para outro, quando entre eles há diferença de temperatura b) medido em graus Celsius c) uma forma de energia que não existe nos corpos frios d) uma forma de energia que se atribui aos corpos quentes e) o mesmo que temperatura 02-(PUCCAMP-SP) Sobre o conceito de calor pode-se afirmar que se trata de uma: a) medida da temperatura do sistema. b) forma de energia em trânsito. c) substância fluida. d) quantidade relacionada com o atrito. e) energia que os corpos possuem. 03-(UFP-RS) Considere as afirmações a seguir: I. Quando dois corpos estão em equilíbrio térmico, ambos possuem a mesma quantidade de calor. 51 II. Quando dois corpos estão em equilíbrio térmico, ambos possuem a mesma temperatura. III. Calor é transferência de temperatura de um corpo para outro. IV. Calor é uma forma de energia em trânsito Das afirmações acima, pode-se dizer que: a) I, II, III e IV são corretas b) I, II, III são corretas c) I, II e IV são corretas d) II e IV são corretas e) II e III são corretas 04-(OSEC-SP) O fato de o calor passar de um corpo para outro deve-se a: a) quantidade de calor existente em cada um. b) diferença de temperatura entre eles. c) energia cinética total de suas moléculas. d) o número de calorias existentes em cada um. e) nada do que se afirmou acima é verdadeiro. 05-(AFA-SP) Assinale a alternativa que define corretamente calor. a) Trata-se de um sinônimo de temperatura em um sistema. b) É uma forma de energia contida no sistema. c) É uma energia em trânsito, de um sistema a outro, devido à diferença de temperatura entre eles. d) É uma forma de energia superabundante nos corpos quentes. e) É uma forma de energia em trânsito do corpo mais frio para o corpo mais quente. 06-(PUC-MG) Se ocorre troca de calor entre dois corpos, é correto dizer que, no início desse processo, são diferentes: a) Suas massas. b) Suas capacidades térmicas. c) Seus calores específicos. d) Suas temperaturas. 07-(UFV-MG) Quando dois corpos de materiais diferentes estão em equilíbrio térmico, isolados do meio ambiente, pode-se afirmar que: a) o mais quente é o que possui menor massa. b) apesar do contato, suas temperaturas não variam. c) o mais quente fornece calor ao mais frio. d) o mais frio fornece calor ao mais quente e) suas temperaturas dependem de suas densidades 08-(MACKENZIE-SP) O célebre físico irlandês William Thomson, que ficou mundialmente conhecido pelo título de lord Kelvin. Entre tantos trabalhos que desenvolveu "criou" a escala termométrica absoluta. Essa escala, conhecida por escala Kelvin, conseqüentemente não admite valores negativos, e para tanto, estabeleceu como zero o estado de repouso molecular. Conceitualmente sua colocação é consistente, pois a temperatura de um corpo se refere à medida: a) da quantidade de movimento das moléculas do corpo. b) da quantidade de calor do corpo. c) da energia térmica associada ao corpo. d) da energia térmica das moléculas do corpo. e) do grau de agitação das moléculas do corpo. 09-(FEI-SP) Um sistema isolado termicamente do meio possui três corpos, um de ferro, um de alumínio e outro de cobre. Após um certo tempo verifica-se que as temperaturas do ferro e do alumínio aumentaram. Podemos concluir que: a) o corpo de cobre também aumentou a sua temperatura. b) o corpo de cobre ganhou calor do corpo de alumínio e cedeu calor para o corpo de ferro. c) o corpo de cobre cedeu calor para o corpo de alumínio e recebeu calor do corpo de ferro. d) o corpo de cobre permanece com a mesma temperatura. e) o corpo de cobre diminuiu a sua temperatura. 10- (FATEC-SP) Um sistema A está em equilíbrio térmico com outro B e este não está em equilíbrio térmico um outro C. Então, podemos dizer que: a) os sistemas A e C possuem a mesma quantidade de calor. b) a temperatura de A é diferente da de B. c) os sistemas A e B possuem a mesma temperatura. d) a temperatura de B é diferente da de C, mas C pode ter temperatura igual à do sistema A. e) nenhuma das anteriores. 11-(UEPB-PB) Numa aula de Física, um aluno é convocado para explicar fisicamente o que acontece quando um pedaço de ferro quente é colocado dentro de recipiente contendo água fria. Ele declara: “ o ferro é quente porque contém muito calor. A água é mais fria que o ferro porque contém menos calor que ele. Quando os dois ficam juntos, parte do calor contido no ferro passa para a água, até que eles fiquem com o mesmo nível de calor... e, é aí que eles ficam em equilíbrio”. Tendo como referência as declarações do aluno e considerando os conceitos cientificamente corretos, analise as seguintes proposições: I. Segundo o conceito atual de calor, a expressão: “ O ferro é quente porque contém muito calor”, está errada. II. Em vez de declarar: “... parte do calor contido no ferro passa para a água”, o aluno deveria dizer que “ existe uma transferência de temperatura entre eles”. III. “ ... até que eles fiquem com o mesmo nível de calor...e, aí é que eles ficam em equilíbrio” ´correto, pois quando dois corpos atingem o equilíbrio térmico seu calores específicos se igualam. Assinale a alternativa correta: a) Todas as proposições são verdadeiras b) Apenas a proposição I é verdadeira c) Apenas a proposição II é verdadeira d) Apenas a proposição III é verdadeira e) Apenas as proposições I e III são verdadeiras. 52 12-(UFRGS) Para que dois corpos possam trocar calor é necessário que: I - estejam a diferentes temperaturas. II - tenham massas diferentes. III - exista um meio condutor de calor entre eles. Dessas afirmações, é (são) correta(s)? a) apenas a I. b) apenas a II. c) apenas a I e a II. d) apenas a I e a III. e) todas. 13-(UFSCAR-SP) Dois corpos A e B, de massas mA e mB, estão inicialmente às temperaturas tA e tB, respectivamente, com tA ≠ tB. Num dado instante, eles são postos em contato térmico. Após atingir o equilíbrio térmico, teremos: a) t’A > t’B b) t’A < t’B c) t’A = t’B d) n.d.a. 14- Um termômetro é encerrado dentro de um bulbo de vidro onde se faz vácuo. Suponha que o vácuo seja perfeito e que o termômetro esteja marcando a temperatura ambiente, 25°C. Depois de algum tempo, a temperatura ambiente se eleva a 30°C. Observa-se, então, que a marcação do termômetro a) eleva-se também, e tende a atingir o equilíbrio térmico com o ambiente. b) mantém-se a 25°C, qualquer que seja a temperatura ambiente. c) tende a reduzir-se continuamente, independente da temperatura ambiente. d) vai se elevar, mas nunca atinge o equilíbrio térmico com o ambiente. e) tende a atingir o valor mínimo da escala do termômetro. 15-(UNESP-SP) Quando uma enfermeira coloca um termômetro clínico de mercúrio sob a língua de um paciente, por exemplo, ela sempre aguarda algum tempo antes de fazer a sua leitura. Esse intervalo de tempo é necessário. a) para que o termômetro entre em equilíbrio térmico com o corpo do paciente. b) para que o mercúrio, que é muito pesado, possa subir pelo tubo capilar. c) para que o mercúrio passe pelo estrangulamento do tubo capilar. d) devido à diferença entre os valores do calor específico do mercúrio e do corpo humano. e) porque o coeficiente de dilatação do vidro é diferente do coeficiente de dilatação do mercúrio. 16-(UNIFESP-SP) O SI (Sistema Internacional de unidades) adota como unidade de calor o joule, pois calor é energia. No entanto, só tem sentido falar em calor como energia em trânsito, ou seja, energia que se transfere de um corpo a outro em decorrência da diferença de temperatura entre eles. Assinale a afirmação em que o conceito de calor está empregado corretamente. a) A temperatura de um corpo diminui quando ele perde parte do calor que nele estava armazenado. b) A temperatura de um corpo aumenta quando ele acumula calor. c) A temperatura de um corpo diminui quando ele cede calor para o meio ambiente. d) O aumento da temperatura de um corpo é um indicador de que esse corpo armazenou calor. e) Um corpo só pode atingir o zero absoluto se for esvaziado de todo o calor nele contido. RESPOSTAS 01- R- A 05- R- C 09- R- E 13- R- C 02- R- B 06- R- D 10- R- C 14- R- A 03- R- D 07- R- B 11-R- B 15- R- A 04- R- B 08- R- E 12- R- A 16- R- C MEDIDAS DE TEMPERATURA E ESCALAS TERMOMÉTRICAS 01-(FATEC-SP) Lord Kelvin (título de nobreza dado ao célebre físico William Thompson, 1824-1907) estabeleceu uma associação entre a energia de agitação das moléculas de um sistema e a sua temperatura. Deduziu que a uma temperatura de -273,15 ºC, também chamada de zero absoluto, a agitação térmica das moléculas deveria cessar. Considere um recipiente com gás, fechado e de variação de volume desprezível nas condições do problema e, por comodidade, que o zero absoluto corresponde a –273 ºC. É correto afirmar: a) O estado de agitação é o mesmo para as temperaturas de 100 ºC e 100 K. b) À temperatura de 0 ºC o estado de agitação das moléculas é o mesmo que a 273 K. c) As moléculas estão mais agitadas a –173oC do que a –127 ºC. d) A -32 ºC as moléculas estão menos agitadas que a 241 K. e) A 273 K as moléculas estão mais agitadas que a 100 ºC. 02-(PUC-RJ) Podemos caracterizar uma escala absoluta de temperatura quando : a) dividimos a escala em 100 partes iguais. b) associamos o zero da escala ao estado de energia cinética mínima das partículas de um sistema. c) associamos o zero da escala ao estado de energia cinética máxima das partículas de um sistema. d) associamos o zero da escala ao ponto de fusão do gelo. e) associamos o valor 100 da escala ao ponto de ebulição da água. 03-(UNIFESP-SP) O texto a seguir foi extraído de uma matéria sobre congelamento de cadáveres para sua preservação por muitos anos, publicada no jornal O Estado de S. Paulo de 21.07.2002. Após a morte clínica, o corpo é resfriado com gelo. Uma injeção de anticoagulantes é aplicada e um fluido especial é bombeado para o coração, espalhando-se pelo corpo e empurrando para fora os fluidos naturais. O corpo é colocado numa câmara com gás nitrogênio, onde os fluidos endurecem em vez de congelar. Assim que atinge a temperatura de –321º, o corpo é levado para um tanque de nitrogênio líquido, onde fica de cabeça para 53 baixo. Na matéria, não consta a unidade de temperatura usada. Considerando que o valor indicado de –321º esteja correto e que pertença a uma das escalas, Kelvin, Celsius ou Fahrenheit, pode-se concluir que foi usada a escala: a) Kelvin, pois trata-se de um trabalho científico e esta é a unidade adotada pelo Sistema Internacional. b) Fahrenheit, por ser um valor inferior ao zero absoluto e, portanto, só pode ser medido nessa escala. c) Fahrenheit, pois as escalas Celsius e Kelvin não admitem esse valor numérico de temperatura. d) Celsius, pois só ela tem valores numéricos negativos para a indicação de temperaturas. e) Celsius, por tratar-se de uma matéria publicada em língua portuguesa e essa ser a unidade adotada oficialmente no Brasil. 04-(CEFET-MG) Em um determinado dia, a temperatura mínima em Belo Horizonte foi de 15 °C e a máxima de 27 °C. A diferença entre essas temperaturas, na escala kelvin, é de a) 12. b) 21. c) 263. d) 285. 09-(UFPEL-RS) É comum, no painel de informações das cabines dos aviões, estar registrada a temperatura externa de duas maneiras: em graus Celsius e em Fahrenheit.Assinale a alternativa com o gráfico que representa corretamente as temperaturas registradas para o ar, no painel do avião, quando ele se desloca do solo ao topo das nuvens. 10-(CPS-SP) Um estudante paulista resolve construir um termômetro e criar uma escala termométrica arbitrária "SP" utilizando a data da fundação da cidade de São Paulo, 25 de janeiro de 1554. Adotou como ponto fixo do gelo o número 25 e como ponto fixo do vapor o número 54. A relação de conversão entre as escala "Celsius" e "SP" é: a) tc/50 = (tsp - 25)/29 b) tc/100 = (tsp - 54)/29 c) tc/100 = (tsp - 25)/29 d) tc/100 = (tsp - 25)/79 e) tc/50 = (tsp - 25)/54 11-(FATEC-SP) A temperatura em que a indicação da escala Fahrenheit é o dobro da indicação da escala Celsius é: a) 160°C b) 160°F c) 80°C d) 40°F e) 40°C e) 24 05-(UFB) A areia de uma praia sofre um aquecimento de 40°C. Se este aquecimento fosse acompanhado pela escala fahrenheit qual seria a variação nesta escala? 06-(FATEC-SP) A distância entre dois graus Celsius inteiros é igual a 9/5 da mesma distância entre dois graus Fahrenheit. Em relação a distância entre dois graus Kelvin inteiros, como fica da distância entre dois graus Celsius inteiros? 07-(UFB) Determine a temperatura que apresenta a mesma indicação nas escalas: a) Celsius e Fahrenheit b) Celsius e Kelvin 08-(UFRRJ-RJ) Um mecânico, medindo a temperatura de um dispositivo do motor do carro de um turista americano, usou um termômetro cuja leitura digital foi de 92°C. Para que o turista entendesse melhor a temperatura, o mecânico teve de converter a unidade de temperatura para Fahrenheit. Qual foi o valor da temperatura após esta conversão? 12-(PUC-SP) O gráfico representa a relação entre a temperatura medida em uma escala de temperatura hipotética W e a temperatura medida na escala Celsius, sob pressão normal. A temperatura de fusão do gelo e a de ebulição da água são, em graus W, respectivamente iguais a a) - 40 e 40 b) - 40 e 110 c) 20 e 110 d) - 40 e 100 e) 20 e 100 13-(FMTM-MG) A fim de diminuir o risco de explosão durante um incêndio, os botijões de gás possuem um pequeno pino com aspecto de parafuso, conhecido como plugue fusível. Uma vez que a temperatura do botijão chegue a 172ºF, a liga metálica desse dispositivo de segurança se funde, permitindo que o gás escape. Em termos de nossa escala habitual, o derretimento do plugue fusível ocorre, aproximadamente, a 54 a) 69ºC. b) 78ºC. c) 85ºC. d) 96ºC. e) 101ºC. 14-(UNIFAP-AP) Astrônomos da Nasa descobriram, com a ajuda do telescópio espacial Chandra, uma estrela de nêutrons a 9,5.1010 milhões de quilômetros da Terra que passa por um processo súbito de esfriamento. Identificada pela primeira vez por astrônomos asiáticos, em 1181, essa estrela, denominada pulsar 3C58, deveria ter uma temperatura de cerca de 1,5 milhão de graus Celsius. Mas os cientistas descobriram, para seu espanto, que a estrela de nêutrons é bem mais fria do que isso. Em pouco mais de 800 anos, a superfície do pulsar 3C58 resfriou-se para uma temperatura de, aproximadamente, 1 milhão de graus Celsius. (Adaptado de Folha Online – 16/12/2004 –16h47). De acordo com as informações, a diferença entre a temperatura esperada da estrela e aquela determinada pelos cientistas é cerca de 500 mil graus Celsius. Que variação de temperatura, na escala absoluta (Kelvin), corresponde uma variação de 500 mil graus Celsius? RESPOSTAS 01- R- B 02- R- B 03- R-C 04- R- A 05- X=72oF 06- também de 1 grau na Kelvin. 07- a) -40oC,oF b) jamais indicarão o mesmo número. 08- F=197,6oF 09- R- A 10- R- C 11- R- A 12- R- B 13- R- B 14- R- B CALOR E SUA PROPAGAÇÃO 01-(UFB) Meu gatinho Mingau parece estar gostando de tomar Sol. De que modo está recebendo o calor? Explique esse processo de transmissão. 