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FÍSICAOS FUNDAMENTOS DA FÍSICA

Moderna PLUS 2RAMALHO

NICOLAU

TOLEDO

1

Unidade A

Capítulo 1 Conceitos fundamentais

Testes propostos

P.9 a) 9 20H 100 b) 22,2 °C

P.10 a) 90p 418 b) 437 °F

P.11 234 K

P.12 32 K

P.13 a) 295 K e 306 Kb) 11 °C e 11 K

P.14 a) Sim, pois corresponde a 39 °C (febre), quando a temperatura normal do corpo humano é aproximadamente 37 °C.

b) Tendo temperatura mais elevada que o nor-mal, ele perde energia térmica mais depres-sa para o ambiente; daí a sensação de frio.A essa energia térmica em trânsito dá-se o nome de calor.

P.15 C 0,4X 4 ou X 2,5C 10;25F 18X 980; X 692,5 °X

P.16 a) E 2C 20b) 20 °E; 220 °E

c) 20 °C e 20 °E; 20 ___ 3 °C e 20 ___

3 °E

P.17 30 °X; 170 °X

P.18 7,3T 7 D 14; 46,7 °C (46,7 °D);0,98 °C (0,98 °D)

P.19 a) 4,84 cm b) 65 °C

P.20 a) 12,5 °M b) 50 °M

P.21 40 °C

Testes propostos

RESPOSTASRESPOSTAS

T.1 b

T.3 c

T.5 a

T.7 a

T.9 b

T.11 e

T.2 b

T.4 b

T.6 b

T.8 b

T.10 b

T.12 d

Unidade B

Capítulo 2 Termometria

Exercícios propostos

P.1 Celsius Fahrenheit

400 °C 752 °F

37,5 °C 99,5 °F

180 °C 356 °F

45 °C 49 °F

P.2 C 11,43 °C; F 11,43 °F

P.3 C 50 °C; F 122 °F

P.4 59 °X

P.5 60 °C

P.6 a) A 5 __ 8 B 5 ou B 1,6A 8

b) 55 °A

c) 8 °B

d) A 13,3 °A; B 13,3 °B

P.7 a) 25 °C ou 25 °C

b) 45 °F ou 45 °F

P.8 a) 15 °C b) 63 °F c) 5 °F

T.13 b

T.15 a

T.17 b

T.19 c

T.21 e

T.23 c

T.14 d

T.16 b

T.18 d

T.20 b

T.22 c

T.24 d



NICOLAU

TOLEDO

2

T.25 a

T.27 a

T.29 c

T.31 b

T.33 d

T.35 a

T.37 e

T.39 c

P.34 7,5 102 m

P.35 14,4 cm3

P.36 0,153 cm3

P.37 a) 5,05 104 °C1 b) 5,30 104 °C1

P.38 100 cm3

P.39 20,83 °C

P.40 Devemos colocar o conjunto na água quente, pois o zinco (tampa) se dilata mais que o vidro (frasco).

P.41 80 °C

P.42 a) 3 mm b) 8 m

P.43 a) 1,0 105 °C1; 2,0 105 °C1

b) o metal II

P.44 0,12 cm2

P.45 285 °C

P.46 a) 9,0 mg b) 2,0 104 °C1

P.47 Não há transbordamento. O volume de glicerina que ainda caberia na taça é igual a 0,057 cm3.

P.48 a) 10 cm3 b) 0,33 104 °C1

P.49 130,8 °C

Testes propostos

T.26 c

T.28 c

T.30 d

T.32 c

T.34 c

T.36 c

T.38 b

T.40 c

Teste sua leitura

L.1 a) 195 °C b) 319 °F

L.2 c

L.3 b

L.4 c

Capítulo 3 Dilatação térmica de sólidose líquidos


P.22 100,075 cm

P.23 853,3 °C

P.24 2,5 m

P.25 0,0024 cm

P.26 a) A 4 104 °C1; B 2 104 °C1

b) 200 °C

P.27 30 cm; 60 cm

P.28 12 cm; 9 cm

P.29 902,43 cm2

P.30 1,5 102 cm2

P.31 10 °C

P.32 a) 3,6 103 cm b) não

P.33 50 °C

T.41 b

T.43 b

T.45 e

T.47 e

T.49 c

T.51 b

T.53 a

T.55 a

T.57 c

T.59 b

T.42 c

T.44 b

T.46 e

T.48 e

T.50 e

T.52 e

T.54 d

T.56 d

T.58 d

T.60 d



NICOLAU

TOLEDO

3

T.61 b

T.62 a

T.63 d

T.64 c

T.65 b

T.66 soma 09 (01 08)

T.67 b

T.68 a

T.69 c

T.70 e

T.71 d

Teste sua leitura

P.61 100 g

P.62 a) O ferro se aquece mais.

b) A água deve receber maior quantidade de calor que o etanol.

P.63 CA ___ CB

15

P.64 a) 5b) 600 cal

P.65 56 s

P.66 a)

0 1 2 3 4 5

10202430405060

55

7080

� (°C)

t (h)

b) 12 cal/s

P.67 a) 20.000 cal

b) 11% (2.500 cal)

P.68 a) 25.200 W

b) 92 °C

P.69 a) 2.100 W

b) 3 min 45 s

P.70 a) 20 °C

b) 0,045 cal/g °C

c) 75%; 18 quilates

P.71 9 °C

P.72 a) Princípio da conservação da energia

b) 0,97

P.73 130 °C

P.74 a) 50 °Cb) 0,25 cal/g °C

P.75 468 cal

P.76 a) 1.545 calb) 0,26 cal/g °C

P.77 a) 418 m

b) 418 m

L.5 d

L.7 c

L.6 a

L.8 a

Unidade C

Capítulo 4 Calor: energia térmica em trânsito

P.50 10 cal/°C; 0,2 cal/g °C

P.51 10 °C

P.52 0,2 cal/g °C; 10 cal/°C

P.53 0,25 cal/g °C

P.54 24 cal/°C; 0,4 cal/g °C

P.55 A: 2 cal/ °C; 0,1 cal/g °CB: 4 cal/ °C; 0,2 cal/g °C

C: 6 cal/ °C; 0,6 cal/g °C

P.56 22 °C

P.57 432 °C

P.58 a) 38,6 °C b) 0,02 cal/g °C

P.59 0,21 cal/g °C

P.60 125 g



NICOLAU

TOLEDO

4

P.78 50 g

P.79 0,1 °C

P.80 30 m/s

P.81 a) 180 J/kg °C

b) A altura seria maior, pois a energia cinética se converteria totalmente em energia potencial gravitacional.

