Seu pé direito nas melhores Faculdades PUC – 29/11/2009 9 FÍSICA 16. Nas grandes cidades é muito comum a colisão entre veículos nos cruzamentos de ruas e avenidas. Considere uma colisão inelástica entre dois veículos, ocorrida num cruzamento de duas avenidas largas e perpendiculares. Calcule a velocidade dos veículos, em m/s, após a colisão. Considere os seguintes dados dos veículos antes da colisão: Veículo 1: m1 = 800 kg v1 = 90 km/h m 2 = 450 kg Veículo 2: a) b) c) d) e) 17. Um automóvel de massa 800 kg, dirigido por um motorista de massa igual a 60 kg, passa pela parte mais baixa de uma depressão de raio = 20 m com velocidade escalar de 72 km/h. Nesse momento, a intensidade da força de reação que a pista aplica no veículo é (Adote g=10m/s2). v2 = 120 km/h 30 20 28 25 15 Resolução: Colisão Inelástica V B´ – VA´ = 0 V B´ – VA´ = Vf O m1 = 800 ¬O V1 = 90 km/h = 25 m/s V2 = 33,33 m/s ¯ Quantidade de movimento m 2 . V2 = 450 . 33,33... = 15 000 kg m/s m1 . V1 = 800 . 25 = 20 000 kg m/s QR = a) b) c) d) e) 231512 N 215360 N 1800 N 25800 N 24000 N Resolução: m A = 800 kg m m = 60 kg V= m1 = 860 72 = 20 m/s 3, 6 N m 2 = 450 kg V2 R Ac = FR = N + Fc = p p = p + m . ac = p (15 000)2 + (20 000)2 20 = 860 . 10 + 860 . = 20 = 8 600 + 2 . 8 600 QR = MT . Vf = (m1 + m 2) . Vf FR = 25 800 N 25 000 = (800 + 450) . Vf Vf = 20 m/s CPV puc09fnov QR Fc p 10 PUC – 29/11/2009 Seu pé direito nas melhores Faculdades 18. Um cubo de gelo de massa 100g e temperatura inicial 10ºC é colocado no interior de um microondas. 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: Presão local = 1 atm Calor específico do gelo = 0,5 cal . g–1 . ºC –1 Calor específico da água líquida 1,0 cal . g–1 . 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) b) c) d) e) Resolução: 1008 896 1015 903 1512 T(ºC) -100 19. O olho humano pode ser entendido como um sistema óptico composto basicamente por duas lentes — córnea(A) e cristalino(B). Ambas devem ser transparentes e possuir superfícies lisas e regulares para permitirem a formação de imagens nítidas. Podemos classificar as lentes naturais de nossos olhos, A e B, respectivamente, como sendo: a) b) c) d) e) convergente e convergente. convergente e divergente. divergente e divergente. divergente e convergente. divergente e plana. Resolução: 4 córnea 3 2 0 -10 5 1 1 2 3 t(min) 4 Q = m . CG . Dt1 + m . Ce . Dt3 + mLF + mLr = = 100 . 0,5 (0 – (–10)) + 100 . 1 (100 – 0) + 100 . 80 + 100 . 540 = = 500 + 10 000 + 8 000 + 54 000 = = 72 500 cal = 72 500 = 304 500 J Quantidade de calor = recebida pelo gelo 304 500 = PotDt 304 500 = Pot 5 . 60 Pot 1015 N Obs: Supõe-se que a água como vapor não teve sua temperatura aumentada pois não foi fornecido o calor específico do vapor d´água (não foi citado nada no enunciado. CPV puc09fnov Energia fornecida pelo microondas cristalino Como ambas são côncavo-convexas também são divergentes. 11 PUC – 29/11/2009 Seu pé direito nas melhores Faculdades 20. O fone de ouvido tem se tornado cada vez mais um acessório indispensável para os adolescentes que curtem suas músicas em todos os ambientes e horários. Antes do advento do iPod e outros congêneres, para ouvir as músicas da parada de sucessos, os jovens tinham que carregar seu radinho portátil sintonizado em FM (frequência modulada). Observando o painel de um desses rádios, calcule a razão aproximada entre o maior e o menor comprimento de onda para a faixa de valores correspondentes a FM. a) b) c) d) e) Resolução: A relação entre dois comprimentos de onda l1 e l 2 pode ser dado pela seguinte relação: 0,81 0,29 1,65 0,36 1,23 λ1 V .f = 1 2 onde V é a velocidade e f a frequência λ2 V2 . f1 Para ondas da mesma natureza, como é o caso do exercício (ondas FM), temos que a velocidade é a mesma. Logo: λ1 f = 2 λ2 f1 Seguindo a escala do enunciado, temos que a menor frequência (que correspodne ao maior comprimento de onda l 1) é f 1 = 88 MHz, e a maior frequência é f 2 = 108 MHz. Portanto, a razão entre o maior e o menor comprimento é λ1 f 108 = 2 = ≅ 1, 23 λ2 88 f1 CPV puc09fnov