PB 1

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FÍSICA

X

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Resolução Obtendo a unidade SI da grandeza definida pelo enunciado, resulta:

m . tG = d . p

kg . su(G) = m

2

N . m

kg=

. s . m

kg m .

3

2

= s

s

Analisando a alternativa C, nota-se que:

2J . s J = W

2 . sJ

3 = s

s

Resolução O sistema está inicialmente em repouso (Q0 = 0).

Após 1 s, expele 2,8 kg devido à queima de combustível com velocidade 3,5 km/s. Logo, a velocidade do foguete será dada pelo P.C.Q.M.:

Q = Q0 = m . v + M . V0 = 2,8 . ( 3,5) + 797,2 . V V

0

00,012 km/s = 12 m/s

Cálculo da aceleração média entre 0 e 1 s:

a Vt

m ss

a m s

( ) / /12 01

12 2

2 3

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Comentário

I. Incorreta. Quando a água é aquecida de 0 a 4 oC seu volume diminui.II. Correta. III. Incorreta. As correntes de convecção ocorrem nos fluidos e é consequência da diferença de densidade provocada

pela mudança de temperatura.IV. Incorreta. Numa transformação adiabática não temos trocas de calor entre o sistema e o meio externo.

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X

Comentário

O experimento de Thomas Young com a incidência de luz em fendas demonstrou o caráter ondulatório da luz devido à presença de linhas claras e escuras num anteparo, fruto dos fenômenos ondulatórios difração e interferência. Mas a mesma experiência realizada com um feixe de elétrons também proporcionou a mesma consequência, demonstrando o caráter ondulatório para corpúsculos, logo comprovou a teoria da dualidade partícula-onda. Atenção! Mesmo sendo mencionada na segunda parte da questão, a emissão de um elétron apenas, teremos a presença de linhas claras e es-curas no anteparo, pois um elétron é formador de um trem de ondas. Assim, com um elétron apenas teremos o mesmo resultado que foi obtido com o feixe de elétrons. A dualidade partícula-onda foi enunciada pela primeira vez, em 1924, pelo físico francês Louis-Victor de Broglie, que anunciou que os elétrons apresentavam características tanto ondulatórias como corpusculares, comportando-se de um ou outro modo dependendo do experimento específico.

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Comentário

Na medida em que os balões sobem, diminui a pressão exter-na. Logo, o balão B se expande (aumento de volume) e, como consequência, experimenta um maior empuxo que o balão A.

Resolução

Do equilíbrio da barra de baixo, resulta:

x h m h x m . .3

23

2

Do equilíbrio da barra do meio, resulta:

4 5

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y h m h y m . = . 23

33

32

Do equilíbrio da barra de cima, vem:

z h m h z m . = . 2

92 2

92

Comentário

a) Correta. O potencial resultante é igual à soma dos potenciais criados por cada uma das cargas, sendo que o potencial criado pela carga positiva é positivo e o criado pela carga negativa, negativo.

Como o potencial elétrico de um ponto é inversamente proporcional à distância do ponto à carga (lembre-se de que: V = K.Q/d), então ele poderá ser nulo em algum ponto entre as cargas (mais próximo da carga de menor módulo, no caso –7q), ou à esquerda dessa carga, ou a direita da outra carga (+8q).

b) Incorreta. Observe item anterior.c) Incorreta. No ponto central equidistante das duas cargas o potencial será positivo, pois se a distância entre o ponto

e cada uma das cargas for a mesma, como a carga positiva é maior, em módulo, o potencial por ela gerado também possuirá módulo maior.

d) Incorreta. Observe resolução do item a.e) Incorreta. Observe resolução do item a.

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Comentário

Velocidade de translação da Terra:

v = 76 . 2000 toesas10 s

v = 76 . 4000 m10 s

v = 76 . 0,4 km//s v 30 km/s

Distância percorrida em 1 ano: d = v . t

d = (30 kms

) . (3 . 10 s ) d = 9 . 10 km7 8⇒

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Comentário

Lembrar que a energia cinética é fornecida pela expressão m . v2/2. Logo, a energia cinética é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade.

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Comentário

Dados:

• Situação inicial Potência (inverno) = 6300 W Tempo diário (banho) = 20 min = 1/3 h

• Situação em economia Potência (verão) = 2500 W Reduzindo o tempo do banho em 1/3 ⇒ t (banho) = (2/3) . 20 min = 40/3 min = 2/9 h

Fazendo – situação inicial

Como: PWt

= ⇒ W = P . t ⇒ W = 6300(W) . 1/3(h) = 2100 (Wh) = 2,1 kWh

Situação de economia:

Como: PWt

= ⇒ W = P . t ⇒ W = 2500(W) . 2/9(h) = 555,6 (Wh) = 0,556 kWh

Economia diária: 2,1 – 0,556 = 1,544 kWh

Como: 1 kWh ⇒ R$ 0,45, então 1,544 kWh ⇒ R$ 0,69, que é a economia diária.