P.82 a) 8,1 m

b) 12,7 m/s

Testes propostos

P.84 28.980 cal

|Q| (cal)0

70

100120

480 27.480 28.980

� (°C)

P.85 a) 58 cal/g b) 15 cal/°C; 3,3 cal/°Cc) 0,3 cal/g °C; 0,07 cal/g °C

P.86 6 g

P.87 63 g

P.88 32 °C

P.89 80 °C

P.90 a) 0 °Cb) 100 g

P.91 115,4 g

P.92 1,6 °C

P.93 0,56 (56%)

P.94 a) 15 min; de 0 a 5 minb) BC: fusão do sólido; EF: solidificação do

líquido

P.95 a) 1,6 104 cal b) 120 g

P.96 a) o álcool; água 36 °C e álcool 47,6 °Cb) 118.820 cal

Q (cal)0

20

16.820

78

118.820

� (°C)

P.97 a) 553,8 g b) 738,4 cal/min

P.98 a) 2.205 J

T.72 c

T.74 a

T.76 b

T.78 e

T.73 a

T.75 e

T.77 e

T.79 d

T.80 soma 27 (01 02 08 16)

T.81 d

T.83 b

T.85 e

T.87 c

T.89 a

T.82 a

T.84 d

T.86 d

T.88 e

Teste sua leitura

L.10 2,16 104 kcal

L.12 e

L.13 a) 288 kcal b) o rótulo do produto II

Capítulo 5 Mudanças de fase

P.83 15.000 cal

Q (� 103 cal)10–20

60

9 15

� (°C)

L.9 c

L.11 c



NICOLAU

TOLEDO

5

b) T (°C)

Q ( J )0

10

30

2.205205

20

P.99 a) 7,35 107 cal b) 8,4 103 cal/s

P.100 12,2 h

P.101 a) 250 g b) não c) 30,5 kg

P.102 a) 0,20 cal/g °C b) 1.200 cal

P.103 20 g

P.104 a) 10 kg b) 2,5 kg

P.105 a) 24 cal/gb) 80 °C

c) sólido: 100 ____ 3 g; líquido: 50 ___

3 g

P.106 a) 60 °C c) 20 cal/gb) 0,28 cal/g °C

P.107 Marceli tem razão.

P.108 a) 70 gb) 22 °C. Não haverá gelo.

Testes propostos

c) sólido e vapor

d) E: sólido, líquido e vapor

F: sólido e líquido

G: líquido e vapor

e) E é o ponto triplo (possível coexistência, em equilíbrio, das fases sólida, líquida e vapor).

P.110 a) 23 gb) 1.840 cal

P.111 a) 202,4 calb) 8,43 cal/°C

P.112 41.517 cal

P.113 0,4 atm

P.114 pressão constante igual à pressão máxima:F 15 cmHg. Há condensação de vapor.

P.115 a) vapor

b) condensação

c) ponto triplo: 2 atm; 70 °C

ponto crítico: 4 atm; 340 °C

P.116 0,4 (40%)

P.117 1,6 °C

P.118 7.100 cal

P.119 a) região I: fase líquida

região II: fase gasosa

região III: fase sólida

b) 225 °C

c) Não pode ser sublimada.

d) ponto triplo: pT 0,4 atm e T 90 °C

P.120 a) Busca-se intensificar o fenômeno de evapo-ração. A velocidade de evaporação é direta-mente proporcional à área da superfície do líquido exposta ao ar.

b) 1.150 kJ

Essa quantidade de calor é retirada de nosso corpo e por isso temos a sensação de frio.

P.121 a) 20 min c) 1.200 m

b) 60 min

P.122 a) 38,4 °C

b) gelo a 38,4 °C e vapor de gelo-seco (CO2) a 38,4 °C

T.90 d

T.92 d

T.94 a

T.96 e

T.98 c

T.100 c

T.91 a

T.93 d

T.95 d

T.97 b

T.99 b

T.101 b

Capítulo 6 Diagramas de fases


P.109 a) fusão

b) vaporização



NICOLAU

TOLEDO

6

Testes propostos

T.102 soma 28 (04 08 16)

T.103 a

T.105 e

T.107 c

T.109 b

T.111 e

T.113 b

T.115 d

T.117 a

T.119 d

T.121 a

T.123 a

T.125 b

T.127 a

T.104 c

T.106 a

T.108 a

T.110 a

T.112 d

T.114 d

T.116 d

T.118 c

T.120 d

T.122 d

T.124 c

T.126 c

T.128 d

Teste sua leitura

L.14 a) termorregulação do corpo humano

b) A umidade na floresta amazônica é maior que na caatinga.

