Física D – Semiextensivo – V. 3
Exercícios
01) D p = µ . g . h 02) B "Um acréscimo de pressão num líquido em equilíbrio se transmite integralmente a todos os seus pontos." 03) C phidro = µ . g . h, não depende da área. 04) B petróleo água h B A pA = pB ppetróleo = µH O2 . g . hH O2 ppetróleo = 1000 . 10 . 4 . 10–2 ppetróleo = 400 Pa 05) a) 1,2 . 103 kg/m3 b) 1,1 . 105 pa µA = 2 . 103 kg/m3 50 cm 80 cm B A 1 2 a) p1 = p2 µA . hA = µB . hB 2 . 103 . 50 = µ B . 80 µB = 1,25 . 103 kg/m3 b) ptotal = p0 + µ . g . h ptotal = 1 . 105 + 2 . 103 . 10 . 0,5 ptotal = 110 000 N/m2 06) B p1 = p2 = p3 F A F A F A 1 1 2 2 3 3 = = 200 2 2 1 2 1 3 1 A F A F A = = F1 = 200 N F2 = 400 N F3 = 400 N 07) C pmaior = pmenor F A F A 1 1 2 2 = 15000 5 . 10 = F 0,01 −1 2 F2 = 300 N F2 D2 D1 F = P = 15000 N1 08) C I. Verdadeira. II. Verdadeira. O empuxo é igual ao peso do volume de fluido deslocado. Se o volume aumentou, o empuxo também aumentará. III. Falsa. E = F + PFísica D
09) 39 01. Verdadeira. 02. Verdadeira. Densidades diferentes. 04. Verdadeira.08. Falsa. O empuxo não depende da profundidade.
E = µlíquido . g . Vsubmerso 16. Falsa. 32. Verdadeira. 10) D I. Verdadeira. pA < pB ↑ Fresultante = empuxo II. Falsa. Depende do volume submerso. III. Verdadeira. 11) E 12) D I. Verdadeira. Profundidades iguais ⇒ pressões iguais. II. Falsa. p = µ . g . h ⇒ não depende do volume. III. Falsa. E = µ . g . V ⇒ não depende da profundidade.
IV. Verdadeira. Na flutuação: E = pnavio.
13) 53
01. Verdadeira.
02. Falsa. µcorpo > µlíquido ⇒ corpo afunda. 04. Verdadeira. p = µ . g . h 08. Falsa. Na verdade, ele diminui o seu peso expulsando água do seu interior. 16. Verdadeira. 32. Verdadeira. 14) D 1/3 2/3 Ep P EQ E = EQ + EP E = µQ . g . 1 3V + µP . g . 2 3V E = (µQ + 2p) V . g 3 15) 24 a a = 20 cm = 0,2 m m = 3,6 kg µágua = 1 g/cm3 = 1000 kg/m3 volume = a3 = (0,2)3 = 8 . 10–3 m3 µC = m = 8 . 10 C C V 3 6 3 , − = 450 kg/m3
01. Falsa. µcorpo < µágua ⇒ não afunda. 02. Falsa. O corpo sobe em MRUV. P E 04. Falsa. O empuxo é igual ao peso do fluido deslocado. 08. Verdadeira. 16. Verdadeira. 32. Falsa. Ação e reação não atuam no mesmo corpo.
16) A vento T E Fvento P 17) D 3 m 2 m 1 cm Empuxo = Peso µ . g . V = m . g 1000 . (2 . 3 . 10–2) = m m = 60 kg 18) C A B F F F F F1 F2 I. Verdadeira. II. Verdadeira. F2 > F1 ∴ p2 > p1 III. Verdadeira. IV. Falsa. E = µ . g . V 19) E A B µA < µ < µB 20) 38
01. Falsa. Há volume submerso, portanto há
empu-xo. 02. Verdadeira. 04. Verdadeira. 08. Falsa. Pontos à mesma profundidade estarão sub-metidos à mesma pressão. 16. Falsa. p = p . g . h 32. Verdadeira. Princípio de Pascal. 21) 07 01. Verdadeira. p = µ . g . h 02. Verdadeira. 2/3 volume 1/3 volume µlíquido = 1g/cm3 → µ corpo = 1/3 g/cm3 04. Verdadeira. E P 08. Falsa. 3 pernas ⇒ menor área de contato ⇒ maior pres-são 4 pernas ⇒ maior área de contato ⇒ menor pres-são 16. Falsa. Princípio de Pascal.