Para economizar R$ 25,00 ⇒ 1 dia ⇒ 0,69 x ⇒ 25,00 x = 36,2 dias

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Comentário

I. Verdadeira. A primeira lei da termodinâmica diz que, em um processo termodinâmico fechado, a alteração da energia interna do sistema é igual à diferença entre a alteração do calor acumulado pelo sistema e a alteração do trabalho realizado. Fruto do princípio da conservação da energia.

II. Falsa. Essa lei descreve as grandezas que influenciam a resistência elétrica de um condutor. Ela diz que resistência de um condutor homogêneo de secção transversal constante é proporcional ao seu comprimento e à natureza do material de sua construção, e é inversamente proporcional à área de sua secção transversal. Em alguns materiais também depende de sua temperatura.

III. Falsa. A Primeira Lei de Newton, ou lei da Inércia, diz que a tendência dos corpos, quando nenhuma força é exercida sobre eles, é permanecer em seu estado natural, ou seja, repouso ou movimento retilíneo e uniforme.

IV. Falsa. Dois corpos atraem-se com força proporcional às suas massas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa seus centros de gravidade.

V. Verdadeira. Quando um ímã é movimentado nas proximidades de uma espira condutora fechada, surge uma força eletromotriz induzida nessa espira, e uma corrente elétrica pode ser detectada nesse circuito. Lenz (1804-1865) define que a força eletromotriz é igual ao negativo da variação do fluxo magnético no interior do espira. Assim, a Lei de Lenz evidencia o aparecimento de uma reação contrária à ação provocada pelo ímã. Tais afirmações nos conduzem à con-clusão de que não é possível produzir energia elétrica sem que seja realizado um trabalho. Isso é bastante evidente, pois para mudar o movimento de uma carga elétrica situada em um condutor cada uma delas tem de receber um im-pulso, proveniente de uma força aplicada. Dessa forma, mais uma vez fica evidente que grandezas como quantidade de movimento e energia se conservam em todos os processos ocorridos em sistemas isolados na natureza.

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Comentário

Velocidade da moça após 12 s de queda livre:

v = v + g . t

v = 0 + 10 . 8 v = 80 m/s0

⇒

Desaceleração da moça após ser salva pelo Homem-Aranha:

a = = = 00 m/s2vt

0 800 4

2 ,

Módulo da força resultante imposta à moça pelo Homem-Aranha:

F = m . a = 60 . 200 F = 12000 NR R⇒

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Comentário

I. Correta. Pela regra da mão direita, concluímos que força magnética (F

), vetor campo magnético terrestre (B��

) e velo-cidade de translação ( v

) da partícula são perpendiculares entre si.

II. Incorreta. Como a força magnética é perpendicular ao vetor velocidade de translação da partícula, está exercendo a função de resultante centrípeta, e esta só altera a direção e o sentido do vetor ( v

), o módulo da velocidade (| v

|) permanece invariável no movimento circular uniforme.

III. Correta. Como a partícula executa um movimento circular uniforme, a força magnética é a resultante centrípeta, logo:

F F

R

m cp

=

B . q . v . sen 90 = m . v

R = m . vq . B

2

Então, o raio da trajetória das partículas é maior que nos países que se encontram fora da Anomalia Magnética do Atlântico Sul, pois o campo magnético é menos intenso, o raio de trajetória é inversamente proporcional à intensidade do campo magnético local.

IV. Incorreta. Como a partícula executa um movimento circular uniforme, a força magnética é a resultante centrípeta, logo:

F F

R

m cp

=

B . q . v . sen 90 = m . v

R = m . vq . B

2

Então, O raio da trajetória da partícula é inversamente proporcional ao campo magnético terrestre e diretamente proporcional à sua velocidade.

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Comentário

I. Incorreta. Os automóveis mais potentes é que possuem os menores rendimentos, pois a perda de energia é muito grande para a fonte fria pelo fato de a explosão de energia da fonte quente ser muito alta.

II. Correta. O rendimento do motor é dado por n = Energia útil (W)

Calor da fonte quente (Qq), independentemente do fabricante e do

modelo do carro.

III. Incorreta. O trabalho de expansão de substância deve ser MAIOR que o trabalho de compressão sobre aquela, pois parte desse trabalho de expansão será a energia da fonte quente para o motor do automóvel.

IV. Incorreta. Um movimento ordenado, significa um movimento natural (espontâneo), e todo processo natural é irrever-sível energeticamente, ou seja, a energia liberada pelo motor na fonte fria nunca poderá ser reaproveitada no mesmo sistema, ou seja, no motor do automóvel.

V. Correta. Um movimento ordenado significa um movimento natural (espontâneo), e todo processo natural é irreversível energeticamente, ou seja, a energia liberada pelo motor na fonte fria nunca poderá ser reaproveitada, e isso aumenta a entropia do sistema, que opera em função do motor do automóvel.