L.15 b

L.16 b

L.17 d

Capítulo 7 Propagação do calor


P.123 10 cal/s; 40 W

P.124 400 °C

P.125 a) 4,6 cal/s b) 20 °C

P.126 18 kg

P.127 3,24 °C

P.128 a) 160,4 W/m2

b) 24,5 W

c) 1,47 104 J

P.129 a) R$ 1.296,00

b) 1.033 m3

P.130 20 °C ou 68 °F

P.131 40 °C

Testes propostos

T.129 d

T.131 e

T.133 e

T.135 c

T.137 d

T.139 e

T.141 c

T.143 e

T.145 e

T.130 e

T.132 d

T.134 d

T.136 b

T.138 a

T.140 d

T.142 c

T.144 a

T.146 soma 26 (02 08 16)

T.147 c T.148 a

Teste sua leitura

L.18 b

L.19 soma 30 (02 04 08 16)

L.20 soma 19 (01 02 16)

L.21 d

L.22 a

Unidade D

Capítulo 8 Estudo dos gases

P.132 5

P.133 a) Transformação isobárica



NICOLAU

TOLEDO

7

b)

T (K)0

10

50

90

450

V (cm3)

75 150 200

15

30

40

P.134 900 K (627 °C)

P.135 a) Transformação isocóricab)

T (K)0

1,0

4,5

1.125

p (atm)

3,0

4,03,5

1.000875

750250

P.136 7,5 atm

P.137 3,125 atm; 2,5 m3

P.138 3,0115 1024 moléculas

P.139 a) 5 mols b) 80 g c) 24,6

P.140 a) 586 K (313 °C)

b) 4 g

P.141 484,5 °C

P.142 a) I. p0; 2T0; 2V0

II. p0 __ 2 ; T0 ; 2V0

III. p0 ; T0; V0

b) p

V0

I

IIIII

2V0V0

p0

p0

2––

P.143 V2 ___ V1

1,1

P.144 m 1 kg

P.145 1,5 mol

P.146 1,17

P.147 6,83 1021 J

P.148 v300 _____ v1.200

0,5

P.149 a) 1 b) 4

P.150 a) 1 b) 4

P.151 a) Os resultados da terceira coluna da tabela, que indicam ser constante o produto p V.

b) 3,1 105 Pa

P.152 a) 14 N/cm2 b) 450 N

P.153 3,33 cm

P.154 5 kg

P.155 a) 250 mols c) 4 h

b) 18,75 mols

P.156 aproximadamente 2,4 109 moléculas

P.157 a) 800 cm3 b) 400 N/m2

c) 102 °C

Testes propostos

T.149 c

T.151 e

T.153 e

T.155 d

T.157 b

T.159 d

T.161 a

T.163 a

T.165 a

T.167 c

T.169 (08)

T.171 c

T.173 e

T.150 d

T.152 a

T.154 b

T.156 a

T.158 d

T.160 d

T.162 d

T.164 b

T.166 b

T.168 b

T.170 e

T.172 a

T.174 a



NICOLAU

TOLEDO

8

P.169 1,13 104 J

P.170 zero; 500 J

P.171 a) 2,08 m3 c) 1,87 103 J

b) 1,87 103 J

P.172 a) zero c) 2 104 J

b) 2 104 J d) 6 104 J

P.173 a) zero

b) 500 J c) O volume diminui; a pressão aumenta e a

temperatura aumenta.

P.174

Expansão isobárica Expansão adiabática

$ 0 $ 0

Q 0 Q 0

U 0 U 0

p não varia p diminui

V aumenta V aumenta

T aumenta T diminui

P.175 2 atm

P.176 200 K

P.177 a) TA TB

b) zero, nos dois processosc) sim; o módulo do trabalho é maior no

processo I (maior área); $1 2,4 103 J;$2 6 102 J

d) A quantidade de calor trocada tem módulo maior no processo I.

Q1 2,4 103 J; Q 2 6 102 J

P.178 a) TA (isoterma mais afastada dos eixos)b) U1 U2 U3

c) $3 $2 $1

d) Q 3 Q 2 Q1

P.179 3.735 J; 3.735 J

P.180 5 102 J

P.181 8 102 J; 8 102 J; trabalho # calor

P.182 a) $AB 4 102 J (pelo gás); $BC 0;$CD 2 102 J (sobre o gás); $DA 0

b) aumento de energia interna: AB e DA; dimi-nuição de energia interna: BC e CD

c) calor em trabalho (ciclo em sentido horário)d) 2 102 J

Teste sua leitura

L.23 c

L.24 c

L.25 a

Capítulo 9 As leis da Termodinâmica


P.158 a) 100 Kb) 16 Jc) sobre o gás (compressão)

P.159 a) pA 8,31 104 N/m2; pB 3,32 104 N/m2

b) 2,33 104 Jc) pelo gás (expansão)

P.160 a) TA 1.805 K; TB 120,3 Kb) 1,2 104 Jc) sobre o gás (compressão)

P.161 a) 0,6 mol d) 1,4 103 Jb) 80 K e) 5,3 103 Jc) 3,9 103 J

P.162 a) 361 K; 481 K c) 5 103 Jb) 3 103 J d) 8 103 J

P.163 600 J; zero

P.164 a) 40 mols c) zerob) 400 J

P.165 a) compressão isotérmica (pAVA pBVB)

b) 288,8 K

c) zero

d) 9,5 104 J

e) Perde calor, para compensar a energia que recebe na forma de trabalho;

Q $ 9,5 104 J

P.166 a) 600 J b) 900 J

P.167 a) 0,48 mol

b) 8 102 J

c) 1,2 103 J

P.168 a) 2,5 103 N/m2 c) 7,5 103 J

b) 1,88 104 J d) 1,13 104 J



NICOLAU

TOLEDO

9

P.183 8 102 W

P.184 a) $AB 1,5 104 J; $BC 0; $CA 2,25 104 Jb) conversão de calor em trabalho (ciclo em

sentido horário)c) 7,5 103 Jd) 1,2 104 W

P.185 0,125 (ou 12,5%)

P.186 3,2 103 kJ; 2,4 103 kJ

P.187 104,5 J ou 25 cal; e 2

P.188 0,5 (50%)

P.189 a) 0,268 (ou 26,8%) c) 732 calb) 1.120 J

P.190 a) 40 J c) 0,33 (33%)b) 0,2 (ou 20%)

P.191 a) 0,25 (ou 25%) b) 450 cal

P.192 a) 0,5 (ou 50%)b) Impossível, pois o rendimento máximo entre

essas temperaturas é 0,1 (10%).

