EXERCÍCIOS DE REVISÃO UDESC FÍSICA B e C – PROFESSOR IGOR 1. Considere as proposições relacionadas aos fluidos hidrostáticos. I. A pressão diminui com a altitude acima do nível do mar e aumenta com a profundidade abaixo da interface ar-água. II. O elevador hidráulico é baseado no Princípio de Pascal. III. Sabendo-se que a densidade do gelo, do óleo e da água são iguais a 0,92 g / cm3 ; 0,80 g / cm3 e 1,0 g / cm3, respectivamente, pode-se afirmar que o gelo afunda no óleo e flutua na água. IV. O peso aparente de um corpo completamente imerso é menor que o peso real, devido à ação da força de empuxo, exercida pelo líquido sobre o corpo, de cima para baixo. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras. b) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. 2. Analise as duas situações: I. Um processo termodinâmico adiabático em que a energia interna do sistema cai pela metade. II. Um processo termodinâmico isovolumétrico em que a energia interna do sistema dobra. Assinale a alternativa incorreta em relação aos processos termodinâmicos I e II. a) Para a situação I o fluxo de calor é nulo, e para a situação II o trabalho termodinâmico é nulo. b) Para a situação I o fluxo de calor é nulo, e para a situação II o fluxo de calor é igual à energia interna inicial do sistema. c) Para a situação I o trabalho termodinâmico é igual à energia interna inicial do sistema, e para a situação II o fluxo de calor é igual à energia interna final do sistema. d) Para a situação I o trabalho termodinâmico é a metade da energia interna inicial do sistema, e para a situação II o trabalho termodinâmico é nulo. e) Para ambas situações, a variação da energia interna do sistema é igual ao fluxo de calor menos o trabalho termodinâmico. 3. Um sistema fechado, contendo um gás ideal, sofre um processo termodinâmico isobárico, provocando mudança de temperatura de 200°C para 400°C. Assinale a alternativa que representa a razão aproximada entre o volume final e o inicial do gás ideal. a) 1,5 b) 0,5 c) 1,4 d) 2,0 e) 1,0 4. Analise as proposições relacionadas às linhas de campo elétrico e às de campo magnético. I. As linhas de força do campo elétrico se estendem apontando para fora de uma carga pontual positiva e para dentro de uma carga pontual negativa. II. As linhas de campo magnético não nascem nem morrem nos ímãs, apenas atravessam-nos, ao contrário do que ocorre com os corpos condutores eletrizados que originam os campos elétricos. III. A concentração das linhas de força do campo elétrico ou das linhas de campo magnético indica, qualitativamente, onde a intensidade do respectivo campo é maior. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. b) Somente a afirmativa II é verdadeira. c) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. 5. A Figura a seguir mostra uma caixa de madeira que desliza para baixo com velocidade constante sobre o plano inclinado, sob a ação das seguintes forças: peso, normal e de atrito. Assinale a alternativa que representa corretamente o esquema das forças exercidas sobre a caixa de madeira. a) b) c) Assinale a alternativa que contém a correta classificação das três transformações apresentadas acima. a) I. isovolumétrica / II. isobárica / III. isotérmica. b) I. isotérmica / II. isobárica / III. isovolumétrica. c) I. isobárica / II. isovolumétrica / III. isotérmica. d) I. isovolumétrica / II. isotérmica / III. isobárica. e) I. isobárica / II. isotérmica / III. isovolumétrica. 8. A Figura ilustra uma espira condutora circular, próxima de um circuito elétrico inicialmente percorrido por uma corrente “i” constante; “S” é a chave desse circuito. d) e) 6. Um barco pesqueiro, cuja massa é 710 kg, navegando rio abaixo, chega ao mar, no local em que a densidade da água do mar é 5,0% maior do que a densidade da água do rio. O que ocorre com a parte submersa do barco quando este passa do rio para o mar? a) Aumenta, pois o barco desloca um maior volume de água. b) Diminui, pois o empuxo diminui. c) Diminui, pois o barco desloca um menor volume de água. d) Aumenta, pois o empuxo aumenta. e) Não se altera, pois o empuxo é o mesmo. 