02-(ENEM-MEC) O resultado da conversão direta de energia solar é uma das várias formas de energia alternativa de que se dispõe. O aquecimento solar é obtido por uma placa escura coberta por vidro, pela qual passa um tubo contendo água. A água circula, conforme mostra o esquema abaixo. Fonte: Adaptado de PALZ, Wolfgang, "Energia solar e fontes alternativas". Hemus, 1981. São feitas as seguintes afirmações quanto aos materiais utilizados no aquecedor solar: I. o reservatório de água quente deve ser metálico para conduzir melhor o calor. II. a cobertura de vidro tem como função reter melhor o calor, de forma semelhante ao que ocorre em uma estufa. III. a placa utilizada é escura para absorver melhor a energia radiante do Sol, aquecendo a água com maior eficiência. Dentre as afirmações acima, pode-se dizer que, apenas está(ão) correta(s): a) I b) I e II c) II d) I e III e) II e III 03-Um ventilador de teto, fixado acima de uma lâmpada incandescente, apesar de desligado, gira lentamente algum tempo após a lâmpada estar acesa. Esse fenômeno é devido à: a) convecção do ar aquecido b) condução do calor c) irradiação da luz e do calor d) reflexão da luz e) polarização da luz. 04-(ENEM-MEC) Uma garrafa de vidro e uma lata de alumínio, cada uma contendo 330mL de refrigerante, são mantidas em um refrigerador pelo mesmo longo período de tempo. Ao retirá-las do refrigerador com as mãos desprotegidas, tem-se a sensação de que a lata está mais fria que a garrafa. É correto afirmar que: a) a lata está realmente mais fria, pois a cidade calorífica da garrafa é maior que a da lata. b) a lata está de fato menos fria que a garrafa, pois o vidro possui condutividade menor que o alumínio. c) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, possuem a mesma condutividade térmica, e a sensação deve-se à diferença nos calores específicos. d) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, e a sensação é devida ao fato de a condutividade térmica do alumínio ser maior que a do vidro. e) a garrafa e a lata estão à mesma temperatura, e a sensação é devida ao fato de a condutividade térmica do vidro ser maior que a do alumínio. 05-(UFCAR-SP) Nas geladeiras o congelador encontra-se na parte superior. Nos pólos, as construções são feitas sob o gelo. Os viajantes do deserto do Saara usam roupas de lã durante o dia e à noite. Relativamente ao texto acima, qual das afirmações abaixo não é correta? a) O gelo é mau condutor de calor. b) A lã evita o aquecimento do viajante do deserto durante o dia e o resfriamento durante a noite. c) A lã impede o fluxo de calor por condução e diminui as correntes de convecção. d) O gelo, sendo um corpo a 0ºC, não pode dificultar o fluxo de calor. e) O ar é um ótimo isolante para o calor transmitido por condução, porém favorece muito a transmissão do calor por convecção. 55 06-(ENEM-MEC) Numa área de praia, a brisa marítima é uma conseqüência da diferença no tempo de aquecimento do solo e da água, apesar de ambos estarem submetidos às mesmas condições de irradiação solar. No local (solo) que se aquece mais rapidamente, o ar fica mais quente e sobe, deixando uma área de baixa pressão, provocando o deslocamento do ar da superfície que está mais fria (mar). I - Para que um pedaço de carne cozinhe mais rapidamente, pode-se introduzir nele um espeto metálico. Isso se justifica pelo fato de o metal ser um bom condutor de calor. II - Os agasalhos de lã dificultam a perda de energia (na forma de calor) do corpo humano para o ambiente, devido ao fato de o ar aprisionado entre suas fibras ser um bom isolante térmico. III - Devido à condução térmica, uma barra de metal mantém-se a uma temperatura inferior à de uma barra de madeira colocada no mesmo ambiente. 09-(UFSM-RS) "Os habitantes dos cerritos, com o tempo, foram aprendendo a plantar e a moldar potes de barro cozido." Os índios usavam panelas de barro. Modernamente usamos panelas de metais, como alumínio e aço inoxidável, com cabos de À noite, ocorre um processo inverso ao que se verifica durante o dia. Como a água leva mais tempo para esquentar (de dia), mas também leva mais tempo para esfriar (à noite), o fenômeno noturno (brisa terrestre) pode ser explicado da seguinte maneira: a) O ar que está sobre a água se aquece mais; ao subir, deixa uma área de baixa pressão, causando um deslocamento de ar do continente para o mar. b) O ar mais quente desce e se desloca do continente para a água, a qual não conseguiu reter calor durante o dia. c) O ar que está sobre o mar se esfria e dissolve-se na água; forma-se, assim, um centro de baixa pressão, que atrai o ar quente do continente. d) O ar que está sobre a água se esfria, criando um centro de alta pressão que atrai massas de ar continental. e) O ar sobre o solo, mais quente, é deslocado para o mar, equilibrando a baixa temperatura do ar que está sobre o mar. 07-(UEA-AM) Os exaustores na foto abaixo são dispositivos usados para retirar o ar quente do interior de um ambiente, sem qualquer acionamento artificial. Mesmo assim, as hélices dos exaustores giram. Uma explicação correta para o movimento das hélices é: a) a passagem do ar quente da parte interna para a externa, através do exaustor. b) a passagem do ar quente da parte externa para a interna, através do exaustor. c) a passagem do ar frio da parte externa para a interna, através do exaustor. d) a propagação do calor por condução da parte interna para o meio exterior. e) a propagação do calor por irradiação da parte interna para o meio exterior. madeira ou baquelite. Os metais são ________________ de energia na forma de calor, pois possuem ___________ condutividade térmica. O material do cabo possui ___________ condutividade térmica. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas. a) bons condutores - baixa – baixa b) maus condutores - baixa – alta c) bons condutores - alta – alta d) maus condutores - baixa – baixa e) bons condutores - alta - baixa 10-(UFJF) Há pessoas que preferem um copo de cerveja com colarinho e outras sem o colarinho. O colarinho é espuma que contém ar em seu interior. Considere que a cerveja seja colocada num copo com isolamento térmico. Do ponto de vista físico, a função do colarinho pode ser: a) apenas estética. b) a de facilitar a troca de calor com o meio. c) a de atuar como um condutor térmico. d) a de atuar como um isolante térmico. e) nenhuma. 11-(UFMG) No verão, Tia Maria dorme coberta somente com um lençol de algodão, enquanto, no inverno, ela se cobre com um cobertor de lã. No inverno, a escolha do cobertor de lã justifica-se, PRINCIPALMENTE, porque este: a) é mais quente que o lençol de algodão. b) é pior transmissor de calor que o lençol de algodão. c) se aquece mais rápido que o lençol de algodão. d) tem mais calor acumulado que o lençol de algodão. X 08-(PUC-SP) Analise as afirmações referentes à condução térmica: 56 12-(CPS-SP) Ana, após ouvir atentamente uma reportagem sobre "Caminhar para desestressar", decide seguir essa prática. Assim, caminha 9 km indo de seu trabalho, localizado na região central, até sua residência, localizada na região residencial suburbana. Neste percurso, ela passa pela região residencial urbana e pelo parque, gastando um tempo de 2,5 h. Tendo como base o esquema gráfico e considerando que a temperatura interna de Ana permaneça constante durante todo o percurso, pode-se afirmar que a) ocorre menos transferência de calor entre Ana e o ambiente na região central. b) a maior transferência de calor entre Ana e o ambiente ocorre na região residencial urbana. c) durante o percurso, a menor troca de calor entre Ana e o ambiente ocorre na região do parque. d) na região rural é onde há a possibilidade de uma maior troca de calor entre Ana e o ambiente. e) a diferença de temperatura entre as regiões não interfere na transferência de calor entre Ana e o ambiente. 13-(UFMG-MG) Depois de assar bolinhos em um forno a gás, Zulmira observa que ela queima a mão ao tocar no tabuleiro, mas não a queima ao tocar nos bolinhos. Considerando-se essa situação, é CORRETO afirmar que isso ocorre porque a) a capacidade térmica do tabuleiro é maior que a do bolinho. b) a transferência de calor entre o tabuleiro e a mão é mais rápida que entre o bolinho e a mão. c) o bolinho esfria mais rapidamente que o tabuleiro, depois de os dois serem retirados do forno. d) o tabuleiro retém mais calor que o bolinho. 14-(PUC-SP) Calor é uma forma de energia que se transfere de um corpo para outro em virtude de uma diferença de temperatura entre eles. Há três processos de propagação de calor: condução, convecção e radiação. Em relação à transferência de calor, afirma-se que: I. Em dias frios, os pássaros costumam eriçar suas penas para acumular ar entre elas. Nesse caso, o ar acumulado constitui-se em um bom isolante térmico diminuindo as trocas de calor, por condução, com o ambiente. II. Correntes de convecção na atmosfera costumam ser aproveitadas por aviões planadores e asas delta para ganharem altura. Tais correntes são originadas por diferenças de temperaturas entre duas regiões quaisquer da Terra. III. As paredes internas das garrafas térmicas são espelhadas com o objetivo de diminuir as trocas de calor por radiação. Está correto o que se afirma em a) I, II e III. B) apenas I e II. c) apenas I e III. d) apenas II e III. e) apenas III. 15-(UFG-GO) Estufas rurais são áreas limitadas de plantação cobertas por lonas plásticas transparentes que fazem, entre outras coisas, com que a temperatura interna seja superior à externa. Isso se dá porque: a) o ar aquecido junto à lona desce por convecção até as plantas. b) as lonas são mais transparentes às radiações da luz visível que às radiações infravermelhas. c) um fluxo líquido contínuo de energia se estabelece de fora para dentro da estufa. d) a expansão do ar expulsa o ar frio para fora da estufa. e) o ar retido na estufa atua como um bom condutor de calor, aquecendo o solo. 16-(UFMS-MS) Em uma sauna, ligada há muito tempo de forma que a temperatura permaneça constante, uma pessoa sente queimar a pele quando se encosta numa cabeça de prego mal cravado na madeira. No entanto, o ar dentro da sauna não lhe queima a pele. Assinale a(s) alternativa(s) correta(s). (01) A cabeça do prego queima a pele mais do que o ar porque está a uma temperatura maior que a do ar dentro da sauna. (02) A cabeça do prego queima a pele mais do que o ar porque o material do prego é mais condutor de calor que o ar. (04) A cabeça do prego queima a pele mais do que o ar porque o calor específico do prego é maior que o do ar contido na sauna. (08) A cabeça do prego queima a pele mais do que o ar porque está a uma temperatura maior e transfere calor mais rapidamente do que a temperatura do ar. (16) A cabeça do prego queima a pele mais do que o ar porque o ar é melhor isolante térmico que o material do prego. 17-(ENEM-MEC) O uso mais popular de energia solar está associado ao fornecimento de água quente para fins domésticos. Na figura a seguir, é ilustrado um aquecedor de água constituído de dois tanques pretos dentro de uma caixa termicamente isolada e com cobertura de vidro, os quais absorvem energia solar. 57 A. Hinrichs e M. Kleinbach. "Energia e meio ambiente". São Paulo: Thompson, 3• ed., 2004, p. 529 (com adaptações). Nesse sistema de aquecimento, a) os tanques, por serem de cor preta, são maus absorvedores de calor e reduzem as perdas de energia. b) a cobertura de vidro deixa passar a energia luminosa e reduz a perda de energia térmica utilizada para o aquecimento. c) a água circula devido à variação de energia luminosa existente entre os pontos X e Y. d) a camada refletiva tem como função armazenar energia luminosa. e) o vidro, por ser bom condutor de calor, permite que se mantenha constante a temperatura no interior da caixa. 18-(UFPR-PR) Com relação aos processos de transferência de calor, considere as seguintes afirmativas: 1. A condução e a convecção são processos que dependem das propriedades do meio material no qual ocorrem. 2. A convecção é um processo de transmissão de calor que ocorre somente em metais. 3. O processo de radiação está relacionado com a propagação de ondas eletromagnéticas. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira. b) Somente a afirmativa 2 é verdadeira. c) Somente a afirmativa 3 é verdadeira. d) Somente 1 e 3 são verdadeiras. e) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. 19-(CFT-PR) Analise as situações a seguir descritas, considerando-se o processo de transferência de calor relacionado a cada uma delas: I - Um legume se aquece ao ser colocado dentro de uma panela com água fervente. II - O congelador, localizado na parte superior de uma geladeira, resfria todo o interior da mesma. III - Os componentes eletrônicos de aparelhos, em funcionamento, de uma estação espacial, transmitem calor para o espaço. As situações I, II e III correspondem, respectivamente, aos processos de a) condução, convecção e condução. b) convecção, radiação e convecção. c) condução, convecção e radiação. d) radiação, condução e radiação. 20-(CFT-CE) Na figura a seguir tem-se um dispositivo que nos ajuda a entender as formas pelas quais o calor se propaga. Observa-se que, em um local livre de correntes de ar, ao ligar a lâmpada transformação de energia elétrica em térmica -, a ventoinha acima da lâmpada começa a girar. Isto deve-se, principalmente, devido à(às): a) irradiação térmica próxima à lâmpada aquecida b) convecção térmica do ar próximo à lâmpada aquecida c) condução térmica que predomina nos metais d) força de atração gravitacional entre a ventoinha e a lâmpada e) forças de ação e de reação 21-(ENEM-MEC) A refrigeração e o congelamento de alimentos são responsáveis por uma parte significativa do consumo de energia elétrica numa residência típica. Para diminuir as perdas térmicas de uma geladeira, podem ser tomados alguns cuidados operacionais: I – Distribuir os alimentos nas prateleiras deixando espaços vazios entre eles, para que ocorra a circulação do ar frio para baixo e do quente para cima. II – Manter as paredes do congelador com camada bem espessa de gelo, para que o aumento da massa de gelo aumente a troca de calor no congelador. III – Limpar o radiador (“grade” na parte de trás) periodicamente, para que a gordura e a poeira que nele se depositam não reduzam a transferência de calor o ambiente. Para uma geladeira tradicional é correto indicar, apenas, a) a operação I b) a operação II c) as operações I e II d) as operações I e III e) as operações II e III 22-(UFMG-MG) Em uma experiência, colocam-se gelo e água em um tubo de ensaio, sendo o gelo mantido no fundo por uma tela de metal. O tubo de ensaio é aquecido conforme a figura. Embora a água ferva, o gelo não se funde imediatamente. As afirmações abaixo referem-se a esta situação: I – Um dos fatores que contribuem para que o gelo não se funda é o de que a água quente é menos densa que a água fria. II – Um dos fatores que concorre para a situação observada é o de que o vidro é bom isolante térmico. III – Um dos fatores para que o gelo não se funda é o de que água é bom isolante térmico. 