P.193 9 J

P.194 a) 8 105 J b) 8 105 J

P.195 a) 100 K c) 12.300 Jb) 12.300 J

P.196 0,50 atm; 126 °C

P.197 a) UI UII UIII 1.000 Jb) $I 20 J (pelo gás); $II 15 J (pelo gás);

$III 10 J (pelo gás)c) Q I 1.020 J; Q II 1.015 J; Q III 1.010 J

P.198 $ 4 V0 (p2 p1)

P.199 54 J

P.200 a) zero c) 80 Jb) 80 J

P.201 a) I. Somente em KL, pois o gás se expande. II. Em KL (expansão isotérmica) e em LM

(aumentam a temperatura e a energia interna).

b) I. TN TL (isoterma mais afastada dos ei-xos).

II. ciclo no sentido anti-horário # conversão de trabalho em calor # funcionamento do refrigerador.

P.202 10 106 J

P.203 a) T1 601,7 K; T2 2.406,7 K; p3 1 105 N/m2

b) 2,1 103 Jc) 7,0 102 J

P.204 a) 4,0 105 J b) 30,6 °C

P.205 a) TB 600 K; pc 4,0 105 N/m2

b) 300 J

c) 2.000 J

P.206 a) 0,5 (ou 50%)

b) 0,75 (ou 75%)

c) Sim, pois tem rendimento menor que o má-ximo teoricamente possível (do motor de Carnot).

P.207 a) 4 107 Wb) 3 °C

Testes propostos

T.175 a

T.177 e

T.179 a

T.176 c

T.178 a

T.180 b

T.181 soma 15 (01 02 04 08)

T.182 a

T.184 e

T.186 a

T.188 d

T.183 d

T.185 d

T.187 c

T.189 d

T.190 soma 41 (01 08 32)

T.191 e T.192 b

T.193 soma 22 (02 04 16)

T.194 a

T.196 c

T.198 e

T.200 e

T.195 c

T.197 a

T.199 a

T.201 d



NICOLAU

TOLEDO

10

P.214 a) Sol, Terra e Lua

b) anteparo: Terra; fonte: Sol; obstáculo: Lua

P.215 a) O eclipse total da Lua ocorre quando ela pe-netra na sombra da Terra determinada pelo Sol.

TerraLua Sol

b) a propagação retilínea da luz

P.216 50 m

P.217 1,7 m

P.218 35 cm

P.219 25%

P.220 400 m

P.221 144 m

P.222 a) L

b) 0,4 m

P.223 Reversibilidade da luz

Passageiro

Motorista

Passageiro

Motorista

P.224 A

Ar

B

F E D

C

Vidro

P.225 Sim; princípio da independência dos raios de luz

Testes propostos

T.202 c

T.203 soma 25 (01 08 16)

T.204 e T.205 a

Teste sua leitura

L.26 a) não

b) Depende das temperaturas das fontes, mas não da substância.

L.27 d

L.28 a) p

V0

p0

V0

1 2

3

4

5

Transformaçõesadiabáticas

b) Processo $ Q U

2 ∫ 3 0

3 ∫ 4 0

4 ∫ 5 0

5 ∫ 2 0

L.29 b

Unidade E

Capítulo 10 Introdução à Óptica Geométrica

P.208 Em anos-luz, as distâncias astronômicas são ex-pressas por números menores que em metros.

P.209 1,425 1014 km

P.210 a) 8,6 anos b) 4,1 1016 m

P.211 Porque reflete difusamente a luz azul e absorve as demais. Negra

P.212 a) A: vermelho b) B: negro

c) C: vermelho

P.213 verde e negra

T.206 c

T.208 a

T.210 a

T.212 b

T.214 d

T.207 c

T.209 c

T.211 b

T.213 e

T.215 c



NICOLAU

TOLEDO

11

P.241 __ 9 rad/s (ou 20º/s)

P.242 22,5°

P.243 N 5, para qualquer posição do ponto

P.244

T.216 d

T.218 b

T. 220 d

T.222 b

T.224 c

T.217 a

T.219 a

T.221 e

T.223 a

T.225 a

Teste sua leitura

L.30 a

L.31 e

L.32 e

L.33 a

Capítulo 11 Re� exão da luz. Espelhos planos


I2 I3

I1 P

E2

E1

P.226 20° e 70°

P.227 60°

P.228 45°

P.229 50 cm

P.230 40 cm

P.231 a) 1,05 m b) 0,99 m

P.232 0,6 m

P.233 15,05 m

P.234 a) Sim, pois raios de luz provenientes de O, P e Q sofrem reflexão no espelho.

b) somente P

P.235 A e C

P.236 40 cm

P.237 a) 20 m/sb) 10 m/s

P.238 a) 100 km/h b) 50 km/h

P.239 2,5 m

P.240 50°

b) I1 e I3: F I2: F P.245 a) 45°

b)

P.246 demonstração

P.247 9 h

P.248 a) 1,5 mb) passa de 5 para 11; o tempo não se altera

P.249 a) 6 m/sb) Nos espelhos planos o tamanho da imagem é

sempre igual ao do objeto, mesmo que o objeto se afaste do espelho. A impressão de uma redu-ção no tamanho da imagem observada deve-se à diminuição do ângulo visual (’ ).

x1B1 B'1

A1

O1 O' 1

A'1

�

B2 B'2

A2

O2 O'2� '

x1

x2 x2

A'

P



NICOLAU

TOLEDO

12

P.250 a) A A'

L

b) 10 m

P.251 24 s

P.252 12 cm

P.253 15°

P.254 a) e b)

C

8,0

3,0

7,0

2,0

F P C FB2 A1 B1 A 2

E2E1

3,0

(distâncias expressas em m)

2,0

c) A1B2 6,0 m; B1A2 4,0 m

P.255 a) 100 cmb)

A B

O C

P.256 90°

Testes propostos

T.244 e

T.246 c

T.248 c

T.250 d

T.226 d

T.228 e

T.230 b

T.232 a

T.234 c

T.236 b

T.238 a

T.240 b

T.242 c

T.227 a

T.229 a

T.231 b

T.233 e

T.235 a

T.237 d

T.239 c

T.241 e

T.243 c

T.245 c

T.247 c

T.249 c

T.251 a

Capítulo 12 Espelhos esféricos


P.257

C V

A

F

P.258

CFV

P.259 Foco F

C F V

P.260 Côncavo

C F V

P.261 a) Espelho côncavo: objeto e imagem reais.b)