Física D
22) 48 01. Falsa. Princípio de Arquimedes Empuxo = µlíquido . g . V 02. Falsa. Princípio de Pascal. 04. Falsa. O barômetro mede pressão atmosférica, já o manômetro pressão hidrostática. 08. Falsa. Pressões iguais. 16. Verdadeira. 32. Verdadeira. 64. Falsa. p = µ . g . h, se g 2 então p = µ . g 2 . h' para que se mantenha a mesma pressão h' = 2h. 23) E 24) 21 01. Verdadeira. Menos volume ⇒ menos empuxo. 02. Falsa. Válido para fluidos (líquidos e gases). 04. Verdadeira. 08. Falsa. Peso do volume do ar deslocado. 16. Verdadeira. E = µ . g . V E = 1,3 . 10 . 2000 E = 2,6 . 105 N 32. Falsa. 64. Falsa. 25) 23 E P01. Verdadeira. Flutuação: dnavio < dágua 02. Verdadeira. P = E 04. Verdadeira. 08. Falsa. 16. Verdadeira. 32. Falsa. 26) 31
01. Verdadeira. Para flutuar na água, dobjeto < dágua. 02. Verdadeira. p = µ . g . h 04. Verdadeira. O empuxo não depende da profundida-de. 08. Verdadeira. Princípio de Pascal. 16. Verdadeira. 27) E V A V B µA = m V A µB = m V B p = E (mA + mB) . g = µlíquido . g . 2V µA . V + µB . V = 1,2 . 2 . V 0,5 + µB = 2,4 µB = 1,9 g/cm3 28) 50 P E T T T T
P = m . g = 240 . 10 = 2400 N E = µ . g . V = 1,3 . 200 . 10 = 2600 N Como: E = P + 4T 2600 = 2400 + 4T ∴ T = 50 N 29) 12 (I) balança (II) E T Pchumbo Na situação II Pchumbo = E + T 01. Falsa. 02. Falsa. Marca justamente a força feita pelo líquido. E = Pchumbo – T 04. Verdadeira.
08. Verdadeira. Se a balança assinala P + E, então
P + (Pchumbo – T). 16. Falsa. 30) 10 ρ ρ corpo H O2 = 1 3 E = P + T Na situação de Tmáxima = 3P E = P + 3P E = 4P para arrebentar (romper) ρC = m V C C 01. Falsa. E = µlíquido . g . VC E = ρH O2 . g . mC C ρ E = mC . g . ρ ρ H O corpo 2 E = P . 3 ∴ E = 3P ⇒ não arrebenta o fio. 02. Verdadeira. 04. Falsa. E = 3P 08. Verdadeira. E = P + T 3P = P + T ∴ T = 2P 16. Falsa. 32. Falsa. O empuxo é igual ao peso do volume do líquido deslocado. 31) 21 P = m . g = 0,08 . 10 = 0,8 N E = µlíquido . g . V = 1200 . 8 . 10–4 . 10 = 1,2 N µc = mV ∴ 800 = 0 08,V ∴ V = 8 . 10–4 m3 01. Verdadeira. 02. Falsa. Fr = 0,4 N ⇒ MRUV 04. Verdadeira. W = F . d . cos θ ⇒ W = 1,2 . 4 . cos 0o = 4,8 J 08. Falsa.
P = E ⇒ µcorpo = µlíquido . x
fração submersa 800 = 1200 . x ∴ x = 2 3 16. Verdadeira. P= 1,2 N E= 1,2 N F = 0R 32) 21 P = m . g = 4 . 10 = 40 N E = µ . g . V = 1,3 . 10 . 5 = 65 N 01. Verdadeira. 02. Falsa. Não cairá, pois E > P. 04. Verdadeira. 08. Falsa. Para o equilíbrio, E = P + Faplicada. E 65 N P= 40 N F = 25 Naplicada 16. Verdadeira.
Física D
33) D
Em flutuação
P = E ⇒ µcorpo = µlíquido . x
fração submersa µgelo = 1 . 9 10 ∴ µgelo = 0,9 g/cm3 34) 15 Equilíbrio T = PA = 4 N EB + TB = PB ⇒ EB + 4 = 6 ∴ EB = 2 N A B água PA PB T EB T 01. Verdadeira. 02. Verdadeira. 04. Verdadeira.
Paparente = Preal – E = 6 – 2 = 4 N 08. Verdadeira. EB = µ . g . V ∴ 2 = 1 . 103 . 10 . V V = 2 . 10–4 m3 = 200 cm3 16. Falsa. VA = VB = 200 cm3 32. Falsa. µB = m = 600 200 B B V = 3 g/cm3 64. Falsa. µA = m V = 400 200 A A = 2 g/cm3 35) D Movimento harmônico simples. 36) A 37) A
A velocidade no ponto de equilíbrio é máxima, já a aceleração é nula. 38) C F = –k . x 39) C 0 –A V = 0 A x amáx 40) 22 a –A V = 0 0V = máx a +AV = 0 V V 01. Falsa. 02. Verdadeira.