7. Uma dada massa gasosa, que está limitada em um cilindro por um êmbolo móvel, sofre as transformações representadas pelos seguintes gráficos: É correto afirmar que: a) haverá corrente elétrica constante na espira enquanto a chave “S” for mantida fechada. b) não haverá uma corrente elétrica na espira quando ela se aproximar do circuito, enquanto a chave “S” estiver fechada. c) haverá uma corrente elétrica na espira quando a chave “S” for repentinamente aberta. d) haverá corrente elétrica constante na espira quando a chave “S” estiver aberta e assim permanecer. e) haverá uma corrente elétrica constante na espira quando ela for afastada do circuito, após a chave “S” ter sido aberta. 9. Um trailer é rebocado, a partir do repouso, por um carro em uma rodovia plana e retilínea. A força resultante sobre o trailer mantém constantes a direção e o sentido. O módulo da força varia com o tempo, de acordo com o gráfico apresentado: Em relação a esta situação, analise: I – O trailer é uniformemente acelerado nos seguintes intervalos de tempo: 0 a t1 e t4 a t5. II – A velocidade do trailer atinge seu valor máximo no instante t4. III – No intervalo t4 a t5 a velocidade do trailer é constante, pois a força resultante sobre ele é zero. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa I é verdadeira. b) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. c) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. d) Somente a afirmativa III é verdadeira. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. 10. A tabela abaixo apresenta uma relação de substâncias e os seus respectivos valores de coeficiente de dilatação linear e condutividade térmica, ambos medidos à temperatura de 20 °C. Substânci a Coeficient e de Dilatação Linear (106 ºC-1) Condutividad e Térmica (W / mK)) Gelo Chumbo Alumínio Cobre Concreto Vidro Comum 51 29 24 17 12 9 2 35 240 400 0,8 0,7 Assinale a alternativa correta, tomando como base as informações acima. a) Barras do mesmo comprimento dos metais listados na tabela sofrerão dilatações iguais, quando submetidas a uma variação de temperatura de 20 °C. b) A condutividade térmica das substâncias permanece constante, independentemente da temperatura em que estas se encontram. c) Substâncias que possuem maior condutividade térmica também apresentam maiores coeficientes de dilatação. d) Dentre as substâncias listadas na tabela, o cobre é a melhor opção para fazer isolamentos térmicos. e) Duas chapas de dimensões iguais, uma de alumínio e outra de concreto, são submetidas à mesma variação de temperatura. Constata-se então que a variação de dilatação superficial da chapa de alumínio é duas vezes maior que a da chapa de concreto. 11. Um sistema para aquecer água, usando energia solar, é instalado em uma casa para fornecer 400L de água quente a 60 °C durante um dia. A água é fornecida para casa a 15 °C e a potência média por unidade de área dos raios solares é 130 W/m2. A área da superfície dos painéis solares necessários é: a) 9,50 m2 b) 7,56 m2 c) 2,00 m2 d) 25,0 m2 e) 6,73 m2 12. Na figura a seguir está representada uma espira quadrada de lado igual a 10,0 cm, situada no interior de um campo magnético uniforme B, perpendicular ao plano do papel e dirigido para dentro do papel, cuja intensidade é 0,50 Weber/m2. O plano formado pela espira é paralelo ao papel. Quando o campo magnético tem seu sentido completamente invertido, surge na espira uma força eletromotriz induzida de 5,0 V. O intervalo de tempo médio utilizado para inverter completamente o sentido do campo magnético, neste caso, é: a) 1,0 x 10-4 s b) 1,0 x 10-3 s c) 2,0 x 10-3 s d) 10 s e) zero perde essa energia para o meio na forma de calor (ΔU 0). Gabarito: Resposta da questão 3: [C] Resposta da questão 1: [A] Dados: T1 = 200 °C = 473 K; T2 = 400 °C = 673 K. Justificando a falsa: [I] Verdadeira. [II] Verdadeira. [III] Verdadeira. [IV] Falsa. O peso aparente de um corpo completamente imerso é menor que o peso real, devido à ação da força de empuxo, exercida pelo líquido sobre o corpo, de baixo para cima. Como a transformação é isobárica, aplicando a lei geral dos gases, vem: Resposta da questão 2: [C] [I] Num processo termodinâmico adiabático, o calor trocado é nulo (Q 0). Aplicando a 1ª lei da termodinâmica: Q ΔU W 0 ΔU W ΔU W. Assim: - se o gás expande, ele resfria, ou seja, ele consome da própria energia interna (ΔU 0) para realizar trabalho (W 0); - se o gás sofre compressão, ele aquece, ou seja, se recebe trabalho (W 0), ele absorve essa energia, aumentando sua energia interna (ΔU 0); - se a energia a energia interna cai pela metade, temos: ΔU W Uf Ui W Ui Ui Ui W W . 2 2 [II] Num processo termodinâmico isotérmico, a variação da energia interna é nula (ΔU 0). Aplicando a 1ª lei da termodinâmica: Q ΔU W Q 0 W Q W. Assim: - se o gás recebe calor, ele expande, ou seja, ele utiliza o calor recebido (Q 0) para realizar trabalho (W 0); - se o gás perde calor, ele é comprimido, ou seja, se recebe trabalho (W 0), ele V1 V2 T1 T2 V1 V 2 473 673 V2 673 V1 473 V2 1,4. V1 Resposta da questão 4: [E] [I] Verdadeira. Carga elétrica positiva gera campo elétrico de afastamento e carga elétrica negativa gera campo de aproximação. [II] Verdadeira. As linhas de campo magnético são linhas contínuas, indo do polo norte magnético para o polo sul, atravessando o ímã do polo sul para o polo norte. [III] Verdadeira. Quanto mais próximas as linhas, mais intenso é o campo. Resposta da questão 5: [E] Peso: vertical para baixo. Normal: perpendicular ao plano. Atrito: contrária ao deslizamento. Resposta da questão 6: [C] O empuxo equilibra o peso do barco: P E liq .Vimerso .g Ao passar para o mar a densidade da água aumenta. Como consequência, o volume imerso deve diminuir. Resposta da questão 7: [A] I. Se P é proporcional a T, o volume é constante evolução isométrica, isovolumétrica ou isocórica. II. Se P é constante evolução isobárica. III. Se T é constante evolução isotérmica. Resposta da questão 8: [C] Observe a figura abaixo: A espira é atravessada por um campo magnético cuja intensidade depende da corrente elétrica que passa no circuito, da proximidade entre a espira e o circuito e do ângulo entre o plano da espira e o plano do circuito. A passagem do campo pela espira provoca um fluxo magnético B.A.cos . Se este fluxo for alterado, aparecerá uma corrente elétrica na espira. Este fenômeno ocorrerá em três situações: ao ligar ou desligar a chave. ao afastar ou aproximar a espira do circuito. ao girar a espira. [E] Dados: V = 400 L m = 400 kg; I = 130 W/m2; T = 60 – 15 = 45 °C. Consideremos: densidade da água: d = 1 kg/L; calor específico sensível da água: c = 4.200 J/kg·°C e que a intensidade de radiação média dada seja diária, ou seja, para um tempo de 24 h. Assim: t = 24 3.600 = 86.400 s. A intensidade de radiação é dada pela relação entre a potência radiada e a área de capitação. P Q I= , sendo Q a quantidade de A t A calor absorvida e t o tempo de exposição. Mas: Q = m c T. Então: I m c T t A A A = 6,73 m2. m c T (400)(4.200)(45) t I (86.400)(130) Resposta da questão 12: [C] Lei de Faraday – Lenz Resposta da questão 9: [C] (I) Incorreta. O trailer é uniformemente acelerado apenas no intervalo 0 a t1, onde a resultante tem intensidade constante. (II) Correta. Até o instante t4 há uma força resultante acelerando o trailer, fazendo sua velocidade aumentar. (III) Correta. Se a resultante é nula, o movimento retilíneo e uniforme. Resposta da questão 10: [E] A = A0 2 T. Como o alumínio apresenta o dobro do coeficiente de dilatação em relação ao concreto, sua dilatação superficial também é o dobro. Resposta da questão 11: t (B.A) B A. t t t 5,0 0,01. 0,5 ( 0,5) 0,01 5 t t T 2 103 s