C F V

A'

AB' o

Zi

P.262 a) (1) e (III); (2) e (I); (3) e (II)b) esquemas



NICOLAU

TOLEDO

13

P.263 15 cm

P.264 10 cm

P.265

A

B

V

B'

A' C

P.266 a) côncavo b) 6 cm e 12 cm

P.267 a) convexo b) 160 cmc) 0,5

P.268 a) p’ 15 cm c) invertidab) real d) i 2 cm

P.269 20 cm

P.270 a) 3,75 cm b) 0,5 cm

P.271 0,8 m

P.272 a) 120 cmb)

F Vi

30 cm

40 cm

120 cm

i = 3 cmo = 9 cm

P.273 a) 20 cmb) côncavoc)

F V

oi

P.274 180 cm

P.275 a) 16 cmb) imagem real e invertida com 1,33 cm de

altura

P.276 espelho B

P.277 a) Seria vista a 5,0 m do espelho.b) Seria vista a 30 m do espelho.

P.278 30 cm

P.279 a) 7,5 cm; 2 cm (invertida)b) 15 cm; 2 cm (direita)

P.280 a) 10,5 cm b) 31,5 cm; 3,5 cm

P.281 a) 10 cm d) 2b) côncavo e) virtual e direita

c) 10 cm

P.282 a) 30 cm b) 0,6

P.283 20 cm

P.284 17 cm

Testes propostos

T.252 c

T.254 c

T.256 c

T.258 c

T.260 d

T.262 d

T.264 b

T.266 d

T.268 e

T.253 c

T.255 a

T.257 c

T.259 b

T.261 d

T.263 e

T.265 a

T.267 d

T.269 e

T.270 soma 97 (01 32 64)

T.271 e T.272 d

Teste sua leitura

L.34 b

L.35 Situação 1: espelho esférico convexo; imagem virtual, direita e menor.Os espelhos convexos apresentam campo visual maior do que os espelhos planos, em idênticas condições.

Situação 2: espelho esférico côncavo; imagem virtual, direita e maior, estando o rosto da pes-soa entre o foco e o vértice.



NICOLAU

TOLEDO

14

Situação 3: espelho plano; imagem virtual, direi-ta e do mesmo tamanho do objeto.

L.36 a

L.37 b

L.38 a

Capítulo 13 Refração luminosa

P.285 1,5

P.286 1,5 108 m/s

P.287 4 __ 3 1,33; 225.000 km/s

P.288 d XX 3

P.289 d XX 2 ; 1,5 d XX 2 108 m/s

P.290 d XX 6 ___ 2 ; d XX 6 108 m/s

P.291 4,0

___ 3,0

P.292 raio (1)

P.293 a)

(2)(3)

i

r

b) meio 3

P.294 n12 d XX 2 ___ 2 ; n21 d XX 2

P.295 a) refração b) reflexão total

P.296 a) raio 2 b) n1 n2

P.297 80 cm

P.298 3 d XX 7 ______ 2 h

P.299 18 cm

P.300 40 cm

P.301 2.000 m

P.302 1,5 m

P.303 a)

r

45°

eA

A

B nA � nBr'

b) 60°c) 45°

P.304 d XX 3 ___ 3 cm

P.305 30°

P.306 45°

P.307 45°

P.308 a) 45° c) d XX 2 b) 30°

P.309 d XX 3

P.310 45°

45°

45°

P.311 a) 45°b) n 2

P.312 n 4 d XX 2 ____ 3

P.313

P.314 a) violeta b) vermelha

P.315 a) 1,6 b) 0,625

P.316 a) 53°; 37° b) 1,33

P.317 a) 30° b) 20 cm

P.318 15°

P.319 a) d XX 3 ___ 2 c) 0,25 (ou 25%)

b) Afasta-se da normal.

Luz brancaVermelha

Amarela

Azul

Violeta



NICOLAU

TOLEDO

15

P.320 a) 1,25 108 m/s

b)

P.321 a) reflexão e refração da luz

b)

P.322 50 cm

P.323 d XXX 13 ____ 2

P.324 a)

b) 0,3 cm

P.325 a)

b) d XX 3

P.326 a) 2,4 108 m/s

b) 30°

c) 0,92 cm

P.327 d XX 3 e 1,5

P.328 a)

Ar

rÁgua

i = 90°

N

Sol

Sol

Posiçãoaparente

b) 50°

P.329 componente vermelha

P.330 a)

B

A

C

Q

G

b) d XX 2

P.331 O ar, em contato com o solo, está mais aquecido e por isso menos denso que as camadas supe-riores. Os raios luminosos que partem do objeto, ao descerem, pas sam de meios mais densos (mais refrin gentes) para meios menos densos (menos refringentes) e se afastam da normal, até ocorrer reflexão total numa camada.

Testes propostos

T.273 c

T.275 b

T.277 b

T.279 b

T.281 c

T.283 b

135° 135°

40°

A

75° 75°

B50°50°

Sem a lâminade plástico

O

S1

Com a lâminade plástico

O

S2

Sem a lâminade plástico

O

S1

Com a lâminade plástico

O

S2

A

B

60° 60°

60°

T.274 d

T.276 e

T.278 b

T.280 d

T.282 c

T.284 c

T.285 soma 06 (02 04)



NICOLAU

TOLEDO

16

P.333 Com água em (1), convergência em F. Com água em (2), convergência em F’, mais afastado da lente, pois a água é mais refringente que o ar.