04. Verdadeira. xmáxima = A 08. Falsa. A aceleração é variável. 16. Verdadeira. 41) E 42) 5 x = 10 cos (100πt + π/3) x = A . cos (ωt + ϕ0) Amplitude (A) = 10 cm ω = 100π rad/s 2π f = 100 π f = 50 Hz f A = = 5 50 10
43) 14 R = π cm ω = 4π rad/s 01. Falsa. Amplitude = π cm 02. Verdadeira. ω = 2π T ∴ 4 2 2 π = π T ∴ T = 0,5 s 04. Verdadeira. v = –ω . A . sen (ωt + ϕ0) v = –4π . π . sen (4πt + 0) v = –4π2 . sen(4πt) 08. Falsa. a = –ω2 . A . sen (ωt + ϕ 0) amáx = –ω2 . A . 1 amáx = –(4π)2 . –π amáx = 496 cm/s2 16. Falsa. 44) a) 1,0 Hz b) 1 6 s ω = 2π rad/s a) ω = 2π . f 2π = 2π . f f = 1 Hz b) P A' C D B M A 1 volta _____ 1s 1 6 volta ____ t t = 1 6 s 45) D 46) B No ponto mais alto (A): força normal é mínima. No ponto mais baixo (B): força normal é máxima. 47) B Na compressão da mola
"v" diminui e consequentemente diminui a energia cinética. Já a compressão da mola (x) aumenta e con-sequentemente a energia potencial também. 48) E I. Falsa. T = 2π m k II. Verdadeira. Sistema conservativo. III. Verdadeira. Na posição de equilíbrio a vmáx. 49) E A 25 oC T = 2s A 15 o C T = ? (Ao diminuirmos a temperatura, o com-primento do relógio diminui e assim diminui também o seu período) A frequência a 25 oC é f = 1 2 = 0,5 Hz
Física D
50) A Senθ = P Px Px = Psenθ Px = m . g . senθ (Força restauradora) 51) EAo atingir o B pela quarta vez, o pêndulo executa 3,5 voltas em 7 s. Assim: 3,5 voltas ––––7 s
1 volta ––––T
T = 2 s
52) E
Em O:
vmáx. → Ecinética é máxima x = 0 → Epotencial é nula Em ±x: vnula Ecinética é nula xmáx. Epotencial é máximo
Assim: Emecânica = Ec +Ep mantém-se constante. 53) D I. Verdadeira. T = 2π g II. Falsa. O período não depende da massa. III. Falsa. f = 1 2π g . Ao dobrarmos o comprimento, a frequência ficará dividida por 2 . 54) D Num MHS ⇒ v = 0 → xmáx. → amáx. 55) A
Quando a energia cinética é máxima, a potencial é nula. Quando a energia potencial é máxima, a cinética é nula.
56) E
Em O:
vmáx. → Ecinética é máxima x = 0 → Epotencial é nula Em ±x: vnula Ecinética é nula xmáx. Epotencial é máximo
Assim: Emecânica = Ec +Ep mantém-se constante.
57) E FR = Felétrica m . a = q . E ∴ a = q E m . T = 2π g, onde g representa a aceleração resultante numa situação sem o campo elétrico. Podemos escre-ver o período assim: T = 2π g a+ ∴ T = 2π g q E m + . T = 2π mg q E m + . ∴ T = 2π mg q Em+ . 58) 11 01. Verdadeira. 02. Verdadeira. 04. Falsa. O período não depende da massa. 08. Verdadeira. 16. Falsa. O movimento de translação não influencia o de rotação. 32. Falsa. Elíptica. 59) 86 01. Falsa. É inversamente. 02. Verdadeira. 04. Verdadeira. 08. Falsa. Depende da posição relativa ao sol. 16. Verdadeira. 32. Falsa. Não é influenciada pela massa. 64. Verdadeira. 60) E O período não depende da massa, portanto continuará o mesmo. 61) B Quanto maior a distância dos satélites em relação a Júpiter, mais lento ele será, assim maior será o seu período. 62) 08 T12 = 8 R1 = R2 2 ∴ R2 = 2R1 T T 1 2 = R R1 3 2 3 ∴ 8 2 22 13 3 13 T R R = ∴ T22 = 8 . 8 T2 = 8 anos
63) a) T RCC3 = TRT
T
3 pelo desenho percebemos o raio médio em escala de unidades astronômicas: RTerra = 1 UA; RCinturão ≅ 2,7 UA
TC2 3 2 3 2 7 1 1 , = TC ≅ 4,44 anos b) Como Mercúrio está mais próximo ao Sol, sua velocidade areolar é maior, portanto o seu período é menor que o período terrestre. 64) B
I. Falsa. A força gravitacional é igual ao peso
do personagem.