58 a) somente I é correta. d) todas são corretas. b) somente II é correta. e) n.d.a. c) somente III é correta 23-(UFRRJ-RJ) A garrafa térmica é um reservatório utilizado na maioria das residências, escritórios, etc. Sua função é o de conservar líquidos frios ou quentes, impedindo ou, pelo menos, diminuindo as trocas térmicas entre o líquido e o meio exterior. O processo físico que melhor explica a conservação térmica dos líquidos dentro da garrafa térmica é o a) isotérmico. b) isobárico. c) isométrico. d) adiabático. e) isotérmico e o isobárico. b) a sensação de que as temperaturas são diferentes não representa a realidade física, uma vez que a cerâmica tem uma capacidade calorífica menor que a madeira. c) a sensação de que as temperaturas são diferentes de fato representa a realidade física, uma vez que a condutividade térmica da cerâmica é maior que a da madeira. d) a sensação de que as temperaturas são diferentes não representa a realidade física, uma vez que a condutividade térmica da cerâmica é maior que a da madeira. e) não há elementos físicos suficientes para afirmar se a sensação térmica corresponde ou não à realidade, uma vez que para tanto seria necessário saber os calores específicos da cerâmica, da madeira e também da pele humana. 24-(PUC-MG) Uma garrafa térmica tem paredes prateadas e duplas com vácuo no espaço intermediário. A vantagem de se fabricarem garrafas térmicas assim é porque as paredes prateadas: a) absorvem o calor e o vácuo é um ótimo isolante térmico. b) são altamente refletoras e o vácuo, um ótimo isolante térmico. c) absorvem o calor e o vácuo é um excelente condutor. d) são altamente refletoras e o vácuo é um excelente condutor. 27-(PUC-RS) Numa cozinha, é fácil constatar que a temperatura é mais elevada próximo ao teto do que próximo ao chão, quando há fogo no fogão. Isso é devido ao fato de o: a) calor não se propagar para baixo. b) calor não se propagar horizontalmente. c) ar quente subir, por ser menos denso que o ar frio. d) ar quente subir, por ser mais denso que o ar frio. e) ar frio descer, por ser menos denso que o ar quente. 25-(MACKENZIE-SP) Numa noite de inverno, o dormitório de Serginho apresentava uma temperatura ambiente de 10 ºC. Para não sentir frio durante a madrugada, ele esticou sobre a cama três cobertores de lã bem espessos e aguardou alguns minutos. Em seguida, deitouse e percebeu que a cama continuava muito fria. Após um certo tempo na cama, bem coberto, sentiu que o "frio passou" e que a cama estava quente. Tal fato explica-se, pois: a) o frio não existe e a sensação de Serginho era apenas psicológica. b) os cobertores não são aquecedores, mas isolantes térmicos. Depois de Serginho deitar-se, seu corpo aqueceu a cama. c) a cama provavelmente não tinha lençóis de lã e, então, o calor produzido pelos cobertores foi perdido para o ambiente. Quando Serginho se deitou, interrompeu esse processo. d) os cobertores de lã provavelmente eram de cor clara e, por isso, demoraram muito para aquecer a cama. Após Serginho ter-se deitado, foi necessário mais algum tempo para que a cama ficasse quente. e) a lã utilizada para a confecção dos cobertores é um aquecedor natural muito lento e a temperatura de Serginho, de aproximadamente 37 ºC, não era suficiente para aquecer a cama. 28-(MACKENZIE-SP) Uma das razões que faz a água, próxima à superfície livre de alguns lagos, congelar no inverno, em regiões de baixas temperaturas, é o fato de que ao ser resfriada, no intervalo aproximado de 4 °C a 0 °C, ela sofre um processo de dilatação. Com isso seu volume ____________ e sua densidade ____________ . Desprezando os efeitos da irradiação térmica, durante esse resfriamento a água do fundo do lago não consegue atingir a superfície livre, pois não ocorre mais a ____________ e sua temperatura diminuirá, devido ao processo de____________ . As informações que preenchem corretamente as lacunas, na ordem de leitura são, respectivamente: a) aumenta, diminui, convecção térmica e condução térmica. b) diminui, aumenta, convecção térmica e condução térmica. c) aumenta, diminui, condução térmica e convecção térmica. d) diminui, aumenta, condução térmica e convecção térmica. e) aumenta, aumenta, condução térmica e convecção térmica. 26-(OLIMPÍADA BRASILEIRA DE FÍSICA) Um estudante caminha descalço em um dia em que a temperatura ambiente é de 28 ºC. Em um certo ponto, o piso de cerâmica muda para um assoalho de madeira, estando ambos em equilíbrio térmico. A criança tem então a sensação de que a cerâmica estava mais fria que a madeira. Refletindo um pouco, ela conclui corretamente que: a) a sensação de que as temperaturas são diferentes de fato representa a realidade física, uma vez que a cerâmica tem uma capacidade calorífica menor que a madeira. 29-(UNISINOS-RS) Profissionais da área de saúde recomendam o uso de roupas claras para a prática de exercícios físicos, como caminhar ou correr, principalmente no verão. A preferência por roupas claras se deve ao fato de que elas: a) absorvem menos radiação térmica do que as roupas escuras. b) refletem menos a radiação térmica do que as roupas escuras. c) absorvem mais a radiação térmica do que as roupas escuras. d) impedem a formação de correntes de convecção com maior facilidade do que as roupas escuras. 59 e) favorecem a condução do calor por apresentarem maior condutibilidade térmica do que as roupas escuras. 30-(PUC-MG-2010) Ainda nos dias atuais, povos que vivem no deserto usam roupas de lã branca como parte de seu vestuário para se protegerem do intenso calor, já que a temperatura ambiente pode chegar a 50 ºC durante o dia. Para nós, brasileiros, que utilizamos a lã principalmente no inverno, a atitude dos povos do deserto pode parecer estranha ou equivocada, contudo ela pode ser explicada pelo fato de que: a) a lã é um excelente isolante térmico, impedindo que o calor externo chegue aos corpos das pessoas e a cor branca absorve toda a luz evitando que ela aqueça ainda mais as pessoas. b) a lã é naturalmente quente e, num ambiente a 50 ºC, ela contribui para resfriar um pouco os corpos das pessoas. c) a lã é um excelente isolante térmico, impedindo que o calor externo chegue aos corpos das pessoas e a cor branca reflete toda a luz, diminuindo assim o aquecimento da própria lã. d) a lã é naturalmente quente, e o branco é uma “cor fria.” Esses fatos combinados contribuem para o resfriamento dos corpos daquelas pessoas. 31-(UFTM/2010) A respeito dos processos de transmissão de calor, considere: I. na convecção, o calor é transferido de um lugar para outro tendo como agentes os próprios fluidos; II. na condução, ocorre a transferência de energia cinética entre as partículas; III. na irradiação, o calor é transmitido sob a forma de ondas eletromagnéticas. É correto o contido em a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. RESPOSTAS 02- R- E 06- R- A 09- R- E 14- R- A 18- R- D 23- R- D 28- R- A 03- R- A 07- R- A 10- R- D 15- R- B 19- R- C 24- R- B 29- R- A 04- R- D 05- R- D 08- I. Correta, II. Correta, III. Falsa 11- R- B 12- R- A 13- R-B 16- R- (02 + 16)=18 17- R- B 20- R- B 21- R- D 22- R- D 25- R- B 26- R- C 27- R- C 30- R- C 31- R- E Dilatometria - dilatação linear superficial e volumétrica 01-(UNESP-SP) A lâmina bimetálica da figura abaixo é feita de cobre (α= 1,4.10 -5 ºC-1) e de alumínio ((α = 2,4.10-5 ºC-1). Uma das partes não pode deslizar sobre a outra e o sistema está engastado numa parede. Se na temperatura ambiente (27 ºC) ela é horizontal, a afirmativa correta sobre o comportamento da lâmina ((α é o coeficiente de dilatação linear) é: a) Sempre se curva para baixo quando muda a temperatura. b) Sempre se curva para cima quando muda a temperatura. c) Curva-se para baixo se θ > 27 ºC e para cima de θ < 27 ºC. d) Curva-se para cima se θ > 27 ºC e para baixo se θ < 27 ºC. e) Somente se curva se θ > 27 ºC. 02-(UFAL) O fato de barras de ferro contidas em uma viga de concreto não provocarem rachaduras no concreto explica-se pela semelhança que existe entre os valores do a) calor específico desses materiais. b) calor de fusão desses materiais. c) coeficiente de condutividade térmica desses materiais. d) coeficiente de dilatação linear desses materiais. e) coeficiente de atrito desses materiais. 03- (UFF-RJ) Nos ferros elétricos automáticos, a temperatura de funcionamento, que é previamente regulada por um parafuso, é controlada por um termostato constituído de duas lâminas bimetálicas de igual composição. Os dois metais que formam cada uma das lâminas têm coeficientes de dilatação α1 - o mais interno - α2. As duas lâminas estão encurvadas e dispostas em contato elétrico, uma no interior da outra, como indicam as figuras a seguir. A corrente, suposta contínua, entra pelo ponto 1 e sai pelo ponto 2, conforme a figura 1, aquecendo a resistência. À medida que a temperatura aumenta, as lâminas vão se encurvando, devido à dilatação dos metais, sem interromper o contato. Quando a temperatura desejada é alcançada, uma das lâminas é detida pelo parafuso, enquanto a outra continua encurvando-se, interrompendo o contato entre elas, conforme a figura 2. Com relação à temperatura do ferro regulada pelo parafuso e aos coeficientes de dilatação dos metais das lâminas, é correto afirmar que, quanto mais apertado o parafuso: a) menor será a temperatura de funcionamento e α1 > α2 b) maior será a temperatura de funcionamento e α1 < α2 c) maior será a temperatura de funcionamento e α1 > α2 d) menor será a temperatura de funcionamento e α1 < α2 e) menor será a temperatura de funcionamento e α1 = α2 60 04-(UECE-CE) Três barras retas de chumbo são interligadas de modo a formarem um triângulo isósceles de base 8cm e altura 10cm. Elevando a temperatura do sistema: a) a base e os lados se dilatam igualmente b) os ângulos se mantém c) a área se conserva d) o ângulo do vértice varia mais que os ângulos da base. sabendo que o coeficiente linear de dilatação térmica do trilho vale α = 1,2.10 -5 por grau Celsius. a) 3,6 b) 2,4 c) 1,2 d) 1,2.10-3 e) 2,4.10-3 05-(Olimpíada Paulista de Física) É muito comum acontecer de, quando copos iguais são empilhados, colocando-se um dentro do outro, dois deles ficarem emperrados, tornando-se difícil separá-los. Considerando o efeito da dilatação térmica, pode-se afirmar que é possível retirar um copo de dentro do outro se: a) os copos emperrados forem mergulhados em água bem quente. b) no copo interno for despejada água quente e o copo externo for mergulhado em água bem fria. c) os copos emperrados forem mergulhados em água bem fria. d) no copo interno for despejada água fria e o copo externo for mergulhado em água bem quente. e) não é possível separar os dois copos emperrados considerando o efeito de dilatação térmica. 09-(MACKENZIE) Ao se aquecer de 1,0ºC uma haste metálica de 1,0m, o seu comprimento aumenta de 2,0 . 10-2mm. O aumento do comprimento de outra haste do mesmo metal, de medida inicial 80cm, quando a aquecemos de 20ºC, é: a) 0,23mm b) 0,32 mm c) 0,56 mm d) 0,65 mm e) 0,76 mm 06-(FUNREI-MG) A figura mostra uma ponte apoiada sobre dois pilares feitos de materiais diferentes. 08-(UEL-PR) O coeficiente de dilatação linear do aço é 1,1.10-5 ºC. Os trilhos de uma via férrea têm 12m cada um na temperatura de 0ºC. Sabendo-se que a temperatura máxima na região onde se encontra a estrada é 40ºC, o espaçamento mínimo entre dois trilhos consecutivos deve ser, aproximadamente, de: a) 0,40 cm b) 0,44 cm c) 0,46 cm d) 0,48 cm e) 0,53 cm 10-(UNESP-SP) A dilatação térmica dos sólidos é um fenômeno importante em diversas aplicações de engenharia, como construções de pontes, prédios e estradas de ferro. Considere o caso dos trilhos de trem serem de aço, cujo coeficiente de dilatação é α = 11 . 10-6 °C-1. Se a 10°C o comprimento de um trilho é de 30m, de quanto aumentaria o seu comprimento se a temperatura aumentasse para 40°C? a) 11 . 10-4 m b) 33 . 10-4 m c) 99 . 10-4 m d) 132 . 10-4 m e) 165 . 10-4 m 11-(UFPE-PE) - O gráfico abaixo representa a variação, em milímetros, do comprimento de uma barra metálica, de tamanho inicial igual a 1,000m, aquecida em um forno industrial. Qual é o valor do coeficiente de dilatação térmica linear do material de que é feita a barra, em unidades de 10-6 ºC-1. Como se vê, o pilar mais longo, de comprimento L1 = 40 m, possui coeficiente de dilatação linear α = 18. 10-6°C-1.O pilar mais curto tem comprimento L2 = 30 m. Para que a ponte permaneça sempre na horizontal, determine o coeficiente linear do material do segundo pilar. 12-(UFRRJ-RJ) Um cilindro de aço, que se encontra em um ambiente cuja temperatura é de 30°C, tem como medida de seu diâmetro 10,00 cm. Levado para outro ambiente cuja temperatura é de 2,7 °C, ele sofre uma contração térmica. 07-(PUC-RJ) A imprensa tem noticiado as temperaturas anormalmente altas que vêm ocorrendo no atual verão, no hemisfério norte. Assinale a opção que indica a dilatação (em cm) que um trilho de 100 m sofreria devido a uma variação de temperatura igual a 20 °C, 61 Considere: coeficiente de dilatação linear do aço α = 11.10-6(°C-1) Calcule o diâmetro final do cilindro. 13-(UFU-MG) O gráfico a seguir representa o comprimento L, em função da temperatura θ, de dois fios metálicos finos A e B. Com base nessas informações, é correto afirmar que a) os coeficientes de dilatação lineares dos fios A e B são iguais. b) o coeficiente de dilatação linear do fio B é maior que o do fio A. c) o coeficiente de dilatação linear do fio A é maior que o do fio B. d) os comprimentos dos dois fios em š = 0 são diferentes. 14-(UNESP-SP) Duas lâminas metálicas, a primeira de latão e a segunda de aço, de mesmo comprimento à temperatura ambiente, são soldadas rigidamente uma à outra, formando uma lâmina bimetálica, conforme a figura a seguir. O coeficiente de dilatação térmica linear do latão é maior que o do aço. A lâmina bimetálica é aquecida a uma temperatura acima da ambiente e depois resfriada até uma temperatura abaixo da ambiente. A figura que melhor representa as formas assumidas pela lâmina bimetálica, quando aquecida (forma à esquerda) e quando resfriada (forma à direita), é 15-(UFPR-PR) Um cientista está à procura de um material que tenha um coeficiente de dilatação alto. O objetivo dele é produzir vigas desse material para utilizá-las como suportes para os telhados das casas. Assim, nos dias muito quentes, as vigas dilatar-se-iam bastante, elevando o telhado e permitindo uma certa circulação de ar pela casa, refrescando o ambiente. Nos dias frios, as vigas encolheriam e o telhado abaixaria, não permitindo a circulação de ar. Após algumas experiências, ele obteve um composto com o qual fez uma barra. Em seguida, o cientista mediu o comprimento L da barra em função da temperatura T e obteve o gráfico. Analisando o gráfico, é correto afirmar que o coeficiente de dilatação linear do material produzido pelo cientista vale: a) α = 2.10-5 °C-1. b) α = 3.10-3 °C-1 c) α = 4.10-4°C-1. d) α = 5 . 10-5 °C-1. e) α = -4 -1 6 . 10 °C . 16-(UFSC-SC) Um aluno de ensino médio está projetando um experimento sobre a dilatação dos sólidos. Ele utiliza um rebite de material A e uma placa de material B, de coeficientes de dilatação térmica, respectivamente, iguais a αA e αB. A placa contém um orifício em seu centro, conforme indicado na figura. O raio RA do rebite é menor que o raio RB do orifício e ambos os corpos se encontram em equilíbrio térmico com o meio. Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). (01) Se αA > αB a folga irá aumentar se ambos forem igualmente resfriados. (02) Se αA > αB a folga ficará inalterada se ambos forem igualmente aquecidos. (04) Se αA < αB e aquecermos apenas o rebite, a folga aumentará. (08) Se αA = αB a folga ficará inalterada se ambos forem igualmente aquecidos. (16) Se αA = αB e aquecermos somente a placa, a folga aumentará. (32) Se αA > αB a folga aumentará se apenas a placa for aquecida. 17-(UFRS-RS) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto a seguir, na ordem em que aparecem. A figura que segue representa um anel de alumínio homogêneo, de raio interno Ra e raio externo Rb, que se encontra à temperatura ambiente. Se o anel for aquecido até a temperatura de 200 °C, o raio Ra .......... e o raio Rb .......... . a) aumentará - aumentará b) aumentará - permanecerá constante c) permanecerá constante - aumentará d) diminuirá - aumentará e) diminuirá - permanecerá constante 18-(UFRJ-RJ) Um incêndio ocorreu no lado direito de um dos andares intermediários de um edifício construído com estrutura metálica, como ilustra a figura 1. Em conseqüência do incêndio, 62 que ficou restrito ao lado direito, o edifício sofreu uma deformação, como ilustra a figura 2. Com base em conhecimentos de termologia, explique por que o edifício entorta para a esquerda e não para a direita. 19-(UFC-CE) Duas barras, A e B, construídas de materiais diferentes, são aquecidas de 0 a 100 °C. Com base na figura a seguir, a qual fornece informações sobre as dilatações lineares sofridas pelas barras, determine: a) os coeficientes de dilatação linear das barras A e B. b) a razão entre os coeficientes de dilatação linear das barras A e B. 20-(UFMG-MG) Uma lâmina bimetálica é constituída de duas placas de materiais diferentes, M1 e M2, presas uma a outra. Essa lâmina pode ser utilizada como interruptor térmico para ligar ou desligar um circuito elétrico, como representado, esquematicamente na figura I. 23-(UFRR) O coeficiente de dilatação dos metais é da ordenm de 10-5 oC-1. Uma chapa metálica tem um orifício circular. A chapa é aquecida de 25ºC para 50 oC. Como conseqüência do aquecimento, o diâmetro do orifício: a) reduz-se à metade b) dobra c) não se altera d) aumenta um pouco e) diminui um pouco 24-(UFPB) Se o diâmetro de uma moeda aumenta 0,2% quando sua temperatura é elevada em 100oC, os aumentos percentuais na espessura, na área e no volume serão respectivamente: a) 0,1%, 0,2%, 0,2% b) 0,2%, 0,2%, 0,2% c) 0,2%, 0,4%, 0,5% d) 0,2%, 0,4%, 0,6% e) 0,3%, 0,4%, 0,8% 25-(UEMS-MS) Uma certa quantidade de chá fervente é despejada em um recipiente de vidro. O recipiente quebra-se provavelmente devido a: a) O coeficiente de dilatação do recipiente é muito elevado b) O recipiente permite que o calor se propague com facilidade c) Dilatação não uniforme do corpo do recipiente d) Pontos de fusão do recipiente e de ebulição do chá são semelhantes e) Temperatura do ambiente externo ao copo. 26-(UNIC-MT) Uma chapa de alumínio tem um furo central de 100cm de raio, estando numa temperatura de 12oC. Quando a temperatura das placas aumenta, elas dilatam-se e a lâmina curva-se, fechando o circuito elétrico, como mostrado na figura II. Esta tabela mostra o coeficiente de dilatação linear α de diferentes materiais. Considere que o material M1 é cobre e o outro, M2, deve ser escolhido entre os listados nessa tabela. Para que o circuito seja ligado com o menor aumento de temperatura, o material da lâmina M2 deve ser o a) aço b) alumímio c) bronze d) cobre e) níquel 21-(PUC-SP) A tampa de zinco de um frasco de vidro agarrou no gargalo de rosca externa e não foi possível soltá-la. Sendo os coeficientes de dilatação linear do zinco e do vidro, respectivamente, iguais a 30.10-6 ºC-1 e 8,5.10-6ºC-1, como proceder? Justifique sua resposta. Temos à disposição um caldeirão com água quente e outro com água gelada. 22-(UEL-PR) O volume de um bloco metálico sofre um aumento de 0,60% quando sua temperatura varia de 200ºC. O coeficiente de dilatação de dilatação linear médio desse metal, em ºC-1,vale: a) 1,0.10-5 b) 3,0.10-5 c) 1,0.10-6 d) 3,0.10-4 e) 3,0.10-3 Sabendo-se que αal=22.10-6 oC-1, a nova área do furo quando a chapa for aquecida até 122oC será: a) 2,425 m2 b) 3,140 m2 c) 4,155 m2 d) 3,155 m2 e) 5,425 m2 27-(UDESC-09) A tabela a seguir apresenta os valores dos coeficientes de dilatação linear de alguns materiais. Com base nessa tabela, resolva as questões a seguir: a) Em uma região, onde é normal ocorrerem grandes variações de temperatura, foi construída uma passarela de aço. À temperatura 63 de 15 °C o comprimento da passarela é igual a 50 m. Qual a variação de comprimento dela, num dia em que a temperatura passa de 15 °C para 45 °C? b) Uma carreta que transporta combustível foi carregada com 20 mil litros de gasolina em uma cidade do Sudeste do Brasil, num dia em que a temperatura era igual a 35 °C (mesma temperatura da gasolina). Qual a perda de volume, por efeito de contração térmica, que essa carga apresenta quando descarregada no Sul do Brasil, a uma temperatura de 10 °C? c) Placas quadradas de concreto, com largura igual a 1,0 m, são utilizadas na construção de uma calçada para pedestres. Sabendo-se que essas chapas ficarão sujeitas a variações de temperatura que podem chegar a 50 °C, calcule a dimensão mínima das juntas de dilatação que devem ser deixadas entre uma placa de concreto e outra. 28-(UFB) Dois recipientes de mesmo volume A e B posuem coeficientes de dilatação γA e γB, tal que γA > γB. Ambos contém a mesma quantidade de um mesmo líquido. a) Se o nível do líquido é o mesmo nos dois recipeientes, para uma mesma elevação de temperatura, em qual deles o nível final será maior? b) O que aconteceria com o nível do líquido nos dois recipientes se o coeficiente de dilação dos dois fosse o mesmo? 29 -(UFLA-MG) Um bulbo de vidro conectado a um tubo fino, com coeficiente de dilatação desprezível, contendo certa massa de água na fase líquida, é mostrado a seguir em três situações de temperatura. Na primeira, o sistema está a 4 ºC; na segunda, a 1 ºC e, na terceira, a 10 ºC. Conforme a temperatura, a água ocupa uma certa porção do tubo. Tal fenômeno é explicado: a) pelo aumento de volume da água de 0 ºC a 4 ºC, seguido da diminuição do volume a partir de 4 ºC. b) pela diminuição da densidade da água de 0 ºC a 4 ºC, seguido do aumento da densidade a partir de 4 ºC. c) pelo aumento do volume da água a partir de 0 ºC. d) pelo aumento da densidade da água de 0 ºC a 4 ºC, seguido da diminuição da densidade a partir de 4 ºC. e) pela diminuição do volume da água a partir de 0 ºC. 30-(UESB-BA) Um tanque cheio de gasolina de um automóvel, quando exposto ao sol por algum tempo, derrama uma certa quantidade desse combustível. Desse fato, conclui-se que: a) só a gasolina se dilatou. b) a quantidade de gasolina derramada representa sua dilatação real. c) a quantidade de gasolina derramada representa sua dilatação aparente. d) o tanque dilatou mais que a gasolina. e) a dilatação aparente da gasolina é igual à dilatação do tanque. 31-(PUC-MG) Um recipiente de vidro está completamente cheio de um determinado líquido. O conjunto é aquecido fazendo com que transborde um pouco desse líquido. A quantidade de líquido transbordado representa a dilatação: a) do líquido, apenas. b) do líquido menos a dilatação do recipiente. c) do recipiente, apenas. d) do recipiente mais a dilatação do líquido 32-(UFMS-MS) Um motorista retira o carro da garagem, que está a 15 oC, passa pelo posto de gasolina e enche o tanque. Em seguida, deixa o carro estacionado ao sol. Após um certo tempo, ao voltar ao carro, verifica que a temperatura do carro é 40oC e que vazou uma certa quantidade de gasolina do tanque. É correto afirmar que: 01. o volume do tanque de combustível do carro diminuiu. 02. a gasolina sofreu dilatação 04. a gasolina e o tanque sofreram dilatação 08. o volume de gasolina que vazou é igual à variação de volume da gasolina. 16. a dilatação real da gasolina foi menor do que a dilatação do tanque. Dê como resposta a soma dos números associados às afirmações corretas. 33-(UFPR-PR) Uma taça de alumínio de 120 cm3 contém 119 cm3 de glicerina a 21°C. Considere o coeficiente de dilatação linear do alumínio como sendo de 2,3.10 -4 K-1 e o coeficiente de dilatação volumétrico da glicerina de 5,1.10-4 K-1. Se a temperatura do sistema taça-glicerina for aumentada para 39°C, a glicerina transbordará ou não? Em caso afirmativo, determine o volume transbordado; em caso negativo, determine o volume de glicerina que ainda caberia no interior da taça. 34-(UFPEL-RS) Os postos de gasolina, são normalmente abastecidos por um caminhãotanque. Nessa ação cotidiana, muitas situações interessantes podem ser observadas. Um caminhão-tanque, cuja capacidade é de 40.000 litros de gasolina, foi carregado completamente, num dia em que a temperatura ambiente era de 30°C. No instante em que chegou para abastecer o posto de gasolina, a temperatura ambiente era de 10°C, devido a uma frente fria, e o motorista observou que o tanque não estava completamente cheio. Sabendo que o coeficiente de dilatação da gasolina é 1,1.10 -3 °C-1 e considerando desprezível a dilatação do tanque, é correto afirmar que o volume do ar, em litros, que o motorista encontrou no tanque do caminhão foi de a) 40.880. b) 8.800. c) 31.200. d) 4.088. e) 880. 64 35-(ENEM-MEC) De maneira geral, se a temperatura de um líquido comum aumenta, ele sofre dilatação. O mesmo não ocorre com a água, se ela estiver a uma temperatura próxima a de seu ponto de congelamento. O gráfico mostra como o volume específico (inverso da densidade) da água varia em função da temperatura, com uma aproximação na região entre 0ºC e 10ºC, ou seja, nas proximidades do ponto de congelamento da água. A partir do gráfico, é correto concluir que o volume ocupado por certa massa de água a) diminui em menos de 3% ao se resfriar de 100ºC a 0ºC. b) aumenta em mais de 0,4% ao se resfriar de 4ºC a 0ºC. c) diminui em menos de 0,04% ao se aquecer de 0ºC a 4ºC. d) aumenta em mais de 4% ao se aquecer de 4ºC a 9ºC. e) aumenta em menos de 3% ao se aquecer de 0ºC a 100ºC. 36-(UNESP-SP) Um recipiente de vidro tem capacidade de 100cm3 a 10oC e contém, a essa temperatura, 99cm3 de um certo líquido de coeficiente de dilatação cúbica γ=2.10-4 oC-1. A que temperatura o recipiente estará completamente cheio de líquido? 38-(UFRN-RN-010) A figura 1, abaixo, mostra o esquema de um termostato que utiliza uma lâmina bimetálica composta por dois metais diferentes – ferro e cobre – soldados um sobre o outro. Quando uma corrente elétrica aquece a lâmina acima de uma determinada temperatura, os metais sofrem deformações, que os encurvam, desfazendo o contato do termostato e interrompendo a corrente elétrica, conforme mostra a figura 2. A partir dessas informações, é correto afirmar que a lâmina bimetálica encurva-se para cima devido ao fato de a) o coeficiente de dilatação térmica do cobre ser maior que o do ferro. b) o coeficiente de dilatação térmica do cobre ser menor que o do ferro. c) a condutividade térmica do cobre ser maior que a do ferro. d) a condutividade térmica do cobre ser menor que a do ferro. RESPOSTAS 01- R- D 02- R- D 03- R- D 04- R- B 05- R- D 06- α2=24.10-6 oC-1. 07- R- B 08- R- E 09- R- B 10-R- C 11- α=30.10-6 oC-1 12- L=9,99697cm 13- R- C 14- R- C 15- R- E 16- R- (01 + 16 + 32)=49 17- R- A 19a) αA=22.10-6 oC-1 αB=11.10-6oC-1 b) αA/αB=2 20- R- B 22- R- A 23- R- D 24- R- D 25- R- C 26- R-D 27- a) 1,65 cm b) - 480 litros c) 0,6 mm 28- a) O recipiente B porque se dilata menos. b) O nível do líquido continuaria sendo o mesmo nos dois recipientes. 29- R- D 30- R- C 31 R- B 32- R- (02 + 04)=06 33- 0,398CM³centímetros cúbicos é quanto ainda se poderia preencher de glicerina, na temperatura final. 34 - R- E 35- R- C 36- t≈10,5oC 37- R- B 38 - R- A (Considere o coeficiente de dilatação cúbica do vidro como sendo 10-5 oC-1. Calor sensível (específico) e trocas de calor sem mudança de estado 37-(UFU-MG) Um frasco de capacidade para 10 litros está completamente cheio de glicerina e encontra-se à temperatura de 10ºC. Aquecendo-se o frasco com a glicerina até atingir 90ºC, observa-se que 352 ml de glicerina transborda do frasco. Sabendo-se que o coeficiente de dilatação volumétrica da glicerina é 5,0 x 10-4 ºC-1, o coeficiente de dilatação linear do frasco é, em ºC-1. a) 6,0 x 10-5 b) 2,0 x 10-5 c) 4,4 x 10-4 d) 1,5 x 10-4 e) 3,0 x 10-4 01-(FAPA) Super manual de sobrevivência: Fogo é fundamental; Óculos de (grau ou escuros) servem para acender fogueiras, importantíssimas para a noite, quando a temperatura cai dramaticamente; Durante o dia, a temperatura no deserto é muito elevada e, durante a noite, sofre uma grande redução. Isto pode ser explicado pelo _____________da areia. a) pequeno calor específico b) grande calor específico c) pequeno ponto de fusão d) grande ponto de fusão 65 e) pequeno calor latente de fusão. 02-(PUC-RS) Um médico recomendou a um paciente que fizesse exercícios com uma toalha quente sobre os ombros, a qual poderá ser aquecida, a uma mesma temperatura, embebedando-a com água quente ou utilizando-se um ferro de passar roupa, que a manterá seca. Quando a temperatura da toalha tiver baixado 10oC, a toalha: a) úmida terá liberado mais calor que a seca, devido ao grande calor específico da água. b) úmida terá liberado menos calor que a seca, devido ao pequeno calor específico da água. c) seca terá liberado a mesma quantidade de calor que a toalha úmida. d) seca terá liberado mais calor que a úmida, devido à grande massa específica da água. e) seca terá liberado menos calor que a úmida, devido à pequena massa específica da água. 03-(ENEM-MEC) A eficiência do fogão de cozinha pode ser analisada em relação ao tipo de energia que ele utiliza. O gráfico a seguir mostra a eficiência de diferentes tipos de fogão. Pode-se verificar que a eficiência dos fogões aumenta a) à medida que diminui o custo dos combustíveis. b) à medida que passam a empregar combustíveis renováveis. c) cerca de duas vezes, quando se substitui fogão a lenha por fogão a gás. d) cerca de duas vezes, quando se substitui fogão a gás por fogão elétrico. e) quando são utilizados combustíveis sólidos. 04-(PUC-MG) O calor específico da água é 1 cal/g.°C (uma caloria por grama grau Celsius). Isso significa que: a) para se aumentar a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, deve-se fornecer um caloria. b) para se diminuir a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, deve-se fornecer um caloria. c) para se diminuir a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, devem-se retirar 10 calorias. d) para se aumentar a temperatura em um grau Celsius de um grama de água, deve-se retirar um caloria. 