P.334 a) convergente c) divergenteb) convergente

P.335 a) divergente c) convergenteb) divergente

P.336

OF F' OF' F

OF F' OF' F

P.337 a) a

L1

F1 O1

F'1 � F2O2

L2

F'2

b

b

a

a

b

a

b

L1 L2

F1F'2

F'1 � F2

b)

P.338 convergente; no foco principal imagem

OF F'

P.339

OF'

F

Fs'

OF' F

Fs'

T.286 b

T.288 e

T.290 c

T.292 d

T.294 a

T.296 c

T.298 c

T.300 c

T.302 a

T.304 d

T.306 a

T.308 c

T.310 d

T.312 b

T.287 b

T.289 d

T.291 b

T.293 c

T.295 a

T.297 e

T.299 a

T.301 a

T.303 d

T.305 a

T.307 a

T.309 a

T.311 (1)

T.313 a

T.314 soma 55 (01 02 04 16 32)

T.315 (1) e (2): corretas; (3) e (4): incorretas

Teste sua leitura

L.39 e

L.40 a

L.41 O ângulo deve ser menor que 30° para haver reflexão total na interface vidro-revestimento. Para 30°, a luz incidiria na interface vidro--revestimento com ângulo limite, emergindo rasante nessa interface.

Capítulo 14 Lentes esféricas delgadas

P.332 O trajeto esquematizado baseia-se no fato de o ar ser menos refringente que o vidro.



NICOLAU

TOLEDO

17

P.340 lente divergente P.357 5,0 cm

P.358 15 cm

P.359 f2 75 cm

P.360 a) 30 cm b) 24 cm

A B

B' A'

P.361 a) e b)

c) f2 20 cm

P.362 a) 5 di b) 40 cm c) 10 cm

P.363 a) 8,4 cm 11 cm; 30 cmb) invertida na vertical e na horizontal

P.364 a) 12,5 cmb) real, invertida e menor @ aumento A 1 __

5 #

P.365 demonstração

P.366 a) 12 cmb) virtual, direita e menor do que o objeto

P.367 24 cm

Testes propostos

OF' FB'B

A

A'

x'x

P.341 a) L1: divergente; L2: convergenteb) esquemas

P.342 real, invertida e menor; máquina fotográ fica

P.343 a) F' C'

i

TelaOFC

o

b) projetor de slides

P.344 2 di; 5 di

P.345 2,5 di

P.346 150 cm

P.347 10 di

P.348 a) 15 cm; 6,7 di b) 3

P.349 a) convergente; 0,4 m; 2,5 dib) 4c) 0,4 m

P.350 37,5 cm

P.351 a) Uma: objeto no ponto antiprincipal (p p’ 4f).

O F'F

C'

iC

o

2 m

b) 1

P.352 a) 25 cm; 2,5 cmb) 0,8

P.353 Ver exercício R.104.

P.354 a) 7,0 cm b) 3,0 cm

P.355 10 d XX 3 cm

P.356 5 cm

Parede

F1

Vistade frente

Vista lateral

Vistada imagemprojetada

F1

10 cm

L1

A

B30 cm

B1

A1

L2

60 cm B2

A2

T.316 b

T.318 a

T.320 b

T.322 e

T.317 c

T.319 b

T.321 c

T.323 d



NICOLAU

TOLEDO

18

T.324 c

T.326 a

T.328 c

T.330 b

T.332 e

T.334 d

T.336 a

T.338 d

T.340 d

T.342 c

P.379 2 di

P.380 0,22 m 22 cm

P.381 2 m; 0,5 di

P.382 0,5 m

P.383 a) divergente b) 20 cm

P.384 a) convergente b) 2,67 di

P.385 lente convergente; 31,25 cm

P.386 convergente; 3 di

P.387 3 di

P.388 12,5 cm

P.389 a) 35,3 mmb) 4.118 mm

P.390 a) 10 cm

b)

F

F'

Oi

o

P.391 a) 5,1 m b) 50

P.392 a) O objeto deve estar situado entre o foco principal F e o centro óptico O da lente.

b) diminuirá

P.393 30 cm

P.394 a) 0,61 cm b) 139,4 cm

P.395 a) Lente

P.R.

F'

Capítulo 15 Instrumentos ópticos

P.368 0,2 m; 5 di

P.369 a) lente biconvexa: 6,25 cm; 16 di; lente plano--côncava: 5 di; 20 cm

b) 9,1 cm; 11 di

P.370 20 cm (lente divergente)

P.371 a) Não, a imagem é virtual e não se pro jeta no filme.

b) no plano focal imagemc) Afasta-se a lente do filme.

P.372 i1 __ i2

f1 __ f2

0,25

P.373 a) 35 cm b) 3 di

P.374 a)

iO

F'

F

o

b) 2,6 m

P.375 a) 60; 11,4; 684 b) 387,9 mm

P.376 10

P.377 a) imagem virtual a 20 cm da ocularb) 40

P.378 7,5 cm

T.325 b

T.327 d

T.329 c

T.331 a

T.333 e

T.335 d

T.337 c

T.339 d

T.341 b

b) 2,5 di c) 0,25 m

P.396 a) hipermetropia; convergenteb) 10 di

P.397 a) Andréa: miopia e astigmatismo Rafael: hipermetropia e astigmatismo

b) OD: 0,182 m OE: 0,200 m



NICOLAU

TOLEDO

19

Testes propostos

T.365 corretas: 3a e 5a

T.366 soma 31 (01 02 04 08 16)

Teste sua leitura

L.42 corretas: 1 e 3

L.43 d

Unidade F

Capítulo 16 Movimento harmônicosimples (MHS)