II. Verdadeira. Se a massa do asteroide for
maior, maior será a gravidade nesse planeta. g = G M d . 2 Logo, levará menos tempo para cair. 65) A F = G Mm R . 2 ∴ G = F rMm . 2 66) 58 01. Falsa. G = F r Mm . 2 no SI [G] = → N m kg . 2 2 02. Verdadeira. 04. Falsa. Essas forças constituem um par ação-reação, logo com módulos iguais. 08. Verdadeira. Riguais → Tiguais → Viguais 16. Verdadeira. vperiélio > vafélio
32. Verdadeira. P = FG ∴ m g G Mm d . = . 2 ∴ g = G M d . 2 67) 19 01. Verdadeira. Se FR= m . a ⇒ [N] = kg m s . 2 Assim, se: [G] = N m kg . 2 2 ⇒ kg m m s kg . . . 2 2 2 2 = ms kg 3 2. 02. Verdadeira. 04. Falsa. Existe uma resultante centrípeta.
08. Falsa. Quanto mais próxima do Sol mais
rápida é a velocidade da Terra. 16. Verdadeira. 68) 18 01. Falsa. PM é uma força de interação entre o corpo e a Terra. 02. Verdadeira. 04. Falsa. |PM | = |PT | 08. Falsa. PM = m . g e "g" depende da distância entre os centros de massa da Terra e do corpo.
16. Verdadeira. |P M| = |Fgravitacional| e
Fg = G M m d T . . 2 32. Falsa. 69) 53 01. Verdadeira. Fgravitacional = G Mm R . 2 . 02. Falsa. Possui aceleração centrípeta a = g = G M R . 2 04. Verdadeira. 08. Falsa. As forças são iguais em módulo. 16. Verdadeira. 32. Verdadeira. FR = m . a 70) 14 01. Falsa. As leis de Newton são válidas em qualquer inte- ração observada por referências inerciais à baixa veloci-dade. 02. Verdadeira. 04. Ve r d a d e i r a . F = G Mm d . 2 ∴ G = F dM m . . 2 ∴ [G] = N m kg . 2 2 = N . m 2 . kg–2 08. Verdadeira. 16. Falsa. Ocorrem mudanças na direção e no sentido do vetor velocidade. Assim existe pelo menos uma acelera-ção centrípeta. 32. Falsa. Essas massas coincidem em seu vetor. 71) 09 01. Verdadeira.
02. Falsa. A velocidade tangencial depende do raio
v = 2π.R T
Assim:
como Rsat. > RTerra; Vsat. > VTerra
04. Falsa. A força centrípeta no satélite é diferente da força centrípeta de um corpo na superfície, pois as acelerações desses dois corpos são diferentes. 08. Verdadeira. Pois depende do raio de órbita v = 2π.R T . 16. Falsa. Sem aceleração não ocorreria órbita.
Física D
0 72) D P = FG m g G Mm R h . . ( ) = + 2 ∴ g = G MR h . ( + )2 73) 0301. Verdadeira. Quanto mais próximo do Sol, mais
rápido estará o planeta. 02. Verdadeira. T R T R S S U U 2 3 2 3 = T dT T dT S S U S 2 2 3 10 20 ( ) (= ) ∴ T T S2 V2 1000 =8000 TU2 = TS2 ∴ TU = 2,8 TS 04. Falsa. T R T R Terra Terra Netuno Netuno 2 3 2 3 = ∴ 12 3 30 2 3 (dT) ( ) T dT S N S = 1 27000 3 2 3 dT T dT S N S = ∴ TN = 164 anos 08. Falsa. Como Saturno está mais distante, sua ve-locidade é menor em consequência de uma força gravitacional menor do que a da Terra. 16. Falsa. FUrano = G m m R G m m R T T T T . . ( ) . . 14 4 14 16 2 = 2 = = 14 16 7 8 FTerra = 7 8FTerra FTerra = G m m R T T . . 2 74) E d d perde 1/3 m ganha 1/3 m m m 2m/3 4m/3 F = G m m d . . 2 F' = G m m d 2 3 4 3 2 . F' = G m m d 8 9 2 . F' = 8 9. 2 . Gm m d F' = 8 9F 75) C g = G M d . 2 = 6 67 10 6 10 15 10 11 24 7 2 , . . . ( , . ) − m = 1,79 m/s 2 mTerra ≅ 6 . 1024 kg d = 1,5 . 104 km = 1,5 . 107 m 76) B t = t = 2,5 s V = v0 + g . t 0 = 21,8 – 2,5 . g g = 8,72 m/s2 Vênus: g = G M d . 2 ∴ gVênus = 6 67 10 4 87 10 6 1 10 11 24 6 2 , . . , . ( . . ) − = = 8,72 m/s2