05-(UNESP-SP) Massas iguais de cinco líquidos distintos, cujos calores específicos estão dados na tabela adiante, encontram-se armazenadas, separadamente e à mesma temperatura, dentro de cinco recipientes com boa isolação e capacidade térmica desprezível. Se cada líquido receber a mesma quantidade de calor, suficiente apenas para aquecê-lo, mas sem alcançar seu ponto de ebulição, aquele que apresentará temperatura mais alta, após o aquecimento, será: a) a água. b) o petróleo. c) a glicerina. d) o leite. e) o mercúrio. 06-(PUCCAMP-SP)) Admita que o corpo humano transfira calor para o meio ambiente na razão de 2,0 kcal/min. Se esse calor pudesse ser aproveitado para aquecer água de 20 °C até 100 °C, a quantidade de calor transferida em 1 hora aqueceria uma quantidade de água, em kg, igual a: Dado: calor específico da água = 1,0 kcal/kg °C a) 1,2 b) 1,5. c) 1,8. d) 2,0. e) 2,5. 07-(CPS-SP) Muitos estudos têm demonstrado a necessidade de uma dieta alimentar balanceada para diminuir a incidência de doenças e aumentar a qualidade e o tempo de vida do homem. Durante o intervalo, um estudante consumiu um lanche feito de pão e hambúrguer, 50 g de batata frita, 1 caixinha de água de coco e 50 g de sorvete. Considere a tabela a seguir. O valor energético total, obtido pela ingestão do lanche é, aproximadamente, em kcal, de a) 426. b) 442. c) 600. d) 638. e) 867. 08-(MACKENZIE-SP) Uma fonte térmica fornece 55 cal/s com potência constante. Um corpo de massa 100 g absorve totalmente a energia proveniente da fonte e tem temperatura variando em função do tempo, conforme o gráfico abaixo. A capacidade térmica desse corpo e o calor específico da substância de que é constituído são, respectivamente, iguais a: a) 2,2 cal/°C e 0,022 cal/g °C. b) 2,2 cal/°C e 0,22 cal /g °C. c) 2,2 cal/°C e 2,2 cal/g °C. d) 22 cal /°C e 0,22 cal/g °C. e) 22 cal/°C e 0,022 cal/g °C. 09-(PUC-MG) Dois corpos X e Y recebem a mesma quantidade de calor a cada minuto. Em 5 minutos, a temperatura do corpo X aumenta 30°C, e a temperatura do corpo Y aumenta 60°C. 66 Considerando-se que não houve mudança de fase, é correto afirmar: a) A massa de Y é o dobro da massa de X. b) A capacidade térmica de X é o dobro da capacidade térmica de Y. c) O calor específico de X é o dobro do calor específico de Y. d) A massa de Y é a metade da massa de X. 10-(UFSCAR-SP) A quantidade de calor que se deve fornecer a 1kg de uma substância para elevar sua temperatura de 5oC é igual a 3,000cal. Qual o calor específico da substância no intervalo de temperatura considerado? 11-(UNICAMP-SP) As temperaturas nas grandes cidades são mais altas do que nas regiões vizinhas não povoadas, formando "ilhas urbanas de calor". Uma das causas desse efeito é o calor absorvido pelas superfícies escuras, como as ruas asfaltadas e as coberturas de prédios. A substituição de materiais escuros por materiais alternativos claros reduziria esse efeito. A figura mostra a temperatura do pavimento de dois estacionamentos, um recoberto com asfalto e o outro com um material alternativo, ao longo de um dia ensolarado. a) Qual curva corresponde ao asfalto? b) Qual é a diferença máxima de temperatura entre os dois pavimentos durante o período apresentado? c) O asfalto aumenta de temperatura entre 8h00 e 13h00. Em um pavimento asfaltado de 10.000 m2 e com uma espessura de 0,1 m, qual a quantidade de calor necessária para aquecer o asfalto nesse período? Despreze as perdas de calor. A densidade do asfalto é 2.300 kg/m3 e seu calor específico c = 0,75kJ/kg°C. 12-(UERJ-RJ) Observe o diagrama adiante, que mostra a quantidade de calor Q fornecida a um corpo. O valor de Q1 indicado no diagrama, em calorias, é: a) 200 b) 180 c) 128 d) 116 (FUVEST-SP) O esquema refere às questões 13 e 14. Para aquecer 500g de água e 500g de óleo, utilizam-se dois recipientes iguais e de massa desprezível colocados simultaneamente (em t=0) sobre bicos de Bunsen iguais. As temperaturas são medidas para os dois líquidos , obtendo o gráfico abaixo (calor específico da água igual a 1,0 cal/goC). 13- a) Quais as temperaturas da água e do óleo no instante t=1,5 minutos? b) Qual dos líquidos tem maior calor específico? Justifique. 14- a) Qual a razão entre os calores específicos da água e do óleo? b) Qual o calor específico do óleo? 16-(UFPR-PR) O gráfico mostrado na figura a seguir apresenta as quantidades de calor absorvidas por dois corpos A e B, cujas massas estão relacionadas por mB=30mA, num intervalo em quea temperatura varia de 0oC a 40oC. Com base nesses dados, calcule a razão cA/cB dos calores específicos das substâncias que compõem os corpos A e B, explicando como você obteve essa solução. 17-(MACKENZIE-SP) Na atividade de laboratório, Fábio aquece um corpo com o objetivo de determinar sua capacidade térmica. Para tanto, utiliza uma fonte térmica, de potência constante, que fornece 60 calorias por segundo e constrói o gráfico abaixo. Calcule a capacidade térmica do corpo. 18-(UNESP-SP) A figura mostra as quantidades de calor Q absorvidas, respectivamente, por dois corpos, A e B, em função de suas temperaturas. a) Determine a capacidade térmica CA do corpo A e a capacidade térmica CB do corpo B, em J/oC. 67 b) Sabendo que o calor específico da substância de que é feito o corpo B é duas vezes maior que o da substância de A, determine a razão mA/mB entre as massas de A e B. 19-(PUC-SP) Um forno de microondas produz ondas eletromagnéticas que aquecem os alimentos colocados no seu interior ao provocar a agitação e o atrito entre as moléculas. Se colocarmos no interior do forno um copo com 250 g de água a 20ºC, quanto tempo será necessário para aquecê-la a 100ºC? Suponha que as microondas produzem 10.000 cal/min na água e despreze a capacidade térmica do copo. (Dado: calor específico da água = 1,0 cal/gºC). Calcule a Quantidade de Calor necessária para aquecer essa quantidade de água a 20ºC até 100ºC: 20-(UERJ-RJ-09) Um adulto, ao respirar durante um minuto, inspira, em média, 8,0 litros de ar a 20 °C, expelindo-os a 37 °C. Admita que o calor específico e a densidade do ar sejam, respectivamente, iguais a 0,24 cal . g-1. °C¢ e 1,2 g . L-1. Nessas condições, a energia mínima, em quilocalorias, gasta pelo organismo apenas no aquecimento do ar, durante 24 horas, é aproximadamente igual a: a) 15,4 b) 35,6 c) 56,4 d) 75,5 21-(PUC-SP-09) Ana, em sua casa de praia, deseja ferver 2 litros de água numa chaleira de alumínio de 500 g, ambos na temperatura ambiente de 25°C. No entanto, seu botijão de gás natural possui apenas 1% da sua capacidade total. Considerando a perda de calor para o meio ambiente de 35%, a quantidade de gás disponível é: - Considere: Densidade da água = 1 g/cm3 Calor específico da água = 1,0 cal/g°C Calor específico do alumínio = 0,2 cal/g°C Capacidade total do botijão = 13 kg ou 31 litros Calor de combustão do gás natural = 12.000 kcal/kg a) Suficiente, afinal ela necessita de aproximadamente 10 gramas. b) Suficiente, afinal ela necessita de aproximadamente 20 gramas. c) Suficiente, afinal ela necessita de aproximadamente 30 gramas. d) Insuficiente, já que ela precisa de 200 gramas. e) Insuficiente, já que ela precisa de 300 gramas. 22-(UFSC-SC) Em um dia calmo de verão, Paula encontra-se em uma praia sob forte incidência de raios solares. Lembrando-se de que o calor específico da água é bem maior do que o da terra, ela observou atentamente alguns fenômenos, buscando relacioná-los com as explicações e comentários apresentados pelo seu professor de Física (Chico Boca) para os mesmos. Considerando a situação descrita, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. Durante o dia, a temperatura da terra é maior do que a da água porque o calor específico da terra é menor do que o da água. 02. Durante a noite, a temperatura da água é menor do que a da terra porque o calor específico da água é maior do que o da terra. 04. Durante o dia, percebia-se na praia uma brisa soprando da terra para o mar. Uma possível justificativa é porque a massa de ar junto à terra estava mais aquecida do que a massa de ar junto ao mar. 08. Durante a noite, percebia-se na praia uma brisa soprando do mar para a terra. Uma possível justificativa é porque a massa de ar junto ao mar estava mais aquecida do que a massa de ar junto à terra. 16. Após o pôr-do-sol, a água se resfriou mais rapidamente do que a terra, porque o calor específico da água é maior do que o da terra. 32. Após o pôr-do-sol, a terra se resfriou mais rapidamente do que a água do mar, porque o calor específico da água é bem maior do que o da terra. 64. Foi possível observar que a água e a terra apresentaram a mesma temperatura, sempre. 23-(UFMS-MS) No interior de um forno de microondas encontra-se um prato que contém 1 kg de purê de batatas para ser aquecido. Considere que o purê de batatas possui calor específico c = 1,8 cal/g° C, e que a capacidade térmica C do prato é de 20 cal/° C. A potência elétrica de consumo do forno é igual a 1.200W, dos quais 80% dessa potência são transferidos como energia térmica para o purê de batatas, o qual por condução aquece o prato, considere que somente essa energia é transferida para o prato. Antes de ligar o forno de microondas, todo esse sistema está em equilíbrio térmico na temperatura de 20° C. Assinale a alternativa que corresponde ao tempo em que o forno de microondas deve ficar ligado para que o prato e o purê de batatas atinjam a temperatura de 50° C. Use a relação que 1 cal = 4,18 J. a) Igual a 3,6 minutos. b) Igual a 3,2 minutos. c) Mais que 3,7 minutos. d) Igual a 3,0 minutos. e) Menos que 2,0 minutos. 25-(INATEL-MG) Calor de combustão é a quantidade de calor liberada na queima de uma unidade de massa do combustível. O calor de combustão do gás de cozinha é 6,0.10 6 cal/kg. Calcule o volume de água, em litros, que pode ser aquecido de 20 °C a 100 °C com um botijão de gás de cozinha de 13 kg, admitindo que esse processo tenha uma eficiência de 40%. Dados: calor especifico da água c = 1 cal/g °C; densidade da água d = 1,0·10 3 g/L 26-(UNESP-SP) Em um dia ensolarado, a potência média de um coletor solar para aquecimento de água é de 3kW. Considerando a taxa de aquecimento constante e o calor específico da água igual a 4.200 J/(kg.oC), o tempo gasto para aquecer 30 kg de água de 25oC para 60oC será, em minutos de a) 12,5 b) 15 c) 18 d) 24,5 e) 26 27-(UF-ES) Misturando-se um litro de água a 70 °C e dois litros de água a 10°C, obtemos três litros de água a: a) 70 °C b) 40 °C c) 35 °C d) 30 °C e) 20 °C 68 28-(FUVEST-SP) Misturam-se 200 g de água a 0 °C com 250 g de um determinado líquido a 40 °C, obtendo-se o equilíbrio a 20°C. Qual o calor específico do líquido? Dado: calor específico da água = 1 cal/g°C. Desprezam-se as trocas de calor com outros sistemas. 29-(MACKENZIE-SP) Um calorímetro de capacidade térmica 40 cal/oC contém 110g de água (calor específico=1cal/goC) a 90oC. Que massa de alumínio (calor específico=0,2cal/goC) a 20oC, devemos colocar nesse calorímetro para esfriar a água a 80oC? 30-(UFRJ-RJ) Uma substância x tem massa igual a 1.000 g e se encontra a uma temperatura de 100oC. Ela é misturada com 300 g de água que se encontra a 20oC. A temperatura de equilíbrio da mistura é 40oC. Calcule o calor específico da substância x. 31-(UNESP-SP) Uma zelosa "mãe de primeira viagem" precisa preparar o banho do recémnascido, mas não tem termômetro. Seu pediatra disse que a temperatura ideal para o banho é de 38 °C. Ela mora a beira-mar e acabou de ouvir, pelo rádio, que a temperatura ambiente é de 32 °C. Como boa estudante de Física, resolve misturar água fervente com água à temperatura ambiente, para obter a temperatura desejada. a) Enuncie o princípio físico em que se baseia o seu procedimento. b) Suponha que ela dispõe de uma banheira com 10 litros de água à temperatura ambiente. Calcule qual é, aproximadamente, o volume de água fervente que ela deve misturar à água da banheira para obter a temperatura ideal. Admita desprezível o valor absorvido pela banheira e que a água não transborde. 32-(UFRJ-RJ) Para a refrigeração do motor de um automóvel, tanto se pode usar o ar como a água. A razão entre a massa de ar e a massa de água para proporcionar a mesma refrigeração no motor do automóvel deverá ser igual a: Dados: c (ar) = 0,25 cal/g°C e c (água) = 1,0 cal/g°C a) 0,25 b) 1,0 c) 1,2 d) 2,5 e) 4,0 33-(UNICAMP-SP) Um rapaz deseja tomar banho de banheira com água à temperatura de 30°C, misturando água quente e fria. Inicialmente, ele coloca na banheira 100 litros de água fria a 20°C. Desprezando a capacidade térmica da banheira e a perda de calor da água, pergunta-se: a) quantos litros de água quente, a 50°C, ele deve colocar na banheira? b) se a vazão da torneira de água quente é de 0,20 litros/s, durante quanto tempo a torneira deverá ficar aberta? 34-(UNESP-SP) Após assistir a uma aula sobre calorimetria, uma aluna conclui 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 esta atingisse a temperatura de 36,5°C. Depois, esta água seria eliminada levando consigo toda essa energia e sem fornecer nenhuma energia para o corpo, já que água “não tem caloria”. Considerando que ela beba, num dia, 8 copos de 250 mL de água, a uma temperatura de 6,5°C, a quantidade de calor total que o corpo cederá à água para elevar a sua temperatura até 36,5°C equivale, aproximadamente, a 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 de 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.) 35-(UNESP-SP) Na cozinha de um restaurante há dois caldeirões com água, um a 20 oC e outro a 80oC. Quantos litros se devem pegar de cada um, de modo a resultarem, após mistura, 10 litros de água a 26oC? 36-(UNICAMP-SP) Desconfiada de que o anel que ganhara do namorado não era uma liga de ouro de boa qualidade, uma estudante resolveu tirar a dúvida, valendo-se de um experimento de calorimetria baseado no fato de que metais diferentes possuem diferentes calores específicos. Inicialmente, a estudante deixou o anel de 4,0 g por um longo tempo dentro de uma vasilha com água fervente (100 °C). Tirou, então, o anel dessa vasilha e o mergulhou em um outro recipiente, bem isolado termicamente, contendo 2 ml de água a 15 °C. Mediu a temperatura final da água em equilíbrio térmico com o anel. O calor específico da água é igual a 1,0 cal/g°C, e sua densidade é igual a 1,0 g/cm3. Despreze a troca de calor entre a água e o recipiente. a) Sabendo-se que o calor específico do ouro é c(Au) = 0,03 cal/g°C, qual deveria ser a temperatura final de equilíbrio se o anel fosse de ouro puro? b) A temperatura final de equilíbrio medida pela estudante foi de 22 °C. Encontre o calor específico do anel. RESPOSTAS 01- R- A 02- R- A 03- R- C 04- R- A 05- R- E 06- R- B 07- R- E 08- R- D 09- R- B 10- c=0,6cal/goC o 9 7 11- a) R- A b) Δθmáx=10 C c) Q=48,3.10 J=4,83.10 kJ 12- R- A 13- a) água=40oC --- óleo=60oC b) água 14-a) cágua/cóleo=3/2 b)cóleo=2/3 cal/goC 16- cA/cB=15 17- mc=C=30 cal/oC o 18-a)CA=7,5J/ C -CA=5,0 J/oC b) mA/mB=3 19- R- 2 minutos 20- R- C 21- 20g 22- R- (01 + 32)=33 23- R- C 25-x=390L 26- R- D 27- R- D 28- cl=0,8 cal/goC 29- mal=125g 30- cx=0,1 cal/goC. 31- a) Princípio da Conservação da Energia. b) V≈1L 32- R- E 33)a) maq=50L b) t=250s=4min e 10s 34- R- B 35-um com 9L e outro com 1L. 36 –a)19,8ºC b)0,045cal/g.