P.398 a) 1 s; 1 Hz; 5 cm

b) s; 1 __ ; 2 cm

P.399 a) 105 cmb) T 1 s; 15 cm; 90 cm

P.400 a) 0,1 J c) 0,4 sb) 0,2 m

P.401 a) 0,2 m c) 2,5 J e 7,5 Jb) 5 102 N/m

P.402 a) 2 rad/sb) x 0,1 cos 2t; V 0,2 sen 2t; 0,4 cos 2t

T.343 a

T.345 c

T.347 b

T.349 b

T.351 a

T.353 a

T.355 e

T.357 e

T.359 c

T.361 e

T.363 e

T.344 d

T.346 e

T.348 a

T.350 b

T.352 b

T.354 a

T.356 e

T.358 c

T.360 e

T.362 e

T.364 e

c) x 0,1 cos @ 2t __ 2 #

v 0,2 sen @ 2t __ 2 #

0,4 cos @ 2t __ 2 #

d) x 0,1 cos @ 2t #

v 0,2 sen @ 2t #

0,4 cos @ 2t #

P.403 a) 0,4 m; __ 2 rad/s; 4 s; π rad;

b) t 1 s # v 0,2 m/s e 0; t 2 s # v 0 e 0,12 m/s2

P.404 a) 0,3 m; 2 s; rad/s;

b) x 0,3 cos @ t 3 ___ 2 # (x em m e t em s)

P.405 a) 0,5 m; rad/s b) 0,5 m/s; 0,52 m/s2

P.406 a) 0,6 m; __ 2 rad/s; 0,3 m/s; 0,152 m/s2

b)

t (s)0

v (m/s)

– 0,3π1 2 3 4

0,3π

t (s)0

α (m/s2 )

1 23

4

0,15π2

– 0,15π2

P.407 a) 0,40 Hz; 0,10 m

b) 12,6 N/m

c) x 0,10 cos @ 0,8t 3 ___ 2 # (SI)

P.408 TA ___ TB

2

P.409 a) Atrasará, pela dilatação do pêndulo.

b) Atrasará, pois a aceleração da gravi dade na Lua é menor que na Terra.

P.410 a) 16 s

b) Permaneceria o mesmo.

P.411 a) 80 N/m b) MHS; 0,44 s

P.412 0,70 m/s

P.413 a) 0 e 10 J c) 10 d XX 2 cm

b) 10 J

P.414 a) 5,0 102 N/m

b) 5,0 103 m/s



NICOLAU

TOLEDO

20

T.367 c

T.369 e

T.371 b

T.373 d

T.375 c

T.377 e

T.379 d

T.381 d

P.415 8 cm e 4 s

P.416 a) 30 N/m

b) 0,33 m

c) T 0,6 s

d) x 0,06 cos(10,4t )

P.417 x 0,1 cos @ 4t 3 ___ 2 #

v 0,4 sen @ 4t 3 ___ 2 #

1,6 cos @ 4t 3 ___ 2 #

P.418 a) 2 cm/s

b) 2

P.419 f 1 ___ 2

d XXXXXXXXXXXXXXX 6k1 k2 ______________

m (3k2 2k1)

P.420 a) d XX 6 s 2,45 s

b) O período do pêndulo iria aumentando até se tornar infinitamente grande, quando to-talmente livre de ações gravitacionais.

Testes propostos

T.382 soma 13 (01 04 08)

T.368 e

T.370 a

T.372 soma 48 (16 32)

T.374 e

T.376 c

T.378 a

T.380 d

T.383 b

T.385 a

T.387 c

T.389 d

T.391 soma 24 (08 16)

T.393 b

T.395 a

T.384 e

T.386 e

T.388 c

T.390 c

T.392 c

T.394 e

T.396 b

Teste sua leitura

L.44 a

L.45 d

L.46 c

Capítulo 17 Ondas


P.421 50 m/s

P.422 900 N

P.423 A

C

vA

vC

vB = 0

B

P.424 a)

A B

v

A B

vb)

P.425

P.426 a) 3 cm; 8 cm b) 1 Hz

P.427 4 cm/s

P.428 a) 125 cm/s c) 5 Hzb) 25 cm

P.429 a) 1,25 Hz b) 0,4 m

P.430 a) 1 m b) 8 Hz

P.431 3,0 m

P.432 a) 3 cm c) 0,05 sb) 0,25 cm d) 5 cm/s

P.433 5 cm/s

P.434 A C

B



NICOLAU

TOLEDO

21

P.451 a) f1 f2 5,0 103 Hz b) 125,0 m/sc) 2,5 cm

P.452 a) Igual, pois a frequência de uma onda é a frequência da fonte que a emite.

b) 170 m/s

P.453 a) 5,0 Hz b) 20 cm

P.454 O som se difrata muito mais do que a luz, pois seu comprimento de onda é muito maior do que o da luz.

Testes propostos

P.435

P.436 a) d XX 3 ___ 4 b)

v1 __ v2 2

P.437 a) 2 m b) 5 Hz; 1 m

P.438 a) 1 __ 3 m/s

b) 1 __ 6 m

c) x 0,3 cos 4 (t 3x)

P.439 d XX 2 ___ 2

P.440 a) 10 cm/s;b) vB

BA

vA

P.441 a) 5 cm c) 10 m/sb) 8 m d) 1,25 Hz

P.442 1 __ 3

P.443 a) 40 cm b) 2,0 m/s e 5,0 Hz

P.444 a) 0,42 m/s b) 0,5 s; 1,5 s; 2,5 s; ...

P.445 a) 8 sb) 12 mc)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

y (m)

x (m)

–0,2

+0,2

P.446 a) 0,60 Hz b) Não se alteram.

P.447 a) 5 s b) 1 s

P.448 20 cm

P.449 0,8 s; 12 cm

P.450 A

A'B' = 2,0 m

t = 0

B

t = 1,5 s

A'

B'

T.397 a

T.399 b

T.401 a

T.403 b

T.405 e

T.407 b

T.409 d

T.411 a

T.413 b

T.415 d

T.417 c

T.419 c

T.421 a

T.423 e

T.425 d

T.427 b

T.429 c

T.398 b

T.400 b

T.402 a

T.404 e

T.406 d

T.408 d

T.410 e

T.412 d

T.414 a

T.416 e

T.418 c

T.420 corretas: 1, 2 e 3

T.422 c

T.424 a

T.426 c

T.428 d

Teste sua leitura

L.47 e

L.48 a

L.49 a) 1,37 107 cal b) 343



NICOLAU

TOLEDO

22

Capítulo 18 Interferência de ondas P.466 0,5

P.467 t 2L ___ v

P.468 3 109 Hz

P.469 2A (interferência construtiva)

P.470 0,4

___ P sendo P par diferente de zero

P.471 a) 3,0 mb) 6,6 m

P.472 1.058 Å

P.473 2 a

P.474 a) 4 107 m (4.000 Å)

b) 7,5 1014 Hzc) Franjas menos definidas quando o tamanho

das fen das aumenta; franjas mais definidas quando o tamanho das fendas diminui.

