PROVA DE FÍSICA
ENSINO MÉDIO
Aluno: ______________________________________________________________________
Série: 2a
Disciplina: FÍSICA
Professor: EDUARDO
Data: 27/11/2009
Turma:
Sempre que necessário adote g = 10 m/s2.
1) Uma caixa de massa 2 kg é abandonada do alto de uma rampa, conforme a figura abaixo. Durante a descida até a base da
mesma agem sobre a caixa 3 forças: a força peso, a força de reação normal da rampa e a força de atrito exercida pela rampa
sobre a caixa. A caixa atinge a base da rampa com velocidade 8 m/s. Determine, durante a descida da rampa:
a) (0,3p) o trabalho realizado pela força peso;
b) (0,2p) o trabalho realizado pela força de reação normal;
c) (0,5p) o trabalho realizado pela força de atrito.
2) Uma esfera de massa 1 kg é abandonada do alto de uma plataforma e desliza sem atrito por toda a trajetória até parar após
comprimir uma mola de constante elástica 2500 N/m. Desprezando toda espécie de atrito, determine:
a) (0,5p) a velocidade da esfera ao passar pelo ponto B;
b) (0,5p) a máxima compressão da mola.
3) Numa partida de tênis, uma bola de massa 200 g, inicialmente em repouso, é atingida por uma raquete e adquire uma
velocidade v. Sabendo que durante a interação da raquete com a bola a força exercida pela raquete comportou-se conforme
o diagrama abaixo, determine:
a) (0,3p) o impulso exercido pela raquete sobre a bola;
b) (0,4p) a velocidade v adquirida pela bola;
c) (0,3p) a força média exercida pela raquete sobre a bola.
4) (1,0p) A partícula neutra conhecida como méson K0 é instável e decai, emitindo duas partículas, com massas iguais, uma
positiva e outra negativa, chamadas, respectivamente, méson π+ e méson π--. Em um experimento, foi observado o
decaimento de um K0, em repouso, com emissão do par π+ e π--. Das figuras abaixo, qual poderia representar as direções e
sentidos das partículas π+ e π-- no sistema de referência em que K0 estava em repouso?
Resp: Letra (a)
5) Anacleto encheu um copo com 200 g de água a temperatura de 30 0C. Como queria beber água numa temperatura mais
agradável, foi à geladeira, retirou uma garrafa contendo água a 0 0C e misturou com a água que estava em seu copo. Ao final
do processo, Anacleto obteve água a 10 0C, que ele considerou refrescante.
a) (0,6p) Qual a massa de água a 0 0C que Anacleto acrescentou para obter a mistura a 10 0C (suponha que só há troca de
calor entre as massas de água misturadas)?
b) (0,4p) Se Anacleto tivesse colocado dentro de seu copo 100 gramas de gelo a 0 0C ao invés de água a 10 0C, qual a
massa total de água que obteria no copo ao final do equilíbrio térmico (suponha trocas de calor apenas entre as massas
de água e gelo)?
Dados cágua = 1 cal/g·0C; LFusão do gelo = 80 cal/g.
6) Um recipiente de paredes rígidas e de volume 2 litros contém um gás ideal à temperatura de 47 0C. Nestas condições, a
pressão exercida pelo gás no interior do recipiente é de 1 atm.
a) (0,6p) Qual será a pressão exercida pelo gás se o recipiente for aquecido até 127 0C mantendo o mesmo volume?
b) (0,4p) Qual será a pressão exercida pelo gás se durante o aquecimento até 127 0C o volume for mantido mas 20% da
massa gasosa escapar?
7) Um gás ideal, inicialmente no estado A representado no diagrama p x V abaixo, evolui para o estado B e, em seguida para o
estado C representado.
a) (0,5p) Qual a variação da energia interna do gás na transformação A B sabendo que o gás recebeu 100 J de calor durante a mesma?
b) (0,5p) Qual o volume VC do gás sabendo que o trabalho realizado pelo
mesmo na transformação B C foi de 60 J?
8) Uma máquina térmica operando entre ciclos retira 600 J de calor de uma fonte quente e realiza 150 J de trabalho a cada
ciclo. A temperatura da fonte quente é de 400 K. Determine:
a) (0,4p )o rendimento desta máquina;
b) (0,3p) a temperatura da fonte fria, supondo que esta máquina térmica opera num ciclo de Carnot.
c) (0,3p) É possível construir uma máquina térmica operando entre as mesmas fontes e com um rendimento maior?
Justifique.