UNIVASF – Prova de Física II
Data: 18/05/2006.
Nome:_____________________________________________________
Turma:_____________________________________________________
Prof.:______________________________________________________
Q
1
2
3
T
N
1. (3,0) (Ondas sonoras)
Dois submarinos estão em curso de colisão proa-proa durante uma manobra no Atlântico Norte. O primeiro
submarino move-se a 30,0 km/h e o segundo, a 100,0 km/h. O primeiro envia um sinal sonar (onda sonora na
água) a 1030 Hz. As ondas de sonar propagam-se a 5470 km/h.
(a) O segundo submarino capta o sinal. Qual a freqüência detectada pelo segundo submarino?
(b) O primeiro submarino capta o sinal refletido. Qual freqüência será detectada por ele? Veja a figura. O
oceano está calmo; admita que não existam correntes.
30,0
100km/h
km/h
30100,0
km/hkm/h
2. (4,0) (Relatividade restrita e dilatação)
Uma nave espacial se move em relação a Terra com
velocidade de 0,60 c. Dentro da nave uma barra de ferro
de 1 m de comprimento encontra-se a uma temperatura
TERRA
148,23m
inicial de 20o C. O coeficiente de dilatação do ferro é de
-6
o
12 × 10 / C . A temperatura da barra é aumentada de
100oC, isto é, vai a 120oC.
(a) Qual a variação do comprimento da barra de
0,6 c
ferro no referencial da nave?
(b) Qual o comprimento da barra de ferro, a 120oC,
no referencial da nave?
(c) Qual o comprimento da barra de ferro, no referencial da Terra, quando a temperatura da barra é de
120oC?
(d) Qual deve ser a velocidade da nave para que, no referencial da Terra, o comprimento da barra de
ferro a 120oC seja de 1m?
- - - (não arredonde os resultados nesta questão!) - - -
3. (3,0) (Temperatura)
Numa região do planeta, onde as temperaturas médias são muito altas, os habitantes adotaram uma nova escala
de temperatura, a escala VASF (oV), que se relaciona com a escala Celsius da seguinte forma: 45oC
corresponde a 0oV e a temperatura de ebulição da água, 100oC, corresponde a 35oV.
(a) Qual a relação entre a escala VASF e a escala Celsius? (Escreva TV em função de TC)
(b) A que temperatura a leitura na escala VASF é igual a duas vezes a da escala Celsius?
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Fórmulas!!!
∆ L = α L ∆T (dilatação linear)
L = L0 1 − u 2 c 2 (contração do comprimento, onde L0 é o comprimento próprio e c é a velocidade da luz no vácuo).
v ± vo
v é a velocidade da onda no meio,
(efeito Doppler), onde:
f '= f
v + vo
v m vs
→ convergência
vo é a velocidade do observador e
v − vs
vs é a velocidade da fonte.
v − vo
→ afastamento
v + vs