Testes propostos

1 m

1 m

P.455 a) 0,5 m c) 1 m

b) 0,25 m d) 0,5 Hz

P.456 1,5

P.457 a) 7,5 cm b) 80 cm

P.458 a) 1 m b) 1,2 Hz

P.459 3,5

P.460 2 m

P.461 3 __ 2

P.462 2,3 104 m

P.463 1,5 107 m ou 1.500 Å

P.464 a)

4 8 12 16 20–6

–3

0

3

6

y (cm)

Parede

Parede

x (m)

a c

bA

B

Pulso I Pulso II

4 8 12 16 20–6

–3

0

3

6

y (cm)

x (m)

C

D

b) 6 cm/sc)

P.465 a) 2 m; 4 m; 0,5 Hzb) Amplitude da onda resultante: A 4 m

As ondas interferem construtivamente.

T.430 e

T.432 d

T.434 c

T.436 b

T.438 e

T.440 c

T.442 c

T.444 d

T.446 b

T.431 b

T.433 d

T.435 b

T.437 d

T.439 c

T.441 b

T.443 b

T.445 d

Capítulo 19 Acústica


P.475 238 m/s

P.476 333,7 m/s; 11,1 m/s

P.477 680 m

P.478 68 m



NICOLAU

TOLEDO

23

P.479 6,5 s

P.480 0,75 m

P.481 17 m; 17 mm

P.482 3,2 m

P.483 a) 495 Hz

b) 880 Hz

P.484 309,4 Hz

P.485 20 dB; 50 dB

P.486 102 W/m2

P.487 a) 1,2 105 W c) 120 dB

b) 1 mm

P.488 a) 510 m

b) 17 m

P.489 obstáculo a mais de 100 m da fonte

P.490 a) 5,6 102 m b) 0,264

P.491 ar: 0,66 m; água: 3 m

P.492 8 m

P.493 4.250 Hz

P.494 523 Hz ou 533 Hz

P.495 a) 1,33 m

b) 160 m/s

c) 0,33 m

P.496 a) 500 m/s 5 102 m/s

b) 1.000 Hz

P.497 6 Hz

P.498 81 Hz

P.499 a) 100 Hz

b) Quadruplicar a tração ou reduzir o compri-mento à metade.

P.500 8 kgf

P.501 a) 5 102 m/s b) 150 N

P.502 a) 2L ___ n

b) L

F F

P.503 35 cm

P.504 44 cm

P.505 750 Hz

P.506 212,5 Hz

P.507 4o harmônico (n 4)

P.508 74 Hz

P.509 47 harmônicos; f n 425 Hz, com n inteiro e tal que 1 n 47

P.510 62,5 cm (aberto); 31,25 cm (fechado)

P.511 561 Hz

P.512 20 m/s, aproximando-se da fonte

P.513 1.150 Hz

P.514 a) 4,3 104 m b) t 3,1 104 s

P.515 a) v 1.507 m/s; y 75 m

b) 503

Prof

undi

dade

(m)

Comprimento de onda (� 10–3 m)507 510

0

50

100

150

200

250

300

350

400

P.516 a) 2.001, uma odisseia no espaço, pois o som não se propaga no vácuo.

b) Ambos, pois a luz propaga-se no vácuo.



NICOLAU

TOLEDO

24

P.517 a) 4,3 b) 4,3

P.518 a) 24 cm

b) 250 Hz

P.519 a) 1 ___ 9

b) 8

1 2 f2

__________ 9g

P.520 a) ressonância

b) 550 Hz

P.521 a) 0,8 m

b) 352 m/s

c) n1 3 (3o harmônico)

0,6 m

P.522 0,5 m/s

P.523 a) (m)

A 1,5

B 0,50

C 0,30

b) 0 1,5 m

c)

1f 0

I (u. a.)20

15

10

5

f (Hz)2f 0 3f 0 4f 0 5f 0 6f 0 7f 0

B

A

C

P.524 a) 40 s c) 0,8 mmb) 24 mm

P.525 a) 5 Hz b) 10 m/s

P.526 a) Sim, é possível afirmar que entre t 0 et 20 s a ambulância está se afastando do detetor, pois sua frequência diminui.

b) VA (m/s)

t (s)40100 20 30

17

34

P.527 a) 10 m/s c) 5,2 Hz

b) 1,29 m d) 7,8 Hz

Testes propostos

T.447 d

T.449 a

T.451 c

T.453 d

T.455 c

T.448 b

T.450 d

T.452 e

T.454 d

T.456 soma 94 (02 04 08 16 64)

T.457 soma 15 (01 02 04 08)

T.458 c

T.460 c

T.462 b

T.464 c

T.466 e

T.468 e

T.470 b

T.472 d

T.474 e

T.476 b

T.478 c

T.480 c

T.482 b

T.459 c

T.461 c

T.463 a

T.465 c

T.467 d

T.469 e

T.471 d

T.473 c

T.475 a

T.477 c

T.479 b

T.481 e

T.483 e



NICOLAU

TOLEDO

25

T.484 c

T.486 b

T.488 a

T.490 c

T.492 a

T.494 e

T.496 c

T.498 d

T.485 b

T.487 c

T.489 e

T.491 a

T.493 b

T.495 d

T.497 a

T.499 b

Teste sua leitura

L.50 d

L.51 100 dB

L.52 a) nível máximo tolerado: 110 dB faixa de frequência: de 2.000 a 4.000 Hz b) 107 W/m2; sim

L.53 a) de 20 a 200 Hzb) 1 W/m2

c) 100 vezes

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