ºC 69 Calor Latente - trocas de calor com mudança de estado 01-(UFB) Determine a quantidade de calor que se deve fornecer a 100g de gelo a -10oC para transformá-lo em vapor a 110oC. Esboce a curva de aquecimentodo processo. Dados: calor específico da água = 1,0 cal/g °C --- calor específico do gelo = calor específico do vapor=0,5 cal/g °C --- calor latente de fusão do gelo = 80 cal/g --- calor latente de vaporização da água=540cal/g 02-(PUC-SP) O gráfico da quantidade de calor absorvida por um corpo de massa 5g, inicialmente líquido, em função da temperatura T, em uma transformação sofrida por esse corpo, é dado pela figura. a) Qual o calor latente de mudança de fase? b) Qual o calor específico da substância no estado líquido? 03-(FUVEST-SP) O gráfico representa, em função do tempo, a leitura de um termômetro que mede a temperatura de uma substância inicialmente no estado sólido, contida num recipiente. O conjunto é aquecido uniformemente numa chama de gás, a partir doinstante zero; depois de algum tempo o aquecimento é desligado. A temperatura de fusão da substância é, em oC: a)40 b)45 c) 50 d) 53 e) 55 04-(UFU-MG) Na aula de Física, o professor Chico Boca entrega aos estudantes um gráfico da variação da temperatura (em °C) em função do calor fornecido (em calorias). Esse gráfico, apresentado a seguir, é referente a um experimento em que foram aquecidos 100 g de gelo, inicialmente a -20°C, sob pressão atmosférica constante. Em seguida, o professor solicita que os alunos respondam algumas questões. Auxilie o professor na elaboração do gabarito correto, calculando, a partir das informações dadas, a) o calor específico do gelo; b) o calor latente de fusão do gelo; c) a capacidade térmica da quantidade de água resultante da fusão do gelo. 05-(ENEM-MEC) A Terra é cercada pelo vácuo espacial e, assim, ela só perde energia ao irradiá-la para o espaço. O aquecimento global que se verifica hoje decorre de pequeno desequilíbrio energético, de cerca de 0,3%, entre a energia que a Terra recebe do Sol e a energia irradiada a cada segundo, algo em torno de 1 W/m2. Isso significa que a Terra acumula, anualmente, cerca de 1,6 × 1022 J. Considere que a energia necessária para transformar 1 kg de gelo a 0°C em água líquida seja igual a 3,2 × 105 J. Se toda a energia acumulada anualmente fosse usada para derreter o gelo nos pólos (a 0°C), a quantidade de gelo derretida anualmente, em trilhões de toneladas, estaria entre a) 20 e 40. b) 40 e 60. c) 60 e 80. d) 80 e 100. e) 100 e 120. 06-(PUC-PR) Uma fonte de energia (térmica), de potência constante e igual a 20 cal/s, fornece calor a uma massa sólida de 100 g. O gráfico a seguir mostra a variação de temperatura em função do tempo: Marque a alternativa correta: a) O calor latente de fusão da substância é de 200 cal/g. b) A temperatura de fusão é de 150° C. c) O calor específico no estado sólido é de 0,1 cal/g° C. d) O calor latente de fusão é de 20 cal/g. e) O calor específico no estado líquido é de 0,4 cal/g° C. 70 07-(FUVEST-SP) Um recipiente de isopor, que é um bom isolante térmico, tem em seu interior água e gelo em equilíbrio térmico. Num dia quente, a passagem de calor por suas paredes pode ser estimada, medindo-se a massa de gelo Q presente no interior do isopor, ao longo de algumas horas, como representado no gráfico. Esses dados permitem estimar a transferência de calor pelo isopor, como sendo, aproximadamente, de Calor latente de fusão do gelo ¸ 320 kJ/kg a) 0,5 kJ/h b) 5 kJ/h c) 120 kJ/h d) 160 kJ/h e) 320 kJ/h 08-(UNESP-SP) A figura mostra os gráficos das temperaturas em função do tempo de aquecimento, em dois experimentos separados, de dois sólidos, A e B, de massas iguais, que se liquefazem durante o processo. A taxa com que o calor é transferido no aquecimento é constante e igual nos dois casos. Se TA e TB forem as temperaturas de fusão e LA e LB os calores latentes de fusão de A e B, respectivamente, então a) TA > TB e LA > LB. b) TA > TB e LA = LB. c) TA > TB e LA < LB. d) TA < TB e LA > LB. e) TA < TB e LA = LB. 09-(Olimíada Brasileira de Física) Dentro de um recipiente existem 2.400g de água e um pedaço de gelo. O recipiente é colocado no fogão em uma chama branda que fornece calor a uma razão constante. A temperaturafoi monitorada durante 80 minutos e o resultado é o representado no gráfico. O calor latente de fusão do gelo é 80 cal/g e o calor específico da água líquida é 1 cal/goC. Calcule: a) a massa inicial do gelo b) a taxa de calor transferida ao sistema por minuto. 10-(PUC-RJ) Um calorímetro isolado termicamente possui, inicialmente, 1,0 kg de água a uma temperatura de 55 °C. Adicionamos, então, 500 g de água a 25 °C. Dado que o calor especifico da água é 1,0 cal/(g.°C), que o calor latente de fusão é 80 cal/g e que sua densidade é 1,0 g/cm3, calcule: a) a temperatura de equilíbrio da água; b) a energia (em calorias - cal) que deve ser fornecida à água na situação do item a) para que esta atinja a temperatura de ebulição de 100 °C c) quanto calor deve ser retirado do calorímetro, (no item b), para que toda a água fique congelada. 11-(FUVEST-SP) Um aquecedor elétrico é mergulhado em um recipiente com água a 10 °C e, cinco minutos depois, a água começa a ferver a 100 °C. Se o aquecedor não for desligado, toda a água irá evaporar e o aquecedor será danificado. Considerando o momento em que a água começa a ferver, a evaporação de toda a água ocorrerá em um intervalo de aproximadamente: Calor específico da água = 1,0 cal/(g°C); Calor de vaporização da água = 540 cal/g Desconsidere perdas de calor para o recipiente, para o ambiente e para o próprio aquecedor. a) 5 minutos. b) 10 minutos. c) 12 minutos. d) 15 minutos. e) 30 minutos. 12-(UFG-GO) Num piquenique, com a finalidade de se obter água gelada, misturou-se num garrafão térmico, de capacidade térmica desprezível, 2kg de gelo picado a 0°C e 3kg de água que estavam em garrafas ao ar livre, à temperatura ambiente de 40 oC. Desprezando-se a troca de calor com o meio externo e conhecidos o calor latente de fusão do gelo (80 cal/g) e o calor específico da água (1 cal/g°C), a massa de água gelada disponível para se beber, em kg, depois de estabelecido o equilíbrio térmico, é igual a a) 3,0. b) 3,5. c) 4,0. d) 4,5. e) 5,0. 71 13-(UNIFESP-SP) A enfermeira de um posto de saúde resolveu ferver 1,0 litro de água para ter uma pequena reserva de água esterilizada. Atarefada, ela esqueceu a água a ferver e quando a guardou verificou que restaram 950 mL. Sabe-se que a densidade da água é 1,0 .103 kg/m3, o calor latente de vaporização da água é 2,3 . 106 J/kg e supõe-se desprezível amassa de água que evaporou ou possa ter saltado para fora do recipiente durante a fervura. Pode-se afirmar que a energia desperdiçada na transformação da água em vapor foi aproximadamente de: a) 25 000 J. b) 115 000 J. c) 230 000 J. d) 330 000 J. e) 460 000 J. 14-(UFPB) Em um copo há 100g de água (calor específico c=1,0 cal/g oC) à temperatura de 30oC. Desejando resfriar a água, coloca-se nesse copo 100g de gelo (calor latente de fusão L=80cal/g) à temperatura de 0oC. Considerando o copo um calorímetro de capacidade térmica desprezível, após o equilíbrio térmico a temperatura será de (em oC): a) -20 b) -10 c) 0 d) 10 e) 20 15-(UFMA) Certa quantidade de gelo, a temperatura de -7°C foi colocado em um recipiente adiabático, de capacidade térmica desprezível, contendo 500g de água pura a temperatura de 40°C, sob pressao normal. Após algum tempo, a temperatura de equlibrio da mistura estabilizou-se em 30°C. Considerando que cgelo=0,5 cal/g.°C, cágua=1,0cal/g.°C e L=80 cal/g, a massa do gelo em gramas colocada no recipiente foi de, aproximadamente: a) 54 b) 44 c) 34 d) 64 e) 74 16-(UNESP-SP) O gálio é um metal cujo ponto de fusão é 30oC à pressão normal; por isso ele pode liquefazer-se inteiramente quando colocado na palma da mão de uma pessoa. Sabe-se que o calor específico e o calor latente de fusão do gálio são, respectivamente, 410J/kgoC e 80.000Jkg. a) Qual a quantidade de calor que um fragmento de gálio de massa 25g, inicialmente a 10oC, absorveu para fundir-se integralmente quando colocadona palma da mão de uma pessoa? b) Construa o gráfico t (oC) x Q(J) que representa esse processo supondo que ele comece a 10oC e termine quando o fragmentode gálio se funde integralmente. 17-(UNICAMP-SP) Em um dia quente, um atleta corre dissipando 750 W durante 30 minutos. Suponha que ele só transfira esta energia para o meio externo, através da evaporação do suor, e que todo seu suor seja aproveitado para sua refrigeração. Adote L = 2 500 J/g para o calor latente de evaporação da água na temperatura ambiente. a) Qual é a taxa de perda de água no atleta em kg/min? b) Quantos litros de água ele perde nos 30 min de corrida? 18-(FGV-SP) Um suco de laranja foi preparado em uma jarra, adicionando-se, a 200mℓ de suco de laranja a 20oC, 50g de gelo fundente. Dados: calorespecífico da água=1 cal/goC; calor específico do suco de laranja=1 cal/goC; densidade do suco de laranja=1.103g/ℓ; calor latente de fusão do gelo=80cal/g. Estabelecido o equilíbrio térmico, a temperatura do suco gelado era, e, oC, aproximadamente: a) 0,5 b) 1,2 c) 1,7 d) 2,4 e) 3,3 19-(UDESC-SC-09) O gráfico a seguir representa a variação da temperatura de 200,0 g de água, em função do tempo, ao ser aquecida por uma fonte que libera energia a uma potência constante. A temperatura da água no instante 135 s e o tempo que essa fonte levaria para derreter a mesma quantidade de gelo a 0°C são respectivamente: a) 64°C, 200 s b) 64°C, 100 s c) 74°C, 80 s d) 74°C, 200 s e) 74°C, 250 s 20-(UNIFESP-SP-10) Em uma experiência de Termologia, analisou-se a variação da temperatura, medida em graus Celsius, de 100 g de uma substância, em função da quantidade de calor fornecido, medida em calorias. Durante o experimento, observou-se que, em uma determinada etapa do processo, a substância analisada apresentou mudança de fase sólida para líquida. Para visualizar o experimento, os dados obtidos foram apresentados em um gráfico da temperatura da substância como função da quantidade de calor fornecido.Determine: a) O calor específico da substância na fase líquida e seu calor latente específico de fusão. b) Após a substância atingir a temperatura de 80 ºC, cessou-se o fornecimento de calor e adicionou-se à ela 50 g de gelo a 0 ºC. Supondo que a troca de calor ocorra apenas entre o gelo e a substância, determine a massa de água, fase líquida, em equilíbrio térmico. Dados: 72 Calor latente de fusão do gelo: L = 80 cal/g --- Calor específico da água: c = 1,0 cal/(g.ºC) 21-(PUC-SP-010) Um cubo de gelo de massa 100 g e temperatura inicial -10 ºC é colocado no interior de um micro-ondas. Após 5 minutos de funcionamento, restava apenas vapor d' água. Considerando que toda a energia foi totalmente absorvida pela massa de gelo (desconsidere qualquer tipo de perda) e que o fornecimento de energia foi constante, determine a potência utilizada, em W. São dados: Pressão local = 1 atm --- Calor específico do gelo = 0,5 cal.g. oC-1 --- Calor específico da água líquida = 1,0 cal.g.oC-1 --- Calor latente de fusão da água = 80 cal. g-1 -- Calor de vaporização da água = 540 cal.g-1 --- 1 cal = 4,2 J a) 1.008 b) 896 c) 1.015 d) 903 e) 1.512 22-(PUC-RJ-010) Uma quantidade de água líquida de massa m = 200 g, a uma temperatura de 30 oC, é colocada em uma calorímetro junto a 150 g de gelo a 0 oC. Após atingir o equilíbrio, dado que o calor específico da água é ca = 1,0 cal/(g . oC) e o calor latente de fusão do gelo é L = 80 cal/g, calcule a temperatura final da mistura gelo + água. a) 10oC b) 15 oC c) 0 oC d) 30 oC e) 60 oC 02-(PUC-RS) De acordo com a Lei de Robert Boyle (1660), para proporcionar um aumento na pressão de uma determinada amostra gasosa numa transformação isotérmica, é necessário: a) aumentar o seu volume. b) diminuir a sua massa. c) aumentar a sua temperatura. d) diminuir o seu volume. e) aumentar a sua massa 03-(UEBA-BA) Um balão-propaganda cheio de gás hélio, ao nível do mar, ocupa um volume de 250 L. Seu volume após lançamento, numa altitude de 3000 m será: (obs.: admitindo-se que a temperatura tenha se mantido constante) a) menor, pois a pressão externa aumenta com a altitude. b) maior, pois a pressão externa diminui com a altitude. c) permanecerá constante, pois a pressão não varia com a altitude. d) permanecerá constante, pois a temperatura se manteve constante. e) maior, pois a pressão externa aumenta com a altitude. 04-(PUC-BA) Duas amostras de igual massa de um mesmo gás foram submetidas ao seguinte teste, à temperatura constante: 23-(UECE-CE-010) Considerando que os calores específico e latente de vaporização da água são respectivamente c = 4.190 J/kg.K e L = 2.256 kJ/kg, a energia mínima necessária para vaporizar 0,5 kg de água que se encontra a 30ºC, em kJ, é aproximadamente: a) 645 b) 1.275 c) 1.940 d) 3.820 RESPOSTAS 01- Q5=73kcal 02- a) L=20cal/g b) c=0,2cal/goC 03- R- C 04- a) c = 0,5 cal/g.°Cb) L = 80 cal/g c) C = 100.1 = 100 cal/°C 05- R- B 06- R- D 07- R- D 08- R- C 09- a) mgelo≈553,85 g b) Po≈738,47cal/min 10- a) T = 45 °C. b) Q=82,5 kcal. c) Q t= - 270 kcal. 11- R- D 12- R- D 13- R- B 14- R- C 15- R- B 16- Q=2.205J 17- a) a taxa é de 0,018kg/min b) m=0,54kg=0,54L 18- t=3,3oC 19- R- A 20- a) c = 0,1 cal/g.°C - L=4 cal/g b) m’ = 12,5 g. 21- R- C 22- R- C 23- R- B Transformações gasosas 01-(UFU-MG) As grandezas que definem completamente o estado de um gás são: a) somente pressão e volume b) apenas o volume e a temperatura c) massa e volume d) temperatura, volume e pressão e) massa, pressão, volume e temperatura os dados obtidos para a pressão e volume das amostras comprovam a lei de: a) Boyle b) Gay-Lussac c) Avogadro d) Proust e) Lavoisier 05- (PUC-MG) A figura ao lado representa um gás contido em um cilindro cuja parte superior é vedada por um êmbolo que pode deslizar, sem atrito, para cima e para baixo, ao longo das paredes do cilindro.Sobre o êmbolo está um objeto de massa constante. Se esse sistema for aquecido lentamente, a transformação a que ele será submetido é: a) adiabática b) isobárica c) isotérmica d) isocórica e) isostática 06-(MACKENZIE-SP) Se a pressão de um gás confinado é duplicada a temperatura constante, a grandeza do gás que duplicará será: a) a massa b) a massa específica c)o volume d) o peso e) a energia cinética 73 07- (UFAC-AC) Considere o gráfico a seguir: O gráfico acima representa um comportamento típico de um gás submetido à lei de Boyle – Mariotte (P.V=K). Com relação à curva, pode-se afirmar que: a)É uma isocórica e o valor de K é igual a2,0 b) É uma isoterma e o valor de K é igual a 12,0 c) É uma isocórica e o valor de K é igual 12,0 d) É uma isoterma e o valor de K é igual a 2,0 e) É uma isobárica e o valor de K é igual a 2,0 08-(CESGRANRIO-RJ) Você brincou de encher, com ar, um balão de gás, na beira da praia, até um volume de 1 L e o fechou. Em seguida, subiu uma encosta próxima carregando o balão, até uma altitude de 900m, onde a pressão atmosférica é 10% menor que a pressão ao nível do mar. Considerando que a temperatura na praia e na encosta seja mesma, o volume de ar no balão após a subida, será de: a) 0,8 L b) 0,9 L c) 1,0 L d) 1,1 L e) 1,2 L 09-(UFRJ-RJ) Um balão, contendo um gás ideal, é usado para levantar cargas subaquáticas. A uma certa profundidade, o gás nele contido está em equilíbrio térmico com a água a uma temperatura absoluta To e a uma pressão Po. Quando o balão sai da água, depois de levantar a carga, o gás nele contido entra em equilíbrio térmico com o ambiente a uma temperatura absoluta T e a uma pressão P. Supondo que o gás no interior do balão seja ideal e sabendo que Po/P = 3/2 e To/T = 0,93, calcule a razão Vo/V entre o volume Vo do gás quando o balão está submerso e o volume V do mesmo gás quando o balão está fora d'água. 12- (FMTM-MG) Nas lições iniciais de um curso de mergulho com equipamento autônomo – cilindro de ar comprimido – os alunos são instruídos a voltarem lentamente à superfície, sem prender sua respiração em hipótese alguma, a fim de permitir que ocorra a gradativa descompressão. O aprisionamento do ar nos pulmões pode ser fatal para o mergulhador durante a subida, pois, nesse caso, a transformação sofrida pelo ar nos pulmões é a) isobárica, com redução do volume do ar. b) isobárica, com aumento da temperatura do ar. c) isotérmica, com aumento da pressão do ar. d) isotérmica, com aumento do volume do ar. e) isovolumétrica, com diminuição da pressão do ar 13-(UFAM-AM) Analise as seguintes afirmativas a respeito dos tipos de transformações ou mudanças de estado de um gás. I. em uma transformação isocórica o volume do gás permanece constante. II. em uma transformação isobárica a pressão do gás permanece constante. III. em uma transformação isotérmica a temperatura do gás permanece constante. IV. em uma transformação adiabática variam o volume, a pressão e a temperatura. Com a relação as quatro afirmativas acima, podemos dizer que: a) só I e III são verdadeiras. b) só II e III são verdadeiras. c) I, II, III e IV são verdadeiras. d) só I é verdadeira. e) todas são falsas. 14-(UFMG-MG) Regina estaciona seu carro, movido a gás natural, ao Sol. Considere que o gás no reservatório do carro se comporta como um gás ideal. Assinale a alternativa cujo gráfico melhor representa a pressão em função da temperatura do gás na situação descrita. 10-(PUC-MG-09) Um balão de aniversário, cheio de gás Hélio, solta-se da mão de uma criança, subindo até grandes altitudes. Durante a subida, é CORRETO afirmar: a) O volume do balão diminui b) A pressão do gás no interior do balão aumenta. c) O volume do balão aumenta. d) O volume do balão permanece constante. 11-(UEPG-GO) A respeito do funcionamento da panela de pressão, assinale o que for correto. 01) De acordo com a lei dos gases, as variáveis envolvidas no processo são pressão, volume e temperatura. 02) O aumento da pressão no interior da panela afeta o ponto de ebulição da água. 04) A quantidade de calor doado ao sistema deve ser constante, para evitar que a panela venha a explodir. 08) O tempo de cozimento dos alimentos dentro de uma panela de pressão é menor porque eles ficam submetidos a temperaturas superiores a 100 °C. 15-(UNIFENAS-MG) Um mol de um gás ideal é submetido a uma transformação de estado cíclico, como mostra o gráfico a seguir. Pode-se afirmar que as transformações A, B e C, são, respectivamente: a) isovolumétrica, isotérmica, isovolumétrica b) isobárica, isotérmica, isovolumétrica c) isovolumétrica, isotérmica, isobárica. d) isotérmica, isobárica, isovolumétrica e) isovolumétrica, isobárica, isotérmica 74 16-(FUVEST-SP) Uma bola de futebol impermeável e murcha é colocada sob uma campânula, num ambiente hermeticamentefechado. A seguir, extrai-se lentamente o ar da campânula até que a bola acabe por readquirir sua forma esférica. Ao longo do processo, a temperatura é mantida constante. Ao final do processo, tratando-se o ar como um gás perfeito, podemos afirmar que: a) a pressão do ar dentro da bola diminuiu. b) a pressão do ar dentro da bola aumentou. c) a pressão do ar dentro da bola não mudou. d) a densidade do ar dentro da bola aumentou. 17-(CESGRANRIO-RJ) Antes da largada e "na volta de apresentação" de um Grande Prêmio de Fórmula 1, os pneus são pré-aquecidos para melhorar o desempenho do carro. Supondo desprezível variação do volume do pneu durante a prova, qual dos gráficos a seguir representa a variação da pressão do ar no interior do pneu em função da variação de temperatura absoluta atingida pelo pneu na reta de chegada? 18-(ITA-SP) A pressão total do ar no interior de um pneu era de 2,30 atm, quando a temperatura do pneu era de 27oC. Depois de ter rodado um certo tempo com este pneu, mediu-se novamente sua pressão e verificou-se que este agora era de 2,53 atm. Supondo variação de volume desprezível do pneu, determine sua nova temperatura. 57oC 19-(UNIFESP-SP) Você já deve ter notado como é difícil abrir a porta de um freezer logo após tê-la fechado, sendo necessário aguardar alguns segundos para abri-la novamente. Considere um freezer vertical cuja porta tenha 0,60 m de largura por 1,0 m de altura, volume interno de 150 L e que esteja a uma temperatura interna de - 18ºC, num dia em que a temperatura externa seja de 27ºC temperatura interna de e a pressão, 1,0 x 105 N/m2. a) Com base em conceitos físicos, explique a razão de ser difícil abrir a porta do freezer logo após tê-la fechado e por que é necessário aguardar alguns instantes para conseguir abri-la novamente. b) Suponha que você tenha aberto a porta do freezer por tempo suficiente para que todo o ar frio do seu interior fosse substituído por ar a 27ºC e que, fechando a porta do freezer, quisesse abri-la novamente logo em seguida. Considere que, nesse curtíssimo intervalo de tempo, a temperatura média do ar no interior do -3ºC. Determine a intensidade da força resultante sobre a porta do freezer. 20-(FUVEST-SP) Certa massa de gás ideal, inicialmente à pressão Po, volume Vo e temperatura To, é submetida à seguinte seqüência de transformações: 1. É aquecida à pressão constante até que a temperatura atinja o valor 2T o. 2. É resfriada a volume constante até que a temperatura atinja o valor inicial To. 3. É comprimida à temperatura constante até que atinja a pressão inicial Po. a) Calcule os valores da pressão, temperatura e volume final de cada transformação. b) Represente as transformações num diagrama pressão x volume. 21-(UFA-MG) Nos manuais de automóveis, na seção que trata da calibragem dos pneus, junto à pressão recomendada, encontramos a seguinte instrução: “os pneus devem ser calibrados enquanto frios”. Qual o motivo da recomendação? a) Se calibrarmos os pneus quentes com a pressão recomendada, ao esfriarem a pressão cairá a valores mais baixos que o recomendado. b) Se calibrarmos os pneus quentes com ar à temperatura ambiente, podemos provocar rachaduras nas rodas. c) Se calibrarmos os pneus ainda quentes, podemos levar a vazamentos de ar, porque a borracha estará dilatada. d) Se calibrarmos os pneus quentes com a pressão recomendada, quando os pneus esfriarem a pressão ficará muito acima da recomendada, por causa da contração da borracha. e) Se calibrarmos os pneus a frio, gastaremos menos ar para enchê-los. 22-(UnB-DF) Um balão contendo gás oxigênio (O2), mantido à pressão constante, tem volume igual a 10 L, a 27ºC. Se o volume for dobrado, poderemos afirmar que: a) a temperatura em ºC dobrará b) a temperatura em K dobrará c) a temperatura em K diminuirá à metade d) a temperatura em ºC diminuirá à metade e) a temperatura em K aumentará de 273 K 23-(UFPB-PB) Antes de iniciar uma viagem, um motorista cuidadoso calibra os pneus de seu carro, que estão à temperaturambiente de 27°C, com uma pressão de 30 lb/pol 2. Ao final da viagem, para determinar a temperatura dos pneus, o motorista mede a pressão dos mesmos e descobre que esta aumentou para 32 lb/pol 2. Se o volume dos pneus permanece inalterado e se o gás no interior é ideal, o motorista determinou a temperatura dos pneus como sendo: a) 17 °C b) 27 °C c) 37 °C d) 47 °C e) 57 °C 24-(UFRGS-RS) Na figura abaixo estão representados dois balões de vidro, A e B, com capacidades de 3 litros e de 1 litro, respectivamente. Os balões estão conectados entre si por um tubo fino munido da torneira T, que se encontra fechada. O balão A contém hidrogênio à pressão de 1,6 atmosferas. O balão B foi completamente esvaziado. Abre-se, então, a torneira T, pondo os balões em comunicação, e faz-se também com que a temperatura dos balões e do gás retorne ao seu valor inicial, (considere 1 atm igual a 75 105N/m2). Qual é, em N/m2, o valor aproximado da pressão a que fica submetido o hidrogênio? 25-(Unifor-CE) Dois recipientes rígidos de mesmo volume contém gases perfeitos às pressões de 5,0 atm e 18,0 atm, na mesma temperatura. Os dois recipientes estão ligados por um tubo provido de torneira que, inicialmente, está fechada. Abrindo-se a torneira, os gases se misturam sem reagir, e a temperatura diminui. Aguardando-se algum tempo para que a temperatura volte ao valor inicial, a pressão comum nos dois botijões, em atm, é: a) 10,0 b) 11,5 c) 13,0 d) 23,0 e) 26,0 26-(UFOP-MG-09) Considere o gráfico a seguir, que descreve o comportamento da pressão e do volume de certa massa de gás ideal. Com relação às transformações mostradas acima, podemos afirmar que: a) a transformação BC é isobárica. b) a transformação AB é isotérmica. c) há uma mudança drástica do volume na transformação BC. d) a temperatura no ponto A é maior que no ponto C. RESPOSTAS 01- R- D 02- R- D 06- R- B 07- R- D 11- R- (1 + 2 + 8) = 11 15- R- C 16- R- A 21- R- A 22- R- B 25- R- B 26- R- B 03- R- B 08- R- D 12- R- D 17- R- C 23- R- D 04- R- A 05- R- B 09- Vo/V=0,62 10- R- C 13- R- C 14- R- D 18- T=57oC 19 b)F=6,0.103N 5 24- P=1,2.10 Nm2 02-(Uneb-BA) Um gás ideal sofre uma expansão isobárica, variando seu volume de 2 m 3 até 5 m3. Se o trabalho realizado sobre o gás foi de 30J, a pressão mantida durante a expansão, em N/m2, foi de: a) 10 b) 12 c) 14 d) 16 e) 18 03-(PUCCAMP-SP) O biodiesel resulta da reação química desencadeada por uma mistura de óleo vegetal com álcool de cana. A utilização do biodiesel etílico como combustível no país permitiria uma redução sensível nas emissões de gases poluentes no ar, bem como uma ampliação da matriz energética brasileira.O combustível testado foi desenvolvido a partir da transformação química do óleo de soja. É também chamado de B-30 porque é constituído de uma proporção de 30% de biodiesel e 70% de diesel metropolitano. O primeiro diagnóstico divulgado considerou performances dos veículos quanto ao desempenho, durabilidade e consumo. Um carro-teste consome 4,0 kg de biodiesel para realizar trabalho mecânico. Se a queima de 1 g de biodiesel libera 5,0 .103 cal e o rendimento do motor é de 15%, o trabalho mecânico realizado, em joules, vale, aproximadamente, Dado: 1 cal = 4,2 joules a) 7,2 .105 b) 1,0. 106 c) 3,0 .106 d) 9,0 .106 e) 1,0.107 04-(ENEM-MEC) No Brasil, o sistema de transporte depende do uso de combustíveis fósseis e de biomassa, cuja energia é convertida em movimento de veículos. Para esses combustíveis, a transformação de energia química em energia mecânica acontece a) na combustão, que gera gases quentes para mover os pistões no motor. b) nos eixos, que transferem torque às rodas e impulsionam o veículo. c) na ignição, quando a energia elétrica é convertida em trabalho. d) na exaustão, quando gases quentes são expelidos para trás. e) na carburação, com a difusão do combustível no ar. 05-(UFB) A figura anexa é o gráfico da expansão de um gás perfeito. Pede-se o trabalho realizado pelo gás nas transformações: a) AB b) BC c) CD e) AD Trabalho de um gás - transformação cíclica 01-(UFMS-MS) Sem variar sua massa, um gás ideal sofre uma transformação a volume constante. É correto afirmar que a) a transformação é isotérmica. b) a transformação é isobárica. c) o gás não realiza trabalho. d) sua pressão diminuirá ,se a temperatura do gás aumentar. e) a variação de temperatura do gás será a mesma em qualquer escala termométrica. 06-(UNIFESP-SP) O diagrama PV da figura mostra a transição de um sistema termodinâmico de um estado inicial A para o estado final B, segundo três caminhos possíveis. 76 O caminho pelo qual o gás realiza o menor trabalho e a expressão correspondente são, respectivamente, 07-(UFRRJ-RJ) Um gás ideal sofre as transformações AB, BC, CD e DA, de acordo com o gráfico a seguir.Através da análise do gráfico, assinale adiante a alternativa correta. a) Na transformação CD, o trabalho é negativo. b) A transformação AB é isotérmica. c) Na transformação BC, o trabalho é negativo. d) A transformação DA é isotérmica. e) Ao completar o ciclo, a energia interna aumenta. 08-(UFRRJ-RJ) Certa massa gasosa, contida num reservatório, sofre uma transformação termodinâmica no trecho AB. O gráfico mostra o comportamento da pressão P, em função do volume V. O módulo do trabalho realizado pelo gás, na transformação do trecho AB, é de: a) 400J. b) 800J. c) 40kJ. d) 80kJ. e) 600J. 09-(UFMG-MG) Um gás ideal, em um estado inicial i, pode ser levado a um estado final f por meio dos processos I, II e III, representados neste diagrama de pressão versus volume: Sejam WI, WII e WIII os módulos dos trabalhos realizados pelo gás nos processos I, II e III, respectivamente. Com base nessas informações, é correto afirmar que: a) WI < WII < WIII b) WI = WII = WIII c) WI = WII > WIII d) WI > WII > WIII. 10-(Uenf-RJ) Um gás perfeito sofre uma transformação que pode ser representada no diagrama abaixo. Calcule: a) a relação entre as temperaturas nos estados A e C. b) o trabalho realizado pelo gás na transformação ABC. 11-(Uneb-BA) Um gás ideal sofre uma expansão isobárica, variando seu volume de 2 m3 até 5 m3. Se o trabalho realizado sobre o gás foi de 30J, a pressão mantida durante a expansão, em N/m2, foi de: a) 10 b) 12 c) 14 d) 16 e) 18 12-(PUC-SP) Uma amostra de gás ideal sofre o processo termodinâmico cíclico representado no gráfico a seguir. Ao completar um ciclo, o trabalho, em joules, realizado pela força que o gás exerce nas paredes do recipiente é a)+6 b)+4 c) + 2 d)– 4 e) – 6 13-(UERJ-RJ) Observe o ciclo mostrado no gráfico P × V a seguir.Considerando este ciclo completo, o trabalho realizado, em joules, vale: a) 1.500 b) 900 c) 800 d) 600 14-(CFT-MG) O diagrama P × V da figura refere-se a um gás ideal, passando por uma transformação cíclica. O ponto em que a temperatura se apresenta mais alta corresponde a __________; e o trabalho realizado pelo gás, no processo AB, é __________ joules. A opção que completa, corretamente, as lacunas é a) B; 0,50. b) B; 1,0. c) D; 0,50. d) D; 1,0. 15-(UFRGS-RS) O gráfico a seguir representa o ciclo de uma máquina térmica ideal. O trabalho total realizado em um ciclo é a) 0 J. b) 3,0 J. c) 4,5 J. d) 6,0 e) 9,0 J. 16-Uma dada massa de gás perfeito realiza uma transformação cíclica, como está representada no gráfico pV a seguir. O trabalho realizado pelo gás ao descrever o ciclo ABCA, em joules, vale: a) 3,0·10-1. b) 4,0·10-1. -1 c) 6,0·10 . d) 8,0·10-1. e) 9,0·10-1. 77 RESPOSTAS01- R- C 02- R- A 03- R- E 04- R- A 05- a) WAB=50 J b) WBC=100 J c) WCD= zero d) WAD=150 J 06- R- B 07- R- A 08- R- C 09- R- D 10- a) TA=TC ou TA/TC=1 b) Wtotal=6J 11- R- A 12- R- B 13- R- A 14- R- A 15-R- D 16- R- B Primeiro Princípio da Termodinâmica ou Princípio da Conservação da energia 01-(PUC-MG) A pressão que um gás exerce, quando mantido em um recipiente fechado, se deve: a) ao choque entre as moléculas do gás. b) à força de atração entre as moléculas. c) ao choque das moléculas contra as paredes do recipiente. d) à força com que as paredes atraem as moléculas. 02-(UEMS-MS) Assinale a alternativa correta: a) A primeira lei da termodinâmica diz respeito à dilatação térmica. b) Na mudança de estado de um gás, sempre há realização de trabalho. c) Quando um corpo recebe calor, sua temperatura necessariamente se eleva. d) No vácuo, a única forma de transmissão de calor é por condução. e) Transformação isotérmica é uma transformação gasosa na qual a pressão (P) e o volume (V) do gás variam e a temperatura (T) é mantida constante. 03-(UFRN-RN) Cotidianamente são usados recipientes de barro (potes, quartinhas, filtros etc.) para esfriar um pouco a água neles contida. Considere um sistema constituído por uma quartinha cheia d'água. Parte da água que chega à superfície externa da quartinha, através de seus poros, evapora, retirando calor do barro e da água que o permeia. Isso implica que também a temperatura da água que está em seu interior diminui nesse processo. Tal processo se explica porque, na água que evapora, são as moléculas de água a) com menor energia cinética média que escapam do líquido, aumentando, assim, a energia cinética média desse sistema. b) que, ao escaparem do líquido, aumentam a pressão atmosférica, diminuindo, assim, a pressão no interior da quartinha. c) com maior energia cinética média que escapam do líquido, diminuindo, assim, a energia cinética média desse sistema. d) que, ao escaparem do líquido, diminuem a pressão atmosférica, aumentando, assim, a pressão no interior da quartinha. 04- (UFSC-SC) Com relação aos conceitos de calor, temperatura e energia interna, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). (01) Associa-se a existência de calor a qualquer corpo, pois todo corpo possui calor. (02) Quando as extremidades de uma barra metálica estão a temperaturas diferentes, a extremidade submetida à temperatura maior contém mais calor do que a outra. (04) Calor é a energia contida em um corpo. (08) Para se admitir a existência de calor são necessários, pelo menos, dois sistemas. (16) Duas esferas de mesmo material e de massas diferentes, após ficarem durante muito tempo em um forno a 160 °C, são retiradas deste e imediatamente colocadas em contato. Logo em seguida, pode-se afirmar, o calor contido na esfera de maior massa passa para a de menor massa. (32) Se colocarmos um termômetro, em um dia em que a temperatura está a 25 °C, em água a uma temperatura mais elevada, a energia interna do termômetro aumentará. 05-(UFMS-MS) Sem variar sua massa, um gás ideal sofre uma transformação a volume constante. É correto afirmar que a) a transformação é isotérmica. b) a transformação é isobárica. c) o gás não realiza trabalho. d) sua pressão diminuirá, se a temperatura do gás aumentar. e) a variação de temperatura do gás será a mesma em qualquer escala termométrica. 06-(CFT-MG) Durante a compressão de um sistema gasoso, sob a ação de uma força constante, a) a temperatura do gás é invariável. b) a energia interna permanece a mesma. c) o trabalho realizado sobre o gás é negativo. d) o calor trocado com a vizinhança é nulo. 07-(UFPEL-RS) De acordo com seus conhecimentos sobre Termodinâmica, analise as afirmativas abaixo. I - Sempre que um corpo muda de fase, sob pressão constante, ele recebe ou cede calor e a sua temperatura varia. II - Quando temos uma transformação isobárica, de uma certa massa de um gás perfeito, o aumento da temperatura fará com que aconteça um aumento de volume. 78 III - Uma dada massa de um gás perfeito pode receber calor sem que a sua temperatura interna aumente. Isso ocorrerá se ele realizar um trabalho igual à quantidade de calor que recebeu. IV - Num processo de transformação isocórico a temperatura de uma certa massa de um gás permanece constante. Dessas afirmativas, estão CORRETAS apenas a) I e III. b) I, II e III. c) II e III. d) II e IV. e) II, III e IV. 08-(UFRJ-RJ) Considere certa massa de um gás ideal em equilíbrio termodinâmico. Numa primeira experiência, faz-se o gás sofrer uma expansão isotérmica durante a qual realiza um trabalho W e recebe 150J de calor do meio externo. Numa segunda experiência, faz-se o gás sofrer uma expansão adiabática, a partir das mesmas condições iniciais, durante a qual ele realiza o mesmo trabalho W. Calcule a variação de energia interna ΔU do gás nessa expansão adiabática. a) 100 J. b) 150 J. 09-(UFRS-RS) Em uma transformação termodinâmica sofrida por uma amostra de gás ideal, o volume e a temperatura absoluta variam como indica o gráfico a seguir, enquanto a pressão se mantém igual a 20 N/m2. Sabendo-se que nessa transformação o gás absorve 250 J de calor, pode-se afirmar que a variação de sua energia interna é de c) 250 J. d) 350 J. e) 400 J. 10-(UFRJ-RJ) A figura a seguir representa o gráfico p-V de um gás, suposto ideal, que sofre primeiramente um processo isobárico, partindo do ponto A para o ponto B, e depois um processo isovolumétrico, atingindo o ponto C, que se situa sobre a mesma isoterma que A. Calcule a) o trabalho realizado pelo gás ao final do processo ABC; b) o calor recebido pelo gás ao final do processo ABC. 11-(UFMG-MG) Um cilindro é fechado por um êmbolo que pode se mover livremente. Um gás, contido nesse cilindro, está sendo aquecido, como representado nesta figura:Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, nesse processo, a) a pressão do gás aumenta e o aumento da sua energia interna é menor que o calor fornecido. b) a pressão do gás permanece constante e o aumento da sua energia interna é igual ao calor fornecido. c) a pressão do gás aumenta e o aumento da sua energia interna é igual ao calor fornecido. d) a pressão do gás permanece constante e o aumento da sua energia interna é menor que o calor fornecido. 12-(UFPB-PB) Um gás ideal é submetido a três transformações consecutivas, em que AB é isobárica, BC é isotérmica e CA é adiabática, como mostra o diagrama pxV a seguir. Em relação a essas transformações, identifique com V a(s) afirmativa(s) verdadeira(s) e com F, a(s) falsa(s). ( ) Em AB, a energia interna do gás diminui. ( ) Em BC, o gás recebe calor. ( ) Em CA, não há variação da energia interna do gás. A seqüência correta é: a) VVF b) VFV c) FVF d) VVV e) FFF 13-(UFAL) Um gás sofre a transformação termodinâmica cíclica ABCA representada no gráfico p × V. No trecho AB a transformação é isotérmica. Analise as afirmações: ( ) A pressão no ponto A é 2,5 × 105 N/m2. ( ) No trecho AB o sistema não troca calor com a vizinhança. ( ) No trecho BC o trabalho é realizado pelo gás e vale 2,0 × 104 J. ( ) No trecho CA não há realização de trabalho. ( ) Pelo gráfico, o trabalho realizado pelo gás no ciclo ABCA é maior do que 4,0 × 104J. a) V e IV. 14-(UFSM-RS) Quando um jogador "dá de bico" na bola, ela fica deformada, enquanto está em contato com a chuteira. O ar dentro da bola tem uma variação de volume num intervalo de tempo muito curto, podendo-se considerar essa variação como adiabática. Na figura, as curvas que melhor representam um processo adiabático e um isotérmico de um gás ideal são, respectivamente, b) IV e III. c) III e II. d) II e III. e) II e I. 15-(UFMG-MG) Uma seringa, com a extremidade fechada, contém certa quantidade de ar em seu interior. Sampaio puxa, rapidamente, o êmbolo dessa seringa, como mostrado nesta figura: 79 01 - R- C 05- R- C 09- R- B 12- R- E 17- R- D Considere o ar como um gás ideal. Sabe-se que, para um gás ideal, a energia interna é proporcional à sua temperatura. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, no interior da seringa, a) a pressão do ar aumenta e sua temperatura diminui. b) a pressão do ar diminui e sua temperatura aumenta. c) a pressão e a temperatura do ar aumentam. d) a pressão e a temperatura do ar diminuem. 16- (UCSal-BA) Um gás perfeito está aprisionado, em um recipiente cilíndrico e graduado em litros, que exerce uma pressão constante de 1,1.105 Pa, conforme esquema representado pela figura 1.Esse gás recebe 5,5.102J de calor e empurra o êmbolo para a posição representada pela figura 2. Nessa expansão, o trabalho realizado pelo gás e o aumento de energia interna, em joules, são, respectivamente, a) 2,2.103 e 2,5.102 b) 5,5.102 e zero c) 3,3.102 e 3,3.102 2 2 5 -2 d) 2,2.10 e 3,3.10 e) 2,2.10 e 5,5.10 17-(UEPA) Um estudante verifica a ação do calor sobre um gás perfeito inserido em uma seringa de vidro, aquecendo-a com uma vela e mantendo fechada sua saída. Desprezando o atrito entre o êmbolo da seringa e o vidro, pode-se afirmar que, durante o aquecimento: a) O gás se tornará mais denso;com isso,a pressão do ar atmosférico empurrará o êmbolo da seringa, comprimindo o gás. b) Se a pressão do gás se mantiver constante, a energia interna do sistema aumentará, fazendo com que o gás realize trabalho deslocando o êmbolo da seringa. c) Se a pressão do gás se mantiver constante, o sistema gasoso receberá trabalho, diminuindo o volume interno da seringa. d) Se a energia interna do sistema aumentar, certamente o gás sofrerá uma transformação isométrica. e) Toda a energia recebida será integralmente utilizada para deslocar o êmbolo, tratando-se, portanto, de uma transformação isobárica do gás. RESPOSTAS 02- R- E 03- R- C 04- R- (08 + 32) = 40 06- R- C 07- R- C 08 ΔU=-150J 10- a) Wtotal=8.105J b) Q=W=8.105J 11- R- D 13-R- V F F V F 14- R- B 15- R- D 18- R- B Segunda lei da Termodinâmica 01-(UFRS-RS) A cada ciclo, uma máquina térmica extrai 45 kJ de calor da sua fonte quente e descarrega 36 kJ de calor na sua fonte fria. O rendimento máximo que essa máquina pode ter é de a) 20%. b) 25% c) 75% d) 80% e) 100% 02-(PUC-RJ) Uma máquina de Carnot é operada entre duas fontes, cujas temperaturas são, respectivamente, 100oC e 0oC. Admitindo-se que a máquina receba da fonte quente uma quantidade de calor igual a 1.000 cal por ciclo, pede-se: a) o rendimento térmico da máquina b) a quantidade de calor rejeitada para a fonte fria 03-(EMC-RJ) O rendimento de uma certa máquina térmica de Carnot é de 25% e a fonte fria é a própria atmosfera a 27oC. Calcule a temperatura da fonte quente. 04-(FGV-SP) Sendo 27oC a temperatura da água do mar na superfície e de 2oC em águas profundas, qual seria o rendimento teórico de uma máquina térmica que aproveitasse a energia correspondente? 05-(UFAL-AL) Analise as proposições a seguir: ( ) Máquina térmica é um sistema que realiza transformação cíclica: depois de sofrer uma série de transformações ela retorna ao estado inicial. ( ) É impossível construir uma máquina térmica que transforme integralmente calor em trabalho. ( ) O calor é uma forma de energia que se transfere espontaneamente do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura. ( ) É impossível construir uma máquina térmica que tenha um rendimento superior ao da Máquina de Carnot, operando entre as mesmas temperaturas. ( ) Quando um gás recebe 400 J de calor e realiza um trabalho de 250 J, sua energia interna sofre um aumento de 150 J. 06-(CEFET-PR) O 2° princípio da Termodinâmica pode ser enunciado da seguinte forma: "É impossível construir uma máquina térmica operando em ciclos, cujo único efeito seja retirar calor de uma fonte e convertê-lo integralmente em trabalho." Por extensão, esse princípio nos leva a concluir que: 80 a) sempre se pode construir máquinas térmicas cujo rendimento seja 100%; b) qualquer máquina térmica necessita apenas de uma fonte quente; c) calor e trabalho não são grandezas homogêneas; d) qualquer máquina térmica retira calor de uma fonte quente e rejeita parte desse calor para uma fonte fria; e) somente com uma fonte fria, mantida sempre a 0°C, seria possível a uma certa máquina térmica converter integralmente calor em trabalho. sobe, movido pelo virabrequim, comprimindo a mistura ar combustível rapidamente. No tempo 3, ocorre a explosão: no ponto em que a compressão é máxima, produz-se, nos terminais da vela, uma faísca elétrica que provoca a explosão do combustível e seu aumento de temperatura; a explosão empurra o êmbolo para baixo, ainda com as válvulas fechadas. No tempo 4, ocorre exaustão ou descarga: o êmbolo sobe novamente, a válvula de exaustão abre-se, expulsando os gases queimados na explosão e reiniciando o ciclo. 07-(UFPEL-RS) Um ciclo de Carnot trabalha entre duas fontes térmicas: uma quente em temperatura de 227°C e uma fria em temperatura -73°C. O rendimento desta máquina, em percentual, é de: a) 10 b) 25 c) 35 d) 50 e) 60 08-(UFF-RJ) O esquema a seguir representa o ciclo de operação de determinada máquina térmica cujo combustível é um gás. Quando em funcionamento, a cada ciclo o gás absorve calor (Q1) de uma fonte quente, realiza trabalho mecânico (W) e libera calor (Q2) para uma fonte fria, sendo a eficiência da máquina medida pelo quociente entre W e Q1. Uma dessas máquinas, que, a cada ciclo, realiza um trabalho de 3,0.104 J com uma eficiência de 60%, foi adquirida por certa indústria. Em relação a essa máquina, conclui-se que os valores de Q1, de Q2 e da variação da energia interna do gás são, respectivamente: a) 1,8.104 J ; 5,0.104 J ; 3,2.104 J b) 3,0.104 J ; zero ; zero c) 3,0.104 J ; zero ; 3,0.104 J e) 5,0.104 J ; 2,0.104 J ; 3,0.104 J De acordo com o texto e com a termodinâmica, é CORRETO afirmar: a) No tempo 1, o processo é isovolumétrico. b) No tempo 2, o processo é adiabático. c) No tempo 3, o processo é isobárico. d) No tempo 4, o processo é isotérmico. e) Um ciclo completo no motor de 4 tempos é realizado após uma volta completa da árvore de manivelas. RESPOSTAS 01- η=0,2=20% 03- T=400K=127oC 07- R- E 02- a) η =0,268 ou η = 26,8% b) Q1=732cal 04- η = 8% 05- R- V V V V V 08- R- D 09- R- B 06- R- D d) 5,0.104 J ; 2,0.104 J ; zero 09-(UEG-GO) Os motores usados em veículos são normalmente de combustão interna e de quatro tempos. A finalidade dos motores é transformar a energia térmica do combustível em trabalho. De modo geral, eles são constituídos de várias peças, entre elas: as válvulas, que controlam a entrada e a saída do fluido combustível, a vela, onde se dá a faísca que provoca a explosão, o virabrequim (árvore de manivelas), que movimenta o motor, e os êmbolos, que são acoplados a ele. No tempo 1, ocorre a admissão do combustível, a mistura de ar e vapor de álcool ou gasolina, produzida no carburador: o virabrequim faz o êmbolo descer, enquanto a válvula de admissão se abre, reduzindo a pressão interna e possibilitando a entrada de combustível à pressão atmosférica. No tempo 2, ocorre a compressão: com as válvulas fechadas, o êmbolo 81